(57)【要約】【課題】  ３次元情報検出システムにおいて簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定を可能にすること。【解決手段】  ３次元情報検出装置１０９のセンサコイル１１０を切替部１１１によって順次選択すると共に、相互に干渉しないように直交配設された３次元情報入力装置１０１の各入力要素１０３〜１０５の入力コイル１０６〜１０８とセンサコイル１１０との間で電磁結合によって信号の送受信を行い、選択したセンサコイル１１０で受信した信号を検出部１１３で検出し、検出部１１３で検出した検出信号から、３次元空間における３次元情報入力装置１０１の位置や姿勢等の３次元情報を制御部２１０で算出する。【選択図】  図１
2006118885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力手段と、
相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、
前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、
前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、
前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、
前記３次元情報入力手段は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記第１、第２、第３のコイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする３次元情報検出システム。
【請求項２】
前記第３の入力コイルの中心位置が前記第１、第２のコイルの中心軸と同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする請求項１記載の３次元情報検出システム。
【請求項３】
３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力手段と、
相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、
前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、
前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、
前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、
前記３次元情報入力手段は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は磁気的に干渉しないように相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されて成ることを特徴とする３次元情報検出システム。
【請求項４】
前記第１、第２、第３の入力コイルは右手系配列で配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項５】
前記第１、第２、第３の入力コイルは左手系配列で配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項６】
前記３次元情報入力手段は球体を有し、前記各入力コイルは前記球体内に配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項７】
前記第１、第２、第３の入力コイルの合成中心位置と前記球体の中心位置が一致するように配設されて成ることを特徴とする請求項６記載の３次元情報検出システム。
【請求項８】
前記各入力コイルは磁性材料に巻回されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項９】
前記各入力コイルは空芯コイルであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１０】
前記各入力コイルには、各入力コイルとともに異なる周波数の共振回路を構成する共振用コンデンサが接続されて成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１１】
前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記３次元情報入力手段の姿勢を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１２】
前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記３次元情報入力手段の座標を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１３】
前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記３次元情報入力手段の姿勢及び座標を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１４】
前記算出手段は、前記検出手段で検出した前記検出信号中のピーク値近傍の少なくとも３点の信号に基づいて、前記各入力コイルのＸ軸座標及びＹ軸座標を算出すると共に、前記検出信号の所定レベル値における信号分布の幅から前記各入力コイルの高さを得ることにより、前記３次元情報入力手段の姿勢及び／又は座標を算出することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１５】
前記算出手段は、前記姿勢について、前記検出手段で検出した各コイルに対応する検出信号の関係から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１６】
前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号のサブ信号比から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得ることを特徴とする請求項１５記載の３次元情報検出システム。
【請求項１７】
前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号の左右片側幅の比から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得ることを特徴とする請求項１５記載の３次元情報検出システム。
【請求項１８】
前記信号発生手段は前記各入力コイルに対応する複数の周波数の信号を発生し、前記各入力コイルと前記選択されたセンサコイルとの間では異なる周波数の信号を送受信することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項１９】
前記信号発生手段から前記各入力コイルに電流を供給することによって前記各入力コイルから信号を送信し、前記検出手段は前記センサコイルで生じた信号を検出することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項２０】
前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記検出手段は前記各入力コイルで生じた信号を検出することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項２１】
前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記入力コイルは前記信号を受信した後に前記センサコイルに返送し、前記検出手段は前記センサコイルで受信した信号を検出することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一に記載の３次元情報検出システム。
【請求項２２】
３次元情報を入力するための複数の入力コイルを有し、前記複数の入力コイルと３次元情報検出装置との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより、前記３次元情報検出装置に３次元情報を入力する３次元情報入力装置において、
前記複数の入力コイルとして第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする３次元情報入力装置。
【請求項２３】
前記第３の入力コイルの中心位置が前記第１、第２のコイルの中心軸と同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする請求項２２記載の３次元情報入力装置。
【請求項２４】
３次元情報を入力するための複数の入力コイルを有し、前記複数の入力コイルと３次元情報検出装置との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより、前記３次元情報検出装置に３次元情報を入力する３次元情報入力装置において、
前記複数の入力コイルは第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は磁気的に干渉しないように相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されて成ることを特徴とする３次元情報入力装置。
【請求項２５】
前記第１、第２、第３の入力コイルは右手系配列で配設されて成ることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか一に記載の３次元情報入力装置。
【請求項２６】
前記第１、第２、第３の入力コイルは左手系配列で配設されて成ることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれかい一に記載の３次元情報入力装置。
【請求項２７】
球体を有し、前記各入力コイルは前記球体内に配設されて成ることを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれか一に記載の３次元情報入力装置。
【請求項２８】
前記第１、第２、第３の入力コイルの合成中心位置と前記球体の中心位置が一致するように配設されて成ることを特徴とする請求項２７記載の３次元情報入力装置。
【請求項２９】
前記各入力コイルは磁性材料に巻回されていることを特徴とする請求項２２乃至２８のいずれか一に記載の３次元情報入力装置。
【請求項３０】
前記各入力コイルは空芯コイルであることを特徴とする請求項２２乃至２８のいずれか一に記載の３次元情報入力装置。
【請求項３１】
前記各入力コイルには、各入力コイルとともに異なる周波数の共振回路を構成する共振用コンデンサが接続されて成ることを特徴とする請求項２２乃至３０のいずれか一に記載の３次元情報入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元空間における入力装置の位置や姿勢等の３次元情報を検出する３次元情報検出システム、前記３次元情報検出システムにおいて前記３次元情報を入力するための３次元情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁誘導方式により、３次元空間における入力装置の位置や姿勢等の３次元情報を検出する３次元情報検出システムが開発されている。例えば、扇形検出センサを用いることによって、入力装置の姿勢だけでなく、回転方向までも検出することが可能な３次元情報検出システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載された３次元情報検出システムでは、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標の検出が困難であり又、入力装置の表裏判定を行うために複雑な処理を行う必要がある。また、電磁誘導方式に汎用されている直交センサのみを用いて入力装置の３次元情報を検出しようとすると、入力装置の表裏判定や鏡像判定が困難であるため、形状が扇形の特殊で複雑な構成のセンサを使用する必要があるという問題がある。
【０００３】
尚、ここで、表裏とは、３次元空間における３次元情報入力装置の或る方向を表（又は裏）とした場合に、前記或る方向に対して１８０度の前記３次元情報入力装置の方向を裏（又は表）と称している。また、表裏判定とは、或る方向を表とした場合に、３次元情報入力装置が前記表を向いているのか、あるいは前記表に対して１８０度の角度を有する裏を向いているのかを判定することをいう。特許文献１に記載された発明では、所定方向に３つの入力コイルを有する３次元情報入力装置において、或る方向を向いている場合には、３つの入力コイルのうち１つの入力コイルに付き１８０度回転しても、前記入力装置は同じ信号を出力する、即ち、センサ装置側では、前記入力装置が表向きの場合も裏向きの場合も同じ信号を検出することになるため、前記入力装置の表裏判定が困難である。
【０００４】
また、鏡像とは、入力コイルの中心軸が横倒しの場合に、Ｘ軸及び／又はＹ軸に基づく入力装置の線対称な像であり、入力装置が（ｘ，ｙ）方向を向いている場合、（−ｘ，ｙ）方向、（ｘ，−ｙ）方向、（−ｘ，−ｙ）方向を向いている像が鏡像である。鏡像判定ができないとは、１つの入力コイルの位置と向きに着目した場合に、Ｘ軸やＹ軸に対して対称な位置にある入力コイルとの判別ができないことをいう。例えば、鏡像の判別ができない場合には、入力コイルが（ｘ，ｙ）方向を向いている場合、センサ装置側で検出される信号レベルは、入力コイルが（−ｘ，ｙ）方向、（ｘ，−ｙ）方向、（−ｘ，−ｙ）方向を向いている場合と同等になり、いずれの方向を向いているのか判別できないことになる。
【０００５】
この問題を解決すべく、扇形検出センサでなく、相互に直交する直交センサと、前記センサに対して斜めに交差するように配設したセンサとを用いることにより、入力装置の座標、姿勢、回転といった３次元情報を検出することが可能な３次元情報検出システムが開発されている（例えば、特許文献２参照）。
前記特許文献２記載の３次元情報検出システムによれば、電磁誘導方式のセンサで汎用されている直交センサに斜めセンサを加えた構成であるため、センサの構成を簡略化することが可能である。しかしながら、この３次元情報検出システムにおいても、入力装置の表裏を判定することは構造上難しいという問題があった。これは、指示器の複数の入力コイルの配置がお互いに偏芯していない表裏対称形である限り、直接検出では表裏判定できないためである。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９９２５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１９６０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、３次元情報入力装置に含まれる複数の入力コイルが相互に干渉しないように構成することによって、３次元情報検出システムにおいて簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定を可能にすることを課題としている。
また、本発明は、前記３次元情報入力装置と直交センサを用いて、簡単な構成により、表裏判定や鏡像判定を可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力手段と、
相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、前記３次元情報入力手段は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記第１、第２、第３のコイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする３次元情報検出システムが提供される。
３次元情報入力手段は、複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記第１、第２、第３のコイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されている。
【０００９】
ここで、前記第３の入力コイルの体積の中心位置が前記第１、第２のコイルの中心軸と同一平面上に位置するように配設されて成るように構成してもよい。
また、本発明によれば、３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力手段と、相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、
前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、前記３次元情報入力手段は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は磁気的に干渉しないように相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されて成ることを特徴とする３次元情報検出システムが提供される。
３次元情報入力手段は、複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されている。
【００１０】
ここで、前記第１、第２、第３の入力コイルは右手系配列で配設されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２、第３の入力コイルは左手系配列で配設されて成るように構成してもよい。
また、前記３次元情報入力手段は球体を有し、前記各入力コイルは前記球体内に配設されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２、第３の入力コイルの合成中心位置と前記球体の中心位置が一致するように配設されて成るように構成してもよい。
また、前記各入力コイルは磁性材料に巻回されているように構成してもよい。
また、前記各入力コイルは空芯コイルであるように構成してもよい。また、複数の前記空芯コイルは相互にチェーン状に交差するように構成してもよい。
【００１１】
また、前記各入力コイルには、各入力コイルとともに異なる周波数の共振回路を構成する共振用コンデンサが接続されて成るように構成してもよい。
また、前記各共振回路に直列接続され対応する共振回路と同一の共振周波数を有する複数の直列共振回路と、送信信号を発生する送信信号発生回路とを備え、前記送信信号発生回路の出力信号を、前記直列共振回路を介して、前記直列共振回路に対応する入力コイルから出力するように構成してもよい。
また、前記送信信号発生回路に駆動電力を供給する電池を備えて成るように構成してもよい。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記３次元情報入力手段の姿勢を算出するように構成してもよい。
【００１２】
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記３次元情報入力手段の座標を算出するように構成してもよい。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記３次元情報入力手段の姿勢及び座標を算出するように構成してもよい。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した前記検出信号中のピーク値近傍の少なくとも３点の信号に基づいて、前記各入力コイルのＸ軸座標及びＹ軸座標を算出すると共に、前記検出信号の所定レベル値における信号分布の幅から前記各入力コイルの高さを得ることにより、前記３次元情報入力手段の姿勢及び／又は座標を算出するように構成してもよい。
また、前記算出手段は、前記姿勢について、前記検出手段で検出した各コイルに対応する検出信号の関係から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成してもよい。
【００１３】
また、前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号のサブ信号比から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成してもよい。
また、前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号の左右片側幅の比から前記３次元情報入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成してもよい。
また、前記信号発生手段は前記各入力コイルに対応する複数の周波数の信号を発生し、前記各入力コイルと前記選択されたセンサコイルとの間では異なる周波数の信号を送受信するように構成してもよい。
【００１４】
また、前記信号発生手段から前記各入力コイルに電流を供給することによって前記各入力コイルから信号を送信し、前記検出手段は前記センサコイルで生じた信号を検出するように構成してもよい。
また、前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記検出手段は前記各入力コイルで生じた信号を検出するように構成してもよい。
また、前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記入力コイルは前記信号を受信した後に前記センサコイルに返送し、前記検出手段は前記センサコイルで受信した信号を検出するように構成してもよい。
【００１５】
また、本発明によれば、３次元情報を入力するための複数の入力コイルを有し、前記複数の入力コイルと３次元情報検出装置との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより、前記３次元情報検出装置に３次元情報を入力する３次元情報入力装置において、前記複数の入力コイルとして第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴とする３次元情報入力装置が提供される。
複数の入力コイルとして第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されている。
【００１６】
ここで、前記第３の入力コイルの中心位置が前記第１、第２のコイルの中心軸と同一平面上に位置するように配設されて成るように構成してもよい。
また、本発明によれば、３次元情報を入力するための複数の入力コイルを有し、前記複数の入力コイルと３次元情報検出装置との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより、前記３次元情報検出装置に３次元情報を入力する３次元情報入力装置において、前記複数の入力コイルは第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は磁気的に干渉しないように相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されて成ることを特徴とする３次元情報入力装置が提供される。
複数の入力コイルは第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されている。
【００１７】
ここで、前記第１、第２、第３の入力コイルは右手系配列で配設されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２、第３の入力コイルは左手系配列で配設されて成るように構成してもよい。
また、球体を有し、前記各入力コイルは前記球体内に配設されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２、第３の入力コイルの合成中心位置と前記球体の中心位置が一致するように配設されて成るように構成してもよい。
また、前記各入力コイルは磁性材料に巻回されているように構成してもよい。
また、前記各入力コイルは空芯コイルであるように構成してもよい。
【００１８】
また、前記各入力コイルには、各入力コイルとともに異なる周波数の共振回路を構成する共振用コンデンサが接続されて成るように構成してもよい。
また、前記各共振回路に直列接続され対応する共振回路と同一の共振周波数を有する複数の直列共振回路と、送信信号を発生する送信信号発生回路とを備え、前記送信信号発生回路の出力信号を、前記直列共振回路を介して、前記直列共振回路に対応する入力コイルから出力するように構成してもよい。
また、前記送信信号発生回路に駆動電力を供給する電池を備えて成るように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る３次元情報検出システムによれば、相互に電磁的な干渉を生じないように配設された複数の入力コイルを有する３次元情報入力装置を用いることにより、簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定が可能になる。
また、本発明に係る３次元情報入力装置を用いることにより、簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定が可能な３次元情報検出システムを構築することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る３次元情報検出システム及び３次元情報入力装置について、図面を用いて説明する。尚、以下説明する実施の形態の各図において、同一部分には同一符号を付している。また、３次元空間における３次元情報入力装置の座標及び姿勢を算出する際に参照する各種参照データ（後述するような特性図のデータや補正用データ）は後述するメモリ１１６に予め記憶されている。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの構成を示すブロック図である。
本第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、３次元情報（例えば、３次元空間における座標、向き等の姿勢）を入力するための３次元情報入力手段としての３次元情報入力装置１０１及び３次元情報入力装置１０１の３次元情報を検出するための３次元情報検出手段としての３次元情報検出装置１０９を備えている。
【００２１】
３次元情報入力装置１０１は、外形が球状の球体１０２及び球体１０２内に配設された複数（本実施の形態では３つ）の入力要素１０３〜１０５を備えている。入力要素１０３〜１０５は、各々、その長さ方向に沿って入力コイル１０６〜１０８が配設されている。入力要素１０３〜１０５の中心は、各々、入力コイル１０６〜１０８の中心と一致している。尚、以下の説明では説明の便宜上、適宜、入力コイル１０６を入力コイルｆuと、入力コイル１０７を入力コイルｆvと、入力コイル１０８を入力コイルｆwと表記する。
図６〜図８は、３次元情報入力装置１０１の詳細な構成を示す図で、図６は３次元情報入力装置１０１の正面図、図７は３次元情報入力装置１０１の下面図、図８は３次元情報入力装置１０１の右側面図である。また、図９は、３次元情報入力装置１０１における入力要素１０３〜１０５の配置を説明するための説明図である。
【００２２】
図１、図６〜図９において、複数の入力要素１０３〜１０５は、樹脂等の絶縁性材料によって構成された球体１０２内に、各入力要素１０３〜１０５の長さ方向であって中心を通る軸（長さ方向の中心軸）が相互に直交するように配設されている。
図９に示すように、仮想的な立方体９０１を仮定して各入力要素１０３〜１０５の配置を説明すると、入力要素１０３と入力要素１０４は、入力要素１０３、１０４の長さ方向中心軸が相互に直交すると共に同一平面内に配設されている。入力要素１０５は、その長さ方向中心軸が、他の入力要素１０３、１０５の長さ方向中心軸と所定間隔をおいて直交するように配設されている。
即ち、第１の入力コイル１０６（入力要素１０３）の中心を通り、その入力コイル１０６の長さ方向の軸に垂直な面である法平面を考える。残り２つの入力コイル１０７、１０８のうち、その法平面から離れている入力コイルを第２のコイルとし、残りを第３のコイルとする。尚、図９では、第２の入力コイルは入力コイル１０７、第３の入力コイルは入力コイル１０８である。
【００２３】
第１の入力コイル１０６の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第２の入力コイル１０７（入力要素１０４）がある方向に選び、第１の入力コイル１０６の方位ベクトルとする。
同様に、順に、第２の入力コイル１０７（入力要素１０４）の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第３の入力コイル１０８（入力要素１０５）がある方向に選び、第２の入力コイル１０７の方位ベクトルとする。
更に、同様に、第３の入力コイル１０８（入力要素１０５）の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第１の入力コイル１０６の方位ベクトルの右に、第２の入力コイル１０７の方位ベクトルを掛けてベクトル積を計算した結果のベクトルの方向に近い向きを選び、第３の入力コイル１０８の方位ベクトルとする。
【００２４】
本実施の形態では、このとき、第１のコイル１０６（入力要素１０３）の方位ベクトルの右に、第２のコイル１０７（入力要素１０４）の方位ベクトルを掛けてベクトル積を計算した結果が、第３のコイル１０８（入力要素１０５）の方位ベクトルに略一致する場合は、これら３つの入力コイル１０６〜１０８（入力要素１０３〜１０５）は右手系配列で配設されている、と定義している。本第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置１０１は右手系配列の３次元情報入力装置の例である。
また、このとき、上記のベクトル積の計算結果が第３のコイル１０８の方位ベクトルの反対向きのベクトルに略一致する場合は、これら３つの入力コイル１０６〜１０８（入力要素１０３〜１０５）は左手系配列で配設されている、と定義している。本第１の実施の形態では、後述するように、右手系配列の３次元情報入力装置１０１を用いた例で説明するが、左手系配列の３次元情報入力装置を用いた場合でも、入力コイルの配置の相違を考慮して、同様の処理を行うことによって３次元情報入力装置から入力された３次元情報を検出することができる。
【００２５】
入力要素１０３は、磁性材料によって構成されたコア６０１、コア６０１に巻回された１つの第１の入力コイル１０６及び第１の入力コイル１０６に並列接続されたコンデンサ６０５を有している。入力要素１０４は、磁性材料によって構成されたコア６０２、コア６０２に巻回された１つの第２の入力コイル１０７及び第２の入力コイル１０７に並列接続されたコンデンサ６０６を有している。また、入力要素１０５は、磁性材料によって構成されたコア６０３、コア６０３に巻回された１つの第３の入力コイル１０８及び第３の入力コイル１０８に並列接続されたコンデンサ６０７を有している。
【００２６】
入力コイル１０６〜１０８は各々入力要素１０３〜１０５の中央部（中心位置）を中心にしてコア６０１〜６０３に巻回されている。入力コイル１０６とコンデンサ６０５は第１の共振周波数ｆｕで共振する第１の並列共振回路を構成している。入力コイル１０７とコンデンサ６０６は第２の共振周波数ｆｖで共振する第２の並列共振回路を構成している。また、入力コイル１０８とコンデンサ６０７は第３の共振周波数ｆｗで共振する第３の並列共振回路を構成している。
入力コイル１０６と入力コイル１０７の長さ方向の中心軸が同一平面上に位置するように配設されている。また、入力コイル１０８の中心位置が入力コイル１０６、１０７の前記中心軸と同一平面上に位置するように配設されている。
球体１０２には、前記のような配置に各入力要素を保持するための円柱状の孔６０８〜６１０が形成されており、各入力要素１０３〜１０５は、球体１０２内の位置がずれないように各孔６０８〜６１０内に収容保持されている。
このように、３次元情報入力装置１０１に含まれる複数の入力コイルが相互に磁気的に干渉しないように構成することによって、３次元情報検出装置１０９側で後述するような処理を行うことにより、簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定が可能になり、３次元情報入力装置１０１から入力された位置や姿勢等の３次元情報を容易に検出することを可能にしている。また、３次元情報入力装置１０１と、直交センサを用いた簡単な構成の３次元情報検出装置１０９とにより、表裏判定や鏡像判定が可能になり、簡単な構成で３次元情報を検出することを可能にしている。
【００２７】
一方、図１において、３次元情報検出装置１０９は、検出装置１０９の平坦な上面である検出面（入力装置１０１側の面）の略全域にわたって、相互に直交するよう（本第１の実施の形態ではＸ軸方向及びＹ軸方向）に配設されたセンサ手段としての複数のセンサコイル１１０を備えている。
複数のセンサコイル１１０は、Ｘ軸方向に並設された複数のセンサコイル（Ｘセンサコイル）とＹ軸方向に並設された複数のセンサコイル（Ｙセンサコイル）とから構成されており、センサコイル１１０の切替を行う切替手段を構成する切替部１１１及び増幅回路を有する受信回路１１２を介して、信号検出手段を構成する検出部１１３に接続されている。
検出部１１３は、受信した信号を検波するための複数種類の周波数信号（本第１の実施の形態では周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を検波する検波回路を備えている。
【００２８】
信号発生手段を構成する送信制御部１１７は、複数種類の周波数信号（本第１の実施の形態では周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を生成する送信信号発生回路、前記送信信号発生回路で生成した信号を所定タイミングで選択的に切り換えて送信回路１１８に出力するセレクタ回路を備えている。送信回路１１８は増幅回路を有し、その出力部は切替部１１１に接続されている。
尚、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの３種類の信号を同時に送信するように構成してもよい。周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの３種類の信号を同時に送信するように構成した場合、検出部１１３で受信した信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の処理を施すことによって、各周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ成分の信号強度を算出することができる。また、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの３種類の信号を同時に送信するように構成した場合、後述する図２における走査（スキャン）時間が１周波数の走査時間で済み、走査時間を短縮することが可能になる。
【００２９】
検出部１１３及び送信制御部１１７は、これらを制御するための制御部１１４に接続されている。
制御部１１４は、後述するような各種テーブルや処理プログラムを予め記憶したメモリ１１６、メモリ１１６に記憶したプログラムを実行することにより、検出部１１３で検出した信号に基づいて前記テーブルを参照して入力装置１０１の３次元空間における座標や姿勢等の３次元情報の算出処理、センサコイル１１０の選択制御処理、検出部１１３及び送信制御部１１７の同期制御処理等の各種処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１１５を備えている。センサコイル１１０、切替部１１１、受信回路１１２、検出部１１３、送信制御部１１７、送信回路１１８及び制御部１１４は３次元情報検出装置１０９に備えられている。
【００３０】
ここで、制御部１１４は処理手段を構成し、メモリ１１６は記憶手段を構成し、ＣＰＵ１１５は、３次元情報入力装置１０１の３次元座標や姿勢等の３次元情報を算出する算出手段、検出部１１３及び送信制御部１１７の同期制御を行う同期制御手段を構成している。また、ＣＰＵ１１５は、センサコイル１１０の選択制御処理を行うために切替部１１１を制御し、切替部１１１とともに選択手段を構成している。
図２は、本第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。尚、図２では、センサコイル１１０が、Ｘ軸方向に並設した１０３本のＸセンサコイル、及び、これらに直交するＹ軸方向に並設した７８本のＹセンサコイルを有する例を示している。
【００３１】
図２における動作の概要を説明すると、３次元情報検出装置１０９は、先ず、制御部１１４が切替部１１１を制御して送信モードに切替え（送信期間）、走査する１番目のセンサコイル１１０を選択して送信回路１１８に接続する。この状態で、制御部１１４は、入力装置１０１の構成要素である入力要素１０３〜１０５の３次元空間における座標（位置）及び姿勢（向き）を検出するために、いずれかの入力要素１０３〜１０５の共振周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗに対応する周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの信号を送信制御部１１７で生成させ、これらの信号を所定タイミングで切り替え選択して、送信回路１１８及び切替部１１１を介してセンサコイル１１０から出力する。その後、制御部１１４は切替部１１１を受信モードに切替え（受信期間）、切替部１１１を介してセンサコイル１１０を受信回路１１２に接続する。
【００３２】
入力装置１０１では、受信した信号の共振周波数に対応する入力要素１０３〜１０５が、電磁結合によってセンサコイル１１０からの信号を受信する。周波数がｆｕの場合には入力コイル１０６を有する入力要素１０３から信号が出力され、周波数がｆｖの場合には入力コイル１０７を有する入力要素１０４から信号が出力され、周波数がｆｗの場合には入力コイル１０８を有する入力要素１０５から信号が出力される。
受信モードでは、各入力要素１０３〜１０５から信号が出力されると、電磁結合により、センサコイル１１０に検出信号が発生する。受信期間において、センサコイル１１０のＸセンサコイル及びＹセンサコイルを制御部１１４によって所定タイミングで走査することにより、入力装置１０１に近いセンサコイルからは大きな検出信号が得られ、入力装置１０１から遠いセンサコイルほど小さな検出信号が得られる。前記動作を、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗについて行うことにより、各入力要素１０３〜１０５についての信号検出処理が完了する。
【００３３】
前記動作を図２に従って説明すると、図２（ａ）に示すように、先ず送信期間において、制御部１１４が切替部１１１を制御して送信モードに切替え、走査する１番目のセンサコイル１１０を選択して送信回路１１８に接続する。この状態で、制御部１１４は、入力要素１０３の共振周波数ｆｕに対応する周波数ｆｕの信号を送信制御部１１７で生成させ、送信回路１１８及び切替部１１１を介して選択したセンサコイル１１０から出力する。その後、制御部１１４は受信期間において切替部１１１を受信モードに切替え、切替部１１１を介してセンサコイル１１０を受信回路１１２に接続する。
入力要素１０３は、電磁結合によって、センサコイル１１０からの周波数ｆｕの信号を受信した後、周波数ｆｕの信号を検出装置１０９側に返送する。
【００３４】
前記受信期間において、電磁結合によって、入力要素１０２から出力された信号を、制御部１１４の選択制御によって選択したＸセンサコイル中の１つのセンサコイルで受信する。前記センサコイルで受信した信号は受信回路１１２で増幅された後、検出部１１３で検波されて信号レベルの検出が行われる。前記送信動作及び受信動作を、１つのＸセンサコイルあたり４回繰り返して行って（図２（ｂ））、得られた各検出信号レベルを図示しないバッファメモリに一旦記憶し、その合計値を当該センサコイルで検出した検出信号レベルとし、前記検出信号レベルのデータを前記検出したセンサコイルに対応付けてメモリ１１６に記憶する。尚、本実施の形態では、前記送信動作及び受信動作を複数回繰り返すことでノイズ低減をはかることが可能になり又、従来からのデジタイジング動作のシーケンスと同様にするために、前記送信動作及び受信動作を、１つのＸセンサコイルあたり４回繰り返して行うようにしたが、必ずしも４回行う必要はなく、得られる信号の精度等に応じて、種々の回数に設定することが可能である。
【００３５】
前記動作を、周波数ｆｕに関して、全てのＸセンサコイル（本実施の形態では１０３本）及び全てのＹセンサコイル（本実施の形態では７８本）について行う（図２（ｃ））。
前記動作に続いて、周波数ｆｖ、ｆｗの信号に関しても前記同様の動作を行う。この場合、検出装置１０９から出力される周波数ｆｖの信号は検出装置１０９と入力コイル１０７を有する入力要素１０４との間で送受信された後に検出装置１０９で検出され又、検出装置１０９から出力される周波数ｆｗの信号は検出装置１０９と入力コイル１０８を有する入力要素１０５との間で送受信された後に検出装置１０９で検出されることになる。
前述のようにして、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗに関する動作を行うことにより、一サイクルの動作が完了する（図２（ｄ））。
【００３６】
図３〜図５は、本第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムにおける処理を示すフローチャートである。
以下、図１〜図９及び関連する他の図を用いて、本第１の実施の形態の動作を説明する。尚、３次元情報入力装置１０１の３次元空間における位置や姿勢の検出は、基本的に、３次元情報入力装置１０１と３次元情報検出装置１０９との間で信号を送受信することにより、センサコイル１１０で３次元情報入力装置１０１からの信号を検出し、３次元情報検出装置１０９が、該信号に基づいて、３次元情報入力装置１０１に含まれ予め所定の位置関係で配設された３つの入力コイル１０６〜１０８の各中心の座標及び向きを直接検出し、各入力コイル１０６〜１０８の中心位置座標や方向に基づいて、予め定めた３つの入力コイル１０６〜１０８相互の所定の位置関係から、３次元情報入力装置１０１の３次元空間における位置や姿勢を検出する。入力コイル１０６〜１０８が表裏関係や鏡像関係によって向きを直接検出できない領域に存在する場合、座標値は該向きを直接特定できない入力コイルの座標値を使用するが、その向きは、向きを直接検出可能な他の入力コイルとの相対的な関係から、該向きを直接検出できない入力コイルの向きを算出することによって、該向きを直接検出できない入力コイルの向きや座標を間接的に検出する。
【００３７】
先ず、制御部１１４のＣＰＵ１１５、メモリ１１６、送信制御部１１７及び検出部１１３内に設けられたバッファメモリの初期化処理を行う（図３のステップＳ３０１）。
次に、図２で説明したように、検出装置１０９側から入力装置１０１側へ所定タイミングで周波数の異なる信号を順次送信すると共に、入力装置１０１側で電磁結合によって検出装置１０９からの信号を受信し、返信する。
即ち、先ず、制御部１１４は、送信制御部１１７を制御することによって、センサコイル１１０から入力装置１０１に送信する信号の周波数を選択する（ステップＳ３０２）。前記周波数の選択は、図２（ｄ）に示すように、所定タイミングで、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの順で繰り返し行うため、先ず周波数ｆｕの信号を出力するように制御部１１４は送信制御部１１７を制御する。
次に、制御部１１４は、切替部１１１を制御することにより、送信制御部１１７からの信号を入力装置１０１に送信するためのセンサコイル１１０を切換えて選択する（ステップＳ３０３）。
【００３８】
これにより、送信制御部１１７から出力された周波数ｆｕの信号は、送信回路１１８、切替部１１１を介して選択されたセンサコイルに供給される。入力装置１０１は、前記センサコイルからの信号を電磁結合によって受信した後、検出装置１０９側に返信する。検出装置１０９は、受信期間において、電磁結合によって入力装置１０１からの信号を前記選択したセンサコイルで検出する。前記センサコイルで検出した信号は、切替部１１１、受信回路１１２を介して検出部１１３に入力され、検出部１１３は入力された信号のレベル検出を行う。センサコイル１１０の全Ｘセンサコイル及び全Ｙセンサコイルを所定タイミングで順次選択（グローバルスキャン）することにより、前記検出動作を行う（ステップＳ３０４）。
３種類の周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの信号について前記動作を行ったか否かを判断し、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの信号全てについて前記動作が完了していないと判断した場合にはステップＳ３０５へ戻り、周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの信号全てについての動作が完了したと判断した場合、即ち、全ての入力要素１０３〜１０５からの信号を検出する処理を完了したと判断した場合には、ステップＳ３０６に移行する（ステップＳ３０５）。
【００３９】
上記処理により、制御部１１４は、入力装置１０１から受信した信号の検出レベル及び該検出レベルに対応するセンサコイルのデータを、各周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ毎に、メモリ１１６に記憶する。即ち、入力要素１０３〜１０５から受信した信号の検出レベル及び該検出レベルに対応するセンサコイルのデータがメモリ１１６に記憶される。
ステップＳ３０６では、メモリ１１６に予め記憶した受信レベルに関するテーブルを参照して、センサコイル１１０の受信レベルに対して、ステップＳ３０２〜Ｓ３０５におけるセンサコイル１１０の受信レベルの感度バラツキを補正する（ステップＳ３０６）。前記レベル補正は、各入力要素１０３〜１０５について、即ち、全ての周波数信号ｆｕ、ｆｖ、ｆｗについて行う。また、ステップＳ３０６では、各入力要素毎に、Ｙセンサコイルで検出した信号レベルのピークを、Ｘコイルセンサで検出した信号レベルのピークに一致するように補正する。
尚、以下の処理ステップにおいても、フローチャートの処理ブロックを３重に表記することにより、全ての入力要素１０３〜１０５（入力コイル１０６〜１０８）について、即ち、全ての周波数信号ｆｕ、ｆｖ、ｆｗについて処理を行うことを示している。
【００４０】
以下、検出処理動作を詳細に説明する。
（１）球体１０２内における入力コイル１０６〜１０８の配置
各入力コイル１０６〜１０８から出る磁力線が、他の入力コイル１０６〜１０８に入るときに、磁力線が右と左に分かれて交差し、磁力線のベクトル的総和がゼロになるようにする。即ち、３次元情報入力装置１０１に含まれる複数の入力コイル１０６〜１０８が相互に干渉しないように構成する。調整しやすいように各入力コイル１０６〜１０８を相互に５ｍｍ以上離した。そして、各入力コイル１０６〜１０８の信号が３次元情報検出装置１０９のセンサで十分に検出できるようにボールの直径は４０φに抑えた。また、入力コイル１０６〜１０８同士は入力コイル中心間を結ぶベクトルが大きくなるように離して配設した（図１０）。但し、あまり離しすぎると、３コイル１０６〜１０８の信号の大きさが、お互いに違いすぎて、一番小さい信号の誤差が拡大するので、コイル１０６〜１０８間距離はこの程度に留めた。
【００４１】
（２） 各入力コイル１０６〜１０８の中心のＸ、Ｙ座標検出アルゴリズム（ステップＳ３０７）
図１１は、Ｘセンサコイルで検出した入力コイル１０６の信号を示す図で、該検出信号は、Ｘ座標Ｘumで最大値ＬＵxmをとるメイン信号ＬＵxmと、Ｘ座標Ｘus1にピーク値ＬＵxs1を有する左サブ信号ＬＵxs1と、Ｘ座標Ｘus2にピーク値ＬＵxs2を有する右サブ信号ＬＵxs2から構成されている。ＸuGはこれらの信号ＬＵxm、ＬＵxs1、ＬＵxs2及び３つの座標Ｘum、Ｘus1、Ｘus2を使った加重平均によって算出されたＸ座標である。また、Ｘwidthはメイン信号ＬＵxmの半値幅である。入力コイル１０７、１０８についても同じように表されるが、添え字が入力コイル１０６の場合にはｕであるのに対して、入力コイル１０７の場合はｖ、入力コイル１０８の場合はｗで表される。
信号の大小判定を行う場合、図１２に示すように、左右サブ信号ＬＵxs1、ＬＵxs2にマイナス符号をつけた上で、信号の大中小判定を行う。図１２において、左サブ信号ＬＵxmedはＸ座標Ｘumed（＝Ｘus1）においてマイナス側に中間値ＬＵxmedを有し又、右サブ信号ＬＵxminはＸ座標Ｘumin（＝Ｘus2）においてマイナス側に最小値ＬＵxmedを有している。ＸuGはこれらの信号ＬＵxm、ＬＵxmed、ＬＵxmin及び２つの座標Ｘum、Ｘuminを使った加重平均によって算出されたＸ座標である。また、Ｘwidthはメイン信号ＬＵxmの半値幅である。入力コイル１０７、１０８についても同じように表されるが、添え字が入力コイル１０６の場合にはｕであるのに対して、入力コイル１０７の場合はｖ、入力コイル１０８の場合はｗで表される。
【００４２】
座標検出は、得られた信号値を使って、略リニアな座標検出を実現する。例えば、コイル１０６のＸ座標Ｘu_dirは、
Ｘu_dir＝（（ＬＵxm−|ＬＵxmed|）＊Ｘum＋（|ＬＵxmin|−|ＬＵxmed|）＊Ｘumin）／（ＬＵxm−2＊|ＬＵxmed|＋|ＬＵxmin|）
で表される。コイル１０６のＹ座標Ｙu_dir も同様に検出する。コイル１０７のＸ座標Ｘv_dir、Ｙ座標Ｙv_dir、コイル１０８のＸ座標Ｘw_dir、Ｙ座標Ｙw_dir も同様に検出する。尚、添字の「dir」は、「direct」の略で、直接的に検出した信号であることを示している。
（３）高さ（Ｚ座標）検出アルゴリズム（ステップＳ３０８、Ｓ３０９）
図１３は、入力コイルの傾斜角θが0度の場合の、センサで検出した信号分布の半値幅によって高さＺ０を検出するための特性図である。
図１４は、半値幅が、入力コイルの傾斜角θの増加とともに少し大きくなり、高さＺが高めに検出されるため、高さＺを傾斜角θによって補正するための特性図である.。尚、図１４は、補正前の高さＺ０を２０ｍｍとした場合の特性図である。ＣＰＵ１１５は、ステップＳ３０８で求めた半値幅Ｘwidthに基づいて、図１３、１４の特性図のデータを用いて入力コイルの高さ座標Ｚを算出する。
【００４３】
（４）姿勢検出アルゴリズム
以下のアルゴリズムは、各入力コイル１０６〜１０８（入力要素１０３〜１０５）共通のアルゴリズムであるので、入力コイル１０６（入力要素１０３）で代表させて説明する。
先ず、例えば共振周波数が７５０ｋHzの入力コイルを含む共振回路を４０φの球体１０２の中心に置き、入力コイルの傾斜角θ、方位角φを変えてセンサ１１０によって信号分布を測定する。
入力装置１０１をX方向に傾けて、図１１のような信号分布において、左右サブ信号値ＬＵxs1、ＬＵxs2の差をメイン信号値ＬＵxmで割って、傾斜角θを算出しようとすると、リニアリテイが芳しくない。したがって、前述したように、サブ信号ＬＵxs1、ＬＵxs2の所では、磁力線は反対方向を向いているので、サブ信号ＬＵxs1、ＬＵxs2をマイナスにした。そして、符号も含めて、センサコイル１１０で検出したコイル１０６からの信号のＸ成分の最小値ＬＵxminとＸ成分の中間値ＬＵxmedを求める（図１２）。
【００４４】
次に、最大値ＬＵxm、中間値ＬＵxmed、最小値ＬＵxminを用いて、下記の比率ratio_Ｕx、ratio_Ｕyを算出する（ステップＳ３１０）。
比率ratio_Ｕx ＝（ＬＵxmed−ＬＵxmin）／（ＬＵxm−ＬＵxmin）
比率ratio_Ｕy ＝（ＬＵymed−ＬＵymin）／（ＬＵym−ＬＵymin）
次に、比率ratio_Ux、ratio_Uyを用いて、入力コイル１０６（入力要素１０３）の傾斜角θのＸ方向成分θux、Ｙ方向成分θuyを算出する（ステップＳ３１１）。
【００４５】
即ち、比率ratio_ＵxはX方向の傾きθｘに関して０〜１８０度まで、略（ほぼ）リニアに変化することから、次のように、ratio_Ｕxから入力コイル１０６（入力要素１０３）の傾斜角θのＸ方向成分θuxを検出できる。また、入力コイル１０６をＹ方向に傾けた場合の傾斜角θのY方向成分θuyも、下記の同様の式で表される。尚、センサコイル１１０で検出したコイル１０６からの信号のＹ成分の最小値をＬＵymin、Ｙ成分の中間値をＬＵymed、Ｙ成分の最大値をＬＵymとすると、比率ratio_Ｕy＝（ＬＵymed−ＬＵymin）／（ＬＵym−ＬＵymin）である。
θux ＝ ratio_Ｕx＊１８０（度）
θuy ＝ ratio_Ｕy＊１８０（度）
【００４６】
尚、図１０に示すように３つの入力コイル１０６〜１０８の組合せから成る入力装置１０１の場合には、次のようにして補正する。
入力コイル１０６がＸ軸、または、Ｙ軸に平行な方向では、０≦θ≦１８０度の全傾斜角で、比率ratio_Ｕxの傾斜角θu依存性の特性図はリニアに近いが、一般方位角φuにおいては、比率ratio_Ｕxは、方位角φuのＸ方向成分θuxに対してリニアにはならず、サブリニアな特性図になる。方位角φｕ＝０度においても、信号比ratio_Ｕxは、少しリニアからずれるが、ratio_Ｕxに対するＸ方向の傾斜角θux（度）の値を予め記憶手段に補正用テーブルとして持っておいて、Ｘ方向の傾斜角θuxがリニアに検出されるように補正する。
【００４７】
＜合成傾斜角θ検出＞
次に、幾何学的に、各入力コイル１０６〜１０８の傾斜角である合成傾斜角θを算出する（ステップＳ３１１）。
入力コイル１０６（入力要素１０３）の比率ratio_Ｕx、ratio_Ｕy、入力コイル１０７（入力要素１０４）の比率ratio_Ｖx、ratio_Ｖy、入力コイル１０８（入力要素１０５）の比率ratio_Ｗx、ratio_Ｗyも同様に算出しておく。
リニアからずれているので、予め記憶手段に記憶しておいた補正係数のテーブルを用いて補正する。補正後の入力コイル１０６（入力要素１０３）のＸ方向の傾斜角θux（度）、Ｙ方向の傾斜角θuy（度）は、補正係数を用いて、次式で表される。
θux ＝（ratio_Ｕx ＊補正係数）＊１８０（度）
θuy ＝（ratio_Ｕy ＊補正係数）＊１８０（度）
補正後の入力コイル１０７（入力要素１０４）のＸ方向の傾斜角θvx（度）、Ｙ方向の傾斜角θvy（度）、補正後の入力コイル１０８（入力要素１０５）のＸ方向の傾斜角θwx（度）、Ｙ方向の傾斜角θwy（度）も同様に算出する。
【００４８】
図１５のように、入力コイル１０６（入力要素１０３）の補正後のＸ方向傾斜角θuxとＹ方向傾斜角θuyから、入力コイル１０６（入力要素１０３）の傾斜角（合成傾斜角）θuを直接幾何学的に求めると次のようになる。
θu＝tan−１[ √（ tan２θux＋tan２θuy）] ＊１８０／π（度）
入力コイル１０７（入力要素１０４）の傾斜角（合成傾斜角）θv、入力コイル１０８（入力要素１０５）の傾斜角（合成傾斜角）θwも同様に算出する。
【００４９】
＜φ検出＞
次に、第1象限で代表させた入力コイル１０６（入力要素１０３）の方位角φ０を算出する（ステップＳ３１２）。
先ず、方位角φを精度よく算出するために、次のような信号比率ratio_Ｕx2を別途、算出する。
ratio_Ｕx2 ＝（√|ＬＵxmin|−√|ＬＵxmed|）／（√ＬＵxm＋√|ＬＵxmin|）
信号比率ratio_Uy2も次式によって同様に算出する。
ratio_Ｕy2 ＝（√|ＬＵymin|−√|ＬＵymed|）／（√ＬＵym＋√|ＬＵymin|）
入力コイル１０７（入力要素１０４）の信号比率ratio_Ｖx2、ratio_Ｖy2、入力コイル１０８（入力要素１０５）の比率ratio_Ｗx2、ratio_Ｗy2も同様に算出する。
【００５０】
この信号比率に信号の平方根をかけた値の比率から、第1象限で代表させた入力コイル１０６（入力要素１０３）の方位角φu0を算出する。
φu0＝tan−１｛（√ＬＵym＊ratio_Ｕy2）／（√ＬＵxm＊ratio_Ｕx2）｝＊１８０／π（度）
第1象限で代表させた入力コイル１０７（入力要素１０４）の方位角φv0、第1象限で代表させた入力コイル１０８（入力要素１０５）の方位角φw0 も同様に算出する。
【００５１】
次に、象限を判定して、一般方位角φu、φv、φwの算出処理を行う。
この場合、センサコイル１１０で検出した信号からでは、方位ベクトルや座標が直接検出出来ない場合は、複数の入力コイルの中心間を結ぶベクトルから間接的に算出、又は、表裏判定や鏡像判定ができる（図１６参照）。
入力コイルを中心とする３次元空間領域を、地球にたとえた図１７のように３つの領域（領域１〜領域３）に区分して表し、入力コイルを直接検出可能な領域（入力コイルが向いている方向（方位ベクトルの向き）の領域）を領域１とする。領域１では、直接検出のみでは表裏判定（北半球を向いているのか、あるいは、南半球を向いているのかの判定）が出来ない。
また、横倒し（入力コイルがセンサコイル１１０に平行な状態）で、表裏判定のみならず、鏡像判定も必要な領域を領域２とする。最後に、方位ベクトルも座標も間接的に検出することが必要な領域を領域３としている。
これを、３本の入力コイル１０６〜１０８について考えるとき、お互いに直交しているという制約条件がある為に、領域の順列組み合わせは略１３通りになる。それら１３通りのそれぞれの場合に分けて検出して行く。
【００５２】
＜エリア判定計算例＞
コイル（ｆｕ）１０６について、
（ｉ）Ｚ成分が、Ｕz＜Ｕz_minのとき、領域２である。但し、Ｕz_minは所定の閾値である。
（ｉｉ）領域３内では、入力コイル１０６（入力要素１０３）はX軸又はＹ軸に平行、又は反平行に近い領域であるが、次のＵxz又はＵyzが小さくなる。
Ｕxz＝√（Ｕx 2 +Ｕz 2 ）
Ｕyz＝√（Ｕy 2 +Ｕz 2 ）
Ｕxyz_min＝Ｍｉｎ（Ｕxz，Ｕyz ）
これは、X軸またはY軸の向きに近い領域を表す。
但し、Ｍｉｎ（Ｕxz，Ｕyz）は、この場合は、ＵxzとＵyzの値の小さい方を選ぶ関数である。Ｕxz＜Ｕxyz_min、又は、Ｕyz＜Ｕxyz_minの場合は領域３である。
【００５３】
図１８は、入力コイル１０６〜１０８（入力要素１０３〜１０５）の姿勢及び座標検出の領域分けを示す図表であり、入力コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの検出領域の順列組み合わせ、及び、それによって行われる図５のサブルーチン１３個の番号を示している。但し、理論上は起こり得ない順列組み合わせでも、各入力コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの方位ベクトル検出誤差があるために、起こりうる組み合わせも含んでいる。一方、ほとんど起こりえない組み合わせは除外している。
【００５４】
＜間接検出例＞
（i）便宜上、入力コイル間ベクトルは、アルファベット２文字の太文字斜体で表すことにする。
コイルｆｕ中心からコイルｆｖ中心にいたるベクトルをＵＶとする。入力コイル間ベクトルの各成分は、アルファベット２文字に、ｘ、ｙ、ｚの小文字を添えることにする。そのＸ、Ｙ、Ｚ成分を、順に、ＵＶｘ、ＵＶｙ、ＵＶｚとすると、
ＵＶｘ＝Ｖｘ−Ｕｘ
ＵＶｙ＝Ｖｙ−Ｕｙ
ＵＶｚ＝Ｖｚ−Ｕｚ
となる。コイルｆｕの間接検出の方位ベクトルＵ_ind（ind：indirectの略で、間接的に検出した信号であることを示している。）は、次式で示すように、コイルｆｕとコイルｆｖの間のベクトルＵＶを、その大きさ｜ＵＶ｜で割って規格化したものである。
Ｕ_ind=ＵＶ／｜ＵＶ｜
但し、記号「｜ ｜」は絶対値、すなわち、ベクトルの大きさである。
【００５５】
（ii）コイルｆｗ中心からコイルｆｕ中心にいたるベクトルをＷＵとする。そのＸ、Ｙ、Ｚ成分を、順に、ＷＵｘ、ＷＵｙ、ＷＵｚとすると、
ＷＵｘ＝Ｕｘ−Ｗｘ
ＷＵｙ＝Ｕｙ−Ｗｙ
ＷＵｚ＝Ｕｚ−Ｗｚ
となる。コイルｆｖの間接検出の方位ベクトルＶ_ind は、コイルｆｗとコイルｆｕの間のベクトルＷＵを、その大きさ｜ＷＵ｜で割って規格化したものである。ＷＵの向きとＶ_dirの向きは反対のために、Ｖ_indを計算するとき、次式のようにマイナス符号を付ける。
Ｖ_ind =−ＷＵ／｜ＷＵ｜
【００５６】
（iii）コイルｆwの間接検出の方位ベクトルＷ_indは次式で示すように、表裏判定後、または、鏡像判定後の、コイルｆｕとコイルｆｖの直接検出の方位ベクトルＵ_dirとＶ_dirのベクトル積（Ｕ_dir×Ｖ_dir）を計算し、その大きさ｜Ｕ_dir×Ｖ_dir｜で割って規格化したものである。
Ｗ_ind=（Ｕ_dir×Ｖ_dir）／｜Ｕ_dir×Ｖ_dir｜  （dir：directの略）
【００５７】
＜方位ベクトル検出＞
測定誤差があるために、直接検出の方位ベクトルと間接検出の方位ベクトルは、一般的には少し食い違っている。しかしながら、その食い違いは小さいために、領域1と領域２では、直接検出の方位ベクトルと間接検出の方位ベクトルを使って表裏判定や鏡像判定をすることができる。
このように、入力コイルｆu、ｆv、ｆw各々の直接検出方位ベクトルを、Ｕ_dir、Ｖ_dir、Ｗ_dirで表すことにする。また、入力コイルｆu、ｆv、ｆw各々の間接検出方位ベクトルを、Ｕ_ind、Ｖ_ind、Ｗ_indで表すことにする。
【００５８】
（i）検出領域111
検出領域111の場合には、表裏判定は二者択一によって行う（ステップＳ３１７）。
即ち、直接検出の方位ベクトルＵ_dirとは反対のベクトル−Ｕ_dirを考えて、間接検出の方位ベクトルＵ_dirとのベクトル差の小さい方を採用する（図１９参照）。
入力コイルｆuについては、
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜≦｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝Ｕ_dir
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜＞｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝−Ｕ_dir
入力コイルｆvについては、
｜Ｖ_dir−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir+Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir
｜Ｖ_dir−Ｖ_ind｜＞｜Ｖ_dir+Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝−Ｖ_dir
入力コイルｆwについては、
｜Ｗ_dir−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir+Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir
｜Ｗ_dir−Ｗ_ind｜＞｜Ｗ_dir+Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝−Ｗ_dir
である。但し、｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜などは、ベクトル（Ｕ_dir−Ｕ_ind）の大きさを意味し、以下も同様である。また、イコール（＝）は、右辺を左辺に代入するという意味である。以下も同様である。
【００５９】
（ii）検出領域112
検出領域112の場合は、方位ベクトルＷのみがＸＹ平面に略平行にあって、Ｘ軸又はＹ軸方向とは食い違っている場合である。表裏判定は二者択一によって行う（ステップＳ３１８）。
入力コイルｆuについては、
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜≦｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝Ｕ_dir
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜＞｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir ＝−Ｕ_dir
入力コイルｆvについては、
｜Ｖ_dir−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir+Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir
｜Ｖ_dir−Ｖ_ind｜＞｜Ｖ_dir+Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝−Ｖ_dir
である。
【００６０】
＜ベクトル積＞
図２０に示すように、表裏判定後の直接検出方位ベクトルＵ_dirとＶ_dirのベクトル積をとって、コイルｆｗの間接検出の方位ベクトルＷ_indとする。コイルｆｗは横倒し（θ≒ 90度）なので、直接検出の方位ベクトルＷ_dirは、Ｘ軸又はＹ軸を鏡とした鏡像が現れる。その中で、Ｗ_indに一番近いものが実像である。それをＷ_dirとする。また、鏡像が発生するのは、Ｚ成分が０付近のときであるので、鏡像に相当する、Ｗ_dir2とＷ_dir４はそのＺ成分をＷz_dirに、Ｗ_dir３はそのＺ成分を−Ｗz_dirにする。即ち、Ｗ_indは次式で表される。尚、次式において、規格化も行う。
Ｗ_ind＝（Ｕ_dir×Ｖ_dir）／｜Ｕ_dir×Ｖ_dir｜
【００６１】
＜表裏・鏡像判定＞
表裏判定及び胸像判定は、次のようにして四者択一で行う（ステップＳ３２２）。
Ｗ_ind＝（Ｗx_ind，Ｗy_ind，Ｗz_ind ）
Ｗ_dir1＝（Ｗx_dir，Ｗy_dir，Ｗz_dir ）
Ｗ_dir2＝（−Ｗx_dir，Ｗy_dir，Ｗz_dir）
Ｗ_dir3＝（−Ｗx_dir，−Ｗy_dir，−Ｗz_dir ）
Ｗ_dir4＝（Ｗx_dir，−Ｗy_dir，Ｗz_dir）
とすると、
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir1
である。また、
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir2
である。また、
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir3
である。また、
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir4
である。検出領域121、検出領域211の場合も前記と略同様の処理を行う。
【００６２】
（iii）検出領域122
＜表裏判定＞
検出領域122は、方位ベクトルのＶとＷの両者共にＸＹ平面に略平行にあり、かつ、Ｘ軸又はＹ軸方向とは食い違っている場合である。表裏判定は二者択一によって行う（ステップＳ３１８）。
即ち、入力コイルｆuについては、
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜≦｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝Ｕ_dir
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜＞｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝−Ｕ_dir
である。
【００６３】
＜表裏判定・鏡像判定＞
入力コイルｆvについては、表裏判定及び鏡像判定は、次のようにして四者択一で行う（図２１参照）（ステップＳ３２２）。
即ち、入力コイルｆvについては、
Ｖ_ind＝（Ｖx_ind，Ｖy_ind，Ｖz_ind ）
Ｖ_dir1＝（Ｖx_dir，Ｖy_dir，Ｖz_dir ）
Ｖ_dir2＝（−Ｖx_dir，Ｖy_dir，Ｖz_dir）
Ｖ_dir3＝（−Ｖx_dir，−Ｖy_dir，−Ｖz_dir ）
Ｖ_dir4＝（Ｖx_dir，−Ｖy_dir，Ｖz_dir）
とすると、
｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir1
である。また、
｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir2
である。また、
｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir3
である。また、
｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir1−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir2−Ｖ_ind｜かつ
｜Ｖ_dir4−Ｖ_ind｜≦｜Ｖ_dir3−Ｖ_ind｜ならばＶ_dir＝Ｖ_dir4
である。ここで、表裏判定後のＵ_dir、Ｖ_dirを使って、ベクトル積にてＷ_indを算出しておく。
【００６４】
＜表裏・鏡像判定＞
入力コイルｆwについては、表裏判定及び胸像判定は、次のようにして四者択一で行う（図２１参照）（ステップＳ３２２）。
即ち、入力コイルｆwについては、
Ｗ_ind＝（Ｗx_ind，Ｗy_ind，Ｗz_ind ）
Ｗ_dir1＝（Ｗx_dir，Ｗy_dir，Ｗz_dir ）
Ｗ_dir2＝（−Ｗx_dir，Ｗy_dir，Ｗz_dir）
Ｗ_dir3＝（−Ｗx_dir，−Ｗy_dir，−Ｗz_dir ）
Ｗ_dir4＝（Ｗx_dir，−Ｗy_dir，Ｗz_dir）
とすると、
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir1
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir2
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir3
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir1−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir2−Ｗ_ind｜かつ
｜Ｗ_dir4−Ｗ_ind｜≦｜Ｗ_dir3−Ｗ_ind｜ならばＷ_dir＝Ｗ_dir4
尚、検出領域２１１、検出領域１２１、検出領域２２１、検出領域２１２も略同様に処理する。
【００６５】
（iv）検出領域１１３
＜表裏判定＞
検出領域１１３の場合の表裏判定は、次のようにして二者択一で決定する（ステップＳ３１９）。
入力コイルｆuについては、
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜≦｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝Ｕ_dir
｜Ｕ_dir−Ｕ_ind｜＞｜Ｕ_dir+Ｕ_ind｜ならばＵ_dir＝−Ｕ_dir
である。また、入力コイルｆvについては、
Ｓｉｇｎ（Ｖz_dir）＝−Ｓｉｇｎ（ＷＵz）ならばＶ_dir＝Ｖ_dir
である。
Ｓｉｇｎ（Ｖz_dir）＝Ｓｉｇｎ（ＷＵz）ならばＶ_dir＝−Ｖ_dir
である。但し、「Ｓｉｇｎ（）」は符号を表す関数で、負の場合−１、正の場合＋１を返す。
また、入力コイルｆwについては、次のベクトル積からＷ_indを求め、Ｗ_dirとしてＷ_indを用いる。
Ｗ_ind＝Ｕ_dir×Ｖ_dir
尚、検出領域１３１、検出領域３１１も略同様に処理する。
【００６６】
（v）検出領域331（ステップＳ３２０）
一例として、コイルｆuはθ＝９０度、コイルｆvはθ＝９０度、コイルｆwはθ＝０度とし、コイルｆｗを基準に計算する例を示す。但し、ｆｗはθ＝0度のため、3つのコイル共に略同じ高さであるので、Zの記述は省略する。
Ｘ、Ｙ矩形センサ１１０の上の小さなお皿の上に球体を置き、球体中心のＸ、Ｙ座標も高さも一定で、図２２（平面図）の姿勢でＺ軸周りに回転させた場合の例を説明する。
先ず、簡単のため、入力コイルｆｗ（入力要素１０５）の中心が座標原点にあると仮定する。
【００６７】
また、入力コイルｆｕ（入力要素１０３）、入力コイルｆｖ（入力要素１０４）ともに、それらの方位角ではなくて、それらの入力コイルｆｕ、ｆｖの中心座標が、第一象限から第二象限にある場合から考える。
コイルｆｕ（入力要素１０３）とコイルｆｖ（入力要素１０４）の一般方位角を、それぞれ、φｕ、φｖとすると、コイルｆｕ（入力要素１０３）、コイルｆｖ（入力要素１０４）の中心の座標をそれぞれ、（Ｘｕ，Ｙｕ）、（Ｘｖ，Ｙｖ）とし、各々、記号Ｕ、Ｖで表す。
【００６８】
図２３は図２２の部分拡大図であり又、図２４は処理を説明するための説明図であり、以下、図２２〜図２４を用いて説明する。
図２４において、直角三角形 △ＵＷＡと直角三角形 △ＶＵＢは相似である。即ち、
△ＵＷＡ  ∽  △ＶＵＢ
と表せる。
故に、Ｘｕ：Ｙｕ＝（Ｙｖ−Ｙｕ）：（Ｘｕ−Ｘｖ）    ・・・(1)
∴  Ｘｕ／Ｙｕ＝（Ｙｖ−Ｙｕ）／（Ｘｕ−Ｘｖ）
ここで、ｋ＝１５．０ｍｍ／１３．５ｍｍ＝１．１１１ とおくと、
(Ｙｖ−Ｙｕ)／Ｘｕ＝(Ｘｕ-Ｘｖ)／Ｙｕ＝ｋ      ・・・(2)
【００６９】
(2)式の右辺より、
Ｘｕ−Ｘｖ＝ｋＹｕ
∴  Ｘｕ＝Ｘｖ＋ｋＹｕ  （特にｆｕ、９０度≦φｕ≦１３５度）    ・・・(3)
(2)式の左辺より、
Ｙｕ−Ｙｖ＝ｋＸｕ
∴  Ｙｕ＝Ｙｖ−ｋＸｕ  （特にｆｕ、１３５度≦φｕ≦１８０度）    ・・・(4)
(1)式より、
（Ｘｕ−Ｘｖ）Ｘｕ＝（Ｙｖ−Ｙｕ）Ｙｕ
∴  Ｘｕ−Ｘｖ＝（Ｙｖ−Ｙｕ）Ｙｕ／Ｘｕ
∴  Ｘｖ＝Ｘｕ＋（Ｙｕ−Ｙｖ）Ｙｕ／Ｘｕ    ・・・(5)
【００７０】
(5)式に(4)式を代入し、
Ｘｖ＝Ｘｕ＋[｛（Ｙｖ−ｋＸｕ）−Ｙｖ｝（Ｙｖ−ｋＸｕ）]／Ｘｕ
＝Ｘｕ−ｋ（Ｙｖ−ｋＸｕ）
＝Ｘｕ−ｋＹｖ+ｋ２Ｘｕ
∴  Ｘｖ＝（１＋ｋ２）Ｘｕ−ｋＹｖ  （特にｆｖ、２２５≦φｖ≦２７０度）  ・・・(6)
また、(1)式より、(5)式を導出する手順と同様にして、
（Ｙｖ−Ｙｕ）Ｙｕ＝（Ｘｕ−Ｘｖ）Ｘｕ
∴  Ｙｖ−Ｙｕ＝（Ｘｕ−Ｘｖ）Ｘｕ／Ｙｕ
∴  Ｙｖ＝Ｙｕ＋（Ｘｕ−Ｘｖ）Ｘｕ／Ｙｕ    ・・・(7)
【００７１】
式(7)に式(3)を代入し、
Ｙｖ＝Ｙｕ＋[｛（Ｘｖ+ｋＹｕ）−Ｘｖ｝（Ｘｖ+ｋＹｕ）]／Ｙｕ
＝Ｙｕ＋ｋ（Ｘｖ＋ｋＹｕ）
∴  Ｙｖ＝（１＋ｋ２）Ｙｕ＋ｋＸｖ  （特にｆｖ、１８０≦φｖ≦２２５度）  ・・・(8)
結局、以上の4式(3)、(4)、(6)及び(8)が、間接検出の算出式である。
直接検出座標と一緒にすると、2つのコイルｆｕ、ｆｖのＸ、Ｙ座標が検出されることがわかる。
【００７２】
また、これらの算出式はすべての象限で有効である。すなわち、コイルｆｕとコイルｆｖの一般方位角は、それぞれ、φｕ、φｖであるので（北半球：コイルｆｗのＺ成分が正、Ｗｚ＞０）、特に、ｆｕ、４５度≦φｕ≦１３５度、２２５度≦φｕ≦３１５度、すなわち、ｆｖ、１３５≦φｖ≦２２５度、−４５≦φｖ≦４５度では、
Ｘｕ＝Ｘｖ＋ｋＹｕ  （間接検出）
Ｙｕ＝Ｙｕ          （直接検出）
Ｘｖ＝Ｘｖ          （直接検出）
Ｙｖ＝（１＋ｋ2）Ｙｕ＋ｋＸｖ    （間接検出）
となる。
【００７３】
特に、ｆｕ、１３５度≦φｕ≦２２５度、−４５≦φｕ≦４５度、すなわち、ｆｖ、４５度≦φｖ≦１３５度、２２５度≦φｖ≦３１５度では、
Ｘｕ＝Ｘｕ          （直接検出）
Ｙｕ＝Ｙｖ−ｋＸｕ  （間接検出）
Ｘｖ＝（１＋ｋ2）Ｘｕ−ｋＹｖ    （間接検出）
Ｙｖ＝Ｙｖ          （直接検出）
となる。以上が北半球における座標検出である。
【００７４】
南半球では、ｋの前の符号が逆になる（南半球：コイルｆｗのＺ成分が負、Ｗｚ＜０）。特に、ｆｕ、４５度≦φｕ≦１３５度、２２５度≦φｕ≦３１５度、すなわち、ｆｖ、１３５度≦φｖ≦２２５度、−４５度≦φｖ≦４５度では、
Ｘｕ＝Ｘｖ−ｋＹｕ    （間接検出）
Ｙｕ＝Ｙｕ            （直接検出）
Ｘｖ＝Ｘｖ            （直接検出）
Ｙｖ＝（１＋ｋ2）Ｙｕ−ｋＸｖ    （間接検出）
となる。
【００７５】
特に、ｆｕ、１３５度≦φｕ≦２２５度、−４５度≦φｕ≦４５度、すなわち、ｆｖ、４５度≦φｖ≦１３５度、２２５度≦φｖ≦３１５度では、
Ｘｕ＝Ｘｕ            （直接検出）
Ｙｕ＝Ｙｖ＋ｋＸｕ    （間接検出）
Ｘｖ＝（１＋ｋ2）Ｘｕ＋ｋＹｖ    （間接検出）
Ｙｖ＝Ｙｖ            （直接検出）
となる。
次に、コイルｆｗの中心のＸ、Ｙ座標（Ｘｗ，Ｙｗ）を足す。
Ｘｕ＝Ｘｕ+Ｘｗ
Ｙｕ＝Ｙｕ+Ｙｗ
Ｘｖ＝Ｘｖ+Ｘｗ
Ｙｖ＝Ｙｖ+Ｙｗ
これにより、所定位置を基準とするコイルｆu、ｆwの中心の位置座標が得られる。
【００７６】
検出領域111の場合を説明する。座標については、簡単のために、球体１０２の中心は固定して、鉛直軸周りに水平面内で回転させて、各入力コイル（入力要素）の傾斜角θと方位角φと各入力コイル（入力要素）の中心のＸ、Ｙ、Ｚ座標の水平面内の回転角依存性を測定した。検出領域は、ｆｕ、ｆｖ、ｆｗの順に、111のままである 。
入力コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗを、水平面内に15度ずつ回転させて、各コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの各直接検出方位ベクトル成分Ｕx_dir、Ｕy_dir、Ｕz_dir、Ｖx_dir、Ｖy_dir、Ｖz_dir、Ｗx_dir、Ｗy_dir、Ｗz_dirを、水平面内回転角φに対してプロットすると図２５〜図２７のようになる。
次に、3つの入力コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗのＸ、Ｙ、Ｚ座標を元に、コイル間ベクトルＵＶとＷＵを算出し、それを規格化などする。これらから、コイルｆｕとコイルｆｖの間接検出方位ベクトル成分Ｕx_ind、Ｕy_ind、Ｕz_ind、Ｖx_ind、Ｖy_ind、Ｖz_indを求めると、図２８、図２９のようになる。
【００７７】
ここで、コイルｆｕの直接検出方位ベクトル成分を、コイルｆｕの間接検出方位ベクトル成分と比較して表裏判定すると、直接検出方位ベクトル成分はそのままで良いことになる。しかし、コイルｆｖの直接検出方位ベクトル成分を、コイルｆｖの間接検出方位ベクトル成分と比較して表裏判定すると、直接検出方位ベクトル成分は表裏反転しなければいけないことが分かる。
したがって、表裏判定後のコイルｆｖの直接検出方位ベクトル成分は、図３０、図３１のようになる。表裏判定後のコイルｆｕの方位ベクトルと、表裏判定後のコイルｆｖの方位ベクトルとのベクトル積を求め、規格化して、コイルｆｗの間接検出方位ベクトル成分として、図３２に示す。
ここで、コイルｆｗの直接検出方位ベクトル成分を、コイルｆｗの間接検出方位ベクトル成分と比較して表裏判定すると、直接検出方位ベクトル成分はそのままで良いことになり、図３３（図２７と同じ）のようになる。
検出領域112、113の場合も前記同様の考えで処理することができ、前記例１に対応する図を、図３４〜図４３に示している。但し、Ｓｉｇｎ（ＷＵz）を使って、表裏の向きを判定している。
【００７８】
次に、検出領域331、221、321、231の場合を説明する。座標については、簡単のために、球体１０２の中心は固定して、Ｚ軸周りに回転させて、各コイルの傾斜角θと方位角φと各コイルの中心のＸ、Ｙ、Ｚ座標の方位角依存性（コイルｆｕの方位角φu ）を測定した。
検出領域は入力コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの順に、検出領域331、221、321、231 などに変化する。
【００７９】
コイルｆｗの傾斜角は、傾斜角θ＝0度の場合、ｆｗの周りに、コイルｆｕ並びにｆｖの方位角φを１５度ずつ回転させて、コイルｆｕの中心のＸ、Ｙ座標Ｘｕ、Ｙｕを、コイルｆｕの方位角φｕに対してプロットすると図４４のようになる。
コイルｆｕ、ｆｖともに、横倒し状態θ＝0度であるので、Ｘ軸やＹ軸に平行になったときに、順にＹ座標とＸ座標が不定になる。その様子が特性図に現れている。但し、コイルｆｕの中心のＸ、Ｙ座標Ｘｕ、Ｙｕは、コイルｆｗの中心のＸ、Ｙ座標を原点にした場合の座標である。Ｚ座標は理論上は一定であるが、Ｚ座標不定になることはない。
【００８０】
図４５は、以前に述べたように、コイルｆuを変化させたときの、コイルｆｕの中心の間接検出のＸ、Ｙ座標、Ｘu_ind、Ｙu_ind である。図４４と比較してみると、間接検出座標は、直接検出座標とは別の方位角で、座標不定になっていることがわかる。
ここで、直接検出座標と間接検出座標とを重み平均することによって、重み平均をとった後の値が、直接検出座標と間接検出座標とを切換選択する際に急激な変化が生じずに連続的な滑らかな変化になるようにする（ステップＳ３２５）。
このために、直接検出座標と間接検出座標をの検出できている座標を有効に利用するために、重み平均するための重みを設定しておく。コイルｆｕのＸ、Ｙ信号のピーク値をプロットすると図４６のようになる。下式のように、そのピーク値で比を作りさらに比を３乗して、図４７に示すような重みwei_ＬＵxm、wei_ＬＵymとする。
wei_ＬＵxm＝（ＬＵxm／（ＬＵxm＋ＬＵym））３
wei_ＬＵym＝（ＬＵym／（ＬＵxm＋ＬＵym））３
【００８１】
この重みwei_ＬＵxm、wei_ＬＵymを用いて、下記式によって、直接検出座標と間接検出座標とを重み平均すると、重み平均をとった後の値は、直接検出座標と間接検出座標とを切換選択する際に急激な変化が生じず、図４８に示すように連続的な滑らかな変化になる。
Ｘu_wei＝wei_ＬＵx＊Ｘu_dir＋（１−wei_ＬＵx）＊Ｘu_ind
Ｙu_wei＝wei_ＬＵy＊Ｙu_dir＋（１−wei_ＬＵy）＊Ｙu_ind
【００８２】
コイルｆvについても同様に、下記式によって重み平均すると、重み平均をとった後の値は、図４９のように滑らかな変化になる。
Ｘv_wei＝wei_ＬＶx＊Ｘv_dir＋（１−wei_ＬＶx）＊Ｘv_ind
Ｙv_wei＝wei_ＬＶy＊Ｙv_dir＋（１−wei_ＬＶy）＊Ｙv_ind
この結果により、コイルｆｕ−ｆｖ間のベクトルを算出する。図５０は、コイルｆｕ−ｆｖ間のベクトルの大きさ成分がコイルｆｕの方位角φｕに依存する様子を示す図である。
【００８３】
図５１は、コイルｆｕ、コイルｆｖ間のコイル間ベクトルの規格化ベクトルの成分の方位角依存性を示す図である。
次に、コイルｆｗを原点にした座標から、タブレットの検出座標の（Ｘｗ，Ｙｗ）を入力して特性図を書くと、図５２、図５３に示すように、Ｘｗ、Ｙｗともに三角関数的に変化するが、球体１０２の中心は一定に近いことがわかる。
図５４は、コイルｆｕの方位角φｕに対する、直接検出した３本のコイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの中心高さＺu_dir、Ｚv_dir、Ｚw_dirと球体１０２の中心の高さＺG_dirの変化を示す図である。
【００８４】
図５５は、入力装置１０１を方位角φ＝４５度方向に転がした場合の３つのコイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗのＸ、Ｙ座標の変化を、１０ｍｍ進むごとに検出した図である。所々にうねった部分があり、この部分で座標不定になり、検出座標に座標飛びが生じていることがわかる。
これを、直接検出座標と間接検出座標で重み平均をとると、図５６のＹu_wei、Ｙv_wei、Ｙw_weiのように略リニアになる。
【００８５】
図５７は、入力装置１０１を方位角φ＝４５度方向に転がした場合の３つのコイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの高さＺの変化を示す図である。図５７のように、高さＺに関しては座標不定がないので、直接検出座標を直接採用する。
入力装置１０１（球体１０２）の中心の直接検出のＸ座標、Ｙ座標は座標不定により、誤差が大きくなることがある。しかし、間接検出のＸ座標、Ｙ座標と重み平均することにより、図５８のＹＧ_weiに示すように、座標変化の様子がリニアに検出される。また、高さＺは、直接検出のＺ座標を使う。
【００８６】
これで、入力装置１０１（球体１０２）の中心（本実施の形態では３つの入力コイル１０６〜１０８の中心の中心（合成中心））の３次元座標（ ＸG_wei，ＹG_wei，ＺG_wei ）が検出される（ステップＳ３２６）。
例えば、３つのコイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗのうち、コイルｆｖの直接検出の方位ベクトル成分は、北半球のみに向いており（Ｚ成分が常に0又は正）、そのために、図５９に示すように、Ｘ、Ｙ成分の極性がしばしば反転する。コイルｆｕ、ｆｗについても同様の特性となる。
間接検出方位ベクトルにより、直接検出方位ベクトルを鏡像判定や表裏判定した上で、その直接検出方位ベクトルと間接検出方位ベクトルを重み平均すれば、図６０に示すように、滑らかな三角関数的な変化になる。但し、方位ベクトルのＺ成分だけは、重み平均として、直接検出方位ベクトル成分をそのまま使用する。これで、次式で表すように、入力装置１０１の姿勢が検出される（ステップＳ３２７）。尚、次式において、Ｕ_wei、Ｖ_wei、Ｗ_weiは、各々、コイルｆｕ、ｆｖ、ｆｗの重み平均で算出した方位ベクトルを表している。
また、Ｕx_wei、Ｕy_wei、Ｕz_wei、Ｖx_wei、Ｖy_wei、Ｖz_wei、Ｗx_wei、Ｗy_wei、Ｗz_weiは、順に、方位ベクトルＵ_wei、Ｖ_wei、Ｗ_weiのＸ、Ｙ、Ｚ成分を表している。
【００８７】
【数１】
2006118885.tif 000003
前述の３次元座標と、この姿勢とを合わせて、６次元検出されることになる。
【００８８】
図６１〜図６３は、各々、本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置の平面図、正面図、右側面図であり、同一部分には同一符号を付している。
図６１〜図６３において、３次元情報入力装置６１０１は、外形が球状の球体６１０２及び球体６１０２内に配設され、各々が入力要素を構成する複数（本実施の形態では３つ）の入力コイル６１０３、６１０４、６１０５を備えている。
各入力コイル６１０３〜６１０５は円形状の空芯コイルによって構成されており、樹脂等の絶縁性材料によって構成された球体６１０２内に、各入力コイル６１０３〜６１０５の円形中心を通る軸（コイルの軸）が相互に直角になるように配設されている。
尚、各入力コイル６１０３〜６１０５は、相互にチェーン状に交差するように構成してもよい。
【００８９】
本第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置６１０１においても、複数の入力コイル６１０３〜６１０５が相互に磁気的に干渉しないように構成することによって、前記第１の実施の形態に関して説明したのと同様の処理を３次元情報検出装置で行うことによって、表裏判定や鏡像判定が可能になり、３次元情報入力装置６１０１から入力された位置や姿勢等の３次元情報を容易に検出することが可能になり、３次元情報入力装置６１０１で入力した３次元情報を３次元情報検出装置で検出することができる。但し、前記第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置１０１では２つのコイル１０６、１０７（入力要素１０３、１０４）が同一平面上にあったのに対して、本第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置６４０１では全てのコイルは異なる平面上に配設されており、３次元情報入力装置１０１と３次元情報入力装置６１０１ではコイルの位置がシフトしている点で相違しているため、３次元情報入力装置６１０１を用いた３次元情報検出システムでは３次元情報検出装置で検出信号から３次元情報を算出する際に、コイルのシフト量を考慮した算出処理を施す必要がある。
【００９０】
図６４〜図６６は、各々、本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置６４０１の平面図、正面図、右側面図である。また、図６７は、３次元情報入力装置６４０１における入力要素６４０３〜６４０５の配置を説明するための説明図である。但し、見やすくするために、図６７は姿勢を変えている。図６４〜図６７において、同一部分には同一符号を付している。
図６４〜図６７において、複数（本実施の形態では３つ）の入力要素６４０３〜６４０５は、樹脂等の絶縁性材料によって構成された球体６４０２内に、各入力要素６４０３〜６４０５の長さ方向であってそれらの中心を通る軸（長さ方向の中心軸）が相互に直接交差しない状態で、相互に所定距離をおいて直交するように配設されている。
【００９１】
図６７に示すように、仮想的な立方体６７０１を仮定して各入力要素６４０３〜６４０５の配置を説明すると、入力要素６４０３、入力要素６４０４、入力要素６４０３は各々立方体６７０１の相互に直交する異なる面上に配置されることによって、各入力要素６４０３〜６４０５は相互に所定距離をおいて直接交差せずに、直交するよう配設されている。
即ち、第１の入力コイル６４０６（入力要素６４０３）の中心を通り、その入力コイル６４０６の長さ方向の軸に垂直な面である法平面を考える。残り２つの入力コイル６４０７、６４０８のうち、その法平面から離れている入力コイルを第２のコイルとし、残りを第３のコイルとする。尚、図６７では、第２の入力コイルは入力コイル６４０７、第３の入力コイルは入力コイル６４０８である。
第１の入力コイル６４０６（入力要素６４０３）の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第２の入力コイル６４０７（入力要素６４０４）がある方向に選び、第１の入力コイル６４０６の方位ベクトルとする。
【００９２】
同様に、順に、第２の入力コイル６４０７（入力要素６４０４）の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第３の入力コイル６４０８（入力要素６４０５）がある方向に選び、第２の入力コイル６４０７の方位ベクトルとする。
更に、同様に、第３の入力コイル６４０８（入力要素６４０５）の軸方向に大きさ１の単位ベクトルを考える。この単位ベクトルの表裏の向きは、第１の入力コイル６４０６（入力要素６４０３）がある方向に選び、第３の入力コイル６４０８（入力要素６４０５）の方位ベクトルとする。
【００９３】
本実施の形態では、このとき、第１のコイル６４０６（入力要素６４０３）の方位ベクトルの右に、第２のコイル６４０７（入力要素６４０４）の方位ベクトルを掛けてベクトル積を計算した結果が、第３のコイル６４０８（入力要素６４０５）の方位ベクトルに略一致する場合は、これら３つの入力コイル６４０６〜６４０８（入力要素６４０３〜６４０５）は右手系配列で配設されている、と定義している。本第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置６４０１は右手系の３次元情報入力装置の例である。また、このとき、上記のベクトル積の計算結果が第３のコイル６４０８（入力要素６４０５）の方位ベクトルの反対向きのベクトルに略一致する場合は、これら３つの入力コイル６４０６〜６４０８（入力要素６４０３〜６４０５）は左手系配列で配設されている、と定義している。左手系配列の３次元情報入力装置の例は後述する。
【００９４】
入力要素６４０３は、磁性材料によって構成されたコア６４０９、コア６４０９に巻回された１つの第１の入力コイル６４０６及び第１の入力コイル６４０６に並列接続されたコンデンサ６４１２を有している。入力要素６４０４は、磁性材料によって構成されたコア６４１０、コア６４１０に巻回された１つの第２の入力コイル６４０７及び第２の入力コイル６４０７に並列接続されたコンデンサ６４１３を有している。また、入力要素６４０５は、磁性材料によって構成されたコア６４１１、コア６４１１に巻回された１つの第３の入力コイル６４０８及び第３の入力コイル６４０８に並列接続されたコンデンサ６４１４を有している。
【００９５】
入力コイル６４０６〜６４０８は各々入力要素６４０３〜６４０５の中央部（中心位置）を中心にしてコア６４０９〜６４１１に巻回されている。入力コイル６４０６とコンデンサ６４１２は第１の共振周波数ｆｕで共振する第１の並列共振回路を構成している。入力コイル６４０７とコンデンサ６４１３は第２の共振周波数ｆｖで共振する第２の並列共振回路を構成している。また、入力コイル６４０８とコンデンサ６４１４は第３の共振周波数ｆｗで共振する第３の並列共振回路を構成している。
球体６４０２には、前記のような配置に各入力要素６４０３〜６４０５を保持するための円柱状の孔６４１５〜６４１７が形成されており、各入力要素６４０３〜６４０５は、球体６４０２内の位置がずれないように各孔６４１５〜６４１７内に収容保持されている。
【００９６】
本第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置６４０１においても、複数の入力コイル６４０６〜６４０８が相互に磁気的に干渉しないように構成することによって、前記第１の実施の形態に関して説明したのと同様の処理を３次元情報検出装置で行うことによって、表裏判定や鏡像判定が可能になり、３次元情報入力装置６４０１から入力された位置や姿勢等の３次元情報を容易に検出することが可能になり、３次元情報入力装置６４０１で入力した３次元情報を３次元情報検出装置で検出することができる。
但し、前記第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置１０１では２つのコイル１０６、１０７（入力要素１０３、１０４）が同一平面上にあったのに対して、本第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置６４０１では全てのコイルは異なる平面上に配設されており、３次元情報入力装置１０１と３次元情報入力装置６４０１ではコイルの位置がシフトしている点で相違しているため、３次元情報入力装置６４０１を用いた３次元情報検出システムでは、３次元情報検出装置で検出信号から３次元情報を算出する際に、コイルのシフト量を考慮した算出処理を施す必要がある。
【００９７】
図６８〜図７０は、各々、本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置６８０１の平面図、正面図、右側面図である。また、図７１は、３次元情報入力装置６８０１における入力要素６８０３〜６８０５の配置を説明するための説明図である。但し、見やすくするために、図７１は姿勢を変えている。図６８〜図７１において、同一部分には同一符号を付している。
前記第３の実施の形態では右手系配列の３次元情報入力装置の例をあげたが、本第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置６８０１は左手系配列の３次元情報入力装置の例である。
【００９８】
図６８〜図７１において、複数（本実施の形態では３つ）の入力要素６８０３〜６８０５は、樹脂等の絶縁性材料によって構成された球体６８０２内に、各入力要素６８０３〜６８０５の長さ方向であってそれらの中心を通る軸（長さ方向の中心軸）が相互に直接交差せずに、相互に所定距離をおいて直交するように配設されている。
図７１に示すように、仮想的な立方体７１０１を仮定して各入力要素６８０３〜６８０５の配置を説明すると、入力要素６８０３、入力要素６８０４、入力要素６８０３は各々立方体７１０１の相互に直交する異なる面上に配置されることによって、各入力要素６８０３〜６８０５は相互に直接交差せずに、所定距離をおいて直交するよう配設されている。
【００９９】
入力要素６８０３は、磁性材料によって構成されたコア６８０９、コア６８０９に巻回された１つの第１の入力コイル６８０６及び第１の入力コイル６８０６に並列接続されたコンデンサ６８１２を有している。入力要素６８０４は、磁性材料によって構成されたコア６８１０、コア６８１０に巻回された１つの第２の入力コイル６８０７及び第２の入力コイル６８０７に並列接続されたコンデンサ６８１３を有している。また、入力要素６８０５は、磁性材料によって構成されたコア６８１１、コア６８１１に巻回された１つの第３の入力コイル６８０８及び第３の入力コイル６８０８に並列接続されたコンデンサ６８１４を有している。
【０１００】
入力コイル６８０６〜６８０８は各々入力要素６８０３〜６８０５の中央部（中心位置）を中心にしてコア６８０９〜６８１１に巻回されている。入力コイル６８０６とコンデンサ６８１２は第１の共振周波数ｆｕで共振する第１の並列共振回路を構成している。入力コイル６８０７とコンデンサ６８１３は第２の共振周波数ｆｖで共振する第２の並列共振回路を構成している。また、入力コイル６８０８とコンデンサ６８１４は第３の共振周波数ｆｗで共振する第３の並列共振回路を構成している。
球体６８０２には、前記のような配置に各入力要素６８０３〜６８０５を保持するための円柱状の孔６８１５〜６８１７が形成されており、各入力要素６８０３〜６８０５は、球体６８０２内の位置がずれないように各孔６８１５〜６８１７内に収容保持されている。
【０１０１】
本第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置６８０１を用いた３次元情報検出システムにおいても、前記第３の実施の形態と同様に、前記第１の実施の形態に関して説明したのと同様の処理を３次元情報検出装置で行うことによって、３次元情報入力装置６８０１で入力した３次元情報を３次元情報検出装置で検出することができる。
但し、前記第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置１０１では２つのコイル１０６、１０７（入力要素１０３、１０４）が同一平面上に配設されると共に右手系配列であるのに対して、本第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置６８０１では全てのコイルは異なる平面上に配設されると共に左手系配列である。したがって、３次元情報入力装置６８０１を用いた３次元情報検出システムでは、３次元情報検出装置で検出信号から３次元情報を算出する際に、入力コイルの配列の相違及びシフト量を考慮した算出処理を施せば、前記第１の実施の形態と同様の処理を行うことによって３次元情報を検出することができる。
【０１０２】
図７２は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
本第２の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、３次元情報入力装置１０１と３次元情報入力装置１０１の位置や姿勢等の３次元情報を検出する３次元情報検出装置７２００を備えている。
３次元情報検出装置７２００は、検出面の略全域にわたって相互に直交するように配設された複数のコイル（複数の信号検出用センサコイル及び複数の信号送信用コイル）７２１０を備えている。
複数のコイル７２１０中のセンサコイルは、複数のＸセンサコイルとＹセンサコイルとから構成されており、前記センサコイルの切替を行う切替部７２０１及び増幅回路を有する受信回路１１２を介して、信号検出手段を構成する検出部１１３に接続されている。検出部１１３は、受信した信号を検波するための複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を検波する検波回路を備えている。
【０１０３】
信号発生手段を構成する送信制御部１１７は、複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を生成する送信信号発生回路、前記送信信号発生回路で生成した信号を所定タイミングで選択的に切り換えて送信回路１１８に出力するセレクタ回路を備えている。送信回路１１８は増幅回路を有し、その出力部は切替部７２０２を介して、複数のコイル７２１０中の複数の信号送信用コイルに接続されている。制御部７２０３は中央処理装置（ＣＰＵ）７２０４及びＣＰＵ７２０４が実行するプログラムを記憶すると共にデータ等を記憶するメモリ７２０５を備えており、３次元情報の算出処理や、切替部７２０１、７２０２、受信回路１１２、検出部１１３、送信制御部１１７、送信回路１１８の制御等を行う。
【０１０４】
３次元情報入力装置１０１の３次元情報を検出する場合、制御部７２０３の制御の下、送信制御部１１７は、送信回路１１８及び切替部７２０２を介して、制御部７２０３で選択した信号送信用コイルから検出用信号を送信する。３次元情報入力装置１０１は、前記信号送信用コイルからの信号を返信する。３次元情報入力装置１０１からの信号は、制御部７２０３によって選択されたセンサコイルで検出され、受信回路１１２を介して検出部１１３で検出される。制御部７２０３は、検出部１１３で検出された信号に基づいて３次元情報入力装置１０１の位置や姿勢等の３次元情報を算出する。これにより、３次元情報入力装置１０１によって入力された３次元情報の検出が行われる。
【０１０５】
図７３は、本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
本第３の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、３次元情報入力装置７３０５と３次元情報入力装置７３０５の位置や姿勢等の３次元情報を検出する３次元情報検出装置７３００を備えている。
３次元情報入力装置７３０５は、前述したような配置の複数の入力要素１０３〜１０５を有すると共に、図示していないが、各入力要素１０３〜１０５から複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を発生させるための信号発生回路や電源を有している。
３次元情報検出装置７３００は、検出面の略全域にわたって相互に直交するように配設された複数のセンサコイル１１０を備えている。
【０１０６】
センサコイル１１０は、複数のＸセンサコイルとＹセンサコイルとから構成されており、センサコイル１１０の切替を行う切替部７３０４及び増幅回路を有する受信回路１１２を介して、信号検出手段を構成する検出部１１３に接続されている。検出部１１３は、受信した信号を検波するための複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を検波する検波回路を備えている。
検出部１１３の出力部は、制御部７３０１に接続されている。制御部７３０１は中央処理装置（ＣＰＵ）７３０２及びＣＰＵ７３０２が実行するプログラムを記憶すると共にデータ等を記憶するメモリ７３０３を備えており、３次元情報の算出処理や、受信回路１１２、検出部１１３の制御等を行う。
【０１０７】
３次元情報入力装置１０１の３次元情報を検出する場合、３次元情報入力装置７３０５の各入力要素１０３〜１０５からは、所定タイミングで異なる周波数の信号が送信される。
３次元情報検出装置７３００では、制御部７３０１の制御の下、切替部７３０４を切替制御することにより、制御部７２０３で選択したセンサコイル１１０によって３次元情報入力装置１０１からの信号を検出し、受信回路１１２を介して検出部１１３で検出する。制御部７３０１は、検出部１１３で検出した信号に基づいて３次元情報入力装置７３０５の位置や姿勢等の３次元情報を算出する。これにより、３次元情報入力装置７３０５によって入力された３次元情報の検出が行われる。
【０１０８】
図７４は、本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
本第４の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、３次元情報入力装置７４０５と３次元情報入力装置７４０５の位置や姿勢等の３次元情報を検出する３次元情報検出装置７４００を備えており、３次元情報入力装置７４０５と３次元情報検出装置７４００は電気ケーブル７４０４によって接続されている。３次元情報入力装置７４０５は電気ケーブル７４０４を介して、３次元情報検出装置７４００から入力要素１０３〜１０５への信号を受信したり、３次元情報入力装置７４０５の電子的な構成要素に電源供給を受けたりする。
３次元情報入力装置７４０５は、前述したような配置の複数の入力要素１０３〜１０５を有すると共に、各入力要素１０３〜１０５は、電気ケーブル７４０４介して送信回路１１８から相互に異なる周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を受信して、電磁結合によって３次元情報検出装置７４００に出力する。
【０１０９】
３次元情報検出装置７４００は、検出面の略全域にわたって相互に直交するように配設された複数のセンサコイル１１０を備えている。
センサコイル１１０は、複数のＸセンサコイルとＹセンサコイルとから構成されており、センサコイル１１０を切り替える切替部７４０４及び増幅回路を有する受信回路１１２を介して、信号検出手段を構成する検出部１１３に接続されている。検出部１１３は、受信した信号を検波するための複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を検波する検波回路を備えている。
検出部１１３の出力部は、制御部７４０１に接続されている。制御部７４０１は中央処理装置（ＣＰＵ）７４０２及びＣＰＵ７４０２が実行するプログラムを記憶すると共にデータ等を記憶するメモリ７４０３を備えており、３次元情報の算出処理や、受信回路１１２、検出部１１３、送信制御部１１７、送信回路１１８の制御等を行う。
【０１１０】
信号発生手段を構成する送信制御部１１７は、複数種類の周波数信号（例えば周波数ｆｕ、ｆｖ、ｆｗ）を生成する送信信号発生回路、前記送信信号発生回路で生成した信号を所定タイミングで選択的に切り換えて送信回路１１８に出力するセレクタ回路を備えている。送信回路１１８は増幅回路を有し、その出力部は電気ケーブル７４０４を介して３次元情報入力装置７４０５の各入力コイルに接続されている。
尚、３次元情報入力装置７４０５と３次元情報検出装置７４００間の信号送受信の同期をとるために、検出部１１３と送信制御部１１７は接続されている。
【０１１１】
３次元情報入力装置１０１の３次元情報を検出する場合、制御部７４０１の制御の下、切替部７４０４によってセンサコイル１１０を切り替えると共に、送信制御部１１７は送信回路及び電気ケーブル７４０４を介して複数種類の周波数信号（例えば、周波数ｆu、ｆv、ｆw）を所定タイミングで３次元情報入力装置７４０５に出力する。３次元情報入力装置の各入力コイルからは、前記複数種類の周波数信号が所定タイミングで３次元情報検出装置７４００に出力される。
３次元情報検出装置７３００では、制御部７３０１の制御の下、切替部７４０４及び受信回路１１２を介して、制御部７２０３で選択したセンサコイル１１０によって３次元情報入力装置１０１からの信号を電磁結合で検出し、受信回路１１２を介して検出部１１３で検出する。制御部７４０１は、検出部１１３で検出した信号に基づいて３次元情報入力装置７４０５の位置や姿勢等の３次元情報を算出する。これにより、３次元情報入力装置７４０５によって入力された３次元情報の検出が行われる。本実施の形態では、３次元情報入力装置７４０５と３次元情報検出装置間での信号の送受信の同期をとっているために、表裏判定等を容易に行うことが可能になる。
【０１１２】
尚、前記各実施の形態では、３次元情報入力装置の座標や姿勢を算出する場合に、メモリ１１６等に予め記憶したテーブル（参照データ用テーブル、補正用テーブル）を参照することにより行ったが、予めメモリ１１６に、座標、方位角φ、傾き角θを算出するための計算式（近似式）をプログラムとして記憶しておき、前記計算式をＣＰＵ１１５で実行するように構成してもよい。
また、前記各実施の形態では、３次元情報検出装置のセンサコイルから発生した信号を３次元情報入力装置で受信し、３次元情報入力装置から３次元情報検出装置に信号を返送し、３次元情報入力装置に信号を送信したセンサコイルと同一のセンサコイルで３次元情報入力装置からの信号を受信し、３次元情報検出装置側で入力要素の位置や方向を検出することによって３次元情報入力装置の位置や姿勢を検出するようにしたが、信号の送信、受信を異なるセンサコイルによって行うように構成することが可能である。
【０１１３】
また、３次元情報入力装置の入力コイル及び３次元情報検出装置のセンサコイルが発振回路を構成し、入力装置が存在するとき検出装置が自己発振するような方式とすることも可能である。
また、３次元情報入力装置側に、電源若しくは他から電源供給を受ける電源回路、送受信するための信号を発生する信号発生回路、前記信号の送受信回路、算出部及び算出結果を赤外線や電波等の無線で送信する送信回路を内蔵させ、その一方、３次元情報検出装置側に、共振回路を構成する複数のコイルを平面的に配設するように構成し、入力装置側から送信した信号を検出装置側で受信して返送し、これを入力装置の送受信回路で受信して、前記算出部により各入力要素の３次元情報（３次元座標及び方向）を算出し、該算出結果を前記送信回路で上位装置等の他の装置に送信するように構成してもよい。
【０１１４】
また、３次元情報入力装置側に、電源若しくは他から電源供給を受ける電源回路、送受信するための信号を発生する信号発生回路、前記信号の送受信部、受信信号を所定の送信フォーマットに処理する信号処理部、前記信号処理結果を赤外線や電波等の無線で送信する送信回路を内蔵させ、その一方、３次元情報検出装置側に、共振回路を構成する複数のセンサコイルを平面的または曲面的に配設すると共に前記送信回路からの信号を受けて入力装置の位置や方向を算出する算出部を設けるようにしてもよい。
また、３次元情報入力装置側に、電源若しくは他から電源供給を受ける電源回路、信号の受信部、受信信号を所定の送信フォーマットに処理する信号処理部、前記信号処理結果を赤外線や電波等の無線で送信する送信回路を内蔵させ、その一方、３次元情報検出装置側に、共振回路を構成する複数のセンサコイル、前記センサコイルを切替選択する選択回路、送受信するための信号を発生する信号発生回路、前記送信回路からの信号を受けて各入力要素の３次元情報を算出する算出部を設けるようにしても良い。
【０１１５】
また、３次元情報入力装置側に、電源若しくは他から電源供給を受ける電源回路、信号の受信部、３次元情報算出部及び算出結果を赤外線や電波等の無線で送信する送信回路を内蔵させ、その一方、３次元情報検出装置側に、共振回路を構成する複数のセンサコイル及び信号発生回路を配設し、前記センサコイルを切替選択しながら前記信号発生回路からの信号を前記入力装置に送信し、前記入力装置側で３次元情報を算出して、上位装置等の他の装置に無線送信するように構成してもよい。
また、各入力要素の外形球体以外にも、円柱体、楕円体等、種々の形状に構成することができる。
【０１１６】
また、３次元情報入力装置側に発振回路を設けるような構成とした場合は、入力コイルは共振回路を形成しないように構成することが可能である。
また、３次元情報検出装置側に発振回路を設けるような構成とした場合には、センサコイルは共振回路を形成しないように構成することが可能である。
さらにまた、入力コイルや３次元情報検出装置が共振回路を構成する場合において、送受信する信号は必ずしも前記共振回路の共振周波数に完全に一致させる必要はなく、実質的な受信信号が得られる程度の相違を有する範囲内の信号、即ち、前記共振周波数に関連する信号であればよい。
また、センサコイルから検出用信号を送信して、３次元情報入力装置で前記検出用信号を受信し、前記３次元入力装置で検出した信号に基づいて前記３次元情報入力装置の位置や姿勢等の３次元情報を算出するように構成することも可能である。
【０１１７】
以上述べたように、本発明の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、特に、３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力装置と、相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、前記３次元情報入力装置は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記第１、第２のコイルの中心軸が同一平面上に位置するように配設されて成ることを特徴としている。
【０１１８】
また、本発明の実施の形態に係る３次元情報検出システムは、３次元情報入力用の複数の入力コイルを有する３次元情報入力装置と、相互に交差するように検出面にそって配設され前記複数の入力コイルと電磁的に結合する複数のセンサコイルと、前記センサコイルを切り換え選択する選択手段と、前記入力コイルと選択された前記センサコイル間で電磁結合により送受信する信号を発生する信号発生手段と、前記選択されたセンサコイル又は前記入力コイルで受信した信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段によって検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の３次元情報を算出する算出手段とを備え、前記３次元情報入力装置は、前記複数の入力コイルとして、第１、第２、第３の入力コイルを有し、前記各コイルの中心軸は相互に直角となるように配設されると共に相互に直接交差しないように配設されて成ることを特徴としている。
【０１１９】
ここで、例えば、前記第１、第２、第３の入力コイルは右手系配列で配設されて成るように構成することができる。
また、前記第１、第２、第３の入力コイルは左手系配列で配設されて成るように構成することができる。
また、前記入力装置は球体を有し、前記各入力コイルは前記球体内に配設されて成るように構成することができる。
また、前記複数の入力コイルの合成中心位置と前記球体の中心位置が一致するように配設されて成るように構成することができる。
また、前記各入力コイルは磁性材料に巻回されているように構成することができる。
また、前記各入力コイルは空芯コイルであるように構成することができる。
また、前記各入力コイルには、各入力コイルとともに異なる周波数の共振回路を構成する共振用コンデンサが接続されて成るように構成することができる。
【０１２０】
また、前記各共振回路に直列接続され対応する共振回路と同一の共振周波数を有する複数の直列共振回路と、送信信号を発生する送信信号発生回路とを備え、前記送信信号発生回路の出力信号を、前記直列共振回路を介して、前記直列共振回路に対応する入力コイルから出力するように構成することができる。
また、前記送信信号発生回路に駆動電力を供給する電池を備えて成るように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記入力手段の姿勢を算出するように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、少なくとも３次元空間における前記入力手段の座標を算出するように構成することができる。
【０１２１】
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した検出信号に基づいて、３次元空間における前記入力手段の姿勢及び座標を算出するように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した前記検出信号中のピーク値近傍の少なくとも３点の信号に基づいて、前記入力手段のＸ軸座標及びＹ軸座標を算出すると共に、前記検出信号の所定レベル値における信号分布の幅から前記各入力手段の高さを得るように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記検出手段で検出した各コイルに対応する検出信号の関係から前記入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号のサブ信号比から前記入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成することができる。
また、前記算出手段は、前記各入力コイルに対応する検出信号の左右片側幅の比から前記入力手段の傾き角θ及び方位角φを得るように構成することができる。
【０１２２】
また、前記信号発生手段は前記入力コイルに対応する複数の周波数の信号を発生し、前記各入力コイルと前記選択されたセンサコイルとの間では異なる周波数の信号を送受信するように構成することができる。
また、前記信号発生手段から前記入力コイルに電流を供給することによって前記入力コイルから信号を送信し、前記検出手段は前記センサコイルで生じた信号を検出するように構成することができる。
また、前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記検出手段は前記入力コイルで生じた信号を検出するように構成することができる。
【０１２３】
また、前記信号発生手段から前記センサコイルに電流を供給することによって前記センサコイルから信号を送信し、前記入力コイルは前記信号を受信した後に前記センサコイルに返送し、前記検出手段は前記センサコイルで受信した信号を検出するように構成することができる。
このように、３次元情報入力装置に含まれる複数の入力コイルが相互に干渉しないように構成することによって、３次元情報検出システムにおいて簡単な構成で、表裏判定や鏡像判定が可能になり、３次元情報入力装置から入力された位置や姿勢等の３次元情報を容易に検出することが可能になる。
また、３次元情報入力装置と直交センサを用いた簡単な構成により、表裏判定や鏡像判定が可能になるため、簡単な構成で３次元情報を検出することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
３次元情報のシステムの他、ＣＡＤ（Computer Aided Design）、コンピュータグラフィック（ＣＧ）システム、ゲーム等の情報入力システム等、３次元情報の検出や３次元情報の検出結果を使用する各種システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムのタイミング図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の正面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の下面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の右側面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図２４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための説明図である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図２８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図２９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図３９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図４９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５１】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５２】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５３】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５４】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５５】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５６】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５７】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５８】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図５９】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図６０】本発明の第１の実施の形態に係る３次元情報検出システムの処理を説明するための特性図である。
【図６１】本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置の平面図である。
【図６２】本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置の正面図である。
【図６３】本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報入力装置の右側面図である。
【図６４】本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置の平面図である。
【図６５】本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置の正面図である。
【図６６】本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置の右側面図である。
【図６７】本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図６８】本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置の平面図である。
【図６９】本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置の正面図である。
【図７０】本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置の右側面図である。
【図７１】本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報入力装置の説明図である。
【図７２】本発明の第２の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。
【図７３】本発明の第３の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。
【図７４】本発明の第４の実施の形態に係る３次元情報検出システムのブロック図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０１、６１０１、６４０１、６８０１、７３０５、７４０５・・・３次元情報入力手段を構成する３次元情報入力装置
１０２、６１０２、６４０２、６８０２・・・球体
１０３〜１０５、６４０３〜６４０５、６８０３〜６８０５・・・入力要素
１０６〜１０８、６１０３〜６１０５、６４０６〜６４０８、６８０６〜６８０８・・・入力コイル
１０９、７２００、７３００、７４００・・・３次元情報検出手段を構成する３次元情報検出装置
１１０・・・センサコイル
１１１、７２０１、７２０２・・・選択手段を構成する切替部
１１２・・・受信回路
１１３・・・信号検出手段を構成する検出部
１１４、７２０３、７３０１、７４０１・・・処理手段を構成する制御部
１１５、７２０４、７３０２、７４０２・・・算出手段、選択手段、同期制御手段を構成するＣＰＵ
１１６、７２０５、７３０３、７４０３・・・記憶手段を構成するメモリ
１１７・・・送信制御部
１１８・・・送信回路
６０１〜６０３、６４０９〜６４１１、６８０９〜６８１１・・・コア
６０５〜６０７、６４１２〜６４１４、６８１２〜６８１４・・・コンデンサ
６０８〜６１０、６４１５〜６４１７、６８１５〜６８１７・・・孔
９０１、６７０１、７１０１・・・立方体
７２１０・・・コイル
７４０４・・・電気ケーブル
【図１】
2006118885.tif 000004
【図２】
2006118885.tif 000005
【図３】
2006118885.tif 000006
【図４】
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【図５】
2006118885.tif 000008
【図６】
2006118885.tif 000009
【図７】
2006118885.tif 000010
【図８】
2006118885.tif 000011
【図９】
2006118885.tif 000012
【図１０】
2006118885.tif 000013
【図１１】
2006118885.tif 000014
【図１２】
2006118885.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2006118885.tif 000017
【図１５】
2006118885.tif 000018
【図１６】
2006118885.tif 000019
【図１７】
2006118885.tif 000020
【図１８】
2006118885.tif 000021
【図１９】
2006118885.tif 000022
【図２０】
2006118885.tif 000023
【図２１】
2006118885.tif 000024
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2006118885.tif 000027
【図２５】
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【図２６】
2006118885.tif 000029
【図２７】
2006118885.tif 000030
【図２８】
2006118885.tif 000031
【図２９】
2006118885.tif 000032
【図３０】
2006118885.tif 000033
【図３１】
2006118885.tif 000034
【図３２】
2006118885.tif 000035
【図３３】
2006118885.tif 000036
【図３４】
2006118885.tif 000037
【図３５】
2006118885.tif 000038
【図３６】
2006118885.tif 000039
【図３７】
2006118885.tif 000040
【図３８】
2006118885.tif 000041
【図３９】
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【図４０】
2006118885.tif 000043
【図４１】
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【図４２】
2006118885.tif 000045
【図４３】
2006118885.tif 000046
【図４４】
2006118885.tif 000047
【図４５】
2006118885.tif 000048
【図４６】
2006118885.tif 000049
【図４７】
2006118885.tif 000050
【図４８】
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【図４９】
2006118885.tif 000052
【図５０】
2006118885.tif 000053
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
2006118885.tif 000058
【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
2006118885.tif 000063
【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
2006118885.tif 000071
【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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