指示位置検出装置及び指示位置検出方法
【課題】位置指示装置による指示位置の検出精度を高めることのできる指示位置検出装置及び指示位置検出方法を提供する。
【解決手段】位置特定用コイルシート４は、４つの接続部４２を備えている。接続部４２には、配列方向の一端に位置する検知用コイル４１から、他端側にかけて８つの検知用コイル４１の接続される内部信号線の内部信号線束５ｄが接続されている。メインセンサ部５ａは、各接続部４２に接続された最も一端側の検知用コイル４１から他端側にかけて、順番に４つの検知用コイル４１を同期させて駆動し、検知用コイル４１から入力された検知信号の最大振幅値の隣り合う検知用コイル４１間での強度差を特定し、更に強度差の差分値を特定し、差分値の変化状態に基づき位置指示装置３による指示位置を特定する。
【解決手段】位置特定用コイルシート４は、４つの接続部４２を備えている。接続部４２には、配列方向の一端に位置する検知用コイル４１から、他端側にかけて８つの検知用コイル４１の接続される内部信号線の内部信号線束５ｄが接続されている。メインセンサ部５ａは、各接続部４２に接続された最も一端側の検知用コイル４１から他端側にかけて、順番に４つの検知用コイル４１を同期させて駆動し、検知用コイル４１から入力された検知信号の最大振幅値の隣り合う検知用コイル４１間での強度差を特定し、更に強度差の差分値を特定し、差分値の変化状態に基づき位置指示装置３による指示位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信面に配列された複数の受信部での電波の受信状態に基づき、位置指示装置による指示位置を検出する指示位置検出装置及び指示位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の指示位置検出装置としては、下記の特許文献１に記載の座標入力装置が開示されている。この座標入力装置は、ペンによる入力表示部の指示位置をセンス部で検知する。センス部は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って並設されてそれぞれ指示位置のＸ座標及びＹ座標を検出する多数のループコイルを備えており、入力表示部の液晶ディスプレイパネルとバックライトとの間に介装されている。入力表示部上をペンが指示していると、ループコイルから発信された電波がペンのコイルに誘導電圧を発生させ、この誘導電圧で生じた電流がコイルから電波を発信させる。この電波は、ループコイルに誘導電圧を発生させ、受信信号を生じさせる。各ループコイルで生じる受信信号に基づき、入力表示部上でのペンによる指示位置が特定される。
【０００３】
この座標入力装置では、バックライトのドライブ回路や、電源のトランス等からの外部ノイズの影響を低減するために、ペンのコイルから発信される電波の周波数及びその周波数を中心とした帯域フィルタの周波数帯域を、バックライトのドライブ回路等の動作周波数及びその高周波の周波数と異ならせている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２３９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の座標入力装置では、ノイズの発生源を予め特定できない場合や、特定できても既製の液晶表示装置を用いなければならない等して、上記帯域フィルタの周波数帯域に含まれる周波数のノイズが混入した場合には、ペンによる指示位置の検出精度が低下する虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、位置指示装置による指示位置の検出精度を高めることのできる指示位置検出装置及び指示位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の指示位置検出装置は、所定の周波数の電波を発信する位置指示装置と、前記位置指示装置から発信される電波を受信する受信部が複数配列された受信面を有し、前記受信部での前記電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する位置検出装置と、からなる指示位置検出装置であって、複数の前記受信部での受信波を同時に同期させて検出する受信波検出手段と、受信波を検出する前記複数の受信部の内、２つの受信部からの信号の差信号を出力する差信号出力手段と、前記差信号出力手段から出力された前記差信号に基づき、前記受信面上での受信波強度の最大位置を、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置として算出する指示位置算出手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記指示位置算出手段が、隣接する前記受信部間での前記差信号が最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明は、前記受信波検出手段が、複数の前記受信部の内の少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定し、前記差信号出力手段が、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力して、前記位置指示装置からの電波の前記受信部での受信信号のみを取り出し、前記指示位置算出手段が、前記受信波検出手段が取り出した前記受信信号の強度が最大になる前記受信面上の位置を前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明は、前記指示位置算出手段が、前記差信号出力手段が出力した前記差信号の隣接する前記受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明の指示位置検出方法は、受信面に複数配列された受信部での位置指示装置から発信される電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する指示位置検出方法であって、少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した複数の前記受信部での受信波を同期させて検出する受信波検出工程と、前記受信波検出工程で受信波を検出する前記複数の受信部の内、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力する差信号出力工程と、前記差信号出力工程で出力された前記差信号の隣接する受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出する指示位置算出工程とを備える特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同時に同期して受信波を検出した受信部からの信号の差信号に基づき指示位置を特定することから、外部ノイズの影響を排除して、位置指示装置による指示位置の検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の入力装置１の構成の概略を示す斜視図である。図２は、位置指示装置３からの電波の送信状態を説明する図である。
【００１１】
入力装置１は、位置指示装置３で指し示された入力表示部２上の位置情報を取得する指示位置検出装置であり、図１に示すように、位置を指し示す位置指示装置３と、位置指示装置３を検知する位置特定用コイルシート４ａ，４ｂ（図３の４ａ，４ｂ参照；以下の説明では、４ａと４ｂをまとめて示すときは符号４とする。）を有し、位置特定用コイルシート４での検知結果に基づき位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置を検出する位置検出装置５とを備えて構成されている。
【００１２】
位置指示装置３は、後述する位置特定用コイルシート４が備える検知用コイル４１ａ，４１ｂ（図３の４１ａ，４１ｂ参照；以下の説明では、４１ａ，４１ｂをまとめて示すときは符号４１とする）との間で位置指示用コイル３２により電波を送受信する同調回路３１と、スイッチ３４の操作に応じて同調回路３１による電波の送受信を制御するスイッチ検出回路３５と、同調回路３１及びスイッチ検出回路３５の駆動用の電源３８とを筐体３ａに内蔵して構成されている。
【００１３】
同調回路３１は、上述した位置指示用コイル３２とこの位置指示用コイル３２と直列に接続されたコンデンサ３３とから構成されており、後述する位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１から送信されたタイミング信号を同調回路３１で受信すると、位置指示用コイル３２が誘導電圧を発生させてスイッチ検出回路３５に入力する。また、電源供給を受けると、図２に示すようにいわゆる共振現象を起こして電波を送信する。
【００１４】
スイッチ検出回路３５は、同調回路３１及び電源３８と直列接続されたバッファ３６と、同調回路３１及び電源３８と並列接続された制御回路３７とを備えている。バッファ３６は、制御回路３７から同調回路３１に駆動信号を出力し、また、同調回路３１からの入力信号を制御回路３７に出力する。制御回路３７は、バッファ３６を介して同調回路３１からの信号入力を受けてから所定時間の経過後に、バッファ３６を介して所定の時間間隔で所定回数、同調回路３１へ駆動信号を出力する。制御回路３７が出力する信号の上記所定時間及び時間間隔は、複数の位置指示装置３が用いられるときには、上記所定回数の電波の送信が行われる期間が、各位置指示装置３で重複しないように設定されている。また、制御回路３７は、スイッチ３４のオン・オフを検出し、スイッチ３４のオフ時には、バッファ３６を介して同調回路３１からの信号入力を受けても同調回路３１への駆動信号出力の処理を行わない。なお、スイッチ３４のオフ時には、上記駆動信号の出力における上記所定の時間間隔及び所定回数の少なくとも一方を、スイッチ３４のオン時と異ならせるようにしてもよい。
【００１５】
図３は、位置検出装置５が備える位置特定用コイルシート４の構成の概略を示す平面図である。位置特定用コイルシート４は、入力表示部２に設けられている。入力表示部２は、液晶表示パネル２１（図１参照）の背面に拡散板，位置特定用コイルシート４，バックライトの順で前側から積層して構成されている。位置特定用コイルシート４は、上述した位置指示装置３の位置指示用コイル３２との間で電波を送受信するためのものであり、２枚の矩形の透明フィルム間に検知用コイル４１ａを介装して構成された図３（ａ）に示すＸ軸位置特定用コイルシート４ａと、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａと同様に検知用コイル４１ｂを備えて構成された図３（ｂ）に示すＹ軸位置特定用コイルシート４ｂとを重ね合わせて構成されている。Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａは、位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置のＸ座標を特定するためのものであり、左端側から右端側にかけてのＸ方向に沿って６４個の検知用コイル４１ａが配列されている。Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂは、位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置のＹ座標を特定するためのものであり、後端側から前端側にかけてのＹ方向に沿って３２個の検知用コイル４１ｂが配列されている。
【００１６】
検知用コイル４１ａは、位置特定用コイルシート４ａのＹ方向に沿って延びている。また、検知用コイル４１ｂは、位置特定用コイルシート４ｂのＸ方向に沿って延びている。各検知用コイル４１は、コイル線を１ターンさせて構成されており、配列方向となるＸ方向又はＹ方向側に並んだ隣接する数個の（本実施形態では４つの）検知用コイル４１と互いに重ね合わされるように等ピッチで配置されている。なお、検知用コイル４１のターン数は１ターンには限られず、１ターン以上の複数回ターンさせて検知用コイル４１を構成してもよい。各検知用コイル４１の重なる部分は、絶縁物を介して重ねられている。
【００１７】
Ｘ軸及びＹ軸の各位置特定用コイルシート４は、各位置特定用コイルシート４の備える検知用コイル４１の延伸方向が略直角に交わるように、前後及び左右の各縁部を揃えて重ね合わされている。
【００１８】
Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの前縁部には、検知用コイル４１ａを位置検出装置５（図１参照）に接続するための接続部４２ａが備えられている。また、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの右縁部には、検知用コイル４１ｂを位置検出装置５（図１参照）
接続するための接続部４２ｂが備えられている。本実施形態では、接続を容易にするために、検知用コイル４１ａの引出線４３ａが、所定の本数（本実施例では１６本）毎にまとめられて引き出される。このようにして、本実施形態では、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａは８つ、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂは４つの接続部４２ａ，４２ｂに、引出線４３ａ，４３ｂがそれぞれ分けて引き出されている。接続部４２ａ，４２ｂは、位置検出装置５に信号線ケーブルを介して接続される。信号線ケーブルは、両端に接続コネクタを備え、各接続部４２ａ，４２ｂ毎に設けられて信号線束８（図１参照）を構成している。信号線ケーブルには、引出線４３ａ，４３ｂ毎に設けられた信号線が束ねて収容されている。以下の説明では、接続部４２ａ及び接続部４２ｂの何れもを指す場合には接続部４２，また、引出線４３ａ及び引出線４３ｂの何れもを指す場合には引出線４３とする。
【００１９】
図４は、位置特定用コイルシート４を用いた指示位置の検出のために位置検出装置５が備える回路の構成の概略を示すブロック図である。位置検出装置５は、信号線束８で接続された位置特定用コイルシート４との間で信号を送受信するためのものであり、位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１から接続部４２，信号線束８，コネクタ５ｃを介して入力される検知信号を受信して位置指示装置３による指示位置を特定するメインセンサ部５ａと、位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１に駆動電源を送信するサブセンサ部５ｂとを備えて構成されている。
【００２０】
サブセンサ部５ｂは、信号線束８とコネクタ５ｃを介して接続されている。コネクタ５ｃには、サブセンサ部５ｂの内部信号線束５ｄが引き出されている。内部信号線束５ｄは、信号線束８が備える信号線毎に設けられた内部信号線を束ねて構成されている。サブセンサ部５ｂは、位置特定用コイルシート４にタイミング信号を発生させるタイミング信号発生回路５１と、各内部信号線束５ｄが備える何れかの内部信号線を制御部６からの制御信号に応じてタイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａに接続するアナログＳＷ５２と、タイミング信号発生回路５１のＯＮ／ＯＦＦを制御するサブ制御回路（ＦＰＧＡ）５３と、を備えて構成されている。
【００２１】
タイミング信号発生回路５１は、トランジスタから構成されており、サブ制御回路５３から入力された制御信号に応じて駆動される。アナログＳＷ５２は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、制御部６の制御の下、内部信号線束５ｄの中の何れかの内部信号線を、タイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａに接続する。サブ制御回路５３は、後述するメインセンサ部５ａが備える制御部６の制御の下、タイミング信号発生回路５１に制御信号を入力する。
【００２２】
メインセンサ部５ａは、位置特定用コイルシート４からの入力信号を増幅する増幅回路５４と、増幅回路５４で増幅された信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換器５５と、各内部信号線束５ｄが備える何れかの内部信号線を増幅回路５４に接続するアナログＳＷ５６と、サブセンサ部５ｂを含む各部の駆動制御及びＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理を行う制御部６とを備えている。
【００２３】
アナログＳＷ５６は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、制御部６の制御の下、内部信号線束５ｄの中の何れかの内部信号線を増幅回路５４に接続する。増幅回路５４は、オペアンプから構成されて内部信号線束５ｄ毎に備えられており、コネクタ５８を介して内部信号線から入力された検知信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器５５に入力する。Ａ／Ｄ変換器５５は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、増幅回路５４からの入力信号をデジタル値に変換して、制御部６に入力する。制御部６は、サブセンサ部５ｂのアナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を、タイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａの何れかに接続する。また、アナログＳＷ５６の駆動を制御して、駆動（検知）対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を、増幅回路５４に接続し、又は、この接続を遮断する。
【００２４】
図５は、制御部６の回路構成の概略を示すブロック図である。制御部６は、上述したサブセンサ部５ｂの駆動制御及びＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理を行うメイン制御回路（ＦＰＧＡ）６１と、入力装置１が備える各部の動作を制御するＣＰＵ６２と、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２での処理に用いる動作プログラム等のデータを記憶するフラッシュメモリ６３と、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２での処理に用いるデータが一時的に記憶されるＲＡＭ６４と、制御部６が備える各部の動作の同期を図る同期信号を出力するオシレータ６４ａ，６４ｂと、ゲーム装置等の外部機器との通信制御を行うＵＳＢコントローラ６５とを備えている。
【００２５】
メイン制御回路６１には、Ａ／Ｄ変換器５５との間で信号を送受信するＡ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａと、サブセンサ部５ｂの備えるサブ制御回路５３との間で信号を送受信するサブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂとが接続されている。また、メイン制御回路６１には、入力装置１の動作状態を示すＬＥＤ６６ａや入力装置１の動作設定を指定するためのスイッチ（ＳＷ）６６ｂも接続されている。メイン制御回路６１は、ＣＰＵ６２の制御の下、これらＡ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａ，サブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂ，及びＬＥＤ６６ａやスイッチ（ＳＷ）６６ｂの動作を制御する。また、メイン制御回路６１は、ＣＰＵ６２の制御の下、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号の処理、及び、サブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂを介したサブセンサ部５ｂの駆動制御を行う。
【００２６】
メイン制御回路６１は、サブセンサ部５ｂ及びアナログＳＷ５６の駆動を制御して、各位置特定用コイルシート４での検知用コイル４１の配列方向の一端側（図３参照）の検知用コイル４１から、他端側（図３参照）にかけて７つの検知用コイル４１を間に挟んだ４つの検知用コイル４１、つまり、各接続部４２に接続された最も一端側に位置する検知用コイル４１を始点として、他端側にかけて順番に４つの検知用コイル４１を同期させて駆動する処理を、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で行う。なお、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａについては、検知用コイル４１ａの配列方向となるＸ方向に２分した一端側（左側）と他端側（右側）とに分けて、上述の検知用コイル４１を駆動する処理が、４つの接続部４２毎に行われる。検知用コイル４１の駆動処理の際、メイン制御回路６１は、アナログＳＷ５２を駆動して、駆動対象の検知用コイル４１とを結ぶ内部信号線を、タイミング信号の送信時にはタイミング信号発生回路５１に、タイミング信号の送信後にはメインセンサ部５ａにそれぞれ接続する。また、アナログＳＷ５２の切替タイミングに合わせて、アナログＳＷ５６を駆動して、駆動（検知）対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を増幅回路５４に接続し、検知信号の検出後にこの接続を遮断する。
【００２７】
同時に同期して駆動させる複数の検知用コイル４１の配置範囲は、入力表示部２を指示した位置指示装置３から発信される電波の検知用コイル４１による検知範囲よりも広く設定する。本実施形態では、位置指示装置３の位置指示用コイル３２から発信される電波の検知用コイル４１での受信範囲が、指示位置を中心とした周囲の８つの検知用コイル４１の配置間隔よりも狭いことから、各位置特定用コイルシート４の同時に同期して駆動させる検知用コイル４１の配置範囲、つまり、最も離れた検知用コイル４１同士の配置間隔を、７つの検知用コイル４１を間に挟んだ間隔に設定する。この例では、各検知用コイル４１同士が、７つの検知用コイル４１を間に挟む間隔をおいて配置されている。
【００２８】
フラッシュメモリ６３は、ローカルバス６７ａを介してメイン制御回路６１に、また、ローカルバス６７ａ及びバッファ６７ｂを介してＣＰＵ６２にそれぞれ接続されている。また、ＲＡＭ６４は、ＣＰＵバス６７ｃ及びバッファ６７ｂを介してメイン制御回路６１に、また、ＣＰＵバス６７ｃを介してＣＰＵ６２にそれぞれ接続されている。また、ＵＳＢコントローラ６５は、ＣＰＵ６２に直接接続されており、ＣＰＵ６２の制御の下、ＵＳＢコネクタ６ｃを介して外部機器との通信制御を行う。
【００２９】
オシレータ６４ａは、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２とバッファ６８ａを介して接続されている。また、オシレータ６４ｂは、ＵＳＢコントローラ６５とバッファ６８ｂを介して接続されている。
【００３０】
図６は、メイン制御回路６１がＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理に用いる回路の構成の概略を示すブロック図である。メイン制御回路６１は、外来ノイズ除去回路６１ａ、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ、ピークトウーピーク検出回路６１ｃ、及びメモリ部６１ｄを備えている。
【００３１】
外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号に含まれる外来ノイズを除去する。デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂは、位置指示用コイル３２から発信される電波の周波数ｆ１を含む所定帯域の周波数成分を、外来ノイズ除去回路６１ａからの入力信号から取り出す。ピークトウーピーク検出回路６１ｃは、各デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂからの入力信号を基に、各検知用コイル４１の最大振幅値、つまり、位置指示装置３から発信された電波の検知用コイル４１での受信波の強度を検出する。各ピークトウーピーク検出回路６１ｃが検出した強度は、検知用コイル４１の種類を識別する情報と共に、振幅情報としてメモリ部６１ｄに記憶される。ＣＰＵ６２は、メモリ部６１ｄに記憶された各検知用コイル４１についての振幅情報に基づき、位置指示装置３による指示位置を特定する。
【００３２】
以下、外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について説明する。まず、外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号、つまり、４つの検知用コイル４１についての信号波の中の最も小さな信号をノイズ源による信号と推定して特定する。そして、特定したノイズ源による信号を４つの検知用コイル４１の信号から差し引いて求めた信号波形をノイズのない信号波形と考え、この信号波形から、ノイズ源による信号として特定した検知用コイル４１を含む４つの検知用コイル４１の受信波強度を求める。この操作を検知用コイル４１の１個分ずつずらしながら行い、全ての検知用コイル４１についての受信波強度を求める。求められた受信波強度は、各検知用コイル４１の座標に対応付けられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００３３】
外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について、４つの検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についての入力信号が、図７に示すような信号波形ＳＡ〜ＳＤである場合を例に挙げて説明する。図７には、横軸を時間，縦軸を入力信号の振幅値として、入力信号の波形が表されている。ＣＰＵ６２は、図７（ａ）に示す４つの検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）の信号波形ＳＡ〜ＳＤのうちの、位置特定用コイルシート４の最も一端側（図３参照）の検知用コイル４１についての信号波形ＳＡと、残りの信号波形ＳＢ〜ＳＤとの差分である信号波形ＳＡＢ〜ＳＡＤ（図７（ｂ）参照）、及び、最も他端側（図３参照）の検知用コイル４１についての信号波形ＳＤと信号波形ＳＢ，ＳＣとの差分である信号波形ＳＢＤ，ＳＣＤ（図７（ｃ）参照）をそれぞれ算出する。次いで、信号波形ＳＡＢ及びＳＣＤの何れの最大振幅が小さいかを判別し、信号波形ＳＡＢの最大振幅が最も小さければ信号波形ＳＡ〜ＳＤから信号波形ＳＡを差し引いた信号波形ＳＡＡ〜ＳＡＤを、信号波形ＳＣＤの最大振幅が最も小さければ信号波形ＳＡ〜ＳＤから信号波形ＳＤを差し引いた信号波形ＳＡＤ〜ＳＤＤを、それぞれ検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についてのノイズの除去された信号波形と特定する。例えば、信号波形ＳＡＢより信号波形ＳＣＤの方が小さい場合には、信号波形ＳＡＤ〜ＳＤＤの最大振幅値（図７（ｄ）参照）を検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についてのノイズの除去された信号波形と特定する。ＣＰＵ６２は、このような処理を、駆動する４つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行う。これにより、位置特定用コイルシート４が備える全ての検知用コイル４１についてのノイズ除去後の信号波形が、各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。このようにしてノイズの除去された各検知用コイル４１についての信号波形に基づき、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理が行われ、各検知用コイル４１のノイズが除去された信号の最大振幅、すなわち受信波強度が求められ（ピークトウーピーク検出）、求められた受信波強度は各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００３４】
次に、ＣＰＵ６２による位置指示装置３での指示位置の特定方法について説明する。まず、ＣＰＵ６２は、位置特定用コイルシート４の各検知用コイル４１について、位置特定用コイルシート４の受信波強度を他端側（図３参照）で隣り合う検知用コイル４１の受信波強度から差し引いた受信波強度の差分値を取得する。次いで、各検知用コイル４１について、他端側に並んだ所定数の検知用コイル４１にかけての差分値の変化率を表す変化情報を、上記所定数の検知用コイル４１の配置位置及び差分値に基づき、最小２乗法等を用いて最も一端側の検知用コイル４１から順に特定し、検知用コイル４１を識別する情報と共にＲＡＭ６４に記憶する。全ての検知用コイル４１についての変化情報をＲＡＭ６４に記憶すると、ＣＰＵ６２は、記憶された変化情報が表す差分値の変化率の負の最大値を特定し、差分値の変化率の負の最大値の得られた検知用コイル４１を基準コイルとする情報と共にＲＡＭ６４に記憶する。次いで、基準コイルとなる検知用コイル４１についての変化情報が表す差分値の“０”となる位置特定用コイルシート４上の座標位置を、ピーク座標位置（位置指示装置３に指示された座標位置）として特定する。
【００３５】
最小２乗法を用いたＣＰＵ６２によるピーク座標位置の特定方法の一例について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は各検知用コイル４１の位置と、各々の位置での検知用コイル４１の検知信号の強度との関係を示す図，図８（ｂ）は隣り合う検知用コイル４１間での強度の差分値を示す図である。図８（ａ）では、横軸に位置特定用コイルシート４の位置，縦軸に検知信号の強度が表されている。また、図８（ｂ）では、横軸に位置特定用コイルシート４の位置，縦軸に強度の差分値が表されている。また、各図の左側は位置特定用コイルシート４の一端側，右側は他端側を示している。
【００３６】
この例では、位置特定用コイルシート４の一端側（図３参照）から他端側（図３参照）にかけて並んだ４つの検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の、最も一端側の検知用コイル４１（ｎ）を基準にとり、基準となる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘをそれぞれ“０”〜“３”とし、また、差分値ＹをＲ（ｎ）〜Ｒ（ｎ＋３）とし、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間での差分値Ｙの変化状態を元に、ピーク座標位置を特定する場合について説明する。ここで、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間での差分値Ｙの変化状態を表す変化情報は、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離ＸをＸ軸，差分値ＹをＹ軸にとった図８（ｂ）に示す座標上での差分値Ｙの変化を、１次関数に近似して示す下記（式１）で表される。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ・・・・（式１）
【００３７】
ＣＰＵ６２は、まず、各検知用コイル４１について、以下の（式２）の演算を実行して、上記（式１）で表される直線の傾き“ａ（ｎ）”を特定する。
ａ（ｎ）＝（Ｍ×Ｄ−Ｃ×Ｅ）／（Ｍ×Ｂ−Ｅ×Ｅ）・・・・（式２）
ここで、Ｍ：上記（式１）を特定する検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の数量＝４，Ｅ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘの合計，Ｃ：検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の差分値Ｙの合計，Ｄ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の距離Ｘ×差分値Ｙの合計，Ｂ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の距離Ｘの２乗の合計を表している。
【００３８】
この例では、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘがそれぞれ“０”〜“３”であることから、Ｅ＝０＋１＋２＋３＝６となる。また、４つの検知用コイル４１の差分値Ｙがそれぞれ“Ｒ（ｎ）”〜“Ｒ（ｎ＋３）”であることから、Ｃ＝Ｒｎ＋Ｒ（ｎ＋１）＋Ｒ（ｎ＋２）＋Ｒ（ｎ＋３）となる。また、Ｄ＝Ｒ（ｎ）×０＋Ｒ（ｎ＋１）×１＋Ｒ（ｎ＋２）×２＋Ｒ（ｎ＋３）×３となる。また、Ｂ＝０＋１＋４＋９＝１４となる。
【００３９】
各検知用コイル４１（ｎ）について上記（式２）の演算を実行して傾き“ａ（ｎ）”を取得した後、“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる検知用コイル４１（ｎ）を特定する。図８（ｂ）に示すように、強度が最大となる検知用コイル４１（ｎ＋２）の周囲の４つの検知コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間では、傾き“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる傾向にある。このため、傾き“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる検知用コイル４１（ｎ）、つまり基準コイルから他端側に位置する３つの検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の間に、位置指示装置３による指示位置があることになる。
【００４０】
このようにして基準コイルを特定した後、ＣＰＵ６２は、上記（式１）のＹを各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離，Ｘを差分値Ｒ（ｎ）〜Ｒ（ｎ＋３）として、つまり、差分値ＹをＸ軸，距離ＸをＹ軸に置き換えて下記の（式３）の演算を実行し、上記（式１）で表される直線の切片“ｂ（ｎ）”の座標を特定する。
【００４１】
ｂ（ｎ）＝（Ｂ×Ｃ−Ｄ×Ｅ）／（Ｍ×Ｂ−Ｅ×Ｅ）・・・・（式３）
【００４２】
この例では、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の差分値Ｘがそれぞれ“Ｒ（ｎ）”〜“Ｒ（ｎ＋３）”となり、Ｅ＝Ｒ（ｎ）＋Ｒ（ｎ＋１）＋Ｒ（ｎ＋２）＋Ｒ（ｎ＋３）となる。また、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｙがそれぞれ“０”〜“３”となり、Ｃ＝０＋１＋２＋３＝６となる。また、Ｄ＝Ｒ（ｎ）×０＋Ｒ（ｎ＋１）×１＋Ｒ（ｎ＋２）×２＋Ｒ（ｎ＋３）×３となる。また、Ｂ＝Ｒ（ｎ）＾２＋Ｒ（ｎ＋１）＾２＋Ｒ（ｎ＋２）＾２＋Ｒ（ｎ＋３）＾２となる。
【００４３】
上記（式３）の演算を実行して得られる切片“ｂ（ｎ）”は、図８（ｂ）に示すように、距離ＸをＸ軸，差分値ＹをＹ軸とした上記（式１）の差分値Ｙ＝“０”になる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１となる。このため、ＣＰＵ６２は、指示位置の座標を特定する原点位置からの基準コイルとなる検知用コイル４１（ｎ）の座標位置にｂ（ｎ）を加算して得られる座標位置をピーク座標位置として特定する。
【００４４】
次に、入力装置１が位置指示装置３で指し示された入力表示部２上の位置情報を取得する動作について説明する。
【００４５】
メインセンサ部５ａの制御部６は、アナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動対象となるＸ軸位置特定用コイルシート４ａの検知用コイル４１をタイミング信号発生回路５１に接続する。これにより、駆動対象となる検知用コイル４１に、駆動電源を入力することが可能となる。また、アナログＳＷ５６の駆動を制御して、駆動（検出）対象となる検知用コイル４１と接続された内部信号線を増幅回路５４に接続する。
【００４６】
アナログＳＷ５２，５６の駆動が行われると、メインセンサ部５ａの制御の下、サブセンサ部５ｂのサブ制御回路５３は、タイミング信号発生回路５１に制御信号を入力し、タイミング信号発生回路５１から検知用コイル４１に駆動電源を出力する。これにより、検知用コイル４１からタイミング信号としての電波が発信され、発信された電波が位置指示装置３の位置指示用コイル３２で受信される。位置指示用コイル３２は、受信した電波をタイミングパルスとして受け取り所定時間の経過後に電波を発信する。
【００４７】
その後、サブセンサ部５ｂのサブ制御回路５３は、メインセンサ部５ａの制御の下、タイミング信号発生回路５１からの駆動電源の出力を停止する。このタイミングに合わせて、メインセンサ部５ａの制御部６は、アナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動（検知）対象の検知用コイル４１のタイミング信号発生回路５１との接続を遮断し、メインセンサ部５ａの増幅回路５４に接続する。これにより、検知用コイル４１からの電波の発信が停止すると共に、検知対象となる検知用コイル４１から増幅回路５４への検知信号の入力が可能となる。その後、位置指示装置３の位置指示用コイル３２から発信された電波が、検知用コイル４１で受信されると、検知用コイル４１から検知信号が出力される。この検知信号は、増幅回路５４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５５でＡＤ変換されて、制御部６に入力される。
【００４８】
制御部６に入力された検知信号は、メイン制御回路６１の外来ノイズ除去回路６１ａにおいて、上述した手順で外来ノイズを除去された後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂで周波数ｆ１を含む帯域の周波数成分を取り出される。ピークトウーピーク検出回路６１ｃは、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂで取り出された信号の強度を特定する。このような処理が、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの最初の駆動対象となる４つの検知用コイル４１から他端側（図３参照）にかけて順に、４つの検知用コイル４１ずつ、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａを２分する一方側及び他方側の３２個の検知用コイル４１毎に行われることにより、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの備える全ての検知用コイル４１について信号の強度が取得される。
【００４９】
制御部６のＣＰＵ６２は、各検知用コイル４１についての信号の強度に基づき、上述した手順で位置特定用コイルシート４のＸ軸上での位置指示装置３による指示位置を特定する。位置検出装置５は、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａについての処理と同様の処理を、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂについて実行することにより、位置特定用コイルシート４のＹ軸上での位置指示装置３による指示位置を特定する。これにより、入力表示部２上での位置指示装置３による指示位置が特定される。
【００５０】
次に、入力装置１を用いてゲーム装置により実行されるゲームの例について説明する。まず、図９用いて「電子モグラ叩き」ゲームについて説明する。このゲームでは、図９（ａ）に示すように、ハンマー型の筐体３ａを備えた位置指示装置３が用いられる。この位置指示装置３の回路には、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図９（ｂ）に示すように、入力表示部２の液晶表示パネル２１に敵キャラクタ２１ａの画像を次々と表示する。図９（ｃ）に示すように、ハンマーの操作で位置指示装置３により位置が指示されると、ゲーム装置は、位置検出装置５による検出位置に応じた画像表示を行う。例えば、検出位置が敵キャラクタ２１ａの画像表示範囲に含まれていると、図９（ｃ）に示すように、敵キャラクタを撃破したことを表す画像２１ｂが表示される。
【００５１】
次に、図１０を用いて「お絵かき」ゲームについて説明する。このゲームでは、図１０（ａ）に示すように、ペン型の筐体３ａを備えた位置指示装置３が用いられる。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１０（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面を２分する表示領域の一方に、「お題」２１ｃを画像表示する。ペンの操作で位置指示装置３により位置が指示されると、ゲーム装置は、図１０（ｃ）に示すように、位置検出装置５による検出位置に沿って線を描く画像表示を行い、表示画面には絵２１ｄが描かれる。図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにしてもよい。このようにして表示領域の他方に絵２１ｄが描かれた後、それを知らせる入力が位置指示装置３の操作等で行われると、ゲーム装置は、ペンで描かれた画像が「お題」２１ｃにどれだけ近いかを判定し、判定結果を液晶表示パネル２１に表示する。
【００５２】
次に、図１１を用いて「ＲＴＳ（リアルタイム・ストラテジー）」ゲームについて説明する。このゲームは、色や模様や形状で敵軍と見方軍とに区別されたキャラクタ同士で戦闘を行うゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。また、図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにすることもできる。ゲーム装置は、図１１（ａ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に敵軍２１ｅ及び見方軍２１ｆのキャラクタ画像を表示する。位置指示装置３での指示位置やスイッチ３４の操作でキャラクタ２１ｅ，２１ｆを掴み指示位置を変える操作が行われると、ゲーム装置は、図１１（ｂ）に示すように、位置検出装置５での検出結果に応じて、キャラクタ２１ｅ，２１ｆを移動表示させたり表示位置を変更する。なお、図１１（ｃ）に示すように、入力表示部２上に線を描く操作が行われると、図１１（ｄ）に示すように、描かれた線に沿ってキャラクタ２１ｅ，２１ｆが移動する画像表示を行うようにしてもよい。
【００５３】
次に、図１２〜図１４を用いて「立体物を動かす」ゲームについて説明する。図１２に示す「戦略ゲーム」は、図１２（ａ）に示すように、キャラクタを表す駒形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用いて、敵軍，味方軍に分かれて行われる。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１２（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に敵軍２１ｇ１や障害物や背景等２１ｇ２の画像を表示し、位置検出装置５での検出結果に応じて、障害物や背景を変える画像表示、演出２１ｇの画像表示を行う。
【００５４】
また、図１３に示す「戦略ゲーム」は、図１３（ａ）に示すように、キャラクタを表すロボット形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用いて、敵キャラクタ２１ｈと戦闘を行うゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１３（ｂ）に示すように、位置検出装置５での検出結果に応じて、液晶表示パネル２１の表示画面に表示された敵キャラクタ２１ｈ、更には障害物や背景、演出２１ｉ等の画像表示を行う。
【００５５】
また、図１４に示す「アクションゲーム」は、図１４（ａ）に示すように、車形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用い、障害物２１ｊを避けて車を動かすゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１４（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に表示された障害物２１ｊや背景等の画像表示を行う。例えば、図１４（ｂ）に示すように、表示された障害物２１ｊ等を避けるようにして、入表示部２上で筐体３ａが矢印で示すように移動されると、位置検出装置５での検出結果に応じた画像表示が行われる。なお、図１２〜図１４に示す各ゲームでは、図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにすることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、同時に同期して受信波を検出された複数の検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき、位置指示装置３による入力表示部２の指示位置が特定されるので、各受信波に含まれる外部ノイズの影響を受けることなく、位置指示装置３による指示位置を特定することができる。つまり、位置指示装置３から発信された電波の各検知用コイル４１での受信波強度は、位置指示装置３による指示位置からの距離や向きに応じて大きく変化するのに対し、入力表示部２の比較的広範囲で受信される外部ノイズの各検知用コイル４１での受信波強度は、各検知用コイル４１間で大きな差がないことから、各検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき指示位置を特定することにより、外部ノイズの影響を排除することができる。この結果、位置指示装置３による指示位置の検出精度を高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、入力表示部２を指示した位置指示装置３から発信される電波の検知用コイル４１による受信範囲よりも広い間隔をおいて配置された複数の検知用コイル４１での受信波を同期させて検出することから、位置指示装置３から発信される電波の受信範囲外に位置していて外部ノイズのみが受信されている可能性の高い検知用コイル４１と他の検知用コイル４１とでの受信波の強度差に基づき、指示位置を特定できる。つまり、外部ノイズを排除して位置指示装置３で発信された電波の受信波のみに基づき指示位置の特定を行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、隣り合う検知用コイル４１間での差信号の差分値が検知用コイル４１の距離及び差分値を座標軸にとった座標面上で略直線に並ぶことから、隣り合う検知用コイル４１間での差分値の変化を１次関数に近似して示す変化情報に基づき指示位置を特定することにより、簡単な計算で精度の高い位置情報を得ることが出来る。
【００５９】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施形態では、同期して検知信号を検出される４つの検知用コイル４１のうちの両端の検知用コイル４１同士が、位置指示装置３から発信される電波の受信範囲より広い間隔をおいて配置されていた場合について説明したが、隣り合った２つの検知用コイル４１での検知信号を同時に同期させて検出してもよい。つまり、隣り合う２つの検知用コイル４１での検知信号を同期させて検出する操作を、Ｘ軸及びＹ軸の各位置特定用コイルシート４の最も一端側（図３参照）に位置する検知用コイル４１から順に、他端側（図３参照）にかけて検知用コイル４１の１個分ずつずらして行う構成としてもよい。
【００６０】
以下、このような検知信号の検出を行う本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の入力装置は、上記第１実施形態の入力装置１と同様の構成を有しているが、位置検出装置５が、検知用コイル４１からの入力信号の処理に用いる増幅回路５４，Ａ／Ｄ変換器５５等の回路を、検知信号の検出を同期させて行う検知用コイル４１の数量と同じ２つずつ、各位置特定用コイルシート４毎に合計４つ備えている点で、上記第１の実施形態と異なる。また、上述のように、検知用コイル４１からの検知信号の検出方法、及び検出信号の処理方法が、上記第１実施形態と異なる。具体的には、制御部６のメイン制御回路６１は、サブセンサ部５ｂ及びアナログＳＷ５６の駆動を制御して、各位置特定用コイルシート４の最も一端側の検知用コイル４１から他端側にかけて検知用コイル４１の１個分ずつずらしながら、順番に隣り合う２つの検知用コイル４１を同時に同期させて駆動する処理を、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で行う。これにより、各位置特定用コイルシート４の備える検知用コイル４１が、隣り合う検知用コイル４１と同時に同期して検知信号を検出される。検出された検知信号は、上記第１実施形態と同様にしてＡ／Ｄ変換器５５からメイン制御回路６１に入力された後、後述する外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去、ＣＰＵ６２による指示位置の特定等の処理に用いられる。
【００６１】
本実施形態での外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について説明する。外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａから入力された、隣り合う２つの検知用コイル４１についての信号の一方を他方から差し引いて求めた信号波形から、両検知用コイル４１間での受信波強度の差分を求める。この操作を駆動する２つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行い、全ての検知用コイル４１について、隣り合う検知用コイル４１との受信波強度の差分を求める。求められた受信波強度の差分は、各検知用コイル４１の座標に対応付けられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００６２】
外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について、隣り合う２つの検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）についての入力信号が、図１５に示すような信号波形ＳＡ，ＳＢである場合を例に挙げて説明する。図１５には、横軸を時間，縦軸を入力信号の振幅値として、入力信号の波形が表されている。外来ノイズ除去回路６１ａは、図１５（ａ）に示す２つの検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形ＳＡ，ＳＢの差分である信号波形ＳＡＢ（図１５（ｂ）参照）を算出する。
【００６３】
例えば、ノイズ源による信号波形が信号波形ＳＮで、ノイズのない検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形を信号波形ＰＡ，ＰＢとすると（図１５（ｃ）参照）、信号波形ＳＡＢは、信号波形ＰＡ，ＰＢの差分である信号波形と等しくなる。つまり、信号波形ＳＡ，ＳＢの差分である信号波形ＳＡＢを算出することにより、ノイズの信号波形ＳＮの除去された検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形ＰＡ，ＰＢの差分である信号波形を得ることができる。外来ノイズ除去回路６１ａは、このような処理を、駆動する２つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行う。
【００６４】
これにより、位置特定用コイルシート４が備える全ての検知用コイル４１についての隣り合う検知用コイル４１との差分の信号波形がメモリ部６１ｄに記憶され、その後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理を経て、各検知用コイル４１の差分の信号の最大振幅が求められ、各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。このようにして、メモリ部６１ｄに記憶された最大振幅は、上記第１実施形態での受信波強度の差分値に相当し、その後のＣＰＵ６２による指示位置の特定処理において同様に用いられる。
【００６５】
本実施形態によれば、同時に同期して受信波を検出された複数の検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき、位置指示装置３による入力表示部２の指示位置を特定するので、各受信波に含まれる外部ノイズの影響を受けることなく、位置指示装置３による指示位置を特定できる。また、隣り合う検知用コイル４１間での差分値の変化を近似して示す１次関数に基づき指示位置を特定することから、簡単な計算で精度の高い位置情報を得ることが出来る。従って、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
しかも、本実施形態によれば、検知用コイル４１からの入力信号の差信号を特定することにより、隣接する検知用コイル４１間での受信波強度の差分値を特定することができ、差分値を特定する処理を別途行うことなく、指示位置を特定することができる。
【００６７】
上記各実施形態では、位置指示装置３が、スイッチ３４の操作に応じて、位置指示用コイル３２から電波を送信させるか否かを切り替えた場合について説明したが、電波の送信回数や送信時間，送信する電波の位相や周波数を切り替える構成としてもよい。また、位置特定用コイルシート４が備える検知用コイル４１の数量及び配置間隔は、上記各実施形態での構成に限定されない。
【００６８】
上記第１実施形態では、４つの検知用コイル４１毎に検知信号の検出を行った場合について説明したが、検知信号の検出を同期させる検知用コイル４１の数量は任意である。例えば、４つの検知用コイル４１を間に置いて配置された８つの検知用コイル４１での検知信号の検出を同期させてもよい。
【００６９】
また、上記各実施形態では、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で指示位置を特定したが、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂ，Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの順で指示位置を特定しても、また、両位置特定用コイルシート４について強度又は差分値を取得後に、各位置特定用コイルシート４について続く処理を行い、指示位置を特定してもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態では、サブセンサ部５ｂのタイミング信号発生回路５１としてトランジスタ、メインセンサ部５ａの増幅回路５４としてオペアンプをそれぞれ用いた場合について説明したが、タイミング信号発生回路５１としては、トランジスタ，ＦＥＴ（Field Effect Transistor），小型モータ用のドライバーＩＣ等を、増幅回路５４としては、オペアンプ，トランジスタ，ＦＥＴ等を、それぞれ用いることができる。
【００７１】
上記第１実施形態では、検知信号の処理に用いられるＡ／Ｄ変換器５５等の回路を、各位置特定用コイルシート４の接続部４２の合計と同じ１２個ずつ備えている場合について説明した。しかしながら、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの接続部４２の数量と同じ４個ずつ、又は、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの接続部４２の合計と同じ８個ずつ備えられている構成としてもよい。また、上記第２実施形態では、検知信号の検出を同時に行う２つの検知用コイル４１と同じ２つずつ、検知信号の処理に用いるＡ／Ｄ変換器５５等の回路を備える構成としてもよい。これらの場合、アナログＳＷ５２やアナログＳＷ５６の駆動、又は別途設けられたスイッチの駆動により、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ側とＹ軸位置特定用コイルシート４ｂ側，Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの一方側と他方側で、接続する内部信号線を切り替えることができる。
【００７２】
上記各実施形態では、基準コイルを特定後に、差分値ＹをＸ軸，距離ＸをＹ軸に置き換えて上記の（式３）の演算を実行し、上記（式１）で表される直線の切片“ｂ（ｎ）”の座標を特定することにより、上記（式１）の差分値Ｙ＝“０”になる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１を特定した場合について説明した。しかしながら、検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１の特定方法は任意である。
【００７３】
上記各実施形態では、隣り合う検知用コイル４１間での差分値を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、位置指示装置３による指示位置を特定した場合について説明した。しかしながら、上記第１実施形態では、各検知用コイル４１についての強度を２次関数や曲線に近似して示す変化情報に基づき、位置指示装置による指示位置を特定してもよい。この場合、２次関数に最小２乗法を適応して、指示位置を特定することもできる。
【００７４】
上記各実施形態では、隣り合う検知用コイル４１間での差分値を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、基準コイルとなる検知用コイル４１を特定した場合について説明したが、上記第１実施形態では、例えば、並んで配置された複数の検知用コイル４１間での受信強度の変化を近似して示す２次関数に基づき基準コイルを特定した後に、基準コイルとなる検知用コイル４１と並ぶ検知用コイル４１について差分値を取得し、差分値の変化を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、ピーク座標位置を特定する構成としてもよい。
【００７５】
アナログＳＷ５６による増幅回路５４への内部信号線の接続タイミングは、アナログＳＷ５２の駆動と同期させる必要はなく、例えば、サブセンサ部５ｂによる検知用コイル４１の駆動停止までの何れかのタイミングで行う等、検知用コイル４１による検知信号の検出時までに行われていればよい。また、上記第１実施形態では、差分波の最大振幅値ＳＡＢと差分波の最大振幅値ＳＣＤとを比較して、各検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）の強度差を特定した場合について説明した。しかしながら、信号波ＳＡの最大振幅値と差分波ＳＤの最大振幅値の何れが小さいかの判別結果に基づき、強度差を特定してもよい。
【００７６】
上記各実施形態では、複数の位置指示装置３が同時に用いられる場合に、各位置指示装置３から異なるタイミングで電波を送信させて、位置指示装置３同士を区別した場合について説明したが、各位置指示装置３から送信される電波の周波数を異ならせる等して位置指示装置３同士を区別してもよい。また、複数の位置指示装置３が同時に用いられることがない等、位置指示装置３同士を区別する必要がない場合には、各位置指示装置３から送信される電波を区別する必要もない。これらの場合、サブセンサ部５ｂがタイミング信号発生回路５１を備える必要はない。
【００７７】
また、上記各実施形態では、外来ノイズ除去回路６１ａでＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号のノイズ除去を行った後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理を行った場合について説明した。しかしながら、ピークトウーピーク検出回路６１ｃやＣＰＵ６２でこれらの処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態による入力装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す位置指示装置からの電波の送信状態を説明する図である。
【図３】図１に示す位置検出装置が備える位置特定用コイルシートの構成の概略を示す平面図である。
【図４】図１に示す位置検出装置の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御部の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図６】図５に示すメイン制御回路がＡ／Ｄ変換器からの入力信号の処理に用いる回路の構成の概略を示すブロック図である。
【図７】図６に示す外来ノイズ除去回路での外来ノイズ除去方法を説明する図である。
【図８】図５に示すＣＰＵでの指示位置の特定方法を説明する図であり、強度差とＣＰＵが特定した差分値とを比較して示す図である。
【図９】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第１の例を説明する図である。
【図１０】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第２の例を説明する図である。
【図１１】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第３の例を説明する図である。
【図１２】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第１の図である。
【図１３】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第２の図である。
【図１４】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第３の図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態での図６に示す外来ノイズ除去回路での外来ノイズ除去方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ：入力装置（指示位置検出装置）
２ ：入力表示部
３ ：位置指示装置
３ａ ：筐体
３１ ：同調回路
３２ ：位置指示用コイル
４，４ａ，４ｂ ：位置特定用コイルシート（位置検出装置）
４１，４１ａ，４１ｂ ：検知用コイル
４２，４２ａ，４２ｂ ：接続部
４３，４３ａ，４３ｂ ：引出線
５ ：位置検出装置（位置検出装置）
５ａ ：メインセンサ部
５ｂ ：サブセンサ部
５１ ：タイミング信号発生回路
５２ ：アナログＳＷ
５３ ：サブ制御回路
５６ ：アナログＳＷ
６ ：制御部
６１ ：メイン制御回路
６１ａ ：外来ノイズ除去回路
６１ｂ ：デジタルバンドパスフィルタ回路
６１ｃ ：ピークトウーピーク検出回路
６２ ：ＣＰＵ
８ ：信号線束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信面に配列された複数の受信部での電波の受信状態に基づき、位置指示装置による指示位置を検出する指示位置検出装置及び指示位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の指示位置検出装置としては、下記の特許文献１に記載の座標入力装置が開示されている。この座標入力装置は、ペンによる入力表示部の指示位置をセンス部で検知する。センス部は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って並設されてそれぞれ指示位置のＸ座標及びＹ座標を検出する多数のループコイルを備えており、入力表示部の液晶ディスプレイパネルとバックライトとの間に介装されている。入力表示部上をペンが指示していると、ループコイルから発信された電波がペンのコイルに誘導電圧を発生させ、この誘導電圧で生じた電流がコイルから電波を発信させる。この電波は、ループコイルに誘導電圧を発生させ、受信信号を生じさせる。各ループコイルで生じる受信信号に基づき、入力表示部上でのペンによる指示位置が特定される。
【０００３】
この座標入力装置では、バックライトのドライブ回路や、電源のトランス等からの外部ノイズの影響を低減するために、ペンのコイルから発信される電波の周波数及びその周波数を中心とした帯域フィルタの周波数帯域を、バックライトのドライブ回路等の動作周波数及びその高周波の周波数と異ならせている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２３９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の座標入力装置では、ノイズの発生源を予め特定できない場合や、特定できても既製の液晶表示装置を用いなければならない等して、上記帯域フィルタの周波数帯域に含まれる周波数のノイズが混入した場合には、ペンによる指示位置の検出精度が低下する虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、位置指示装置による指示位置の検出精度を高めることのできる指示位置検出装置及び指示位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の指示位置検出装置は、所定の周波数の電波を発信する位置指示装置と、前記位置指示装置から発信される電波を受信する受信部が複数配列された受信面を有し、前記受信部での前記電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する位置検出装置と、からなる指示位置検出装置であって、複数の前記受信部での受信波を同時に同期させて検出する受信波検出手段と、受信波を検出する前記複数の受信部の内、２つの受信部からの信号の差信号を出力する差信号出力手段と、前記差信号出力手段から出力された前記差信号に基づき、前記受信面上での受信波強度の最大位置を、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置として算出する指示位置算出手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記指示位置算出手段が、隣接する前記受信部間での前記差信号が最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明は、前記受信波検出手段が、複数の前記受信部の内の少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定し、前記差信号出力手段が、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力して、前記位置指示装置からの電波の前記受信部での受信信号のみを取り出し、前記指示位置算出手段が、前記受信波検出手段が取り出した前記受信信号の強度が最大になる前記受信面上の位置を前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明は、前記指示位置算出手段が、前記差信号出力手段が出力した前記差信号の隣接する前記受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする。
また、本発明の指示位置検出方法は、受信面に複数配列された受信部での位置指示装置から発信される電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する指示位置検出方法であって、少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した複数の前記受信部での受信波を同期させて検出する受信波検出工程と、前記受信波検出工程で受信波を検出する前記複数の受信部の内、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力する差信号出力工程と、前記差信号出力工程で出力された前記差信号の隣接する受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出する指示位置算出工程とを備える特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同時に同期して受信波を検出した受信部からの信号の差信号に基づき指示位置を特定することから、外部ノイズの影響を排除して、位置指示装置による指示位置の検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の入力装置１の構成の概略を示す斜視図である。図２は、位置指示装置３からの電波の送信状態を説明する図である。
【００１１】
入力装置１は、位置指示装置３で指し示された入力表示部２上の位置情報を取得する指示位置検出装置であり、図１に示すように、位置を指し示す位置指示装置３と、位置指示装置３を検知する位置特定用コイルシート４ａ，４ｂ（図３の４ａ，４ｂ参照；以下の説明では、４ａと４ｂをまとめて示すときは符号４とする。）を有し、位置特定用コイルシート４での検知結果に基づき位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置を検出する位置検出装置５とを備えて構成されている。
【００１２】
位置指示装置３は、後述する位置特定用コイルシート４が備える検知用コイル４１ａ，４１ｂ（図３の４１ａ，４１ｂ参照；以下の説明では、４１ａ，４１ｂをまとめて示すときは符号４１とする）との間で位置指示用コイル３２により電波を送受信する同調回路３１と、スイッチ３４の操作に応じて同調回路３１による電波の送受信を制御するスイッチ検出回路３５と、同調回路３１及びスイッチ検出回路３５の駆動用の電源３８とを筐体３ａに内蔵して構成されている。
【００１３】
同調回路３１は、上述した位置指示用コイル３２とこの位置指示用コイル３２と直列に接続されたコンデンサ３３とから構成されており、後述する位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１から送信されたタイミング信号を同調回路３１で受信すると、位置指示用コイル３２が誘導電圧を発生させてスイッチ検出回路３５に入力する。また、電源供給を受けると、図２に示すようにいわゆる共振現象を起こして電波を送信する。
【００１４】
スイッチ検出回路３５は、同調回路３１及び電源３８と直列接続されたバッファ３６と、同調回路３１及び電源３８と並列接続された制御回路３７とを備えている。バッファ３６は、制御回路３７から同調回路３１に駆動信号を出力し、また、同調回路３１からの入力信号を制御回路３７に出力する。制御回路３７は、バッファ３６を介して同調回路３１からの信号入力を受けてから所定時間の経過後に、バッファ３６を介して所定の時間間隔で所定回数、同調回路３１へ駆動信号を出力する。制御回路３７が出力する信号の上記所定時間及び時間間隔は、複数の位置指示装置３が用いられるときには、上記所定回数の電波の送信が行われる期間が、各位置指示装置３で重複しないように設定されている。また、制御回路３７は、スイッチ３４のオン・オフを検出し、スイッチ３４のオフ時には、バッファ３６を介して同調回路３１からの信号入力を受けても同調回路３１への駆動信号出力の処理を行わない。なお、スイッチ３４のオフ時には、上記駆動信号の出力における上記所定の時間間隔及び所定回数の少なくとも一方を、スイッチ３４のオン時と異ならせるようにしてもよい。
【００１５】
図３は、位置検出装置５が備える位置特定用コイルシート４の構成の概略を示す平面図である。位置特定用コイルシート４は、入力表示部２に設けられている。入力表示部２は、液晶表示パネル２１（図１参照）の背面に拡散板，位置特定用コイルシート４，バックライトの順で前側から積層して構成されている。位置特定用コイルシート４は、上述した位置指示装置３の位置指示用コイル３２との間で電波を送受信するためのものであり、２枚の矩形の透明フィルム間に検知用コイル４１ａを介装して構成された図３（ａ）に示すＸ軸位置特定用コイルシート４ａと、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａと同様に検知用コイル４１ｂを備えて構成された図３（ｂ）に示すＹ軸位置特定用コイルシート４ｂとを重ね合わせて構成されている。Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａは、位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置のＸ座標を特定するためのものであり、左端側から右端側にかけてのＸ方向に沿って６４個の検知用コイル４１ａが配列されている。Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂは、位置指示装置３による入力表示部２上の指示位置のＹ座標を特定するためのものであり、後端側から前端側にかけてのＹ方向に沿って３２個の検知用コイル４１ｂが配列されている。
【００１６】
検知用コイル４１ａは、位置特定用コイルシート４ａのＹ方向に沿って延びている。また、検知用コイル４１ｂは、位置特定用コイルシート４ｂのＸ方向に沿って延びている。各検知用コイル４１は、コイル線を１ターンさせて構成されており、配列方向となるＸ方向又はＹ方向側に並んだ隣接する数個の（本実施形態では４つの）検知用コイル４１と互いに重ね合わされるように等ピッチで配置されている。なお、検知用コイル４１のターン数は１ターンには限られず、１ターン以上の複数回ターンさせて検知用コイル４１を構成してもよい。各検知用コイル４１の重なる部分は、絶縁物を介して重ねられている。
【００１７】
Ｘ軸及びＹ軸の各位置特定用コイルシート４は、各位置特定用コイルシート４の備える検知用コイル４１の延伸方向が略直角に交わるように、前後及び左右の各縁部を揃えて重ね合わされている。
【００１８】
Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの前縁部には、検知用コイル４１ａを位置検出装置５（図１参照）に接続するための接続部４２ａが備えられている。また、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの右縁部には、検知用コイル４１ｂを位置検出装置５（図１参照）
接続するための接続部４２ｂが備えられている。本実施形態では、接続を容易にするために、検知用コイル４１ａの引出線４３ａが、所定の本数（本実施例では１６本）毎にまとめられて引き出される。このようにして、本実施形態では、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａは８つ、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂは４つの接続部４２ａ，４２ｂに、引出線４３ａ，４３ｂがそれぞれ分けて引き出されている。接続部４２ａ，４２ｂは、位置検出装置５に信号線ケーブルを介して接続される。信号線ケーブルは、両端に接続コネクタを備え、各接続部４２ａ，４２ｂ毎に設けられて信号線束８（図１参照）を構成している。信号線ケーブルには、引出線４３ａ，４３ｂ毎に設けられた信号線が束ねて収容されている。以下の説明では、接続部４２ａ及び接続部４２ｂの何れもを指す場合には接続部４２，また、引出線４３ａ及び引出線４３ｂの何れもを指す場合には引出線４３とする。
【００１９】
図４は、位置特定用コイルシート４を用いた指示位置の検出のために位置検出装置５が備える回路の構成の概略を示すブロック図である。位置検出装置５は、信号線束８で接続された位置特定用コイルシート４との間で信号を送受信するためのものであり、位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１から接続部４２，信号線束８，コネクタ５ｃを介して入力される検知信号を受信して位置指示装置３による指示位置を特定するメインセンサ部５ａと、位置特定用コイルシート４の検知用コイル４１に駆動電源を送信するサブセンサ部５ｂとを備えて構成されている。
【００２０】
サブセンサ部５ｂは、信号線束８とコネクタ５ｃを介して接続されている。コネクタ５ｃには、サブセンサ部５ｂの内部信号線束５ｄが引き出されている。内部信号線束５ｄは、信号線束８が備える信号線毎に設けられた内部信号線を束ねて構成されている。サブセンサ部５ｂは、位置特定用コイルシート４にタイミング信号を発生させるタイミング信号発生回路５１と、各内部信号線束５ｄが備える何れかの内部信号線を制御部６からの制御信号に応じてタイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａに接続するアナログＳＷ５２と、タイミング信号発生回路５１のＯＮ／ＯＦＦを制御するサブ制御回路（ＦＰＧＡ）５３と、を備えて構成されている。
【００２１】
タイミング信号発生回路５１は、トランジスタから構成されており、サブ制御回路５３から入力された制御信号に応じて駆動される。アナログＳＷ５２は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、制御部６の制御の下、内部信号線束５ｄの中の何れかの内部信号線を、タイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａに接続する。サブ制御回路５３は、後述するメインセンサ部５ａが備える制御部６の制御の下、タイミング信号発生回路５１に制御信号を入力する。
【００２２】
メインセンサ部５ａは、位置特定用コイルシート４からの入力信号を増幅する増幅回路５４と、増幅回路５４で増幅された信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換器５５と、各内部信号線束５ｄが備える何れかの内部信号線を増幅回路５４に接続するアナログＳＷ５６と、サブセンサ部５ｂを含む各部の駆動制御及びＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理を行う制御部６とを備えている。
【００２３】
アナログＳＷ５６は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、制御部６の制御の下、内部信号線束５ｄの中の何れかの内部信号線を増幅回路５４に接続する。増幅回路５４は、オペアンプから構成されて内部信号線束５ｄ毎に備えられており、コネクタ５８を介して内部信号線から入力された検知信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器５５に入力する。Ａ／Ｄ変換器５５は、内部信号線束５ｄ毎に備えられており、増幅回路５４からの入力信号をデジタル値に変換して、制御部６に入力する。制御部６は、サブセンサ部５ｂのアナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を、タイミング信号発生回路５１又はメインセンサ部５ａの何れかに接続する。また、アナログＳＷ５６の駆動を制御して、駆動（検知）対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を、増幅回路５４に接続し、又は、この接続を遮断する。
【００２４】
図５は、制御部６の回路構成の概略を示すブロック図である。制御部６は、上述したサブセンサ部５ｂの駆動制御及びＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理を行うメイン制御回路（ＦＰＧＡ）６１と、入力装置１が備える各部の動作を制御するＣＰＵ６２と、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２での処理に用いる動作プログラム等のデータを記憶するフラッシュメモリ６３と、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２での処理に用いるデータが一時的に記憶されるＲＡＭ６４と、制御部６が備える各部の動作の同期を図る同期信号を出力するオシレータ６４ａ，６４ｂと、ゲーム装置等の外部機器との通信制御を行うＵＳＢコントローラ６５とを備えている。
【００２５】
メイン制御回路６１には、Ａ／Ｄ変換器５５との間で信号を送受信するＡ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａと、サブセンサ部５ｂの備えるサブ制御回路５３との間で信号を送受信するサブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂとが接続されている。また、メイン制御回路６１には、入力装置１の動作状態を示すＬＥＤ６６ａや入力装置１の動作設定を指定するためのスイッチ（ＳＷ）６６ｂも接続されている。メイン制御回路６１は、ＣＰＵ６２の制御の下、これらＡ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａ，サブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂ，及びＬＥＤ６６ａやスイッチ（ＳＷ）６６ｂの動作を制御する。また、メイン制御回路６１は、ＣＰＵ６２の制御の下、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号の処理、及び、サブ制御回路用Ｉ／Ｏ部６ｂを介したサブセンサ部５ｂの駆動制御を行う。
【００２６】
メイン制御回路６１は、サブセンサ部５ｂ及びアナログＳＷ５６の駆動を制御して、各位置特定用コイルシート４での検知用コイル４１の配列方向の一端側（図３参照）の検知用コイル４１から、他端側（図３参照）にかけて７つの検知用コイル４１を間に挟んだ４つの検知用コイル４１、つまり、各接続部４２に接続された最も一端側に位置する検知用コイル４１を始点として、他端側にかけて順番に４つの検知用コイル４１を同期させて駆動する処理を、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で行う。なお、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａについては、検知用コイル４１ａの配列方向となるＸ方向に２分した一端側（左側）と他端側（右側）とに分けて、上述の検知用コイル４１を駆動する処理が、４つの接続部４２毎に行われる。検知用コイル４１の駆動処理の際、メイン制御回路６１は、アナログＳＷ５２を駆動して、駆動対象の検知用コイル４１とを結ぶ内部信号線を、タイミング信号の送信時にはタイミング信号発生回路５１に、タイミング信号の送信後にはメインセンサ部５ａにそれぞれ接続する。また、アナログＳＷ５２の切替タイミングに合わせて、アナログＳＷ５６を駆動して、駆動（検知）対象となる検知用コイル４１に接続された内部信号線を増幅回路５４に接続し、検知信号の検出後にこの接続を遮断する。
【００２７】
同時に同期して駆動させる複数の検知用コイル４１の配置範囲は、入力表示部２を指示した位置指示装置３から発信される電波の検知用コイル４１による検知範囲よりも広く設定する。本実施形態では、位置指示装置３の位置指示用コイル３２から発信される電波の検知用コイル４１での受信範囲が、指示位置を中心とした周囲の８つの検知用コイル４１の配置間隔よりも狭いことから、各位置特定用コイルシート４の同時に同期して駆動させる検知用コイル４１の配置範囲、つまり、最も離れた検知用コイル４１同士の配置間隔を、７つの検知用コイル４１を間に挟んだ間隔に設定する。この例では、各検知用コイル４１同士が、７つの検知用コイル４１を間に挟む間隔をおいて配置されている。
【００２８】
フラッシュメモリ６３は、ローカルバス６７ａを介してメイン制御回路６１に、また、ローカルバス６７ａ及びバッファ６７ｂを介してＣＰＵ６２にそれぞれ接続されている。また、ＲＡＭ６４は、ＣＰＵバス６７ｃ及びバッファ６７ｂを介してメイン制御回路６１に、また、ＣＰＵバス６７ｃを介してＣＰＵ６２にそれぞれ接続されている。また、ＵＳＢコントローラ６５は、ＣＰＵ６２に直接接続されており、ＣＰＵ６２の制御の下、ＵＳＢコネクタ６ｃを介して外部機器との通信制御を行う。
【００２９】
オシレータ６４ａは、メイン制御回路６１及びＣＰＵ６２とバッファ６８ａを介して接続されている。また、オシレータ６４ｂは、ＵＳＢコントローラ６５とバッファ６８ｂを介して接続されている。
【００３０】
図６は、メイン制御回路６１がＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号の処理に用いる回路の構成の概略を示すブロック図である。メイン制御回路６１は、外来ノイズ除去回路６１ａ、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ、ピークトウーピーク検出回路６１ｃ、及びメモリ部６１ｄを備えている。
【００３１】
外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号に含まれる外来ノイズを除去する。デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂは、位置指示用コイル３２から発信される電波の周波数ｆ１を含む所定帯域の周波数成分を、外来ノイズ除去回路６１ａからの入力信号から取り出す。ピークトウーピーク検出回路６１ｃは、各デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂからの入力信号を基に、各検知用コイル４１の最大振幅値、つまり、位置指示装置３から発信された電波の検知用コイル４１での受信波の強度を検出する。各ピークトウーピーク検出回路６１ｃが検出した強度は、検知用コイル４１の種類を識別する情報と共に、振幅情報としてメモリ部６１ｄに記憶される。ＣＰＵ６２は、メモリ部６１ｄに記憶された各検知用コイル４１についての振幅情報に基づき、位置指示装置３による指示位置を特定する。
【００３２】
以下、外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について説明する。まず、外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａからの入力信号、つまり、４つの検知用コイル４１についての信号波の中の最も小さな信号をノイズ源による信号と推定して特定する。そして、特定したノイズ源による信号を４つの検知用コイル４１の信号から差し引いて求めた信号波形をノイズのない信号波形と考え、この信号波形から、ノイズ源による信号として特定した検知用コイル４１を含む４つの検知用コイル４１の受信波強度を求める。この操作を検知用コイル４１の１個分ずつずらしながら行い、全ての検知用コイル４１についての受信波強度を求める。求められた受信波強度は、各検知用コイル４１の座標に対応付けられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００３３】
外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について、４つの検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についての入力信号が、図７に示すような信号波形ＳＡ〜ＳＤである場合を例に挙げて説明する。図７には、横軸を時間，縦軸を入力信号の振幅値として、入力信号の波形が表されている。ＣＰＵ６２は、図７（ａ）に示す４つの検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）の信号波形ＳＡ〜ＳＤのうちの、位置特定用コイルシート４の最も一端側（図３参照）の検知用コイル４１についての信号波形ＳＡと、残りの信号波形ＳＢ〜ＳＤとの差分である信号波形ＳＡＢ〜ＳＡＤ（図７（ｂ）参照）、及び、最も他端側（図３参照）の検知用コイル４１についての信号波形ＳＤと信号波形ＳＢ，ＳＣとの差分である信号波形ＳＢＤ，ＳＣＤ（図７（ｃ）参照）をそれぞれ算出する。次いで、信号波形ＳＡＢ及びＳＣＤの何れの最大振幅が小さいかを判別し、信号波形ＳＡＢの最大振幅が最も小さければ信号波形ＳＡ〜ＳＤから信号波形ＳＡを差し引いた信号波形ＳＡＡ〜ＳＡＤを、信号波形ＳＣＤの最大振幅が最も小さければ信号波形ＳＡ〜ＳＤから信号波形ＳＤを差し引いた信号波形ＳＡＤ〜ＳＤＤを、それぞれ検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についてのノイズの除去された信号波形と特定する。例えば、信号波形ＳＡＢより信号波形ＳＣＤの方が小さい場合には、信号波形ＳＡＤ〜ＳＤＤの最大振幅値（図７（ｄ）参照）を検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）についてのノイズの除去された信号波形と特定する。ＣＰＵ６２は、このような処理を、駆動する４つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行う。これにより、位置特定用コイルシート４が備える全ての検知用コイル４１についてのノイズ除去後の信号波形が、各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。このようにしてノイズの除去された各検知用コイル４１についての信号波形に基づき、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理が行われ、各検知用コイル４１のノイズが除去された信号の最大振幅、すなわち受信波強度が求められ（ピークトウーピーク検出）、求められた受信波強度は各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００３４】
次に、ＣＰＵ６２による位置指示装置３での指示位置の特定方法について説明する。まず、ＣＰＵ６２は、位置特定用コイルシート４の各検知用コイル４１について、位置特定用コイルシート４の受信波強度を他端側（図３参照）で隣り合う検知用コイル４１の受信波強度から差し引いた受信波強度の差分値を取得する。次いで、各検知用コイル４１について、他端側に並んだ所定数の検知用コイル４１にかけての差分値の変化率を表す変化情報を、上記所定数の検知用コイル４１の配置位置及び差分値に基づき、最小２乗法等を用いて最も一端側の検知用コイル４１から順に特定し、検知用コイル４１を識別する情報と共にＲＡＭ６４に記憶する。全ての検知用コイル４１についての変化情報をＲＡＭ６４に記憶すると、ＣＰＵ６２は、記憶された変化情報が表す差分値の変化率の負の最大値を特定し、差分値の変化率の負の最大値の得られた検知用コイル４１を基準コイルとする情報と共にＲＡＭ６４に記憶する。次いで、基準コイルとなる検知用コイル４１についての変化情報が表す差分値の“０”となる位置特定用コイルシート４上の座標位置を、ピーク座標位置（位置指示装置３に指示された座標位置）として特定する。
【００３５】
最小２乗法を用いたＣＰＵ６２によるピーク座標位置の特定方法の一例について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は各検知用コイル４１の位置と、各々の位置での検知用コイル４１の検知信号の強度との関係を示す図，図８（ｂ）は隣り合う検知用コイル４１間での強度の差分値を示す図である。図８（ａ）では、横軸に位置特定用コイルシート４の位置，縦軸に検知信号の強度が表されている。また、図８（ｂ）では、横軸に位置特定用コイルシート４の位置，縦軸に強度の差分値が表されている。また、各図の左側は位置特定用コイルシート４の一端側，右側は他端側を示している。
【００３６】
この例では、位置特定用コイルシート４の一端側（図３参照）から他端側（図３参照）にかけて並んだ４つの検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の、最も一端側の検知用コイル４１（ｎ）を基準にとり、基準となる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘをそれぞれ“０”〜“３”とし、また、差分値ＹをＲ（ｎ）〜Ｒ（ｎ＋３）とし、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間での差分値Ｙの変化状態を元に、ピーク座標位置を特定する場合について説明する。ここで、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間での差分値Ｙの変化状態を表す変化情報は、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離ＸをＸ軸，差分値ＹをＹ軸にとった図８（ｂ）に示す座標上での差分値Ｙの変化を、１次関数に近似して示す下記（式１）で表される。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ・・・・（式１）
【００３７】
ＣＰＵ６２は、まず、各検知用コイル４１について、以下の（式２）の演算を実行して、上記（式１）で表される直線の傾き“ａ（ｎ）”を特定する。
ａ（ｎ）＝（Ｍ×Ｄ−Ｃ×Ｅ）／（Ｍ×Ｂ−Ｅ×Ｅ）・・・・（式２）
ここで、Ｍ：上記（式１）を特定する検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の数量＝４，Ｅ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘの合計，Ｃ：検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の差分値Ｙの合計，Ｄ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の距離Ｘ×差分値Ｙの合計，Ｂ：各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の距離Ｘの２乗の合計を表している。
【００３８】
この例では、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘがそれぞれ“０”〜“３”であることから、Ｅ＝０＋１＋２＋３＝６となる。また、４つの検知用コイル４１の差分値Ｙがそれぞれ“Ｒ（ｎ）”〜“Ｒ（ｎ＋３）”であることから、Ｃ＝Ｒｎ＋Ｒ（ｎ＋１）＋Ｒ（ｎ＋２）＋Ｒ（ｎ＋３）となる。また、Ｄ＝Ｒ（ｎ）×０＋Ｒ（ｎ＋１）×１＋Ｒ（ｎ＋２）×２＋Ｒ（ｎ＋３）×３となる。また、Ｂ＝０＋１＋４＋９＝１４となる。
【００３９】
各検知用コイル４１（ｎ）について上記（式２）の演算を実行して傾き“ａ（ｎ）”を取得した後、“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる検知用コイル４１（ｎ）を特定する。図８（ｂ）に示すように、強度が最大となる検知用コイル４１（ｎ＋２）の周囲の４つの検知コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）間では、傾き“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる傾向にある。このため、傾き“ａ（ｎ）”が最も大きな負の傾きとなる検知用コイル４１（ｎ）、つまり基準コイルから他端側に位置する３つの検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の間に、位置指示装置３による指示位置があることになる。
【００４０】
このようにして基準コイルを特定した後、ＣＰＵ６２は、上記（式１）のＹを各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離，Ｘを差分値Ｒ（ｎ）〜Ｒ（ｎ＋３）として、つまり、差分値ＹをＸ軸，距離ＸをＹ軸に置き換えて下記の（式３）の演算を実行し、上記（式１）で表される直線の切片“ｂ（ｎ）”の座標を特定する。
【００４１】
ｂ（ｎ）＝（Ｂ×Ｃ−Ｄ×Ｅ）／（Ｍ×Ｂ−Ｅ×Ｅ）・・・・（式３）
【００４２】
この例では、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の差分値Ｘがそれぞれ“Ｒ（ｎ）”〜“Ｒ（ｎ＋３）”となり、Ｅ＝Ｒ（ｎ）＋Ｒ（ｎ＋１）＋Ｒ（ｎ＋２）＋Ｒ（ｎ＋３）となる。また、各検知用コイル４１（ｎ）〜４１（ｎ＋３）の検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｙがそれぞれ“０”〜“３”となり、Ｃ＝０＋１＋２＋３＝６となる。また、Ｄ＝Ｒ（ｎ）×０＋Ｒ（ｎ＋１）×１＋Ｒ（ｎ＋２）×２＋Ｒ（ｎ＋３）×３となる。また、Ｂ＝Ｒ（ｎ）＾２＋Ｒ（ｎ＋１）＾２＋Ｒ（ｎ＋２）＾２＋Ｒ（ｎ＋３）＾２となる。
【００４３】
上記（式３）の演算を実行して得られる切片“ｂ（ｎ）”は、図８（ｂ）に示すように、距離ＸをＸ軸，差分値ＹをＹ軸とした上記（式１）の差分値Ｙ＝“０”になる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１となる。このため、ＣＰＵ６２は、指示位置の座標を特定する原点位置からの基準コイルとなる検知用コイル４１（ｎ）の座標位置にｂ（ｎ）を加算して得られる座標位置をピーク座標位置として特定する。
【００４４】
次に、入力装置１が位置指示装置３で指し示された入力表示部２上の位置情報を取得する動作について説明する。
【００４５】
メインセンサ部５ａの制御部６は、アナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動対象となるＸ軸位置特定用コイルシート４ａの検知用コイル４１をタイミング信号発生回路５１に接続する。これにより、駆動対象となる検知用コイル４１に、駆動電源を入力することが可能となる。また、アナログＳＷ５６の駆動を制御して、駆動（検出）対象となる検知用コイル４１と接続された内部信号線を増幅回路５４に接続する。
【００４６】
アナログＳＷ５２，５６の駆動が行われると、メインセンサ部５ａの制御の下、サブセンサ部５ｂのサブ制御回路５３は、タイミング信号発生回路５１に制御信号を入力し、タイミング信号発生回路５１から検知用コイル４１に駆動電源を出力する。これにより、検知用コイル４１からタイミング信号としての電波が発信され、発信された電波が位置指示装置３の位置指示用コイル３２で受信される。位置指示用コイル３２は、受信した電波をタイミングパルスとして受け取り所定時間の経過後に電波を発信する。
【００４７】
その後、サブセンサ部５ｂのサブ制御回路５３は、メインセンサ部５ａの制御の下、タイミング信号発生回路５１からの駆動電源の出力を停止する。このタイミングに合わせて、メインセンサ部５ａの制御部６は、アナログＳＷ５２の駆動を制御して、駆動（検知）対象の検知用コイル４１のタイミング信号発生回路５１との接続を遮断し、メインセンサ部５ａの増幅回路５４に接続する。これにより、検知用コイル４１からの電波の発信が停止すると共に、検知対象となる検知用コイル４１から増幅回路５４への検知信号の入力が可能となる。その後、位置指示装置３の位置指示用コイル３２から発信された電波が、検知用コイル４１で受信されると、検知用コイル４１から検知信号が出力される。この検知信号は、増幅回路５４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５５でＡＤ変換されて、制御部６に入力される。
【００４８】
制御部６に入力された検知信号は、メイン制御回路６１の外来ノイズ除去回路６１ａにおいて、上述した手順で外来ノイズを除去された後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂで周波数ｆ１を含む帯域の周波数成分を取り出される。ピークトウーピーク検出回路６１ｃは、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂで取り出された信号の強度を特定する。このような処理が、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの最初の駆動対象となる４つの検知用コイル４１から他端側（図３参照）にかけて順に、４つの検知用コイル４１ずつ、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａを２分する一方側及び他方側の３２個の検知用コイル４１毎に行われることにより、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの備える全ての検知用コイル４１について信号の強度が取得される。
【００４９】
制御部６のＣＰＵ６２は、各検知用コイル４１についての信号の強度に基づき、上述した手順で位置特定用コイルシート４のＸ軸上での位置指示装置３による指示位置を特定する。位置検出装置５は、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａについての処理と同様の処理を、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂについて実行することにより、位置特定用コイルシート４のＹ軸上での位置指示装置３による指示位置を特定する。これにより、入力表示部２上での位置指示装置３による指示位置が特定される。
【００５０】
次に、入力装置１を用いてゲーム装置により実行されるゲームの例について説明する。まず、図９用いて「電子モグラ叩き」ゲームについて説明する。このゲームでは、図９（ａ）に示すように、ハンマー型の筐体３ａを備えた位置指示装置３が用いられる。この位置指示装置３の回路には、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図９（ｂ）に示すように、入力表示部２の液晶表示パネル２１に敵キャラクタ２１ａの画像を次々と表示する。図９（ｃ）に示すように、ハンマーの操作で位置指示装置３により位置が指示されると、ゲーム装置は、位置検出装置５による検出位置に応じた画像表示を行う。例えば、検出位置が敵キャラクタ２１ａの画像表示範囲に含まれていると、図９（ｃ）に示すように、敵キャラクタを撃破したことを表す画像２１ｂが表示される。
【００５１】
次に、図１０を用いて「お絵かき」ゲームについて説明する。このゲームでは、図１０（ａ）に示すように、ペン型の筐体３ａを備えた位置指示装置３が用いられる。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１０（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面を２分する表示領域の一方に、「お題」２１ｃを画像表示する。ペンの操作で位置指示装置３により位置が指示されると、ゲーム装置は、図１０（ｃ）に示すように、位置検出装置５による検出位置に沿って線を描く画像表示を行い、表示画面には絵２１ｄが描かれる。図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにしてもよい。このようにして表示領域の他方に絵２１ｄが描かれた後、それを知らせる入力が位置指示装置３の操作等で行われると、ゲーム装置は、ペンで描かれた画像が「お題」２１ｃにどれだけ近いかを判定し、判定結果を液晶表示パネル２１に表示する。
【００５２】
次に、図１１を用いて「ＲＴＳ（リアルタイム・ストラテジー）」ゲームについて説明する。このゲームは、色や模様や形状で敵軍と見方軍とに区別されたキャラクタ同士で戦闘を行うゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。また、図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにすることもできる。ゲーム装置は、図１１（ａ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に敵軍２１ｅ及び見方軍２１ｆのキャラクタ画像を表示する。位置指示装置３での指示位置やスイッチ３４の操作でキャラクタ２１ｅ，２１ｆを掴み指示位置を変える操作が行われると、ゲーム装置は、図１１（ｂ）に示すように、位置検出装置５での検出結果に応じて、キャラクタ２１ｅ，２１ｆを移動表示させたり表示位置を変更する。なお、図１１（ｃ）に示すように、入力表示部２上に線を描く操作が行われると、図１１（ｄ）に示すように、描かれた線に沿ってキャラクタ２１ｅ，２１ｆが移動する画像表示を行うようにしてもよい。
【００５３】
次に、図１２〜図１４を用いて「立体物を動かす」ゲームについて説明する。図１２に示す「戦略ゲーム」は、図１２（ａ）に示すように、キャラクタを表す駒形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用いて、敵軍，味方軍に分かれて行われる。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１２（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に敵軍２１ｇ１や障害物や背景等２１ｇ２の画像を表示し、位置検出装置５での検出結果に応じて、障害物や背景を変える画像表示、演出２１ｇの画像表示を行う。
【００５４】
また、図１３に示す「戦略ゲーム」は、図１３（ａ）に示すように、キャラクタを表すロボット形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用いて、敵キャラクタ２１ｈと戦闘を行うゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１３（ｂ）に示すように、位置検出装置５での検出結果に応じて、液晶表示パネル２１の表示画面に表示された敵キャラクタ２１ｈ、更には障害物や背景、演出２１ｉ等の画像表示を行う。
【００５５】
また、図１４に示す「アクションゲーム」は、図１４（ａ）に示すように、車形の筐体３ａを有する位置指示装置３を用い、障害物２１ｊを避けて車を動かすゲームである。この位置指示装置３の回路にも、基本的に図１の位置指示装置３と同じ同調回路３１が組み込まれている。ゲーム装置は、図１４（ｂ）に示すように、液晶表示パネル２１の表示画面に表示された障害物２１ｊや背景等の画像表示を行う。例えば、図１４（ｂ）に示すように、表示された障害物２１ｊ等を避けるようにして、入表示部２上で筐体３ａが矢印で示すように移動されると、位置検出装置５での検出結果に応じた画像表示が行われる。なお、図１２〜図１４に示す各ゲームでは、図１の位置指示装置３と同じスイッチ検出回路３５を、位置指示装置３の回路に組み込み、ペンによる位置指示をスイッチ３４の操作と共に行うようにすることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、同時に同期して受信波を検出された複数の検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき、位置指示装置３による入力表示部２の指示位置が特定されるので、各受信波に含まれる外部ノイズの影響を受けることなく、位置指示装置３による指示位置を特定することができる。つまり、位置指示装置３から発信された電波の各検知用コイル４１での受信波強度は、位置指示装置３による指示位置からの距離や向きに応じて大きく変化するのに対し、入力表示部２の比較的広範囲で受信される外部ノイズの各検知用コイル４１での受信波強度は、各検知用コイル４１間で大きな差がないことから、各検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき指示位置を特定することにより、外部ノイズの影響を排除することができる。この結果、位置指示装置３による指示位置の検出精度を高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、入力表示部２を指示した位置指示装置３から発信される電波の検知用コイル４１による受信範囲よりも広い間隔をおいて配置された複数の検知用コイル４１での受信波を同期させて検出することから、位置指示装置３から発信される電波の受信範囲外に位置していて外部ノイズのみが受信されている可能性の高い検知用コイル４１と他の検知用コイル４１とでの受信波の強度差に基づき、指示位置を特定できる。つまり、外部ノイズを排除して位置指示装置３で発信された電波の受信波のみに基づき指示位置の特定を行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、隣り合う検知用コイル４１間での差信号の差分値が検知用コイル４１の距離及び差分値を座標軸にとった座標面上で略直線に並ぶことから、隣り合う検知用コイル４１間での差分値の変化を１次関数に近似して示す変化情報に基づき指示位置を特定することにより、簡単な計算で精度の高い位置情報を得ることが出来る。
【００５９】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施形態では、同期して検知信号を検出される４つの検知用コイル４１のうちの両端の検知用コイル４１同士が、位置指示装置３から発信される電波の受信範囲より広い間隔をおいて配置されていた場合について説明したが、隣り合った２つの検知用コイル４１での検知信号を同時に同期させて検出してもよい。つまり、隣り合う２つの検知用コイル４１での検知信号を同期させて検出する操作を、Ｘ軸及びＹ軸の各位置特定用コイルシート４の最も一端側（図３参照）に位置する検知用コイル４１から順に、他端側（図３参照）にかけて検知用コイル４１の１個分ずつずらして行う構成としてもよい。
【００６０】
以下、このような検知信号の検出を行う本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の入力装置は、上記第１実施形態の入力装置１と同様の構成を有しているが、位置検出装置５が、検知用コイル４１からの入力信号の処理に用いる増幅回路５４，Ａ／Ｄ変換器５５等の回路を、検知信号の検出を同期させて行う検知用コイル４１の数量と同じ２つずつ、各位置特定用コイルシート４毎に合計４つ備えている点で、上記第１の実施形態と異なる。また、上述のように、検知用コイル４１からの検知信号の検出方法、及び検出信号の処理方法が、上記第１実施形態と異なる。具体的には、制御部６のメイン制御回路６１は、サブセンサ部５ｂ及びアナログＳＷ５６の駆動を制御して、各位置特定用コイルシート４の最も一端側の検知用コイル４１から他端側にかけて検知用コイル４１の１個分ずつずらしながら、順番に隣り合う２つの検知用コイル４１を同時に同期させて駆動する処理を、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で行う。これにより、各位置特定用コイルシート４の備える検知用コイル４１が、隣り合う検知用コイル４１と同時に同期して検知信号を検出される。検出された検知信号は、上記第１実施形態と同様にしてＡ／Ｄ変換器５５からメイン制御回路６１に入力された後、後述する外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去、ＣＰＵ６２による指示位置の特定等の処理に用いられる。
【００６１】
本実施形態での外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について説明する。外来ノイズ除去回路６１ａは、Ａ／Ｄ変換器用Ｉ／Ｏ部６ａから入力された、隣り合う２つの検知用コイル４１についての信号の一方を他方から差し引いて求めた信号波形から、両検知用コイル４１間での受信波強度の差分を求める。この操作を駆動する２つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行い、全ての検知用コイル４１について、隣り合う検知用コイル４１との受信波強度の差分を求める。求められた受信波強度の差分は、各検知用コイル４１の座標に対応付けられてメモリ部６１ｄに記憶される。
【００６２】
外来ノイズ除去回路６１ａによる外来ノイズの除去方法について、隣り合う２つの検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）についての入力信号が、図１５に示すような信号波形ＳＡ，ＳＢである場合を例に挙げて説明する。図１５には、横軸を時間，縦軸を入力信号の振幅値として、入力信号の波形が表されている。外来ノイズ除去回路６１ａは、図１５（ａ）に示す２つの検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形ＳＡ，ＳＢの差分である信号波形ＳＡＢ（図１５（ｂ）参照）を算出する。
【００６３】
例えば、ノイズ源による信号波形が信号波形ＳＮで、ノイズのない検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形を信号波形ＰＡ，ＰＢとすると（図１５（ｃ）参照）、信号波形ＳＡＢは、信号波形ＰＡ，ＰＢの差分である信号波形と等しくなる。つまり、信号波形ＳＡ，ＳＢの差分である信号波形ＳＡＢを算出することにより、ノイズの信号波形ＳＮの除去された検知用コイル４１（Ａ），４１（Ｂ）の信号波形ＰＡ，ＰＢの差分である信号波形を得ることができる。外来ノイズ除去回路６１ａは、このような処理を、駆動する２つの検知用コイル４１が切り替えられる度に行う。
【００６４】
これにより、位置特定用コイルシート４が備える全ての検知用コイル４１についての隣り合う検知用コイル４１との差分の信号波形がメモリ部６１ｄに記憶され、その後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理を経て、各検知用コイル４１の差分の信号の最大振幅が求められ、各検知用コイル４１の座標に対応づけられてメモリ部６１ｄに記憶される。このようにして、メモリ部６１ｄに記憶された最大振幅は、上記第１実施形態での受信波強度の差分値に相当し、その後のＣＰＵ６２による指示位置の特定処理において同様に用いられる。
【００６５】
本実施形態によれば、同時に同期して受信波を検出された複数の検知用コイル４１からの入力信号の差信号に基づき、位置指示装置３による入力表示部２の指示位置を特定するので、各受信波に含まれる外部ノイズの影響を受けることなく、位置指示装置３による指示位置を特定できる。また、隣り合う検知用コイル４１間での差分値の変化を近似して示す１次関数に基づき指示位置を特定することから、簡単な計算で精度の高い位置情報を得ることが出来る。従って、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
しかも、本実施形態によれば、検知用コイル４１からの入力信号の差信号を特定することにより、隣接する検知用コイル４１間での受信波強度の差分値を特定することができ、差分値を特定する処理を別途行うことなく、指示位置を特定することができる。
【００６７】
上記各実施形態では、位置指示装置３が、スイッチ３４の操作に応じて、位置指示用コイル３２から電波を送信させるか否かを切り替えた場合について説明したが、電波の送信回数や送信時間，送信する電波の位相や周波数を切り替える構成としてもよい。また、位置特定用コイルシート４が備える検知用コイル４１の数量及び配置間隔は、上記各実施形態での構成に限定されない。
【００６８】
上記第１実施形態では、４つの検知用コイル４１毎に検知信号の検出を行った場合について説明したが、検知信号の検出を同期させる検知用コイル４１の数量は任意である。例えば、４つの検知用コイル４１を間に置いて配置された８つの検知用コイル４１での検知信号の検出を同期させてもよい。
【００６９】
また、上記各実施形態では、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ，Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの順で指示位置を特定したが、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂ，Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの順で指示位置を特定しても、また、両位置特定用コイルシート４について強度又は差分値を取得後に、各位置特定用コイルシート４について続く処理を行い、指示位置を特定してもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態では、サブセンサ部５ｂのタイミング信号発生回路５１としてトランジスタ、メインセンサ部５ａの増幅回路５４としてオペアンプをそれぞれ用いた場合について説明したが、タイミング信号発生回路５１としては、トランジスタ，ＦＥＴ（Field Effect Transistor），小型モータ用のドライバーＩＣ等を、増幅回路５４としては、オペアンプ，トランジスタ，ＦＥＴ等を、それぞれ用いることができる。
【００７１】
上記第１実施形態では、検知信号の処理に用いられるＡ／Ｄ変換器５５等の回路を、各位置特定用コイルシート４の接続部４２の合計と同じ１２個ずつ備えている場合について説明した。しかしながら、Ｙ軸位置特定用コイルシート４ｂの接続部４２の数量と同じ４個ずつ、又は、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの接続部４２の合計と同じ８個ずつ備えられている構成としてもよい。また、上記第２実施形態では、検知信号の検出を同時に行う２つの検知用コイル４１と同じ２つずつ、検知信号の処理に用いるＡ／Ｄ変換器５５等の回路を備える構成としてもよい。これらの場合、アナログＳＷ５２やアナログＳＷ５６の駆動、又は別途設けられたスイッチの駆動により、Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａ側とＹ軸位置特定用コイルシート４ｂ側，Ｘ軸位置特定用コイルシート４ａの一方側と他方側で、接続する内部信号線を切り替えることができる。
【００７２】
上記各実施形態では、基準コイルを特定後に、差分値ＹをＸ軸，距離ＸをＹ軸に置き換えて上記の（式３）の演算を実行し、上記（式１）で表される直線の切片“ｂ（ｎ）”の座標を特定することにより、上記（式１）の差分値Ｙ＝“０”になる検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１を特定した場合について説明した。しかしながら、検知用コイル４１（ｎ）からの距離Ｘ１の特定方法は任意である。
【００７３】
上記各実施形態では、隣り合う検知用コイル４１間での差分値を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、位置指示装置３による指示位置を特定した場合について説明した。しかしながら、上記第１実施形態では、各検知用コイル４１についての強度を２次関数や曲線に近似して示す変化情報に基づき、位置指示装置による指示位置を特定してもよい。この場合、２次関数に最小２乗法を適応して、指示位置を特定することもできる。
【００７４】
上記各実施形態では、隣り合う検知用コイル４１間での差分値を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、基準コイルとなる検知用コイル４１を特定した場合について説明したが、上記第１実施形態では、例えば、並んで配置された複数の検知用コイル４１間での受信強度の変化を近似して示す２次関数に基づき基準コイルを特定した後に、基準コイルとなる検知用コイル４１と並ぶ検知用コイル４１について差分値を取得し、差分値の変化を１次関数に近似して示す変化情報に基づき、ピーク座標位置を特定する構成としてもよい。
【００７５】
アナログＳＷ５６による増幅回路５４への内部信号線の接続タイミングは、アナログＳＷ５２の駆動と同期させる必要はなく、例えば、サブセンサ部５ｂによる検知用コイル４１の駆動停止までの何れかのタイミングで行う等、検知用コイル４１による検知信号の検出時までに行われていればよい。また、上記第１実施形態では、差分波の最大振幅値ＳＡＢと差分波の最大振幅値ＳＣＤとを比較して、各検知用コイル４１（Ａ）〜４１（Ｄ）の強度差を特定した場合について説明した。しかしながら、信号波ＳＡの最大振幅値と差分波ＳＤの最大振幅値の何れが小さいかの判別結果に基づき、強度差を特定してもよい。
【００７６】
上記各実施形態では、複数の位置指示装置３が同時に用いられる場合に、各位置指示装置３から異なるタイミングで電波を送信させて、位置指示装置３同士を区別した場合について説明したが、各位置指示装置３から送信される電波の周波数を異ならせる等して位置指示装置３同士を区別してもよい。また、複数の位置指示装置３が同時に用いられることがない等、位置指示装置３同士を区別する必要がない場合には、各位置指示装置３から送信される電波を区別する必要もない。これらの場合、サブセンサ部５ｂがタイミング信号発生回路５１を備える必要はない。
【００７７】
また、上記各実施形態では、外来ノイズ除去回路６１ａでＡ／Ｄ変換器５５からの入力信号のノイズ除去を行った後、デジタルバンドパスフィルタ回路６１ｂ，ピークトウーピーク検出回路６１ｃでの処理を行った場合について説明した。しかしながら、ピークトウーピーク検出回路６１ｃやＣＰＵ６２でこれらの処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態による入力装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す位置指示装置からの電波の送信状態を説明する図である。
【図３】図１に示す位置検出装置が備える位置特定用コイルシートの構成の概略を示す平面図である。
【図４】図１に示す位置検出装置の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御部の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図６】図５に示すメイン制御回路がＡ／Ｄ変換器からの入力信号の処理に用いる回路の構成の概略を示すブロック図である。
【図７】図６に示す外来ノイズ除去回路での外来ノイズ除去方法を説明する図である。
【図８】図５に示すＣＰＵでの指示位置の特定方法を説明する図であり、強度差とＣＰＵが特定した差分値とを比較して示す図である。
【図９】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第１の例を説明する図である。
【図１０】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第２の例を説明する図である。
【図１１】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第３の例を説明する図である。
【図１２】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第１の図である。
【図１３】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第２の図である。
【図１４】入力装置を用いてゲーム装置が実行するゲームの第４の例を説明する第３の図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態での図６に示す外来ノイズ除去回路での外来ノイズ除去方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ：入力装置（指示位置検出装置）
２ ：入力表示部
３ ：位置指示装置
３ａ ：筐体
３１ ：同調回路
３２ ：位置指示用コイル
４，４ａ，４ｂ ：位置特定用コイルシート（位置検出装置）
４１，４１ａ，４１ｂ ：検知用コイル
４２，４２ａ，４２ｂ ：接続部
４３，４３ａ，４３ｂ ：引出線
５ ：位置検出装置（位置検出装置）
５ａ ：メインセンサ部
５ｂ ：サブセンサ部
５１ ：タイミング信号発生回路
５２ ：アナログＳＷ
５３ ：サブ制御回路
５６ ：アナログＳＷ
６ ：制御部
６１ ：メイン制御回路
６１ａ ：外来ノイズ除去回路
６１ｂ ：デジタルバンドパスフィルタ回路
６１ｃ ：ピークトウーピーク検出回路
６２ ：ＣＰＵ
８ ：信号線束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の電波を発信する位置指示装置と、前記位置指示装置から発信される電波を受信する受信部が複数配列された受信面を有し、前記受信部での前記電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する位置検出装置と、からなる指示位置検出装置であって、
複数の前記受信部での受信波を同時に同期させて検出する受信波検出手段と、
受信波を検出する前記複数の受信部の内、２つの受信部からの信号の差信号を出力する差信号出力手段と、
前記差信号出力手段から出力された前記差信号に基づき、前記受信面上での受信波強度の最大位置を、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置として算出する指示位置算出手段とを備えることを特徴とする指示位置検出装置。
【請求項２】
前記指示位置算出手段は、隣接する前記受信部間での前記差信号が最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の指示位置検出装置。
【請求項３】
前記受信波検出手段は、複数の前記受信部の内の少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定し、
前記差信号出力手段は、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力して、前記位置指示装置からの電波の前記受信部での受信信号のみを取り出し、
前記指示位置算出手段は、前記受信波検出手段が取り出した前記受信信号の強度が最大になる前記受信面上の位置を前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の指示位置検出装置。
【請求項４】
前記指示位置算出手段は、前記差信号出力手段が出力した前記差信号の隣接する前記受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項３に記載の指示位置検出装置。
【請求項５】
受信面に複数配列された受信部での位置指示装置から発信される電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する指示位置検出方法であって、
少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した複数の前記受信部での受信波を同期させて検出する受信波検出工程と、
前記受信波検出工程で受信波を検出する前記複数の受信部の内、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力する差信号出力工程と、
前記差信号出力工程で出力された前記差信号の隣接する受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出する指示位置算出工程とを備える特徴とする指示位置検出方法。
【請求項１】
所定の周波数の電波を発信する位置指示装置と、前記位置指示装置から発信される電波を受信する受信部が複数配列された受信面を有し、前記受信部での前記電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する位置検出装置と、からなる指示位置検出装置であって、
複数の前記受信部での受信波を同時に同期させて検出する受信波検出手段と、
受信波を検出する前記複数の受信部の内、２つの受信部からの信号の差信号を出力する差信号出力手段と、
前記差信号出力手段から出力された前記差信号に基づき、前記受信面上での受信波強度の最大位置を、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置として算出する指示位置算出手段とを備えることを特徴とする指示位置検出装置。
【請求項２】
前記指示位置算出手段は、隣接する前記受信部間での前記差信号が最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の指示位置検出装置。
【請求項３】
前記受信波検出手段は、複数の前記受信部の内の少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定し、
前記差信号出力手段は、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力して、前記位置指示装置からの電波の前記受信部での受信信号のみを取り出し、
前記指示位置算出手段は、前記受信波検出手段が取り出した前記受信信号の強度が最大になる前記受信面上の位置を前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の指示位置検出装置。
【請求項４】
前記指示位置算出手段は、前記差信号出力手段が出力した前記差信号の隣接する前記受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出することを特徴とする請求項３に記載の指示位置検出装置。
【請求項５】
受信面に複数配列された受信部での位置指示装置から発信される電波の受信状態に基づき、前記位置指示装置による前記受信面の指示位置を検出する指示位置検出方法であって、
少なくとも１つを前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した複数の前記受信部での受信波を同期させて検出する受信波検出工程と、
前記受信波検出工程で受信波を検出する前記複数の受信部の内、前記位置指示装置からの電波の受信範囲から外れるように選定した受信部からの信号と他の受信部からの信号との差信号を出力する差信号出力工程と、
前記差信号出力工程で出力された前記差信号の隣接する受信部間での差が、最大値から最小値に変化する間に“０”となる前記受信面上の位置を、前記位置指示装置の指示位置として算出する指示位置算出工程とを備える特徴とする指示位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１９３５３４（Ｐ２００９−１９３５３４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３６３７０（Ｐ２００８−３６３７０）
【出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（０００１３２４７１）株式会社セガ (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（０００１３２４７１）株式会社セガ (811)
【Ｆターム（参考）】
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