CN101039729A

CN101039729A - 玩具车及具有非接触识别的游戏装置

Info

Publication number: CN101039729A
Application number: CN 200480033776
Authority: CN
Inventors: J·桑奇斯－卡斯特罗; R·格热塞尔; N·阿米雷赫; D·巴里
Original assignee: Mattel Inc
Current assignee: Mattel Inc
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2007-09-19

Abstract

玩具车装置可以包括一辆具有RFID应答器的玩具车，该RFID应答器可以操作成产生识别玩具车的识别信号，和一个RFID读数器，构造成产生电磁场，检测由RFID应答器产生的识别信号，并产生代表所识别玩具车的数据。在一些实施例中，该玩具车包括电路，适于将电磁能转化成操作RFID应答器的电力。在一些实施例中，该玩具车包括一个具有孔和横槽的金属底盘，该孔构造成支撑RFID应答器，该横槽从底盘的外缘切向孔。

Description

玩具车及具有非接触识别的游戏装置

技术领域

[001]本发明公开通常涉及一种玩具车及使用玩具车的游戏装置，且更具体地涉及玩具车游戏装置，该游戏装置包括轨道和用于识别游戏车通过轨道的非接触识别系统。

背景技术

[002]用于玩具车或其它车辆的轨道可用来建立游戏城镇、城市、公路，跑道，和其它车辆游戏装置，从而向游戏者提供娱乐和挑战。一些轨道可以布置成封闭回路，例如为车辆重复通过形成跑道。这种轨道设置可以包括记录玩具车经过圈数的特征，例如，通过增加一个显示圈数计数器，响应由玩具车经过轨道特别构造的区域而触发的机械开关。但是，这种轨道设置在记录部件区分多辆经过轨道的玩具车能力方面有限。

[003]玩具车及与其一起使用的轨道的例子可以参见美国专利US3572711，4330127，4364566，5125010，6089951和6109186。在各种设置中记录竞赛物体的系统的例子可以参见美国专利US 3531118，3946312，5173856，5194843，5420903，5970882，和6192099。上述公开的全部内容结合在此作为参考。

发明内容

[004]本发明公开涉及包括诸如玩具赛车的玩具车和轨道的玩具装置。轨道可以包括玩具车引导通道，该通道可以布置成类似于跑道，玩具车或其它车辆可以通过该跑道。轨道还可以包括一个或多个非接触询问装置，例如传感器，发射器，和/或RFID读数器，其可以构造成在沿着轨道的一个或多个预定点上记录一辆或多辆玩具车的通过。此外，每一玩具车可以包括一个识别装置，例如RFID应答器，可以操作成产生识别信号以识别玩具车。

[005]在一些实施例中，一个或多个RFID读数器中的每一个均布置在轨道下方，或者布置成产生一个覆盖通道预定区域的询问区域，而每个玩具车均构造成在玩具车底部表面上或其附近支撑一个RFID应答器。当玩具车经过通道或进入由读数器产生的询问区域时，这种构造可以使读数器识别玩具车。一些实施例还包括一个响应一个或多个RFID读数器，并与一个或多个下游部件，例如显示器、扬声器等相连的处理器。当RFID读数器识别玩具车经过轨道时，这样的构造可以使处理器在来自于RFID读数器的数据基础上控制部件与游戏有关的功能。

[006]在一些实施例中，玩具车包括与RFID应答器相连的电路，其构造成对RFID读数器发射的能量进行整流，从而供电以操作应答器产生一个识别信号，提供玩具车驱动力，等等。在一些实施例中，每一玩具车均包括一个金属底盘，其上具有一个用于支撑RFID应答器的孔，和一个从底盘外边缘切向该孔的横槽。该槽可以在应答器和读数器之间的RF数据传递过程中，防止在金属底盘中感应出涡流。

附图说明

[007]图1是玩具车游戏装置的一个实施例，包括玩具赛车、轨道、RFID读数器、壳体、加速装置和输出装置。

[008]图2是表示图1种玩具赛车部件的分解视图，包括底盘、支撑、RFID应答器、插入窗和主体部分。

[009]图3是沿着图1中直线3-3所作的玩具赛车，轨道和RFID读数器一部分的放大视图，并示意性地表示了一部分由RFID读数器产生的电磁场。

具体实施方式

[0010]已经开发了使用非接触技术的自动识别程序，以提供所经过物体的信息。物体可以带有电子信息传送装置，其与读数装置传递关于该物体的信息，例如该物体的识别信息。在一些非接触系统中，例如射频识别(RFID)系统，操作可以由读数装置向电子信息传送装置供电。

[0011]RFID系统可以包括应答器，其位于要识别的物体或目标上，和询问器或读数器，其可以是读或读/写装置。读数器通常包括射频模块(发射器和接收器)、控制单元和连接元件，例如天线或线圈。代表RFID系统数据传送装置的应答器，通常由连接元件和电子微芯片构成。应答器也可以具有其自身的电压供应，例如电池。但是，可以替代采用“被动”应答器，其具有只有在应答器位于读数器的询问区域中时才激励的电路。这样，取决于应用场合，应答器可以结合到任何适合的尺寸和/或设计中，并可以小型化，例如通过将线圈直接整合到芯片中。

[0012]当读数器在射频范围内产生交变电磁场时，一种RFID系统进行操作。如果被动应答器移动到电磁场附近，则在应答器的线圈中感应出电压。该电压可以在应答器的电路中整流，以作为微芯片的供电，其可以使应答器线圈发射响应识别信号。读数器可以构造成分辨多个同时接收到的识别信号，使得一个读数器可以与多个应答器一起使用，并分辨这些应答器。读数器还可以用于产生任何期望尺寸和/或强度的场，例如通过改变线圈构造。

[0013]一些根据本发明公开的玩具车游戏装置包括具有RFID应答器的玩具车，和具有一个或多个RFID读数器的轨道。这种玩具车游戏装置10的一个实施例如图1所示，包括轨道12，经过该轨道的玩具车14，RFID读数器16，处理器18，升压装置20，和输出装置22。

[0014]轨道12包括一个玩具车引导通道24，其由挡或轨26限制，将玩具车14的运动限制到沿着轨26之间通道的纵向。轨道14可以为一连串挤出或注射塑料或其它材料制成的可连接段，或者可以形成为一个单一的整体部件。如图所示，轨道12排列成封闭的圈，并包括竖直布置的环线，且通道24的宽度足以容纳一辆玩具车14。但是，轨道12的其它构造可以包括附加的环线、圈或其它能提高游戏性的特征，且通道24的宽度可以容纳任意数量的玩具车。足以容纳超过一辆玩具车的通道宽度可以用附加的轨细分成单独的车道，或者可以完全或部分由宽度足以并排容纳两辆或多辆玩具车的车道组成。

[0015]一种示例性玩具车14如图2所示，由多个零部件组装而成，包括车体30、插入窗32、RFID应答器34、支撑36、底盘38和多个车轮40。车体30成型为象一辆赛车，但可以变成具有任何期望的车辆形状。插入窗32由塑料制成，并适于稳固地安装在车体30中，以共同地模拟某一种车辆的外观。图中所示的RFID应答器34为一个方形晶片，并可操作成产生识别信号以识别玩具车14。从而应答器34可以用于为玩具车14提供一个独特的可以被RFID读数器16识别的识别信号，以用在如下所述使用游戏装置10的不同的游戏场景中。

[0016]支撑36类似于一个托盘，并包括一个包围凹陷表面44的凸缘周围42、凹陷表面44的尺寸和形状可以容纳RFID应答器34。底盘38包括孔46，孔46被分段内缘48包围，尺寸和形状可以容纳支撑36，从而相对于底盘固定RFID应答器34。底盘38还包括一个从外缘52向内缘48延伸的横槽50。车体30适于与底盘38安装并连接在一起，而车轮40支撑玩具车14。

[0017]在图示的实施例中，底盘38由模铸金属制成，而支撑36由不导电和/或非磁性材料，例如塑料制成。RFID应答器34和底盘38与玩具车所放置的表面距离大致相等，例如通道24，与通道由车轮40隔开。在通道上或在通道附近产生电磁场，例如由布置在玩具车行驶的轨道下方的RFID读数器所产生，会在金属底盘中感应出干扰涡流。这种干扰反过来会阻止RFID应答器的操作。如果底盘38具有槽50避开任何这种干扰，则这样可以在位于玩具车中的RFID应答器和RFID读数器之间进行更准确的数据传递。

[0018]参考图1和3，RFID读数器16在图中所示位于轨道12下方，且包括传感器线圈54和附加电路(未单独表示)，用于通过线圈54产生电磁场。RFID读数器16构造成产生电磁场，检测RFID应答器在磁场中产生的识别信号，并产生代表包括RFID应答器的玩具车的数据。更具体地，参考图3，RFID读数器16产生电磁场56，用虚线示意性地表示，其覆盖一部分通道24。从而，在由箭头A表示的方向上通过的玩具车14将进入电磁场56，在该处玩具车的RFID应答器将产生识别信号，以识别玩具车，且该信号将被RFID读数器所检测。

[0019]在图示的实施例中，游戏装置10仅包括一个RFID读数器16。但是，替代的实施例中可以包含两个或更多读数器，沿着轨道14布置在预定点上，并由处理器互相连接，例如处理器18。此外，电磁场56的特性，例如尺寸、形状和强度可以在一些实施例中根据RFID读数器的构造而变化。例如，在轨道下方延长，或沿着轨道延伸预定长度的传感器线圈会产生相应延长的电磁场。由于以指定速度通过轨道的玩具车在延长磁场中的时间长于较短的磁场，因此延长的传感器线圈可以帮助RFID读数器准确地检测同时进入磁场的一个或多个RFID应答器，使得更准确地确定玩具车的速度，等等。

[0020]图1中所示的RFID读数器16与处理器18相连，处理器18构造成处理由RFID读数器产生的数据，并控制游戏装置10的下游部件。例如，处理器18可以构造成基于来自一个或多个RFID读数器的数据计算所识别玩具车的速度，和/或执行其它计算。可选地，处理器18可以控制加速(booster)装置20，如图1中所示，包括一对相对于通道24相反布置的圆形旋转缓冲器58，以通过加速装置结合玩具车，例如使所识别车辆速度改变。处理器18还控制输出装置22，如图1中所示，包括可视读数器60，和扬声器62。根据由一个或多个RFID读数器识别的玩具车，输出装置22可以通过扬声器和/或显示器发射一个或多个报告信号。

[0021]具有上述部件和RFID系统的玩具车游戏装置可以允许很多种可能的游戏模式、显示和控制。例如，玩具车围绕轨道的过程可以由一个或多个RFID读数器监测，且可以记录、处理各种竞赛参数，并在输出装置上显示。这些参数可以包括一个或多个玩具车环绕轨道的圈数，每一玩具车的当前和/或平均速度，通道上每一玩具车的位置，等。

[0022]一些游戏模式可以包括处理器，在所识别玩具车的一个或多个参数的基础上，控制下游游戏装置部件。例如，处理器16可以在所识别玩具车的预定速度基础上，在预定旋转速度下旋转加速装置20的旋转缓冲器58，从而当玩具车经过加速装置20时，改变玩具车的速度。处理器16可以在竞赛中跟踪多辆玩具车的相对位置，确定获胜者，并促使输出装置22发出一些相应的视觉和/或听觉信号。

[0023]此外，一些游戏装置可以包括其它部件，以允许其它游戏模式，或增加这里所述的游戏模式。例如，游戏装置可以具有内存和一个或多个输入装置，从而允许使用者追踪和回顾每一辆车的参数和其它纪录。游戏装置还可以包括多种灯光或其它可视显示器、扬声器或其它输出装置，以响应通过轨道的玩具车的识别和跟踪，发出信号和报告，例如通过闪烁灯光、发出喇叭或发动机声音效果，或发出其它灯光或声音效果以表示竞赛结束。

[0024]可选地，在一些游戏装置中，可通过除加速装置以外，或者代替加速装置的方法向玩具车提供驱动力。例如，通道的起点可以高于终点，向玩具车提供重力作用。在一些实施例中，玩具车可以包括电动机或电路以驱动玩具车的驱动轮。向驱动轮提供动力的电流可以通过通道中的槽，随车电池提供，或者通过使用RF能量，例如从RFID读数器16提供电能。例如，玩具车14可以包括额外的驱动电路64(如图2中的虚线所示)，构造成将RFID应答器中感应的电压整流成驱动驱动轮(由66所示)的电能。

[0025]玩具车14可以有其它特征或部件，且处于本公开的范围内，例如，图2中所示的示例性玩具车包括由塑料制成的插入窗32和车体30。但是，这种结构部件可以可选择地由导电和/或磁性材料制成。例如，由金属制成且悬盖RFID应答器的车体可以距离置于轨道下的RFID读数器(如图1和3所示)足够远，使得由RFID读数器产生的电磁场不会受金属车身中产生的电流影响。这种影响可选择地可以通过按照上述有关底盘38的方式制造金属车身而避免，即，通过在金属中包括一个槽或相似的缝隙。可选择地，可以用其它方式避免干扰。例如，玩具车14的部件可以包括非导电和/或非磁性材料。在一些实施例中，玩具车14的全部结构部件都由塑料或一种或多种其它非导电和/或非磁性材料制成。在一些实施例中，由RFID读数器产生的电磁场的强度、形状或其它特征可以调整，使得读数器和应答器之间的数据传递不会受远端的干涉场影响。

[0026]可以确信这里阐明的本公开包括多种具有独立用途的不同发明。虽然每一发明都已经在其优选形式中公开，但其公开和图示的特殊实施例不应被认为是对无数种可能变化的约束。这些发明的实际内容包括这里公开的各种元件、特征、功能和/或特性的新颖和非显而易见的组合。类似地，权利要求中引用的“一个”或“第一个”相似元件，这些权利要求应该理解为包括一个或多个这些元件的结合，既不是必须有，也不排除两个或更多个这种元件。

[0027]应当理解下面的权利要求特别指明了特征、功能、元件和/或特性的结合，这些可以通过对当前权利要求进行修改或者在本申请或相关申请中新的权利要求表达方式而要求保护，无论它们是针对不同的发明还是针对相同的发明，无论是与原有的权利要求范围不同，变宽，变窄还是相同，这些都认为被包括在本公开的发明实际内容中。

Claims

1、一种玩具车装置，包括：

至少一辆玩具车，至少一辆玩具车中的每一辆均具有构造成识别玩具车的RFID应答器；和

具有相关询问区域的RFID读数器；

其中RFID读数器可以操作成在询问区域内检测RFID应答器，并产生出表示包括所检测RFID应答器的玩具车的输出。

2、根据权利要求1所述的玩具车装置，还包括一个具有玩具车引导通道的轨道，其中RFID读数器沿着该通道布置，使得经过该通道的玩具车进入询问区域。

3、根据权利要求1所述的玩具车装置，其中该玩具车还包括与RFID应答器有关的电路，其中该电路适于在进入询问区域后向RFID应答器供电。

4、一种玩具车装置，包括：

一辆包括RFID应答器的玩具车，该RFID应答器可以操作成产生识别玩具车的识别信号；

一个RFID读数器构造成：

产生电磁场；

检测由RFID应答器产生的识别信号；并

产生代表所识别玩具车的数据。

5、根据权利要求4所述的玩具车装置，其中该玩具车还包括与RFID应答器有关的电路，使得该电路适于在进入电磁场区域后，将电磁能转化成操作RFID应答器的电力。

6、根据权利要求4所述的玩具车装置，其中该玩具车还包括与RFID应答器有关的电路，使得该电路适于在进入电磁场区域后，将电磁能转化成向玩具车提供驱动力的电力。

7、根据权利要求6所述的玩具车装置，其中该玩具车还包括多个车轮，至少包括一个驱动轮，且其中所转化的电力适于该驱动玩具车的至少一个驱动轮。

8、根据权利要求4所述的玩具车装置，还包括一个具有玩具车引导通道的轨道，其中RFID读数器沿着该通道布置，使得经过该通道的玩具车进入电磁场。

9、根据权利要求4所述的玩具车装置，其中该玩具车还包括一个底盘，该底盘构造成支撑玩具车中的RFID应答器，并防止与RFID读数器产生的电磁场干涉。

10、根据权利要求9所述的玩具车装置，其中该底盘至少部分地由具有导电性或磁性中的一种或多种性能的材料制成，且还包括：

外缘；

由内缘限定的孔；和

从外缘至内缘的横槽。

11、根据权利要求4所述的玩具车装置，还包括一个处理器，响应RFID读数器，并构造成处理由RFID读数器产生的数据。

12、根据权利要求11所述的玩具车装置，还包括一个输出装置，响应处理器，并构造成当RFID读数器产生代表所识别车辆的数据时，发出一个或多个报告信号。

13、根据权利要求11所述的玩具车装置，其中该处理器构造成计算所识别玩具车的速度。

14、根据权利要求13所述的玩具车装置，还包括一个具有玩具车引导通道的轨道，其中RFID读数器沿着该通道布置，使得经过该通道的玩具车进入电磁场。

15、根据权利要求14所述的玩具车装置，其中该通道还包括一个加速装置，响应处理器，并构造成当玩具车经过加速装置时，改变所识别玩具车的速度，其中该速度改变至少部分基于由处理器计算的所识别玩具车的速度。

16、一种玩具车装置，包括：

一辆包括识别装置的玩具车，该识别装置构造成识别玩具车；和

一个具有相关询问区域的询问装置；

其中该询问装置可以操作成在询问区域中检测识别装置，并产生一个代表玩具车的输出，该玩具车包括所检测的识别装置。

17、根据权利要求16所述的玩具车装置，其中该识别装置包括一个RFID应答器，且其中询问装置包括一个RFID读数器。

18、一种玩具车包括：

一个RFID应答器；和

一个由外缘限定的底盘，该底盘还包括：

一个由内缘限定的孔，该孔构造成支撑RFID应答器；和

一个从外缘至内缘的横槽。

19、根据权利要求18所述的玩具车，其中该底盘至少部分地由具有导电性或磁性中的一种或多种性能的材料制成。

20、根据权利要求18所述的玩具车，还包括一些适于在地面支撑底盘的车轮。

21、根据权利要求18所述的玩具车，还包括一个支撑，其尺寸适于容纳RFID应答器，并大致装在该孔中。