DE3813779C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spiel mit einem mehrere Felder aufweisenden Spielfeld und einer Anzahl unterschiedlicher Spielelemente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Spiel ist in Form eines Schachspiels oder eines ähnlichen Brettspiels bekannt, wobei unter den ein­ zelnen Spielfeldern Sensoren vorgesehen sind, mittels denen prüfbar ist, ob auf dem Feld ein Spielelement steht oder nicht. So sind bei einer bekannten Schachspieleinrichtung der gattungsgemäßen Art (DE-OS 22 35 388) mittels Schwing­ kreisen unterschiedlich kodierte Spielelemente vorgesehen. Unter jedem Brettfeld ist eine Induktionsspule angeordnet, die mit einem Impulsgenerator, der abwechselnd Anregungsim­ pulse auf alle Induktionsspulen gibt, und mit dem Eingang einer Filtereinheit verbunden ist, welche die Stelleinhei­ ten einer Schautafel steuert. Als Anregungsimpulse werden Rechteckimpulse in einer bestimmten Folgefrequenz ausgesen­ det. Über eine Schaltung aus Schalttransistoren werden diese Impulse den einzelnen Feldern zugeführt, und zwar gleichzeitig ein positiver und ein negativer Impuls. Ist das Brettfeld von einer Spielfigur besetzt, so entstehen in den Schwingkreisen abklingende Schwingungen mit einer die­ ser Spielfigur auf dem Brett entsprechenden Frequenz. Diese Frequenz wird dann entsprechend ausgewertet. Derartige Aus­ wahleinrichtungen sind jedoch aufwendig und störanfällig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Spiel der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß mit we­ niger Aufwand eine schnelle und sichere Erkennung der Spielelemente gewährleistet ist.

Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen an­ gegeben.

Duch das erfindungsgemäß geschaffene Spiel ergibt sich der Vorteil, daß die Spielelemente sehr schnell und sicher er­ kannt werden. Die Position der Spielelemente innerhalb des Spielfelds muß nicht exakt sein. Große Toleranzen sind, da sie die Erkennungsfähigkeit nicht beeinträchtigen, erlaubt. Die Anregung erfolgt vorteilhafterweise mit einer sinusför­ migen Signalquelle, wodurch keine Oberwellen entstehen, die zu Funkstörungen außerhalb der Anregungsfrequenz führen können. Es kann jedoch auch eine andere Schwingungsform verwendet werden. Durch die einzelne Ansteuerung der Senso­ ren sind nur sehr geringe Energien notwendig, womit die Störstrahlung des Sensors bei der jeweiligen Anre­ gungsfrequenz extrem gering ist.

Die Erfindung erbringt außerdem den Vorteil, daß zur Messung und Erkennung der Resonanzfrequenz keine Frequenzmessung und Analog/Digital-Wandlung notwendig ist, da der Zählerstand der Anregung als Meßergebnis dient. Durch das Messen des Einsetzens und des Beendens des Saugkreiseffekts und durch Auswerten dieser Informationen ist es möglich, die Resonanzfrequenzen der kodierten Elemente sehr eng nebeneinander liegenzulassen. Da keine Veränderung der Oberfläche und/oder der Form des Spielfeldes und/oder der Spielelemente notwendig ist, bleibt der optische Eindruck des bekannten Spiels, z.B. Schach, erhalten. Im Vergleich zu den bekannten Erkennungsverfahren sind die Signale groß und damit einfach auszuwerten. Es müssen auch keine kritischen Zeitkonstanten ausgewertet werden. Die Fertigung der einzelnen Komponenten ist mit großen Toleranzen möglich. Damit können die Fertigungskosten niedrig gehalten werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Darstellung des Spielfeldes und der Spiel­ elemente schematisch in Draufsicht sowie

Fig. 2 im Schnitt entlang Linie A-B nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Strompfade zur Versorgung einer Mehrzahl von Sensoren,;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der in einem Sensor enthalte­ nen Schaltung,;

Fig. 5 eine Kennlinie der Sensorspannung über der Fre­ quenz bei nicht vorhandenem Spielelement und

Fig. 6 bei vorhandenem Spielelement.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das dargestellte Spiel als Schachbrett 10 ausgestaltet, das in üblicher Weise aus 64 Spielfeldern 11, 12, 13 besteht. Die Spielelemente 1, 2, 3 werden auf das Spielfeld 11, 12, 13 gesetzt und über einen Sensor 100 erkannt. Wie am besten aus Fig. 2 und 4 zu erse­ hen, befindet sich der Sensor 100 jeweils unter der Ober­ fläche des Schachbretts 10 und ist in Form einer Spule, ei­ nes Widerstands und eines Vollweggleichrichters ausgebil­ det. Die einzelnen Spulen, Widerstände und Vollweggleich­ richter sind, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, über Multiplexeinrichtungen 50, 51 und einen Auffangspeicher 160 mit einem Sinusgenerator 90 verbunden.

Jedes der Spielelemente 1, 2, 3 weist, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, im Inneren kodierte Elemente 201, 202, 203 auf, die aus einem Schwingkreis bestehen. Hierbei sind die Spulen bzw. Kondensatoren der einzelnen Spielele­ mente 1, 2, 3 so ausgewählt, daß sie eine unterschiedliche Resonanzfrequenz aufweisen.

Die Schwingkreise sind so in den Spielelementen 1, 2, 3 an­ geordnet, daß sie mit ihrer bodenseitigen Stirnfläche mög­ lichst mit der Bodenfläche abschließen.

Die Spielelemente 1, 2, 3 sind so beschaffen, daß sie sowohl auf einer ebenen als auch auf einer beliebig struk­ turierten Oberfläche auf ein diskretes Spielfeld 11, 12, 13 gesetzt werden können. Dabei kann, wie aus Fig. 1 ersicht­ lich, das jeweilige Spielfeld 11, 12, 13 auch größer sein als die Bodenfläche des Spielelementes 1, 2, 3. Es ist eine große Toleranz der Stellfläche innerhalb des markierten Feldes 11, 12, 13 erlaubt. Das Spielelement 1, 2, 3 muß nur zum überwiegenden Teil auf dem Spielfeld 11, 12, 13 stehen, so daß seine Position eindeutig erkennbar ist.

Im Spielfeld ist, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, unter jedem einzelnen Feld 11, 12, 13 ein Sensor 100, bestehend aus einer Spule, einem Widerstand und einem Voll­ weggleichrichter, angebracht. Der Vollweggleichrichter ist nach dem Greinacher Prinzip ausgelegt, kann aber auch jede andere Vollweggleichrichtungsschaltung besitzen. Der Wider­ stand vor der Spule und der Vollweggleichrichter nach der Spule sorgen dafür, daß keine Parasitärkapazitäten das Si­ gnal beeinflussen.

Über zwei Multiplex-Einrichtungen 50, 51 wird eine sinus­ förmige Anregung auf einen einzigen Sensor 100 gegeben. Es ist damit sichergestellt, daß nur ein Pfad durchgeschaltet ist (siehe Fig. 3). In Fig. 5 ist die Amplitude des Si­ gnals, gemessen am Sensor 100, über der Frequenz bei einem nicht besetzten Feld 11, 12, 13 abgebildet. In Fig. 6 ist die Amplitude des Signals, gemessen am Sensor 100, über der Frequenz bei einem mit einem Spielelement 1, 2, 3 besetzten Feld 11, 12, 13 abgebildet. Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Kurven können auch jede andere beliebige Form haben. Für die Erkennung des Spielelements 1, 2, 3 wird die Abweichung im Kurvenverlauf der Signalamplitude über der Frequenz zwi­ schen dem Sensor 100 und dem Referenzsensor 101 verwendet. Wenn auf dem diskreten Feld 11, 12, 13 ein Spielelement 1, 2, 3 steht, wird bei Anregung mit der Resonanzfrequenz des Spielelements 1, 2, 3 der Spule Energie entzogen. Dieser Saugkreiseffekt wird über eine Vergleichseinheit 60 mit ei­ nem Referenzsensor 101 verglichen, der ebenfalls mit einem Widerstand und einem Vollweggleichrichter in der gleichen Art wie der Sensor 100 beschaltet und auf die gleiche Art und Weise angeregt wird wie der Sensor 100.

Ist das Signal an dem Sensor 100 von dem des Referenzsen­ sors 101 verschieden, entspricht die Frequenz der Anregung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises im kodierten Ele­ ment 201, 202, 203 des Spielelementes 1, 2, 3. Damit ist eine eindeutige Zuordnung eines Spielelements 1, 2, 3 zu einem Spielfeld 11, 12, 13 möglich.

Die sinusförmige Anregung erfolgt über einen von einem Taktgenerator 120 getakteten Zähler 70, der von einem Si­ gnal 140 der Auswertungseinheit 300 freigegeben wird, dem ein Digital/Analogwandler 80 nachgeschaltet ist. Mit diesem Analogsignal wird ein Sinusgenerator 90 angesteuert. Dabei ist jede Höhe des Ausgangssignals des Digi­ tal/Analogwandlers 80 der Höhe der Frequenz des Sinusgene­ rators 90 zugeordnet. Das Ergebnis der Messung ist im Zäh­ lerstand der Anregung beim Einsetzen bzw. beim Beenden des Saugkreiseffekts festgehalten, so daß keine Frequenzmessung und/oder Analog/Digitalwandlung notwendig ist. Sobald näm­ lich der Saugkreiseffekt wirksam wird, gibt die Ver­ gleichseinheit 60, die das Signal an dem Sensor 100 mit dem Signal an dem Referenzsensor 101 vergleicht, ein Signal 150 ab, und der Zählerstand des Zählers 70 wird festgehalten sowie abgespeichert. Bei Beendigung des Saugkreiseffekts wird wiederum von der Vergleichseinheit 60 ein Signal abge­ geben, und der Zählerstand wird erneut ausgelesen und abge­ speichert. Mit einem oder beiden Zählerständen kann die Klassifizierung des jeweiligen Spielelements in der nachge­ schalteten Auswertungseinheit 300 erfolgen.

Der Zähler 70 kann auch so ausgebildet sein, daß er als Vor-/Rückwärtszähler in zwei Richtungen zählt und durch das Signal der Vergleichseinheit 60 jeweils in seiner Zählrich­ tung umgeschaltet wird. Störungen im System werden dadurch unterdrückt. Nach einer definierten Zeit, die mindestens dem Durchzählen des Nichtbesetztzustandes entspricht, wird der Zählerstand von der Auswertungseinheit 300 ausgelesen.

Grundsätzlich können einander entsprechende Spielelemente 1, 2, 3, wie beispielsweise mehrere schwarze Bauern oder mehrere weiße Bauern, kodierte Elemente 201, 202, 203 mit gleicher Resonanzfrequenz aufweisen. Vorzugsweise erhalten aber alle verschiedenen Spielelemente 1, 2, 3 unterschied­ liche Resonanzfrequenzen in den kodierten Elementen 201, 202, 203, so daß eine unterschiedliche Kodierung für alle Spielelemente 1, 2, 3 erfolgt.

Bei Benutzung des Spiels werden die einzelnen Spielelemente 1, 2, 3 auf die Felder 11, 12, 13 gesetzt. Durch die unter­ schiedliche Resonanzfrequenz in den Schwingkreisen der ko­ dierten Elemente 201, 202, 203 wird über den Sensor 100 nicht nur die Tatsache, daß ein Spielelement 1, 2, 3 auf dem Feld 11, 12, 13 steht, sondern der Typ des Spielelemen­ tes 1, 2, 3 selbst erfaßt. Der Spielverlauf wird über die Auswertungseinheit 300 und den zugehörigen Mikroprozessor erfaßt und gespeichert. Es kann eine Auswertung erfolgen, beispielsweise durch Anzeigen auf einem Bildschirm, Aus­ drucken auf einem Drucker oder Auswertung durch einen Com­ puter, z. B. Schachcomputer.

Das Spiel, das vorstehend anhand eines Schachspieles erläu­ tert wurde, kann auch andere Formen haben, beisp. die eines Mühlespiels aus einem entsprechenden Brett mit zugehörigen Spielelementen. Da bei manchen Spielen die Spielsituation es erfordert, daß Spielelemente eine andere Funktion über­ nehmen, können zusätzliche Spielelemente 1, 2, 3 eingeführt werden, die dann eine Jokerfunktion haben. Diese Spielele­ mente mit Jokerfunktion haben eigene kodierte Elemente 201, 202, 203 und entsprechend unterschiedliche Resonanzfrequen­ zen zur Erkennung.

Claims (7)

1. Spiel mit einem mehrere Felder aufweisenden Spiel­ feld und einer Anzahl unterschiedlicher Spielelemente, die mit einer Codierung in Form von Schwingkreisen aus Spule und Kondensator versehen sind, und mit den einzelnen Fel­ dern zugeordneten Sensoren zum Erfassen eines von einem Si­ gnalgenerator abgegebenen Signals entsprechend der Codie­ rung der einzelnen Spielelemente, wobei den einzelnen Fel­ dern nacheinander Abfragesignale zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß vom Signalgenerator (90) eine periodische Schwingung auf jeweils einen abzufragenden Sensor (100) und gleichzei­ tig auf einen Referenzsensor (101) abgebbar ist, daß das vom Sensor (100) und vom Referenzsensor (101) abgegebene Signal in einer Vergleichseinheit (60) vergleichbar ist, deren Ausgangssignal in einer Auswertungseinheit (300) aus­ wertbar ist, wobei als Erkennungskriterium für das vorhan­ densein und die Art eines Spielelementes (1, 2, 3) der im Resonanzfall auftretende Spannungseinbruch am Sensor (100) dient (Saugkreisprinzip).

2. Spiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Schwingung eine Sinusschwingung ist.

3. Spiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der an jedem Feld angebrachte Sensor (100) aus ei­ ner Spule, einem Widerstand und einem Vollweggleichrichter besteht.

4. Spiel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sinusgenerator (90) durch einen digi­ talen Code über einen Digital/Analog-Wandler (80) durch­ stimmbar ist.

5. Spiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (300) beim Einsetzen und/oder Been­ den des Saugkreiseffekts am Sensor (100), angesteuert durch das von der Vergleichseinheit (60) abgegebene Signal, den Zählerstand festhält und abspeichert.

6. Spiel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (70) in Form eines Vor/Rückwärtszählers ausge­ bildet ist, der durch die Vergleichseinheit (60) in seiner Zählweise umkehrbar ist.

7. Spiel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß weitere Spielelemente (1, 2, 3) mit zu den anderen Spielelementen unterschiedlichen Kodierungen (201, 202, 203) als Joker einsetzbar sind.