JP3794374B2 - 位置検出装置及びこれに用いる指示装置 - Google Patents
位置検出装置及びこれに用いる指示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3794374B2 JP3794374B2 JP2002371940A JP2002371940A JP3794374B2 JP 3794374 B2 JP3794374 B2 JP 3794374B2 JP 2002371940 A JP2002371940 A JP 2002371940A JP 2002371940 A JP2002371940 A JP 2002371940A JP 3794374 B2 JP3794374 B2 JP 3794374B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic sensor
- magnetic field
- signal output
- magnetic
- response
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、外観がペン形状等を呈する指示装置によって指示されたタブレット上における任意位置を求めるための位置検出装置及びこれに用いる指示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の装置(第1の装置)としては、タブレットに多数の導線等を配し、この上をスタイラスペンで指示した際に、タブレットの導線等に誘起する電圧に基づいて、スタイラスペンで指示した座標を検出するものが例示される(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
また、タブレットに導線等を備えていない装置(第2の装置)としては、ペンから仮想の磁力線を発生させ、タブレットに設けられた3個のセンサによって磁界強度を検出し、これらに基づき位置検出を行うものが例示される(例えば、特許文献2を参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平3−191416号公報(第3頁右下欄、第1図)
【特許文献2】
特開平9−44287号公報(段落番号[0013]、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来例に係る第1の装置は、スタイラスペンを傾けた状態で使用しても位置検出の誤差が小さいが、多数の導線をタブレットに備える必要があって、位置算出の計算が複雑化し、タブレットが大型になるほど重量・コストが嵩む。また、導線等の存在により視認性が劣るので、ディスプレイ装置の前面に配備するには不適切である等の問題がある。
【0006】
また、第2の装置は、タブレットに導線等を設ける必要はなく、上記の第1の装置のような問題点はない。しかしながら、スタイラスペンを傾けて使用すると、磁界強度が変わる関係上、位置検出の精度が低くなるという問題がある。
【0007】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、磁界ベクトルから得られる平面とタブレット上の交線に基づき位置検出を行うことにより、位置検出用の導線等を備えていないタブレットを用いつつも、指示装置の傾斜にかかわらず高い精度で位置検出が可能な位置検出装置及びこれに用いる指示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、指示装置で指示されたタブレット上の任意位置を位置算出部が検出する位置検出装置において、前記タブレットは、位置検出用の導線が非埋設であり、かつ、3次元的な磁界成分を検出可能な第1の磁気センサ及び第2の磁気センサを備え、前記指示装置は、前記タブレットの指示範囲内における任意位置を指示したことを示す二つのタイミング信号を、それぞれ異なるタイミングで出力する信号出力手段と、前記信号出力手段から出力された第1のタイミング信号に基づいて、第1の磁界を発生させる第1のコイルと、前記信号出力手段から出力された第2のタイミング信号に基づいて、第2の磁界を発生させる第2のコイルとを備え、前記位置算出部は、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサによって検出された前記第1の磁界及び前記第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、前記指示装置によって指示された前記タブレット上の任意位置を算出することを特徴とするものである。
【0009】
(作用・効果)指示装置の信号出力手段からの第1のタイミング信号に基づき第1の磁界が第1のコイルから発生され、第2のタイミング信号に基づき第2の磁界が第2のコイルから発生される。このように異なるタイミングで発生された第1の磁界及び第2の磁界について、タブレットが備える第1の磁気センサ及び第2の磁気センサは、第1の磁界及び第2の磁界について3次元的な磁界成分を検出する。位置算出部は、これらの第1の磁界及び第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、指示装置の指し示す任意の位置を求める。
【0010】
本構成では、タブレット上に第1のコイルが第1の磁界を発生させるが、これによる磁界ベクトルは、タブレット上の任意位置と指示装置の中心軸を含む平面上に常に存在する。この平面を求めることができれば、平面とタブレット上との交線を求めることができる。また、このような平面とタブレット上の交線をもう一つ得ることができれば、交線同士の交点が指示装置の指し示している位置の座標となる。そこで、第1のコイルによる第1の磁界とは異なるタイミングで第2のコイルによる第2の磁界を発生させることにより、二つ目の磁界ベクトルを得る。これによりもう一つの交線を得ることができ、交線同士の交点から座標を求めることができる。
【0011】
たとえ指示装置が傾いた状態で使用されていたとしても、指示位置が同一であるならば、平面が傾斜するだけでタブレット上における平面との交線は不変である。したがって、指示装置が傾斜しても高い精度で位置検出が可能である。
【0012】
なお、ここでいう指示装置としては、例えば、ペン型のものが挙げられ、タブレットとしては、デスク上に置いて使用する平板状の形態のものや、パーソナルコンピュータ等の画面に設けられた透明で薄板状の部材からなる入力装置等が挙げられる。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の位置検出装置において、前記位置算出部は、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサが設けられた前記タブレット上の座標と、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサによって検出された磁界成分とに基づいて前記任意位置を算出することが好ましい。
【0014】
(作用・効果)タブレットにおける第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの既知の座標と、これらの磁気センサによって検出された磁界成分とに基づき、指示装置の指示位置を求めることができる。
【0015】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の位置検出装置において、前記位置算出部は、前記任意位置(x,y)を次の式にしたがって求める
x={−B・(P1x+A・P1y)+A・(P2x+B・P2y)}/(A−B)
y={(P1x+A・P1y)+(P2x+B・P2y)}/(A−B)
但し、上記のP1xを前記第1の磁気センサのx座標とし、P1yを前記第1の磁気センサのy座標とし、P2xを前記第2の磁気センサのx座標とし、P2yを前記第2の磁気センサのy座標とし、
A=(V1z/C1・V1x/C2−V1x/C1・V1z/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
B=(V2z/C1・V2x/C2−V2x/C1・V2z/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/C1・V2y/C2)
とし、
V1x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V1x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V1y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V1y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V1z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、V1z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、さらに、V2x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V2x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V2y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V2y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V2z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、V2z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とするのが好ましい。
【0016】
(作用・効果)指示装置によって指示されたタブレット上の平面における任意位置の座標を(x,y)とした場合には、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの座標とこれらからの出力信号に基づき、上記の式によって任意位置を算出することができる。
【0017】
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の位置検出装置において、前記位置算出部は、三次元曲面f(x,y,z)=0とした場合、この式と、次の二式とに基づいて三次元的な前記任意位置(x,y,z)を求める
z={−(A1−A2)・y+(P1x+A1・P1y+B1・P1z)−(P2x+A2・P2y+B2・P2z)}/(B1−B2)
x={(A1・B2−B1・A2)・y−B2・(P1x+A1・P1y+B1・P1z)+B1・(P2x+A2・P2y+B2・P2z)}/(B1−B2)
但し、上記のP1xを前記第1の磁気センサのx座標とし、P1yを前記第1の磁気センサのy座標とし、P1zを前記第1の磁気センサのz座標とし、P2xを前記第2の磁気センサのx座標とし、P2yを前記第2の磁気センサのy座標とし、P2zを前記第2の磁気センサのz座標とし、
A1=(V1z/C1・V1x/C2−V1x/C1・V1z/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
B1=(V1x/C1・V1y/C2−V1y/C1・V1x/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
A2=(V2z/C1・V2x/C2−V2x/C1・V2z/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/ C1・V2y/C2)
B2=(V2x/C1・V2y/C2−V2y/C1・V2x/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/C1・V2y/C2)
とし、
V1x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V1x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V1y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V1y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V1z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、V1z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、さらに、V2x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V2x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、V2y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V2y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、V2z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、V2z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とするのが好ましい。
【0018】
(作用・効果)指示装置によって指示されたタブレット上の三次元的な任意位置の座標を(x,y,z)とした場合には、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサの座標とこれらからの出力信号に基づき、上記の式によって三次元的な任意位置を算出することができる。
【0019】
ここでいう三次元的な任意位置とは、例えば、タブレットが湾曲した構造を有するディスプレイ面等に設けられている場合における位置である。
【0020】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれかに記載の位置検出装置において、前記第1の磁気センサ及び第2の磁気センサは、磁気インピーダンス効果に基づき磁界成分を検出することが好ましい。
【0021】
(作用・効果)磁気インピーダンス効果(Magneto-Impedance effect; MI effect)に基づく磁気センサは、超高感度であるという性質がある。したがって、この種の磁気センサを第1の磁気センサ及び第2の磁気センサに用いることにより、検出位置のさらなる高精度化が可能となる。
【0022】
また、請求項1から5のいずれかに記載の位置検出装置において、前記信号出力手段は、前記指示装置の先端部に設けられた圧電素子からの信号に基づき信号を出力したり(請求項6)、操作者が任意に操作するスイッチからの信号に基づき信号を出力したりするのが好ましい(請求項7)。
【0023】
(作用・効果)圧電素子を指示装置の先端部に設けることにより、指示装置を操作者がタブレット上に押しつけるだけでその時の位置を算出させることができる(請求項6)。また、操作者がスイッチを操作するだけでその時の位置を算出させることができる(請求項7)。
【0024】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれかに記載の位置検出装置において、前記指示装置は、前記タブレットの指示範囲内の任意位置を光で示す光照射手段を備えていることが好ましい。
【0025】
(作用・効果)指示装置がタブレット上に当接しない非接触の形態である場合には、光照射手段から指示位置を光で示すことにより、どこを指示しているかが操作者に容易に分かる上、タブレットや指示装置が摩耗することがない。また、位置を検出させるためには、スライドスイッチや押しボタンスイッチなどの明示的な手段を併用することが好ましい。
【0026】
例えば、大勢の人の前に設けられたスクリーンと、これに二つの磁気センサを設けてタブレットを構成した場合、レーザあるいはLED等の発光手段を備えた光照射手段によって指示先が光で示されることにより、操作者が意図する位置を容易に指示させることができる。
【0027】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれかに記載の位置検出装置において、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、前記タブレット上の前記指示装置による指示範囲外に設けられていることが好ましい。
【0028】
(作用・効果)磁気センサを指示範囲内に設けた構成では、第1の磁気センサと第2の磁気センサとを結ぶ線上を指示装置で指示することが起こり得る。この場合には、平面とタブレット上の交線が二つとも重なってしまい、それらの交点を求めることができなくなって、指示された任意位置の座標を算出できなくなる。このような不都合を回避するために、磁気センサを上記の範囲に設けることが好ましい。
【0029】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1から9のいずれかに記載の位置検出装置において、前記第1のコイル及び前記第2のコイルは、前記指示装置による指示方向を中心にして同軸に設けられていることが好ましい。
【0030】
また、請求項11に記載の発明は、位置検出用の導線が非埋設で構成されたタブレット上における任意位置を指示するための指示装置において、任意位置が指示された時点で、それぞれ異なるタイミングで第1の磁界と第2の磁界を発生する第1のコイル及び第2のコイルを内蔵し、前記第1の磁界及び前記第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、指示された前記タブレット上の任意位置を算出させることが好ましい。
【0031】
(作用・効果)指示装置は、第1の磁界と第2の磁界とを発生する、受信手段とは異なる送信手段としての第1のコイル及び第2のコイルを内蔵した形態である。第1の磁界及び第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づいて、タブレット上の任意位置を算出させることができる。
【0032】
また、請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の指示装置において、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルは、指示方向を中心にして同軸に設けられていることが好ましい。
【0033】
また、請求項13に記載の発明は、請求項11または12に記載の指示装置において、前記タブレットの指示範囲内における任意位置を指示したことを示す二つのタイミング信号を、それぞれ異なるタイミングで出力する信号出力手段を備え、前記第1のコイルは、前記信号出力手段から出力された第1のタイミング信号に基づき第1の磁界を発生し、前記第2のコイルは、前記信号出力手段から出力された第2のタイミング信号に基づき第2の磁界を発生することが好ましい。
【0034】
また、請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の指示装置において、前記信号出力手段は、前記指示装置の先端部に設けられた圧電素子からの信号に基づき信号を出力することが好ましい。
【0035】
また、請求項15に記載の発明は、請求項13に記載の指示装置において、前記信号出力手段は、操作者が任意に操作するスイッチからの信号に基づき信号を出力することものである。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図1及び図2はこの発明の一実施例に係り、図1は実施例に係る位置表示装置の概略構成を示す図であり、図2はペンの概略構成を示すブロック図である。
【0037】
位置検出装置は、タブレット1と、位置算出部3と、ペン5とを備えている。タブレット1は、位置検出用に格子状の導線等を備えておらず、図面の奥行き方向(z方向)にやや厚みのある平板状を呈している。その手前面には、ペン5による任意の位置検出が可能な指示範囲7を有する。枠線7aは、その指示範囲7を操作者に明示的に表すために付されている。
【0038】
図1に示したタブレット1の上端部と枠線7aの上線との間には、二つの磁気センサ9,11が埋設されている。ここでは、これらを第1の磁気センサ9と、第2の磁気センサ11と称する。第1の磁気センサ9と第2の磁気センサ11とは、いわゆる3軸タイプのセンサであって、3次元的な磁界成分を検出可能である。これらには、磁気インピーダンス効果(Magneto-Impedance effect; MI effect)を利用したものを採用するのが好ましい。このタイプのセンサは、超高感度であるので、検出位置のさらなる高精度化が可能である。
【0039】
タブレット1に埋設された両磁気センサ9,11からは、信号線が延出されており、これは位置算出部3に接続されている。位置算出部3は、例えば、図示しないマイクロコンピュータやメモリ等を備えており、後述するようにして第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11からの出力電圧を信号として取り込み、それらの3次元的な磁界成分に係る信号に基づいてペン5の先端部5aが指し示す指示範囲7内の任意位置を算出する。
【0040】
上記の位置算出部3は、算出結果に基づく位置情報を、例えば、図示しないコンピュータのインターフェイスを介してドライバソフトウエアに与える。コンピュータは、ドライバソフトウエアからの位置情報に基づいて、例えば、ペン5の先端部5aの位置を画面上に表示する等の処理を行う。
【0041】
ペン5は、筆記用具程度あるいはそれよりやや大きな外形を呈し、先端部5aが尖頭状を呈する。その内部には、長手方向に所定の間隔を隔てて、第1のコイルC1と第2のコイルC2とが取り付けられている。また、それらは、指示方向を中心にして同軸とされている。なお、図2では、図示の関係上、そのようには描かれていない。
【0042】
ペン5の先端部5a付近には、圧電素子17が埋設されている。図示省略しているが、この圧電素子17には、先端部5aがタブレット1に押圧された際の圧力が伝達されるように、ペン5の先端部5aが構成されている。ペン5の先端部5aがタブレット1に対して押圧されると、圧電素子17からは「指示信号」が出力される。
【0043】
ペン5の先端部5aの反対側には、コントローラ19が設けられている。このコントローラ19は、押圧信号を受けて、上述した第1のコイルC1及び第2のコイルC2を駆動する。具体的には、押圧信号を受けて、異なる二つのタイミング信号、つまり第1のタイミング信号と第2のタイミング信号を出力し、両コイルC1,C2を駆動する(詳細後述)。なお、圧電素子17に圧力を加えると、その瞬間にパルス電圧が発生し、これをトリガーにしてペン5内のコントローラ19が駆動され、圧電素子17に付与されていた圧力がなくなると、押圧時とは逆極性のパルス電圧が発生し、これによりコントローラ19は動作を停止する。したがって、例えば、一筆書きの場合には、ペン5の移動中にも位置検出を行わせるために、コントローラ19側で押圧期間だけ指示信号をラッチするのが好ましい。これにより所定周期で二つのコイルC1,C2が駆動され、その周期で位置検出を行わせることができる。
【0044】
ここで図3を参照する。なお、図3は、コントローラ及びその周辺の回路図である。なお、この図では、上述した圧電素子17をスイッチSWで等価的に表している。
【0045】
圧電素子17からの「指示信号」は、コントローラ19内の水晶発振器21に与えられる。この水晶発振器21は、指示信号の入力に基づいて、一定周波数の矩形波信号を出力するタイプのものであり、例えば、1MHz以上の一定周波数で矩形波電圧信号を出力する。
【0046】
この構成において、電源電圧を3.3Vとし、第1のコイルC1及び第2のコイルC2の巻数を300とし、両コイルC1,C2の直径をそれぞれ5mmとすると、両コイルC1,C2に流れる電流を安定させるためには、周波数を約40kHz以下にする必要がある。そこで、まず、水晶発振器21から出力されるMHzオーダの矩形波電圧信号を、クロック信号として4ビットバイナリカウンタ23に与える。そして、4ビットバイナリカウンタ23の出力QDを、Dフリップフロップ25のクロック信号として与える。Dフリップフロップ25からは出力信号Qとその反対値である出力信号Qバーが出力されるが、そのうちの出力信号Q(第1のタイミング信号であって後述する第1の駆動信号DS1)をトランジスタ27に与え、出力信号Qバー(第2のタイミング信号であって後述する第2の駆動信号DS2)をトランジスタ29に与える。つまり、上記の構成により、水晶発振器21の矩形波電圧信号を分周するのである。
【0047】
これにより各トランジスタ27,29は、各々第1のコイルC1と第2のコイルC2を水晶発振器21の出力信号の周波数よりも低い一定の周波数で駆動することになり、第1のコイルC1と第2のコイルC2とに安定した電流を供給することができる。その結果、それぞれ異なる微小時間差のタイミングで磁界を発生させることができる。
【0048】
なお、駆動周波数をさらに低くする必要がある場合には、さらにフリップフロップを追加すればよい。また、所要の周波数の駆動信号を直接的に発生させる回路を用いてもよい。
【0049】
図4を参照して、第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11について説明する。なお、図4は、磁気センサの概略構成を模式的に示した図である。
【0050】
ここでは両磁気センサ9,11は同一の構成であるので、第1の磁気センサ9を例に採って説明する。第1の磁気センサ9は、上述したように3軸タイプのものであり、x,y,zの三方向にそれぞれMI素子9x,9y,9zを備えている。換言すると、各々のMI素子9x,9y,9zが互いに直交するように取り付けられている。異なるタイミングで第1のコイルC1と第2のコイルC2から磁界が発生されると、それぞれの磁界成分が電圧値Vx,Vy,Vzとして第1の磁気センサ9により検出され、これらは上述した位置算出部3に出力される。
【0051】
次に、図5を参照して、上述したコントローラ19による両コイルC1,C2の駆動タイミングと、上述した両磁気センサ9,11による信号の検出タイミングについて説明する。なお、図5は、コントローラからの信号及び磁気センサの検出信号におけるタイミングの一例を説明するためのタイミングチャートである。
【0052】
上述したようにコントローラ19は、第1のコイルC1と第2のコイルC2に対して異なるタイミングで磁界を発生させる。つまり、第1の駆動信号DS1によって第1のコイルC1が駆動されるが、それに伴う第1の磁界によって第1の磁気センサ9のMI素子9x,9y,9zに生じた誘導起電力をトリガーとして、遅れ時間td後から所定の計測時間tmx内で第1の磁気センサ9におけるx成分(電圧)を検出する(Vx)。次に、この検出タイミングから遅れ時間tdxy後に計測時間tmy内で第1の磁気センサ9におけるy成分(電圧)を検出し(Vy)、遅れ時間tdyz後に計測時間tmz内で第1の磁気センサ9におけるz成分(電圧)を検出する(Vz)。
【0053】
そして、上記同様に、第2の駆動信号DS2によって第2のコイルC2が駆動されるが、それに伴う第2の磁界によって第1の磁気センサ9のMI素子9x,9y,9zに生じた誘導起電力をトリガーとして、第1の駆動信号DS1と同様に各磁界成分を検出する。
【0054】
上述したのは、第1の磁界成分及び第2の磁界成分を第1の磁気センサ9で検出する例であるが、同様にして第2の磁気センサ11によっても両コイルC1,C2による各々の磁界成分を検出する。検出された磁界成分に相当する電圧値は、全て位置算出部3が記憶する。
【0055】
次に、図6及び図7を参照して、検出原理及びペン入力への適用について説明する。なお、図6は原理を説明するための模式図であり、図7はペン入力への適用を説明するための模式図である。
【0056】
例えば、ペン5が操作者によって通常の筆記用具を扱うように傾斜姿勢で支持され、その先端部5aが指示範囲7a内のO点に位置された状態で、ペン5が押圧されたものとする。すると、圧電素子17からの指示信号に基づき、両コイルC1,C2に駆動電流が異なるタイミングで供給され、第1の磁界と第2の磁界の3次元的な磁界成分が両磁気センサ9,11で検出される。これに基づき位置算出部3が次のようにして先端部5aの位置を算出する。なお、説明の都合上、本明細書においてはベクトルには符号の前に「v」を付することにする。
【0057】
タブレット1の指示範囲7a上に第1のコイルC1が形成する磁界ベクトルvH1は、タブレット1面上の任意の点Pと両コイルC1,C2の中心軸を含む平面S上に常時存在する。したがって、この平面Sを求めることができれば、タブレット1面上との交線POを求めることができる。二つの磁気センサによって二つの直線が得られるので、その交点がペン5の先端部5aの座標となる。平面Sを求めるためには、ベクトルがもう一つあればよいが、それは第2のコイルC2によって形成される磁界ベクトルvH2によって得られる。
【0058】
そこで、上述した構成のペン5を採用し、二つの磁界ベクトルを区別するために微小時間間隔をおいて磁界を発生させる。これにより、点P上に二つのベクトルを得ることができる。したがって、これらのベクトルに垂直かつ点Pを含む平面Sが求められ、平面Sとタブレット1面(x−y平面)との交線PO(平面Sの式においてz=0としたもの)は、点Pとペン5の先端部5aの座標Oとを結んだ直線となる。ここでは、二つの磁気センサ9,11がタブレット1に設けられているので、直線を二つ求めることでペン5の先端部5aの座標を求めることができる。
【0059】
以上が概要であるが、詳細は以下のようになる。
上述した第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11は、それぞれ電圧信号vV=(Vx,Vy,Vz)を出力するが、これは検出しようとしている磁界ベクトルvH=(Hx,Hy,Hz)と次のように比例関係にある。なお、符号αは、磁気センサに固有の比例定数とする。
vH=(Hx,Hy,Hz)=(α・Vx,α・Vy,α・Vz)
【0060】
図6に示した磁界ベクトル平面Sの算出は、次のようにして行う。
第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11によって二つの磁界ベクトルを求めることにより、平面Sを求めることができる。第1のコイルC1による磁界ベクトルvH1は、次の式で表される。
【0061】
【0062】
ここでは、第1のコイルC1による磁界ベクトルvH1で誘起される第1の磁気センサ9の出力電圧V1=(V1x,V1y,V1z)としている。
【0063】
第2のコイルC2による磁界ベクトルvH2は、次の式で表される。
【0064】
【0065】
ここでは、第2のコイルC2による磁界ベクトルvH2で誘起される第2の磁気センサ11の出力電圧V2=(V2x,V2y,V2z)としている。
【0066】
上記の二つの磁界ベクトルvH1,vH2の法線ベクトルをvn=(a,b,c)とし、両磁気センサ9,11の座標ベクトルをvPで表すと、磁界ベクトル平面Sは、
【0067】
vn・(vx−vP)=0
a・(x−Px)+b・(y−Py)+c・z=0
【0068】
この「n」は、平面Sの法線ベクトルであるから、二つの磁界ベクトルvH1,vH2に対して垂直である。このことから、「n」は、二つの磁界ベクトルvH1,vH2の外積であるので、次の式で表される。
【0069】
【0070】
これにより磁界ベクトル平面Sは、次の式で表される。
【0071】
【0072】
次に、タブレット1の指示範囲7との交線POを算出する。この場合には、z=0として、
となるので、
【0073】
と表される。
【0074】
ここで、第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11の出力する電圧信号をそれぞれ(V1x,V1y,V1z)及び(V2x,V2y,V2z)とすると、
(H1z・H2x−H1x・H2z)/(H1y・H2z−H1z・H2y)=
(V1z・V2x−V1x・V2z)/(V1y・V2z−V1z・V2y)
となる。
【0075】
上式を係数Aで置換する。
(V1z・V2x−V1x・V2z)/(V1y・V2z−V1z・V2y)=A … (1)
【0076】
すると、直線POは、次の(2)式で表される。
【0077】
(x−Px)+A・(y−Py)=0 … (2)
【0078】
以上が、一つの磁気センサ9と先端部5aを通る直線POを求める手法である。
【0079】
次に、第1及び第2の磁気センサ9,11を用いた場合の手法について説明する。
【0080】
第1の磁気センサ9での磁界ベクトルから得られた直線をL1とし、第2の磁気センサ11での磁界ベクトルから得られた直線をL2とし、その交点を求めることにより、ペン5の先端部5aの位置座標Oが得られる。また、二つの磁界ベクトル平面の交線を求め、その交線はペン5の中心軸線であり、この中心軸線とタブレット1面との交点を求めるという手法もある。
【0081】
ここでは、
第1の磁気センサ9の座標ベクトルをvP1=(P1x,P1y,0)
第2の磁気センサ11の座標ベクトルをvP2=(P2x,P2y,0)
第1のコイルC1の磁界による第1の磁気センサ9の出力電圧ベクトルを
vV1/C1=(V1x/C1,V1y/C1,V1z/C1)
第2のコイルC2の磁界による第1の磁気センサ9の出力電圧ベクトルを
vV1/C2=(V1x/C2,V1y/C2,V1z/C2)
第1のコイルC1の磁界による第2の磁気センサ11の出力電圧ベクトルを
vV2/C1=(V2x/C1,V2y/C1,V2z/C1)
第2のコイルC2の磁界による第2の磁気センサ11の出力電圧ベクトルを
vV2/C2=(V2x/C2,V2y/C2,V2z/C2)
とする。
【0082】
直線L1は、上記の(1),(2)式より、
【0083】
【0084】
(x−P1x)+A(y−P1y)=0 … (4)
【0085】
で表すことができる。
【0086】
第2の磁気センサ11により得られた直線L2は、上述した直線L1と同様に求められる。
【0087】
【0088】
(x−P2x)+A(y−P2y)=0 … (6)
【0089】
で表すことができる。
【0090】
これらの二直線L1,L2の交点がペン5の先端側5aの座標(任意位置)であり、交点O=(x,y)は次の(7),(8)式で表すことができる。
【0091】
x={−B・(P1x+A・P1y)+A・(P2x+B・P2y)}/(A−B) … (7)
y={(P1x+A・P1y)−(P2x+B・P2y)}/(A−B) … (8)
【0092】
上記の(3),(5)式に第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11の出力電圧値を代入し、得られたA,Bと、二つの磁気センサ9,11の座標値P1,P2とを(7)式に代入することにより、ペン5の先端部5aの座標を求めることができる。この演算は、上述した位置算出部3によって実行され、位置情報として出力される。
【0093】
なお、上述した第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11のタブレット1への取付位置は任意であるが、指示範囲7の外に取り付けることが好ましい。両磁気センサ9,11を指示範囲7内に設けた構成では、第1の磁気センサ9と第2の磁気センサ11とを結ぶ線上をペン5で指示することが起こり得る。この場合には、平面Sとタブレット1上の交線が二つとも重なってしまい、それらの交点を求めることができなくなって、指示された任意位置の座標を算出できなくなるからである。
【0094】
本実施例によれば、異なるタイミングで発生された第1の磁界及び第2の磁界について、タブレット1が備える第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11は、第1の磁界及び第2の磁界について3次元的な磁界成分を検出する。位置算出部3は、これらの第1の磁界及び第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、ペン5の指し示す任意の位置を求める。これにより、たとえペン5が傾斜姿勢で使用されていたとしても、ペン5の指示位置が同一であるならば、磁界ベクトルに伴う平面Sが傾斜するだけでタブレット1上における平面Sとの交線は不変である。したがって、位置検出用の導線等を備えていないタブレット1を用い、ペン5が傾斜していたとしても高い精度で位置検出が可能である。
【0095】
なお、ペン5は、上述したように先端部5a側に圧電素子17を備える必要はなく、図8に示すように構成してもよい。ここで図8は、ペンの変形例を示すブロック図である。
【0096】
本変形例に係るペン5Aは、先端部5a側に、図示しない光学系を備え、その奥側にレーザ照射器31を備えている。その照射光は、上述した第1のコイルC1と第2のコイルC2の中心軸に一致している。また、指示信号をコントローラ19に与えるためのスイッチSWが、ペン5Aの先端部5a側の側面に取り付けられている。このスイッチSWは、操作者が意図した時点で指示信号を出力できるものであれば押しボタン式、スライド式、静電式等の種々のスイッチを採用可能である。
【0097】
本発明における光照射手段に相当するレーザ照射器31は、ペン5Aの先端部5a側に可視レーザを照射する。操作者は、ペン5の先端部5a側をタブレット1から離間させた状態で移動させつつ、タブレット1上に照射された可視レーザが指示範囲7内の所望位置に移動した時点でスイッチSWを作動させる。これに基づきコントローラ9は上述したように異なるタイミングで第1のコイルC1と第2のコイルC2とを駆動する。また、レーザの照射は、スイッチSWに連動させてもよい。
【0098】
なお、光照射手段は、レーザ照射器31に代えてLED照射器などを採用してもよい。この場合のLEDは高輝度であることが好ましい。
【0099】
このようなペン5Aの変形例によると、操作者がスイッチSWを操作するだけで、その時のタブレット1上の、レーザにより指示される点の位置を算出させることができる。また、ペン5Aがタブレット1上に当接しない非接触の形態であるので、タブレット1やペン5Aが摩耗することなく長寿命化を図ることができる。また、離れた位置で使用しても、レーザ照射器31で指示位置を示すことにより、どこを指示しているかが操作者に容易に分かる。
【0100】
なお、レーザの照射をスイッチSWに連動させた場合には、ペン5Aを離間させていることから指示位置が不明確となることがある。そこで、スイッチSWが操作されて一定時間の経過後に、磁界を発生させて位置が算出されるようにしてもよい。この際には、スイッチSWを操作後に位置が算出されるまでの間は、そのことを操作者に明示的に知らせるためにレーザ光を点滅発光させるようにしてもよい。
【0101】
本変形例は、例えば、大勢の人の前に設けられたスクリーンと、これに二つの磁気センサを設けてタブレット1を構成した場合に有用である。つまり、スクリーンから離れた位置でペン5Aを使用しても指示先が光で示されることにより、操作者が意図する位置を容易に指示させることができ、その位置をコンピュータ等に表示させることもできる。
【0102】
<三次元座標の例>
上記の例では、タブレット1の指示範囲7が平面である場合を例に採って説明したが、本発明は非平面である場合も適用することができる。
【0103】
ここでいう非平面としては、例えば、図9に示す例が挙げられる。なお、図9は三次元座標検出の説明に供する図であり、(a)は指示範囲内の一部が矩形状に形成されたタブレットであり、(b)は指示範囲内の一部が半球状に形成されたタブレットであり、(c)は指示範囲内の一部が湾曲形成されたタブレットである。
【0104】
この場合におけるタブレット1の指示範囲7が非平面とは、予め決められた三次元形状に整形されているものをいう。図9(a)は、矩形状の突起が指示範囲7Aに形成されたタブレット1を示している。図9(b)は、半球状の突起が指示範囲7Bに形成されたタブレット1を示し、図9(c)は、指示範囲7Cが湾曲形成されたタブレット1を示している。もちろん、これらの形状に限定されるものではなく、種々の三次元形状に形成されたタブレット1であっても以下のようにして指示した任意位置を算出することができる。
【0105】
3次元形状を入力面として座標を指示する場合、上述したように二つの交線の交点と考えるよりも、両コイルC1,C2の中心軸直線が3次元曲面を貫く点を考えた方が理解が容易である。なお、ここではタブレット1が図9(a)〜図9(c)のような形状であって、その形状のあらゆる点の座標が既知であるとする。
【0106】
第1のコイルC1及び第2のコイルC2が形成する磁界を第1の磁気センサ9及び第2の磁気センサ11が検知して、磁界ベクトル平面を二つ得ることができるので、これらの二平面の交線(両第1のコイルC1及び第2のコイルC2の中心軸直線)を求める。得られた中心軸直線と3次元曲面との交点を求めることで、ペン5の先端部5aの座標を求めることができる。この交点を求める際には、3次元形状が、ある式で表せる場合には、それらの式から交点が得られる。式で表せない場合は、タブレット1の三次元形状の表面における座標データと中心軸直線の式から交点を得ることができる。
【0107】
以下に、三次元形状のタブレット1におけるペン5の座標算出手法について説明する。なお、三次元形状は図9(a)〜図9(c)に示すように種々の形状があるので、ここでは一般式でその形状を表すためにf(x,y,z)=0とする。因みに、z=0とすることで、上述した平面形状のタブレット1を表すことができる。
【0108】
第1の磁気センサ9によって得られる第1の磁界ベクトル平面をS1とし、第2の磁界ベクトル平面をS2とすると、第1の磁界ベクトル平面S1は次の式で表される。
【0109】
となるので、
【0110】
と表される。
【0111】
なお、ここでは、
第1の磁気センサ9の座標ベクトルをvP1=(P1x,P1y,P1z)
第2の磁気センサ11の座標ベクトルをvP2=(P2x,P2y,P2z)
第1のコイルC1の磁界による第1の磁気センサ9の出力電圧ベクトルを
vV1/C1=(V1x/C1,V1y/C1,V1z/C1)
第2のコイルC2の磁界による第1の磁気センサ9の出力電圧ベクトルを
vV1/C2=(V1x/C2,V1y/C2,V1z/C2)
第1のコイルC1の磁界による第2の磁気センサ11の出力電圧ベクトルを
vV2/C1=(V2x/C1,V2y/C1,V2z/C1)
第2のコイルC2の磁界による第2の磁気センサ11の出力電圧ベクトルを
vV2/C2=(V2x/C2,V2y/C2,V2z/C2)
とする。
【0112】
ここで上記の式を係数A1及びB1で置換すると、
となる。
【0113】
すると、第1の平面S1は、次の式で表される。
【0114】
(x−P1x)+A1・(y−P1y)+B1・(z−P1z)=0 … (12)
【0115】
第2の平面S2は、同様にして、
【0116】
となる。
【0117】
ここで上記の式を係数A2及びB2で置換すると、
となる。
【0118】
すると、第2の平面S2は、次の式で表される。
【0119】
(x−P2x)+A2・(y−P2y)+B2・(z−P2z)=0 … (15)
【0120】
上記(12),(15)式で表される二つの平面S1,S2の交線が両コイルC1,C2の中心軸直線Lcとなり、これを求めると次の(16),(17)式で表される。
【0121】
【0122】
【0123】
上記の(16),(17)式をf(x,y,z)=0に代入して、yを求め、次いでこのyの値を(16),(17)式に代入することにより、ペン5の先端部5aが当接しているタブレット1における三次元曲面上の座標を求めることができる。
【0124】
但し、yについて解く必要があるので、あまりに高次の関数であると、容易に求めることができないことがある。その場合には、次に示す手法によって座標を決定するか、数値的に最適解を得るための計算を行わなければならない。数値的に最適解を得るためには、計算負荷が大きくなる。
【0125】
三次元形状が数式によって表すことができない場合には、その形状を計測等して座標データを予め位置算出部3内のメモリ(図示省略)に記憶しておく。そして、上記の(16),(17)式にyの値を指示範囲7内で順次に代入してゆき、算出された(x,y,z)の組と指示範囲7の座標データとを比較して、一致する又はある誤差範囲内のものを探索することで座標を決定することができる。なお、この場合における座標の位置精度は、予め格納してある座標データの細かさに依存することになる。
【0126】
このようにタブレット1の指示範囲7が三次元形状を呈する場合であっても、本発明はその指示された任意位置を算出することができる。しかも、ペン5が傾斜姿勢であっても正確に位置を求めることができる。
【0127】
上記のような位置検出装置は、例えば、腕の外形に沿って湾曲形成された液晶表示装置を備えた、いわゆるウエアラブルコンピュータにおいて、その液晶表示装置面にて指示された位置を算出する場合に有用である。
【0128】
また、上述した位置検出装置は、必ずしも実際にペン5を曲面に押しあてることによって指示される必要はなく、ホログラム映像における座標検出が例示される。この場合には、その映像の各座標データは既知であるので、ホログラム映像と両磁気センサ9,11との位置関係P1,P2を求めることでペン5の先端部5aの座標を得ることができる。
【0129】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、異なるタイミングで発生された第1の磁界及び第2の磁界について、タブレットが備える第1の磁気センサ及び第2の磁気センサは、第1の磁界及び第2の磁界について3次元的な磁界成分を検出する。位置算出部は、これらの第1の磁界及び第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、指示装置の指し示す任意の位置を求める。
【0130】
これにより、たとえ指示装置が傾いた状態で使用されていたとしても、指示位置が同一であるならば、磁界ベクトルに伴う平面が傾斜するだけでタブレット上における平面との交線は不変である。したがって、位置検出用の導線等を備えていないタブレットを用い、指示装置が傾斜していたとしても高い精度で位置検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る位置表示装置の概略構成を示す図である。
【図2】ペンの概略構成を示すブロック図である。
【図3】コントローラ及びその周辺の回路図である。
【図4】磁気センサの概略構成を模式的に示した図である。
【図5】コントローラからの信号及び磁気センサの検出信号におけるタイミングの一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図6】原理を説明するための模式図である。
【図7】ペン入力への適用を説明するための模式図である。
【図8】ペンの変形例を示すブロック図である。
【図9】三次元座標検出の説明に供する図であり、(a)は指示範囲内の一部が矩形状に形成されたタブレットであり、(b)は指示範囲内の一部が半球状に形成されたタブレットであり、(c)は指示範囲内の一部が湾曲形成されたタブレットである。
【符号の説明】
1 … タブレット
3 … 位置算出部
5 … ペン(指示装置)
5a … 先端部
7 … 指示範囲
9 … 第1の磁気センサ
11 … 第2の磁気センサ
C1 … 第1のコイル
C2 … 第2のコイル
17 … 圧電素子
19 … コントローラ(信号出力手段)
Claims (15)
- 指示装置で指示されたタブレット上の任意位置を位置算出部が検出する位置検出装置において、
前記タブレットは、位置検出用の導線が非埋設であり、かつ、3次元的な磁界成分を検出可能な第1の磁気センサ及び第2の磁気センサを備え、
前記指示装置は、
前記タブレットの指示範囲内における任意位置を指示したことを示す二つのタイミング信号を、それぞれ異なるタイミングで出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段から出力された第1のタイミング信号に基づいて、第1の磁界を発生させる第1のコイルと、
前記信号出力手段から出力された第2のタイミング信号に基づいて、第2の磁界を発生させる第2のコイルとを備え、
前記位置算出部は、
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサによって検出された前記第1の磁界及び前記第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、前記指示装置によって指示された前記タブレット上の任意位置を算出することを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1に記載の位置検出装置において、
前記位置算出部は、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサが設けられた前記タブレット上の座標と、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサによって検出された磁界成分とに基づいて前記任意位置を算出することを特徴とする位置検出装置。 - 請求項2に記載の位置検出装置において、
前記位置算出部は、前記任意位置(x,y)を次の式にしたがって求める
x={−B・(P1x+A・P1y)+A・(P2x+B・P2y)}/(A−B)
y={(P1x+A・P1y)+(P2x+B・P2y)}/(A−B)
但し、上記のP1xを前記第1の磁気センサのx座標とし、P1yを前記第1の磁気センサのy座標とし、P2xを前記第2の磁気センサのx座標とし、P2yを前記第2の磁気センサのy座標とし、
A=(V1z/C1・V1x/C2−V1x/C1・V1z/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
B=(V2z/C1・V2x/C2−V2x/C1・V2z/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/C1・V2y/C2)
とし、
V1x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V1x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V1y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V1y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V1z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
V1z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
さらに、
V2x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V2x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V2y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V2y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V2z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
V2z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とする。 - 請求項2に記載の位置検出装置において、
前記位置算出部は、三次元曲面f(x,y,z)=0とした場合、この式と、次の二式とに基づいて三次元的な前記任意位置(x,y,z)を求める
z={−(A1−A2)・y+(P1x+A1・P1y+B1・P1z)−(P2x+A2・P2y+B2・P2z)}/(B1−B2)
x={(A1・B2−B1・A2)・y−B2・(P1x+A1・P1y+B1・P1z)+B1・(P2x+A2・P2y+B2・P2z)}/(B1−B2)
但し、上記のP1xを前記第1の磁気センサのx座標とし、P1yを前記第1の磁気センサのy座標とし、P1zを前記第1の磁気センサのz座標とし、P2xを前記第2の磁気センサのx座標とし、P2yを前記第2の磁気センサのy座標とし、P2zを前記第2の磁気センサのz座標とし、
A1=(V1z/C1・V1x/C2−V1x/C1・V1z/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
B1=(V1x/C1・V1y/C2−V1y/C1・V1x/C2)/(V1y/C1・V1z/C2−V1z/C1・V1y/C2)
A2=(V2z/C1・V2x/C2−V2x/C1・V2z/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/C1・V2y/C2)
B2=(V2x/C1・V2y/C2−V2y/C1・V2x/C2)/(V2y/C1・V2z/C2−V2z/C1・V2y/C2)
とし、
V1x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V1x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V1y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V1y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V1z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
V1z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第1の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
さらに、
V2x/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V2x/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのx軸素子から出力された信号とし、
V2y/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V2y/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのy軸素子から出力された信号とし、
V2z/C1を、前記第1の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とし、
V2z/C2を、前記第2の磁界に応じて前記第2の磁気センサのz軸素子から出力された信号とする。 - 請求項1から4のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記第1の磁気センサ及び第2の磁気センサは、磁気インピーダンス効果に基づき磁界成分を検出することを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記信号出力手段は、前記指示装置の先端部に設けられた圧電素子からの信号に基づき信号を出力することを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記信号出力手段は、操作者が任意に操作するスイッチからの信号に基づき信号を出力することを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1から7のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記指示装置は、前記タブレットの指示範囲内の任意位置を光で示す光照射手段を備えていることを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1から8のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、前記タブレット上の前記指示装置による指示範囲外に設けられていることを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1から9のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルは、前記指示装置による指示方向を中心にして同軸に設けられていることを特徴とする位置検出装置。 - 位置検出用の導線が非埋設で構成されたタブレット上における任意位置を指示するための指示装置において、
任意位置が指示された時点で、それぞれ異なるタイミングで第1の磁界と第2の磁界を発生する第1のコイル及び第2のコイルを内蔵し、
前記第1の磁界及び前記第2の磁界の3次元的な磁界成分に基づき、指示された前記タブレット上の任意位置を算出させることを特徴とする指示装置。 - 請求項11に記載の指示装置において、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルは、指示方向を中心にして同軸に設けられていることを特徴とする指示装置。 - 請求項11または12に記載の指示装置において、
前記タブレットの指示範囲内における任意位置を指示したことを示す二つのタイミング信号を、それぞれ異なるタイミングで出力する信号出力手段を備え、
前記第1のコイルは、前記信号出力手段から出力された第1のタイミング信号に基づき第1の磁界を発生し、
前記第2のコイルは、前記信号出力手段から出力された第2のタイミング信号に基づき第2の磁界を発生することを特徴とする指示装置。 - 請求項13に記載の指示装置において、
前記信号出力手段は、前記指示装置の先端部に設けられた圧電素子からの信号に基づき信号を出力することを特徴とする指示装置。 - 請求項13に記載の指示装置において、
前記信号出力手段は、操作者が任意に操作するスイッチからの信号に基づき信号を出力することを特徴とする指示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002371940A JP3794374B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 位置検出装置及びこれに用いる指示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002371940A JP3794374B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 位置検出装置及びこれに用いる指示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004206232A JP2004206232A (ja) | 2004-07-22 |
JP3794374B2 true JP3794374B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=32810683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002371940A Expired - Fee Related JP3794374B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 位置検出装置及びこれに用いる指示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3794374B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8933913B2 (en) * | 2011-06-28 | 2015-01-13 | Microsoft Corporation | Electromagnetic 3D stylus |
US10168804B2 (en) | 2015-09-08 | 2019-01-01 | Apple Inc. | Stylus for electronic devices |
CN111522456B (zh) * | 2020-05-26 | 2023-07-18 | 深圳市绘王动漫科技有限公司 | 双磁芯手写数字笔 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6191716A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-09 | Sharp Corp | 座標読取装置 |
JPH0440512A (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-10 | Fujitsu Ltd | 座標読み取り装置 |
JPH08152955A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 3次元座標位置検出装置及び3次元座標位置表示装置 |
JP3895406B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2007-03-22 | 株式会社東邦ビジネス管理センター | データ処理装置およびデータ処理方法 |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002371940A patent/JP3794374B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004206232A (ja) | 2004-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103975292B (zh) | 磁触控笔 | |
CN111902795B (zh) | 带有用于纹理模拟的触觉反馈的触笔 | |
CN104423771B (zh) | 描绘装置 | |
CN104007844B (zh) | 电子设备和用于电子设备的可穿戴式输入装置 | |
AU2016202517B2 (en) | Apparatus and Method for Measuring an Anatomical Angle of a Body | |
TW200532570A (en) | Input device, information processing device, remote control device, and input device control method | |
Ho et al. | Head orientation biases tactile localization | |
US20040070729A1 (en) | Device and method for determining the viewing direction in terms of a fix reference co-ordinates system | |
US20180232087A1 (en) | Touch control system, touch control display system and touch control interaction method | |
TW201812537A (zh) | 座標輸入處理裝置、情感推定裝置、情感推定系統及情感推定用資料庫之構築裝置 | |
KR200481546Y1 (ko) | 착용형 헬스케어 장치 | |
KR20130113775A (ko) | 초음파 프로브 및 초음파 진단 시스템 | |
JP2006252093A (ja) | 力覚式タッチパネルを具備したインターフェイス装置 | |
JP3794374B2 (ja) | 位置検出装置及びこれに用いる指示装置 | |
JPH03171321A (ja) | 入出力装置 | |
JP2009183531A (ja) | 体組成計 | |
CN107708552A (zh) | 姿势检测装置、眼镜型电子设备、姿势检测方法以及程序 | |
KR102162922B1 (ko) | 촉각 피드백이 가능한 가상현실 기반의 손 재활 시스템 | |
Regenbrecht et al. | Virtual reality aided assembly with directional vibro-tactile feedback | |
JP3964167B2 (ja) | 位置・姿勢検出装置及びそれを用いたコンピュータ情報入力装置 | |
CN110209270B (zh) | 一种数据手套、数据手套***、校正方法及存储介质 | |
KR100811460B1 (ko) | 진동촉각 마우스 및 진동촉각 마우스 시스템 | |
JPH09160721A (ja) | ペン入力装置 | |
JP4136584B2 (ja) | 座標入力装置及び座標値出力方法とプログラム | |
JPH08152955A (ja) | 3次元座標位置検出装置及び3次元座標位置表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |