(57)【要約】【課題】利用可能なパック数の増加によるインタフェースの充実をはかり、１８０度以内の回転角の検出を可能とする。【解決手段】パック装置１に、同じ共振周波数を持つコイルを少なくとも３個実装し、各コイルの実装位置が、多角形の頂点位置となるように配置される。また、センステーブル装置２を、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ二等辺三角形状に配置実装された３個のコイルａｂｃから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する信号受信部２１と、ＩＤによって識別される各信号からパック装置の中心を算出し、かつ、回転角を絶対角で算出する演算部２３で構成した。【選択図】      図１
2004302851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センステーブル上を移動し、その位置および回転角を検出するために前記センステーブル上に載置されるパック装置であって、
同じ共振周波数を持つコイルを少なくとも３個実装され、前記各コイルの実装位置が、多角形の頂点位置となるように配置されることを特徴とするパック装置。
【請求項２】
前記結線したときの形状を二等辺三角形として実装配置することを特徴とする請求項１に記載のパック装置。
【請求項３】
センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを検出するセンステーブル装置であって、
前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する信号受信部と、
前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心と回転角を算出する演算部と、
を備えたことを特徴とするセンステーブル装置。
【請求項４】
前記演算部は、
二等辺三角形状に実装配置された前記各コイルから前記信号受信部を介して電磁誘導により誘起される信号を受信し、前記回転角を絶対角として算出することを特徴とする請求項３に記載のセンステーブル装置。
【請求項５】
センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出する移動軌跡算出方法であって、
前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信し、
前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出すること、
を特徴とする移動軌跡算出方法。
【請求項６】
センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出するセンステーブル装置に用いられる移動軌跡算出プログラムであって、
前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信するステップと、
前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出するステップと、
をコンピュータに実行させる移動軌跡算出プログラム。
【請求項７】
センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出するセンステーブル装置に用いられる移動軌跡算出プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信するステップと、
前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出するステップと、
をコンピュータに実行させる移動軌跡算出プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センステーブル上を移動し、その座標および回転角を検出するために前記センステーブル上に載置される、パック装置およびセンステーブル装置、ならびに移動軌跡算出方法、移動軌跡算出プログラム、その記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＵＩ（Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に続く次世代のユーザインタフェースとして、マサチューセッツ工科大学では、ＴＵＩ（Ｔａｎｇｉｂｌｅ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と称される直感的なインタフェースの研究が行われている。
この研究のプラットフォームとしてセンステーブルと称される装置が使用され、この装置は、センステーブル本体の他に、位置と回転角の検出が可能なパックから構成されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
図３に、ＴＵＩを用いてネットワーク設計を行う場合のセンステーブル装置の構成例が示されている。
すなわち、磁気シートが敷設されたセンステーブル本体３１上には、ＰＣ３２によって生成出力される設計図がプロジェクタ３３を介して投影され、その設計図上をユーザが、コイルが巻かれたパック３４を操作することにより、ＰＣ３２によってその座標位置、あるいは回転角が取り込まれる。
例えば、センステーブル本体３１上に投影された設計図に表現されたノード間にリンクを設定する場合、リンクを設定するノードにバインドしたパック３４同士を接触させることにより実施し、リンクの帯域を変更する場合は、リンクにパック３４をバインドし、回転させることにより実現する。このＴＵＩを適用することによって複数の人間によるパック操作が可能となり、設計者間で議論しながらコラボレーションによる設計が可能になる。
【０００４】
【非特許文献１】
［平成１５年３月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｔａｎｇｉｂｌｅ．ｍｅｄｉａ．ｍｉｔ．ｅｄｕ／ｐａｐｅｒｓ／ＳｅｎｓｅＴａｂｌｅ＿ＣＨＩ０１／ＳｅｎｓｅＴａｂｌｅ＿ＣＨＩ０１．ｈｔｍｌ＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したセンステーブルは、座標位置検出にコイルを用いた電磁誘導方式を採用しており、共振周波数の異なる２個のコイルを実装したパックから信号を受信することにより、パックの中心位置および回転角を算出していた。従って、パックに実装されるコイルの種類により、設定できる共振周波数の範囲と幅が決まっており、トータルとしての利用パック数が限定される。
従来は、実質１０個程度のパックしか利用できず、従ってＴＵＩを用いたコラボレーションによる設計が制限され、特に、ネットワーク設計においては十分なインタフェースを提供するものとは言えなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、同一の共振周波数を持つコイルをパックに実装することによって利用可能なパック数の増加によるインタフェースの充実をはかり、従来同様、１８０度以内の回転角の検出を可能とした、パック装置およびセンステーブル装置、ならびに移動軌跡算出方法、移動軌跡算出プログラム、その記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明は、センステーブル上を移動し、その位置および回転角を検出するために前記センステーブル上に載置されるパック装置であって、同じ共振周波数を持つコイルを少なくとも３個実装され、前記各コイルの実装位置が、多角形の頂点位置となるように配置されることを特徴とする。
本発明によれば、パックに同じ共振周波数を持つコイルを実装することで設定できる共振周波数の範囲と幅に自由度が増すため、利用可能なパック数は、従来の倍に増大し、このことにより、ＴＵＩの充実がはかれ効率的なネットワーク設計が可能になる。
【０００８】
また、本発明において、前記結線したときの形状を二等辺三角形として実装配置することを特徴とする。
本発明によれば、二等辺三角形状に３個のコイルを配置し実装することで、回転角を絶対角として算出でき、同じ共振周波数を持ちながら１８０度以内の回転角の検出が可能になる。
【０００９】
上記した課題を解決するために本発明は、センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを検出するセンステーブル装置であって、前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信する信号受信部と、前記ＩＤによって識別される各信号から前記パック装置の中心座標と回転角を算出する演算部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、演算部が、パックに実装された同じ共振周波数を持つ各コイルから信号受信部を介して電磁誘導により誘起される信号を受信し、ＩＤによって識別される各信号からパックの中心座標と回転角を算出することで、設定できる共振周波数の範囲と幅に自由度が増すため、利用可能なパック数は従来の倍に増大し、このことにより、ＴＵＩの充実がはかれ効率的なネットワーク設計を実現可能なセンステーブル装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明において、前記演算部は、二等辺三角形状に実装された前記各コイルから前記信号受信部を介して電磁誘導により誘起される信号を受信し、前記回転角を絶対角として算出することを特徴とする。
本発明によれば、演算部が、３個のコイルが二等辺三角形状に配置実装されたパックから電磁誘導による各信号を受信することで、回転角を絶対角として算出でき、同じ共振周波数を持ちながら１８０度以内の回転角の検出を可能としたセンステーブル装置を提供できる。
【００１１】
上記した課題を解決するるために本発明は、センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出する移動軌跡算出方法であって、前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信し、前記ＩＤによって識別される各信号から前記パック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出すること、を特徴とする。
【００１２】
上記した課題を解決するために本発明は、センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出するセンステーブル装置に用いられる移動軌跡算出プログラムであって、前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信するステップと、前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
上記した課題を解決するために本発明は、センステーブル上を移動するパック装置の位置と回転角とを算出するセンステーブル装置に用いられる移動軌跡算出プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記パック装置に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ少なくとも３個のコイルから電磁誘導により誘起される各信号を受信するステップと、前記ＩＤによって識別される各信号から前記移動するパック装置の中心座標を算出し、前記回転角を絶対角として算出するステップと、をコンピュータに実行させる移動軌跡算出プログラムを記録したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明におけるパック装置およびセンステーブル装置の構成を説明するために引用した図である。
図１において、１はパック装置、２はセンステーブル装置であり、両者は電磁結合によって接続される。
すなわち、パック装置１には、それぞれにＩＤを持ち、同じ共振周波数を持つコイル（送信コイル）が複数個実装され、また、センステーブル装置２には、内部にアンテナプリント基板（図示せず）が敷設されている。アンテナプリント基板には、Ｘ方向、Ｙ方向に狭い幅で受信コイル（それぞれ、Ｘｉ；Ｘ０〜Ｘｚ，Ｙｉ；Ｙ０〜Ｙｚ）が配置されており、供給される電力によってアンテナプリント基板に送信キャリアがある一定期間供給され、移動するパック装置１に実装されたコイルとの間の電磁結合によって誘起される信号を受信する仕組みになっている。
【００１５】
パック装置１は、センステーブル上を移動し、その座標位置および回転角を検出するためにセンステーブル上に載置される。また、同じ共振周波数を持つコイルが少なくとも３個実装され、各コイルの実装位置が、多角形の頂点位置となるように配置される。ここでは、３個のコイル、ａｂｃが三角形となるように配置され、さらに、二等辺三角形状となるように配置され、実装されている。
一方、センステーブル装置２は、センステーブル上を移動するパック装置１の位置と回転角とを検出するために、信号受信部２１と、ＩＤ認識部２２と、演算部２３と、移動軌跡ＤＢ（データベース）２４で構成される。
信号受信部２１は、パック装置１に実装される、それぞれにＩＤが付された同じ共振周波数を持つ３個のコイル、ａｂｃから電磁誘導により誘起されるそれぞれの信号を受信して演算部２１へ供給する。また、ＩＤ認識部２２は、パック装置１に実装された３個のコイル、ａｂｃを認識して演算部２３へ供給する。
演算部２３は、ＩＤ認識部２２により認識されるＩＤによって識別される各信号から移動するパック装置１の中心位置と回転角を算出する機能を持つ。演算部２３はまた、二等辺三角形状に実装配置された各コイル、ａｂｃから信号受信部２１を介して電磁誘導により誘起される信号を受信し、回転角を絶対角として算出する。なお、移動軌跡ＤＢ２４には、パック装置１の移動軌跡が記録される。
【００１６】
図２は、本発明実施形態の動作を説明するために引用したフローチャートであり、具体的には本発明における移動軌跡算出プログラムの処理手順を示す。
以下、図２に示すフローチャートを参照しながら図１に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
【００１７】
まず、センステーブル装置２では、図示せぬアンテナプリント基板に送信キャリアがある一定期間供給される。その期間、アンテナ切替えスイッチの制御は“ＯＦＦ”の状態にある。そして、送信キャリアの供給が停止した時、コイルＸｉまたはＹｉの受信信号に切換わるようになる（Ｓ２１、Ｓ２２）。
一方、設計者が、例えばリンクを設定する等ネットワーク設計の手段としてパック装置１を移動させる（Ｓ２３）。このことによりセンステーブル装置２では、受信信号が検出され、“１”出力時と“０”出力時における受信信号の長さの違いから、Ａ／Ｄ変換のタイミングで、受信信号のうち前半部分が座標及び回転角検出用となり、後半部分がＩＤ検出用となる。信号受信部２１は前半部分を、ＩＤ認識部２２は後半部分を検出してそれぞれ演算部２３へ供給する。
演算部２３は、アンテナ切換スイッチをＸ０〜Ｘｎ、Ｙ０〜Ｙｎそれぞれ順次切換えて、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれの各コイルの受信信号強度を計測する（Ｓ２４）。ここで、Ｘ０〜Ｘｚ中、最大の値をとるコイルをＸｎとする。また、同様に、Ｙ０からＹｚ中、最大の値をとるコイルをＹｍとする。このことにより、コイルの座標（ｎ，ｍ）を求めることができる。以上の動作をコイル数相当分繰り返すことにより、それぞれのコイルａｂｃの座標を求めることができる（Ｓ２５、Ｓ２６）。
【００１８】
次に、従来同様所定の演算式によりパック中心位置ｘを算出し（Ｓ２７）、回転角を絶対角で算出する（Ｓ２８）。ここで、回転角の検出に関し、従来のように、共振周波数の異なる２種類のコイルをパック装置１に実装した場合、回転角の小さい方向へ回転させたと判断することで１８０度以内の回転が検出できる。ところが、同じ共振周波数を持つコイルを２個パック装置１に実装した場合、利用できるパック数は従来以上に増大するものの、回転角については９０度までしか検出できない。
そこで本発明においては、コイルを３個以上二等辺三角形状に配置し実装することで、その回転角ｙを絶対角として算出することとした。但し、回転角検出能力は従来同様、１８０度以内である。
以上のようにして算出されたパック中心位置および回転角はパック装置１の移動がある毎、移動軌跡として移動軌跡ＤＢ２４に記録される（Ｓ２９）。
【００１９】
以上説明のように本発明は、同一の共振周波数を持つコイルをパックに実装することによって利用可能なパック数の増加によるインタフェースの充実をはかり、また、パックに実装される各コイルを二等辺三角形状に配置実装することで回転角を絶対角として算出し、異なる共振周波数を持つコイルを複数実装した場合と同様、１８０度以内の回転角の検出を可能としたものである。
なお、図１に示す信号受信部２１、ＩＤ認識部２２、演算部２３のそれぞれで実行される手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明のセンステーブル装置が実現されるものとする。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００２０】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００２１】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、パックに同じ共振周波数を持つコイルを実装することで、設定できる共振周波数の範囲と幅に自由度が増すため、利用可能なパック数が増大し、このことにより、ＴＵＩの充実がはかれ、効率的なネットワーク設計が可能になる。なお、従来、上記制約により１０個程度のパックしか利用できなかったものが本発明により２０個以上にまで拡張できる。
また、少なくとも３個のコイルが二等辺三角形状に配置実装されたパックから電磁誘導による各信号を受信し、回転角を絶対角として算出することで、同じ共振周波数を持ちながら１８０度以内の回転角の検出を可能としたセンステーブル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるパック装置およびセンステーブル装置の構成を説明するために引用した図である。
【図２】本発明実施形態の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図３】ＴＵＩを用いてネットワーク設計を行う場合のセンステーブル装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…パック装置、２…センステーブル装置、２１…信号受信部、２２…ＩＤ認識部、２３…演算部、２４…移動軌跡ＤＢ
【図１】
2004302851.tif 000003
【図２】
2004302851.tif 000004
【図３】
2004302851.tif 000005