專利名稱：帶有導體片的操作工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操作計算機或游戲裝置的操作工具，且更特別地 涉及帶有導體片的操作工具，所述導體片與能檢測被置于導體檢測器 的檢測平面上的導體片位置的導體檢測器組合使用，以操作計算機或 游戲裝置。
背景技術(shù)：
作為用于操作計算機或游戲裝置的典型的操作工具，已知有鍵盤、 鼠標等。另外，也存在其上印刷有諸如條形碼的光學圖案的卡片式操
作工具(專利文獻l)。另外，作為用于信息從讀取設(shè)備輸入/向讀取設(shè)
備輸出的操作的操作工具，其中嵌入了半導體集成電路的磁卡或IC卡 等是已知的。
另外，已知使用導體作為位置指示器的數(shù)據(jù)板，或使用能夠由開 關(guān)打開或閉合的線圈的數(shù)據(jù)板(專利文獻2)。
專利文獻l:日本專利申請公開No. 2002-301264 專利文獻2:日本專利申請公開No. 10-19849
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
然而，在專利文獻l中公開的其上印制有光學圖案的操作工具中， 照相機單元用作圖案讀取部分，使得讀取平面的厚度增加，從而導致 設(shè)備尺寸的增加以及成本的增加。這使得難于將此技術(shù)應(yīng)用于家庭游 戲裝置的操作工具。另外，在磁卡或IC卡的情況中，由于使用了待嵌 入的昂貴的磁帶或IC，難于以低成本制造操作工具本身。另外，在專利文獻2中公開的技術(shù)僅能夠檢測導體的位置坐標，但 不能檢測位置指示器的方向或識別信息。另外，在指示器使用能夠由 開關(guān)打開/閉合的線圈的情況中，指示部分僅在開關(guān)閉合時才能夠檢測 到，使得不可能模擬鼠標行為。
鑒于上述情形做出了本發(fā)明，且其目的是提供能以低成本制造的 操作工具，該操作工具不僅包括表示操作工具的方向的信息，而且包 括操作工具的各種識別信息，且包括開關(guān)。
用于解決問題的手段
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了置于導體檢測器的檢測 平面上的操作工具，所述導體檢測器能夠通過檢測相互交叉的環(huán)線圈 組之間的耦合系數(shù)的變化來檢測導體，操作工具包括能由導體檢測器 檢測的多個導體片。
多個導體片中的至少一個可以具有圓形形狀、矩形形狀或環(huán)形形狀。
多個導體片中的至少一個可以是環(huán)線圈，該環(huán)線圈具有用于打開/ 閉合環(huán)線圈的環(huán)的開關(guān)。
多個導體片中的至少三個可以布置為允許導體檢測器檢測操作工 具的方向的圖案。
多個導體片中的至少一個可以具有允許導體檢測器檢測操作工具 的方向的形狀。
多個導體片中的至少一些可以布置為允許操作工具具有識別信息
的預定圖案。操作工具還可以具有繞垂直于檢測平面的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件， 且多個導體片中的至少一個可以布置在旋轉(zhuǎn)元件上。
操作工具可以具有卡的形狀，且多個導體片每個都可由薄膜制成。
多個導體片可各具有等于或稍大于導體檢測器的環(huán)線圈中的每一 個的寬度的寬度。
本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明具有的優(yōu)點能夠以非常低的成本將表示操作工具的方向 的信息和各種識別信息提供給操作工具。另外，通過提供開關(guān)，能夠 實現(xiàn)類似鼠標的輸入裝置。另外，因為導體檢測器的檢測平面能夠形 成為薄片，所以能夠以低成本將導體檢測器應(yīng)用于家庭游戲裝置等。
具體實施例方式
將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖l是說明用于檢測本 發(fā)明的操作工具的導體檢測器的構(gòu)造的示意圖。如圖l中所示，導體檢 測器包括由相互交叉的環(huán)線圈組2和3、驅(qū)動部分10和檢測部分20構(gòu)成
的檢測平面l。驅(qū)動部分10和檢測部分20通過驅(qū)動線圈開關(guān)30和檢測線 圈開關(guān)40連接到環(huán)線圈組2和3。當本發(fā)明的操作工具100置于檢測平面 l上時，導體檢測器檢測被布置在操作工具100內(nèi)的導體片102。
交叉的環(huán)線圈組由以這種相互交叉的方式堆疊的驅(qū)動環(huán)線圈組2 和檢測環(huán)線圈組3構(gòu)成。在圖l的例子中，環(huán)線圈布置為使得它們部分 地相互重疊以增加分辨率。然而，交叉的環(huán)線圈2和3的構(gòu)造不限于圖1 中所示的，而是可以是任何合適的構(gòu)造，只要環(huán)線圈組2和3的交叉點 相互電磁耦合。例如，驅(qū)動環(huán)線圈組2和檢測線圈組3可以以不重疊但 在同一平面上相互平行的方式布置。能夠使用檢測器來檢測本發(fā)明的 操作工具，該檢測器由如此交叉的環(huán)線圈組構(gòu)成且具有能檢測耦合系
6數(shù)的變化的薄的檢測平面。
驅(qū)動部分10驅(qū)動驅(qū)動環(huán)線圈組2。更具體地，驅(qū)動部分10主要由高 頻振蕩器11和驅(qū)動放大器12構(gòu)成。通過驅(qū)動線圈開關(guān)30，驅(qū)動部分IO 相繼連接到各驅(qū)動環(huán)線圈以相繼驅(qū)動所述驅(qū)動環(huán)線圈。可以采用其中 通過改變用于每個驅(qū)動環(huán)線圈的驅(qū)動頻率來一次驅(qū)動所有驅(qū)動環(huán)線圈 的構(gòu)造。
檢測部分20從檢測環(huán)線圈組3檢測驅(qū)動環(huán)線圈和檢測環(huán)線圈之間 的耦合系數(shù)的變化(電磁耦合程度的變化)。更具體地，檢測部分20 主要由檢測放大器21和同步檢測部分22形成。檢測部分20通過檢測線 圈開關(guān)40相繼地連接到各檢測環(huán)線圈，以相繼地檢測來自檢測環(huán)線圈 的感應(yīng)電流或感應(yīng)電壓。同步檢測部分22也連接到振蕩器11的輸出， 計算來自振蕩器ll的輸出與檢測環(huán)線圈的輸出的乘積，且將該乘積對 時間進行積分?？梢圆捎闷渲型ㄟ^為每個檢測環(huán)線圈單獨提供檢測電 路或通過利用頻率濾波電路等來從所有檢測環(huán)線圈耦合系數(shù)的變化的 構(gòu)造。
使用具有這種構(gòu)造的導體檢測器來檢測本發(fā)明的操作工具。艮卩， 交叉電以矩陣形式布置。即能夠獲得交叉點上的x-y坐標上的耦合系數(shù) 的變化，以此能夠檢測布置在操作工具內(nèi)的導體片。用于檢測本發(fā)明 的操作工具的導體檢測器的構(gòu)造不限于圖l中所示的構(gòu)造，而是可以是 任何合適的構(gòu)造，只要能夠在多個位置上檢測耦合系數(shù)的變化。例如， 檢測平面可以通過簡單地使每個都包括平行布置的環(huán)線圈的線圈組交 叉而形成，或可以如本發(fā)明人的日本專利申請No. 2006-169145中所公 開的那樣形成。即，環(huán)線圈組的交叉點可以直接耦合，或可以通過待 放置的操作工具的導體片間接耦合。
在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的操作工具的例子。圖2是用于說明形 成為卡形的操作工具的例子的俯視圖。如圖2中所示，本發(fā)明的操作工具100包括布置在基板101上或內(nèi)的多個導體片102?；?01具有卡的 形狀，以形成圖2的例子中的卡形操作工具。然而，本發(fā)明不限于此， 而是操作工具可以具有任何形狀，只要導體片布置在檢測平面附近， 使得它們被導體檢測器檢測?；?01的材料的例子包括塑料、PET、 紙張等。然而，基板101的材料不限于上述材料，而可以是具有非導電 和非磁性特性的任何材料。
另外，導體片102可以具有任何形狀，只要它具有導電性且構(gòu)造為 由導體檢測器檢測。例如，通過將諸如鋁的薄膜附接到基板IOI，能夠 以低成本獲得導體片102。替代地，能夠通過將導電墨水印刷在基板IOI 上來獲得導體片圖案。在圖2的例子中，導體片102具有圓形形狀。然 而，本發(fā)明不限于此，而是導體片102可以形成為任何其他形狀，例如 矩形形狀或環(huán)形形狀。待布置的多個導體片的形狀不需要彼此相同， 而是它們可以根據(jù)由導體檢測器檢測的形狀圖案的使用而形成為各種 不同的形狀。例如，可以采用其中導體檢測器能夠根據(jù)導體片在操作 工具上的數(shù)量或布置結(jié)構(gòu)的差異來識別操作工具的構(gòu)造。雖然該識別 可以通過改變導體片的尺寸實現(xiàn)，但優(yōu)選的是，布置在操作工具上的 導體片的尺寸在導體檢測器的檢測精度或環(huán)線圈組的間距寬度(pitch width)方面彼此相等。
由于導體檢測器不檢測未知尺寸的導體片而是檢測預定尺寸的導 體片，所以能夠?qū)w片的寬度(直徑或邊長)事先設(shè)定為對于導體 檢測器最優(yōu)的尺寸。即，在導體檢測器構(gòu)造為不檢測操作工具的導體 片的形狀而是檢測導體片的存在/不存在或?qū)w片的布置結(jié)構(gòu)的情況 中，導體片的寬度優(yōu)選地等于或稍大于導體檢測器的環(huán)線圈組中的每 一個的寬度。此構(gòu)造能夠增加導體片的檢測靈敏度。導體檢測器構(gòu)造 為檢測由于在環(huán)線圈的交叉點處在每個導體片內(nèi)生成的渦電流的影響 所導致的電磁耦合變化，使得當將導體片的寬度設(shè)定為容易生成渦電 流的值時能夠改進導體檢測器的檢測可靠性。在需要識別導體片的形狀的情況中，例如在需要相互區(qū)別地檢測 圓形形狀導體片和環(huán)形形狀導體片的情況中，環(huán)線圈組的線圈寬度或 間距相對于導體片更密，使得能夠以高分辨率檢測導體片。
在本發(fā)明的操作工具上的導體片不需要如圖2所示地規(guī)則布置，而
是可以根據(jù)由導體檢測器檢測的圖案的使用而布置為各種圖案。例如，
在圖2所示的操作工具100的情況中，僅一些導體片(在此情況中，導 體片102a至102c)布置在固定的位置上以檢測操作工具的方向，且其余 的導體片以規(guī)則的圖案布置，使得能夠基于導體片在預定位置b0至b7 處的存在/不存在來識別操作工具。在圖2所示的例子中，固定在三個位 置處的導體片102a至102c布置為允許導體檢測器檢測操作工具100的方 向的圖案。在使操作工具的方向可檢測的情況中，不僅其中三個導體 片以非對稱方式布置在固定的位置處的構(gòu)造而且各種布置圖案都可以 應(yīng)用，只要它們布置為允許導體檢測器檢測操作工具的方向的特定圖 案。例如，導體片可以布置為L形或T形形狀。另外，導體片可以布置 為I形形狀，使得它們之間的間隔不同。如上所述，通過使用至少三個 導體片，可以檢測操作工具的方向。在使用卡形操作工具的情況中， 當被固定用于檢測操作工具的方向的導體片以非對稱方式布置時，能 夠識別出置于導體檢測器上的卡的邊(前邊或后邊)。
在圖2所示的操作工具100中，當導體片任意布置在預定位置bO至 b7上時，能夠向操作工具提供特定的識別信息。即，能夠基于導體片 在預定位置bO至b7處的存在/不存在來提供8位的編碼識別信息。因此， 指示導體片不存在的位信息"0"以及指示導體片存在的位信息"1" 能夠通報給導體檢測器。在圖2所示的例子的情況中，導體片僅布置在 bO處，使得編碼識別信息為"10000000"。導體片的布置圖案不限于 圖2中所示的，而是可以進行各種修改，只要導體片布置為預定圖案。 例如，導體片可以成行布置。另外，所使用的導體片的數(shù)量不限于8(即， 8位編碼信息)，而是可以根據(jù)用途來合適地確定。
9用于提供識別信息的上述布置結(jié)構(gòu)能夠通過提供用于檢測操作工
具的方向的導體片102a至102c來識別。然而，當使得導體片的用于提供 識別信息的布置結(jié)構(gòu)自身可檢測操作工具的方向時，消除了對僅用于 方向檢測而另外提供導體片的需求。具體地，可以考慮這種構(gòu)造，即 其中用于提供識別信息的導體片的一些位固定地用于方向檢測。
將參考圖3來描述設(shè)置在本發(fā)明的操作工具上的導體片的另一構(gòu) 造。圖3是用于說明本發(fā)明的操作工具的例子的俯視圖，其中一些導體 片由每個都具有用于打開/閉合環(huán)的開關(guān)的環(huán)線圈構(gòu)成。在圖3中，與圖 2中相同的附圖標記表示與圖2中相同的部件，且重復的描述被省略。 在圖3的操作工具110上設(shè)置有環(huán)線圈103。環(huán)線圈103具有用于打開/閉 合環(huán)線圈103的環(huán)的開關(guān)103a。在開關(guān)103a處于OFF狀態(tài)的情況中，即 環(huán)線圈103的環(huán)打開的情況中，環(huán)線圈103不被導體檢測器檢測到，而 在開關(guān)103a處于ON狀態(tài)的情況中，即環(huán)線圈103的環(huán)串起的情況中，環(huán) 線圈103被導體檢測器檢測到。通過使用此構(gòu)造，能夠通過開關(guān)的 ON/OFF操作傳送動態(tài)信息。在環(huán)線圈103的線寬相對于導體檢測器的 環(huán)線圈組的間距寬度較大的情況中，環(huán)線圈103的形狀被導體檢測器檢 測到而與開關(guān)103a的ON/OFF狀態(tài)無關(guān)，使得環(huán)線圈103的線寬優(yōu)選地 小于環(huán)線圈103間距寬度。
例如，如圖3中所示，通過使用每個都具有開關(guān)103a的兩個環(huán)線圈 103，能夠?qū)崿F(xiàn)類似于在計算機中使用的鼠標的操作工具。本發(fā)明的操 作工具具有多個導體片。因此，即使所有開關(guān)103a都處于OFF狀態(tài)，例
如導體片102a至102c的其他導體片也被檢測到，使得能夠檢測操作工具 100的位置。也能夠通過使用導體片102a至102c來檢測操作工具的方向，
使得即使存在每個都具有開關(guān)的多個環(huán)線圈，也能夠容易地檢測到例 如哪個環(huán)線圈處于ON狀態(tài)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)類似于點擊鼠標右鍵或點 擊鼠標左鍵的操作。
在操作工具用于游戲裝置的情況中，該開關(guān)能夠例如分配給導彈發(fā)射按鈕。由于能夠在操作工具中提供開關(guān)以及向操作工具提供識別 信息，所以能夠以低成本實現(xiàn)其中例如能夠通過改變卡(即，操作工
具)來改變武器類型的構(gòu)造。具體地，在圖3的操作工具100中，導體 片102布置在b3和b4處。在此構(gòu)造中，當環(huán)線圈103的兩個開關(guān)都處于 OFF狀態(tài)時，由b0至b7表示的編碼信息為"00011000"。當兩個開關(guān)中 的一個或兩個轉(zhuǎn)到ON時，編碼信息變?yōu)?00011010" 、 "00011001" 或"00011011"。通過將這種編碼信息輸入到游戲裝置，能夠指定武 器類型或能夠操作導彈發(fā)射按鈕的ON/OFF。如上所述，通過使用本發(fā) 明的操作工具，能夠進行預定特性、點、物品等的輸入，或基于包括 識別信息和開關(guān)狀態(tài)的編碼信息對屏幕上的物體的操作說明。雖然在 圖3的例子中環(huán)線圈103布置在位b6和b7的位置處，但本發(fā)明不限于此， 而是帶有開關(guān)的環(huán)線圈可以布置在與識別信息無關(guān)的位置處。
如上所述，由導體檢測器檢測的信息被輸入到計算機或游戲裝置 以引起預定的操作。因為實際上能夠存在無限數(shù)量的位信息或圖案信 息，所以本發(fā)明的操作工具能夠用作例如商品管理標簽。在此情況中， 諸如物品號或產(chǎn)品號的編碼信息能夠由導體片的布置圖案表示。另外， 當導電墨水印刷在例如紙張上作為導體片時，與包含諸如RFID的IC芯 片的標簽相比，能夠以低成本制造標簽。此時，導體片由環(huán)線圈構(gòu)成 且將切斷部分提供給環(huán)線圈作為開關(guān)。然后，例如，能夠通過切斷環(huán) 線圈來生成檢査代碼。另外，能夠通過用導電墨水筆等標記操作工具 的預定位置來形成識別信息。
將參考圖4來描述設(shè)置在本發(fā)明的操作工具上的導體片的又一種 構(gòu)造。圖4是用于說明本發(fā)明的卡形操作工具的例子的俯視圖，其中多 個導體片布置在旋轉(zhuǎn)元件上。在圖4中，與圖1或圖2中的那些相同的附 圖標記表示與圖1或圖2中的那些相同的部件，且重復的描述被省略。 旋轉(zhuǎn)元件121提供在圖3所示的操作工具120上。旋轉(zhuǎn)元件121設(shè)置在圖3 所示的操作工具120上。旋轉(zhuǎn)元件121構(gòu)造為繞垂直于導體檢測器的軸 線旋轉(zhuǎn)。在圖4的例子中，盤形旋轉(zhuǎn)元件121設(shè)置在卡形基板101上并與之平行。在旋轉(zhuǎn)元件121上設(shè)置有多個導體片104。當至少三個導體片 設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件121上時，能夠檢測旋轉(zhuǎn)元件121的旋轉(zhuǎn)方向。雖然在 圖4的例子中導體片104具有環(huán)形形狀，但本發(fā)明不限于此。例如，導 體片104可具有圓形形狀、矩形形狀或任何其他形狀。在此例子中，旋 轉(zhuǎn)元件121旋轉(zhuǎn)以引起導體片的位置旋轉(zhuǎn)地移動。因此，導體片自身優(yōu) 選具有非方向性的形狀，例如圓形形狀或環(huán)形形狀。導體檢測器能夠
實時檢測導體片在檢測平面上的移動，使得當使用具有這種旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 的操作工具時，能夠?qū)崿F(xiàn)體積控制功能等。
如果必要，則構(gòu)成用于檢測操作工具的方向的圖案的導體片122 可以在不同于旋轉(zhuǎn)元件121的部分處布置在基板101上。以此構(gòu)造，能 夠?qū)w片的由于旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)所導致的移動與導體片的由于基板 的移動所導致的移動加以區(qū)分。當用于方向檢測的導體片和布置在旋 轉(zhuǎn)元件上的導體片的總數(shù)為三個或更多時，能夠基于導體片之間的位 置關(guān)系來檢測操作工具的方向和旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)方向。另外，如果必 要，可以向操作工具提供參考圖2描述的識別信息。
本發(fā)明的操作工具不限于上述例子，而是可以不偏離本發(fā)明的技 術(shù)構(gòu)思的范圍的情況下進行各種修改。例如，可以采取其中將上述例 子組合以在具有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的操作工具上提供具有開關(guān)的環(huán)形導體片的 構(gòu)造。另外，導體檢測器不限于上述例子，而是可以是合適的構(gòu)造， 只要它能夠檢測多個導體的位置。


圖l是說明用于檢測本發(fā)明的操作工具的導體檢測器的構(gòu)造的示
意圖2是用于說明形成為卡形的本發(fā)明的操作工具的例子的俯視圖； 圖3是用于說明本發(fā)明的操作工具的例子的俯視圖，其中， 一些導 體片由各具有用于打開/閉合環(huán)的開關(guān)的環(huán)線圈構(gòu)成；和
圖4是用于說明本發(fā)明的操作工具的例子的俯視圖，其中，多個導體片布置在旋轉(zhuǎn)元件上。 附圖標記解釋
1檢測平面
2驅(qū)動環(huán)線圈組
檢測環(huán)線圈組
10驅(qū)動部分
11振蕩器
12驅(qū)動放大器
20檢測部分
21檢測放大器
22同步檢測部分
30驅(qū)動線圈開關(guān)
40檢測線圈開關(guān)
100、 110、 120操作工具 101基板
102、 104、 122導體片 102環(huán)線圈 103a 開關(guān) 121旋轉(zhuǎn)元件
權(quán)利要求
1.一種置于導體檢測器的檢測平面上的操作工具，所述導體檢測器能夠通過檢測相互交叉的環(huán)線圈組之間的耦合系數(shù)的變化來檢測導體，所述操作工具包括能夠被所述導體檢測器檢測的多個導體片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的操作工具，其中所述多個導體片中的至少一個導體片具有圓形形狀、矩形形狀或環(huán)形形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的操作工具，其中所述多個導體片中的 至少一個導體片是環(huán)線圈，該環(huán)線圈具有用于打開/閉合所述環(huán)線圈的 環(huán)的開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的操作工具，其中所述多個 導體片中的至少三個導體片被布置為允許所述導體檢測器檢測所述操 作工具的方向的圖案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的操作工具，其中所述多個 導體片中的至少一個導體片具有允許所述導體檢測器檢測所述操作工 具的方向的形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的操作工具，其中所述多個 導體片中的至少一些導體片被布置為允許所述操作工具具有識別信息 的預定圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的操作工具，所述操作工具 還包括繞垂直于所述檢測平面的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件，其中所述多個 導體片中的至少一個導體片布置在所述旋轉(zhuǎn)元件上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的操作工具，其中所述操作工具具有卡的形狀，且所述多個導體片每個都由薄膜制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的操作工具，其中所述多 個導體片每個具有的寬度等于或稍大于所述導體檢測器的所述環(huán)線圈組中的每一個的寬度。
全文摘要
一種廉價地制造的操作工具，關(guān)于該操作工具的定向的信息或各種類型的識別信息能夠告知給該操作工具，且開關(guān)能夠設(shè)置在該操作工具內(nèi)。操作工具(100)包括多個導體片(102)，該操作工具安裝在能夠通過檢測交叉的線圈組的耦合系數(shù)的變化來檢測導體的導體檢測器的檢測平面上。該導體片具有例如圓形、正方形或環(huán)狀的外形。多個導體片中的至少一部分可以布置為預定圖案，使得導體檢測器能夠檢測操作工具的方向。
文檔編號G06F3/033GK101517517SQ200780035130
公開日2009年8月26日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者小川保二 申請人:株式會社紐康姆