(57)【要約】      （修正有）【課題】指示具（ペン）の位置と合わせ、傾きを検知可能な多角度入力装置を提供する。【解決手段】多角度入力装置は、電磁誘導片を備えたホワイトボードとペンを含み、ペンは横置き鉄心とコイルを備える。電磁誘導片のアンテナ回路は、複数個のＸとＹ座標軸に沿って排列されたループを含み、各行と列はそれぞれ複数個のループを有し、各ループはブロックを囲繞して前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りする。【選択図】図５Ｃ
2010257438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁式入力装置であって、前記電磁式入力装置は、
鉄心とコイルを備えたペンであって、前記鉄心とコイルは横置きであるものと、
アンテナ回路を備えた電磁誘導片であって、前記アンテナ回路は複数個のループを含み、各行と列はそれぞれ複数個のループを有し、各ループはブロックを囲繞して前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りするものと、
を含むことを特徴とする電磁式入力装置。
【請求項２】
前記鉄心は非縦型鉄心であって、両端がペン先に向くことを特徴とする請求項１に記載の電磁式入力装置。
【請求項３】
電磁式入力装置であって、前記電磁式入力装置は、
鉄心とコイルを備えたペンであって、前記鉄心とコイルは横置きであるものと、
アンテナ回路を備えた電磁誘導片であって、前記アンテナ回路は複数個の座標軸に沿って排列されたループを含み、各行と列には１つのループを有し、各ループはＷ／Ｎ個のブロックを囲繞し、Ｗは前記電磁誘導片の幅と長さで、Ｎは各ブロックの距離で、前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りするものと、を含むことを特徴とする電磁式入力装置。
【請求項４】
電磁式入力装置のアンテナ回路であって、前記電磁式入力装置のアンテナ回路は、複数個のループであって、各行と列はそれぞれ複数個のループを有し、各ループはブロックを囲繞して前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りするものを含むことを特徴とする磁式入力装置のアンテナ回路。
【請求項５】
電磁式入力装置のアンテナ回路であって、前記電磁式入力装置のアンテナ回路は、複数個の座標軸に沿って排列されたループであって、各行と列は１つのループを有し、各ループはＷ／Ｎ個のブロックを囲繞し、Ｗは前記電磁誘導片の幅と長さで、Ｎは各ブロックの距離で、前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りするものを含むことを特徴とする電磁式入力装置のアンテナ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁式入力装置に関し、特に電磁式多角度入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁式入力装置は特に電子ホワイトボードが使用面で便利なことから、会議や授業で大量に運用されている。既存の電子ホワイトボードは一般にインタラクティブ式（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｗｈｉｔｅ  ｂｏａｒｄ）と非インタラクティブ式（ｎｏｎ−ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｗｈｉｔｅ  ｂｏａｒｄ）の２種類に分けられる。インタラクティブ・電子ホワイトボードは通常映写機と組合せてコンピュータが関連するソフトを実行する表示画面をホワイトボート上に映写して、ホワイトボードをインタラクティブのコンピュータタッチスクリーンにする。非インタラクティブ・ホワイトボードはコンピュータに接続して共に作動することはなく、プリント機能を利用してペンでその上に書写して入力された符号、文字又は図形等のデータを出力して保留する。
【０００３】
図１Ａ、Ｂは従来の電磁式入力装置の入力原理の概略図である。従来の電磁式入力装置は電磁誘導片を備えたホワイトボードとペン等を含み、図２Ａ−Ｃに示すように、電磁誘導片はアンテナ回路を有する。図２Ａ、Ｂはそれぞれ誘導片のＸ軸とＹ軸のアンテナ回路を示しており、図２ＣはＸ軸とＹ軸が完備されたアンテナ回路を示している。電磁式入力装置はペン１に単一の鉄心１０を実装してコイル数を固定したコイル１２を囲繞し、電磁誘導片の書写面に符号、文字又は図形を書写すると同時に、鉄心１０、コイル１２及びアンテナ回路の電磁誘導方式でデータを記録する。図１Ａはペン１の鉄心１０が直立型で実装されて固定の周波数を発し、誘導アンテナが受信する信号波形はペン１中央部の信号が最強である。図１Ｂはペン１が傾斜した場合、対応する傾斜側の信号波形は他側より高くなり、その信号も強い。これによってペンの傾斜方向が分かるのだが、こうしたペンの傾斜側の信号増強を利用した方法はペンの傾斜方向しか分からず、ペンの多角度の格好や入力方法を知ったり検知したりして、それに対応する出力を生じることができない。
【０００４】
上記の問題に鑑みて、上記の従来の問題を解決することができる電磁式多角度入力装置の提供が喫緊の課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ペンの横置き縦型鉄心又は鉄心の形状の変更及びタイル型又は碁盤型アンテナ回路により、信号受信のアンテナがさらに多くの信号を受信でき、多角度入力の効果を達成する電磁式多角度入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は電磁式多角度入力装置を提供する。この電磁式多角度入力装置は電磁誘導片を備えたホワイトボードとペンを含み、ペンは横置き鉄心とコイルを備え、電磁誘導片のアンテナ回路は複数個のＸとＹ座標軸に沿って排列されたループを含み、各行と列はそれぞれ複数個のループを有し、各ループはブロックを囲繞して前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りする。別の実施例では、アンテナ回路は同様に複数個の座標軸に沿って排列されたループを含むが、各行と列には１つのループしかなく、各ループはＷ／Ｎ個のブロックを囲繞し、Ｗは前記電磁誘導片の幅と長さで、Ｎは各ブロックの距離で、前記電磁誘導片を複数個のブロックに区割りする。
【０００７】
上記の発明に関連する簡単な説明と下記の詳細説明は範例に過ぎず、制限されない。その他本発明の精神を逸脱しない等価変更又は修飾は何れも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】従来の電磁式入力装置の入力原理の概略図である。
【図１Ｂ】従来の電磁式入力装置の入力原理の概略図である。
【図２Ａ】電磁式入力装置のアンテナ回路である。
【図２Ｂ】電磁式入力装置のアンテナ回路である。
【図２Ｃ】電磁式入力装置のアンテナ回路である。
【図３Ａ】それぞれがペンの横置き縦型鉄心と鉄心の形状変更の入力原理の概略図である。
【図３Ｂ】それぞれがペンの横置き縦型鉄心と鉄心の形状変更の入力原理の概略図である。
【図４】図３Ａ、Ｂのペンと図２Ａ−Ｃのアンテナ回路が誘導して導き出した信号である。
【図５Ａ】タイル型アンテナ回路である。
【図５Ｂ】タイル型アンテナ回路である。
【図５Ｃ】タイル型アンテナ回路である。
【図６】ｇ点座標とｓ点座標の演算に必要な信号である。
【図７Ａ】碁盤型アンテナ回路である。
【図７Ｂ】碁盤型アンテナ回路である。
【図７Ｃ】碁盤型アンテナ回路である。
【図８Ａ】碁盤型アンテナ回路である。
【図８Ｂ】碁盤型アンテナ回路である。
【図８Ｃ】碁盤型アンテナ回路である。
【図８Ｄ】碁盤型アンテナ回路である。
【図９】Ｂ座標とＤ座標の演算に必要な信号である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に記述した技術は、完璧な技術の細部を含まない旨ここで説明しておかなければならない。本発明は各種技術によって実施することができるが、ここでは本発明の理解に必要な技術と部材に言及するに留まる。
【００１０】
以下、本発明の添付図面に基づいて詳細な説明をするが、図示したものは何れも簡単な形式であり、しかも本発明の理解に都合の良いように、比率に応じた描写はしていない。
【実施例】
【００１１】
図３Ａ、Ｂは本発明の電磁式入力装置の入力原理の概略図である。本発明の実施例では、電磁式入力装置は電磁誘電片を具えたホワイトボードとペンを含む。電磁誘電片はアンテナ回路を備え、このアンテナ回路は図２Ａ−Ｃ、図５Ａ−Ｃ、図７Ａ−Ｃ、及び図８Ａ−Ｃに示したアンテナ回路を含む。
【００１２】
本発明の実施例では、本発明のペンと鉄心を異なる置き方で異なる波形を生じさせ、又は鉄心の形状を変更して、それが発射する磁力線経路を変更する。図２Ａ−Ｃに示すアンテナのレイアウトによって、多角度入力装置の座標値を演算することができるが、アンテナの幅には制限があるため、幅は従来のアンテナに比べて小さくなければならず、しかもある軸に２つの信号が互いに相殺される状況が起き得ることから、こうした状況を回避するために、本発明の実施例は図５Ａ−Ｃ、図７Ａ−Ｃ、及び図８Ａ−Ｃに示したアンテナのレイアウトを提案することで、信号受信のアンテナがさらに多くの信号を受信することができる。
【００１３】
図３Ａ、Ｂはそれぞれペンの横置き縦型鉄心と鉄心の形状変更の入力原理の概略図である。電磁式入力装置はペン３に縦型鉄心３０を実装してコイル数を固定したコイル３２を囲繞し、電磁誘導片の書写面に符号、文字又は図形を書写すると同時に、鉄心３０、コイル３２及びアンテナ回路の電磁誘導方式でデータを記録する。図３Ａはペン３の鉄心３０が横置きであることを示すと共に固定の周波数を発し、鉄心３０が横置きであるとき、２つの信号強度が強い信号波形を生じる。２つの信号波形で２組の座標を生み出し、主な両側の波形を把握して入力装置の傾斜角度を演算することができ、さらに各種入力装置に応用される。
【００１４】
図３Ｂはペン３’が非縦型鉄心３４とコイル３６と電磁誘電片のアンテナ回路が誘導により２つの信号強度が強い信号波形を生じることを示している。図３Ｂが示す実施例はＵ字型又は馬蹄型の鉄心であって、しかも両端がペン先に向いているものの、Ｕ字型又は馬蹄型に限られない。非縦型鉄心を使用する原因はＵ字型又は馬蹄型の鉄心の磁力線分布が２つの鉄心が直立しているのに類似しており、図２Ａ−Ｃに示すアンテナで受信すると、２つの信号は互いに相殺されない。
【００１５】
ペン３が縦型鉄心３０又は非縦型鉄心３４を実装しても、共に２つの信号鉄心であり、図２Ａ−Ｃに示すアンテナと組合せて応用すると、電磁式入力装置のファームウェア演算により、信号が最大値と２番値のアンテナを把握して、演算と判断によって算出された座標を導き出すことができる。信号が最大の座標値を把握したアンテナが１つのみであるとき、電磁式入力装置のペンは横置きであると判断し、図１Ａに示すペン１の類似信号と同じで、異なるのは図１Ａのペン１がこのとき直立状態であるのに対し、図３Ａ、Ｂのペン３は横置きであることである。図４に示すように、図３Ａ、Ｂのペン３と３’が電磁誘導片のアンテナ回路に誘導されると、演算と判断によって信号が最大値と２番値のアンテナの座標を算出して導き出すことができ、図中の２つの黒点は示された座標位置であり、また赤点はペンの中心であることから、ペンは多角度の入力効果を現わすと共に、１つでない点に跨る軌跡を生じる。信号が最大の座標値が１つのみであるとき、図中の１つの黒点が示す座標位置はペンの中心で、多角度の入力距離は設定された最小値である。信号が互いに相殺される状況が起きるのを回避するために、図２Ａ−Ｃに示すアンテナの幅は適度に調整されるべきであろう。
距離の演算方式（ｘ’ｘ”ｙ’ｙ”はそれぞれ算出した２つの座標のｘｙ座標である）は以下の通りである。
2010257438.tif 000003
2010257438.tif 000004
【００１６】
図３Ａ、Ｂが示すペン３と３’が図２Ａ−Ｃのアンテナ回路に誘導されると、図２Ａ−Ｃのアンテナ回路の各ループの一部が重なるため、ペン３と３’が隣接してしかも一部が重なる２つのループで生じた２つの信号は互いに相殺される可能性がある。
【００１７】
図２Ａ−Ｃのアンテナのレイアウト幅が制限され、且つある軸で２つの信号が互いに相殺される状況が起きるのを回避するため、本発明の実施例は図５Ａ−Ｃ、図７Ａ−Ｃ、及び図８Ａ−Ｃに示したアンテナのレイアウトを提案することで、信号受信のアンテナはさらに多くの信号を受信することができる。図５Ａ−Ｃに示したアンテナ回路はタイル型回路であり、アンテナは小さなブロック状又は格子状でしかもタイル貼り方式で１ブロックずつアンテナ板を貼り巡らせる。１つのループには１つのアンテナスイッチが必要で、信号の強弱を誤読したために誤作動を生じることのない長所を備えている。図７Ａ−Ｃ、及び図８Ａ−Ｃに示したアンテナのレイアウトは碁盤型回路である。碁盤型回路はタイル型回路と類似しているものの、利用面ではさらに効果的である。Ｘ、Ｙ軸方向では複数のループを使用する方法で、タイル型回路のような１つの回路が囲む範囲が僅かな小さいブロックではなく、１つの回路が囲む範囲はＷ／Ｎ個のブロックである。Ｗは電磁誘導片又はアンテナ板の幅と長さを指し、ＮはＮ個の距離を空けて一周することを指し、Ｎの数値は自ら決定することができるが、使用可能なアンテナスイッチの数量に制限される。
【００１８】
縦型鉄心３０又は非縦型鉄心３４を実装したペン３と図５Ａ−Ｃに示したアンテナと組合せて応用すると、電磁式入力装置のファームウェア演算により、信号が最大値と２番値のアンテナを把握して、演算と判断によって算出された座標を導き出すことができる。図５Ｃはペンの横置き鉄心とコイルがループａ〜ｙで構成された領域に載置されると、誘導信号が最大値と２番値のアンテナのループがループｇとｓ及びそれに隣接するループｆ、ｈ、ｂとｌ及びｒ，ｔ，ｎとｘであることを示している。前記の座標演算公式でｇとｓの座標が算出されることから、２つの座標のｘ、ｙ値が導き出される。図６はｇ座標とｓ座標の計算に必要な信号を示している。
2010257438.tif 000005
2010257438.tif 000006
そしてペン幅、中心点は２つの座標値から導き出される。
2010257438.tif 000007
2010257438.tif 000008
【００１９】
図５Ａ−Ｃに示したタイル型回路のうち、各ループには何れも１つのアンテナスイッチが有り、つまり各ループとそれに隣接したその他のループとはそれぞれ独立しており、信号の強弱を誤読して誤作動することがない。ペンが図５Ｃのループｇとループｓに載置されると、ループｇとループｓは信号の最大値を誘導し、ループｇに隣接するループｆ、ｈとｂ、ｌがそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導し、ループｓに隣接するループｒ、ｔとｎ、ｘがそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導することから、ペンの位置座標と動作はループｇとｓ及びそれに隣接するループｆ、ｈ、ｂ、ｌとｒ、ｔ、ｎ、ｘを経由して信号を誘導すると共に、演算と判断によって導き出し、回転や傾斜等を含むペンの姿勢を精確に誘導して、従来のアンテナ回路が信号の強弱を誤読して誤作動を生じ易いという欠点がない。
【００２０】
図７Ａは単一の碁盤型アンテナのループ（Ｎ＝２）を示し、図７Ｂは碁盤型アンテナのＹ軸（左）、Ｘ軸（右）のアンテナのループを示し、また図７Ｃは完全な碁盤型アンテナのループを示しており、この場合、１６個のアンテナスイッチが必要となる。図８Ａ−Ｃは単一の碁盤型アンテナのループ（Ｎ＝４）を示し、図８Ｂは碁盤型アンテナのＹ軸（上）、Ｘ軸（下）のアンテナのループを示し、また図８Ｃは完全な碁盤型アンテナのループを示しており、この場合、３２個のアンテナスイッチが必要となる。
【００２１】
縦型鉄心３０又は非縦型鉄心３４を実装したペン３と図８Ａ−Ｃに示したアンテナと組合せて応用すると、電磁式入力装置のファームウェア演算により、信号が最大値と２番値のアンテナを把握して、演算と判断によって算出された座標を導き出すことができる。図８Ｄはペンの横置き鉄心とコイルがループＢ〜Ｄに載置されたとき、誘導信号が最大値と２番値のアンテナのループはループＢとＤである。前記の座標演算公式でＢとＤの座標が演算されることから、２つの座標のｘ、ｙ値が導き出される。図９ではＢ座標とＤ座標の演算に必要な信号を示している。ペンの中心点は２つの座標値で導き出される。
2010257438.tif 000009
2010257438.tif 000010
【００２２】
図７Ａ−Ｃと図８Ａ−Ｃに示した碁盤型アンテナのループは複数の格子ループでアンテナ回路を構成してスイッチを共用するが、各格子ループとそれに隣接するその他の格子ループは異なるスイッチが制御するので、信号の強弱を誤読して誤作動を生じることがない。図８Ｄに示すように、ペンが図８Ｄのループ２とループ４に載置されると、ループ２とループ４は信号の最大値を誘導して、ループ２に隣接するループ１３、６とループ５、１４がそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導し、ループ４に隣接するループ１５、８とループ７、１６がそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導する。このとき、複数の格子ループはスイッチを共用するため、ペンのあるループ２は
隣接するループ１３、６とループ５、１４がそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導することから、右側の同一のスイッチを共用する別のループ２と区別することができる。同様の原理で、同一のスイッチを重複且つ共用するループ４には隣接するループ１５、８とループ７、１６がそれぞれｘ軸方向とｙ軸方向の信号の二番値を誘導することから、ペンのあるループ４もまた別のループ４と区別できる。ペンの位置座標と動作はループ２と４及びそれに隣接するループ１３、６とループ５、１４並びにループ１５、８とループ７、１６を経由して信号を誘導すると共に、演算と判断によって導き出し、回転や傾斜等を含むペンの姿勢を精確に誘導して、従来のアンテナ回路が信号の強弱を誤読して誤作動を生じ易いという欠点がない。
【００２３】
本発明の実施例では、電磁式多角度入力装置はペンの横置き縦型鉄心又は鉄心の形状変更を利用して、それが発射する磁力線経路を変更すると同時に、タイル型又は碁盤型アンテナ回路を組合せて、２つの信号波形で２組の座標を生み出し、しかも主な両側の波形を把握してペンの幅と中心点座標を演算することができるので、ペンで回転や傾斜等の動作が行えるのみならず、多角度入力の効果を達成する。
【００２４】
上記の発明に関連した詳細説明は範例に過ぎず制限されない。その他本発明の精神を逸脱しない等価変更若しくは修飾は、全て本発明における特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２５】
１    ペン
１０  鉄心
１２  コイル
３    ペン
３’  ペン
３０  鉄心
３２  コイル
３４  鉄心
３６  コイル
【図１Ａ】
2010257438.tif 000011
【図１Ｂ】
2010257438.tif 000012
【図２Ａ】
2010257438.tif 000013
【図２Ｂ】
2010257438.tif 000014
【図２Ｃ】
2010257438.tif 000015
【図３Ａ】
2010257438.tif 000016
【図３Ｂ】
2010257438.tif 000017
【図４】
2010257438.tif 000018
【図５Ａ】
2010257438.tif 000019
【図５Ｂ】
2010257438.tif 000020
【図５Ｃ】
2010257438.tif 000021
【図６】
2010257438.tif 000022
【図７Ａ】
2010257438.tif 000023
【図７Ｂ】
2010257438.tif 000024
【図７Ｃ】
2010257438.tif 000025
【図８Ａ】
2010257438.tif 000026
【図８Ｂ】
2010257438.tif 000027
【図８Ｃ】
2010257438.tif 000028
【図８Ｄ】
2010257438.tif 000029
【図９】
2010257438.tif 000030