(57)【要約】      （修正有）【課題】指示器の傾きを、低い計算量で精度よく導出可能な、傾き導出装置及び傾き導出方法を提供する。【解決手段】ペン状の指示器によって指示された位置を検出する傾き導出装置であって、指示器は、軸方向の一端に設けられた第１電極と、軸の周囲に設けられた第２電極を有し、第１電極の位置と、第２電極の位置を検出する平面状のセンサと、制御部１０を備える。制御部１０は、第１及び第２電極の各々の位置の差分を基にした値と、指示器の軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブル１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）と、差分を基にした値を計算してルックアップテーブル１５へ入力する入力値計算部１４（１４Ａ、１４Ｂ）と、ルックアップテーブル１５から出力された傾きの基になる補正値から傾きを導出する傾き導出部１６と、を備える。【選択図】図３
2018128711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出装置であって、
前記指示器は、軸方向の一端に設けられた第１電極と、前記軸の周囲に設けられた第２電極を備え、
前記第１電極の位置と、前記第２電極の位置を検出する平面状のセンサと、制御部を備え、
該制御部は、
前記第１及び第２電極の各々の前記位置の差分を基にした値と、前記指示器の前記軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルと、
前記差分を基にした値を計算して前記ルックアップテーブルへ入力する入力値計算部と、
前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの基になる補正値から前記傾きを導出する傾き導出部と、
を備える、傾き導出装置。
【請求項２】
前記ルックアップテーブルには、前記差分を所定の数により除算した商を基にした値と、前記傾きの基になる補正値との対応関係が登録されており、
前記入力値計算部は、前記差分を前記所定の数により除算して、前記商を基にした値を計算し、前記ルックアップテーブルへ入力する、請求項１に記載の傾き導出装置。
【請求項３】
前記ルックアップテーブルには、前記商の絶対値と、前記傾きの絶対値との対応関係が登録されており、
前記入力値計算部は、前記商の絶対値を計算して、前記ルックアップテーブルへ入力し、
前記傾き導出部は、前記差分の符号判定を行い、符号判定結果を基に、前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの絶対値に符号を付与して、前記傾きを導出する、請求項２に記載の傾き導出装置。
【請求項４】
前記ルックアップテーブルは、第１方向ルックアップテーブルと、第２方向ルックアップテーブルを備え、
前記第１方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサに直交する直交方向からの前記センサ上の第１方向に向けての前記軸の傾きである第１方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記第２方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記直交方向からの前記センサ上の前記第１方向に直交する第２方向に向けての前記軸の傾きである第２方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記入力値計算部は、前記差分を基にした値を計算して、前記第１方向ルックアップテーブルと前記第２方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記傾き導出部は、前記第１方向ルックアップテーブルと前記第２方向ルックアップテーブルから出力された、前記第１方向傾きの基になる補正値と前記第２方向傾きの基になる補正値から、前記第１方向傾きと前記第２方向傾きを導出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の傾き導出装置。
【請求項５】
前記ルックアップテーブルは、傾斜方向ルックアップテーブルを備え、
前記傾斜方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサに直交する直交方向からの前記軸の傾いた方向である傾斜方向に向けての前記軸の傾きである傾斜方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記入力値計算部は、前記差分を基にした値を計算して、前記傾斜方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記傾き導出部は、前記傾斜方向ルックアップテーブルから出力された前記傾斜方向傾きの基になる補正値を、前記傾斜方向傾きとして出力する、請求項１から３のいずれか一項に記載の傾き導出装置。
【請求項６】
前記ルックアップテーブルは、平面内回転方向ルックアップテーブルを更に備え、
前記平面内回転方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサ上の所定の方向からの前記センサ上における回転角の基になる補正値との対応関係が登録され、
前記入力値計算部は、前記差分を基にした値を計算して、前記平面内回転方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記傾き導出部は、前記平面内回転方向ルックアップテーブルから出力された前記回転角の基になる補正値から、前記回転角を導出する、請求項４または５に記載の傾き導出装置。
【請求項７】
ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出方法であって、
平面状のセンサにより、前記指示器の軸方向の一端に設けられた第１電極と、前記軸の周囲に設けられた第２電極の各々の位置を検出し、
前記第１及び第２電極の各々の前記位置の差分を基にした値を計算して、該差分を基にした値と、前記指示器の前記軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルへ入力し、
前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの基になる補正値から前記傾きを導出する、傾き導出方法。
【請求項８】
前記ルックアップテーブルには、前記差分を所定の数により除算した商を基にした値と、前記傾きの基になる補正値との対応関係が登録されており、
前記差分を前記所定の数により除算して、前記商を基にした値を計算し、前記ルックアップテーブルへ入力する、請求項７に記載の傾き導出方法。
【請求項９】
前記ルックアップテーブルには、前記商の絶対値と、前記傾きの絶対値との対応関係が登録されており、
前記商の絶対値を計算して、前記ルックアップテーブルへ入力し、
前記差分の符号判定を行い、符号判定結果を基に、前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの絶対値に符号を付与して、前記傾きを導出する、請求項８に記載の傾き導出方法。
【請求項１０】
前記ルックアップテーブルは、第１方向ルックアップテーブルと、第２方向ルックアップテーブルを備え、
前記第１方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサに直交する直交方向からの前記センサ上の第１方向に向けての前記軸の傾きである第１方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記第２方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記直交方向からの前記センサ上の前記第１方向に直交する第２方向に向けての前記軸の傾きである第２方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記差分を基にした値を計算して、前記第１方向ルックアップテーブルと前記第２方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記第１方向ルックアップテーブルと前記第２方向ルックアップテーブルから出力された前記第１方向傾きの基になる補正値と前記第２方向傾きの基になる補正値から、前記第１方向傾きと前記第２方向傾きを導出する、請求項７から９のいずれか一項に記載の傾き導出方法。
【請求項１１】
前記ルックアップテーブルは、傾斜方向ルックアップテーブルを備え、
前記傾斜方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサに直交する直交方向からの前記軸の傾いた方向である傾斜方向に向けての前記軸の傾きである傾斜方向傾きの基になる補正値との対応関係が登録され、
前記差分を基にした値を計算して、前記傾斜方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記傾斜方向ルックアップテーブルから出力された前記傾斜方向傾きの基になる補正値を、前記傾斜方向傾きとして出力する、請求項７から９のいずれか一項に記載の傾き導出方法。
【請求項１２】
前記ルックアップテーブルは、平面内回転方向ルックアップテーブルを更に備え、
前記平面内回転方向ルックアップテーブルには、前記差分を基にした値と、前記センサ上の所定の方向からの前記センサ上における回転角の基になる補正値との対応関係が登録され、
前記差分を基にした値を計算して、前記平面内回転方向ルックアップテーブルへ入力し、
前記平面内回転方向ルックアップテーブルから出力された前記回転角の基になる補正値から、前記回転角を導出する、請求項１０または１１に記載の傾き導出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾き導出装置及び傾き導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルのような表示装置上に、表示装置上の指定された位置を検出するタッチパッド等のセンサが組み合わされて設けられた、タッチパネル等の位置検出装置が広く使用されている。
このような位置検出装置に対する入力は、例えば位置検出装置への正確な入力が必要となる場合には、先の尖った棒状のスタイラスペンを用いて行われることがある。現在、様々な種類のスタイラスペンが使用されているが、その中でも特に、アクティブ静電結合方式のスタイラスペンが普及しつつある。
【０００３】
図１１に示されるように、アクティブ静電結合方式のスタイラスペン１０１は、複数の、例えば２つの第１電極１０１ａ及び第２電極１０１ｂと、これらを駆動する図示されない駆動電源を備えている。第１電極１０１ａは、スタイラスペン１０１の軸Ｃ方向の一端に設けられ、第２電極１０１ｂは、軸Ｃの周囲に、例えば軸Ｃを囲うようにリング状に設けられている。駆動電源により駆動された各電極１０１ａ、１０１ｂが送信する信号を、位置検出装置１００上のセンサ１００ａが静電結合により受信することにより、スタイラスペン１０１により指示された位置が検出される。
特許文献１には、上記のような支持体、位置検出装置及び位置検出方法が開示されている。
【０００４】
上記のようなスタイラスペン、すなわち、指示器と、位置検出装置とを用いて、位置検出装置上で動作するアプリケーションプログラムによっては、位置検出装置に対する指示器の傾きが、入力として必要とされる場合がある。このような場合においては、一般には、ＸＹ平面上での第１電極１０１ａの検出座標をＡ、第２電極１０１ｂの検出座標をＢ、指示器１０１の軸Ｃ方向における第１電極１０１ａと第２電極１０１ｂの距離をＬとしたときに、軸Ｃの傾きは、これらの値を基にした演算により導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６４８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１に示されるような指示器１０１を使用する場合においては、第１電極１０１ａは位置検出装置１００に密接されているが、第２電極１０１ｂは、位置検出装置１００から、高さＨだけ離れて位置づけられているため、第１電極１０１ａに比べると、第２電極１０１ｂは、センサ１００ａによる検出値が小さくなる。
また、上記のように第２電極１０１ｂは、軸Ｃの周囲に、例えば軸Ｃを囲うようにリング状に、第１電極１０１ａに比べると大きな体積で形成されているため、センサ１００ａが第２電極１０１ｂとして検出する範囲が大きい。
このように、センサ１００ａは、第２電極１０１ｂの位置として、小さい検出値が広く分布した領域を検出するため、位置検出装置１００がこの中から、上記のような傾きの計算の基となる、第２電極１０１ｂの検出座標Ｂを、正確に特定するのは容易ではない。
【０００７】
第２電極１０１ｂは、軸Ｃの周囲に、例えば軸Ｃを囲うようにリング状に設けられているため、位置検出装置１００が第２電極１０１ｂの位置として検出する領域の形状は、指示器１０１の傾きにより変化し一定の形状とはならないため、例えば第２電極１０１ｂに相当する領域の形状を基に、座標Ｂを特定するのも容易ではない。
【０００８】
また、第２電極１０１ｂは軸Ｃから一定の距離を置いた位置に設けられているため、指示器１０１の傾きに応じて、計算時に考慮すべき電極１０１ａ、１０１ｂ間の距離Ｌの値も、厳密には異なる。
【０００９】
更に、上記のようにセンサ１００ａによる第２電極１０１ｂの検出値は小さな値であるため、何らかのノイズが介入した場合においては、ノイズが大きく影響し、座標Ｂの特定が更に困難なものとなる。
【００１０】
上記の要因が相乗し、座標Ｂの正確な特定が困難であるため、特定された座標Ｂの値は誤差を多分に含むものとなりがちである。結果として、上記のように特定された座標Ｂの値を基に、純粋に演算によって導出される傾きの精度は高くはない。
【００１１】
また、位置検出装置１００は、例えばスマートホン等の、処理能力が高くない機器に搭載される場合がある。このような処理能力が高くない機器において、複雑な演算によって傾きを導出するのは容易ではなく、傾きを使用するアプリケーションの実行が遅くなり、ひいては、当該機器の他の機能全般の実行の障害となる場合もある。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、指示器の傾きを、低い計算量で精度よく導出可能な、傾き導出装置及び傾き導出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る傾き導出装置は、ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出装置であって、前記指示器は、軸方向の一端に設けられた第１電極と、前記軸の周囲に設けられた第２電極を備え、前記第１電極の位置と、前記第２電極の位置を検出する平面状のセンサと、制御部を備え、該制御部は、前記第１及び第２電極の各々の前記位置の差分を基にした値と、前記指示器の前記軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルと、前記差分を基にした値を計算して前記ルックアップテーブルへ入力する入力値計算部と、前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの基になる補正値から前記傾きを導出する傾き導出部と、を備える。
【００１４】
また、本発明に係る傾き導出方法は、ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出方法であって、平面状のセンサにより、前記指示器の軸方向の一端に設けられた第１電極と、前記軸の周囲に設けられた第２電極の各々の位置を検出し、前記第１及び第２電極の各々の前記位置の差分を基にした値を計算して、該差分を基にした値と、前記指示器の前記軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルへ入力し、前記ルックアップテーブルから出力された前記傾きの基になる補正値から前記傾きを導出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、指示器の傾きを、低い計算量で精度よく導出可能な、傾き導出装置及び傾き導出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における傾き導出装置と、これと共に使用される指示器の説明図である。
【図２】前記実施形態における傾き導出装置の説明図である。
【図３】前記実施形態における傾き導出装置の、制御部の信号処理ブロック図である。
【図４】前記実施形態における傾き導出装置の制御部の、重心計算部の説明図である。
【図５】前記実施形態における傾き導出装置による座標系の説明図である。
【図６】前記実施形態における傾き導出装置の、ルックアップテーブルの実施例である。
【図７】前記実施形態における制御部の、傾き導出部の説明図である。
【図８】前記実施形態における実験結果の説明図である。
【図９】前記実施形態における実験結果の説明図である。
【図１０】前記実施形態の変形例における制御部の信号処理ブロック図である。
【図１１】傾き導出装置と指示器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態における傾き導出装置は、ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出装置であって、指示器は、軸方向の一端に設けられた第１電極と、軸の周囲に設けられた第２電極を備え、第１電極の位置と、第２電極の位置を検出する平面状のセンサと、制御部を備え、制御部は、第１及び第２電極の各々の位置の差分を基にした値と、指示器の軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルと、差分を基にした値を計算してルックアップテーブルへ入力する入力値計算部と、ルックアップテーブルから出力された傾きの基になる補正値から傾きを導出する傾き導出部と、を備える。
また、本発明に係る傾き導出方法は、ペン状の指示器の傾きを導出する傾き導出方法であって、平面状のセンサにより、指示器の軸方向の一端に設けられた第１電極と、軸の周囲に設けられた第２電極の各々の位置を検出し、第１及び第２電極の各々の位置の差分を基にした値を計算して、該差分を基にした値と、指示器の軸の傾きの基になる補正値との対応関係が登録されたルックアップテーブルへ入力し、ルックアップテーブルから出力された傾きの基になる補正値から傾きを導出する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態における傾き導出装置１と、これと共に使用される指示器１０１の説明図である。図２は、傾き導出装置１の説明図である。
指示器１０１は、ペン状を成しており、軸Ｃ方向の一端に設けられた第１電極１０１ａと、軸Ｃの周囲に設けられた第２電極１０１ｂ、及び、これらを駆動する図示されない駆動電源を備えている。
第２電極１０１ｂは、本実施形態においては、軸Ｃを囲うようにリング状に設けられている。
第１及び第２電極１０１ａ、１０１ｂは、後述する傾き導出装置１のセンサ２と静電結合することにより、傾き導出装置１に対して信号を送信する。
【００１９】
傾き導出装置１は、本実施形態においては、タブレット型の情報端末である。傾き導出装置１は、例えば液晶パネル等の表示装置の表面上に、平面状の、静電容量方式のセンサ２を備えたものであり、液晶パネルの表示領域の略全面にわたってセンサ２が設けられて、表示領域全体が、センサによる位置検知可能領域１ａとなっている。傾き導出装置１のセンサ２は、位置検知可能領域１ａ内に指示器１０１が位置づけられた場合に、第１電極１０１ａの位置と、第２電極１０１ｂの位置を検出して、指示器１０１によって指示された位置を検出する。
【００２０】
センサ２は、第１方向に延在する複数の第１方向導体３と、第１方向と直交する第２方向に延在する複数の第２方向導体４を備えている。本実施形態においては、第１方向は紙面横方向である方向Ｘであり、第２方向は紙面縦方向である方向Ｙである。
第１方向導体３と第２方向導体４の各々は、位置検知可能領域１ａ内の表示装置の所定の画素数に導体３、４の一本が対応するように、表示装置の画素よりも粗い格子状となるように設けられている。
【００２１】
傾き導出装置１は、選択回路５を備えている。第１及び第２方向導体３、４の各々の末端は、選択回路５に接続されている。選択回路５は、第１及び第２方向導体３、４の各々を所定の順序で選択することにより、指示器１０１の第１及び第２電極１０１ａ、１０１ｂから各導体３、４に送信された信号を受信する。
選択回路５は、各導体３、４から受信した信号を、次に説明する、入力データ生成部６へ送信する。
【００２２】
傾き導出装置１は、入力データ生成部６を備えている。入力データ生成部６は、選択回路５から受信した信号を、指示器１０１の第１電極１０１ａから受信した信号と、第２電極１０１ｂから受信した信号とに分類し、それぞれを第１電極データ、第２電極データとして、次に説明する制御部１０へ送信する。
この分類は、例えば、センサ２及び選択回路５が、第１電極１０１ａからの信号受信と第２電極１０１ｂからの信号受信を時分割で行うことにより行われる。
【００２３】
傾き導出装置１は、制御部１０を備えている。図３は、制御部１０の信号処理ブロック図である。制御部１０は、重心計算部１１、ＩＩＲフィルタ１２、減算器１３、入力値計算部１４、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと呼称する）１５、及び、傾き導出部１６を備えている。
【００２４】
重心計算部１１は、第１重心計算部１１Ａと第２重心計算部１１Ｂを備えている。
第１重心計算部１１Ａは、入力データ生成部６が送信した第１電極データを受信し、方向Ｘと方向Ｙの各々における最大値を計算することで、指示器１０１の第１電極１０１ａから送信された信号が最も強い、すなわち、第１電極１０１ａの反応が最も強い、センサ２上の座標を特定する。
第１重心計算部１１Ａは、更に、この第１電極１０１ａの反応が最も強いセンサ２上の座標を中心とした、縦横の各々において５つの第１及び第２方向導体３、４に相当する、計２５個のセンサ２上の座標におけるデータを抽出する。図４は、このように抽出された２５個のデータＤ１〜Ｄ２５を説明するものであり、図４においては、第１電極１０１ａの反応が最も強いセンサ２上の座標に相当するデータは、中心に位置するＤ１３となっている。
【００２５】
この２５個のデータに対し、第１重心計算部１１Ａは、次の数式１に示すように、データの値Ｄｉとセンサ２上の座標値（ｘｉ、ｙｉ）との積算を行うことで、第１電極１０１ａの反応が最も強い方向Ｘと方向Ｙの各々におけるセンサ２上の座標値を、小数点以下の粒度で計算し、この計算結果を、表示装置の内部処理において使用される、方向Ｘと方向Ｙの各々の内部解像度値に換算して、第１電極暫定座標値Ａｔ（Ａｘｔ、Ａｙｔ）を算出する。数式１において、Ｎｘ、Ｎｙは、それぞれ、第２方向導体４と第１方向導体３の本数であり、Ｐｘ、Ｐｙは、それぞれ、表示装置の方向Ｘと方向Ｙにおける内部解像度値である。
【００２６】
【数１】
2018128711.tif 000003
【００２７】
第１重心計算部１１Ａは、第１電極暫定座標値Ａｔを、ＩＩＲフィルタ１２へ送信する。
【００２８】
第２重心計算部１１Ｂは、第２電極データを受信し、第１重心計算部１１Ａと同様に、方向Ｘと方向Ｙの各々における最大値を計算することで、指示器１０１の第２電極１０１ｂから送信された信号が最も強い、すなわち、第２電極１０１ｂの反応が最も強い、センサ２上の座標を特定する。
第２重心計算部１１Ｂは、更に、第１重心計算部１１Ａと同様に、第２電極１０１ｂの反応が最も強いセンサ２上の座標を中心とした、縦横の各々において５つの第１及び第２方向導体３、４に相当する、計２５個のセンサ２上の座標におけるデータを抽出する。
この２５個のデータに対し、第２重心計算部１１Ｂは、第１重心計算部１１Ａと同様に、データの値Ｄｉとセンサ２上の座標値（ｘｉ、ｙｉ）との積算を行うことで、第２電極１０１ｂの反応が最も強い方向Ｘと方向Ｙの各々におけるセンサ２上の座標値を計算し、この計算結果を表示装置の内部解像度値に換算して、第２電極暫定座標値Ｂｔ（Ｂｘｔ、Ｂｙｔ）を算出する。
第２重心計算部１１Ｂは、第２電極暫定座標値Ｂｔを、ＩＩＲフィルタ１２へ送信する。
【００２９】
ＩＩＲフィルタ１２は、第１ＩＩＲフィルタ１２Ａと第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂを備えている。
第１ＩＩＲフィルタ１２Ａは、第１重心計算部１１Ａから第１電極暫定座標値Ａｔを受信し、時間方向のＩＩＲフィルタを適用して、時間的なゆらぎを低減させ、第１電極座標値Ａ（Ａｘ、Ａｙ）を算出する。
第１ＩＩＲフィルタ１２Ａは、第１電極座標値Ａを減算器１３へ送信する。
【００３０】
第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂは、第２重心計算部１１Ｂから第２電極暫定座標値Ｂｔを受信し、時間方向のＩＩＲフィルタを適用して、時間的なゆらぎを低減させ、第２電極座標値Ｂ（Ｂｘ、Ｂｙ）を算出する。
第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂは、第２電極座標値Ｂを減算器１３へ送信する。
【００３１】
減算器１３は、第１ＩＩＲフィルタ１２Ａと第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂから、第１電極座標値Ａと第２電極座標値Ｂを受信する。
減算器１３は、座標値Ａ、Ｂ間の差分を求めることで、より詳細には、Ｂｘ−Ａｘ及びＢｙ−Ａｙを計算することで、第１方向差分Ｓｘと、第２方向差分Ｓｙを算出する。
減算器１３は、第１方向差分Ｓｘと第２方向差分Ｓｙを、入力値計算部１４へと送信すると同時に、第１方向差分Ｓｘと第２方向差分Ｓｙの各々の符号値を、傾き導出部１６へと送信する。
【００３２】
入力値計算部１４は、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値を計算してＬＵＴ１５へ入力する。入力値計算部１４は、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算して、商を基にした値、本実施形態においては商の絶対値を計算し、ＬＵＴ１５へ入力する。
【００３３】
より詳細には、入力値計算部１４は、第１入力値計算部１４Ａと第２入力値計算部１４Ｂを備えている。
第１入力値計算部１４Ａは、減算器１３から第１方向差分Ｓｘを受信し、所定の、例えば８等の正の値で除算して、絶対値を計算することで、例えばビット数を７として最大値が１２７となるように正規化された、第１方向正規化差分Ｒｘを計算する。
この除算は、実装上においては、例えば第１方向差分Ｓｘを右方向にビットシフトすること等により行われる。
第１入力値計算部１４Ａは、第１方向正規化差分Ｒｘを、ＬＵＴ１５へ送信する。
【００３４】
第２入力値計算部１４Ｂは、減算器１３から第２方向差分Ｓｙを受信し、所定の、例えば１６等の正の値で除算して、絶対値を計算することで、例えばビット数を７として最大値が１２７となるように正規化された、第２方向正規化差分Ｒｙを計算する。
この除算は、実装上においては、例えば第１方向差分Ｓｘを右方向にビットシフトすること等により行われる。
第２入力値計算部１４Ｂは、第２方向正規化差分Ｒｙを、ＬＵＴ１５へ送信する。
【００３５】
このように、入力値計算部１４は、差分を基にした値である正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを計算して、ＬＵＴ１５へ、より詳細には、後述する第１方向ＬＵＴ１５Ａ、第２方向ＬＵＴ１５Ｂ、及び、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃへ送信し、入力する。
【００３６】
ＬＵＴ１５には、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値と、指示器１０１の軸Ｃの傾きの基になる補正値との対応関係が登録されている。
上記のように、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値は、より詳細には、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算した商を基にした値であり、本実施形態においては、商の絶対値である、上記の第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙである。
また、指示器１０１の軸Ｃの傾きの基になる補正値は、本実施形態においては、傾きの絶対値である。
【００３７】
図５は、指示器１０１の第１電極１０１ａ及び第２電極１０１ｂと、傾き導出装置１との関係を座標系として示したものである。図５におけるＸＹ平面が、傾き導出装置１の位置検知可能領域１ａに相当する。指示器１０１の軸Ｃ方向における第１電極１０１ａと第２電極１０１ｂの距離をＬとすると、単純には、ＸＹ平面内における第１電極座標値Ａと第２電極座標値Ｂ間の距離Ｄ、及び、ＸＹ平面に直交する方向Ｚからの軸Ｃの傾きθは、次の数式２により導出可能である。
【００３８】
【数２】
2018128711.tif 000004
【００３９】
傾きθと同時に、あるいは傾きθに替えて、方向Ｚからの方向Ｘに向けての軸Ｃの傾きθｘ、及び、方向Ｚからの方向Ｙに向けての軸Ｃの傾きθｙを導出する場合には、次に示す数式３により、傾きθを基に、位置検知可能領域１ａからの第２電極１０１ｂの高さＨを導出した後に、数式４により、これらの傾きθｘ及びθｙが導出可能である。
【００４０】
【数３】
2018128711.tif 000005
【００４１】
【数４】
2018128711.tif 000006
【００４２】
更に、次に示す数式５により、ＸＹ平面における方向Ｘからの軸Ｃの回転角φが導出可能である。
【００４３】
【数５】
2018128711.tif 000007
【００４４】
指示器１０１においては、第１電極１０１ａをセンサ２に接するように設けた際に、図１１に示されるように、第２電極１０１ｂはセンサ２から離れて位置づけられるため、第２電極１０１ｂは、センサ２による検出値が小さくなる。また、第２電極１０１ｂは、軸Ｃの周囲に、第１電極１０１ａに比べると大きな体積で形成されているため、センサ２が第２電極１０１ｂとして検出する範囲が大きい。このように、センサ２は、第２電極１０１ｂの位置として、小さい検出値が広く分布した領域を検出するため、第２電極１０１ｂの検出座標Ｂを正確に特定するのは容易ではない。したがって、第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂから出力された第２電極座標値Ｂ、及び、入力値計算部１４においてこの第２電極座標値Ｂを基に計算された正規化差分Ｒｘ、Ｒｙは、誤差を多分に含むものとなっている。このため、傾きを、正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に、上記のような数式２乃至数式５によって導出した場合においては、導出された傾きには、上記の誤差が反映されている。
【００４５】
ここで、実際に指示器１０１を傾けた角度と、第２電極座標値Ｂや正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの誤差を含む計算値との関係が予めわかっていれば、これらの誤差を含む計算値から、指示器１０１の精度の高い傾きを導き出せるはずである。すなわち、例えば実験などにより、上記の入力値計算部１４により正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを外部出力するように設定された傾き導出装置によって、実際に指示器１０１を傾けて角度を測り、その際の正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの、誤差を含む出力値を取得する。この出力値Ｒｘ、Ｒｙに対し、実際の指示器１０１の傾きを傾きの補正値として対応付けて、対応関係として保持しておく。実際に、傾きを測定する際には、誤差を含む正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを入力値計算部１４により計算したうえで、この出力値Ｒｘ、Ｒｙを基に、対応関係において対応する角度を導出することにより、指示器１０１の精度の高い傾きを求めることができる。ＬＵＴ１５には、このような対応関係が登録されている。
【００４６】
より詳細には、ＬＵＴ１５は、第１方向ＬＵＴ１５Ａと、第２方向ＬＵＴ１５Ｂ、及び、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃを備えている。
まず、第１方向ＬＵＴ１５Ａを説明する。上記のように、本実施形態においては、第１方向は図５に示される方向Ｘであるから、直交方向Ｚからのセンサ２上の第１方向Ｘに向けての軸Ｃの傾きである第１方向傾きは、図５におけるＸＺ平面内の角度θｘに相当する。
第１方向ＬＵＴ１５Ａには、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値、すなわち、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙと、センサ２に直交する直交方向Ｚからのセンサ２上の第１方向Ｘに向けての軸Ｃの傾きである第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔとの対応関係が登録されている。
第１方向傾きθｘは、換言すれば、直交方向Ｚからの、ＸＺ平面へ投影された軸Ｃの成分である軸Ｃｘの傾きである。
【００４７】
図６（ａ）に、第１方向ＬＵＴ１５Ａの実施例を示す。本表においては、最も上の行に、第１方向正規化差分Ｒｘの値が示されており、最も左の列には、第２方向正規化差分Ｒｙの値が示されている。例えば、１０列の５行目には、値１０が記載されているが、これは、第１方向正規化差分Ｒｘが１０であり、第２方向正規化差分Ｒｙが５の場合には、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔは１０であることを示す。すなわち、実験時に、第１方向正規化差分Ｒｘが１０であり、第２方向正規化差分Ｒｙが５となる場合には、第１方向傾きθｘが１０となるように指示器１０１を傾けていたということを示している。
【００４８】
上記のように、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの最大値は、本実施形態においては１２７であるため、図６（ａ）には、その一部分を抜粋して記載している。
図１に示されるように、本実施形態においては、指示器１０１は、第１電極１０１ａの位置する先端から軸Ｃ方向に向けて漸次拡径し、テーパー状に形成されている。この、テーパー状に形成された部分の軸Ｃに対する角度αが、例えば２５°とすると、第１電極１０１ａを傾き導出装置１の位置検知可能領域１ａに接触させた状態で、指示器１０１を２５°を超えて傾けることは不可能であるため、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔの上限は、この場合においては６５°となっている。すなわち、本実施形態においては、第１方向ＬＵＴ１５Ａには、上限値６５°を超えた値は登録されていない。
【００４９】
第１方向ＬＵＴ１５Ａは、図６（ａ）に示されたような対応関係により、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔを抽出し、後述する傾き導出部１６へと送信する。
図６（ａ）に示されるように、第１方向ＬＵＴ１５Ａに登録されている、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔは、０以上の値、すなわち、傾きの絶対値となっている。傾き導出部１６においては、この、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔに対して適切な符号が付与されて、制御部１０の出力する第１方向傾きθｘが導出される。
【００５０】
次に、第２方向ＬＵＴ１５Ｂを説明する。上記のように、本実施形態においては、第２方向は図５に示される方向Ｙであるから、直交方向Ｚからのセンサ２上の第２方向Ｙに向けての軸Ｃの傾きである第２方向傾きは、図５におけるＹＺ平面内の角度θｙに相当する。
第２方向ＬＵＴ１５Ｂには、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値、すなわち、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙと、直交方向Ｚからのセンサ２上の第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに向けての軸Ｃの傾きである第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔとの対応関係が登録されている。
第２方向傾きθｙは、換言すれば、直交方向Ｚからの、ＹＺ平面へ投影された軸Ｃの成分である軸Ｃｙの傾きである。
【００５１】
第１方向ＬＵＴ１５Ａの場合と同様に、図６（ｂ）に、第２方向ＬＵＴ１５Ｂの実施例を示す。第２方向ＬＵＴ１５Ｂは、図６（ｂ）に示されたような対応関係により、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔを抽出し、後述する傾き導出部１６へと送信する。
第１方向ＬＵＴ１５Ａの場合と同様に、第２方向ＬＵＴ１５Ｂに登録されている、第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔは、０以上の値、すなわち、傾きの絶対値となっている。傾き導出部１６においては、この、第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔに対して適切な符号が付与されて、制御部１０の出力する第２方向傾きθｙが導出される。
【００５２】
次に、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃを説明する。平面内回転方向は、本実施形態においては、図５に示される、第１方向Ｘからの、ＸＹ平面すなわち位置検知可能領域１ａ上における、第２方向Ｙに向けての角度φに相当する。
平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃには、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値、すなわち、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙと、センサ２上の所定の方向、本実施形態においては第１方向Ｘからの、センサ２上における回転角φの基になる補正値φｔとの対応関係が登録されている。
【００５３】
平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃは、上記のような対応関係により、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、回転角φの基になる補正値φｔを抽出し、後述する傾き導出部１６へと送信する。
平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃに登録されている、回転角φの基になる補正値φｔは、０以上の値、より詳細には、０から９０°までの値となっている。傾き導出部１６においては、この、回転角φの基になる補正値φｔに対して後述する演算がなされて、制御部１０の出力する回転角φが導出される。
【００５４】
傾き導出部１６は、差分Ｓｘ、Ｓｙの符号判定を行い、符号判定結果を基に、ＬＵＴ１５から出力された傾きθｘ、θｘの基になる補正値θｘｔ、θｘｔ、すなわち、ＬＵＴ１５から出力された傾きθｘ、θｘの絶対値θｘｔ、θｘｔに符号を付与して、傾きθｘ、θｘを導出する。
また、傾き導出部１６は、上記符号判定結果を基に、０から９０°までの値をとる、ＬＵＴ１５から出力された傾きφの基になる補正値φｔに対し、１８０−φｔ、１８０＋φｔ、３６０−φｔのいずれかの演算を行い、傾きφを導出する。
【００５５】
より詳細には、傾き導出部１６は、減算器１３から差分Ｓｘ、Ｓｙの符号値を、及び、第１方向ＬＵＴ１５Ａから第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔを、それぞれ受信し、この補正値θｘｔから、第１方向傾きθｘを導出する。
図７は、傾き導出部１６の説明図である。図７においては、横軸に第１方向正規化差分Ｒｘが、縦軸に第２方向正規化差分Ｒｙが、それぞれ示されている。第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙはそれぞれ、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の正の数により除算した商の絶対値であり、０以上の値であるため、第１方向ＬＵＴ１５Ａは、図７において右下部分の第１象限の、差分Ｓｘ、Ｓｙが共に０以上の場合に相当する、第１象限領域Ｑ１上の関係を表現したものである。図７においては、第１方向ＬＵＴ１５Ａの値が存在し得る部分は、一点鎖線で示されている。
【００５６】
指示器１０１が第１象限領域Ｑ１か、あるいは、差分Ｓｘが０より大きく、差分Ｓｙが０より小さい場合に相当する第４象限領域Ｑ４の方向に傾けられた結果、差分Ｓｘが０以上となった場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に第１方向ＬＵＴ１５Ａから出力された第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔが、実際には、第１方向傾きθｘとして、そのまま出力される。
指示器１０１が、差分Ｓｘが０より小さく、差分Ｓｙが０より大きい場合に相当する第２象限領域Ｑ２か、あるいは、差分Ｓｘ、Ｓｙが共に０より小さい場合に相当する第３象限領域Ｑ３の方向に傾けられた結果、差分Ｓｘが０未満となった場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に第１方向ＬＵＴ１５Ａから出力された第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔに対して、−１を乗算して負の符号を付与し、この値が、第１方向傾きθｘとして出力される。
【００５７】
傾き導出部１６は、同様に、第２方向ＬＵＴ１５Ｂから出力された第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔを受信し、この補正値θｙｔから、第２方向傾きθｙを導出する。
【００５８】
第２方向ＬＵＴ１５Ｂにおいては、指示器１０１が第１象限領域Ｑ１か、第２象限領域Ｑ２の方向に傾けられた結果、差分Ｓｙが０以上となった場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に第２方向ＬＵＴ１５Ｂから出力された第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔが、実際には、第２方向傾きθｙとして、そのまま出力される。
指示器１０１が、第３象限領域Ｑ３か、第４象限領域Ｑ４の方向に傾けられた結果、差分Ｓｙが０未満となった場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に第２方向ＬＵＴ１５Ｂから出力された第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔに対して、−１を乗算して負の符号を付与し、この値が、第２方向傾きθｙとして出力される。
【００５９】
傾き導出部１６は、更に、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃから出力された回転角φの基になる補正値φｔから、回転角φを導出する。
指示器１０１が第１象限領域Ｑ１の方向に傾けられた場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃから出力された回転角φの基になる補正値φｔが、実際には、回転角φとして、そのまま出力される。
指示器１０１が第２象限領域Ｑ２、第３象限領域Ｑ３、第４象限領域Ｑ４のいずれかの方向に傾けられた場合においては、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを基に平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃから出力された回転角φの基になる補正値φｔから、各領域Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に対応する角度、すなわち、図５における第１電極座標値Ａと第２電極座標値Ｂを結んでなる線ＡＢの、第２方向Ｙの軸に対して対称な線の回転角である１８０−φｔ、第１電極座標値Ａに対して対称な線の回転角である１８０＋φｔ、または、第１方向Ｘの軸に対して対称な線の回転角である３６０−φｔのいずれかを計算し、この値が回転角φとして出力される。
【００６０】
次に、上記傾き導出装置１を使用した傾き導出方法を、図１乃至図７、図１１を用いて説明する。
【００６１】
指示器１０１が、その第１電極１０１ａが傾き導出装置１の位置検知可能領域１ａに接触するように、傾き導出装置１上に位置付けられると、傾き導出装置１は、センサ２により、第１電極１０１ａと第２電極１０１ｂの各々の位置を検出する。
より詳細には、指示器１０１からセンサ２に送信された信号を、第１方向導体３と第２方向導体４の各々を介して、選択回路５が受信する。
選択回路５は、各導体３、４から受信した信号を、入力データ生成部６へ送信する。
【００６２】
入力データ生成部６は、選択回路５から受信した信号を、指示器１０１の第１電極１０１ａから受信した信号と、第２電極１０１ｂから受信した信号とに分類し、それぞれを第１電極データ、第２電極データとして、制御部１０へ送信する。
【００６３】
制御部１０の第１重心計算部１１Ａは、入力データ生成部６が送信した第１電極データを受信し、指示器１０１の第１電極１０１ａから送信された信号が最も強い、すなわち、第１電極１０１ａの反応が最も強い座標を特定し、この第１電極１０１ａの反応が最も強い、センサ２上の座標から、第１電極暫定座標値Ａｔ（Ａｘｔ、Ａｙｔ）を算出する。
第１重心計算部１１Ａは、第１電極暫定座標値Ａｔを、ＩＩＲフィルタ１２へ送信する。
第２重心計算部１１Ｂは、第１重心計算部１１Ａと同様に、第２電極データを受信し、第２電極暫定座標値Ｂｔ（Ｂｘｔ、Ｂｙｔ）を算出して、ＩＩＲフィルタ１２へ送信する。
【００６４】
第１ＩＩＲフィルタ１２Ａは、第１重心計算部１１Ａから第１電極暫定座標値Ａｔを受信し、時間方向のＩＩＲフィルタを適用して、第１電極座標値Ａ（Ａｘ、Ａｙ）を算出し、減算器１３へ送信する。
第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂは、第２重心計算部１１Ｂから第２電極暫定座標値Ｂｔを受信し、時間方向のＩＩＲフィルタを適用して、第２電極座標値Ｂ（Ｂｘ、Ｂｙ）を算出し、減算器１３へ送信する。
【００６５】
減算器１３は、第１ＩＩＲフィルタ１２Ａと第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂから、第１電極座標値Ａと第２電極座標値Ｂを受信する。
減算器１３は、第１方向差分Ｓｘと、第２方向差分Ｓｙを算出し、入力値計算部１４へと送信すると同時に、第１方向差分Ｓｘと第２方向差分Ｓｙの各々の符号値を、傾き導出部１６へと送信する。
【００６６】
入力値計算部１４は、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値を計算してＬＵＴ１５へ入力する。入力値計算部１４は、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算して、商を基にした値、本実施形態においては商の絶対値を計算し、ＬＵＴ１５へ入力する。
【００６７】
より詳細には、第１入力値計算部１４Ａは、減算器１３から第１方向差分Ｓｘを受信し、所定の、例えば８等の正の値で除算して、絶対値を計算することで、第１方向正規化差分Ｒｘを計算し、ＬＵＴ１５へ送信する。
第２入力値計算部１４Ｂは、減算器１３から第２方向差分Ｓｙを受信し、所定の、例えば１６等の正の値で除算して、絶対値を計算することで、第２方向正規化差分Ｒｙを計算し、ＬＵＴ１５へ送信する。
【００６８】
このように、入力値計算部１４は、差分を基にした値である正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを計算して、ＬＵＴ１５へ、より詳細には、第１方向ＬＵＴ１５Ａ、第２方向ＬＵＴ１５Ｂ、及び、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃへ送信し、入力する。
【００６９】
第１方向ＬＵＴ１５Ａは、図６（ａ）に示されたような対応関係により、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔを抽出し、傾き導出部１６へと送信する。
第２方向ＬＵＴ１５Ｂは、図６（ｂ）に示されたような対応関係により、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔを抽出し、傾き導出部１６へと送信する。
平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃは、入力値計算部１４から受信した第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、回転角φの基になる補正値φｔを抽出し、傾き導出部１６へと送信する。
【００７０】
傾き導出部１６は、差分Ｓｘ、Ｓｙの符号判定を行い、符号判定結果を基に、ＬＵＴ１５から出力された傾きθｘ、θｘの基になる補正値θｘｔ、θｘｔ、すなわち、ＬＵＴ１５から出力された傾きθｘ、θｘの絶対値θｘｔ、θｘｔに符号を付与して、傾きθｘ、θｘを導出する。
また、傾き導出部１６は、上記符号判定結果を基に、０から９０°までの値をとる、ＬＵＴ１５から出力された傾きφの基になる補正値φｔに対し、１８０−φｔ、１８０＋φｔ、３６０−φｔのいずれかの演算を行い、傾きφを導出する。
【００７１】
より詳細には、傾き導出部１６は、減算器１３から差分Ｓｘ、Ｓｙの符号値を、及び、第１方向ＬＵＴ１５Ａから第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔを、それぞれ受信し、この補正値θｘｔから、第１方向傾きθｘを導出する。
傾き導出部１６は、同様に、第２方向ＬＵＴ１５Ｂから出力された第２方向傾きθｙの基になる補正値θｙｔを受信し、この補正値θｙｔから、第２方向傾きθｙを導出する。
傾き導出部１６は、更に、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃから出力された回転角φの基になる補正値φｔから、回転角φを導出する。
【００７２】
次に、上記の傾き導出装置１及び傾き導出方法の効果について説明する。
【００７３】
上記のような構成によれば、ＬＵＴ１５には、第１及び第２電極１０１ａ、１０１ｂの各々の位置の差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値Ｒｘ、Ｒｙと、指示器１０１の軸Ｃの傾きθｘ、θｙ、φの基になる補正値θｘｔ、θｙｔ、φｔとの対応関係が登録されている。
より詳細には、本実施形態においては、ＬＵＴ１５には、例えば実験などにより、上記の入力値計算部１４により正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを外部出力するように設定された傾き導出装置によって、実際に指示器１０１を傾けて角度を測り、その際の正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの、誤差を含む出力値を取得して、この出力値Ｒｘ、Ｒｙに対し、実際の指示器１０１の傾きを傾きの補正値として対応付けた対応関係が格納されている。すなわち、ＬＵＴ１５の対応関係は、指示器１０１を実際に傾けた傾きの値と入力値計算部１４の出力値を、それぞれ補正値と正規化差分Ｒｘ、Ｒｙとして対応させることにより生成されている。
したがって、第２電極１０１ｂがセンサから離れていることに起因する微弱な検出値、第２電極１０１ｂの形状に起因する広い検出範囲等の要因により、第２ＩＩＲフィルタ１２Ｂから出力された第２電極座標値Ｂ、及び、入力値計算部１４においてこの第２電極座標値Ｂを基に計算された正規化差分Ｒｘ、Ｒｙが誤差を多分に含むものとなっていたとしても、この誤差に対応し解消した補正値をＬＵＴ１５に格納することができるため、傾きθｘ、θｙ、φの精度を高めることができる。
【００７４】
また、傾きθｘ、θｙ、φを、数式２乃至数式５として記載したような演算に依らずに、基本的には、ＬＵＴ１５の参照により導出することができるため、例えばスマートホン等の、処理能力が高くない機器に傾き導出装置１が搭載された場合であっても、回路量を低減することができ、なおかつ、高速に傾きθｘ、θｙ、φを導出可能である。
【００７５】
また、ＬＵＴ１５への入力としては、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算した商を基にした、本来の差分Ｓｘ、Ｓｙをより小さな値へと正規化した値Ｒｘ、Ｒｙを用いているため、ＬＵＴ１５を小さなアドレス空間で実現することができる。
更に、上記の、ＬＵＴ１５への入力となる値Ｒｘ、Ｒｙを、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算した商の絶対値とし、ＬＵＴ１５には、この絶対値と、傾きθｘ、θｙ、φの絶対値θｘｔ、θｙｔ、φｔとの対応関係を格納せしめたうえで、傾き導出部１６は、差分Ｓｘ、Ｓｙの符号判定を行い、符号判定結果を基に、ＬＵＴ１５から出力された傾きθｘ、θｙ、φの絶対値θｘｔ、θｙｔ、φｔに符号を付与する等の演算を行って、傾きθｘ、θｙ、φを導出するため、図７に示されるように、ＬＵＴ１５としては、第１象限領域Ｑ１に相当する部分のデータのみを保持すればよい。
以上により、ＬＵＴ１５の実現に要するメモリ量を低減することができる。
【００７６】
［実験結果］
次に、図８、図９を用いて、上記実施形態に関する実験結果について説明する。
【００７７】
図８（ａ）は、第１方向傾きθｘの導出結果をグラフとして示したものである。本実験においては、回転角φを０°とし、すなわち、第２方向傾きθｙを０°として、第１方向傾きθｘを測定した。図８（ａ）の横軸は、実際に指示器１０１を傾き導出装置１の位置検知可能領域１ａに対して傾けた角度であり、縦軸は、傾き導出装置１における第１方向傾きθｘの導出値である。
図８（ａ）において、線２１Ａは理想値であり、線２１Ｂは、単純に、数式２乃至数式５の演算により傾きを導出する制御部により第１方向傾きθｘを導出した結果であり、線２１Ｃは、本実施形態における制御部１０により第１方向傾きθｘを導出した結果である。線２１Ｂは、線２１Ａから乖離し、大きな誤差が認められるが、線２１Ｃは、概ね線２１Ａに沿った結果となっており、線２１Ｂに比べると誤差が減少している。
【００７８】
図８（ｂ）は、第２方向傾きθｙの導出結果をグラフとして示したものである。本実験においては、回転角φを９０°とし、すなわち、第１方向傾きθｘを０°として、第２方向傾きθｙを測定した。図８（ｂ）の横軸は、実際に指示器１０１を傾き導出装置１の位置検知可能領域１ａに対して傾けた角度であり、縦軸は、傾き導出装置１における第２方向傾きθｙの導出値である。
図８（ｂ）において、線２２Ａは理想値であり、線２２Ｂは、単純に、数式２乃至数式５の演算により傾きを導出する制御部により第２方向傾きθｙを導出した結果であり、線２２Ｃは、本実施形態における制御部１０により第２方向傾きθｙを導出した結果である。線２２Ｂは、線２２Ａから乖離し、大きな誤差が認められるが、線２２Ｃは、概ね線２２Ａに沿った結果となっており、線２２Ｂに比べると誤差が減少している。
【００７９】
図９は、上記の図８（ａ）における実験結果を表としてまとめたものである。補正前、すなわち、数式２乃至数式５の演算により傾きを導出する制御部によって第１方向傾きθｘを導出した、線２１Ｂに相当する場合においては、−８．０°〜７．６°と広い幅の誤差が観測されたが、補正後、すなわち、本実施形態における制御部１０によって第１方向傾きθｘを導出した、線２１Ｃに相当する場合においては、誤差の幅が−３．０°〜２．７°と、非常に狭くなっている。
【００８０】
［変形例］
次に、上記実施形態として示した傾き導出装置１及び傾き導出方法の変形例を説明する。図１０は、本変形例における傾き導出装置の制御部３０の信号処理ブロック図である。本変形例の傾き導出装置における制御部３０は、上記実施形態における傾き導出装置１の制御部１０とは、ＬＵＴ３５が、第１方向ＬＵＴ１５Ａ、第２方向ＬＵＴ１５Ｂに替えて、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄを備えている点が異なっている。すなわち、本変形例におけるＬＵＴ３５は、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄと平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃを備えている。
【００８１】
入力値計算部１４は、上記実施形態と同様に、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値を、より詳細には、差分Ｓｘ、Ｓｙを所定の数により除算して得た商の絶対値である正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを計算する。
入力値計算部１４は、正規化差分Ｒｘ、ＲｙをＬＵＴ１５へと入力するが、本変形例においては、より詳細には、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄと平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃへと送信し、入力する。
【００８２】
傾斜方向とは、センサ２に直交する直交方向Ｚからの軸Ｃの傾いた方向であり、図５においては、この傾斜方向に向けての軸Ｃの傾きθが、傾斜方向傾きθとして示されている。傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄには、差分Ｓｘ、Ｓｙを基にした値、本変形例においては正規化差分Ｒｘ、Ｒｙと、傾斜方向傾きθの基になる補正値θｔとの対応関係が登録されている。この対応関係は、上記実施形態のＬＵＴ１５と同様に、指示器１０１を実際に傾けた傾きの値と入力値計算部１４の出力値を、それぞれ補正値と正規化差分Ｒｘ、Ｒｙとして対応させることにより生成されている。
傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄは、上記のような対応関係により、入力値計算部１４から受信した正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、傾斜方向傾きθの基になる補正値θｔを抽出し、傾き導出部３６へと送信する。
【００８３】
平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃは、上記実施形態と同様に、入力値計算部１４から正規化差分Ｒｘ、Ｒｙを受信し、正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの値を基に、回転角φの基になる補正値φｔを抽出し、傾き導出部３６へと送信する。
【００８４】
傾き導出部３６は、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄから出力された傾斜方向傾きθの基になる補正値θｔを、傾斜方向傾きθとして出力する。
また、傾き導出部３６は、上記実施形態と同様に、差分Ｓｘ、Ｓｙの符号判定を行い、符号判定結果を基に、０から９０°までの値をとる、ＬＵＴ３５から出力された傾きφの基になる補正値φｔに対し、１８０−φｔ、１８０＋φｔ、３６０−φｔのいずれかの演算を行い、傾きφを導出する。
【００８５】
本変形例における傾き導出装置及び傾き導出方法が、上記実施形態と同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００８６】
なお、本発明の傾き導出装置及び傾き導出方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
【００８７】
例えば、上記実施形態及び変形例においては、傾き導出装置はタブレット型の情報端末であったが、これに限られず、スマートホンや、据え置き型のディスプレイなど、表示装置とセンサを備えた他の物であってもよいのは言うまでもない。
【００８８】
また、上記実施形態及び変形例においては、指示器１０１の第２電極１０１ｂは、軸Ｃを囲うようにリング状に設けられていたが、これに限られず、例えば、同じ機能を備えた複数の第２電極が、軸Ｃを中心として、周方向に、互いに離間して設けられた結果、リング状に形成されていてもよいし、他の態様で整列されていても構わない。
【００８９】
また、上記実施形態においては、ＬＵＴ１５は、第１方向ＬＵＴ１５Ａ、第２方向ＬＵＴ１５Ｂ、及び、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃを、変形例においては、ＬＵＴ３５は、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄと平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃを、それぞれ備えて構成されていたが、これに限られない。例えば、ＬＵＴは、第１方向ＬＵＴ１５Ａと第２方向ＬＵＴ１５Ｂのみを備えるように構成されていてもよいし、第１方向ＬＵＴ１５Ａ、第２方向ＬＵＴ１５Ｂ、平面内回転方向ＬＵＴ１５Ｃ、及び、傾斜方向ＬＵＴ３５Ｄを全て備えるように構成されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態の説明に用いた図６（ａ）においては、第１方向正規化差分Ｒｘが同一の場合に、第２方向正規化差分Ｒｙが増加しても、第１方向傾きθｘの基になる補正値θｘｔは変化していない。これは、もともと第２方向傾きθｙを変えても第１方向正規化差分Ｒｘが変化しにくいうえに、図６（ａ）は第１方向ＬＵＴ１５Ａの一部のみを例示したものであるためである。実際には、図６（ａ）として示していない部分において、第２方向正規化差分Ｒｙの増加に伴い、補正値θｘｔは変化している。
しかしながら、例えば第２電極の位置や形状などの要因により、第２方向正規化差分Ｒｙの増加に伴う補正値θｘｔの変化が非常に微小である場合がある。このような場合においては、精度上問題がなければ、第１方向ＬＵＴ１５Ａを、上記実施形態のような、第１方向及び第２方向正規化差分Ｒｘ、Ｒｙの双方と、傾きの基になる補正値との、２対１の対応関係ではなく、第１方向正規化差分Ｒｘのみと、傾きの基になる補正値との、１対１の対応関係として、構築することも可能である。これにより、ＬＵＴを、２次元の行列ではなく、１次元の配列として実現することができるため、メモリ使用量を更に低減することができる。
第２方向ＬＵＴ１５Ｂについても同様である。
【００９１】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態及び変形例で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１              傾き導出装置
２              センサ
１０、３０      制御部
１１            重心計算部
１１Ａ          第１重心計算部
１１Ｂ          第２重心計算部
１２            ＩＩＲフィルタ
１２Ａ          第１ＩＩＲフィルタ
１２Ｂ          第２ＩＩＲフィルタ
１３            減算器
１４            入力値計算部
１４Ａ          第１入力値計算部
１４Ｂ          第２入力値計算部
１５、３５      ＬＵＴ（ルックアップテーブル）
１５Ａ          第１方向ＬＵＴ
１５Ｂ          第２方向ＬＵＴ
１５Ｃ          平面内回転方向ＬＵＴ
３５Ｄ          傾斜方向ＬＵＴ
１６、３６      傾き導出部
１０１          指示器
１０１ａ        第１電極
１０１ｂ        第２電極
Ｃ              軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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