JP2005275760A - Pack device, sense table management device, moving locus calculation method, moving locus calculation program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センステーブル上を移動し、その座標および回転角を検出するために前記センステーブル上に載置される、パック装置およびセンステーブル装置、ならびに移動軌跡算出方法、移動軌跡算出プログラム、記録媒体に関する。 The present invention relates to a pack device, a sense table device, a movement trajectory calculation method, a movement trajectory calculation program, and a recording medium that are moved on the sense table and placed on the sense table to detect the coordinates and rotation angle thereof. It relates to the medium.
ＣＵＩ（Character User Interface）、ＧＵＩ（Graphical User Interface)に続く次世代のユーザインタフェースとして、ＭＩＴでは、ＴＵＩ（Tangible User Interface）と称される直感的なインタフェースの研究が行われている。
この研究のプラットフォームとしてセンステーブルと称される装置が使用され、この装置は、センステーブル本体の他に、位置と回転角を検出するパックから構成されている（非特許文献１参照）。
As a next-generation user interface following CUI (Character User Interface) and GUI (Graphical User Interface), MIT is researching an intuitive interface called TUI (Tangible User Interface).
A device called a sense table is used as a platform for this research, and this device is composed of a pack for detecting the position and rotation angle in addition to the sense table body (see Non-Patent Document 1).
図６に、ＴＵＩを用いてネットワーク設計を行う場合のセンステーブル装置の構成例が示されている（例えば、非特許文献１参照）。
すなわち、磁気シートが敷設されたセンステーブル本体７１上には、ＰＣ７２によって生成出力される設計図がプロジェクタ７３を介して投影され、その設計図上をユーザが、コイルが巻かれたパック７４を操作することにより、ＰＣ７２によってその座標位置、あるいは回転角が取り込まれる。
FIG. 6 shows a configuration example of a sense table device when network design is performed using TUI (for example, see Non-Patent Document 1).
That is, a design drawing generated and output by the PC 72 is projected through the
例えば、センステーブル本体７１上に投影された設計図に表現されたノード間にリンクを設定する場合、リンクを設定するノードにバインドしたパック７４同士を接触させることにより実施し、リンクの帯域を変更する場合は、リンクにパック７４をバインドし、回転させることにより実現する。このＴＵＩを適用することによって複数の人間によるパック操作が可能となり、設計者間で議論しながらコラボレーションによる設計が可能になる。
ところで、上記したセンステーブルは、座標位置検出にコイルを用いた電磁誘導方式を採用しており、共振周波数の異なる２個のコイルを実装したパックから信号を受信することにより、パックの中心位置および回転角を算出していた。従って、パックに実装されるコイルの種類により、設定できる共振周波数の範囲と幅が決まっており、トータルとしての利用パック数が限定される。
非特許文献１に開示された例においては、５個程度のパックしか利用できず、従ってＴＵＩを用いたコラボレーションによる設計が制限され、特に、ネットワーク設計においては十分なインタフェースを提供するものとは言えなかった。
By the way, the above-described sense table employs an electromagnetic induction method using a coil for coordinate position detection. By receiving a signal from a pack in which two coils having different resonance frequencies are mounted, the center position of the pack and The rotation angle was calculated. Accordingly, the range and width of the resonance frequency that can be set are determined depending on the type of coil mounted on the pack, and the total number of packs used is limited.
In the example disclosed in Non-Patent
このため、出願人は、先に、図１（ｂ）に示されるように、同じ共振周波数のコイル２個（Ａ、Ｂ）を用いてパック位置を決定し、回転角算出のために、前記２個のコイルの中心を結線した線と直角方向に実装される、異なる共振周波数を持ち、ボタン押下により共振しない１個のコイル（Ｚ）を実装したパック装置およびセンステーブル装置、ならびに移動軌跡算出方法、移動軌跡算出プログラム、記録媒体を出願した。
しかしながら上記した先願のパック装置によれば、１個のコイルＺをパック毎に異なる共振周波数で利用すれば特に問題はないが、全てのパックで同じ共振周波数を使う場合には、パック装置同士が接近し、特に、２つのパック装置内のコイルＺが接近してしまうと、個別のコイルが認識できないばかりか、最悪、コイルの共振周波数が変化してしまうといった問題が生じる。なお、使用する共振周波数の数を少なくすることは、アンテナ側でスキャンするための周波数を少なくすることができるため、パックの検出速度が向上し、あるいは使える共振周波数には限界があるため、作成可能なパック数を増やせるといった利点があり、このため、コイルＺの共振周波数を共通化する要求は高い。
Therefore, the applicant first determines the pack position using two coils (A, B) having the same resonance frequency, as shown in FIG. Pack device and sense table device mounted with one coil (Z) which is mounted in a direction perpendicular to the line connecting the centers of the two coils and which has different resonance frequencies and does not resonate when the button is pressed, and movement trajectory calculation Filed a method, a moving track calculation program, and a recording medium.
However, according to the above-mentioned pack device of the prior application, there is no particular problem if one coil Z is used at different resonance frequencies for each pack. In particular, when the coils Z in the two pack devices approach each other, not only the individual coils cannot be recognized, but in the worst case, the resonance frequency of the coils changes. Note that reducing the number of resonance frequencies to be used can reduce the frequency for scanning on the antenna side, so the detection speed of the pack is improved, or the resonance frequencies that can be used are limited. There is an advantage that the number of possible packs can be increased. For this reason, there is a high demand for sharing the resonance frequency of the coil Z.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コイル検出性能を落とすことなく、コイルＺの共振周波数の共通化をはかった、パック装置およびセンステーブル装置、ならびに移動軌跡算出方法、移動軌跡算出プログラム、記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the pack device, the sense table device, the movement locus calculation method, the movement locus calculation, and the common resonance frequency of the coil Z without reducing the coil detection performance. The object is to provide a program and a recording medium.
上記した課題を解決するために本発明は、センステーブル上を移動し、その座標および回転角を検出するために前記センステーブル上に載置されるパック装置であって、点対称位置に実装される同じ共振周波数を持った前記位置および回転角検出用の２個のコイルと、前記２個のコイルが実装されたパックの中心位置近傍に実装され、前記２個のコイルとはその共振周波数が異なり、他の全てのパックに共通の周波数を持つ、ボタン押下により共振しない回転方向検出用の1個のコイルと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a pack device that moves on a sense table and is placed on the sense table to detect the coordinates and rotation angle thereof, and is mounted at a point-symmetrical position. The two coils for detecting the position and rotation angle having the same resonance frequency are mounted near the center position of the pack on which the two coils are mounted, and the two coils have a resonance frequency of Unlike the other packs, there is provided one coil for detecting the direction of rotation which has a frequency common to all other packs and does not resonate when the button is pressed.
また、本発明は、センステーブル上を移動するパック装置のそれぞれの位置と回転角とを検出するセンステーブル管理装置であって、前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する信号受信部と、前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する演算部と、を備えたことを特徴とする。 The present invention is also a sense table management device for detecting the position and rotation angle of each pack device moving on the sense table, and two coils having the same resonance frequency mounted on each pack device. , And a signal receiving unit that receives each signal induced by electromagnetic induction from one coil having different resonance frequencies, and the position and rotation angle of each pack device that moves according to the resonance frequency of the two coils And a calculation unit that calculates a rotation direction with the one coil.
また、本発明において、前記回転角は、前記２個のコイルにおけるそれぞれの移動前の位置と移動後の位置から相対的な回転角とすることを特徴とする。 In the present invention, the rotation angle is a relative rotation angle from a position before the movement and a position after the movement in the two coils.
また、本発明において、前記回転方向は、前記ボタンが押下されていない状態で前記２個のコイル中心を結線した対角線に対し、前記１個のコイルが左右のいずれに存在するかを検出することにより決定することを特徴とする。 Further, in the present invention, the rotation direction detects whether the one coil is present on the left or right with respect to a diagonal line connecting the two coil centers in a state where the button is not pressed. It is characterized by determining by.
また、本発明は、センステーブル上を移動するパック装置のそれぞれの位置と回転角とを検出するセンステーブル管理装置を用いた移動軌跡算出方法であって、前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する工程と、前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する工程と、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a movement trajectory calculation method using a sense table management device that detects a position and a rotation angle of each pack device that moves on a sense table, the resonance being implemented in each pack device. Receiving each signal induced by electromagnetic induction from two coils having the same frequency and one coil having different resonance frequencies, and each pack device moving by the resonance frequency of the two coils And a step of calculating a rotation direction by the one coil.
また、本発明は、センステーブル上を移動するパック装置のそれぞれの位置と回転角とを検出するセンステーブル管理装置に用いられる移動軌跡算出プログラムであって、前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する処理と、前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 Further, the present invention is a movement trajectory calculation program used for a sense table management device for detecting each position and rotation angle of a pack device moving on a sense table, the resonance being implemented in each pack device Processing for receiving respective signals induced by electromagnetic induction from two coils having the same frequency and one coil having different resonance frequencies, and each of the pack devices moving by the resonance frequency of the two coils And calculating a rotation direction by the one coil, and causing the computer to execute.
また、本発明は、センステーブル上を移動するパック装置のそれぞれの位置と回転角とを検出するセンステーブル管理装置に用いられる移動軌跡算出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する処理と、前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 Further, the present invention is a computer-readable recording medium recording a movement trajectory calculation program used in a sense table management device for detecting each position and rotation angle of a pack device moving on a sense table, The process of receiving each signal induced by electromagnetic induction from two coils with the same resonance frequency mounted on each pack device and one coil with different resonance frequencies, and the resonance of the two coils The computer is caused to execute a process of calculating a position and a rotation angle of each of the pack devices that move according to a frequency and calculating a rotation direction using the one coil.
本発明によれば、位置ならびに回転角を検出するために同じ共振周波数のコイルを２個使用し、また、パック装置の中心近傍に回転方向を検出するためにそれらのコイルとは異なる共振周波数を持ち、全てのパック装置共通の共振周波数を持つ１個のコイルを実装することで、各パック装置が持つ１個のコイル同士が接近しても位置ならびに回転角を決定する２個のコイルはそのコイルに干渉されることなく、以前と同じ精度および時間内で検出することができる。
また、回転方向を決定する１個のコイルは、全てのパックで共通の共振周波数を持つことで、有限の共振周波数を有効に使え、かつ、作成可能なパックの数を増やすことができる。このことにより、ネットワーク設計に利用するパックの安定性、精度の向上がはかれる。なお、回転方向を検出するためのコイルはボタン押下により一時的に共振しない（オープンの）状態となり、通常操作においてはパック装置を回転させる行為とボタンを押す行為とは同時にされることがないため、ボタン押下時に回転角の検出が不安定となる状態は許容できる。
According to the present invention, two coils having the same resonance frequency are used to detect the position and the rotation angle, and a resonance frequency different from those coils is used to detect the rotation direction near the center of the pack device. The two coils that determine the position and rotation angle even if one coil of each pack device approaches by mounting one coil having a resonance frequency common to all the pack devices. Detection can be performed within the same accuracy and time as before without being interfered by the coil.
In addition, since one coil for determining the rotation direction has a resonance frequency common to all packs, a finite resonance frequency can be used effectively, and the number of packs that can be created can be increased. As a result, the stability and accuracy of the pack used for network design can be improved. Note that the coil for detecting the direction of rotation temporarily does not resonate (open) when the button is pressed, and during normal operation, the act of rotating the pack device and the act of pressing the button are not performed simultaneously. The state where the rotation angle detection becomes unstable when the button is pressed is acceptable.
図１は、本発明におけるパック装置の構成を説明するために引用した図であり、（ａ）に本発明実施形態が、（ｂ）に従来例が対比して示されている。
パック装置１は、それぞれがＩＤを持ち、電磁結合によって図示せぬセンステーブル装置に接続される。図１（ａ）に示されるように、パック装置１には、同じ共振周波数を持つ２個のコイルＡ、Ｂが点対称位置に実装され、すなわち、当該各コイルＡ、Ｂの中心を結線した線上に実装されている。また、この結線に対し、直角方向、かつ、パック中心位置の近傍に回転方向検出用の共振周波数が異なる１個のコイルＺが実装されている。
なお、コイルＺが持つ共振周波数は他の全てのパック装置で同じとし、また、ボタン（図示せず）が取り付けられ、このボタンが押されることにより一定時間共振しない構造になっているものとする。
FIG. 1 is a diagram cited for explaining the configuration of a pack device according to the present invention. FIG. 1A shows an embodiment of the present invention, and FIG.
Each
It is assumed that the resonance frequency of the coil Z is the same in all other pack devices, and that a button (not shown) is attached and the button Z is pressed so that it does not resonate for a certain period of time. .
上記した実装形態が示すように、特徴的には、コイルＺをバックの中心化位置近傍に移動させたことにある。例えば、パックの直径が４０ｍｍ程度、コイルの直径が８ｍｍ程度の場合、コイルＺの中心位置を５ｍｍ程度移動し、パックの外周から８／２＋５＝９ｍｍ程度内側とする。
なお、移動距離については、パック装置の大きさに依存せず、後述するシート側のループコイルの線間によって異なり、ここでは、図３に示されるように５ｍｍの線間とするため、５√２（対角線の距離）以上離す必要があり、ここでは、５＋５＝１０ｍｍ離れているため識別が可能である。この場合、コイルＡとＢの中心位置からコイルＺまでの距離は、２０−９＝１１ｍｍ程度となり、回転角検出のための距離としては不十分であり、誤差が拡大してしまう。このため、位置の他に、回転角検出にもコイルＡ、Ｂを利用する。コイルＡとＢの中心間の距離は、４０−８／２×２＝３２ｍｍとなり、２０−９＝１１ｍｍよりだいぶ長くなることから回転角θ検出のための精度が向上する。
As the above-described mounting form shows, the characteristic feature is that the coil Z is moved to the vicinity of the centering position of the back. For example, when the pack has a diameter of about 40 mm and the coil has a diameter of about 8 mm, the center position of the coil Z is moved by about 5 mm, and the inside of the pack is about 8/2 + 5 = 9 mm inside.
The moving distance does not depend on the size of the pack device, and varies depending on the line between the loop coils on the sheet side, which will be described later. Here, since the distance is 5 mm as shown in FIG. 2 (diagonal distance) or more is necessary, and here, since 5 + 5 = 10 mm apart, identification is possible. In this case, the distance from the center position of the coils A and B to the coil Z is about 20−9 = 11 mm, which is insufficient as a distance for detecting the rotation angle, and the error increases. For this reason, in addition to the position, the coils A and B are also used for rotation angle detection. The distance between the centers of the coils A and B is 40−8 / 2 × 2 = 32 mm, which is much longer than 20−9 = 11 mm. Therefore, the accuracy for detecting the rotation angle θ is improved.
コイルの位置に１ｍｍの誤差が含まれているとすれば、コイルＡ、Ｂには、１ｍｍずつ誤差が含まれていると仮定して最悪２ｍｍの誤差があることになるため、本発明実施形態による角度誤差は、ｔａｎ−１２ｍｍ／３２ｍｍ＝３．６度になる。これに対し、コイルＡ、Ｂに共に誤差が含まれているとしても中心位置に誤差はないと仮定して、コイルＺを５ｍｍ程度内側に移動した場合の角度誤差であるｔａｎ−１１ｍｍ／１１ｍｍ＝５．２度よりだいぶ精度を高めることができる。
但し、この場合問題になるのは、９０度以上回転させた場合に回転方向が判別できなくなることである。そこで、コイルＺについてボタンが押下されていない状態で、コイルＡとＢの対角線に対して、左右いずれに存在するかによって回転角度の方向を判定することとした。
なお、回転角θは、回転が右回転の場合はコイルＢを頂点とする角度、左回転の場合はコイルＡを頂点とする角度となる。また、その角度を２パック間の中間位置からの角度として表現すれば、直角三角形の合同の定理を用いてコイルＡ、Ｂの２点間の中間位置における垂線を基準とした角度になる。
If an error of 1 mm is included in the position of the coil, the coils A and B are assumed to have an error of 1 mm each, so that there is a worst error of 2 mm. The angle error due to tan −1 2 mm / 32 mm = 3.6 degrees. On the other hand, assuming that there is no error in the center position even if both the coils A and B contain errors, tan −1 1 mm / 11 mm, which is an angle error when the coil Z is moved inward by about 5 mm. The accuracy can be increased considerably from 5.2 degrees.
However, the problem in this case is that the rotation direction cannot be discriminated when rotated 90 degrees or more. Therefore, the direction of the rotation angle is determined depending on whether the coil Z is present on the left or right with respect to the diagonal line of the coils A and B in a state where the button is not pressed.
The rotation angle θ is an angle having the coil B as a vertex when the rotation is a right rotation, and an angle having the coil A as a vertex when the rotation is a left rotation. If the angle is expressed as an angle from the intermediate position between the two packs, the angle is based on the perpendicular at the intermediate position between the two points of the coils A and B using the congruence theorem of the right triangle.
上記したように本発明実施形態によれば、位置および回転角を検出するために同じ共振周波数を持つコイルＡ、Ｂを対角に実装し、また、回転方向を検出するために、それらのコイルＡ、Ｂとは異なる共振周波数を持つコイルＺをそれら２個のコイルＡ、Ｂと直角方向、かつ、パック装置中心位置近傍に実装することで、位置ならびに回転角を決定する２個のコイルＡ、Ｂは、以前と同じ精度および時間内で検出することができ、図１（ｂ）に示す従来の実装形態とは異なり、共振周波数のシフトは起らず、安定した動作が得られる。
なお、ボタン押下により回転角を検出するためのコイルＺは一時的に共振しない（オープンの）状態となり、通常操作においてはパック装置を回転させる行為とボタンを押す行為とは同時にされることがないため、ボタン押下時に回転角の検出が不安定となる状態は許容できる。また、位置検出用の２個のコイルＡ、Ｂは、基本的に点対称の位置に実装されていればその重心計算により中心位置を算出でき、精度の向上を図ることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the coils A and B having the same resonance frequency are mounted diagonally to detect the position and the rotation angle, and those coils are detected to detect the rotation direction. A coil Z having a resonance frequency different from that of A and B is mounted in the direction perpendicular to the two coils A and B and in the vicinity of the center position of the pack device, whereby the two coils A that determine the position and the rotation angle. , B can be detected within the same accuracy and time as before, and unlike the conventional mounting form shown in FIG. 1B, the resonance frequency does not shift and a stable operation is obtained.
Note that the coil Z for detecting the rotation angle when the button is pressed temporarily does not resonate (open), and in normal operation, the act of rotating the pack device and the action of pressing the button are not performed simultaneously. Therefore, a state in which the detection of the rotation angle becomes unstable when the button is pressed is acceptable. In addition, if the two coils A and B for position detection are basically mounted at point-symmetric positions, the center position can be calculated by calculating the center of gravity, and the accuracy can be improved.
図２にセンステーブル装置の内部構成を示す。センステーブル装置２には、内部にアンテナプリント線（センサ基板２１）が敷設されている。センサ基板２１には、Ｘ方向、Ｙ方向に狭い幅で受信コイル（それぞれ、Ｘｉ；Ｘ０〜Ｘｚ，Ｙｉ；Ｙ０〜Ｙｚ）が配置されており、パルス発振器２２によってセンサ基板２１に送信キャリアがある一定期間供給され、移動するパック装置１に実装されたコイルＡ、Ｂとの間の電磁結合によって誘起される信号を受信する仕組みになっている。
具体的には、チャネル選択回路２３によってマイコン制御の下で発振チャネルが切替えられ、受信チャネルを介してセンスされた信号は、増幅器２４で増幅され、ＡＤ変換器２５によってデジタル信号に変換され検出装置２６に供給される。検出装置２６では、各コイルＡ、Ｂの位置から、パック装置１の位置および回転角θを検出する。詳細は図３を用いて後述する。
FIG. 2 shows the internal configuration of the sense table device. In the sense table device 2, an antenna print line (sensor substrate 21) is laid. The sensor substrate 21 is provided with receiving coils (Xi; X0 to Xz, Yi; Y0 to Yz, respectively) with narrow widths in the X direction and the Y direction, and the sensor substrate 21 has a transmission carrier by the
Specifically, the oscillation channel is switched under the control of the microcomputer by the
パック装置１（＃０〜＃ｎ）は、センステーブル装置２上を移動し、その座標位置および回転角を検出するためにセンサ基板２１上に載置される。また、それぞれのパック装置１には、同じ共振周波数を持つ径の異なるコイルが２個実装され、各コイルの中心を結線した線上に各コイルＡ、Ｂが実装されている。図３に、センサ基板２１と、センサ基板２１上を移動するパック装置１との関係が示されている。
パック装置１（＃０〜＃ｎ）に実装される径の異なるコイルの大きさを検出するアンテナプリント線のマス目の数は、コイルによって異なるようになっている。例えば、線間距離を５ｍｍとした場合、７ｍｍだと２〜３マス程度の広がりが得られるものとする。但し、検出されるピーク電流の閾値を下げると広がりが大きくなる。例えば、７ｍｍで２〜３マスとした場合、１４ｍｍの場合には３〜４マスとなり、これでは、３マスの場合にどちらに属するかは判断できない可能性がある。但し、１４ｍｍの場合で３マスとなることはほとんどないため、この程度のサイズの比でもほとんど検出可能である。また、線間を３ｍｍまですれば、７ｍｍと１４ｍｍでは問題なく区別が可能になる。いずれにしてもアンテナプリント線間とコイルのサイズは、連携して調整が必要になり、検出性能に大きく影響する。
The pack device 1 (# 0 to #n) moves on the sense table device 2 and is placed on the sensor substrate 21 in order to detect the coordinate position and rotation angle. Each
The number of squares of the antenna print line for detecting the size of the coil having a different diameter mounted on the pack device 1 (# 0 to #n) is different depending on the coil. For example, when the distance between the lines is 5 mm, if the distance is 7 mm, a spread of about 2 to 3 squares can be obtained. However, the spread increases as the threshold value of the detected peak current is lowered. For example, when 2 to 3 squares are used at 7 mm, 3 to 4 squares are obtained at 14 mm. In this case, it may not be possible to determine which one belongs to 3 squares. However, in the case of 14 mm, there are almost no three squares, so even a size ratio of this level can be detected. Also, if the distance between the lines is 3 mm, it is possible to distinguish between 7 mm and 14 mm without any problem. In any case, the antenna printed wire and the coil size need to be adjusted in cooperation, greatly affecting the detection performance.
図４は、図２に示す検出装置２６の内部構成を詳細に示したブロック図である。検出装置２６は、センステーブル装置２上を移動するパック装置１の位置と回転角とを検出するために、信号受信部２６１と、パック判定部２６２と、演算部２６３と、移動軌跡ＤＢ２６４で構成される。
信号受信部２６１は、センステーブル装置２上を移動する複数のパック装置１（＃０〜＃ｎ）に実装された、共振周波数が同じで径の異なる２個のコイルＡ、Ｂ、および全てのパック共通でコイルＡ、Ｂとは共振周波数の異なる１個のコイルＺから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信し、パック判定部２６２および演算部２６３へ供給する。パック判定部２６２は、それぞれのパック装置１に実装された同じ共振周波数を持つ２個のコイルＡ、Ｂから電磁誘導により誘起される信号に基づきパック装置１が持つそれぞれのＩＤを判定し、また、演算部２６３は、同じ共振周波数を持つ２個のコイルＡ、Ｂならびに全てのパックに共通でコイルＡ、Ｂとは異なる共振周波数を持つコイルＺから電磁誘導により得られる信号から移動するそれぞれのパック装置１の中心と回転角、ならびに回転方向を算出し、その結果得られるパック装置ＩＤおよびパック装置１の中心位置、回転角θ、そして回転方向を移動軌跡ＤＢ２６４へ格納する。このため、移動軌跡ＤＢ２６４には、各パック装置１の移動軌跡が格納される。
FIG. 4 is a block diagram showing in detail the internal configuration of the
The
図５は、本発明実施形態の動作を説明するために引用したフローチャートであり、具体的には本発明における移動軌跡算出プログラムの処理手順を示す。
以下、図５に示すフローチャートを参照しながら図１〜図４に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
FIG. 5 is a flowchart cited for explaining the operation of the embodiment of the present invention, and specifically shows the processing procedure of the movement trajectory calculation program in the present invention.
The operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG.
センサテーブル装置２は、パルス発信器２２により特定のコイルと共振する周波数を発生させる。そして、チャネル選択回路２３によりまずＸ０を選択し、このＸ０の範囲に指定したコイルが存在する場合は、その時のＹｉに共振して誘導された電流が発生する。この場合、縦横の交差点にコイルの一部が存在することがわかる。
上記した処理（Ｓ５１：コイルの共振信号の有無）を、チャネル選択回路２３により、Ｘ０〜Ｘｚを選択しながら実行し、その時に誘導された電流をＹ０〜Ｙｚで検出する（Ｓ５２）。ここでは、Y軸側で検出される電流値が小さいため、それを増幅器２４で増幅した後、ＡＤ変換器２５でディジタル信号に変換し（Ｓ５３）、検出装置２６でその値から存在の有無を検出する（Ｓ５４）。このコイルの存在有無の確認は、チャネル選択回路２３によるチャネル切替え毎に行われる。
The sensor table device 2 generates a frequency that resonates with a specific coil by the
The above processing (S51: Presence / absence of resonance signal of coil) is executed by selecting X0 to Xz by the
なお、上記した処理で、コイルの位置がわかるが、図３に示されるように、アンテナプリント線のマス目が5mm間隔であるため、そのまま計算してしまうと、コイルのセンター位置の精度かなり落ちてしまう。そこで、検出されたマス目とその電流値を利用して、重心を計算することにより、一定の精度を得ている。
一方、演算部２６３では、全てのコイルについてパック位置の特定を行っており、コイルＡ、Ｂの座標位置からコイル装置の中心座標ｃを算出してパック位置を特定する（Ｓ５５）。また、コイルＡ、Ｂの移動前後の位置から相対的な角度を算出し（Ｓ５６）、更に、コイルＡ、Ｂの中心を結線した対角線に対しコイルＺがその対角線の左右いずれの方向に存在するかによってその回転方向を判断している（Ｓ５８）。
なお、ここでは、パック装置１を構成するそれぞれのコイルＡ、Ｂからそのペアを確定することができる。
Although the coil position can be determined by the above-described processing, as shown in FIG. 3, since the squares of the antenna print lines are 5 mm apart, if the calculation is performed as it is, the accuracy of the coil center position is considerably reduced. End up. Therefore, a certain accuracy is obtained by calculating the center of gravity using the detected grid and its current value.
On the other hand, the
Here, the pair can be determined from the coils A and B constituting the
以上のようにして算出されたセンステーブル装置２上を移動する各パック装置１の中心位置、回転角ならびに回転方向は、パック装置１の移動がある毎、パック判定部２６２で判定されたそれぞれのパックＩＤに基づく移動軌跡として移動軌跡ＤＢ２４に記録される（Ｓ５９）。なお、Ｓ５１の処理において、Ｙｉに共振して誘導される電流が発生しない場合（コイルの存在無し）は、移動軌跡ＤＢ２６４からそのデータが削除される（Ｓ６１）。
以上の動作は、センステーブル装置２上に載置された全てのパック装置数分繰り返される（Ｓ６０）。
The center position, rotation angle, and rotation direction of each
The above operation is repeated for the number of all the pack devices placed on the sense table device 2 (S60).
以上説明のように本発明は、位置ならびに回転角を検出するために同じ共振周波数のコイルを２個使用し、また、パックの中心近傍に回転方向を検出するためにそれらのコイルとは異なる共振周波数を持ち、全てのパック共通の共振周波数を持つ１個のコイルを実装することで、各パックが持つ１個のコイル同士が接近しても位置ならびに回転角を決定する２個のコイルは干渉されることなく、以前と同じ精度および時間内で検出することができる。また、回転方向を決定する１個のコイルは、全てのパックで共通の共振周波数を持つことで、有限の共振周波数を有効に使え、かつ、作成可能なパックの数を増やすことができる。このことにより、ネットワーク設計に利用するパックの安定性、精度の向上がはかれる。
なお、回転方向を検出するためのコイルはボタン押下により一時的に共振しない（オープンの）状態となり、通常操作においてはパック装置を回転させる行為とボタンを押す行為とは同時にされることがないため、ボタン押下時に回転角の検出が不安定となる状態は許容できる。
As described above, the present invention uses two coils having the same resonance frequency to detect the position and the rotation angle, and different resonances from those coils to detect the rotation direction near the center of the pack. By mounting one coil that has a frequency and a resonance frequency common to all packs, the two coils that determine the position and rotation angle interfere even if one coil of each pack approaches each other. Without detection, it can be detected within the same accuracy and time as before. In addition, since one coil for determining the rotation direction has a resonance frequency common to all packs, a finite resonance frequency can be used effectively, and the number of packs that can be created can be increased. As a result, the stability and accuracy of the pack used for network design can be improved.
Note that the coil for detecting the direction of rotation temporarily does not resonate (open) when the button is pressed, and during normal operation, the act of rotating the pack device and the act of pressing the button are not performed simultaneously. The state where the rotation angle detection becomes unstable when the button is pressed is acceptable.
また、図４に示される信号受信部２６１、パック判定部２６２、演算部２６３のそれぞれで実行される手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明のセンステーブル管理装置が実現されるものとする。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
Further, the procedure executed by each of the
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention.
１…パック装置、２…センステーブル装置、２１…センサ基板、２６…検出装置、２６１…信号受信部、２６２…パック判定部、２６３…演算部、２６４…移動軌跡ＤＢ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
点対称位置に実装される同じ共振周波数を持つ前記位置および回転角検出用の２個のコイルと、
前記２個のコイルが実装されたパックの中心位置近傍に実装され、前記２個のコイルとはその共振周波数が異なり、他の全てのパックに共通の周波数を持つ、ボタン押下により共振しない回転方向検出用の1個のコイルと、
を備えたことを特徴とするパック装置。 A pack device that moves on the sense table and is placed on the sense table to detect its position and rotation angle,
Two coils for detecting the position and rotation angle having the same resonance frequency mounted in a point-symmetric position;
Rotation direction that is mounted near the center position of the pack on which the two coils are mounted, has a resonance frequency different from that of the two coils, and has a frequency common to all other packs, and does not resonate when the button is pressed. One coil for detection,
A pack device characterized by comprising:
前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する信号受信部と、
前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する演算部と、
を備えたことを特徴とするセンステーブル管理装置。 A sense table management device that detects the position and rotation angle of each pack device that moves on the sense table,
A signal receiving section for receiving respective signals induced by electromagnetic induction from two coils having the same resonance frequency mounted on each pack device and one coil having a different resonance frequency;
A calculation unit that calculates a position and a rotation angle of each of the pack devices that move according to a resonance frequency of the two coils, and calculates a rotation direction using the one coil;
A sense table management device comprising:
前記２個のコイルにおけるそれぞれの移動前の位置と移動後の位置から相対的な角度とすることを特徴とする請求項２に記載のセンステーブル管理装置。 The rotation angle is
The sense table management device according to claim 2, wherein a relative angle is set from a position before the movement and a position after the movement of the two coils.
前記ボタンが押下されていない状態で前記２個のコイル中心を結線した対角線に対し、前記１個のコイルが左右のいずれに存在するかを検出することにより決定することを特徴とする請求項２または３に記載のセンステーブル管理装置。 The rotation direction is
3. The determination is made by detecting whether the one coil is present on the left or right side with respect to a diagonal line connecting the centers of the two coils when the button is not pressed. Or the sense table management apparatus of 3.
前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する工程と、
前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する工程と、
を有することを特徴とする移動軌跡算出方法。 A movement trajectory calculation method using a sense table management device that detects each position and rotation angle of a pack device that moves on a sense table,
Receiving each signal induced by electromagnetic induction from two coils having the same resonance frequency mounted on each pack device and one coil having a different resonance frequency;
Calculating a position and a rotation angle of each of the pack devices that move according to a resonance frequency of the two coils, and calculating a rotation direction using the one coil;
A movement trajectory calculation method characterized by comprising:
前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する処理と、
前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する処理と、
をコンピュータに実行させる移動軌跡算出プログラム。 A movement trajectory calculation program used for a sense table management device that detects each position and rotation angle of a pack device that moves on a sense table,
A process of receiving respective signals induced by electromagnetic induction from two coils having the same resonance frequency mounted on each pack device and one coil having different resonance frequencies;
A process of calculating the position and rotation angle of each of the pack devices that move according to the resonance frequency of the two coils, and calculating the direction of rotation using the one coil;
Moving trajectory calculation program for causing a computer to execute.
前記それぞれのパック装置に実装された共振周波数が同じ２個のコイル、および共振周波数の異なる1個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する処理と、
前記２個のコイルが持つ共振周波数により移動する前記それぞれのパック装置の位置および回転角を算出し、かつ、前記１個のコイルにより回転方向を算出する処理と、
をコンピュータに実行させる移動軌跡算出プログラムを記録した記録媒体。
A computer-readable recording medium that records a movement trajectory calculation program used in a sense table management device that detects each position and rotation angle of a pack device that moves on a sense table,
A process of receiving respective signals induced by electromagnetic induction from two coils having the same resonance frequency mounted on each pack device and one coil having different resonance frequencies;
A process of calculating the position and rotation angle of each of the pack devices that move according to the resonance frequency of the two coils, and calculating the direction of rotation using the one coil;
A recording medium on which a movement trajectory calculation program for causing a computer to execute is recorded.
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| JP2004087513A JP2005275760A (en) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Pack device, sense table management device, moving locus calculation method, moving locus calculation program and recording medium |
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- 2004-03-24 JP JP2004087513A patent/JP2005275760A/en active Pending
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