DE3813779C2 - - Google Patents
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- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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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.
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DE19883813779 DE3813779A1 (de) | 1988-04-23 | 1988-04-23 | Figurenerkennung fuer ein spiel |
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