JP2005275760A - Pack device, sense table management device, moving locus calculation method, moving locus calculation program and recording medium - Google Patents

Pack device, sense table management device, moving locus calculation method, moving locus calculation program and recording medium Download PDF

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JP2005275760A JP2004087513A JP2004087513A JP2005275760A JP 2005275760 A JP2005275760 A JP 2005275760A JP 2004087513 A JP2004087513 A JP 2004087513A JP 2004087513 A JP2004087513 A JP 2004087513A JP 2005275760 A JP2005275760 A JP 2005275760A
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Takuya Ogawa
琢也 小川
Mitsunori Hirano
光徳 平野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To commonize a resonance frequency of a coil Z without reducing coil detection performance. <P>SOLUTION: Two coils A, B having the same resonance frequency are used so as to detect a position and a rotation angle, and one coil Z having a resonance frequency different from the coils and having the resonance frequency common to all packs is mounted in the vicinity of the center of the pack so as to detect a rotation direction. The rotation angle is set as a relative angle from positions of the coils A, B after movement and positions before the movement, and the rotation direction is determined by detecting the side on which of the right and left sides the coil Z is present to a diagonal connecting two coil centers in a non-pressed-down state of a button. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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 projector 73 on the sense table main body 71 on which the magnetic sheet is laid, and the user operates the pack 74 on which the coil is wound on the design drawing. As a result, the PC 72 captures the coordinate position or rotation angle.

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。
[2004年2月12日検索]、インターネット<URL:http://tangible.media.mit.edu/papers/SenseTable_CHI01/SenseTable_CHI01.html>
For example, when a link is set between nodes represented in the design drawing projected on the sense table main body 71, it is performed by bringing the packs 74 bound to the node for setting the link into contact with each other, and the band of the link is changed. In this case, the pack 74 is bound to the link and rotated. By applying this TUI, a pack operation by a plurality of persons is possible, and a design by collaboration is possible while discussing between designers.
[Search February 12, 2004], Internet <URL: http://tangible.media.mit.edu/papers/SenseTable_CHI01/SenseTable_CHI01.html>

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 Document 1, only about 5 packs can be used. Therefore, the design by collaboration using TUI is limited, and it can be said that it provides a sufficient interface especially in network design. There wasn't.

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 pack device 1 has an ID and is connected to a sense table device (not shown) by electromagnetic coupling. As shown in FIG. 1A, in the pack device 1, two coils A and B having the same resonance frequency are mounted at point-symmetric positions, that is, the centers of the coils A and B are connected. Implemented on the line. Further, one coil Z having a different resonance frequency for detecting the rotational direction is mounted in the direction perpendicular to the connection and in the vicinity of the pack center position.
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 pulse oscillator 22. The signal is supplied for a certain period and receives a signal induced by electromagnetic coupling between the coils A and B mounted on the moving pack device 1.
Specifically, the oscillation channel is switched under the control of the microcomputer by the channel selection circuit 23, and the signal sensed through the reception channel is amplified by the amplifier 24, converted to a digital signal by the AD converter 25, and detected. 26. The detection device 26 detects the position of the pack device 1 and the rotation angle θ from the positions of the coils A and B. Details will be described later with reference to FIG.

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 pack device 1 is mounted with two coils having the same resonance frequency and different diameters, and the coils A and B are mounted on a line connecting the centers of the coils. FIG. 3 shows the relationship between the sensor substrate 21 and the pack device 1 that moves on the sensor substrate 21.
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 detection device 26 shown in FIG. The detection device 26 includes a signal reception unit 261, a pack determination unit 262, a calculation unit 263, and a movement locus DB 264 in order to detect the position and rotation angle of the pack device 1 that moves on the sense table device 2. Is done.
The signal receiving unit 261 is mounted on the plurality of pack devices 1 (# 0 to #n) moving on the sense table device 2, and the two coils A and B having the same resonance frequency and different diameters, and all the coils Each signal induced by electromagnetic induction from one coil Z having a resonance frequency different from that of the coils A and B in common with the pack is supplied to the pack determination unit 262 and the calculation unit 263. The pack determination unit 262 determines each ID of the pack device 1 based on signals induced by electromagnetic induction from the two coils A and B having the same resonance frequency mounted on each pack device 1, and The arithmetic unit 263 moves from the signals obtained by electromagnetic induction from the two coils A and B having the same resonance frequency and the coil Z having a resonance frequency different from the coils A and B in common to all packs. The center, rotation angle, and rotation direction of the pack device 1 are calculated, and the pack device ID, the center position of the pack device 1, the rotation angle θ, and the rotation direction obtained as a result are stored in the movement locus DB 264. For this reason, the movement locus of each pack device 1 is stored in the movement locus DB 264.

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 pulse transmitter 22. Then, when X0 is first selected by the channel selection circuit 23 and a coil designated in the range of X0 exists, a current induced by resonance with Yi at that time is generated. In this case, it can be seen that a part of the coil exists at the vertical and horizontal intersections.
The above processing (S51: Presence / absence of resonance signal of coil) is executed by selecting X0 to Xz by the channel selection circuit 23, and the current induced at that time is detected by Y0 to Yz (S52). Here, since the current value detected on the Y-axis side is small, the current value is amplified by the amplifier 24 and then converted into a digital signal by the AD converter 25 (S53). Detect (S54). The presence / absence of the coil is confirmed each time the channel is switched by the channel selection circuit 23.

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 calculation unit 263 specifies the pack position for all the coils, and calculates the center coordinate c of the coil device from the coordinate positions of the coils A and B to specify the pack position (S55). Further, a relative angle is calculated from the positions before and after the movement of the coils A and B (S56), and the coil Z is present in the left or right direction of the diagonal with respect to the diagonal connecting the centers of the coils A and B. The rotation direction is determined based on (S58).
Here, the pair can be determined from the coils A and B constituting the pack device 1.

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 pack device 1 that moves on the sense table device 2 calculated as described above are determined by the pack determination unit 262 each time the pack device 1 moves. It is recorded in the movement locus DB 24 as a movement locus based on the pack ID (S59). In the processing of S51, when no current induced by resonance with Yi is generated (there is no coil), the data is deleted from the movement locus DB 264 (S61).
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 signal receiving unit 261, the pack determining unit 262, and the calculating unit 263 shown in FIG. 4 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is stored in the computer system. It is assumed that the sense table management apparatus of the present invention is realized by reading and executing. The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

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.

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る。It is the figure quoted in order to demonstrate the structure of the pack apparatus in this invention. 本発明のセンサテーブル装置の内部構成を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the internal structure of the sensor table apparatus of this invention. 本発明のセンサテーブル装置と、センサテーブル装置上を移動するパック装置との関係を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the relationship between the sensor table apparatus of this invention, and the pack apparatus which moves on a sensor table apparatus. 図3に示す検出装置の内部構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of an internal structure of the detection apparatus shown in FIG. 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る。It is the flowchart quoted in order to demonstrate operation | movement of this invention embodiment. 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を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the sense table apparatus in the case of performing network design using TUI.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 ... Pack apparatus, 2 ... Sense table apparatus, 21 ... Sensor board | substrate, 26 ... Detection apparatus, 261 ... Signal receiving part, 262 ... Pack determination part, 263 ... Calculation part, 264 ... Movement locus DB

Claims (7)

センステーブル上を移動し、その位置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:
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.
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:
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.
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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