JP2015049890A - 位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合した位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供するためのものである。【解決手段】本発明は、複数のループアンテナを１つずつ選択し、選択されたループアンテナを介して画面部を指示したポインタに電磁気信号を転送し、選択されたループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信して、複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいてポインタが画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する位置感知方法と、その装置及びディスプレイ装置を開示し、極座標抽出に適合したアンテナ装置を開示する。【選択図】図３

Description

本発明は、位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置に関するものである。

最近、スマートフォン、スマートブック、タブレットなどのモバイル端末は、入力と関連したヒューマンインターフェース（ＨＩＤ：HumanInterfaceDevice）として、指を用いたタッチ入力方式だけでなく、ペンなどのポインタ（Pointer）を用いたペン入力方式のためのヒューマンインターフェースを提供している。

特に、ペン入力方式は、指を用いたタッチ入力方式に比べて、筆記及び絵を描くことがより精密になされることができるので、益々利用されるようになっている。

このようなペン入力方式のうち、電磁気誘導現象を用いる電磁気方式（ElectromagneticType）があるが、この電磁気方式が高性能のペン入力装置に多く利用されている。

このような電磁気方式のペン入力方式では、ペンなどのポインタに信号を送受信するためのアンテナ（ループまたはコイルともいう）が使われる。

一般に、スマートフォンなどのモバイル端末でのディスプレイ装置は通常四角形態を有するが、最近になって論議されている腕時計（スマートウォッチ）形態のスマートフォンなどは四角形でなく円形のディスプレイを有することもできる。

このような円形のディスプレイに従来のペン入力方式を適用する場合、ディスプレイ装置は円形であるが、アンテナが四角形態を有するようになるので、形態的な面で、そして受信信号からＸ−Ｙ直交座標を抽出する信号処理の面で、不自然で、かつ信号処理過程が複雑になる問題点がある。

特開２０１１−３４６００号公報

本発明の目的は、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合した位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合したペン入力を可能にする位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、座標抽出のための信号処理を効率的に遂行することができるようにしてくれる位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、一態様によれば、本発明は、各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナと、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナを含む極座標アンテナ部、上記複数の第１ループアンテナを１つずつ選択し、上記複数の第２ループアンテナを１つずつ選択するスイッチング部、上記選択された第１ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、上記選択された第２ループアンテナを介して電磁気信号を転送する転送部、上記選択された第１ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、上記選択された第２ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信する受信部、及び上記複数の第１ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて上記複数の第１ループアンテナ別信号強さ分布を把握し、上記複数の第２ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて上記複数の第２ループアンテナ別信号強さ分布を把握して、上記ポインタが上記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出するプロセッサを含む位置感知装置を提供する。

他の態様によれば、本発明は、複数のループアンテナを１つずつ選択し、上記選択されたループアンテナを介して画面部を指示したポインタに電磁気信号を転送し、上記選択されたループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号を上記ポインタから受信する信号送受信ステップ、及び上記複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいて上記ポインタが上記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する極座標抽出ステップを含む位置感知方法を提供する。

更に他の態様によれば、本発明は、画面部、及び複数のループアンテナの各々を介して上記画面部を指示したポインタに電磁気信号を転送し、上記複数のループアンテナの各々を介して転送された電磁気信号に対応する共振信号を上記ポインタから受信して、上記複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいて上記ポインタが上記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する位置感知装置を含むディスプレイ装置を提供する。

更に他の態様によれば、本発明は、位置感知用アンテナ装置において、第１電圧が印加されて電磁気信号を発生させて上記アンテナ装置の上部に位置した画面部を接触式または非接触式により指示したポインタで共振現象が発生するようにし、上記ポインタで発生した共振現象により第２電圧が発生する複数のループを含み、かつ上記複数のループは、各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループと、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループを含むことを特徴とする、位置感知用アンテナ装置を提供する。

本発明によれば、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合した位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供する効果がある。

また、本発明によれば、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合したペン入力を可能にする位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供する効果がある。

また、本発明によれば、座標抽出のための信号処理を効率的に遂行することができるようにしてくれる位置感知方法、位置感知装置、アンテナ装置、及びディスプレイ装置を提供する効果がある。

本発明の一実施形態に従うディスプレイ装置を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に従うディスプレイ装置に含まれた画面部の前面部形状を例示的に示す図である。 本発明の一実施形態に従う位置感知装置を示す図である。 本発明の一実施形態に従う第１ループアンテナの例示図である。 本発明の一実施形態に従う第１ループアンテナの他の例示図である。 本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナの例示図である。 本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナの他の例示図である。 極座標の距離値を抽出するための位置感知装置の動作方式を説明するための図である。 距離値の抽出のための共振信号の信号強さ分布を例示的に示す図である。 極座標の角度値を抽出するための位置感知装置の動作方式を説明するための図である。 角度値の抽出のための共振信号の信号強さ分布を例示的に示す図である。 距離値と角度値とを含んで抽出された極座標を示す図である。 本発明の一実施形態に従う第１ループアンテナの受信特性実験結果を示す図である。 本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナの受信特性実験結果を示す図である。 本発明の一実施形態に従う位置感知方法に対するフローチャートである。 本発明の一実施形態に従う位置感知用アンテナ装置を示す図である。

以下、本発明の一部の実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や回順序または順序などが限定されない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。

図１は、本発明の一実施形態に従うディスプレイ装置１００を概略的に示す図である。

図１を参照すると、一実施形態に従うディスプレイ装置１００は、画面が表示される画面部１１０と、ペンなどのポインタ１３０で画面部１１０の前面部を接触式または非接触式により指示した場合、指示した地点の位置を感知する位置感知装置１２０などを含む。

一実施形態に従う位置感知装置１２０は、電磁気誘導現象を用いる電磁気方式（ElectromagneticType）のペン入力のために、ペンなどのポインタ１３０が画面部１１０の前面部を接触式または非接触式により指示した地点の位置を感知する装置である。このような位置感知装置１２０をペン入力装置、入力装置、またはタッチ入力装置ともいう。

前述した位置感知装置１２０は、ユーザがポインタ１３０を用いて指示した地点、即ち、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の座標を抽出することによって、ユーザが操作しようとする位置（入力位置）を感知することができる。

このような位置感知装置１２０は、後述するように、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の座標を抽出するに当たって、電磁気方式を用いて座標を抽出し、このために、電磁気信号を送信してポインタ１３０で発生した共振信号を受信するための複数のループアンテナを含む。

一方、前述した画面部１１０は、表示領域とこの表示領域を囲む非表示領域からなる前面部（ユーザが見る面）を有する。ここで、表示領域は画面が表示される領域であり、非表示領域は画面が表示されない領域であって、ボタンなどが表示されることができ、ベゼル領域ともいう。

前述した画面部１１０の前面部をなす表示領域と非表示領域のうちの１つ以上は円形でありうる。これは図２で例示的に図示される。

図１に図示されたディスプレイ装置１００は、スマートフォン、タブレット、移動通信端末機などのモバイル端末、またはこのモバイル端末に含まれた表示装置でありうる。

図２は、本発明の一実施形態に従うディスプレイ装置１００に含まれた画面部１１０の前面部形状を例示的に示す図である。

図２の２００ａを参照すると、画面部１１０は、円形の表示領域２１０と、これを囲んで枠が四角形の非表示領域２２０とからなる前面部２００ａを有することができる。

図２の２００ｂを参照すると、画面部１１０は、円形の表示領域２１０と、これを囲んで枠も同一な円形の非表示領域２２０とからなる前面部２００ｂを有することができる。

図２の２００ｃを参照すると、画面部１１０は、四角形の表示領域２１０とこれを囲んで枠が円形の非表示領域２２０からなる前面部２００ｃを有することができる。

前述したように、画面部１１０の前面部２００ａ、２００ｂ、２００ｃは表示領域と非表示領域からなっているが、この領域のうち、表示領域のみ位置感知装置１２０により座標が抽出できる領域（座標抽出領域＝表示領域）であることもあり、表示領域と非表示領域の全てが位置感知装置１２０により座標値が抽出できる領域（座標抽出領域＝表示領域＋非表示領域）であることもある。

一方、前述したように、本実施形態は、座標抽出領域が円形であるので、即ち表示領域と非表示領域のうちの１つ以上が円形であるので、画面部１１０は、円形の座標抽出領域（位置感知領域ともいう）に画素（Pixels）が定義されたパネル（図示せず）を含むことができる。

ここで、パネルには、スキャン信号及びデータ信号を供給するためのロウ（Row）電極とカラム（Column）電極とが形成され、かつ位置感知装置１２０が電磁気方式により座標を抽出するために配置される複数のループアンテナのパターンと関係のない正方形のマトリックス形態にロウ電極とカラム電極が形成される。

または、パネルには、スキャン信号及びデータ信号を供給するためのロウ電極とカラム電極とが形成され、かつ位置感知装置１２０が電磁気方式により座標を抽出するために配置される複数のループアンテナのパターンと対応するように、半径の異なるロウ電極が円形に形成され、ロウ電極と直交するようにカラム電極が形成されていてもよい。

また、パネルはＬＣＤ（LiquidCrystalDisplay）のパネル、ＯＬＥＤ（OrganicLightEmittingDiode）のパネルなどのうちの１つでありうる。

一方、画面部１１０で座標抽出領域（表示領域、または表示領域と非表示領域とを合せた全体領域）が如何なる形状を有するかは、位置感知装置１２０が位置感知のために如何なる種類の座標を抽出することがより効率的かと関連している。

例えば、座標抽出領域が四角形状の場合には、直交座標（OrthogonalCoordinates）を抽出することがより効率的であり、座標抽出領域が円形の場合には極座標（PolarCoordinates）を抽出することがより効率的である。

前述したように、本実施形態は、座標抽出領域が円形であるので、即ち表示領域と非表示領域のうちの１つ以上が円形であるので、位置感知装置１２０はポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の座標として極座標を抽出する。

このような位置感知装置１２０は、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の座標として極座標を抽出するために、複数のループアンテナの各々を介して画面部１１０を指示したポインタ１３０に電磁気信号を転送し、複数のループアンテナの各々を介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタ１３０から受信して、複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいてポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出することができる。

一方、本実施形態において、位置感知装置１２０はポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の座標として直交座標でなく極座標を抽出するため、複数のループアンテナもそれに合うように設計できる。

したがって、複数のループアンテナのうちの１つのグループ（第１ループアンテナグループ）は、極座標で距離値を抽出するように設計され、他のグループ（第２ループアンテナグループ）は極座標で角度値を抽出するように設計される。

例えば、複数のループアンテナは、各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナと、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナとを含むように設計できる。

また、複数の第１ループアンテナは、各々異なる半径範囲を有し、かつ互いに離隔又は一部分が交差して配置される。また、複数の第２ループアンテナは各々異なる角度範囲を有し、かつ互いに離隔又は一部分が交差して配置される。複数の第１ループアンテナ及び複数の第２ループアンテナに対する形状と、配置などの構造的な特徴に対しては図３を参照してより詳細に説明する。

このように、極座標抽出のために複数の第１ループアンテナ及び複数の第２ループアンテナを含む場合、位置感知装置１２０は、複数の第１ループアンテナを１つずつ選択し、複数の第２ループアンテナを１つずつ選択し、選択された第１ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、選択された第２ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、選択された第１ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、選択された第２ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、複数の第１ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて複数の第１ループアンテナ別信号強さ分布を把握し、複数の第２ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて複数の第２ループアンテナ別信号強さ分布を把握して、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出することができる。

以下、前述した位置感知装置１２０に対して図３を参照してより詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態に従う位置感知装置を示す図である。

図３を参照すると、ユーザがポインタ１３０で画面部１１０の前面部２００ａ、２００ｂ、または２００ｃの上の地点Ｐを指示すれば、即ち、ポインタ１３０が画面部１１０の前面部２００ａ、２００ｂ、または２００ｃの上の円形の座標抽出領域３００の地点Ｐを指示すれば、位置感知装置１２０はポインタ１３０が画面部１１０の座標抽出領域３００で指示した地点Ｐに対する極座標を抽出する。地点Ｐはどのような位置であってもよい。

図３を参照すると、このような位置感知装置１２０は、電磁気信号を転送し、共振信号を受信する極座標アンテナ部３１０と、ループアンテナの選択及び連結性をスイッチングするスイッチング部３２０と、電磁気信号をループアンテナを介して転送する転送部３３０と、ループアンテナを介して共振信号を受信する受信部３４０と、受信された共振信号に基づいて極座標（ｒ、θ）を抽出するプロセッサ３５０などを含む。

極座標アンテナ部３１０は、距離値抽出のための極座標アンテナとして各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナ３１１と、角度値抽出のための極座標アンテナとして各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナ３１２とを含む。

スイッチング部３２０は、複数の第１ループアンテナ３１１を１つずつ選択するスイッチング動作（第１スイッチング動作）と、選択された第１ループアンテナを転送部３３０と受信部３４０のうちの１つに連結させるスイッチング動作（第２スイッチング動作）を遂行することができる。また、前述したスイッチング部３２０は複数の第２ループアンテナ３１２のうちの１つを選択するスイッチング動作（第１スイッチング動作）と、選択された第１ループアンテナを転送部３３０と受信部３４０のうちの１つに連結させるスイッチング動作（第２スイッチング動作）を遂行することができる。

以下、スイッチング部３２０、転送部３３０、受信部３４０、及びプロセッサ３５０の動作を距離値抽出及び角度値抽出関連動作に分けて説明する。

まず、距離値抽出と関連して各構成の動作を距離値抽出手続きに従って説明する。

スイッチング部３２０は、複数の第１ループアンテナ３１１を１つ選択する（第１スイッチング動作）。

スイッチング部３２０は、複数の第１ループアンテナ３１１から選択された第１ループアンテナを転送部３３０に連結させる（第２スイッチング動作）。

複数の第１ループアンテナ３１１のうちから選択された第１ループアンテナが転送部３３０と連結されれば、転送部３３０は複数の第１ループアンテナ３１１のうちから選択された第１ループアンテナを介して電磁気信号を転送する。

これと関連して、転送部３３０は、スイッチング部３２０により選択された第１ループアンテナの両端部に一定電圧を印加することによって、選択された第１ループアンテナに電流が流れるようにし、第１ループアンテナに流れる電流により磁場を発生させる。このように発生させた磁場がポインタ１３０に転送する電磁気信号となる。

このように、転送部３３０が選択された第１ループアンテナに電流を流れるようにし、選択された第１ループアンテナで磁場が発生すれば、即ち、電磁気信号が転送されれば、ポインタ１３０の内部の共振回路３６０で電流が誘導されて電圧（起電力）が発生するようになって、共振現象が起こる。

この際、スイッチング部３２０は、電磁気信号を転送した第１ループアンテナに対する転送部３３０との連結を切って、代わりに、電磁気信号を転送した第１ループアンテナを受信部３４０と連結させるスイッチング動作を遂行する（第２スイッチング動作）。

このように、電磁気信号を転送した第１ループアンテナが受信部３４０と連結されれば、受信部３４０は複数の第１ループアンテナ３１１のうちから選択された第１ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号（ResonanceSignal）をポインタ１３０から受信する。

このような手続きに従って、受信部３４０で複数の第１ループアンテナ３１１の各々を介して共振信号が全て受信されれば、プロセッサ３５０は、複数の第１ループアンテナ３１１別に受信された共振信号に基づいて複数の第１ループアンテナ３１１別信号強さ分布を把握し、把握結果に基づいてポインタ１３０が画面部１３０の座標抽出領域３００を指示した地点Ｐの距離値ｒを抽出する。

次に、角度値抽出と関連して各構成の動作を角度値抽出手続きに従って説明する。これは、距離値抽出と関連した各構成の動作と基本的に同一である。

スイッチング部３２０は、複数の第２ループアンテナ３１２を１つ選択する（第１スイッチング動作）。

スイッチング部３２０は、複数の第２ループアンテナ３１２のうちから選択された第２ループアンテナを転送部３３０に連結させる（第２スイッチング動作）。

複数の第２ループアンテナ３１２のうちから選択された第２ループアンテナが転送部３３０と連結されれば、転送部３３０は複数の第２ループアンテナ３１２のうちから選択された第２ループアンテナを介して電磁気信号を転送する。

これと関連して、転送部３３０は、スイッチング部３２０により選択された第２ループアンテナの両端部に一定電圧を印加することによって、選択された第２ループアンテナに電流が流れるようにし、第２ループアンテナに流れる電流により磁場を発生させる。このように発生させた磁場がポインタ１３０に転送する電磁気信号となる。

このように、転送部３３０が選択された第２ループアンテナに電流を流れるようにし、選択された第２ループアンテナで磁場が発生すれば、即ち電磁気信号が転送されれば、ポインタ１３０の内部の共振回路３６０で電流が誘導されて電圧（起電力）が発生するようになって、共振現象が起こる。

この際、スイッチング部３２０は、電磁気信号を転送した第２ループアンテナに対する転送部３３０との連結を切って、代わりに、電磁気信号を転送した第２ループアンテナを受信部３４０と連結させるスイッチング動作を遂行する（第２スイッチング動作）。

このように、電磁気信号を転送した第２ループアンテナが受信部３４０と連結されれば、受信部３４０は複数の第２ループアンテナ３１２のうちから選択された第２ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号（ResonanceSignal）をポインタ１３０から受信する。

このような手続きに従って、受信部３４０で複数の第２ループアンテナ３１２の各々を介して共振信号が全て受信されれば、プロセッサ３５０は、複数の第２ループアンテナ３１２別に受信された共振信号に基づいて複数の第２ループアンテナ３１２別信号強さ分布を把握し、把握結果に基づいてポインタ１３０が画面部１３０の座標抽出領域３００を指示した地点Ｐの角度値θを抽出する。

前述したように、プロセッサ３５０は、ポインタ１３０が画面部１３０の座標抽出領域３００を指示した地点Ｐの距離値ｒと角度値θを抽出することによって、ポインタ１３０が画面部１３０の座標抽出領域３００を指示した地点Ｐの極座標（ｒ、θ）を抽出する。

一方、距離値抽出と角度値抽出のうち、いずれか１つが先に遂行されても関係がない。

一方、距離値抽出のための極座標アンテナである複数の第１ループアンテナ３１１の個数は、予め定まった距離分解能によって定まることができる。ここで、距離分解能とは、２地点の距離値を区分することができる性能指標であって、距離分解能が高いほどより近い２地点の距離値を区分することができる。即ち、距離分解能が高いほど区分することができる２地点の距離値が近づくことができる。

また、角度値抽出のための極座標アンテナである複数の第２ループアンテナ３１２の個数は、予め定まった角度分解能によって定まることができる。ここで、角度分解能とは、２地点の角度値を区分することができる性能指標であって、角度分解能が高いほどより近い２地点の角度値を区分することができる。即ち、角度分解能が高いほど区分することができる２地点の角度値が小さくなる。

一方、複数の第１ループアンテナ３１１は、最小半径範囲を有する１つの円形の第１ループアンテナと最小半径範囲より大きい半径範囲を有する２つ以上のドーナッツ型の第１ループアンテナを含むことができる。

複数の第１ループアンテナ３１１は、各々異なる半径範囲を有して互いに離隔して配置されることもでき、場合によっては、各々異なる半径範囲を有し、かつ互いに交差して配置できる。

ここで、複数の第１ループアンテナ３１１を交差させて配置する理由は、距離分解能（距離解像度ともいう）を高めるためである。

したがって、複数の第１ループアンテナ３１１の半径範囲が交差する個数は、予め定まった距離分解能によって定まることができる。

複数の第２ループアンテナ３１２は、同一な中心角を有し、かつ各々異なる角度範囲を有する２つ以上の扇形形状の第２ループアンテナを含むことができる。

複数の第２ループアンテナ３１２は、各々異なる角度範囲を有して互いに離隔して配置されることもでき、場合によっては、各々異なる角度範囲を有し、かつ互いに交差して配置できる。

ここで、複数の第２ループアンテナ３１２を交差させて配置する理由は、角度分解能（角度解像度ともいう）を高めるためである。

したがって、複数の第２ループアンテナ３１２の半径範囲が交差する個数は、予め定まった角度分解能によって定まることができる。

一方、位置感知装置１２０によりポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点Ｐの極座標を抽出した後、プロセッサ３５０は、抽出された極座標に対応するプロセス（Process）を遂行することができる。ここで、抽出された極座標に対応するプロセスは、一例に、画面部１１０で極座標の地点Ｐに表示されたオブジェクトに対応するプロセスであることがあり、画面切換プロセス、アプリケーション実行プロセス、文字入力プロセスなどであることがあり、これに制限されず、ユーザの操作によって遂行できる動作と関連した全てのプロセスがこれに該当できる。

以下、前述した極座標アンテナ部３１０に含まれた複数の第１ループアンテナ３１１と複数の第２ループアンテナ３１２に対する形状及び構造的な特徴について、図４から図７を参照して例示的に説明する。

図４は、本発明の一実施形態に従う距離値抽出のための極座標アンテナである第１ループアンテナ３１１の例示図である。

但し、図４は複数の第１ループアンテナ３１１が４個の場合、即ち、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４を含む４個の第１ループアンテナ３１１を例示的に示す図である。ここで、ＬＡはループアンテナ（LoopAntenna）の略語である。

図４を参照すると、４個の第１ループアンテナ３１１であるＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４は、各々異なる半径範囲を有する。即ち、ＬＡ１−１の半径範囲は、Ｒ１〜Ｒ１'を半径とする円に該当する範囲（Ｒ１〜Ｒ１'半径範囲）である。ＬＡ１−２の半径範囲は、Ｒ２を半径とする円の外部とＲ２'を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ２〜Ｒ２'半径範囲）である。ＬＡ１−３の半径範囲は、Ｒ３を半径とする円の外部とＲ３’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）である。ＬＡ１−４の半径範囲は、Ｒ４を半径とする円の外部とＲ４’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ４〜Ｒ４'半径範囲）である。

そして、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４の各々の半径範囲のサイズは互いに異なる。即ち、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４の順に、半径範囲が大きい。即ち、ＬＡ１−１の半径範囲が最も小さく、ＬＡ１−４の半径範囲が最も大きい。

また、図４を参照すると、４個の第１ループアンテナ３１１であるＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４の各々は端部に２つのノードがある。即ち、ＬＡ１−１は端部にｎ１、ｎ１'のノードがある。ＬＡ１−２は端部にｎ２、ｎ２'のノードがある。ＬＡ１−３は端部にｎ３、ｎ３'のノードがある。ＬＡ１−４は端部にｎ４、ｎ４'のノードがある。

ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４の各々の２つのノードは、スイッチング部３２０により第１ループアンテナ選択時にスイッチングされるノードである。例えば、スイッチング部３２０により、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４のうち、ＬＡ１−１の２つのノード（ｎ１、ｎ１'）が選択されれば、ＬＡ１−１の２つのノード（ｎ１、ｎ１’）が転送部３３０または受信部３４０と連結されるようになって、ＬＡ１−１を介して電磁気信号が転送され、共振信号が受信される。

図４を参照して４個の第１ループアンテナ３１１の形状を見ると、４個の第１ループアンテナ３１１は、最小半径範囲を有する１つの円形の第１ループアンテナＬＡ１−１と、最小半径範囲より順次に大きい半径範囲を有する３個のドーナッツ型の第１ループアンテナＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４を含む。

図４を参照して４個の第１ループアンテナ３１１の配置構造を見ると、４個の第１ループアンテナ３１１は、各々異なる半径範囲を有して互いに離隔して配置される。

このような配置構造とは異なり、４個の第１ループアンテナ３１１は、各々異なる半径範囲を有して配置され、かつ互いに交差しながら配置されることもできる。このように、交差配置構造は図５で例示的に図示する。

図５は、本発明の一実施形態に従う第１ループアンテナ３１１の他の例示図である。

図５を参照すると、距離値抽出のための極座標アンテナとして、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４、ＬＡ１−５、ＬＡ１−６を含む６個の第１ループアンテナ３１１を配置させる。

図５を参照すると、６個の第１ループアンテナ３１１であるＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４、ＬＡ１−５、ＬＡ１−６は、各々異なる半径範囲を有する。即ち、ＬＡ１−１の半径範囲は、Ｒ１〜Ｒ１'を半径とする円に該当する範囲（Ｒ１〜Ｒ１'半径範囲）である。ＬＡ１−２の半径範囲は、Ｒ２を半径とする円の外部とＲ２'を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ２〜Ｒ２'半径範囲）である。ＬＡ１−３の半径範囲は、Ｒ３を半径とする円の外部とＲ３’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）である。ＬＡ１−４の半径範囲は、Ｒ４を半径とする円の外部とＲ４’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ４〜Ｒ４'半径範囲）である。ＬＡ１−５の半径範囲は、Ｒ５を半径とする円の外部とＲ５’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ５〜Ｒ５'半径範囲）である。ＬＡ１−６の半径範囲は、Ｒ６を半径とする円の外部とＲ６’を半径とする円の内部との重畳した範囲（Ｒ６〜Ｒ６'半径範囲）である。

図５を参照すると、ＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４、ＬＡ１−５、ＬＡ１−６の各々の半径範囲が互いに交差するように配置される。

図５で、一例に、ＬＡ１−２の半径範囲（Ｒ２〜Ｒ２'）はＬＡ１−１の半径範囲（Ｒ１〜Ｒ１'）とも交差し、ＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'）とも交差する。ＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'）はＬＡ１−２の半径範囲（Ｒ２〜Ｒ２'）とも交差し、ＬＡ１−４の半径範囲（Ｒ４〜Ｒ４'）とも交差する。このような方式により１つの第１ループアンテナの半径範囲は隣接した２つの第１ループアンテナの半径範囲と重なるように配置できる。

このように、第１ループアンテナを交差して配置させる配置構造で距離値を抽出すれば、第１ループアンテナを交差せず、離隔して配置させる配置構造で距離値を抽出することに比べて、より精密に距離値を抽出することができるようになって、距離分解能が高まることができる。

図５に示すように、１つの第１ループアンテナの半径範囲が交差する半径範囲の個数（図５の場合、２つ）は、予め定まった距離分解能によって定まることができる。

次に、図６を参照して角度値抽出のための極座標アンテナである複数の第２ループアンテナ３１２に対する形状及び構造的な特徴について説明する。

図６は、本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナ３１２の例示図である。

但し、図６は複数の第２ループアンテナ３１２が８個の場合、即ち、ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８を含む８個の第２ループアンテナ３１２を例示的に示す図である。ここで、ＬＡはループアンテナ（LoopAntenna）の略語である。

図６を参照すると、６個の第２ループアンテナ３１２であるＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８は、各々異なる角度範囲を有する。即ち、ＬＡ２−１は基準線の角度であるθ０（＝０゜）からθ１までの角度範囲を有する。ＬＡ２−２はθ１からθ２までの角度範囲を有する。ＬＡ２−３はθ２からθ３までの角度範囲を有する。ＬＡ２−４はθ３からθ４までの角度範囲を有する。ＬＡ２−５はθ４からθ５までの角度範囲を有する。ＬＡ２−６はθ５からθ６までの角度範囲を有する。ＬＡ２−７はθ６からθ７までの角度範囲を有する。ＬＡ２−８はθ７からθ８（＝θ０）までの角度範囲を有する。

そして、ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８の各々の中心角は全て同一である（即ち、中心角（Δθ）＝θ１−θ０＝θ２−θ１＝θ３−θ２＝θ４−θ３＝θ５−θ４＝θ６−θ５＝θ７−θ６＝θ８−θ７＝４５゜）。ここで、第２ループアンテナ個数がＮ個の時、各第２ループアンテナの中心角は３６０／Ｎである。

また、図６を参照すると、８個の第２ループアンテナ３１２であるＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８の各々は端部に２つのノードがある。

即ち、ＬＡ２−１は端部にＮ１、Ｎ１'のノードがある。ＬＡ２−２は端部にＮ２、Ｎ２'のノードがある。ＬＡ２−３は端部にＮ３、Ｎ３'のノードがある。ＬＡ２−４は端部にＮ４、Ｎ４'のノードがある。ＬＡ２−５は端部にＮ５、Ｎ５'のノードがある。ＬＡ２−６は端部にＮ６、Ｎ６'のノードがある。ＬＡ２−７は端部にＮ７、Ｎ７'のノードがある。ＬＡ２−８は端部にＮ８、Ｎ８'のノードがある。

ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８の各々の２つのノードは、スイッチング部３２０により第２ループアンテナ選択時にスイッチングされるノードである。

例えば、スイッチング部３２０により、ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８のうち、ＬＡ２−１の２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）が選択されれば、ＬＡ２−１の２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）が転送部３３０または受信部３４０と連結されるようになって、ＬＡ２−１を介して電磁気信号が転送され、共振信号が受信される。

図６を参照して８個の第２ループアンテナ３１２の形状を見ると、８個の第２ループアンテナ３１２は、一例に、同一な中心角（Δθ）を有し、かつ各々異なる角度範囲を有する扇形形状のループアンテナでありうる。

図６を参照して、８個の第２ループアンテナ３１２の配置構造を見ると、８個の第２ループアンテナ３１２は、各々異なる角度範囲を有して互いに離隔して配置されている。

このような配置構造とは異なり、８個の第２ループアンテナ３１２は、各々異なる角度範囲を有して配置され、かつ互いに交差しながら配置されることもできる。このように、交差配置構造は図７で例示的に図示する。

図７は、本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナ３１２の他の例示図である。

図７を参照すると、角度値抽出のための極座標アンテナとして、ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８を含む８個の第２ループアンテナ３１２を配置されている。

図７を参照すると、８個の第２ループアンテナ３１１であるＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８は、２２．５゜の同一な中心角（Δθ）を有する。

また、図７を参照すると、８個の第２ループアンテナ３１１であるＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８は各々異なる半径範囲を有する。

即ち、ＬＡ２−１はθ１からθ１'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−２はθ２からθ２'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−３はθ３からθ３'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−４はθ４からθ４'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−５はθ５からθ５'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−６はθ６からθ６'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−７はθ７からθ７'までの角度範囲を有する。ＬＡ２−８はθ８からθ８'までの角度範囲を有する。

ここで、基準線はθ１とθ２とを二等分し、θ８'が０゜である。これによれば、０゜の基準線を基準に時計反回り方向に、θ８'、θ２、θ１'、θ３、θ２'、θ４、θ３'、θ５、θ４'、θ６、θ５'、θ７、θ６'、θ８、θ７'、θ１は、０゜、（０＋１＊２２．５゜）、（０＋２＊２２．５゜）、（０＋３＊２２．５゜）、．．．、（０＋１５*２２．５゜）である。

図７を参照すると、ＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８の各々の角度範囲が互いに交差するように配置されている。

図７で、一例に、ＬＡ２−２の角度範囲（θ２〜θ２'）はＬＡ２−１の角度範囲（θ１〜θ１'）とも交差し、ＬＡ２−３の角度範囲（θ３〜θ３'）とも交差する。ＬＡ２−３の角度範囲（θ３〜θ３'）はＬＡ２−２の角度範囲（θ２〜θ２'）とも交差し、ＬＡ２−４の角度範囲（θ４〜θ４'）とも交差する。このような方式により１つの第２ループアンテナの角度範囲は隣接した２つの第２ループアンテナの角度範囲と重なるように配置できる。

このように、第２ループアンテナを交差して配置させる配置構造で角度値を抽出すれば、図６のように第２ループアンテナを交差せず、離隔して配置させる配置構造で角度値を抽出することに比べて、より精密に角度値を抽出することができるようになって、角度分解能が高まることができる。

図７に示すように、１つの第２ループアンテナの角度範囲が交差する角度範囲の個数（図７の場合、２つ）は、予め定まった角度分解能によって定まることができる。

以上で前述した本実施形態に従うアンテナ構造は、極座標を抽出するために適合するように設計されたものである。このような本実施形態に従うアンテナ構造を用いてユーザがポインタ１３０で画面部１１０を指示した地点の極座標を抽出する方式について図８から図１２を参照して例示的に説明する。

まず、図８及び図９を参照して、極座標で距離値を抽出する方式及び原理について説明する。

図８は、極座標の距離値を抽出するための位置感知装置１２０に含まれたスイッチング部３２０、転送部３３０、受信部３４０、及びプロセッサ３５０の動作方式を説明するための図である。

図８を参照してスイッチング動作方式を先に説明すれば、スイッチング部３２０は、アンテナ選択スイッチ８１０、８２０を用いて４個の第１ループアンテナ３１１であるＬＡ１−１、ＬＡ１−２、ＬＡ１−３、ＬＡ１−４を１つずつ選択し、転送／受信スイッチ８３０を用いて選択スイッチ８１０、８２０により選択された第１ループアンテナを転送部３３０または受信部３４０と連結させる。

まず、アンテナ選択スイッチ８１０、８２０は４個の第１ループアンテナ３１１の各々の端部にある２つノードのうち、ＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）を選択する。

そして、転送／受信スイッチ８３０はＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）が転送部３３０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、転送部３３０は、ＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）に一定電圧がかかるようにして、ＬＡ１−１で磁場が発生するようにしてポインタ１３０に電磁気信号（磁場）を転送する。

以後、転送／受信スイッチ８３０はＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）が受信部３４０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、受信部３４０はＬＡ１−１を介してポインタ１３０から転送された共振信号を受信する。ここで、共振信号を受信することは、ポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）に電圧が誘導されて測定されることを意味する。

プロセッサ３５０は、ＬＡ１−１を介して受信された共振信号の信号強さを格納して置く。ここで、共振信号の信号強さはポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ１−１の端部にある２つのノード（ｎ１、ｎ１’）に誘導された電圧（単位：[mV]）でありうる。

以後、アンテナ選択スイッチ８１０、８２０は４個の第１ループアンテナ３１１の各々の端部にある２つのノードのうち、ＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２'）を選択する。

そして、転送／受信スイッチ８３０はＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２’）が転送部３３０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、転送部３３０は、ＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２’）に一定電圧がかかるようにして、ＬＡ１−２で磁場が発生するようにしてポインタ１３０に電磁気信号（磁場）を転送する。

以後、転送／受信スイッチ８３０はＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２’）が受信部３４０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、受信部３４０はＬＡ１−２を介してポインタ１３０から転送された共振信号を受信する。ここで、共振信号を受信することは、ポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２’）に電圧が誘導されて測定されることを意味する。

プロセッサ３５０は、ＬＡ１−２を介して受信された共振信号の信号強さを格納して置く。ここで、共振信号の信号強さはポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ１−２の端部にある２つのノード（ｎ２、ｎ２’）に誘導された電圧（単位：[mV]）でありうる。

前述したような方式により、プロセッサ３５０は、ＬＡ１−３を介して受信された共振信号の信号強さを格納し、ＬＡ１−４を介して受信された共振信号の信号強さを格納することによって、全ての第１ループアンテナ３１１を介して受信された共振信号の信号強さ分布を距離値抽出のための情報として把握することができる。

図８を参照すると、ポインタ１３０が指示した地点がＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）に属する領域である場合と仮定する。この際、プロセッサ３５０で把握した共振信号の信号強さ分布を図９で例示的に示す。

図９は、距離値抽出のための共振信号の信号強さ分布を例示的に示す図である。

プロセッサ３５０は、図９に示すような複数の第１ループアンテナ３１１別信号強さ分布を比較して、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第１ループアンテナＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）の内で特定半径値ｒをポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の距離値ｒとして抽出することができる。

最も大きい信号強さの共振信号を受信した第１ループアンテナＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）の内で特定半径値ｒを抽出（決定）する方式は、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第１ループアンテナＬＡ１−３の近隣にある第１ループアンテナ（ＬＡ１−２とＬＡ１−４を含み、ＬＡ１−１などの他のループアンテナをさらに含むことができる）の各々を介して受信された共振信号の信号強さを比較して決定することができる。図９の例示を参照すると、ＬＡ１−２を介して受信された共振信号の信号強さがＬＡ１−４を介して受信された共振信号の信号強さより大きいということは、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点がＬＡ１−３の半径範囲の内にあり、かつＬＡ１−４の位置よりはＬＡ１−２の位置に一層近いということを意味する。そして、ＬＡ１−２を介して受信された共振信号の信号強さとＬＡ１−４を介して受信された共振信号の信号強さのサイズ比率によって、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第１ループアンテナＬＡ１−３の半径範囲（Ｒ３〜Ｒ３'半径範囲）の内で特定半径値ｒを正確に抽出（決定）することができる。

以上、極座標で距離値を抽出する方式及び原理について説明したが、以下では、図１０及び図１１を参照して、極座標で角度値を抽出する方式及び原理について説明する。

図１０は、極座標の角度値を抽出するための位置感知装置１２０に含まれたスイッチング部３２０、転送部３３０、受信部３４０、及びプロセッサ３５０の動作方式を説明するための図である。

まず、図１０を参照してスイッチング動作方式について説明すると、スイッチング部３１２は、アンテナ選択スイッチ１０１０、１０２０を用いて８個の第２ループアンテナ３１２であるＬＡ２−１、ＬＡ２−２、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８を１つずつ選択し、転送／受信スイッチ１０３０を用いて選択スイッチ１０１０、１０２０により選択された第２ループアンテナを転送部３３０または受信部３４０と連結させる。

まず、アンテナ選択スイッチ１０１０、１０２０は８個の第２ループアンテナ３１２の各々の端部にある２つのノードのうち、ＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）を選択する。

そして、転送／受信スイッチ１０３０はＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）が転送部３３０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、転送部３３０は、ＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）に一定電圧がかかるようにして、ＬＡ２−１で磁場が発生するようにしてポインタ１３０に電磁気信号（磁場）を転送する。

以後、転送／受信スイッチ１０３０はＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）が受信部３４０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、受信部３４０はＬＡ２−１を介してポインタ１３０から転送された共振信号を受信する。ここで、共振信号を受信することは、ポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）に電圧が誘導されて測定されることを意味する。

プロセッサ３５０は、ＬＡ２−１を介して受信された共振信号の信号強さを格納して置く。ここで、共振信号の信号強さはポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ２−１の端部にある２つのノード（Ｎ１、Ｎ１’）に誘導された電圧（単位：[mV]）でありうる。

以後、アンテナ選択スイッチ１０１０、１０２０は８個の第２ループアンテナ３１２の各々の端部にある２つのノードのうち、ＬＡ２−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２'）を選択する。

そして、転送／受信スイッチ１０３０はＬＡ２−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２’）が転送部３３０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、転送部３３０は、ＬＡＮ−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２’）に一定電圧がかかるようにして、ＬＡ２−２で磁場が発生するようにしてポインタ１３０に電磁気信号（磁場）を転送する。

以後、転送／受信スイッチ１０３０はＬＡ２−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２’）が受信部３４０と回路的に連結されるようにスイッチング動作をする。

これによって、受信部３４０はＬＡ２−２を介してポインタ１３０から転送された共振信号を受信する。共振信号を受信することは、ポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ２−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２’）に電圧が誘導されて測定されることを意味する。

プロセッサ３５０は、ＬＡ２−２を介して受信された共振信号の信号強さを格納して置く。ここで、共振信号の信号強さはポインタ１３０の共振回路３６０で発生した共振現象によりＬＡ２−２の端部にある２つのノード（Ｎ２、Ｎ２’）に誘導された電圧（単位：[mV]）でありうる。

前述したような方式により、プロセッサ３５０は、ＬＡ２−３、ＬＡ２−４、ＬＡ２−５、ＬＡ２−６、ＬＡ２−７、ＬＡ２−８の各極を通じて受信された共振信号の信号強さを格納することによって、全ての第１ループアンテナ３１２を介して受信された共振信号の信号強さ分布を角度値抽出のための情報として把握することができる。

図１０を参照すると、ポインタ１３０が指示した地点がＬＡ２−２の角度範囲（θ１〜θ２）に属する領域である場合と仮定する。この際、プロセッサ３５０で把握した共振信号の信号強さ分布を図１１で例示的に示す。

図１１は、角度値抽出のための共振信号の信号強さ分布を例示的に示す図である。

プロセッサ３５０は、図１１に示すような複数の第２ループアンテナ３１２別信号強さ分布を比較して、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第２ループアンテナＬＡ２−２の角度範囲（θ１〜θ２角度範囲）の内で特定角度値θをポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の角度値θとして抽出することができる。

最も大きい信号強さの共振信号を受信した第２ループアンテナＬＡ２−２の角度範囲（θ１〜θ２角度範囲）の内で特定角度値θを抽出（決定）する方式は、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第２ループアンテナＬＡ２−２の近隣にある第１ループアンテナ（ＬＡ２−１とＬＡ２−３を含み、ＬＡ２−４などの他のループアンテナをさらに含むことができる）の各々を介して受信された共振信号の信号強さを比較して決定することができる。図１１の例示を参照すると、ＬＡ２−１を介して受信された共振信号の信号強さがＬＡ２−３を介して受信された共振信号の信号強さより大きいということは、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点がＬＡ２−２の角度範囲（θ１〜θ２）の内にあり、かつＬＡ２−３の位置よりはＬＡ２−１の位置に一層近いということを意味する。そして、ＬＡ２−１を介して受信された共振信号の信号強さと、ＬＡ２−３を介して受信された共振信号の信号強さのサイズ比率によって、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第２ループアンテナＬＡ２−２の角度範囲（θ１〜θ２）の内で特定角度値θを正確に抽出（決定）することができる。

図１２は、距離値と角度値とを含んで抽出された極座標を示す図である。

図１２の（ａ）は、図８及び図９での距離値抽出結果１２１０を示す図である。図１２の（ｂ）は、図１０及び図１１での角度値抽出結果１２２０を示す図である。図１２の（ｃ）は、距離値抽出結果１２１０と角度値抽出結果１２２０を用いて抽出した極座標（ｒ、θ）を画面部１１０の上の座標抽出領域３００に示す図である。

図１２の（ｃ）を参照すると、距離値抽出結果１２１０と角度値抽出結果１２２０とをマッチングさせて、抽出された距離値ｒにより描かれる円周上の地点のうちから抽出された角度値θになる地点をポインタ１３０が指示した地点Ｐとして最終決定する。このように決定された地点Ｐの極座標は（ｒ、θ）となる。

以上、極座標抽出方式について説明したが、以下、極座標で距離値抽出のための極座標アンテナである第１ループアンテナ３１１の受信特性と、極座標で角度値抽出のための極座標アンテナである第２ループアンテナ３１１の受信特性について図１３及び図１４を参照して説明する。

図１３は、本発明の一実施形態に従う第１ループアンテナ３１１の受信特性実験結果を示す図である。

図１３の（ａ）を参照すると、電磁気信号をポインタ１３０に転送して共振信号を受信する第１ループアンテナをＬＡ１−４に固定させて置き、ポインタ１３０の位置をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に変更しながら、各々の位置でＬＡ１−４を介して受信される共振信号の信号強さを測定する。この際、測定された信号強さを大きい値から順次に整列して表として示したものが図１３の（ｂ）である。

図１３の（ｂ）を参照すると、ポインタ１３０の位置がＰ３、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ１、Ｐ５、Ｐ６の時の信号強さが順次に大きい（Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ４＞Ｖ１＞Ｖ５＞Ｖ６）。

図１３の（ｂ）を参照すると、共振信号を受信する第１ループアンテナＬＡ１−４の半径範囲の内部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ３、Ｐ２）に測定される信号強さが、共振信号を受信する第１ループアンテナＬＡ１−４の半径範囲の外部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ４、Ｐ１、Ｐ５、Ｐ６）に測定される信号強さより大きい。

即ち、共振信号を受信する第１ループアンテナＬＡ１−４の半径範囲の外部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ４、Ｐ１、Ｐ５、Ｐ６）のうち、共振信号を受信する第１ループアンテナＬＡ１−４から両側に遠ざかる位置であるほど信号強さがより小さくなる。

図１４は、本発明の一実施形態に従う第２ループアンテナ３１２の受信特性実験結果を示す図である。

図１４の（ａ）を参照すると、電磁気信号をポインタ１３０に転送して共振信号を受信する第２ループアンテナをＬＡ２−１に固定させて置き、ポインタ１３０の位置をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に変更しながら、各々の位置でＬＡ２−１を介して受信される共振信号の信号強さを測定する。この際、測定された信号強さを大きい値から順次に整列して表として示したものが図１４の（ｂ）である。

図１４の（ｂ）を参照すると、ポインタ１３０の位置がＰ４、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ２の時の信号強さが順次に大きい（Ｖ４＞Ｖ１＞Ｖ３＞Ｖ２）。ここで、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は半径が同一で、角度が異なる地点であり、Ｐ１とＰ４とは角度が同一で、半径が異なる地点である。

図１４の（ｂ）を参照すると、共振信号を受信する第２ループアンテナＬＡ２−１の角度範囲の内部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ４、Ｐ１）に測定される信号強さが、共振信号を受信する第２ループアンテナＬＡ２−１の角度範囲の外部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ３、Ｐ２）に測定される信号強さより大きい。

即ち、共振信号を受信する第２ループアンテナＬＡ２−１の半径範囲の外部にポインタ１３０の位置がある場合（Ｐ３、Ｐ２）のうち、共振信号を受信する第２ループアンテナＬＡ２−１から時計方向と時計反回り方向に遠ざかる位置であるほど信号強さがより小さくなる。

以上、説明した一実施形態に従う位置感知装置１２０の位置感知方法を図１５を参照してもう一度簡略に説明する。

図１５は、本発明の一実施形態に従う位置感知方法に対するフローチャートである。

図１５を参照すると、一実施形態に従う位置感知方法は、複数のループアンテナを１つずつ選択し、選択されたループアンテナを介して画面部１１０を指示したポインタ１３０に電磁気信号を転送し、選択されたループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタ１３０から受信する信号送受信ステップ（Ｓ１５１０）と、複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいてポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する極座標抽出ステップ（Ｓ１５２０）などを含む。

ここで、複数のループアンテナは、各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナ３１１と、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナ３１２を含むことができる。

前述した信号送受信ステップ（Ｓ１５１０）は、複数の第１ループアンテナ３１１の各々に対して反復的に遂行され、以後または以前に、複数の第２ループアンテナの各々に対して反復的に遂行できる。

前述した極座標抽出ステップ（Ｓ１５２０）は、複数の第１ループアンテナ３１１別に受信された共振信号に基づいて複数の第１ループアンテナ３１１別信号強さ分布を把握してポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点Ｐの距離値ｒを抽出し、複数の第２ループアンテナ３１２別に受信された共振信号に基づいて複数の第２ループアンテナ３１２別信号強さ分布を把握して、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点Ｐの角度値θを抽出することによって、ポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点Ｐの極座標（ｒ、θ）を抽出することができる。

一方、位置感知装置１２０によりポインタ１３０が画面部１１０を指示した地点Ｐの極座標が抽出された以後、プロセッサ３５０が抽出された極座標に対応するプロセス（Process）を遂行するプロセス処理ステップ（Ｓ１５３０）がさらに遂行できる。ここで、抽出された極座標に対応するプロセスは、一例に、画面部１１０で極座標の地点Ｐに表示されたオブジェクトに対応するプロセスであることがあり、画面切換プロセス、アプリケーション実行プロセス、文字入力プロセスなどであることがあり、これに制限されず、ユーザの操作によって遂行できる動作と関連した全ての入力プロセスがこれに該当できる。

図１６は、本発明の一実施形態に従う位置感知用アンテナ装置１６００を概略的に示す図である。

図１６を参照すると、一実施形態に従う位置感知用アンテナ装置１６００は、第１電圧が印加されて電磁気信号を発生させてアンテナ装置１６００の上部に位置した画面部１６４０を接触式または非接触式により指示したポインタ１６３０で共振現象が発生するようにし、ポインタ１６３０で発生した共振現象により第２電圧が発生する複数のループ（Loop）を含む。

図１６を参照すると、複数のループはポインタ１６３０が画面部１６４０を指示した地点Ｐの極座標（ｒ、θ）を抽出するための極座標ループであって、各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループ１６１０と、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループ１６２０を含む。ここで、極座標（ｒ、θ）を抽出する原理及び方式は、図１から図１５を参照して説明した極座標の抽出原理及び方式と同一である。

ここで、第１ループ１６１０は前述した第１ループアンテナ３１１と同一であり、第２ループ１６２０は前述した第２ループアンテナ３１２と同一である。

図３の極座標アンテナ部３１０は図１６に図示された実施形態に従う位置感知用アンテナ装置１６００で具現できる。

以上、説明したように、本発明によれば、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合した位置感知方法、位置感知装置１２０、アンテナ装置１６００、及びディスプレイ装置１００を提供する効果がある。

また、本発明によれば、位置感知領域が円形の円形ディスプレイに適合したペン入力を可能にする位置感知方法、位置感知装置１２０、アンテナ装置１６００、及びディスプレイ装置１００を提供する効果がある。

また、本発明によれば、座標抽出のための信号処理を効率的に遂行することができるようにしてくれる位置感知方法、位置感知装置１２０、アンテナ装置１６００、及びディスプレイ装置１００を提供する効果がある。

以上の説明及び添付の図面は本発明の技術思想を例示的に示すことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で構成の結合、分離、置換、及び変更などの多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものでなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１００ ディスプレイ装置
１１０ 画面部
１２０ 位置感知装置
１３０ ポインタ
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ 前面部
２１０ 表示領域
２２０ 非表示領域
３００ 座標抽出領域
３１０ 極座標アンテナ部
３１１ 第１ループアンテナ
３１２ 第２ループアンテナ
３２０ スイッチング部
３３０ 転送部
３４０ 受信部
３５０ プロセッサ
３６０ 共振回路

Claims (17)

1. 各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナと、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナとを含む極座標アンテナ部と、
   前記複数の第１ループアンテナを１つずつ選択し、前記複数の第２ループアンテナを１つずつ選択するスイッチング部と、
   前記選択された第１ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、前記選択された第２ループアンテナを介して電磁気信号を転送する転送部と、
   前記選択された第１ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、前記選択された第２ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信する受信部と、
   前記複数の第１ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて前記複数の第１ループアンテナ別信号強さ分布を把握し、前記複数の第２ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて前記複数の第２ループアンテナ別信号強さ分布を把握して、前記ポインタが前記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出するプロセッサと、
   を含むことを特徴とする、位置感知装置。
2. 前記複数の第１ループアンテナの個数は、
   予め定まった距離分解能に応じて決められることを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
3. 前記複数の第１ループアンテナは、
   最小半径範囲を有する１つの円形の第１ループアンテナと前記最小半径範囲より大きい半径範囲を有する２つ以上のドーナッツ型の第１ループアンテナを含むことを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
4. 前記複数の第１ループアンテナは、
   各々異なる半径範囲を有して互いに離隔または交差して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
5. 前記複数の第１ループアンテナのうちの１つの第１ループアンテナの半径範囲が交差する半径範囲の個数は、
   予め定まった距離分解能に応じて決められることを特徴とする、請求項４に記載の位置感知装置。
6. 前記複数の第２ループアンテナの個数は、
   予め定まった角度分解能に応じて決められることを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
7. 前記複数の第２ループアンテナは、
   同一の中心角を有し、かつ各々異なる角度範囲を有する２つ以上の扇形形状の第２ループアンテナを含むことを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
8. 前記複数の第２ループアンテナは、
   各々異なる角度範囲を有して互いに離隔または交差して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
9. 前記複数の第２ループアンテナのうちの１つの第２ループアンテナの角度範囲が交差する角度範囲の個数は、
   予め定まった角度分解能に応じて決められることを特徴とする、請求項８に記載の位置感知装置。
10. 前記プロセッサは、
    前記複数の第１ループアンテナ別信号強さ分布を比較して、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第１ループアンテナの半径範囲の内で特定半径値を、前記ポインタが前記画面部を指示した地点の距離値として抽出することを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
11. 前記プロセッサは、
    前記複数の第２ループアンテナ別信号強さ分布を比較して、最も大きい信号強さの共振信号を受信した第２ループアンテナの角度範囲の内で特定角度値を、前記ポインタが前記画面部を指示した地点の角度値として抽出することを特徴とする、請求項１に記載の位置感知装置。
12. 複数のループアンテナを１つずつ選択し、前記選択されたループアンテナを介して画面部を指示したポインタに電磁気信号を転送し、前記選択されたループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号を前記ポインタから受信する信号送受信ステップと、
    前記複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいて前記ポインタが前記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する極座標抽出ステップと、
    を含むことを特徴とする、位置感知方法。
13. 画面部と、
    複数のループアンテナの各々を介して前記画面部を指示したポインタに電磁気信号を転送し、前記複数のループアンテナの各々を介して転送された電磁気信号に対応する共振信号を前記ポインタから受信して、前記複数のループアンテナの各々を介して受信された共振信号の信号強さ分布に基づいて前記ポインタが前記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出する位置感知装置と、
    を含むことを特徴とする、ディスプレイ装置。
14. 前記画面部は、
    表示領域と前記表示領域を囲む非表示領域からなる前面部を有し、かつ、
    前記表示領域と前記非表示領域のうちの１つ以上は円形であることを特徴とする、請求項１３に記載のディスプレイ装置。
15. 前記複数のループアンテナは、
    互いに離隔するか一部分が交差して配置され、かつ、
    各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループアンテナと、各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループアンテナを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のディスプレイ装置。
16. 前記位置感知装置は、
    前記複数の第１ループアンテナを１つずつ選択し、前記複数の第２ループアンテナを１つずつ選択し、
    前記選択された第１ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、前記選択された第２ループアンテナを介して電磁気信号を転送し、
    前記選択された第１ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、前記選択された第２ループアンテナを介して転送された電磁気信号に対応する共振信号をポインタから受信し、
    前記複数の第１ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて前記複数の第１ループアンテナ別信号強さ分布を把握し、前記複数の第２ループアンテナ別に受信された共振信号に基づいて前記複数の第２ループアンテナ別信号強さ分布を把握して、前記ポインタが前記画面部を指示した地点の距離値及び角度値を含む極座標を抽出することを特徴とする、請求項１５に記載のディスプレイ装置。
17. 位置感知用アンテナ装置であって、
    第１電圧が印加されて電磁気信号を発生させて前記アンテナ装置の上部に位置した画面部を接触式または非接触式により指示したポインタで共振現象が発生するようにし、前記ポインタで発生した共振現象により第２電圧が発生する複数のループを含み、かつ、
    前記複数のループは、
    各々異なる半径範囲を有して配置される複数の第１ループと、
    各々異なる角度範囲を有して配置される複数の第２ループと、
    を含むことを特徴とする、位置感知用アンテナ装置。

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