JPH0942910A

JPH0942910A - ゲーム機用位置検出装置

Info

Publication number: JPH0942910A
Application number: JP21523795A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kubo; 隆久保; Tsutomu Fujita; 藤田　　勉; Kazuyoshi Moriya; 和喜森屋; Yasuyuki Kameyama; 康之亀山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により、タブレットのサイズ変更
にも柔軟に対応でき、また、基板体上を移動する移動体
の位置を高速に検出することができるゲーム機用位置検
出装置を提供する。【解決手段】ループコイルアレイ回路は４つのブロッ
ク１１０₁〜１１０₄を連結して構成される。各ブロッ
クは、ループコイルの部分に用いるフラットケーブル及
びその両端が固定される二つの基板を有する。一方の基
板上ではフラットケーブルの各電線を互いに接続し、他
方の基板上では奇数番目の電線は奇数アナログスイッチ
１１１₁に、偶数番目の電線は偶数アナログスイッチ１
１２₁に接続し、隣合う二本の電線により一つのループ
コイルを形成する。奇数、偶数両アナログスイッチの所
定動作により各ループコイルを順次走査して誘導電流を
検出する。走査は隣合うブロックについて逆方向に、か
つ各ブロックについて並列的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体を遠隔操作
してゲームを行うゲーム機において、移動体の座標位置
を検出するためのゲーム機用位置検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、二次元平面上の特定位置の座
標を求める位置検出装置として、「デジタイザ」があ
る。デジタイザは、主として、カーサ（cursor）及びタ
ブレットボードから構成されており、カーサは、ポイン
ティングデバイスとして、タブレットボード上の位置を
指し示す。カーサには励磁用のコイルが内蔵されてお
り、タブレットボードには、ｘ軸方向、ｙ軸方向それぞ
れに平行に張られた多数のループコイルがパターン化さ
れて設けられている。デジタイザのループコイルとして
は、小型のデジタイザの場合にはＰＣＢボードが、ま
た、大型のデジタイザの場合にはループパターンを導体
印刷したフィルムシートやボードが使用されている。

【０００３】図１５は、標準的なデジタイザのｙ座標検
出用のループコイルアレイ及び信号処理回路（以下「ル
ープコイルアレイ回路」という）を示す回路図である。
同図において、アドレスカウンタ２００には、クロック
パルスＣＬＫ及びリセット信号ＲＥＳが供給される。ア
ドレスカウンタ２００の出力はアドレス線となってお
り、この例では、６ビットのアドレス線Ａ〔５，４，
３，２，１，０〕のうち、下位３ビットＡ〔２，１，
０〕は８個のアナログスイッチ（ＡＳＷ）２０２₁〜２
０２₈へ共通に接続され、上位３ビットＡ〔５，４，
３〕はデコーダ２０１へ接続されている。デコーダ２０
１には８本の出力線が設けられ、これらは８個のＡＳＷ
２０２₁〜２０２₈にそれぞれ接続されている。更に、
各ＡＳＷには、８つのループで一組のループコイル２０
８₁〜２０８₈が設けられている。ループコイルが張ら
れる方向はｘ軸方向と平行である。したがって、全体の
ループコイルの数は６４である。各ループコイルは、幅
がカーサの励磁コイルの直径と同程度とし、隣接するル
ープコイルとの間隔は狭く、ほぼ接する程度に張られて
いる。

【０００４】タブレットボード上の何処かにカーサが存
在すると、カーサ内の励磁コイルから発せられる交流磁
場によって近傍のループコイルに誘導電流が流れる。カ
ーサ内の励磁コイル中心位置との関係で示すと図１６の
ようになる。同図において、横軸のｘは、励磁コイルの
中心とループコイルの中心との間の距離である。誘導電
流は、カーサに非常に近いループコイルでは大きく、カ
ーサから遠く離れたループコイルでは小さくなる。

【０００５】アドレスカウンタ２００は、クロックパル
スＣＬＫが入力されるたびに出力のアドレス信号をイン
クリメントする。このアドレス信号のうち、上位３ビッ
トのＡ〔５，４，３〕は、８個のＡＳＷ２０２₁〜２０
２₈から一つのＡＳＷを選択し、下位３ビットのＡ
〔２，１，０〕は、各ＡＳＷに接続された８本のループ
コイルから１本を選択する。したがって、６ビットのア
ドレス信号によって、６４のループコイルから一つのル
ープコイルが特定される。そして、クロックパルスＣＬ
Ｋが６４個入力される毎に全てのループコイルが、図１
５の左側から右側へ向かって１回走査される。

【０００６】アドレス線Ａ〔０，１，２，３，４，５〕
によって特定されたループコイルは、誘導電流の検出対
象となる。すなわち、そのループコイルに流れる電流
は、対応するＡＳＷを介して増幅器２０３に供給されて
増幅され、その後バンドパスフィルタ２０４を通して不
要な帯域の成分が除去された後、積分回路２０５、サン
プル・ホールド回路２０６を経て、Ａ／Ｄ変換器２０７
においてディジタル信号とされる。このディジタル化さ
れた信号に基づいて、そのループコイルの誘導電流を算
出する。そして、かかる処理をすべてのループコイルに
対して行って、各ループコイルの誘導電流を比較し、そ
の比較結果からカーサが最も近くにあるループコイルを
検出する。

【０００７】ところで、実際には、図１５に示すｙ方向
用のループコイルアレイ回路と同様のものがもう一組、
ｘ軸方向用ループコイルアレイ回路として設けられ、こ
れらを互いに直交するように重ねてタブレットボード上
に設ける。したがって、上記の手続をｘ軸方向とｙ軸方
向について行うことによって、タブレットボード上のカ
ーサの座標を特定することが可能となる。

【０００８】尚、上記のデジタイザには、位置を検出す
る際に、誘導レベルが最も高いループコイルの誘導レベ
ルと、その周囲のループコイルの誘導レベルとをディジ
タル的に求め、これらの値をＣＰＵ等のＬＳＩによって
補間演算するものがある。これによって、カーサの位置
検出の最小識別可能距離が、ループコイルの間隔よりも
大幅に小さくなり、座標位置検出精度が高まる。

【０００９】デジタイザに代表される位置検出装置は、
その主な用途がＣＡＤ装置の入力用である。したがっ
て、タブレットボード上で人間がカーサを目標とする位
置まで移動してカーサを静止させ、その状態でタブレッ
ト上におけるカーサの位置を検出して座標情報を得る。
このため、座標の検出速度を、人間の操作速度を大幅に
超えるほど高速にする必要はなく、むしろ静止位置の座
標を正確に求めることに重点が置かれる。標準的なデジ
タイザの仕様としては、検出速度が２００ポイント／秒
程度、検出精度が±０．２mm程度である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ゲーム機に
用いるラジコンカーのように、速度を変えながら移動す
る移動体の位置を検出する場合に、検出速度が遅いと、
正確な位置の特定ができなくなる。たとえば、検出速度
を２００ポイント／秒とし、位置に加えて向きも検出で
きるように二つの励磁コイルを設けたラジコンカーで、
５台のラジコンカーによるレースを実現する場合、励磁
コイルの数は１０個となり、一つずつ順次検出していく
と一つの励磁コイルの検出には５msecかかるので、位置
検出速度は５０msecの周期となる。移動体の速度を５０
cm／秒とすると、この５０msecの間に移動体は最長約
２．５cmの距離だけ移動し、その間における移動体の位
置は不確定となる。移動体を有するゲーム機の場合、遊
技者が移動体を見ながら操作レバー等を操作して制御す
る他に、ゲーム機の制御部自身が、移動体の過去の軌跡
に基づいて、移動体に対して種々の制御を行う。その場
合、上記のように位置を測定してから次に位置を測定す
るまでの時間間隔が大きいと、その間の移動体の位置が
不明確となり、接触判定やゴール時の順位判定など、ゲ
ーム機自身で行う種々の制御に不都合が生じる。

【００１１】また、移動体が５０cm／秒で移動する場
合、直線移動距離は２秒間で１ｍに達する。したがっ
て、このような高速で移動する移動体を遊技者が制御す
るゲーム機において、遊技者が十分な興趣を感じられる
ようにするためには、タブレットをたとえば１ｍ×２ｍ
程度の十分な大きさとする必要がある。一方、通常のプ
リント基板製造設備では、ループコイルを形成した大き
なタブレットを１枚のガラスエポキシ基板又はフィルム
基板から得ることは困難であり、これを製造するには専
用の高価な製造設備が必要となり、必然的に高価なもの
となる。

【００１２】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、簡単な構成により、タブレットのサイズ変更に
も柔軟に対応でき、また、基板体上を移動する移動体の
位置を高速に検出することができるゲーム機用位置検出
装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項１記載の発明は、基板体上を移動する移動体
の位置を求めるゲーム機用位置検出装置であって、前記
移動体に設けられた、前記基板体に向かって交流磁場を
発生する移動体用コイルと、前記基板体に設けられた、
平行かつ等間隔に配置された複数のループコイルを有す
るコイルブロックを備え、前記コイルブロックを複数個
連結して構成した二つの平面状コイル部をそれぞれの前
記ループコイルが直交するように重ねて配置した検出手
段とを具備し、前記移動体の前記移動体用コイルから発
せられる交流磁場によって前記検出手段のループコイル
に生じる電磁誘導電流を各ループコイルを走査して検出
することにより、前記移動体の位置を検出することを特
徴とするものである。

【００１４】請求項２記載の発明は、基板体上を移動す
る移動体の位置を求めるゲーム機用位置検出装置であっ
て、前記移動体に設けられた、前記基板体に向かって交
流磁場を発生する移動体用コイルと、平行かつ等間隔に
配置された複数の電線の一方の端部を電気的に接続して
接地し、他方の端部を、奇数番目のものについては第一
の切り換え手段に、偶数番目のものについては第二の切
り換え手段にそれぞれ接続して、隣合う２本の電線を一
つのループコイルとして用いる二つの平面状コイル部
を、それぞれの前記ループコイルが直交するよう重ねて
前記基板体に設けられた検出手段とを具備し、前記第一
の切り換え手段及び第二の切り換え手段を順次切り換え
て前記各ループコイルを走査し、前記移動体用コイルが
発する交流磁場によっていずれかのループコイルの２線
間に生じる電磁誘導電流の差分を検出することにより、
前記移動体の位置を求めることを特徴とするものであ
る。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記各平面状コイル部は平行かつ等間隔に
配置された複数のループコイルを有するコイルブロック
を複数個連結して構成したものであること特徴とするも
のである。請求項４記載の発明は、請求項１又は３記載
の発明において、前記各コイルブロックは、それぞれの
電線が前記ループコイルを構成するフラットケーブル
と、前記フラットケーブルの一端を固定する第一の基板
と、前記フラットケーブルの他端を固定するとともに前
記各ループコイルに対する電磁誘導電流の検出動作に必
要な回路手段が実装された第二の基板とを含むものであ
ることを特徴とするものである。

【００１６】請求項５記載の発明は、１，３又は４記載
の発明において、前記ループコイルに対する電磁誘導電
流の検出動作は、並列走査によって、各コイルブロック
に対して同時に行うことを特徴とするものである。請求
項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記
各コイルブロックに対する並列走査は、同一の平面状コ
イル部に属する隣合うコイルブロックについて逆方向に
行うことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明は、前記の構成により、コ
イルブロックを複数個連結することにより各平面状コイ
ル部が構成され、更に、ループコイルが直交するように
平面状コイル部を重ねて配置することにより検出手段が
構成されるので、検出手段の構造が簡易で製造が容易と
なる。

【００１８】請求項２記載の発明は、前記の構成によ
り、複数の電線の同じ側の端部を接続して接地し、反対
側の端部については、これらの電線のうち奇数番目のも
のを第一の切り換え手段に、偶数番目のものを第二の切
り換え手段にそれぞれ接続することによって、隣合う二
本の電線によって複数のループコイルが形成される。そ
して、第一の切り換え手段と第二の切り換え手段とを切
り換えて、各ループコイルを順次選択することによっ
て、電磁誘導電流の検出のための走査が、すべてのルー
プコイルに対して行われる。移動体の励磁コイルが、あ
るループコイルの中央真上に位置する場合、ループコイ
ルを構成する２本の電線には、各々逆向きの誘導電流が
生じる。また、一方で、該励磁コイルがループコイルの
２線間に一部でも位置しないループコイルの場合、その
２本の電線には電流の大きさの違いはあるが、同じ向き
の誘導電流が生じる。したがって、２線間の誘導電流の
差分を検出することで、効率よくループコイルの位置を
検出できる。また、差分検出方式を用いたことで、外来
電波等により生じる誘導電流（各電線と同じ向きに誘導
する）はキャンセルされるので、外来電波による妨害に
も強くなる。

【００１９】請求項３記載の発明は、前記の構成によ
り、コイルブロックを複数個連結することにより各平面
状コイル部が構成され、更に、ループコイルが直交する
ように平面状コイル部を重ねて配置することにより検出
手段が構成されるので、検出手段の構造が簡易で製造が
容易となる。請求項４記載の発明は、前記の構成によ
り、フラットケーブルは、多数の電線を互いに平行かつ
等間隔に配置してビニール樹脂などで絶縁したものであ
り、汎用品として市販されている。したがって、ループ
コイルとして、かかるフラットケーブルの電線を利用す
ることによって、低コストで前記基板体を作製できる。
また、フラットケーブルの両端部を第一及び第二の基板
で固定することによって、第一の基板、第二の基板及び
フラットケーブルが、一つの単体モジュールとなり、こ
れらを連結して平面状コイル部を構成することができる
ので、前記基板体の組み立てが容易となる。また、フラ
ットケーブルの裁断は、任意の長さで行えるので、モジ
ュールの幅の単位で任意のサイズの位置検出装置が実現
できる。

【００２０】請求項５記載の発明は、前記の構成より、
並列走査によって各コイルブロックに対して同時にルー
プコイルに対する電磁誘導電流の検出動作を行うことに
より、基板体に含まれる全てのループコイルに対して電
磁誘導電流の検出動作を行うのに要する時間が、一つの
コイルブロックに含まれるループコイルに対して行うの
と同じになり、全てのループコイルに対して順次電磁誘
導電流の検出動作を行う場合に比べて１サイクルの時間
が短くなり、その結果、検出動作が高速となる。したが
って、その分移動体の最高移動速度を向上させることが
可能となり、ゲームの興趣が増加する。また、各コイル
ブロックごとにＡ／Ｄ変換回路を設けることになるの
で、アナログ信号の引き回しが少なく、大型のタブレッ
トで特に問題になり易い、アナログ線のノイズ重畳によ
るＳ／Ｎの低下が生じにくい。

【００２１】請求項６記載の発明は、前記の構成によ
り、前記各コイルブロックに対する並列走査を、同一の
平面状コイル部に属する隣合うブロックについて逆方向
に行うことにより、移動体がコイルブロックとコイルブ
ロックの境界部分を通過するときでも、１サイクル分の
走査を行っても移動体が検出されないという状態（いわ
ゆるロスト状態）の発生を防止することができる。これ
は、一つのコイルブロックのコイル数が多い場合と移動
体の移動速度が高速な場合に有効となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明のゲーム機
用位置検出装置が適用されるゲーム機の概略図、図２は
このゲーム機の概略ブロック図、図３はゲーム機のタブ
レットボードの分解斜視図、図４はループコイルアレイ
を示す概略平面図、図５はこのゲーム機のリモート制御
装置における操作パネルの操作と移動体の動作との関係
を説明するための図、図６はリモート制御装置のコント
ローラに含まれる変調回路の概略ブロック図及び変調回
路の各部の信号の様子を示す図、図７はこのリモート制
御装置における移動体の制御部の概略ブロック図、図８
は移動体が交流磁場を発生するタイミングを示すタイミ
ングチャート、図９は本発明の一つの実施の形態である
ゲーム機用位置検出装置のｘ方向にループコイルを張っ
たループコイルアレイ及び信号処理回路（以下「ループ
コイルアレイ回路」という）を示す回路図、図１０は図
９のループコイルアレイ回路のうち一つのコイルブロッ
クを詳細に示す回路図、図１１はいわゆるロスト状態を
防止するための手段を説明するための図、図１２はルー
プコイルアレイ回路に供給する信号及びループコイルア
レイ回路から得られる信号の概略を示すタイミングチャ
ート、図１３はフラットケーブル及びその両端に設けら
れた基板からなる一つのコイルブロックの概略斜視図、
図１４は４つのコイルブロックを連結して得られるルー
プコイルアレイ回路の概略平面図である。

【００２３】本発明のゲーム機用位置検出装置が使用さ
れるゲーム機は、図１に示すように、タブレットボード
４０上に置かれた５台の移動体１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄ，１０ｅを、操作パネル５０ａ，５０ｂ，５
０ｃ，５０ｄの操作により、自在に動かして、４人のプ
レイヤーがレースゲームを行うものである。各プレイヤ
ーは自分の移動体を制御して競走する。また、残りの１
台は、マイコン制御部のプログラムで移動制御する。こ
のゲーム機では、特に、ゲームの興趣の向上を図るた
め、移動体がタブレットボード４０上の特定領域内に移
動すると、一時、移動体の制御が効かなくなる「制御エ
リア」を設けている。この「制御エリア」とは、たとえ
ば、移動スピードが半減する「スローエリア」、移動方
向が反転する「反転エリア」、一定時間スピン動作をす
る「スピンエリア」、進入方向での移動を継続する「ス
リップエリア」などである。たとえば、タブレットの上
部カバーにレースコースを印刷しておき、ある移動スピ
ード以上でコーナーに進入するとスピンするとか、コー
スアウトするとスローになるとか、或いは、コース中に
水溜まりを印刷して、その上はスリップするなどとして
もよい。

【００２４】このゲーム機において、各移動体の制御
は、図２に示すリモート制御装置によって行う。リモー
ト制御装置は、図２に示すように、複数の移動体１０
と、タブレットボード４０と、送信用コイル４４と、操
作パネル５０と、コントローラ６０とを備えるものであ
る。このゲーム機では、タブレットボード４０に設けら
れた送信用コイル４４と、移動体１０に設けられた受信
コイル１５との間の電磁誘導を利用して、移動体１０と
コントローラ６０との間で制御信号を送受する。

【００２５】タブレットボード４０は、図３に示すよう
に、ループコイルアレイ４６と、これらが設けられる台
板４７及び上部カバー４８を有する。台板４７及び上部
カバー４８としては、たとえば、縦８０ｃｍ、横１００
ｃｍのテーブルサイズのものを用いる。ループコイルア
レイ４６は、平板上の移動体１０の位置を検出するため
に用いられるのものであり、図３及び図４に示すよう
に、ｘ方向用ループコイルアレイ４６ｘとｙ方向用ルー
プコイルアレイ４６ｙを、それぞれのループコイルが互
い直交するように、基板体としての台板４７上に重ねて
設ける。ｘ方向用ループコイルアレイ４６ｘ及びｙ方向
用ループコイルアレイ４６ｙは、本発明の「平面状コイ
ル部」となる。ｘ方向用ループコイルアレイ４６ｘ及び
ｙ方向用ループコイルアレイ４６ｙは、同一のコイルブ
ロックを複数個連結した構成され、各コイルブロックに
は複数のループコイルが含まれる。上部カバー４８は、
たとえば透明なアクリル板で、裏面にレースコースなど
が印刷される。尚、ループコイルアレイ４６について
は、後により詳しく説明する。

【００２６】図１に示すように、各移動体１０に対する
動作命令を入力するための入力装置である操作パネル５
０は、四台（５０ａ〜５０ｄ）設けられている。各操作
パネル５０は、図５に示すように、ジョイスティック
（joystick）５２と、二つのコマンドボタン５４ａ，５
４ｂとを有する。図５には、操作パネルの操作と移動体
の動作との関係も併せて示す。ジョイスティック５２を
前後左右に動かすことにより、移動体１０はその動かし
た方向に移動する。また、コマンドボタン５４ａを押す
と移動体１０は加速し、コマンドボタン５４ｂを押すと
移動体１０は減速し、いずれ停止する。

【００２７】コントローラ６０は、図２に示すように、
マイコン制御部６２と、変調回路６４と、タブレットボ
ード４０上での複数の移動体１０の位置を検出するアド
レス信号発生回路６６及び座標演算回路６８とを備え
る。マイコン制御部６２は、ワンチップマイコンと、パ
ラレルＩ／Ｏポートと、シリアルＩ／Ｏポートと、ＲＡ
Ｍと、ＲＯＭとを有する。このワンチップマイコンは、
プログラマブルタイマを備えており、これにより１ビッ
トのデータ転送速度を決めている。また、ＲＯＭには、
ゲームのプログラム、タブレットボード４０上の座標テ
ーブルに対応した各種制御エリアの情報等が記憶されて
いる。たとえば、スローエリアは走行コース外周の所定
領域に設定され、ゲームプログラムは、移動体がスロー
エリアに移動すると、移動体は低速でしか移動できなく
なるようにプログラミングされる。マイコン制御部６２
は、操作パネル５０から送られる移動体に対する動作命
令に基づいて、動作信号をクロック信号に同期して変調
回路６４に出力する。また、移動体の位置情報に基づい
てその移動体が各種制御エリア内にあると判定した場合
には、ゲームプログラムに従って所定の動作信号をその
移動体に送る。この動作信号は、同期信号や移動体を識
別するＩＤ信号を含むものである。

【００２８】変調回路６４は、マイコン制御部６２から
の動作信号を、バイフェーズ符号化し、ＡＭ変調するも
のである。この変調回路６４は、具体的には、図６
（ａ）に示すように、ＥＮＯＲ回路１８２と、ＡＮＤ回
路１８４と、発振回路１８６と、スイッチ手段１８８と
を有する。図６において、マイコン制御部６２から出力
された動作信号Ｓ₂とクロック信号Ｃは、ＥＮＯＲ回路
１８２に入力する。そして、ＥＮＯＲ回路１８２からの
出力信号とマイコン制御部６２からの送信信号Ｓ₃が、
ＡＮＤ回路１８４に入力する。送信信号Ｓ₃は、コント
ローラ６０が送信状態にあることを示すもので、ローレ
ベルがアクティブである。こうして、ＡＮＤ回路１８４
からはバイフェーズ符号化された信号Ｓ₄が出力され
る。図６（ｂ）は、図６（ａ）の各部の信号の様子を示
した図であり、ｔ₁は移動体１０ａに対して送信用コイ
ル４４から送信信号が送られる期間、ｔ₂は移動体１０
ｂに対して送信信号が送られる期間である。バイフェー
ズ符号化信号Ｓ₄は、動作信号Ｓ₂とクロック信号Ｃと
が混在したものであり、ここでは、動作信号Ｓ₂がロー
レベルのときは、１ビットの前半部分がハイレベルの状
態で、後半部分がローレベルの状態であるものとして定
義し、また動作信号Ｓ₂がハイレベルのときは、１ビッ
トの前半部分がローレベルの状態で後半部分がハイレベ
ルの状態であるものと定義している。そして、このバイ
フェーズ符号化信号Ｓ₄がハイレベルのときだけスイッ
チ手段１８８をオンして、ハイレベルのところを周波数
ｆ₀の発振回路１８６からの交流電流に置き換えた交流
信号Ｓ₅が取り出される。この交流信号Ｓ₅は、送信用
コイル４４に送り出される。

【００２９】移動体１０は、図２に示すように、操作パ
ネル５０の操作によりタブレットボード４０の表面に沿
って移動するロボットであり、ここでは四台設けてい
る。移動体１０の寸法は、たとえば底面直径が約８ｃ
ｍ、高さが約１０ｃｍである。各移動体１０は、機構部
１２と、コマンド受信用の共振コイル１５と、励磁用の
コイル１６及び１７と、制御部１８とバッテリ部１９と
を備える。

【００３０】機構部１２は、二つの駆動用小型ＤＣモー
タと、左右に設けられた合計二つの車輪とを有する。各
車輪は、それぞれ別個のモータにより独立に駆動され
る。これにより、移動体１０は、前後に移動したり、右
又は左回りに回転したり、左右に曲がったりすることが
できる。たとえば、前進する場合には両方の車輪を正転
し、後進する場合には両方の車輪を逆転する。また、回
転させる場合には一方の車輪を正転し、他方の車輪を逆
転する。更に、前進しながら右に曲がる場合には、左側
のモータをフルパワーにし、右側のモータをハーフパワ
ーとする。フルパワーとハーフパワーの切り替えは、モ
ータの励磁電圧を変えるか、励磁電流を周期的にオン・
オフするデューティ制御により実現できる。

【００３１】尚、ここでは、モータのパワーを三段階で
調節して、移動体１０をフルスピード、ハーフスピー
ド、クォータースピードで移動させることができる。通
常、移動体１０はフルスピードで移動している。バッテ
リ部１９は、たとえば６Ｖ５００ｍＡ以上のニッカド電
池等の二次電池と、充電端子接点と、電圧低下を検知す
る電圧監視回路と、過充電防止回路とを有する。

【００３２】制御部１８は、図７に示すように、発振回
路２２と、スイッチ手段２４ａ及び２４ｂと、検波回路
２６と、クロック抽出回路２８と、マイコン３２とを有
する。検波回路２６は、同調周波数ｆ₀の共振コイル１
５で受信した誘導電流をバイフェーズ符号化信号に復調
するアナログ回路であり、具体的には、増幅回路と、平
滑化フィルターと、二値判定回路とで構成される。クロ
ック抽出回路２８は、検波回路２６で復調したバイフェ
ーズ符号化信号からクロック信号を抽出するものであ
る。クロック抽出回路２８は、具体的には、遅延回路１
９２と、ＥＸ−ＯＲ回路１９４と、１ショットのマルチ
バイブレータ１９６とを有する。

【００３３】マイコン３２は、移動体１０を統括して制
御するものである。具体的には、動作信号に基づいてモ
ータの駆動の制御も行う他に、次の動作を行う。すなわ
ち、クロック抽出回路２８で抽出されたクロック信号に
基づいてバイフェーズ符号化信号から動作信号だけを取
り出し、その動作信号の中のＩＤ信号に基づいて自己宛
の信号であるかどうかを判定する。そして、自己宛のも
のであれば、信号ｓｉｇ１及びｓｉｇ２によって、スイ
ッチ手段２４ａ及び２４ｂをこの順にオンにして、発振
回路２２からの交流電流を励磁コイル１６及び１７に流
す。このように、スイッチ２４ａ，２４ｂを所定の順番
でオンにすることによって、移動体の位置だけでなく、
移動方向も検出することが可能となる。

【００３４】図８は、移動体１０ａのスイッチ２４ａ，
２４ｂがオンとされるタイミングを具体的に示してい
る。同図において、ｔ₁は移動体１０ａに対して送信用
コイル４４から送信信号が送られる期間であり、この送
信信号には、移動体１０ａが自己への信号であることを
認識するためのＩＤ信号が含まれている。同様に、ｔ₂
は移動体１０ｂに対して送信信号が送られる期間であ
り、ｔ₃は移動体１０ｃに対して送信信号が送られる期
間である。移動体１０ａが期間ｔ₁において自己のＩＤ
信号を認識し、所定の送信信号を受け取ると、移動体１
０ｂに対して送信信号が送られている期間ｔ₂におい
て、信号ｓｉｇ１及びｓｉｇ２によって、スイッチ手段
２４ａ及び２４ｂをオンとし、コイル１６及び１７を励
磁して、タブレットボード４０のループコイルアレイ４
６に誘導電流を誘起させる。タブレットボード４０は、
ループコイルアレイ４６を走査していずれかのループコ
イルにおいて誘導電流を検出すると、これをディジタル
信号ＤＴに変換して位置検出回路へ送る。尚、ループコ
イルの走査については後述する。

【００３５】本実施形態では、タブレットボード４０と
移動体１０との間での動作命令の送受信と位置検出を同
時に行っている。すなわち、コントローラ６０から移動
体１０に動作命令を転送する場合には、バイフェーズ符
号化し、搬送波周波数ｆ₀でＡＭ変調された交流信号
を、タブレットボード４０の送信用コイル４４に印加
し、相互誘導により、移動体１０の共振コイル１５に誘
導電流を流す。移動体１０では、この誘導電流から動作
命令を読み取る。一方、コントローラ６０が移動体１０
の位置情報を検出するには、移動体１０の励磁コイル１
６，１７に順次送信周波数ｆ₀と異なる周波数ｆ₁の交
流電流を印加し、タブレットボード４０のループコイル
アレイ４６に誘導電流を流す。コントローラ６０では、
励磁タイミングに同期してこの周波数ｆ₁の誘導電流が
流れたループコイルの位置を順次特定することにより、
移動体１０の位置と向きとを検出する。この検出には、
周波数ｆ₁を通過し、ｆ₀を遮断するバンドパスフィル
タ１３２を用いる。

【００３６】尚、本実施形態では、移動体１０とコント
ローラ６０との間の制御信号の授受を、移動体１０内の
共振コイル１５とタブレットボード４０内の送信用コイ
ル４４との間の電磁誘導を利用して行っているが、通常
の無線や光通信などの手段を用いることも可能である。
次に、図９乃至図１４を参照して、本実施形態の主要部
について説明する。尚、図９では、簡単のためにｘ方向
にループコイルを張ってｙ座標を検出するｙ方向用ルー
プコイルアレイ及びその信号処理回路（ループコイルア
レイ回路）のみを示してあるが、実際には図３に示すよ
うに、これと重ねて、ループコイルがｙ軸と平行となる
ようにしたｘ方向用ループコイルアレイ回路が配置され
る。ｙ方向用ループコイルアレイとｘ方向用ループコイ
ルアレイとを重ねてタブレットボード上に設けたものが
図４に示すループコイルアレイ４６となり、本発明の
「検出手段」としての役割を果たす。尚、図２〜図４の
バッファ回路４９は、コントローラからの制御信号線と
タブレットボードのデータ線のドライバビリティを増す
ためのバッファＩＣと終端ネットワークが実装されてい
る。

【００３７】図９に示す本実施形態では、ループコイル
アレイ回路は、４つのコイルブロック１１０₁、１１０
₂、１１０₃、１１０₄からなる。各コイルブロック
は、同様の動作を同時に並列的に行う。この点が、本発
明の大きな特徴である。また、隣合うコイルブロックで
走査の方向が反対向きにすることで、ロストをなくすこ
とができる。以下で、添字１〜４を付したものは、それ
ぞれコイルブロック１１０₁〜１１０₄に含まれるもの
であることを示す。

【００３８】各コイルブロックには、ｘ軸方向に延在す
る１６本一組の平行な直線状の電線（左から順に１番、
２番、・・・、１６番とする）が等間隔に張られてい
る。ここでは、この間隔を５mmとする。隣合うコイルブ
ロックの隣接する電線同士の間隔も、同一コイルブロッ
ク内の電線の間隔と等しくなるように実装されている。
各電線は、図９の上側の端部において、コイルブロック
の範囲を超えて相互に接続されている。

【００３９】各コイルブロックには、それぞれ、奇数ア
ナログスイッチ（ＡＳＷ）１１１₁〜１１１₄、偶数ア
ナログスイッチ１１２₁〜１１２₄、回路部１１３₁〜
１１３₄が設けられている。各コイルブロックの奇数ア
ナログスイッチには、共通に奇数アドレス線ＡＡが接続
され、偶数アナログスイッチには、共通に偶数アドレス
線ＡＢが接続されている。各回路部１１３₁〜１１３₄
には、各ループコイルアレイからの信号を出力するデー
タ線ＤＡＴＡが設けられている。各コイルブロックは、
それぞれに含まれる１６本の電線、奇数アナログスイッ
チ、偶数アナログスイッチ、及び回路部によって単体の
モジュールとされ、後述の方法で各単体モジュールを組
み合わせることによって、図９のループコイルアレイ回
路が構成される。

【００４０】図１０は、図９のコイルブロック１１０₁
の部分を抜き出して示した図である。図１０において、
１６本の電線の部分には、市販のフラットケーブルを利
用する。フラットケーブルは、柔軟なビニール樹脂など
で複数の電線（ここでは１６本の電線）を絶縁被覆した
もので、これを利用することによって、同一平面内で平
行かつ等間隔となる複数の電線が容易に得られる。１６
本の電線は、図１０の上部において、基板１２０₁に固
定され、相互に接続されている。また、各基板１２０₁
〜１２０₄にはコネクタが設けられており、このコネク
タで各単体モジュールを接続すると、各コイルブロック
の基板１２０₁〜１２０₄によって、異なるコイルブロ
ックの電線同士も相互に接続される。

【００４１】一方、１６本の電線の反対側の端部（図１
０の下部）は、基板１２１₁に固定されている。基板１
２１₁には、奇数アナログスイッチ１１１₁、偶数アナ
ログスイッチ１１２₁、回路部１１３₁が、それぞれ実
装されている。他のコイルブロックの基板１２１₂〜１
２１₄についても同様である。各電線は基板１２１₁に
おいて、奇数番目の電線は奇数アナログスイッチ１１１
₁に、偶数番目の電線は偶数アナログスイッチ１１２₁
に、それぞれ接続されている。そして、隣合う二本の電
線によって形成されるループを一つのループコイルとす
る。すなわち、１番目の電線と２番目の電線がループコ
イルＬＣ₁、２番目の電線と３番目の電線がループコイ
ルＬＣ₂、以下同様にして、１５番目の電線と１６番目
の電線がループコイルＬＣ₁₅となる。このことから分か
るように、一つのコイルブロックに属する１６本の電線
からは、１５本のループコイルが形成される。そして、
奇数アナログスイッチ１１１₁と偶数アナログスイッチ
１１２₁に所定の動作をさせることによって、希望のル
ープコイルを選択することができる。

【００４２】更に、本実施形態では、コイルブロック１
１０₁の１６番目の電線と、隣のコイルブロック１１０
₂の１番目の電線とを利用して、コイルブロック１１０
₁の１６番目のループコイルＬＣ₁₆を得る。かかる工夫
によってループコイルの数を２の累乗（１６＝２³）と
すると、後のディジタル的な処理が容易となる。図９も
しくは図１０では、ループコイルＬＣ₁₆を形成するため
に、ライン１２２₁及びアナログセレクタ１３０₁を設
けてあるが、これらの機能については後述する。尚、コ
イルブロック１１０₄の１６番目の電線による１６番目
のループコイルについては、対になる電線がコイルブロ
ックに存在しないので、接続コネクタをオープンのまま
として、コイルブロック１１０₄の１６番目のループは
無効とする。または、ｘ方向用ループコイルアレイ側４
６ｘの基板１２０に、ループ用の直線銅パターンを引い
ておき、この直線パターンを連結し、１６番目のループ
用線として利用するように工夫してもよい。また、一番
端になるブロックのみ１６番目の同じ電線をアナログス
イッチ１３０₄に入力するようにジャンパー接続して、
差動増幅器への入力が生じないようにしてもよい。

【００４３】また、図９及び図１０では、作図の都合
上、各コイルブロックの１６番目の電線と右隣のコイル
ブロックの１番目の電線との距離を離して示してある
が、実際に各単体モジュールをコネクタで接続すると、
この間隔は、同一コイルブロック内の各電線の間隔と等
しくなるよう実装する。各ループコイルは、移動体内部
に設けられた励磁コイルによって発生される交流磁場を
受けると、誘導電流が発生する。たとえば、移動体の励
磁コイルの励磁周波数ｆ₁を５００KHz として励磁する
と、５００KHz の励磁信号によって励磁される各ループ
コイルに流れる誘導電流も５００KHz となる。尚、励磁
コイルの直径を後述の適当な大きさとすることによっ
て、ループコイルの中心真上に励磁コイルが位置する場
合、ループコイルを構成する２本の電線には、常に逆向
きの電流が流れる。すなわち、励磁コイルがコイルルー
プ内にあると誘導電流は２倍に検出され、外にあると電
流の向きが同じになるので相殺されて信号レベルは小さ
くなる。

【００４４】奇数アナログスイッチ１１１₁及び偶数ア
ナログスイッチ１１２₁には、それぞれ第０〜第７の入
力端子があり、前者には奇数番目の電線が、後者には偶
数番目の電線が、それぞれ順番に接続されている。奇数
アナログスイッチ１１１₁及び偶数アナログスイッチ１
１２₁の出力端子Ｏからは、第０〜第７の入力端子のう
ちから選択されたものの信号が出力される。この入力端
子の選択は、奇数アナログスイッチ１１１₁については
アドレス信号ＡＡによって、偶数アナログスイッチ１１
２₁についてはアドレス信号ＡＢによって、それぞれ行
われる。尚、入力端子は８個あるため、アドレス信号Ａ
Ａ及びＡＢは、いずれも３ビットである。また、奇数ア
ナログスイッチ１１１₁及び偶数アナログスイッチ１１
２₁は、イネーブル入力端子Ｅを備えており、ここにロ
ー状態の信号が入力されているときだけ、アドレス信号
によって選択された入力端子の信号を出力端子Ｏから出
力するよう動作する。尚、奇数アナログスイッチ１１１
₁のイネーブル入力端子Ｅにはイネーブル信号ＥＮが供
給されるが、偶数アナログスイッチ１１２₁のイネーブ
ル入力端子Ｅはロー状態に固定されている。

【００４５】ここで、回路部１１３₁の構成について説
明する。アナログセレクタ１３０₁は、奇数アナログス
イッチ１１１₁のＥ端子に供給されているイネーブル信
号ＥＮと同じ信号によって、隣のコイルブロック１１０
₂の１番目の電線からの信号を選択出力する。すなわ
ち、イネーブル信号ＥＮがローのときはアナログセレク
タ１３０₁は遮断され、イネーブル信号ＥＮがハイのと
きは接続される。なお、イネーブル信号ＥＮがハイのと
きは、奇数アナログスイッチ１１１₁からは信号が出力
されない。したがって、偶数アナログスイッチ１１２₁
の出力信号と、隣のブロック１１０₂の信号線１２２₁
からの信号が、差動増幅アンプ１３１₁に供給される。

【００４６】差動増幅アンプ１３１₁は、その二つの入
力端子に供給される信号の差分を増幅する。差動増幅ア
ンプ１３１₁の二つの入力端子には、奇数アナログスイ
ッチ１１１₁の出力信号（ループコイルＬＣ₁₆を選択す
る場合はコイルブロック１１０₂の１番目の電線からの
信号）と、偶数アナログスイッチ１１２₁の出力信号
が、各ループコイルの両側からの信号として供給され
る。各ループコイルの隣合う２本の電線に流れる誘導電
流は逆向きとなるため、差動増幅アンプ１３１₁に供給
される信号は互いに逆相となり、したがって差動増幅ア
ンプ１３１₁の出力信号のレベルは大きくなる。電磁誘
導作用によって生じる差動増幅アンプ１３１₁の入力端
子間の電位差は、移動体内部の励磁コイルに流す電流、
励磁コイルの形状、励磁コイルとタブレットボードとの
距離、ループコイルのインピーダンスなどに依存する
が、一般には非常に微弱（たとえば１００μＶ程度）で
ある。しかし、各ループコイルからの信号を差動増幅ア
ンプ１３１₁で増幅することによって位置検出を行うの
に十分な高い感度が得られ、結果として、図１５に示す
従来回路と同等の受信レベルを得る。すなわち、２線間
の誘導電流の差分を増幅する回路にしたことで、図１５
の従来のタブレットよりも２倍のアナログスイッチが必
要になるものの、ループパタン用の線材が等ピッチなも
のが使用できるため、汎用のフラットケーブルを採用す
ることができた。

【００４７】バンドパスフィルタ１３２₁は、差動増幅
アンプ１３１₁によって増幅された信号のうち、特定周
波数の信号のみを濾波し、不要な周波数成分を除去す
る。本実施形態では、移動体の励磁コイルの励磁信号に
対応して、バンドパスフィルタ１３２₁の中心周波数は
５００KHz とする。積分回路１３３₁は、バンドパスフ
ィルタ１３２₁を通過した信号を一定期間にわたって積
分する。この一定期間が終了すると、積分回路１３３₁
の出力部は、ディスチャージ信号ＤＩＳがハイとなるタ
イミングで放電され、初期電圧に戻される。サンプル・
ホールド回路１３４₁は、一定期間にわたって積分され
た放電される直前の積分回路１３３₁の出力信号を、サ
ンプリング信号ＳＭＰに同期してサンプリングし、この
値を一定期間保持する。

【００４８】Ａ／Ｄコンバータ１３５₁は、サンプル・
ホールド回路１３４₁によって保持された値をディジタ
ル値に変換し、ディジタルデータＤＴとして出力する。
また、クランプ回路１３６₁は、ディスチャージ信号Ｄ
ＩＳによって積分回路１３３₁の出力を放電している期
間に、差動増幅アンプ１３１₁の入力を短絡させるため
のものである。これは、奇数アナログスイッチ１１１₁
及び偶数アナログスイッチ１１２₁に対するアドレス信
号の切り換え時に発生するノイズ成分をキャンセルする
ためのものである。

【００４９】ところで、各コイルブロックに対する走査
は、図１１下部の矢印に示すように、隣合うコイルブロ
ックについて互いに逆方向となるようにして行ってもよ
い。それは、走査方向を同一とした場合に生じる次のよ
うな問題の発生を防止するためである。すなわち、並列
走査の方向が、すべてのコイルブロックについてたとえ
ば左から右へ向かう同一方向だとすると、各コイルブロ
ックに対する並列走査が開始された時点において、移動
体１が図１１に示すようにコイルブロックとコイルブロ
ックの境界１１０ａ（図１１ではコイルブロック１１０
₂と１１０₃の境界とする。）の左側近傍で右に向かう
方向に高速で移動している場合、移動体１０が境界１１
０ａを通過したときには、コイルブロック１１０₃の左
側端部付近の走査は既に終了しており、一方、コイルブ
ロック１１０₂の走査が境界１１０ａに達したときには
移動体は既に境界１１０ａを通過してしまっている、と
いう事態が生じうる。このような場合には、そのサイク
ルでは移動体１がどのループコイルによっても発見され
ない状態、いわゆるロスト状態が発生し、種々の制御を
円滑かつ確実に実行することが困難となる。しかし、隣
合うコイルブロックについて互いに逆方向となるように
並列走査を行わせると、このようなロスト状態は発生せ
ず、したがって、１ブロックのループコイル数が多い場
合や、移動体が１ブロックのループコイルの走査に較べ
て高速でロストが生じる場合に有効である。

【００５０】次に、移動体の位置検出の動作を図１０及
び図１２を参照しながら説明する。図１０では、移動体
の励磁コイル１４０が、フラットケーブルのループコイ
ルＬＣ₈の上に在る状態を示している。励磁コイル１４
０の直径は約１cmで、電線のピッチの略二倍である。励
磁コイル１４０の直径が、これよりも小さいと、何処か
の電線の真上に来たときにその電線に誘導電流が流れ
ず、移動体の位置が確定できない可能性がある。一方、
この直径が大きすぎると、移動体の位置測定の精度が低
下する可能性がある。約１cmという直径は、これらの点
を考慮して決められたものである。

【００５１】ループコイルＬＣ₈は、８番目の電線と９
番目の電線によって形成されており、励磁コイル１４０
によってこれらの電線に生じる誘導電流の方向は、常に
逆向きとなる。ループコイルＬＣ₈を形成する８番目の
電線は、偶数アナログスイッチ１１２₁の第３端子に接
続され、９番目の電線は、奇数アナログスイッチ１１１
₁の第４端子に接続されている。したがって、励磁コイ
ル１４０が図１０に示す位置にあるときは、アドレス信
号ＡＡによって奇数アナログスイッチ１１１₁の第４入
力端子が選択され、アドレス信号ＡＢによって偶数アナ
ログスイッチ１１２₁の第三入力端子が選択されたとき
に、それぞれの出力端子Ｏから出力される信号の振幅が
最大となる。

【００５２】図１２のタイミングチャートは、１６個の
ループコイルを走査して一回ずつ選択する１サイクルの
動作を示している。同図に示す１サイクルをたとえば５
００μsec とすると、図１０の１番目の電線から１６番
目の電線までの範囲で、１秒間に２０００回の位置検出
動作が行われる。同様の動作が各コイルブロックにおい
て並行して同時に行われることから、タブレットボード
全体についても１秒間に２０００回の位置検出が行われ
ることになる。

【００５３】図１２において、一番上に記載した１から
１６までの数字は、その番号のループコイルが選択され
ている時間間隔であることを示す。この時間間隔は、図
１２のタイミングチャートにおける最小単位となる時間
間隔ｔであり、本実施形態ではｔ＝３１μsec とする
（５００μsec ÷１６＝３１μsec ）。その下のアドレ
ス信号ＡＡは、奇数アナログスイッチ１１１₁の何番目
の入力が選択されているかを示し、更にその下のアドレ
ス信号ＡＢは、偶数アナログスイッチ１１２₁の何番目
の入力が選択されているかを示す。同図に示すように、
奇数アナログスイッチ１１１₁と偶数アナログスイッチ
１１２₁の被選択入力の切り換えを、時間ｔずつずらし
て交互に行うことにより、上述のうように、１６本のル
ープコイルＬＣ₁〜ＬＣ₁₆が順次選択される。

【００５４】イネーブル信号ＥＮは、上述のように、１
番のループコイルＬＣ₁から１５番のループコイルＬＣ
₁₅までの間はローとして奇数アナログスイッチ１１１₁
をイネーブルにするとともに、アナログスイッチ１３０
₁をオフにする。そして、１６番のループコイルＬＣ₁₆
を選択するときは、イネーブル信号ＥＮをハイとして、
ライン１２２₁を介して隣のコイルブロック１１０₂の
一番目の電線からの信号を出力する。

【００５５】図１２に示すように、移動体の励磁コイル
１４０が、フラットケーブルのループコイルＬＣ₈の上
に在るときは、バンドパスフィルタ１３２₁の出力信号
Ｓ₁の振幅は、図に示すように、ループコイルＬＣ₈が
選択されているときに最も大きくなる。その前のループ
コイルＬＣ₇が選択されている期間及びその後のループ
コイルＬＣ₉が選択されている期間においては、僅かな
がら振幅があるが、その他のループコイルが選択されて
いる期間中は、ほぼゼロとなる。誘導信号の出力レベル
は、図１６と同様であり、あるループコイルの隣接する
数ループ分より遠いループではほとんどゼロとなる。ブ
ロック分割は、この特性を考慮し決定した。

【００５６】尚、この信号Ｓ₁の周波数は、移動体の励
磁コイルに流れる励磁信号と同じ５００KHz である。信
号Ｓ₁を積分回路１３３₁において積分して得られる信
号Ｓ₂は、図１２に示すように、信号Ｓ₁に有限の振幅
がある時間間隔においては、時間とともに徐々に増加す
る。この一定期間にわたって積分して得られる値は、Ｓ
₁の振幅の大きさに対応する。尚、積分期間が終了する
と、積分回路１３３₁に対してディスチャージ信号ＤＩ
Ｓが発せられ、これによって、積分回路１３３₁の出力
は初期電圧に戻される。

【００５７】サンプリング信号ＳＭＰは積分期間の終了
に同期して発せられる。サンプル・ホールド回路１３４
₁がこの信号ＳＭＰを受け取ると、ディスチャージ信号
ＤＩＳが発せられる直前の積分回路１３３₁の出力信号
をサンプリングし、この値を一時的に保持し、出力信号
Ｓ₃として出力する。更に、アナログ値であるこの信号
の大きさは、Ａ／Ｄコンバータ１３５₁においてディジ
タル信号ＤＴに変換される。

【００５８】演算回路は、ディジタル化された信号ＤＴ
に基づいて、移動体のタブレットボード上におけるｙ座
標を求める。図１０及び図１２の場合であれば、移動体
はループコイルＬＣ₈のところにあることが分かる。ま
た、ループコイルＬＣ₇及びＬＣ₉が選択されたときの
両者の信号の大きさの比率から、移動体がループコイル
ＬＣ₈の範囲のどの部分にあるかについても算出でき
る。したがって、より高い精度での位置検出が必要な場
合には、その必要に応じてかかる演算を行うことができ
る。

【００５９】上記とまったく同じ動作を、ｙ軸方向にル
ープコイルアレイを張ったｘ座標検出用のループコイル
アレイ回路についても行って、ｘ座標の値が求められ
る。このように二つの座標値が求まれば、タブレットボ
ード上における移動体１０の位置が確定する。図１３
は、ループコイルアレイ回路のうちの一つのコイルブロ
ック１１０を示した概略斜視図である。コイルブロック
１１０は、主として、ループコイルアレイを形成するフ
ラットケーブル１５０と、このフラットケーブルの両端
が固定される基板１２０及び１２１からなる。基板１２
０においては、前記のように、隣合う電線でループコイ
ルが形成されるように、各電線が接続されている。ま
た、基板１２１においては、上で説明した奇数アナログ
スイッチ１１１、偶数アナログスイッチ１１２、回路部
１１３が実装され、更に、他の必要な配線が設けられて
いる。

【００６０】基板１２０には、その両側に、連結コネク
タ１５１ａ，１５１ｂが設けられている。このうち１５
１ａはオス、１５１ｂはメスであり、互いに相補的な関
係にある。このコネクタを用いて、この基板１２０を別
の基板１２０と連結すると、その基板に属するループコ
イル同士がコネクタを介して電気的に接続される。ま
た、同様の連結コネクタ１５２ａ，１５２ｂは、基板１
２１の両側にも設けられている。連結コネクタ１５２
ａ，１５２ｂによって基板１２１同士を連結すると、各
基板に対してアドレス信号ＡＡ，ＡＢ、イネーブル信号
ＥＮ、ディスチャージ信号ＤＩＳ、サンプリン信号ＳＭ
Ｐを供給するためのライン、およびディジタル信号ＤＴ
を取り出すためのラインが、コネクタ１５２ａ，１５２
ｂを介して相互に電気的に接続される。更に、隣合うコ
イルブロックの基板１２０，１２１同士を連結すると、
右側のコイルブロックの１番目の電線が左側のコイルブ
ロックのアナログセレクタ１３０の一方の入力端子に接
続される。したがって、隣合うコイルブロックの基板１
２１同士を連結することによって、左側のコイルブロッ
クの１６番目のループコイルＬＣ₁₆が自動的に形成され
る。

【００６１】図１４は、これらの連結コネクタ１５１
ａ，１５１ｂ及び１５２ａ，１５２ｂを連結して４つの
コイルブロックからなるループコイルアレイ回路を構成
した例を示す。このループコイルアレイ回路は、本発明
の「平面状コイル部」となり、この同じものを、互いに
直交するように重ねてタブレットボードを作製する。そ
の際、ループコイルがｘ軸方向に延在するループコイル
アレイ回路がｙ座標検出用、ループコイルがｙ軸方向に
延在するループコイルアレイ回路がｘ座標検出用とな
る。連結コネクタ１５１ａ，１５１ｂ及び１５２ａ，１
５２ｂを利用することによって、ループコイルアレイ回
路を構成するコイルブロックの数を任意に設定できる。
したがって、コイルブロックの数を増減することによっ
て、異なる寸法のタブレットボードに柔軟に対応でき
る。

【００６２】尚、本実施形態では、タブレットのコイル
ループをフラットケーブルの隣接する２線で構成すると
したが、必ずしも隣接に限定するものではなく、励磁コ
イルの径を小さくしたい場合や、フラットケーブルの線
間ピッチが狭いものを採用する場合など、１本おき、あ
るいは２本おきといった電線のペアでループを構成して
もよい。すなわち、アナログスイッチ１１１と１１２へ
の結線と、コイルブロック間に生じるループを構成する
ためのアナログスイッチの増設と、それらのアナログス
イッチの切替えのためのアドレスやイネーブル信号を適
当に工夫することで、本実施形態と同様な構成で容易に
対応できるものである。

【００６３】本発明は、上記各実施形態に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可
能である。たとえば、上記実施形態では、４ブロックで
一つのループコイルアレイ回路を構成したが、任意のブ
ロック数で構成することができる。また、一つのコイル
ブロックのループコイルの数も、上記実施形態の１６本
には限られず、任意の数とすることができる。また、本
実施形態で述べたように、移動体内の励磁コイルを、二
つもしくはそれ以上設け、それぞれから交流磁場を順次
発生させるようにしておいて、タブレットボードにより
それぞれの励磁コイルの座標を検出することで、移動体
の位置のみならず向きを検出することも可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板体内部の直交する二方向に平行に張られた複数のル
ープコイルのうちのいずれかに生じる電磁誘導電流を各
ループコイルを走査して検出することにより、基板体上
の移動体の平面位置を求めるゲーム機用位置検出装置に
おいて、平面状コイル部のそれぞれを、平行かつ等間隔
に配置された複数のループコイルを有する同一のコイル
ブロックを複数個連結して構成したことにより、構成が
簡単となり、平面状コイル部、そして、それぞれのルー
プコイルが互いに直交するように平面状コイル部を重ね
て基板体上に配置した検出手段の作製が容易となる。ま
た、コイルブロック数を任意の数にできるので、必要に
応じて基板体の寸法を柔軟に変更することが可能とな
る。更に、各コイルブロックのループコイル部分にフラ
ットケーブルを利用することにより、ループコイルをフ
ィルム印刷等の手段により作製する必要がなくなり、し
たがって量産性が向上するとともに、コストが大幅に低
減する。また、ループコイルに対する電磁誘導電流の検
出動作を、並列走査として各コイルブロックに対して同
時に行うことにより、移動体の位置検出が高速化され
る。また、各コイルブロックの基板内でフラットケーブ
ルに生じる微小な誘導電流信号をディジタル信号に変換
するので、従来装置に見られるような増幅器へのアナロ
グ信号入力線の引回しがないので、外来ノイズ等の影響
を受けにくい。その際、各コイルブロックに対する走査
を、隣合うコイルブロックについて逆方向に行うことに
よって、高速に移動するような移動体のロスト状態の発
生を防止することが可能となるゲーム機用位置検出装置
を提供することができる。

【００６５】更に、本発明によれば、基板体内部の直交
する二方向に平行に張られた複数のループコイルのうち
のいずれかに生じる電磁誘導電流を各ループコイルを走
査して検出することにより、基板体上の移動体の平面位
置を求めるゲーム機用位置検出装置において、ループコ
イルを、それぞれの平面状コイル部の同じ側の端部が電
気的に接続された隣合う二本の電線によって形成し、前
記複数の電線は、奇数番目のものを第一の切り換え手段
に、偶数番目のものを第二の切り換え手段に、それぞ
れ、前記電気的に接続された端部とは反対側の端部にお
いて接続し、電磁誘導電流検出の走査を、前記第一の切
り換え手段と第二の切り換え手段とを切り換えて、前記
ループコイルを順次選択して行うことにより、たとえ
ば、予め必要な数の電線をビニール樹脂などで平面的に
平行に絶縁被覆した市販のフラットケーブルを利用する
ことが可能となり、平面状コイル部、そしてそれぞれの
ループコイルが互いに直交するように二つの平面状コイ
ル部を基板体上に設けた検出手段の作製が容易となるゲ
ーム機用位置検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゲーム機用位置検出装置が適用される
ゲーム機の概略図である。

【図２】このゲーム機の概略ブロック図である。

【図３】ゲーム機のタブレットボードの分解斜視図であ
る。

【図４】ループコイルアレイを示す概略平面図である。

【図５】ゲーム機のリモート制御装置における操作パネ
ルの操作と移動体の動作との関係を説明するための図で
ある。

【図６】リモート制御装置のコントローラに含まれる変
調回路の概略ブロック図及び変調回路の各部の信号の様
子を示す図である。

【図７】リモート制御装置における移動体の制御部の概
略ブロック図である。

【図８】移動体が交流磁場を発生するタイミングを示す
タイミングチャートである。

【図９】本発明の一つの実施の形態であるゲーム機用位
置検出装置のｘ方向にループコイルを張ったループコイ
ルアレイ及び信号処理回路を示す回路図である。

【図１０】ループコイルアレイ回路のうち一つのコイル
ブロックを詳細に示す回路図である。

【図１１】いわゆるロスト状態を防止するための手段を
説明するための図である。

【図１２】ループコイルアレイ回路に供給する信号及び
ループコイルアレイ回路から得られる信号の概略を示す
タイミングチャートである。

【図１３】フラットケーブル及びその両端に設けられた
基板からなる一つのコイルブロックの概略斜視図であ
る。

【図１４】４つのコイルブロックを連結して得られるル
ープコイルアレイ回路の概略平面図である。

【図１５】標準的なデジタイザのｘ軸方向のみのループ
コイルアレイ及び信号処理回路を示す回路図である。

【図１６】励磁コイルの位置によって変化するループコ
イルの誘導電流示す特性図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ〜１０ｄ移動体１２機構部１５受信コイル１６，１７励磁コイル１８制御部１９バッテリ部２２発振回路２４ａ，２４ｂスイッチ手段２５ａ，２５ｂ励磁コイル２６検波回路２８クロック抽出回路３２マイコン４０タブレットボード４４送信用コイル４６ループコイルアレイ４６ｘｘ方向用ループコイルアレイ４６ｙｙ方向用ループコイルアレイ４７台板４８上部カバー４９バッファ回路５０ａ〜５０ｄ操作パネル５２ジョイスティック５４ａ，５４ｂコマンドボタン６０コントローラ６２マイコン制御部６４変調回路１１０，１１０₁〜１１０₄ コイルブロック１１１₁〜１１１₄ 奇数アナログスイッチ（ＡＳ
Ｗ）１１２₁〜１１２₄ 偶数アナログスイッチ１１３₁〜１１３₄ 回路部１２０，１２０₁〜１２０₄，１２１，１２１₁〜１２
１₄ 基板１３０₁〜１３０₄ アナログセレクタ１３１₁〜１３１₄ 差動増幅回路１３２₁〜１３２₄，２０４バンドパスフィルタ１３３₁〜１３３₄，２０５積分回路１３４₁〜１３４₄，２０６サンプル・ホールド回
路１３５₁〜１３５₄，２０７Ａ／Ｄコンバータ１４０励磁コイル１５０，１５０₁〜１５０₄ フラットケーブル１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂ連結コネ
クタ１８２ＥＮＯＲ回路１８４ＡＮＤ回路１８６発振回路１８８スイッチ手段１９２遅延回路１９２１９４ＥＸ−ＯＲ回路１９６マルチバイブレータ２００アドレスカウンタ２０１デコーダ２０２₁〜２０２₈ アナログスイッチ（ＡＳＷ）２０３増幅器２０４バンドパスフィルタ２０５積分回路２０６サンプルホールド回路２０７Ａ／Ｄ変換器２０８₁〜２０８₈ ループコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀山康之東京都千代田区大手町２丁目６番３号新日本製鐵株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板体上を移動する移動体の位置を求め
るゲーム機用位置検出装置であって、前記移動体に設けられた、前記基板体に向かって交流磁
場を発生する移動体用コイルと、前記基板体に設けられた、平行かつ等間隔に配置された
複数のループコイルを有するコイルブロックを備え、前
記コイルブロックを複数個連結して構成した二つの平面
状コイル部をそれぞれの前記ループコイルが直交するよ
うに重ねて配置した検出手段とを具備し、前記移動体の前記移動体用コイルから発せられる交流磁
場によって前記検出手段のループコイルに生じる電磁誘
導電流を各ループコイルを走査して検出することによ
り、前記移動体の位置を検出することを特徴とするゲー
ム機用位置検出装置。
【請求項２】基板体上を移動する移動体の位置を求め
るゲーム機用位置検出装置であって、前記移動体に設けられた、前記基板体に向かって交流磁
場を発生する移動体用コイルと、平行かつ等間隔に配置された複数の電線の一方の端部を
電気的に接続して接地し、他方の端部を、奇数番目のも
のについては第一の切り換え手段に、偶数番目のものに
ついては第二の切り換え手段にそれぞれ接続して、隣合
う２本の電線を一つのループコイルとして用いる二つの
平面状コイル部を、それぞれの前記ループコイルが直交
するよう重ねて前記基板体に設けられた検出手段とを具
備し、前記第一の切り換え手段及び第二の切り換え手段を順次
切り換えて前記各ループコイルを走査し、前記移動体用
コイルが発する交流磁場によっていずれかのループコイ
ルに生じる電磁誘導電流を検出することにより、前記移
動体の位置を求めることを特徴とするゲーム機用位置検
出装置。
【請求項３】前記各平面状コイル部は平行かつ等間隔
に配置された複数のループコイルを有するコイルブロッ
クを複数個連結して構成したものであること特徴とする
請求項２記載のゲーム機用位置検出装置。
【請求項４】前記各コイルブロックは、それぞれの電
線が前記ループコイルを構成するフラットケーブルと、
前記フラットケーブルの一端を固定する第一の基板と、
前記フラットケーブルの他端を固定するとともに前記各
ループコイルに対する電磁誘導電流の検出動作に必要な
回路手段が実装された第二の基板と、隣接するコイルブ
ロックとの間の接続を行う接続手段とを含むものである
ことを特徴とする請求項１又は３記載のゲーム用位置検
出装置。
【請求項５】前記ループコイルに対する電磁誘導電流
の検出動作は、並列走査によって、各コイルブロックに
対して同時に行うことを特徴とする請求項１，３又は４
記載のゲーム機用位置検出装置。
【請求項６】前記各コイルブロックに対する並列走査
は、同一の平面状コイル部に属する隣合うコイルブロッ
クについて逆方向に行うことを特徴とする請求項５記載
のゲーム機用位置検出装置。