JP2004505386A - 物理的物体位置決定装置および方法ならびにそれを使用したプラットフォーム - Google Patents
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Abstract
物理的物体を検出するための装置であって、各物体が検出可能な識別子を有し、物体がグラフィックディスプレイ装置に関連して配置され、前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記識別子の位置を検出し、かつ前記第１位置の情報を運ぶ信号を出力するように作動可能な検出器を備える装置において、前記装置が電子的処理によって前記信号から前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記物理的物体の相対位置を決定するように作動可能な装置。
Description
【０００１】
発明の分野
本発明は、物理的物体の位置決定に関し、限定されないが、特に、ゲームのこま又はトークンとすることのできる物体を追跡し、かつ物体を移動させるための物理的物体検出に関する。物体検出は、ゲームまたはシミュレーションプラットフォームの一部とすることができる。
【０００２】
発明の背景
伝統的に、ゲームは特別に区割りされた遊戯面またはゲームボード上でプレイされ、１組の規則に従ってトークンがボード上であちこちに動かされる。
【０００３】
しかし、もっと最近は、ゲーム、シミュレーション、および類似物がコンピュータで実行されるようになり、伝統的なボード上ゲームの多くがコンピュータ化されてきた。一般的に、コンピュータ化されたボード上ゲームは、画面上に現われる動画化されたボードを含み、動画化された遊戯トークンがボード上であちこちに動かされる。プレーヤとコンピュータとの間の対話は、キーボード、マウス、およびジョイスティックなどの標準的なインタフェース装置を使用して通常の仕方で実行される。
【０００４】
複数のプレーヤを含むゲームプレイは、特にプレイが単一コンピュータに制限されている場合には、厄介である。また、ボード上のトークンに慣れている人々にとって表示画面に順応することが難しいことがあり得る。
【０００５】
したがって、コンピュータが物理的こま及びゲームボードを使用することを可能にして、コンピュータ／人間インタフェースをできるだけ自然にしようとする多くの試みがあった。
【０００６】
ゲームをプレイすることのできるコンピュータが初めて入手可能になったときから、初期の試みは、プレーヤがボードにこまを設置し、ボード上で彼の一手をさし、彼の一手をコンピュータに打ち込み、次いでコンピュータがその一手を指示するまで待つことを含んでいた。次いでコンピュータの一手がユーザによってボード上で物理的に行なわれた。しかし、コンピュータとボードとの間の直接対話は無かった。
【０００７】
多数の既存の特許は、コンピュータとボード上に設置された物理的こまとの間の直接対話を考慮している。対話は一般的に、こま又はトークン内の装置、およびコンピュータに接続された対応する検出装置に基づく。コンピュータがこま、人間のプレーヤ、およびボードと直接対話するためには、そのような検出機構がボードに対する物理的こま又はトークンの自動的位置決定を可能にし、かつ好ましくはトークン間の違いを識別する能力を提供することも必要である。
【０００８】
ワコムの多数の特許は、電子描画装置またはスタイラスを記載している。タブレット上のスタイラスの移動が電子的に追跡され、コンピュータ化された図形を生成するために使用される。スタイラスの共振回路に刺激が加えられ、共振回路によって放出された電磁放射線が検出機構によって検出され、位置決定処理を使用してスタイラスが位置決定される。米国特許第６００５５５５号はそのような特許の一つであり、複数の位置指示装置の中から任意の組合せの位置指示装置を同時に検出することのできる位置検出装置が開示されている。位置指示装置の内部に設けられた共振回路の周波数はタブレットから送信されるコマンド信号によって設定され、タブレット上に配置された複数の位置指示装置に異なる周波数を持たせ、それによってタブレット上の位置指示装置間の電磁干渉を抑制するので、同時検出が利用可能になる。
【０００９】
そのようなシステムをゲームボードと一緒に使用する場合の重要な問題は、スタイラスの位置決定における充分な解像度を装置に与えるために、格子状に配列された１層の導体がタブレットに配置されることである。
【００１０】
ライアンの米国特許第５１８８３６８号は、内部に同調回路を有するこまを記載している。各々の同調回路は、こまを区別することができるように、異なる周波数に同調される。ゲームボードはセルに分割され、遊戯面またはゲームボード内にコイル回路が、各セルに１つずつ、埋め込まれる。コイル回路は、セルに配置することのできる任意のこまの同調回路を励振するために、順番に起動される。こまがセルに配置されていることを示す応答が行なわれる。
【００１１】
ギルボアの米国特許第５８５３３２７号は、個々のこまを識別する符号化信号を出すように構成された電磁トランスポンダを含むこまを記載している。ゲームボードは、ゲームを表わす紙シートが上に配置された平坦な表面である。ボードはセルに分割され、その各々がボードに内蔵された電磁励起コイルを含む。セルは行列方式で励起され、各こまの位置が決定される。
【００１２】
これらの解決策は両方とも、コイルまたはトランスポンダを遊戯面に内蔵しなければならない。これらの解決策はどちらも、検出装置と電子画面との組合せを開示するものではない。
【００１３】
出願人の同時係属出願である米国特許出願第０９／３８２１６７号は、動力付き回路機構（ｐｏｗｅｒｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を有する遊戯トークンを含み、個々のトークンがゲームボードとして使用される平坦な表示画面上の起動された画素を視覚的に検出する解決策を意味する、能動的解決策を記載している。トークンが配置された画素が起動すると、トークンは信号を送信し、システムは送信された信号を使用して、所与の時間にどの画素が起動されたかが分かるので、トークンの位置を推定することができる。実施形態は、起動された画素の探索パターン、および個々に識別可能な信号を持つトークンを考慮している。信号は赤外線、超音波、および類似物とすることができる。加えて、実施形態は人工コンピュータプレーヤ、またはネットワークを隔てて位置する遠隔プレーヤに備えており、彼らの手はロボットアームによってさすことができる。
【００１４】
この解決策は、検出を電子画面と共に提供することを可能にする。それは能動的な解決策であるが、トークンが独立した電源を持たなければならない。すなわち、時折交換することが必要な電池がある。さらに、こまの底に付く汚れがセンサを不明瞭にするおそれがある。
【００１５】
発明の概要
本発明の実施形態は、遊戯ボード上のこまの位置およびアイデンティティを正確に決定することができるので、一人またはそれ以上のプレーヤがゲームをすることができ、これらのプレーヤのうちの一部は人工プレーヤとすることができ、かつ一部は遠隔的に配置されたプレーヤであり、例えばネットワークを通してプレイすることができる。
【００１６】
本発明の実施形態はまた、電子画面と共に使用することができ、かつこまの少量の汚れが使用を妨げない解決策をも提供する。
【００１７】
本発明は好ましくは、ゲーム中に人工または遠隔プレーヤの代わりにトークンを動かすために、正確な位置決定および識別システムと共にロボットアームを利用する。
【００１８】
本発明の第１態様では、したがって、グラフィックディスプレイ装置に関連して配置された１組の物理的物体の各々を検出する方法であって、前記物体の各々が識別子を備えており、
前記物体の少なくとも１つを前記グラフィックディスプレイ装置に関連して配置するステップと、
前記識別子を検出器によって検出するステップと、
前記検出器から前記位置の情報を運ぶ信号を出力するステップと、
前記信号から前記位置の情報を決定するステップと
ことを含む方法を提供する。
【００１９】
好適な実施形態では、各物体は前記組内で一意のアイデンティティを有し、前記識別子は前記アイデンティティを示し、前記検出器から出力される前記信号は前記一意のアイデンティティの情報をさらに運び、前記決定ステップは前記一意のアイデンティティを決定することを含む。
【００２０】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は視覚的識別子であり、前記決定ステップは画像処理を含む。
【００２１】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は電子識別子であり、前記識別子は前記組内で識別可能な出力を生成する。
【００２２】
さらなる好適な実施形態では、前記電子識別子は共振回路であり、前記出力は前記組内で一意の周波数の電磁放射である。
【００２３】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は送信器であり、前記送信器をトリガして信号を発信するステップを設け、前記発信信号のトリガと受信との間の時間遅延、複数の受信器の各受信器の位相変化を含むグループのうちの１つを測定するステップを設け、かつ前記グループのうちの前記１つを前記複数の受信器の各々と比較することによって物体の位置を推定するステップを設ける。
【００２４】
好ましくは、前記送信器は超音波送信器、赤外線送信器、無線周波数送信器、およびマイクロ波送信器を含むグループのいずれか１つである。
【００２５】
好ましくは、前記物理的物体は外部から電力を供給される。
【００２６】
代替的に、前記物理的物体は内部で電力を供給される。
【００２７】
好ましくは、前記物理的物体は、ゲームのこま、シミュレーションのこま、およびポインタを含むグループのいずれか１つである。
【００２８】
一実施形態では、前記グラフィックディスプレイ装置は平面形グラフィックディスプレイ装置である。
【００２９】
代替的に、前記グラフィックディスプレイ装置はタブレット装置である。
【００３０】
好ましくは、前記少なくとも１つの物理的物体を前記グラフィックディスプレイ装置上で動かすためのトークン移動サブシステムを使用するさらなるステップを設ける。
【００３１】
好ましくは、前記トークン移動サブシステムは、アクチュアブル（ａｃｔｕａｂｌｅ）アームまたはロボットアームを含む。
【００３２】
好ましくは、アクチュアブルアームは識別子を含む。
【００３３】
好ましくは、前記決定ステップの前に、前記グラフィックディスプレイ装置上に複数の既知の位置を示し、前記既知の位置を検出し、前記既知の位置と前記検出された位置との間でマッピングするレジストレーションステップを設ける。
【００３４】
好ましくは、前記検出器は前記グラフィックディスプレイ装置上に配列された検出コイルの座標系を含む。、
【００３５】
好ましくは、前記物体の各々は、それぞれ予め定められた共振周波数によって励振され、前記グラフィックディスプレイ装置は、前記組内の各々異なる共振周波数を有する物体によって検出可能な信号を出力して前記物体を励振するように作動可能な励振コイルによって取り囲まれる。
【００３６】
好ましくは、信号は広帯域信号であり、それは一列の短パルスとして実現することができる。代替的に、それは前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数とすることができる。
【００３７】
本発明の実施形態は一般的に、ゲームおよびシミュレーションを含むグループのいずれか一方で構成することができる。
【００３８】
本発明の第２態様では、物理的物体を検出するための装置であって、各物体が検出可能な識別子を有し、物体がグラフィックディスプレイ装置に関連して配置され、
前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記識別子の位置を検出し、かつ第１位置の情報を運ぶ信号を出力するように作動可能な検出器
を備え、
電子的処理によって前記信号から前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記物理的物体の相対位置を決定するように作動可能な装置
を提供する。
【００３９】
好ましくは、検出対象となる１組の物理的物体を設け、前記識別子が前記組内の各物理的物体に一意である。
【００４０】
好適な実施形態では、前記検出器はカメラであり、前記電子的処理は画像処理を含む。好ましくは、前記識別子は視覚的に感知可能なマークである。
【００４１】
好ましくは、前記視覚的に感知可能なマークは、使用される画像処理アルゴリズムとの併用に有効であるように選択される。
【００４２】
代替実施形態では、前記識別子は共振周波数を有する共振回路である。
【００４３】
好ましくは、検出対象となる１組の物理的物体を設け、各物体が一意の共振周波数を有する。
【００４４】
一実施形態は、前記グラフィックディスプレイ装置上に配置されたグリッドを有し、前記グリッドは導体を含む。
【００４５】
好ましくは、前記導体は少なくとも１枚の透明なフォイルに埋め込まれる。特定の実施形態では２枚のフォイルを使用する。
【００４６】
好ましくは、前記グリッドの第１組の導体は、対応して同調される物理的物体の共振を引き起こすように同調された信号を送信する送信器導体として働き、第２組の導体は、近接配置された物理的物体からの共振信号の受信器として働き、それによって前記装置が物理的物体の位置を決定することを可能にする。
【００４７】
好ましくは、前記第１組の導体は第１透明フォイルに埋め込まれ、前記第２組の導体は第２透明フォイルに埋め込まれる。
【００４８】
特に好適な実施形態では、前記グラフィックディスプレイ装置上の前記フォイルの少なくとも一方の位置を検出するための少なくとも１つの電気光学センサを備える。
【００４９】
好適な実施形態はさらに、前記グラフィックディスプレイ装置を取り巻くコイルを有し、前記コイルは物理的物体に共振を引き起こすことができる信号を送信するように作動可能であり、前記グリッドは、前記共振する物理的物体に近接した導体を介して前記共振を拾うように作動可能であり、それによって前記物理的物体の位置を決定する。
【００５０】
好ましくは、前記信号は、ある範囲の共振周波数を有する物理的物体に共振を引き起こすことができる。
【００５１】
好ましくは、該信号は広帯域信号である。
【００５２】
好ましくは、該信号は一列の短パルスを含む。
【００５３】
好ましくは、該信号は、前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数を含む。
【００５４】
好ましくは、前記電子的処理は、前記信号の発信後に前記グリッドの個々の導体に現われる周波数を識別することを含む。
【００５５】
好ましくは、前記電子的処理は高速フーリエ変換を含む。
【００５６】
代替的に、前記物理的物体の周波数が既知であると仮定して、前記電子的処理は周波数相関を含む。
【００５７】
一実施形態では、各物理的物体に対し一意の格納位置を設ける。
【００５８】
好適な実施形態では、検出対象の１組の物理的物体を設け、装置は、第１物理的物体の前の位置の知識、前記物理的物体を移動させるために少なくとも１つの規則の知識、および一手をさした後の前記組の物理的物体の検出位置から、前記第１物理的物体の現在の位置を推論するように作動可能な、ファンクショナリティ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）に従う装置を含む。
【００５９】
一実施形態では、向きに基づいてスコアを選択するための少なくとも１つの可感さいころを設け、前記検出器は前記さいころの向きを決定するように作動可能であり、前記装置はそれによって前記スコアを推定するように作動可能である。
【００６０】
好ましくは、前記可感さいころは、各々が前記さいころの異なる向きに関連付けられかつ前記さいころがそれぞれの向きのときに起動される複数の共振回路を備え、前記検出器は前記共振周波数を検出するように作動可能である。
【００６１】
好ましくは、前記可感さいころは、前記さいころの前記向きに基づいて前記共振回路間で選択するための重み付きスイッチを含む。
【００６２】
一実施形態は、少なくとも１個のさいころを利用するゲームに関連して使用することができる。該実施形態では、装置は、前記物体の検出された動きから前記少なくとも１個のさいころによって示されたスコアを推定するためのスコア推定器を含む。
【００６３】
好適な実施形態は、検出器とインタフェースするためのインタフェースモジュールを含む。
【００６４】
好適な実施形態では、前記インタフェースモジュールはオペレーティングシステムの一部である。
【００６５】
本発明の第３態様では、電子ゲームプラットフォーム用の可感さいころを設け、前記さいころは複数の向きおよび各向きに関連付けられるスコアを有し、さいころは、各々前記さいころの前記向きの１つに関連付けられ、かつ前記さいころがそれぞれの向きのときに信号生成のために選択可能である、複数の信号生成回路を備える。
【００６６】
好適な実施形態では、さいころは、前記さいころの前記向きに基づいて前記信号生成回路間の選択を行ない、それによって前記信号生成回路の各々をそれぞれの向きに関連付けるための重み付きスイッチを含む。
【００６７】
好ましくは、前記信号生成回路は共振回路である。
【００６８】
好ましくは、各々の前記共振回路は異なる周波数で共振するように作動可能であり、それによって前記さいころの前記向きを示す。
【００６９】
図面の簡単な説明
本発明のよりよい理解のため、かつそれをどのように実施することができるかを示すために、純粋に実施例として添付の図面について今から説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る一般化システムを示すブロック図である。
図２ａ〜ｃは、本発明の一実施形態に係る視覚的検出を可能にするためにトークンに配置された視覚標識を示す一般図である。
図２ｄは、図２ａないし２ｃの標識を使用する検出の手順を示す一般流れ図である。
図３は、検出システムをどのようにゲームプレイに組み込むかを示す一般流れ図である。
図４は、視覚的検出のためのカメラを校正する手段を示す一般ブロック図である。
図５は、本発明の実施形態に従って使用可能なこまを有するゲームボードを示す一般図である。
図６は、本発明の実施形態に係るゲームプレイシステムの要素を示すブロック図である。
図７及び図８は、本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第１及び第２透明フォイルを示す略図である。
図９は、図７および８のフォイルの重ね合わせを示す略図である。
図１０は、本発明の実施形態に係る単一トークンの検出を示す略図である。
図１１は、トークンと誘導コイルとの間の磁束を示す略図である。
図１２は、本発明の第３実施形態に係る電子ゲームボードを示す一般図である。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る単一トークンの検出を示す一般略図である。
図１４は、本発明の第３実施形態に従って使用するためのトークンの内部回路機構を示す一般図である。
図１５は、本発明の第３実施形態に係るゲームボード上のトークンの位置を検出するための回路機構を示す一般回路図である。
図１６ａ及び図１６ｂは、本発明の第３実施形態に係る励起信号及び対応する検出信号を示す一般波形タイミング図である。
図１７は、ゲームまたはシミュレーション用のプラットフォームのシステムレベルの一般ブロック図である。
図１８は、図１７のプラットフォームが、互換可能であろうとなかろうと他のプラットフォームとネットワークを介していかに対話することができるかを示す一般ブロック図である。
図１９は、本発明の実施形態で使用するためのストレージトレイ付き遊戯面を示す一般化略図である。
図２０は、トークンの移動におけるロボットアームの使用を示す一般略図である。
図２１は、本発明の実施形態に従って作動可能である可感さいころを示す一般図である。
【００７０】
好適な実施形態の説明
一般的に、本発明の実施形態は、電子的平面形表示画面と、可感こま又はゲームトークンと、コンピュータ化制御装置と、位置決定および識別システムとを含むゲームプレイシステムを提供する。遊戯トークンは、ゲームの最大チーム数に必要な全てのトークンを提供するのに適した１つの組として設けることが好ましい。各々のトークンは別個に識別可能であることが好ましい。
【００７１】
トークンまたはゲームのこまは、チェスの場合のようにゲームに関連する意味を持つ外観を持つことができ、あるいはモノポリー（商標）の場合のように単にプレーヤの立場を示すだけとすることができ、ポインタの弁別性は単に一人のプレーヤを別のプレーヤと区別するだけである。代替的に、こまはポインタまたはスタイラスとすることができる。
【００７２】
ゲームは、局所人間プレーヤ、遠隔人間プレーヤ、局所人工プレーヤ、および遠隔人工プレーヤの任意の組合せの間でのプレイが可能である。遠隔または人工プレーヤのいずれかの代わりにロボットアームがこまを動かすことが好ましい。
【００７３】
以下の説明において、図１７ないし２０は、ゲームプレイシステムをシステムレベルで説明する。図１〜６は、視覚的検出を使用する実施形態を示す。図７〜１１は誘導検出を使用する第１実施形態を示し、図１２〜１６は誘導検出を使用する第２実施形態を示す。図２１はそのようなシステムに関連して使用するためのさいころを説明し、図２２は検出システムの別の実施形態を示す。
【００７４】
今、図１を参照すると、これは本発明の第１実施形態の一般ブロック図を示す。図１において、一般的に汎用コンピュータとすることのできる制御装置１０がカメラ１２およびロボットアーム１４に接続される。
【００７５】
以下でさらに詳しく説明する通り、カメラの目的は、こま１８を含むボード１６の画像を生成することである。該画像は、ボード１６上の様々なこま１８を位置決定し、かつ識別するために使用される。こまはプレーヤまたはロボットアーム１４によって動かすことができる。
【００７６】
一実施形態では、ボード１６は任意の標準的なゲームボードである。しかし、好適な実施形態では、ボードは様々な、あるいは変化する画像を投影することのできる平坦な画面である。
【００７７】
様々なこま１８を識別し、かつ位置決定するために、制御装置１０は、カメラ１２から受信した画像を処理する、好ましくはソフトウェアの形の画像プロセッサ２０をさらに含むことができる。ゲーム中、個々のこまは、特に画像処理プログラムの目には、しばしば非常に類似している。したがって、明らかに、ゲームで一般的に一緒に使用することのできるこま間の相違を画像処理では現在確実に区別することができないため、こまの視覚的検出は今まで使用されてこなかった。
【００７８】
今、図２Ａを参照すると、これは好ましくはこま１８の各々に配置される視覚的パターン２２の一般図である。パターン２２は画像プロセッサ２０との互換性が得られるように選択することが好ましく、当業者は図示した画像が唯一の適切な画像ではないことを承知されるであろう。該視覚的パターンは、画像処理によって識別可能であることから選択されたものである。
【００７９】
パターン２２は、こまの上向きの平坦な水平面に施すことが好ましい。
【００８０】
該パターンは、第１色の第１ストライプ２４および第２色の第２ストライプ２６を含み、両方のストライプともこまの中心に重心２８を有する。ストライプ２４および２６は相互に角的に離して配置され、一般的に十字またはＸを形作る。第３色と第４色とが交替する多数の同心リング３０が重心を取り囲む。
【００８１】
ストライプ２４および２６は、全てのこまで同一であることが好ましい。しかし、同心リング３０はこま間で異なり、こまコード、色、または他の関連情報を示す。
【００８２】
今、図２Ｂを参照すると、これは、第１ストライプ２４だけがフィルタを通して見えるように配設された第１フィルタを通して見たパターン２２の一般化された画像である。
【００８３】
今、図２Ｃを参照すると、これは、第２ストライプ２６だけが見えるように配設された第２フィルタを通して見たパターン２２の一般化された画像である。ストライプ２４および２６の各々の重心を示す領域２８が空白であることに気付かれるであろう。しかし、これは、それを第２ストライプ２６の重心として検出する画像処理アルゴリズムの能力を妨げない。
【００８４】
今、図２ｄを参照すると、これは画像認識手順を示す簡易流れ図である。画像が色フィルタの各々を用いて生成される。一般的に、図２ｂおよび２ｃに示した種類の、各々に対角ストライプを含む画像が形成される。次いで、各々の対角ストライプに対し、適切なアルゴリズムを用いて重心が決定される。各々の場合に正しい重心が識別され、したがって比較ステップを実行して２つの重心を比較した場合、２つの画像の各々の重心は一致するはずである。２つの重心が同一であるか、または相互の小さい誤差限界内であることが分かると、重心は受け入れられ、リングシーケンスが調べられる。組内の異なるトークン間のリングシーケンスの相違を使用して、個々のトークンを識別することができる。次いでトークンのアイデンティティおよび位置を検査することができる。
【００８５】
今、図３を参照すると、これは本発明の実施形態の動作を示す一般流れ図である。
【００８６】
図３で、実施形態の動作はセットアップ段階を含む。この実施形態では、カメラ１２の位置はボードに対して固定されていない。したがって、カメラ１２がそれらの相対位置に関する情報を得る必要があり、これはセットアップ段階で実行される。そのようなセットアップ段階の目的は、ボード１６に対するカメラ１２の位置を見つけ、かつ校正することである。セットアップ段階は背景で作動し、開始時およびゲーム中に規則的な間隔で実行することが好ましい。
【００８７】
セットアップ中、一実施形態ではＬＣＤ平面形画面であるグラフィックディスプレイ装置であるボード１６は、一連の予め選択された位置に予め定められたパターンを表示する。画面表示はカメラ１２によって監視され、予め選択された位置のパターンが画像プロセッサ２０によって検出される。予め選択された位置が分かった状態で、カメラ１２によって形成された画像中の点をボード１６上の特定に位置と解釈することを可能にする変換マトリックスが構成される
【００８８】
セットアップ段階に続いて、装置は作業モードに移る。作業モードはこまを検出するステップと、ゲームの規則に従って処理するステップと、こまを動かすステップとを含む。こまの移動は、ロボットアームをこまの識別された位置に送り、摘み取り動作を実行してこまを掴持し、こまを持ち上げ、こまを所望の新しい位置に移動し、こまを平坦な面上に配置することによって実行される。
【００８９】
一般的に、ゲームでは、番がくるとこまを動かさなければならない人間プレーヤがいる。検出システムは人間プレーヤがその一手をさすのに任せ、次いでこまを再検出して人間プレーヤが何をしたかを見出だす。次いで該一手の正当性を検査し、該一手が規則に従っていたことにコンピュータが満足すると、ゲームが続行される。
【００９０】
今、図４を参照すると、これは検出ステップがどのように実行されるかをさらに詳細に示す簡易ブロック図である。カメラ１２は、ボードおよびカメラの相対位置によって影響されるボード１６のビューを持ち、一般的に不等辺四辺形の形とすることができる。したがって、セットアップ段階に関連して上述した通り、遊戯面またはボード１６上のカメラ画像位置と絶対座標位置４２との間の変換を行なうために、異なるボード位置の乗数を含むだけの変換マトリクス４４が構成される。変換マトリクス４４はセットアップ段階中に経験的に達成されることが好ましい。その後、カメラ画像内でこまが特定の画像座標で検出され、画像座標に変換マトリクス内の対応するエントリが乗算されて、ボード１６上のこまの絶対位置が生成される。
【００９１】
今、図５を参照すると、これは本発明の実施形態に係るゲームボードの一般化された略上面斜視図である。該上面斜視図は、カメラ１２がゲームボードについて取ることのできる典型的な図である。こま１８は、ボード１６の周囲の様々な位置に配置されている。こまの位置がカメラ１２によって決定されると、こまはロボットアーム１４または人間プレーヤ（図示せず）によって移動させることができる。
【００９２】
今、図６を参照すると、これは、とりわけ、図４に示した種類の画像を得るためにカメラ１２をどのように配置することができるかを示す、本発明に係る装置の一般略図である。上に示したものと同一の部品には同一参照番号が付与され、本実施形態を理解するために必要な場合を除いて、再度は言及しない。カメラ１２は、この場合は平面形ＬＣＤディスプレイとして示されるボード１６の上に、その片側に配置される。ＣＰＵとすることのできる制御装置１０は、画面１６の下に内蔵された状態で示される。
【００９３】
制御装置１０は、図２の視覚的パターンまたは標識を識別し、また画像変換をも実行する画像処理パッケージ５０と、ボードの配置および容認できる規則と禁止されている規則について知り、かつこまを追跡し、人間の一手が正当であるかどうかを判定し、それ自身の一手をプレーヤとして計算するゲームアプリケーション５２との２つの主要なソフトウェア品目を含むことが好ましい。
【００９４】
上述した実施形態では、認識システムは視覚的パターンまたはマーカーのリングを解析することから個々のこまを識別することができる。代替実施形態では、各こまのアイデンティティは、ゲームの開始時に知らされる。各動きは１組の規則に従って行なわれ、さらに各動きは一般的に単一のこまが現在の位置から予測可能な仕方で現在空いている位置へ、またはゲームの性質によって、現在相手のこまが占めておりそれが捕獲される位置へ移動することを含む。したがって、ゲームアプリケーション５２は、単に古い検出位置と新しい検出位置を比較し、ゲームの規則を使用することによって、個々のこまを追跡することができる。
【００９５】
今、図７を参照すると、これは本発明の第２実施形態と共に作動可能な第１透明フォイル６０を示す。第２実施形態では、導電膜を被覆し、エッチングすることによって片面に一連の単ループコイル６２．１．．６２．ｎが形成される。代替的に、膜に超薄ワイヤを付着して導体を形成することができる。単ループコイル６２．１．．６２．ｎは全て平行方向に伸長する。
【００９６】
コイルを図示し、単ループコイルとして言及したが、多重ループコイルを使用することもできる。
【００９７】
今、図８を参照すると、これは本発明の第２実施形態と共に作動可能な第２透明フォイル６４を示す。第２透明フォイル６４は同様に、全て平行方向であるが第１透明フォイル６０の伸長方向とは直角に伸長する、そこにエッチングされた一連の単コイルインダクタ６６．１．．６６．ｎを有する。
【００９８】
今、図９を参照すると、これは相互に重ね合わされた第１透明フォイル６０および第２透明フォイル６４を示す。フォイル６０および６４は、それぞれの誘導コイル６２および６６が直角になるように方向付けられる。誘導コイルは重ね合わされたコイルが施用される表面全体の座標を画定し、各対のコイル間の結合部に相互インダクタンスが存在する。相互インダクタンスは一般的に比較的低いが、それ自体インダクタンスを含むこまが結合部の上に配置されると増強される。こま自体が共振回路を有し、その共振周波数に励振される場合、相互インダクタンスは著しく上昇し、こまの座標を突き止めることができる。さらに、こまが一意の共振周波数を有する場合、こまを位置決定できるだけでなく、確実に識別することもできる。
【００９９】
上述した通り、相互に直角な誘導コイルは、別個の透明フォイルに配置される。これはそれらの間にコンダクタンスが無いことを確実にするためであり、代替的に、同一フィルムの両面に相互に直角なコイルを、またはそれらの間の伝導を確実に防止する他の相互配列状に、設けることが可能であることを、当業者は承知されるであろう。
【０１００】
今、図１０を参照すると、これは２つの単コイルインダクタ間の結合を示す。共振周波数ｆ１を有するこま６８は結合部の上にあり、したがって２つの導体間の相互インダクタンスが増加する。信号が周波数ｆ１で水平導体中を通過すると、これはこま６８を共振させ、したがって２つの誘導コイル間の相互インダクタンスがさらにいっそう増加する。したがって第２コイルから得られる電流は、現在コイルが付勢されている結合部に共振周波数ｆ１を有するこまが存在することを示す。
【０１０１】
フォイルと画面間の位置合せは厳密でないかもしれない。したがって、位置合せ補正手順を使用する。該手順は次のように決定される補正係数を使用する。
【０１０２】
特定の速度で明滅する特定の位置の画素などの視覚信号がボード８０に出される。該信号は、それが光検出器６８によって検出されるまで、様々な画素の間を動き回る。光検出器は、明滅パターンの中心が光検出器の真下の画素に位置する場合にのみ、明滅パターンを正確に識別する。システムは、光検出器が検出を示したときに信号を印加された画素から、補正係数が幾らであるべきかを推定することができる。
【０１０３】
今、図１１を参照すると、これは図１０に示した結合部の状況を模式的に示す簡易回路図である。結合部で、２つのコイル６２および６６は、こま６８の存在とは独立した相互キャパシタンスＭを有する。加えて、第１コイルとこまとの間に相互キャパシタンスＭ１ｐがあり、かつ、こまと第２コイルとの間に相互キャパシタンスＭ２ｐがある。こま６８は共振回路を含み、それはコンデンサ７０およびインダクタ７２を含むことができる。Ｍ１ ｐおよびＭ２ｐは一定ではなく、むしろ共振回路が共振するときにかなり増加する。
【０１０４】
こま６８は誘導結合によってその電力を受け取り、したがって完全に受動電子素子である。すなわち、それらは電池または他の能動電子回路を含む必要がない。それらは単に、適切な周波数にさらされたときに共振することが要求されるだけである。ゲームに組み込むことのできるこま６８の数は単に、コイル配列によって検出することのできる離散周波数の数である。実用目的には、それは無限である。
【０１０５】
使用中、水平または垂直のどちらでもコイルの組の一方は、位置決定したいこまの１つの励振周波数ｆ１により直接励振される。組内の様々なコイルは一斉に、または次々に励振され、関連こまが結合部の１つに存在する場合、他方の組の対応するコイルが比較的強い信号を発する。
【０１０６】
一実施形態では、１組の各コイルが、使用されるこまに対応する全部の周波数により連続的に励振され、ついで同じことが各々の他のコイルで行なわれ、こうして１回のスキャンで全てのこまが位置決定される。代替的に、単一周波数を使用して対応するこまが見つかるまで１組のコイルの各々を励振させ、次いでさらなるスキャンが他の周波数で行なわれる。
【０１０７】
さらに詳しくは、第１組のコイルはその中で交番磁束を励起させる。第２グループは、２つのグループのループコイル間で結合された交番電圧信号を読み出すために使用される。こま又はトークンは好ましくは上述の通りＬＣ共振回路から成り、そこで各トークンはシステムの解像度の点から遊戯組内の他のトークンの共振周波数から区別される予め定められた共振周波数に同調される。第１組のコイルと第２組のコイルとの間の結合効率は一般的に非常に低い。図１０に示すようにトークンが２つのコイルの結合領域に配置された場合、２つのコイル間の実効相互インダクタンスが劇的に増加する。トークンが共振状態に励起されると、読出しコイルの出力に大きい振幅が発生する。
【０１０８】
第２グループのコイルの各々に発生する電圧を読み出しながら、全ての予め定められた周波数で第１グループのコイルの各々を連続的に励起することによって、遊戯組内の全部のトークンの位置および識別を決定することができる。
【０１０９】
システムとトークンとの間のデジタルまたはアナログ通信は、トークンの励振周波数における励振信号の適切な変調によって達成することができる。トークンへのエネルギ伝達は、共振または結合状態のトークンおよび励振コイルの通電容量を増加することによって達成することができる。こうして伝達されるエネルギは、トークン内でデータ転送または起動など様々な機能を実行する電子回路機構を付勢することができる。
【０１１０】
読出しコイルからの電圧信号を励振信号とコヒーレントに検出して、誤りの無い検出を可能にすることが好ましい。したがって位相検出器および低域フィルタは、望ましくない信号を除去するのに充分である。
【０１１１】
今、図１２を参照すると、これは本発明のさらなる実施形態で使用する電子ゲームボード８０の簡易図である。電子ゲームボードは一般的に、前実施形態の場合と同様に、平面形ディスプレイとすることができる。図７〜１１の実施形態の場合と同様に、ボード面上に２つの透明フォイル６０および６４が配置され、そこに２組の単ループコイルを形成する導体がエッチングされている。さらに詳しくは、図７および８に関して上述した通り、その片面にエッチングによって一連の単ループコイル６２．１．．６２．ｎが形成される。単ループコイル６２．１．．６２．ｎは全て平行方向に伸長する。第２透明フォイル６４は同様に、そこにエッチングされた全て平行方向に伸長する一連の単コイルインダクタ６６．１．．６６．ｎを有するが、２つのフォイル６０および６４は、一方における伸長方向が他方の伸長方向と直角になるように重ね合わされる。２組のコイルは、前実施形態の場合と同様にトークンの位置を識別するｘ−ｙ座標を提供するが、前実施形態とは対照的に、両組のコイルは信号を受信するだけであって、送信しない。
【０１１２】
代わりに、図１２の実施形態では、送信は、ゲームボード８０の周囲に巻き付けられた励振コイル８２によってもたらされる。励振コイル８２は一連のパルスを生成する。パルスは広いスペクトルとすることができ、あるいは該一連のパルスは共振回路の１つまたはそれ以上の周波数の組合せを含むことができる。広いスペクトルのパルスを達成する方法は、フーリエ理論によって示される通り、長い一連の絶えず低下する振幅、増加する波長の正弦波を含む短い幅の方形波パルスを使用することによる。トークン１８の組の各々は、前実施形態の場合と同様に異なる周波数で共振し、パルスに応答してそれ自体の周波数で共振する。トークン１８に誘導される共振は、トークンが配置された対応する水平および垂直コイルに伝達され、各コイルの出力で受信した信号の簡単な波長フィルタリングにより、検出された波長に対応する各トークンの座標を決定することができる。
【０１１３】
図１２にはまた、重ね合わされたフォイル上に取り付けられた光検出器６８が示されている。重ね合わされたフォイルは、上述の通りトークンを検出するために、電子ゲームボード８０に取り付けられる。しかし、フォイルはボード８０上に正確に配置されていないかもしれず、フォイルを使用して決定される座標をボード上の位置に変換することができるように、光検出器６８を使用して補正係数が計算される。補正係数の決定は次の通りである。
【０１１４】
特定の速度で明滅する特定の位置の画素などの視覚信号がボード８０に出される。該信号は、それが光検出器６８によって検出されるまで、様々な画素の間を動き回る。光検出器は、明滅パターンの中心が光検出器の真下の画素に位置する場合にのみ、明滅パターンを正確に識別する。システムは、光検出器が検出を示したときに信号を印加された画素から、補正係数が幾らであるべきかを推定することができる。
【０１１５】
今、図１３を参照すると、これは、周辺励振コイル８２内の電子ゲームボード８０上で２つの読出しコイル６２および６６間の結合部に配置された単一トークン１８を示す簡略図である。トークンと２つのコイル６２および６６との間に実行相互インダクタンスがある。パルス発生器８４は、トークン１８の共振回路（図１４）によって拾われる上述した一連のパルスにより、励振コイル８２を励振する。トークン１８は、上述の通りその共振周波数で共振させられ、共振回路に誘導される小電圧振幅振動は、コイル６２および６６の各々によって拾われる。実時間解析関数が個々のコイルの周波数を決定し、こうしてトークンのＸ−Ｙ座標およびアイデンティティを決定することができる。
【０１１６】
図１４を簡単に参照すると、これは、トークン１８に一般的に使用することのできる、インダクタおよびコンデンサを含む典型的な共振回路８６を示す。回路８６は典型的なタンク回路であり、インダクタ８８およびコンデンサ９０を含む。該回路は一般的に受動であり、すなわちそれは内部電源を持たない。
【０１１７】
前実施形態の場合と同様に、回路８６に誘導されるエネルギは、アクチュエータまたは信号灯またはトークン上の他のデバイスを付勢するために使用することができ、データは共振周波数に変調してトークンと通信し、例えばゲームの特定の段階でＬＥＤのスイッチを投入するようにトークンに合図することができる。
【０１１８】
３つのトークンの検出の例
複数のトークンを検出するための実施形態の使用法を今から次の表の例で説明する。
【０１１９】
５×５のグリッドを持つ透明な面上で次の座標に３つのトークンが配置され、各トークンが次に示すように各々異なる共振周波数を持つと仮定する。
【表１】
【０１２０】
広いスペクトルのパルスを使用して励振した後、システムは全てのコイルからの全ての信号を同時に読み出し、解析により次の信号周波数を検出することができる。
【表２】
【０１２１】
Ｘ１およびＹ３に対応するコイルで１０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン１が（１，３）に配置されていると結論する。
【０１２２】
Ｘ４およびＹ３に対応するコイルで２０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン２が（４，３）に配置されていると結論する。
【０１２３】
Ｘ５およびＹ５に対応するコイルで３０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン３が（５，５）に配置されていると結論する。
【０１２４】
各トークンは異なる共振周波数を持つので、トークン間の結合は回避される。異なるトークンの電圧信号は、上例の例えばＹ３のように共通の検出コイルを共用することができるが、信号は簡単なフィルタリングによって分離することができる。
【０１２５】
上例では、単パルスを印加し、ゲーム中にトークンによって使用される全ての周波数についてフィルタリングすることにより、応答を生じる全てのコイルを同時に検出する。また個々のトークンを別個に検出することも可能であり、したがって制御回路機構が簡素化されるが、動作の速度は低下する。
【０１２６】
今、図１５を参照すると、これは本発明の検出システムに使用される回路機構の簡易電子回路ブロック図である。図１５で、マイクロコントローラ１００は上述の通り信号を生成し、それはパルス発生器８４を作動させて広いスペクトルのパルスを発生させ、それがゲームボード８０の面積全体に高レベルの磁束を誘導する。上述の通り、これは、ボードに配置された一連のトークン１８に共振を誘導し、これはコイル６２、６６内に対応する波長の検出可能な信号を誘導する。
【０１２７】
コイルの出力で受信した信号は、増幅器＋低域フィルタ１０２によって増幅され、次いで高速Ａ／Ｄ変換器１０４に渡される。次いでマイクロプロセッサ１００はデジタルフィルタリングを実行して、こまの位置を決定する。次いでデータは汎用コンピュータに転送することができる。代替的に、マイクロプロセッサ１００は信号をさらなるマイクロプロセッサに渡してＦＦＴを実行することができる。
【０１２８】
信号が周囲のコイル８２に出力された後、システムは数マイクロ秒間待つことが好ましい。次いで、読み出しコイル出力で受信された信号は高速Ａ／Ｄ変換器１０４によってデジタル化され、マイクロプロセッサ１００に送られる。マイクロプロセッサは各コイルの出力に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行して、存在する周波数を示すことが好ましく、上述の通りこれから各トークンの位置およびアイデンティティを決定することができる。
【０１２９】
代替実施形態では、全ての周波数が既知であるので、ＦＦＴを使用する代わりに、各入力に対して相関アルゴリズムを使用して、存在する周波数を識別する。少数のトークンの場合、相関アルゴリズムの方が速い。
【０１３０】
トークン１８が接合部の真上に配置されず、２つのＸコイルまたは２つのＹコイルまたは両方の間にある場合には、１つの出力で強い信号を受信する代わりに、少なくとも２つの出力で弱い信号が受信される。２つの信号の相対強度は、トークンがコイルの間のどこにあるかを示すことができ、したがってマイクロプロセッサ１００は簡単な補間アルゴリズムを使用して、トークン１８の位置をより正確に決定することができる。
【０１３１】
今、図１６ａおよび１６ｂを参照すると、これらはそれぞれ、周辺励振コイル８２の出力としての典型的な励振パルス、および読出しコイル６２および６６の出力で検出される対応する減少していく共振信号を示す。２つの図は、２つの信号間のタイミング関係を示すために並置されている。
【０１３２】
外側のコイルはゲームボード領域の周囲に配置した。パルスを印加すると、トークン内のＬＣ回路が厳密に共振周波数で振動し始め、増幅後に同じ周波数の信号を読出しコイルで検出することができた。トークン間の干渉は検出されなかった。２つのトークンを同一行または列に配置した場合、各トークンの共振周波数と同一の２つの周波数を読み出すことができた。
【０１３３】
上述の誘導に基づくトークンの検出のための実施形態は、図１に示すものと同様のゲームプラットフォームに適用することができる。今、図１７を参照すると、これは、上述の実施形態のいずれかを適用することのできるゲームプラットフォームのシステムレベルのブロック図である。図１７では、ゲームプラットフォーム１１０は中央プロセッサ１１２を含む。中央プロセッサ１１２は表示サブシステム１１４、トークン検出サブシステム１１６、トークン移動サブシステム１１８、アプリケーションサブシステム１２０、および通信サブシステム１２４を持つ。
【０１３４】
トークン検出サブシステム１１６は、図１ないし１６に関連して上述した実施形態のいずれか１つを含む。サブシステム１１６はトークン検出ハードウェア１２６に関連付けられ、それはカメラとすることができ、あるいは上述した誘導コイルの配列の１つとすることができる。該サブシステムはまた、再び上述した通り、トークン検出ハードウェアと互換可能なトークン１２８とも関連付けられる。サブシステム１１６はまた、現在の位置およびトークンに関する他の関連情報を格納する動的データベースを含むことが好ましい。
【０１３５】
トークン移動サブシステム１１８は、トークン移動ハードウェア１３０およびもし設けられていればトークン格納ハードウェア１３２に中央プロセッサ１１２へのインタフェースを提供する。トークン移動ハードウェア１３０は、図１のロボットアーム１４であることが好ましい。トークン格納ハードウェア１３２は一般的に、ゲームで現在使用されていないトークンを格納するための格納トレイとすることができ、それについては以下で図１９に関連してさらに詳述する。
【０１３６】
アプリケーションサブシステム１２０は、アプリケーションソフトウェア１３４、一般的にはプレイされるゲームおよび許される移動、ならびに人工プレーヤ１３６および類似物などの人工プレーヤを定義するソフトウェアをサポートする。該サブシステムはゲームに依存せず、ゲームとオペレーティングシステムおよび残りのサブシステムとの間のインタフェースを提供することが好ましい。
【０１３７】
表示サブシステム１１４は、電子ゲームボードまたは平面形ディスプレイ８０などの表示ハードウェア１３８にゲームボードを表示することを可能にする。表示ハードウェア１３８は水平に配置することのできる平面形ディスプレイであることが好ましい。表示ハードウェアは、完全マルチメディア能力、テキスト、ピクチャ、音声、動画ビデオ等を含むことが好ましい。
【０１３８】
通信サブシステムは、プロセッサがインターネットなどのネットワークを介して他のプレーヤから入力を受信し、かつそれに出力を送信することを可能にする。通信サブシステムは、そのようなプレーヤをトークン移動ハードウェア１３０によって移動されるトークン１２８によりプラットフォーム１１０上に表わすことができるように、他のサブシステムにリンクされる。
【０１３９】
システムは、検出サブシステム１１６とアプリケーションサブシステム１２０との間の通信を担当する別個のインタフェースモジュールを設けるように設計することができる。該インタフェースモジュールは、システムの一部として実現することができ、あるいはオペレーティングシステムに組み込むことができる。
【０１４０】
今、図１８を参照すると、これは図１７のゲームプラットフォームをどのように使用して、ネットワークを介して他のプレーヤとプレイすることができるかを示す。第１プラットフォーム１４０はインターネットなどのネットワーク１４２に接続される。同種または互換可能な種類の別のプラットフォーム１４４も同じネットワーク１４２に接続し、それらの間でゲームを行なうことができるように、それらのそれぞれの通信サブシステムを使用してそれらの間でデータが渡される。
【０１４１】
互換性プラットフォームに加えて、同じアプリケーションソフトウェアを実行するが他のサブシステムが欠如している、標準Ｐ．Ｃ．１４６などの非互換性プラットフォームに対してもゲームを行なうことができる。Ｐ．Ｃ．１４６は通常の仕方でネットワーク１４２に接続され、ゲームに参加するプラットフォーム１４０および１４４はＰＣプレーヤを他の不在プレーヤと同様に取り扱い、かつそれのためにトークンを移動させるように、データが転送される。しかし、ＰＣユーザは動画表示画面に制限されるかもしれない。同様に、ノートブックまたはパームトップコンピュータ１４８など、他の非互換性プラットフォームも参加することができるが、同様にそれらも低い表示能力を持つかもしれないので、データは電話器１５０などの携帯電話器を使用することができるかもしれない。
【０１４２】
今、図１９を参照すると、これはトークン格納トレー１６０を示す。思い出される通り、一実施形態では、トークンはそれらを別のトークンと区別することを可能にする個々の識別機能を与えられない。むしろ、開始位置、可能な適正移動の制限、および移動の終了時のトークンの位置が分かると仮定して、「非天測位置推測法（ｄｅａｄ ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）」のプロセスを使用して任意のトークンの位置が決定される。このシステムがうまく働くために、各トークンはボード上に配置される前に既知の位置から開始することが好ましい。
【０１４３】
図１９では、ボード面１６０は一連のトークン１６４．１．．．１６４．ｎが分配された遊戯面１６２、およびトークン１６４．１．．．１６４．ｎの各々のための個々の格納位置１６８．１．．．１６８．ｎを含む格納領域１６６を含む。各ゲームの開始時に、各トークンはその個々の格納位置から取り出され、そのアイデンティティが注目される。次いでそれは開始位置に移動され、上述の通り、ゲームの経過中追跡されるので、その位置が常に知られる。
【０１４４】
今、図２０を参照すると、これは、こま１６４．１を移動させるロボットアーム１４を示すボード面１６０の一般略図である。ロボットアーム１４は、マイクロプロセッサ１１０（図１７）へのインタフェース１１８（図１７）、制御装置（図示せず）、電気機械アーム１７０、およびグリップ１７２を含むことが好ましい。トークンの位置を移動させるために、ロボットアーム１４はトークン検出サブシステムによって得られるデータに依存するが、それは追加的に、精密位置決定のために、グリップ１７２またはその付近に搭載された補助カメラを備えることができる。加えて、位置決定サブシステムがロボットアームを位置決定することができるように、ロボットアームは識別子を備えることができる。
【０１４５】
今、図２１を参照すると、これは本発明の実施形態に従って作動可能な可感さいころを示す簡易図である。図２１の図では、さいころ１７０の断面はその側辺の各々に共振回路１７２．．．１７８を有する。図２１は単に簡潔のために二次元であるが、さいころは６面を持ち、したがって６個の共振回路を持つ三次元立方体であることが好ましいことは理解されるであろう。共振回路１７２．．．１７８の各々が異なる共振周波数に設定される。６位置の重み付きスイッチ１８０は、さいころ１７０の向きにしたがって、共振回路１７２．．．１７８の１つを選択する。システムは検出された周波数から、さいころ１７０のどの辺が最上位であるか、かつしたがってどれが選択された値であるかを推定することができる。図２１に示した実施形態は、可感さいころを生成する多くの可能な方法の１つにすぎないことを理解されたい。
【０１４６】
可感さいころの代替物として、コンピュータ画面に表示されるサイコロのグラフィック表現がある。ソフトウェア要素は乱数ジェネレータを使用して１と６の間の数字を選択し、グラフィック表現が選択をユーザに表示する。
【０１４７】
別の代替物は標準さいころを使用することである。視覚的検出実施形態と共に使用すると、システムはさいころによって示されたスコアを決定することができる。さもなければ、システムは人間プレーヤがさした一手から、さいころにどのスコアが出たかを決定することができる。人工プレーヤが一手をさす場合、さいころに出たスコアを手動でシステムに入力するか、あるいは上述した乱数ジェネレータを使用することができる。
【０１４８】
今、図２２を参照すると、これは本発明の別の好適な実施形態を示す。図２２の実施形態では、トークン１９０が遊戯面１９２上に配置される。トークン１９０は識別子回路１９４を含み、それは上述した共振回路とすることができ、あるいは小型送信器、一般的に超音波送信器または赤外線、高周波、またはマイクロ波送信器のいずれかとすることができる。識別子は、パルスを発生するために遊戯面１９２に関連して配置されたトリガ回路１９６によってトリガされる。パルスは、一連の受信器１９８．．．２０２の各々で拾われ、当業者には周知の方法を使用して、受信器の各々で受信された信号の違いからトークンの位置が計算される。例えば、識別子が超音波識別子である場合には、各受信器における受信間の時間差を使用すると便利である。識別子が電磁識別子である場合には、各受信器の受信信号の位相を使用して、トークンの位置を決定することができる。
【０１４９】
本発明の実施形態では、したがって、平坦な面、特に平面形表示画面上のトークンの位置を検出するための視覚的および誘導的方法および装置を提供する。表示画面は、プレイされる特定のゲーム用のゲームボードとして役立つ表示画面を提供するゲームプレイプラットフォームの一部である。プラットフォームは、ゲームの規則に従ってこまを検出しかつ移動させ、こまを手動で移動させる人間プレーヤと対話することができる。
【０１５０】
プラットフォームは、インターネットなどのネットワークを介して他の互換性および非互換性プラットフォームと対話できることが好ましい。
【０１５１】
請求の範囲において、物理的物体の言及は、一般的にゲームまたはシミュレーションに関連して意味を持ち、あるいはゲームボード上のプレーヤの位置を示す、ゲーム面上で移動させるためのフィギュア、トークン、カウンタ、またはこまの言及を含む。代替的に、こまはポインタまたはスタイラスとすることができる。
【０１５２】
明瞭にするために別個の実施形態の文脈で説明した本発明の特定の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて提供することもできることを理解されたい。逆に、簡潔のために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴は別個に、あるいは適切な下位組合せで設けることもできる。
【０１５３】
本発明が以上で特に示しかつ説明したものに限定されないことを当業者は理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は請求の範囲によって画定され、ここで上述した様々な特徴と同様、上記の説明を読んで当業者が思いつくことのできるそれらの変形および変化の組合せおよび下位組合せの両方を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施形態に係る一般化システムを示すブロック図である。
【図２】
図２ａ〜ｃは本発明の一実施形態に係る視覚的検出を可能にするためにトークンに配置された視覚標識を示す一般図である。図２ｄは、図２ａないし２ｃの標識を使用する検出の手順を示す一般流れ図である。
【図３】
検出システムをどのようにゲームプレイに組み込むかを示す一般流れ図である。
【図４】
視覚的検出のためのカメラを校正する手段を示す一般ブロック図である。
【図５】
本発明の実施形態に従って使用可能なこまを有するゲームボードを示す一般図である。
【図６】
本発明の実施形態に係るゲームプレイシステムの要素を示すブロック図である。
【図７】
本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第１透明フォイルを示す略図である。
【図８】
本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第２透明フォイルを示す略図である。
【図９】
図７および８のフォイルの重ね合わせを示す略図である。
【図１０】
本発明の実施形態に係る単一トークンの検出を示す略図である。
【図１１】
トークンと誘導コイルとの間の磁束を示す略図である。
【図１２】
本発明の第３実施形態に係る電子ゲームボードを示す一般図である。
【図１３】
本発明の第３実施形態に係る単一トークンの検出を示す一般略図である。
【図１４】
本発明の第３実施形態に従って使用するためのトークンの内部回路機構を示す一般図である。
【図１５】
本発明の第３実施形態に係るゲームボード上のトークンの位置を検出するための回路機構を示す一般回路図である。
【図１６】
図１６ａは、本発明の第３実施形態に係る励起信号を示す一般波形タイミング図である。図１６ｂは、図１６ａの励起信号に対応する検出信号を示す一般波形タイミング図である。
【図１７】
ゲームまたはシミュレーション用のプラットフォームのシステムレベルの一般ブロック図である。
【図１８】
図１７のプラットフォームが、互換可能であろうとなかろうと他のプラットフォームとネットワークを介していかに対話することができるかを示す一般ブロック図である。
【図１９】
本発明の実施形態で使用するためのストレージトレイ付き遊戯面を示す一般化略図である。
【図２０】
トークンの移動におけるロボットアームの使用を示す一般略図である。
【図２１】
本発明の実施形態に従って作動可能である可感さいころを示す一般図である。
【図２２】
本発明の別の好適な実施形態を示す図である。
発明の分野
本発明は、物理的物体の位置決定に関し、限定されないが、特に、ゲームのこま又はトークンとすることのできる物体を追跡し、かつ物体を移動させるための物理的物体検出に関する。物体検出は、ゲームまたはシミュレーションプラットフォームの一部とすることができる。
【０００２】
発明の背景
伝統的に、ゲームは特別に区割りされた遊戯面またはゲームボード上でプレイされ、１組の規則に従ってトークンがボード上であちこちに動かされる。
【０００３】
しかし、もっと最近は、ゲーム、シミュレーション、および類似物がコンピュータで実行されるようになり、伝統的なボード上ゲームの多くがコンピュータ化されてきた。一般的に、コンピュータ化されたボード上ゲームは、画面上に現われる動画化されたボードを含み、動画化された遊戯トークンがボード上であちこちに動かされる。プレーヤとコンピュータとの間の対話は、キーボード、マウス、およびジョイスティックなどの標準的なインタフェース装置を使用して通常の仕方で実行される。
【０００４】
複数のプレーヤを含むゲームプレイは、特にプレイが単一コンピュータに制限されている場合には、厄介である。また、ボード上のトークンに慣れている人々にとって表示画面に順応することが難しいことがあり得る。
【０００５】
したがって、コンピュータが物理的こま及びゲームボードを使用することを可能にして、コンピュータ／人間インタフェースをできるだけ自然にしようとする多くの試みがあった。
【０００６】
ゲームをプレイすることのできるコンピュータが初めて入手可能になったときから、初期の試みは、プレーヤがボードにこまを設置し、ボード上で彼の一手をさし、彼の一手をコンピュータに打ち込み、次いでコンピュータがその一手を指示するまで待つことを含んでいた。次いでコンピュータの一手がユーザによってボード上で物理的に行なわれた。しかし、コンピュータとボードとの間の直接対話は無かった。
【０００７】
多数の既存の特許は、コンピュータとボード上に設置された物理的こまとの間の直接対話を考慮している。対話は一般的に、こま又はトークン内の装置、およびコンピュータに接続された対応する検出装置に基づく。コンピュータがこま、人間のプレーヤ、およびボードと直接対話するためには、そのような検出機構がボードに対する物理的こま又はトークンの自動的位置決定を可能にし、かつ好ましくはトークン間の違いを識別する能力を提供することも必要である。
【０００８】
ワコムの多数の特許は、電子描画装置またはスタイラスを記載している。タブレット上のスタイラスの移動が電子的に追跡され、コンピュータ化された図形を生成するために使用される。スタイラスの共振回路に刺激が加えられ、共振回路によって放出された電磁放射線が検出機構によって検出され、位置決定処理を使用してスタイラスが位置決定される。米国特許第６００５５５５号はそのような特許の一つであり、複数の位置指示装置の中から任意の組合せの位置指示装置を同時に検出することのできる位置検出装置が開示されている。位置指示装置の内部に設けられた共振回路の周波数はタブレットから送信されるコマンド信号によって設定され、タブレット上に配置された複数の位置指示装置に異なる周波数を持たせ、それによってタブレット上の位置指示装置間の電磁干渉を抑制するので、同時検出が利用可能になる。
【０００９】
そのようなシステムをゲームボードと一緒に使用する場合の重要な問題は、スタイラスの位置決定における充分な解像度を装置に与えるために、格子状に配列された１層の導体がタブレットに配置されることである。
【００１０】
ライアンの米国特許第５１８８３６８号は、内部に同調回路を有するこまを記載している。各々の同調回路は、こまを区別することができるように、異なる周波数に同調される。ゲームボードはセルに分割され、遊戯面またはゲームボード内にコイル回路が、各セルに１つずつ、埋め込まれる。コイル回路は、セルに配置することのできる任意のこまの同調回路を励振するために、順番に起動される。こまがセルに配置されていることを示す応答が行なわれる。
【００１１】
ギルボアの米国特許第５８５３３２７号は、個々のこまを識別する符号化信号を出すように構成された電磁トランスポンダを含むこまを記載している。ゲームボードは、ゲームを表わす紙シートが上に配置された平坦な表面である。ボードはセルに分割され、その各々がボードに内蔵された電磁励起コイルを含む。セルは行列方式で励起され、各こまの位置が決定される。
【００１２】
これらの解決策は両方とも、コイルまたはトランスポンダを遊戯面に内蔵しなければならない。これらの解決策はどちらも、検出装置と電子画面との組合せを開示するものではない。
【００１３】
出願人の同時係属出願である米国特許出願第０９／３８２１６７号は、動力付き回路機構（ｐｏｗｅｒｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を有する遊戯トークンを含み、個々のトークンがゲームボードとして使用される平坦な表示画面上の起動された画素を視覚的に検出する解決策を意味する、能動的解決策を記載している。トークンが配置された画素が起動すると、トークンは信号を送信し、システムは送信された信号を使用して、所与の時間にどの画素が起動されたかが分かるので、トークンの位置を推定することができる。実施形態は、起動された画素の探索パターン、および個々に識別可能な信号を持つトークンを考慮している。信号は赤外線、超音波、および類似物とすることができる。加えて、実施形態は人工コンピュータプレーヤ、またはネットワークを隔てて位置する遠隔プレーヤに備えており、彼らの手はロボットアームによってさすことができる。
【００１４】
この解決策は、検出を電子画面と共に提供することを可能にする。それは能動的な解決策であるが、トークンが独立した電源を持たなければならない。すなわち、時折交換することが必要な電池がある。さらに、こまの底に付く汚れがセンサを不明瞭にするおそれがある。
【００１５】
発明の概要
本発明の実施形態は、遊戯ボード上のこまの位置およびアイデンティティを正確に決定することができるので、一人またはそれ以上のプレーヤがゲームをすることができ、これらのプレーヤのうちの一部は人工プレーヤとすることができ、かつ一部は遠隔的に配置されたプレーヤであり、例えばネットワークを通してプレイすることができる。
【００１６】
本発明の実施形態はまた、電子画面と共に使用することができ、かつこまの少量の汚れが使用を妨げない解決策をも提供する。
【００１７】
本発明は好ましくは、ゲーム中に人工または遠隔プレーヤの代わりにトークンを動かすために、正確な位置決定および識別システムと共にロボットアームを利用する。
【００１８】
本発明の第１態様では、したがって、グラフィックディスプレイ装置に関連して配置された１組の物理的物体の各々を検出する方法であって、前記物体の各々が識別子を備えており、
前記物体の少なくとも１つを前記グラフィックディスプレイ装置に関連して配置するステップと、
前記識別子を検出器によって検出するステップと、
前記検出器から前記位置の情報を運ぶ信号を出力するステップと、
前記信号から前記位置の情報を決定するステップと
ことを含む方法を提供する。
【００１９】
好適な実施形態では、各物体は前記組内で一意のアイデンティティを有し、前記識別子は前記アイデンティティを示し、前記検出器から出力される前記信号は前記一意のアイデンティティの情報をさらに運び、前記決定ステップは前記一意のアイデンティティを決定することを含む。
【００２０】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は視覚的識別子であり、前記決定ステップは画像処理を含む。
【００２１】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は電子識別子であり、前記識別子は前記組内で識別可能な出力を生成する。
【００２２】
さらなる好適な実施形態では、前記電子識別子は共振回路であり、前記出力は前記組内で一意の周波数の電磁放射である。
【００２３】
さらなる好適な実施形態では、前記識別子は送信器であり、前記送信器をトリガして信号を発信するステップを設け、前記発信信号のトリガと受信との間の時間遅延、複数の受信器の各受信器の位相変化を含むグループのうちの１つを測定するステップを設け、かつ前記グループのうちの前記１つを前記複数の受信器の各々と比較することによって物体の位置を推定するステップを設ける。
【００２４】
好ましくは、前記送信器は超音波送信器、赤外線送信器、無線周波数送信器、およびマイクロ波送信器を含むグループのいずれか１つである。
【００２５】
好ましくは、前記物理的物体は外部から電力を供給される。
【００２６】
代替的に、前記物理的物体は内部で電力を供給される。
【００２７】
好ましくは、前記物理的物体は、ゲームのこま、シミュレーションのこま、およびポインタを含むグループのいずれか１つである。
【００２８】
一実施形態では、前記グラフィックディスプレイ装置は平面形グラフィックディスプレイ装置である。
【００２９】
代替的に、前記グラフィックディスプレイ装置はタブレット装置である。
【００３０】
好ましくは、前記少なくとも１つの物理的物体を前記グラフィックディスプレイ装置上で動かすためのトークン移動サブシステムを使用するさらなるステップを設ける。
【００３１】
好ましくは、前記トークン移動サブシステムは、アクチュアブル（ａｃｔｕａｂｌｅ）アームまたはロボットアームを含む。
【００３２】
好ましくは、アクチュアブルアームは識別子を含む。
【００３３】
好ましくは、前記決定ステップの前に、前記グラフィックディスプレイ装置上に複数の既知の位置を示し、前記既知の位置を検出し、前記既知の位置と前記検出された位置との間でマッピングするレジストレーションステップを設ける。
【００３４】
好ましくは、前記検出器は前記グラフィックディスプレイ装置上に配列された検出コイルの座標系を含む。、
【００３５】
好ましくは、前記物体の各々は、それぞれ予め定められた共振周波数によって励振され、前記グラフィックディスプレイ装置は、前記組内の各々異なる共振周波数を有する物体によって検出可能な信号を出力して前記物体を励振するように作動可能な励振コイルによって取り囲まれる。
【００３６】
好ましくは、信号は広帯域信号であり、それは一列の短パルスとして実現することができる。代替的に、それは前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数とすることができる。
【００３７】
本発明の実施形態は一般的に、ゲームおよびシミュレーションを含むグループのいずれか一方で構成することができる。
【００３８】
本発明の第２態様では、物理的物体を検出するための装置であって、各物体が検出可能な識別子を有し、物体がグラフィックディスプレイ装置に関連して配置され、
前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記識別子の位置を検出し、かつ第１位置の情報を運ぶ信号を出力するように作動可能な検出器
を備え、
電子的処理によって前記信号から前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記物理的物体の相対位置を決定するように作動可能な装置
を提供する。
【００３９】
好ましくは、検出対象となる１組の物理的物体を設け、前記識別子が前記組内の各物理的物体に一意である。
【００４０】
好適な実施形態では、前記検出器はカメラであり、前記電子的処理は画像処理を含む。好ましくは、前記識別子は視覚的に感知可能なマークである。
【００４１】
好ましくは、前記視覚的に感知可能なマークは、使用される画像処理アルゴリズムとの併用に有効であるように選択される。
【００４２】
代替実施形態では、前記識別子は共振周波数を有する共振回路である。
【００４３】
好ましくは、検出対象となる１組の物理的物体を設け、各物体が一意の共振周波数を有する。
【００４４】
一実施形態は、前記グラフィックディスプレイ装置上に配置されたグリッドを有し、前記グリッドは導体を含む。
【００４５】
好ましくは、前記導体は少なくとも１枚の透明なフォイルに埋め込まれる。特定の実施形態では２枚のフォイルを使用する。
【００４６】
好ましくは、前記グリッドの第１組の導体は、対応して同調される物理的物体の共振を引き起こすように同調された信号を送信する送信器導体として働き、第２組の導体は、近接配置された物理的物体からの共振信号の受信器として働き、それによって前記装置が物理的物体の位置を決定することを可能にする。
【００４７】
好ましくは、前記第１組の導体は第１透明フォイルに埋め込まれ、前記第２組の導体は第２透明フォイルに埋め込まれる。
【００４８】
特に好適な実施形態では、前記グラフィックディスプレイ装置上の前記フォイルの少なくとも一方の位置を検出するための少なくとも１つの電気光学センサを備える。
【００４９】
好適な実施形態はさらに、前記グラフィックディスプレイ装置を取り巻くコイルを有し、前記コイルは物理的物体に共振を引き起こすことができる信号を送信するように作動可能であり、前記グリッドは、前記共振する物理的物体に近接した導体を介して前記共振を拾うように作動可能であり、それによって前記物理的物体の位置を決定する。
【００５０】
好ましくは、前記信号は、ある範囲の共振周波数を有する物理的物体に共振を引き起こすことができる。
【００５１】
好ましくは、該信号は広帯域信号である。
【００５２】
好ましくは、該信号は一列の短パルスを含む。
【００５３】
好ましくは、該信号は、前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数を含む。
【００５４】
好ましくは、前記電子的処理は、前記信号の発信後に前記グリッドの個々の導体に現われる周波数を識別することを含む。
【００５５】
好ましくは、前記電子的処理は高速フーリエ変換を含む。
【００５６】
代替的に、前記物理的物体の周波数が既知であると仮定して、前記電子的処理は周波数相関を含む。
【００５７】
一実施形態では、各物理的物体に対し一意の格納位置を設ける。
【００５８】
好適な実施形態では、検出対象の１組の物理的物体を設け、装置は、第１物理的物体の前の位置の知識、前記物理的物体を移動させるために少なくとも１つの規則の知識、および一手をさした後の前記組の物理的物体の検出位置から、前記第１物理的物体の現在の位置を推論するように作動可能な、ファンクショナリティ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）に従う装置を含む。
【００５９】
一実施形態では、向きに基づいてスコアを選択するための少なくとも１つの可感さいころを設け、前記検出器は前記さいころの向きを決定するように作動可能であり、前記装置はそれによって前記スコアを推定するように作動可能である。
【００６０】
好ましくは、前記可感さいころは、各々が前記さいころの異なる向きに関連付けられかつ前記さいころがそれぞれの向きのときに起動される複数の共振回路を備え、前記検出器は前記共振周波数を検出するように作動可能である。
【００６１】
好ましくは、前記可感さいころは、前記さいころの前記向きに基づいて前記共振回路間で選択するための重み付きスイッチを含む。
【００６２】
一実施形態は、少なくとも１個のさいころを利用するゲームに関連して使用することができる。該実施形態では、装置は、前記物体の検出された動きから前記少なくとも１個のさいころによって示されたスコアを推定するためのスコア推定器を含む。
【００６３】
好適な実施形態は、検出器とインタフェースするためのインタフェースモジュールを含む。
【００６４】
好適な実施形態では、前記インタフェースモジュールはオペレーティングシステムの一部である。
【００６５】
本発明の第３態様では、電子ゲームプラットフォーム用の可感さいころを設け、前記さいころは複数の向きおよび各向きに関連付けられるスコアを有し、さいころは、各々前記さいころの前記向きの１つに関連付けられ、かつ前記さいころがそれぞれの向きのときに信号生成のために選択可能である、複数の信号生成回路を備える。
【００６６】
好適な実施形態では、さいころは、前記さいころの前記向きに基づいて前記信号生成回路間の選択を行ない、それによって前記信号生成回路の各々をそれぞれの向きに関連付けるための重み付きスイッチを含む。
【００６７】
好ましくは、前記信号生成回路は共振回路である。
【００６８】
好ましくは、各々の前記共振回路は異なる周波数で共振するように作動可能であり、それによって前記さいころの前記向きを示す。
【００６９】
図面の簡単な説明
本発明のよりよい理解のため、かつそれをどのように実施することができるかを示すために、純粋に実施例として添付の図面について今から説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る一般化システムを示すブロック図である。
図２ａ〜ｃは、本発明の一実施形態に係る視覚的検出を可能にするためにトークンに配置された視覚標識を示す一般図である。
図２ｄは、図２ａないし２ｃの標識を使用する検出の手順を示す一般流れ図である。
図３は、検出システムをどのようにゲームプレイに組み込むかを示す一般流れ図である。
図４は、視覚的検出のためのカメラを校正する手段を示す一般ブロック図である。
図５は、本発明の実施形態に従って使用可能なこまを有するゲームボードを示す一般図である。
図６は、本発明の実施形態に係るゲームプレイシステムの要素を示すブロック図である。
図７及び図８は、本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第１及び第２透明フォイルを示す略図である。
図９は、図７および８のフォイルの重ね合わせを示す略図である。
図１０は、本発明の実施形態に係る単一トークンの検出を示す略図である。
図１１は、トークンと誘導コイルとの間の磁束を示す略図である。
図１２は、本発明の第３実施形態に係る電子ゲームボードを示す一般図である。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る単一トークンの検出を示す一般略図である。
図１４は、本発明の第３実施形態に従って使用するためのトークンの内部回路機構を示す一般図である。
図１５は、本発明の第３実施形態に係るゲームボード上のトークンの位置を検出するための回路機構を示す一般回路図である。
図１６ａ及び図１６ｂは、本発明の第３実施形態に係る励起信号及び対応する検出信号を示す一般波形タイミング図である。
図１７は、ゲームまたはシミュレーション用のプラットフォームのシステムレベルの一般ブロック図である。
図１８は、図１７のプラットフォームが、互換可能であろうとなかろうと他のプラットフォームとネットワークを介していかに対話することができるかを示す一般ブロック図である。
図１９は、本発明の実施形態で使用するためのストレージトレイ付き遊戯面を示す一般化略図である。
図２０は、トークンの移動におけるロボットアームの使用を示す一般略図である。
図２１は、本発明の実施形態に従って作動可能である可感さいころを示す一般図である。
【００７０】
好適な実施形態の説明
一般的に、本発明の実施形態は、電子的平面形表示画面と、可感こま又はゲームトークンと、コンピュータ化制御装置と、位置決定および識別システムとを含むゲームプレイシステムを提供する。遊戯トークンは、ゲームの最大チーム数に必要な全てのトークンを提供するのに適した１つの組として設けることが好ましい。各々のトークンは別個に識別可能であることが好ましい。
【００７１】
トークンまたはゲームのこまは、チェスの場合のようにゲームに関連する意味を持つ外観を持つことができ、あるいはモノポリー（商標）の場合のように単にプレーヤの立場を示すだけとすることができ、ポインタの弁別性は単に一人のプレーヤを別のプレーヤと区別するだけである。代替的に、こまはポインタまたはスタイラスとすることができる。
【００７２】
ゲームは、局所人間プレーヤ、遠隔人間プレーヤ、局所人工プレーヤ、および遠隔人工プレーヤの任意の組合せの間でのプレイが可能である。遠隔または人工プレーヤのいずれかの代わりにロボットアームがこまを動かすことが好ましい。
【００７３】
以下の説明において、図１７ないし２０は、ゲームプレイシステムをシステムレベルで説明する。図１〜６は、視覚的検出を使用する実施形態を示す。図７〜１１は誘導検出を使用する第１実施形態を示し、図１２〜１６は誘導検出を使用する第２実施形態を示す。図２１はそのようなシステムに関連して使用するためのさいころを説明し、図２２は検出システムの別の実施形態を示す。
【００７４】
今、図１を参照すると、これは本発明の第１実施形態の一般ブロック図を示す。図１において、一般的に汎用コンピュータとすることのできる制御装置１０がカメラ１２およびロボットアーム１４に接続される。
【００７５】
以下でさらに詳しく説明する通り、カメラの目的は、こま１８を含むボード１６の画像を生成することである。該画像は、ボード１６上の様々なこま１８を位置決定し、かつ識別するために使用される。こまはプレーヤまたはロボットアーム１４によって動かすことができる。
【００７６】
一実施形態では、ボード１６は任意の標準的なゲームボードである。しかし、好適な実施形態では、ボードは様々な、あるいは変化する画像を投影することのできる平坦な画面である。
【００７７】
様々なこま１８を識別し、かつ位置決定するために、制御装置１０は、カメラ１２から受信した画像を処理する、好ましくはソフトウェアの形の画像プロセッサ２０をさらに含むことができる。ゲーム中、個々のこまは、特に画像処理プログラムの目には、しばしば非常に類似している。したがって、明らかに、ゲームで一般的に一緒に使用することのできるこま間の相違を画像処理では現在確実に区別することができないため、こまの視覚的検出は今まで使用されてこなかった。
【００７８】
今、図２Ａを参照すると、これは好ましくはこま１８の各々に配置される視覚的パターン２２の一般図である。パターン２２は画像プロセッサ２０との互換性が得られるように選択することが好ましく、当業者は図示した画像が唯一の適切な画像ではないことを承知されるであろう。該視覚的パターンは、画像処理によって識別可能であることから選択されたものである。
【００７９】
パターン２２は、こまの上向きの平坦な水平面に施すことが好ましい。
【００８０】
該パターンは、第１色の第１ストライプ２４および第２色の第２ストライプ２６を含み、両方のストライプともこまの中心に重心２８を有する。ストライプ２４および２６は相互に角的に離して配置され、一般的に十字またはＸを形作る。第３色と第４色とが交替する多数の同心リング３０が重心を取り囲む。
【００８１】
ストライプ２４および２６は、全てのこまで同一であることが好ましい。しかし、同心リング３０はこま間で異なり、こまコード、色、または他の関連情報を示す。
【００８２】
今、図２Ｂを参照すると、これは、第１ストライプ２４だけがフィルタを通して見えるように配設された第１フィルタを通して見たパターン２２の一般化された画像である。
【００８３】
今、図２Ｃを参照すると、これは、第２ストライプ２６だけが見えるように配設された第２フィルタを通して見たパターン２２の一般化された画像である。ストライプ２４および２６の各々の重心を示す領域２８が空白であることに気付かれるであろう。しかし、これは、それを第２ストライプ２６の重心として検出する画像処理アルゴリズムの能力を妨げない。
【００８４】
今、図２ｄを参照すると、これは画像認識手順を示す簡易流れ図である。画像が色フィルタの各々を用いて生成される。一般的に、図２ｂおよび２ｃに示した種類の、各々に対角ストライプを含む画像が形成される。次いで、各々の対角ストライプに対し、適切なアルゴリズムを用いて重心が決定される。各々の場合に正しい重心が識別され、したがって比較ステップを実行して２つの重心を比較した場合、２つの画像の各々の重心は一致するはずである。２つの重心が同一であるか、または相互の小さい誤差限界内であることが分かると、重心は受け入れられ、リングシーケンスが調べられる。組内の異なるトークン間のリングシーケンスの相違を使用して、個々のトークンを識別することができる。次いでトークンのアイデンティティおよび位置を検査することができる。
【００８５】
今、図３を参照すると、これは本発明の実施形態の動作を示す一般流れ図である。
【００８６】
図３で、実施形態の動作はセットアップ段階を含む。この実施形態では、カメラ１２の位置はボードに対して固定されていない。したがって、カメラ１２がそれらの相対位置に関する情報を得る必要があり、これはセットアップ段階で実行される。そのようなセットアップ段階の目的は、ボード１６に対するカメラ１２の位置を見つけ、かつ校正することである。セットアップ段階は背景で作動し、開始時およびゲーム中に規則的な間隔で実行することが好ましい。
【００８７】
セットアップ中、一実施形態ではＬＣＤ平面形画面であるグラフィックディスプレイ装置であるボード１６は、一連の予め選択された位置に予め定められたパターンを表示する。画面表示はカメラ１２によって監視され、予め選択された位置のパターンが画像プロセッサ２０によって検出される。予め選択された位置が分かった状態で、カメラ１２によって形成された画像中の点をボード１６上の特定に位置と解釈することを可能にする変換マトリックスが構成される
【００８８】
セットアップ段階に続いて、装置は作業モードに移る。作業モードはこまを検出するステップと、ゲームの規則に従って処理するステップと、こまを動かすステップとを含む。こまの移動は、ロボットアームをこまの識別された位置に送り、摘み取り動作を実行してこまを掴持し、こまを持ち上げ、こまを所望の新しい位置に移動し、こまを平坦な面上に配置することによって実行される。
【００８９】
一般的に、ゲームでは、番がくるとこまを動かさなければならない人間プレーヤがいる。検出システムは人間プレーヤがその一手をさすのに任せ、次いでこまを再検出して人間プレーヤが何をしたかを見出だす。次いで該一手の正当性を検査し、該一手が規則に従っていたことにコンピュータが満足すると、ゲームが続行される。
【００９０】
今、図４を参照すると、これは検出ステップがどのように実行されるかをさらに詳細に示す簡易ブロック図である。カメラ１２は、ボードおよびカメラの相対位置によって影響されるボード１６のビューを持ち、一般的に不等辺四辺形の形とすることができる。したがって、セットアップ段階に関連して上述した通り、遊戯面またはボード１６上のカメラ画像位置と絶対座標位置４２との間の変換を行なうために、異なるボード位置の乗数を含むだけの変換マトリクス４４が構成される。変換マトリクス４４はセットアップ段階中に経験的に達成されることが好ましい。その後、カメラ画像内でこまが特定の画像座標で検出され、画像座標に変換マトリクス内の対応するエントリが乗算されて、ボード１６上のこまの絶対位置が生成される。
【００９１】
今、図５を参照すると、これは本発明の実施形態に係るゲームボードの一般化された略上面斜視図である。該上面斜視図は、カメラ１２がゲームボードについて取ることのできる典型的な図である。こま１８は、ボード１６の周囲の様々な位置に配置されている。こまの位置がカメラ１２によって決定されると、こまはロボットアーム１４または人間プレーヤ（図示せず）によって移動させることができる。
【００９２】
今、図６を参照すると、これは、とりわけ、図４に示した種類の画像を得るためにカメラ１２をどのように配置することができるかを示す、本発明に係る装置の一般略図である。上に示したものと同一の部品には同一参照番号が付与され、本実施形態を理解するために必要な場合を除いて、再度は言及しない。カメラ１２は、この場合は平面形ＬＣＤディスプレイとして示されるボード１６の上に、その片側に配置される。ＣＰＵとすることのできる制御装置１０は、画面１６の下に内蔵された状態で示される。
【００９３】
制御装置１０は、図２の視覚的パターンまたは標識を識別し、また画像変換をも実行する画像処理パッケージ５０と、ボードの配置および容認できる規則と禁止されている規則について知り、かつこまを追跡し、人間の一手が正当であるかどうかを判定し、それ自身の一手をプレーヤとして計算するゲームアプリケーション５２との２つの主要なソフトウェア品目を含むことが好ましい。
【００９４】
上述した実施形態では、認識システムは視覚的パターンまたはマーカーのリングを解析することから個々のこまを識別することができる。代替実施形態では、各こまのアイデンティティは、ゲームの開始時に知らされる。各動きは１組の規則に従って行なわれ、さらに各動きは一般的に単一のこまが現在の位置から予測可能な仕方で現在空いている位置へ、またはゲームの性質によって、現在相手のこまが占めておりそれが捕獲される位置へ移動することを含む。したがって、ゲームアプリケーション５２は、単に古い検出位置と新しい検出位置を比較し、ゲームの規則を使用することによって、個々のこまを追跡することができる。
【００９５】
今、図７を参照すると、これは本発明の第２実施形態と共に作動可能な第１透明フォイル６０を示す。第２実施形態では、導電膜を被覆し、エッチングすることによって片面に一連の単ループコイル６２．１．．６２．ｎが形成される。代替的に、膜に超薄ワイヤを付着して導体を形成することができる。単ループコイル６２．１．．６２．ｎは全て平行方向に伸長する。
【００９６】
コイルを図示し、単ループコイルとして言及したが、多重ループコイルを使用することもできる。
【００９７】
今、図８を参照すると、これは本発明の第２実施形態と共に作動可能な第２透明フォイル６４を示す。第２透明フォイル６４は同様に、全て平行方向であるが第１透明フォイル６０の伸長方向とは直角に伸長する、そこにエッチングされた一連の単コイルインダクタ６６．１．．６６．ｎを有する。
【００９８】
今、図９を参照すると、これは相互に重ね合わされた第１透明フォイル６０および第２透明フォイル６４を示す。フォイル６０および６４は、それぞれの誘導コイル６２および６６が直角になるように方向付けられる。誘導コイルは重ね合わされたコイルが施用される表面全体の座標を画定し、各対のコイル間の結合部に相互インダクタンスが存在する。相互インダクタンスは一般的に比較的低いが、それ自体インダクタンスを含むこまが結合部の上に配置されると増強される。こま自体が共振回路を有し、その共振周波数に励振される場合、相互インダクタンスは著しく上昇し、こまの座標を突き止めることができる。さらに、こまが一意の共振周波数を有する場合、こまを位置決定できるだけでなく、確実に識別することもできる。
【００９９】
上述した通り、相互に直角な誘導コイルは、別個の透明フォイルに配置される。これはそれらの間にコンダクタンスが無いことを確実にするためであり、代替的に、同一フィルムの両面に相互に直角なコイルを、またはそれらの間の伝導を確実に防止する他の相互配列状に、設けることが可能であることを、当業者は承知されるであろう。
【０１００】
今、図１０を参照すると、これは２つの単コイルインダクタ間の結合を示す。共振周波数ｆ１を有するこま６８は結合部の上にあり、したがって２つの導体間の相互インダクタンスが増加する。信号が周波数ｆ１で水平導体中を通過すると、これはこま６８を共振させ、したがって２つの誘導コイル間の相互インダクタンスがさらにいっそう増加する。したがって第２コイルから得られる電流は、現在コイルが付勢されている結合部に共振周波数ｆ１を有するこまが存在することを示す。
【０１０１】
フォイルと画面間の位置合せは厳密でないかもしれない。したがって、位置合せ補正手順を使用する。該手順は次のように決定される補正係数を使用する。
【０１０２】
特定の速度で明滅する特定の位置の画素などの視覚信号がボード８０に出される。該信号は、それが光検出器６８によって検出されるまで、様々な画素の間を動き回る。光検出器は、明滅パターンの中心が光検出器の真下の画素に位置する場合にのみ、明滅パターンを正確に識別する。システムは、光検出器が検出を示したときに信号を印加された画素から、補正係数が幾らであるべきかを推定することができる。
【０１０３】
今、図１１を参照すると、これは図１０に示した結合部の状況を模式的に示す簡易回路図である。結合部で、２つのコイル６２および６６は、こま６８の存在とは独立した相互キャパシタンスＭを有する。加えて、第１コイルとこまとの間に相互キャパシタンスＭ１ｐがあり、かつ、こまと第２コイルとの間に相互キャパシタンスＭ２ｐがある。こま６８は共振回路を含み、それはコンデンサ７０およびインダクタ７２を含むことができる。Ｍ１ ｐおよびＭ２ｐは一定ではなく、むしろ共振回路が共振するときにかなり増加する。
【０１０４】
こま６８は誘導結合によってその電力を受け取り、したがって完全に受動電子素子である。すなわち、それらは電池または他の能動電子回路を含む必要がない。それらは単に、適切な周波数にさらされたときに共振することが要求されるだけである。ゲームに組み込むことのできるこま６８の数は単に、コイル配列によって検出することのできる離散周波数の数である。実用目的には、それは無限である。
【０１０５】
使用中、水平または垂直のどちらでもコイルの組の一方は、位置決定したいこまの１つの励振周波数ｆ１により直接励振される。組内の様々なコイルは一斉に、または次々に励振され、関連こまが結合部の１つに存在する場合、他方の組の対応するコイルが比較的強い信号を発する。
【０１０６】
一実施形態では、１組の各コイルが、使用されるこまに対応する全部の周波数により連続的に励振され、ついで同じことが各々の他のコイルで行なわれ、こうして１回のスキャンで全てのこまが位置決定される。代替的に、単一周波数を使用して対応するこまが見つかるまで１組のコイルの各々を励振させ、次いでさらなるスキャンが他の周波数で行なわれる。
【０１０７】
さらに詳しくは、第１組のコイルはその中で交番磁束を励起させる。第２グループは、２つのグループのループコイル間で結合された交番電圧信号を読み出すために使用される。こま又はトークンは好ましくは上述の通りＬＣ共振回路から成り、そこで各トークンはシステムの解像度の点から遊戯組内の他のトークンの共振周波数から区別される予め定められた共振周波数に同調される。第１組のコイルと第２組のコイルとの間の結合効率は一般的に非常に低い。図１０に示すようにトークンが２つのコイルの結合領域に配置された場合、２つのコイル間の実効相互インダクタンスが劇的に増加する。トークンが共振状態に励起されると、読出しコイルの出力に大きい振幅が発生する。
【０１０８】
第２グループのコイルの各々に発生する電圧を読み出しながら、全ての予め定められた周波数で第１グループのコイルの各々を連続的に励起することによって、遊戯組内の全部のトークンの位置および識別を決定することができる。
【０１０９】
システムとトークンとの間のデジタルまたはアナログ通信は、トークンの励振周波数における励振信号の適切な変調によって達成することができる。トークンへのエネルギ伝達は、共振または結合状態のトークンおよび励振コイルの通電容量を増加することによって達成することができる。こうして伝達されるエネルギは、トークン内でデータ転送または起動など様々な機能を実行する電子回路機構を付勢することができる。
【０１１０】
読出しコイルからの電圧信号を励振信号とコヒーレントに検出して、誤りの無い検出を可能にすることが好ましい。したがって位相検出器および低域フィルタは、望ましくない信号を除去するのに充分である。
【０１１１】
今、図１２を参照すると、これは本発明のさらなる実施形態で使用する電子ゲームボード８０の簡易図である。電子ゲームボードは一般的に、前実施形態の場合と同様に、平面形ディスプレイとすることができる。図７〜１１の実施形態の場合と同様に、ボード面上に２つの透明フォイル６０および６４が配置され、そこに２組の単ループコイルを形成する導体がエッチングされている。さらに詳しくは、図７および８に関して上述した通り、その片面にエッチングによって一連の単ループコイル６２．１．．６２．ｎが形成される。単ループコイル６２．１．．６２．ｎは全て平行方向に伸長する。第２透明フォイル６４は同様に、そこにエッチングされた全て平行方向に伸長する一連の単コイルインダクタ６６．１．．６６．ｎを有するが、２つのフォイル６０および６４は、一方における伸長方向が他方の伸長方向と直角になるように重ね合わされる。２組のコイルは、前実施形態の場合と同様にトークンの位置を識別するｘ−ｙ座標を提供するが、前実施形態とは対照的に、両組のコイルは信号を受信するだけであって、送信しない。
【０１１２】
代わりに、図１２の実施形態では、送信は、ゲームボード８０の周囲に巻き付けられた励振コイル８２によってもたらされる。励振コイル８２は一連のパルスを生成する。パルスは広いスペクトルとすることができ、あるいは該一連のパルスは共振回路の１つまたはそれ以上の周波数の組合せを含むことができる。広いスペクトルのパルスを達成する方法は、フーリエ理論によって示される通り、長い一連の絶えず低下する振幅、増加する波長の正弦波を含む短い幅の方形波パルスを使用することによる。トークン１８の組の各々は、前実施形態の場合と同様に異なる周波数で共振し、パルスに応答してそれ自体の周波数で共振する。トークン１８に誘導される共振は、トークンが配置された対応する水平および垂直コイルに伝達され、各コイルの出力で受信した信号の簡単な波長フィルタリングにより、検出された波長に対応する各トークンの座標を決定することができる。
【０１１３】
図１２にはまた、重ね合わされたフォイル上に取り付けられた光検出器６８が示されている。重ね合わされたフォイルは、上述の通りトークンを検出するために、電子ゲームボード８０に取り付けられる。しかし、フォイルはボード８０上に正確に配置されていないかもしれず、フォイルを使用して決定される座標をボード上の位置に変換することができるように、光検出器６８を使用して補正係数が計算される。補正係数の決定は次の通りである。
【０１１４】
特定の速度で明滅する特定の位置の画素などの視覚信号がボード８０に出される。該信号は、それが光検出器６８によって検出されるまで、様々な画素の間を動き回る。光検出器は、明滅パターンの中心が光検出器の真下の画素に位置する場合にのみ、明滅パターンを正確に識別する。システムは、光検出器が検出を示したときに信号を印加された画素から、補正係数が幾らであるべきかを推定することができる。
【０１１５】
今、図１３を参照すると、これは、周辺励振コイル８２内の電子ゲームボード８０上で２つの読出しコイル６２および６６間の結合部に配置された単一トークン１８を示す簡略図である。トークンと２つのコイル６２および６６との間に実行相互インダクタンスがある。パルス発生器８４は、トークン１８の共振回路（図１４）によって拾われる上述した一連のパルスにより、励振コイル８２を励振する。トークン１８は、上述の通りその共振周波数で共振させられ、共振回路に誘導される小電圧振幅振動は、コイル６２および６６の各々によって拾われる。実時間解析関数が個々のコイルの周波数を決定し、こうしてトークンのＸ−Ｙ座標およびアイデンティティを決定することができる。
【０１１６】
図１４を簡単に参照すると、これは、トークン１８に一般的に使用することのできる、インダクタおよびコンデンサを含む典型的な共振回路８６を示す。回路８６は典型的なタンク回路であり、インダクタ８８およびコンデンサ９０を含む。該回路は一般的に受動であり、すなわちそれは内部電源を持たない。
【０１１７】
前実施形態の場合と同様に、回路８６に誘導されるエネルギは、アクチュエータまたは信号灯またはトークン上の他のデバイスを付勢するために使用することができ、データは共振周波数に変調してトークンと通信し、例えばゲームの特定の段階でＬＥＤのスイッチを投入するようにトークンに合図することができる。
【０１１８】
３つのトークンの検出の例
複数のトークンを検出するための実施形態の使用法を今から次の表の例で説明する。
【０１１９】
５×５のグリッドを持つ透明な面上で次の座標に３つのトークンが配置され、各トークンが次に示すように各々異なる共振周波数を持つと仮定する。
【表１】
広いスペクトルのパルスを使用して励振した後、システムは全てのコイルからの全ての信号を同時に読み出し、解析により次の信号周波数を検出することができる。
【表２】
Ｘ１およびＹ３に対応するコイルで１０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン１が（１，３）に配置されていると結論する。
【０１２２】
Ｘ４およびＹ３に対応するコイルで２０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン２が（４，３）に配置されていると結論する。
【０１２３】
Ｘ５およびＹ５に対応するコイルで３０００Ｈｚが検出されるので、プログラムはトークン３が（５，５）に配置されていると結論する。
【０１２４】
各トークンは異なる共振周波数を持つので、トークン間の結合は回避される。異なるトークンの電圧信号は、上例の例えばＹ３のように共通の検出コイルを共用することができるが、信号は簡単なフィルタリングによって分離することができる。
【０１２５】
上例では、単パルスを印加し、ゲーム中にトークンによって使用される全ての周波数についてフィルタリングすることにより、応答を生じる全てのコイルを同時に検出する。また個々のトークンを別個に検出することも可能であり、したがって制御回路機構が簡素化されるが、動作の速度は低下する。
【０１２６】
今、図１５を参照すると、これは本発明の検出システムに使用される回路機構の簡易電子回路ブロック図である。図１５で、マイクロコントローラ１００は上述の通り信号を生成し、それはパルス発生器８４を作動させて広いスペクトルのパルスを発生させ、それがゲームボード８０の面積全体に高レベルの磁束を誘導する。上述の通り、これは、ボードに配置された一連のトークン１８に共振を誘導し、これはコイル６２、６６内に対応する波長の検出可能な信号を誘導する。
【０１２７】
コイルの出力で受信した信号は、増幅器＋低域フィルタ１０２によって増幅され、次いで高速Ａ／Ｄ変換器１０４に渡される。次いでマイクロプロセッサ１００はデジタルフィルタリングを実行して、こまの位置を決定する。次いでデータは汎用コンピュータに転送することができる。代替的に、マイクロプロセッサ１００は信号をさらなるマイクロプロセッサに渡してＦＦＴを実行することができる。
【０１２８】
信号が周囲のコイル８２に出力された後、システムは数マイクロ秒間待つことが好ましい。次いで、読み出しコイル出力で受信された信号は高速Ａ／Ｄ変換器１０４によってデジタル化され、マイクロプロセッサ１００に送られる。マイクロプロセッサは各コイルの出力に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行して、存在する周波数を示すことが好ましく、上述の通りこれから各トークンの位置およびアイデンティティを決定することができる。
【０１２９】
代替実施形態では、全ての周波数が既知であるので、ＦＦＴを使用する代わりに、各入力に対して相関アルゴリズムを使用して、存在する周波数を識別する。少数のトークンの場合、相関アルゴリズムの方が速い。
【０１３０】
トークン１８が接合部の真上に配置されず、２つのＸコイルまたは２つのＹコイルまたは両方の間にある場合には、１つの出力で強い信号を受信する代わりに、少なくとも２つの出力で弱い信号が受信される。２つの信号の相対強度は、トークンがコイルの間のどこにあるかを示すことができ、したがってマイクロプロセッサ１００は簡単な補間アルゴリズムを使用して、トークン１８の位置をより正確に決定することができる。
【０１３１】
今、図１６ａおよび１６ｂを参照すると、これらはそれぞれ、周辺励振コイル８２の出力としての典型的な励振パルス、および読出しコイル６２および６６の出力で検出される対応する減少していく共振信号を示す。２つの図は、２つの信号間のタイミング関係を示すために並置されている。
【０１３２】
外側のコイルはゲームボード領域の周囲に配置した。パルスを印加すると、トークン内のＬＣ回路が厳密に共振周波数で振動し始め、増幅後に同じ周波数の信号を読出しコイルで検出することができた。トークン間の干渉は検出されなかった。２つのトークンを同一行または列に配置した場合、各トークンの共振周波数と同一の２つの周波数を読み出すことができた。
【０１３３】
上述の誘導に基づくトークンの検出のための実施形態は、図１に示すものと同様のゲームプラットフォームに適用することができる。今、図１７を参照すると、これは、上述の実施形態のいずれかを適用することのできるゲームプラットフォームのシステムレベルのブロック図である。図１７では、ゲームプラットフォーム１１０は中央プロセッサ１１２を含む。中央プロセッサ１１２は表示サブシステム１１４、トークン検出サブシステム１１６、トークン移動サブシステム１１８、アプリケーションサブシステム１２０、および通信サブシステム１２４を持つ。
【０１３４】
トークン検出サブシステム１１６は、図１ないし１６に関連して上述した実施形態のいずれか１つを含む。サブシステム１１６はトークン検出ハードウェア１２６に関連付けられ、それはカメラとすることができ、あるいは上述した誘導コイルの配列の１つとすることができる。該サブシステムはまた、再び上述した通り、トークン検出ハードウェアと互換可能なトークン１２８とも関連付けられる。サブシステム１１６はまた、現在の位置およびトークンに関する他の関連情報を格納する動的データベースを含むことが好ましい。
【０１３５】
トークン移動サブシステム１１８は、トークン移動ハードウェア１３０およびもし設けられていればトークン格納ハードウェア１３２に中央プロセッサ１１２へのインタフェースを提供する。トークン移動ハードウェア１３０は、図１のロボットアーム１４であることが好ましい。トークン格納ハードウェア１３２は一般的に、ゲームで現在使用されていないトークンを格納するための格納トレイとすることができ、それについては以下で図１９に関連してさらに詳述する。
【０１３６】
アプリケーションサブシステム１２０は、アプリケーションソフトウェア１３４、一般的にはプレイされるゲームおよび許される移動、ならびに人工プレーヤ１３６および類似物などの人工プレーヤを定義するソフトウェアをサポートする。該サブシステムはゲームに依存せず、ゲームとオペレーティングシステムおよび残りのサブシステムとの間のインタフェースを提供することが好ましい。
【０１３７】
表示サブシステム１１４は、電子ゲームボードまたは平面形ディスプレイ８０などの表示ハードウェア１３８にゲームボードを表示することを可能にする。表示ハードウェア１３８は水平に配置することのできる平面形ディスプレイであることが好ましい。表示ハードウェアは、完全マルチメディア能力、テキスト、ピクチャ、音声、動画ビデオ等を含むことが好ましい。
【０１３８】
通信サブシステムは、プロセッサがインターネットなどのネットワークを介して他のプレーヤから入力を受信し、かつそれに出力を送信することを可能にする。通信サブシステムは、そのようなプレーヤをトークン移動ハードウェア１３０によって移動されるトークン１２８によりプラットフォーム１１０上に表わすことができるように、他のサブシステムにリンクされる。
【０１３９】
システムは、検出サブシステム１１６とアプリケーションサブシステム１２０との間の通信を担当する別個のインタフェースモジュールを設けるように設計することができる。該インタフェースモジュールは、システムの一部として実現することができ、あるいはオペレーティングシステムに組み込むことができる。
【０１４０】
今、図１８を参照すると、これは図１７のゲームプラットフォームをどのように使用して、ネットワークを介して他のプレーヤとプレイすることができるかを示す。第１プラットフォーム１４０はインターネットなどのネットワーク１４２に接続される。同種または互換可能な種類の別のプラットフォーム１４４も同じネットワーク１４２に接続し、それらの間でゲームを行なうことができるように、それらのそれぞれの通信サブシステムを使用してそれらの間でデータが渡される。
【０１４１】
互換性プラットフォームに加えて、同じアプリケーションソフトウェアを実行するが他のサブシステムが欠如している、標準Ｐ．Ｃ．１４６などの非互換性プラットフォームに対してもゲームを行なうことができる。Ｐ．Ｃ．１４６は通常の仕方でネットワーク１４２に接続され、ゲームに参加するプラットフォーム１４０および１４４はＰＣプレーヤを他の不在プレーヤと同様に取り扱い、かつそれのためにトークンを移動させるように、データが転送される。しかし、ＰＣユーザは動画表示画面に制限されるかもしれない。同様に、ノートブックまたはパームトップコンピュータ１４８など、他の非互換性プラットフォームも参加することができるが、同様にそれらも低い表示能力を持つかもしれないので、データは電話器１５０などの携帯電話器を使用することができるかもしれない。
【０１４２】
今、図１９を参照すると、これはトークン格納トレー１６０を示す。思い出される通り、一実施形態では、トークンはそれらを別のトークンと区別することを可能にする個々の識別機能を与えられない。むしろ、開始位置、可能な適正移動の制限、および移動の終了時のトークンの位置が分かると仮定して、「非天測位置推測法（ｄｅａｄ ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）」のプロセスを使用して任意のトークンの位置が決定される。このシステムがうまく働くために、各トークンはボード上に配置される前に既知の位置から開始することが好ましい。
【０１４３】
図１９では、ボード面１６０は一連のトークン１６４．１．．．１６４．ｎが分配された遊戯面１６２、およびトークン１６４．１．．．１６４．ｎの各々のための個々の格納位置１６８．１．．．１６８．ｎを含む格納領域１６６を含む。各ゲームの開始時に、各トークンはその個々の格納位置から取り出され、そのアイデンティティが注目される。次いでそれは開始位置に移動され、上述の通り、ゲームの経過中追跡されるので、その位置が常に知られる。
【０１４４】
今、図２０を参照すると、これは、こま１６４．１を移動させるロボットアーム１４を示すボード面１６０の一般略図である。ロボットアーム１４は、マイクロプロセッサ１１０（図１７）へのインタフェース１１８（図１７）、制御装置（図示せず）、電気機械アーム１７０、およびグリップ１７２を含むことが好ましい。トークンの位置を移動させるために、ロボットアーム１４はトークン検出サブシステムによって得られるデータに依存するが、それは追加的に、精密位置決定のために、グリップ１７２またはその付近に搭載された補助カメラを備えることができる。加えて、位置決定サブシステムがロボットアームを位置決定することができるように、ロボットアームは識別子を備えることができる。
【０１４５】
今、図２１を参照すると、これは本発明の実施形態に従って作動可能な可感さいころを示す簡易図である。図２１の図では、さいころ１７０の断面はその側辺の各々に共振回路１７２．．．１７８を有する。図２１は単に簡潔のために二次元であるが、さいころは６面を持ち、したがって６個の共振回路を持つ三次元立方体であることが好ましいことは理解されるであろう。共振回路１７２．．．１７８の各々が異なる共振周波数に設定される。６位置の重み付きスイッチ１８０は、さいころ１７０の向きにしたがって、共振回路１７２．．．１７８の１つを選択する。システムは検出された周波数から、さいころ１７０のどの辺が最上位であるか、かつしたがってどれが選択された値であるかを推定することができる。図２１に示した実施形態は、可感さいころを生成する多くの可能な方法の１つにすぎないことを理解されたい。
【０１４６】
可感さいころの代替物として、コンピュータ画面に表示されるサイコロのグラフィック表現がある。ソフトウェア要素は乱数ジェネレータを使用して１と６の間の数字を選択し、グラフィック表現が選択をユーザに表示する。
【０１４７】
別の代替物は標準さいころを使用することである。視覚的検出実施形態と共に使用すると、システムはさいころによって示されたスコアを決定することができる。さもなければ、システムは人間プレーヤがさした一手から、さいころにどのスコアが出たかを決定することができる。人工プレーヤが一手をさす場合、さいころに出たスコアを手動でシステムに入力するか、あるいは上述した乱数ジェネレータを使用することができる。
【０１４８】
今、図２２を参照すると、これは本発明の別の好適な実施形態を示す。図２２の実施形態では、トークン１９０が遊戯面１９２上に配置される。トークン１９０は識別子回路１９４を含み、それは上述した共振回路とすることができ、あるいは小型送信器、一般的に超音波送信器または赤外線、高周波、またはマイクロ波送信器のいずれかとすることができる。識別子は、パルスを発生するために遊戯面１９２に関連して配置されたトリガ回路１９６によってトリガされる。パルスは、一連の受信器１９８．．．２０２の各々で拾われ、当業者には周知の方法を使用して、受信器の各々で受信された信号の違いからトークンの位置が計算される。例えば、識別子が超音波識別子である場合には、各受信器における受信間の時間差を使用すると便利である。識別子が電磁識別子である場合には、各受信器の受信信号の位相を使用して、トークンの位置を決定することができる。
【０１４９】
本発明の実施形態では、したがって、平坦な面、特に平面形表示画面上のトークンの位置を検出するための視覚的および誘導的方法および装置を提供する。表示画面は、プレイされる特定のゲーム用のゲームボードとして役立つ表示画面を提供するゲームプレイプラットフォームの一部である。プラットフォームは、ゲームの規則に従ってこまを検出しかつ移動させ、こまを手動で移動させる人間プレーヤと対話することができる。
【０１５０】
プラットフォームは、インターネットなどのネットワークを介して他の互換性および非互換性プラットフォームと対話できることが好ましい。
【０１５１】
請求の範囲において、物理的物体の言及は、一般的にゲームまたはシミュレーションに関連して意味を持ち、あるいはゲームボード上のプレーヤの位置を示す、ゲーム面上で移動させるためのフィギュア、トークン、カウンタ、またはこまの言及を含む。代替的に、こまはポインタまたはスタイラスとすることができる。
【０１５２】
明瞭にするために別個の実施形態の文脈で説明した本発明の特定の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて提供することもできることを理解されたい。逆に、簡潔のために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴は別個に、あるいは適切な下位組合せで設けることもできる。
【０１５３】
本発明が以上で特に示しかつ説明したものに限定されないことを当業者は理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は請求の範囲によって画定され、ここで上述した様々な特徴と同様、上記の説明を読んで当業者が思いつくことのできるそれらの変形および変化の組合せおよび下位組合せの両方を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施形態に係る一般化システムを示すブロック図である。
【図２】
図２ａ〜ｃは本発明の一実施形態に係る視覚的検出を可能にするためにトークンに配置された視覚標識を示す一般図である。図２ｄは、図２ａないし２ｃの標識を使用する検出の手順を示す一般流れ図である。
【図３】
検出システムをどのようにゲームプレイに組み込むかを示す一般流れ図である。
【図４】
視覚的検出のためのカメラを校正する手段を示す一般ブロック図である。
【図５】
本発明の実施形態に従って使用可能なこまを有するゲームボードを示す一般図である。
【図６】
本発明の実施形態に係るゲームプレイシステムの要素を示すブロック図である。
【図７】
本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第１透明フォイルを示す略図である。
【図８】
本発明の実施形態に係るゲームボードに配置するための第２透明フォイルを示す略図である。
【図９】
図７および８のフォイルの重ね合わせを示す略図である。
【図１０】
本発明の実施形態に係る単一トークンの検出を示す略図である。
【図１１】
トークンと誘導コイルとの間の磁束を示す略図である。
【図１２】
本発明の第３実施形態に係る電子ゲームボードを示す一般図である。
【図１３】
本発明の第３実施形態に係る単一トークンの検出を示す一般略図である。
【図１４】
本発明の第３実施形態に従って使用するためのトークンの内部回路機構を示す一般図である。
【図１５】
本発明の第３実施形態に係るゲームボード上のトークンの位置を検出するための回路機構を示す一般回路図である。
【図１６】
図１６ａは、本発明の第３実施形態に係る励起信号を示す一般波形タイミング図である。図１６ｂは、図１６ａの励起信号に対応する検出信号を示す一般波形タイミング図である。
【図１７】
ゲームまたはシミュレーション用のプラットフォームのシステムレベルの一般ブロック図である。
【図１８】
図１７のプラットフォームが、互換可能であろうとなかろうと他のプラットフォームとネットワークを介していかに対話することができるかを示す一般ブロック図である。
【図１９】
本発明の実施形態で使用するためのストレージトレイ付き遊戯面を示す一般化略図である。
【図２０】
トークンの移動におけるロボットアームの使用を示す一般略図である。
【図２１】
本発明の実施形態に従って作動可能である可感さいころを示す一般図である。
【図２２】
本発明の別の好適な実施形態を示す図である。
Claims (55)
- グラフィックディスプレイ装置に関連して配置された１組の物理的物体の各々を検出する方法であって、前記物体の各々が識別子を備えており、
前記物体の少なくとも１つを前記グラフィックディスプレイ装置に関連して配置するステップと、
前記識別子を検出器によって検出するステップと、
前記検出器から前記位置の情報を運ぶ信号を出力するステップと、
前記信号から前記位置の情報を決定するステップと、
を含む方法。 - 各物体は前記組内で一意のアイデンティティを有する請求項１に記載の方法であって、前記識別子は前記アイデンティティを示し、前記検出器から出力される前記信号は前記一意のアイデンティティの情報をさらに運び、前記決定ステップは前記一意のアイデンティティを決定することを含む方法。
- 前記識別子は視覚的識別子であり、前記決定ステップは画像処理を含む請求項１に記載の方法。
- 前記識別子は電子識別子であり、前記識別子は前記組内で識別可能な出力を生成する請求項１に記載の方法。
- 前記電子識別子は共振回路であり、前記出力は前記組内で一意の周波数の電磁放射である請求項４に記載の方法。
- 前記識別子は送信器であり、前記送信器をトリガして信号を発信するステップを設け、前記発信信号のトリガと受信との間の時間遅延、複数の受信器の各受信器の位相変化を含むグループのうちの１つを測定するステップを設け、かつ前記グループのうちの前記１つを前記複数の受信器の各々と比較することによって物体の位置を推定するステップを設ける請求項１に記載の方法。
- 前記送信器は超音波送信器、赤外線送信器、無線周波数送信器、およびマイクロ波送信器を含むグループのいずれか１つである請求項６に記載の方法。
- 前記物理的物体は外部から電力を供給される請求項１に記載の方法。
- 前記物理的物体は内部で電力を供給される請求項１に記載の方法。
- 前記物理的物体は、ゲームのこま、シミュレーションのこま、およびポインタを含むグループのいずれか１つである請求項１に記載の方法。
- 前記グラフィックディスプレイ装置は平面形グラフィックディスプレイ装置である請求項１に記載の方法。
- 前記グラフィックディスプレイ装置はタブレット装置である請求項１に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの物理的物体を前記グラフィックディスプレイ装置上で動かすためのトークン移動サブシステムを使用するさらなるステップを含む請求項１に記載の方法。
- 前記トークン移動サブシステムは、アクチュアブルアームを含む請求項１３に記載の方法。
- 前記アクチュアブルアームは識別子を含む請求項１４に記載の方法。
- 前記決定ステップの前に、前記グラフィックディスプレイ装置上に複数の既知の位置を示し、前記既知の位置を検出し、前記既知の位置と前記検出された位置との間でマッピングするレジストレーションステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 前記検出器は前記グラフィックディスプレイ装置上に配列された検出コイルの座標系を含む請求項１に記載の方法。
- 前記物理的物体の各々は、それぞれ予め定められた共振周波数によって励振される請求項１に記載の方法であって、前記グラフィックディスプレイ装置は、前記組内の各々異なる共振周波数を有する物体によって検出可能な信号を出力して前記物体を励振するように作動可能な励振コイルによって取り囲まれる方法。
- 前記信号は広帯域信号である請求項１８に記載の方法。
- 前記信号は一列の短パルスを含む請求項１８に記載の方法。
- 前記信号は前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数を含む請求項１８に記載の方法。
- ゲームおよびシミュレーションを含むグループのいずれか一方で構成される請求項１に記載の方法。
- 物理的物体を検出するための装置であって、各物体が検出可能な識別子を有し、物体がグラフィックディスプレイ装置に関連して配置され、
前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記識別子の位置を検出し、かつ第１位置の情報を運ぶ信号を出力するように作動可能な検出器
を備える装置において、
前記装置が電子的処理によって前記信号から前記グラフィックディスプレイ装置に対する前記物理的物体の相対位置を決定するように作動可能な装置。 - 検出対象となる１組の物理的物体を設け、前記識別子が前記組内の各物理的物体に一意である請求項２３に記載の装置。
- 前記検出器はカメラであり、前記電子的処理は画像処理を含む請求項２３に記載の装置。
- 前記識別子は視覚的に感知可能なマークである請求項２５に記載の装置。
- 前記視覚的に感知可能なマークは、使用される画像処理アルゴリズムとの併用に有効であるように選択される請求項２６に記載の装置。
- 前記識別子は共振周波数を有する共振回路である請求項２３に記載の装置。
- 検出対象となる１組の物理的物体を設け、各物体が一意の共振周波数を有する請求項２８に記載の装置。
- 前記グラフィックディスプレイ装置上に配置されたグリッドを有し、前記グリッドは導体を含む請求項２８に記載の装置。
- 前記導体は少なくとも１枚の透明なフォイルに埋め込まれる請求項３０に記載の装置。
- 前記導体は２枚の透明フォイルに埋め込まれる請求項３１に記載の装置。
- 前記グリッドの第１組の導体は、対応して同調される物理的物体の共振を引き起こすように同調された信号を送信する送信器導体として働き、第２組の導体は、近接配置された物理的物体からの共振信号の受信器として働き、それによって前記装置が物理的物体の位置を決定することを可能にする請求項３０に記載の装置。
- 前記第１組の導体は第１透明フォイルに埋め込まれ、前記第２組の導体は第２透明フォイルに埋め込まれる請求項３３に記載の装置。
- 前記グラフィックディスプレイ装置上の前記フォイルの少なくとも一方の位置を検出するための少なくとも１つの電気光学センサをさらに備える請求項３４に記載の装置。
- 前記グラフィックディスプレイ装置を取り巻くコイルをさらに有し、前記コイルは物理的物体に共振を引き起こすことができる信号を送信するように作動可能であり、前記グリッドは、前記共振する物理的物体に近接した導体を介して前記共振を拾うように作動可能であり、それによって前記物理的物体の位置を決定する請求項３０に記載の装置。
- 前記信号は、ある範囲の共振周波数を有する物理的物体に共振を引き起こすことができる請求項３６に記載の装置。
- 前記信号は広帯域信号である請求項３７に記載の装置。
- 前記信号は一列の短パルスを含む請求項３７に記載の装置。
- 前記信号は、前記組内のそれぞれの物体の前記識別子の共振周波数に対応する一連の周波数を含む請求項３７に記載の装置。
- 前記電子的処理は、前記信号の発信後に前記グリッドの個々の導体に現われる周波数を識別することを含む請求項４０に記載の装置。
- 前記電子的処理は高速フーリエ変換を含む請求項４１に記載の装置。
- 前記物理的物体の周波数が既知であり、前記電子的処理は周波数相関を含む請求項４１に記載の装置。
- 各物理的物体に対し一意の格納位置を有する請求項４３に記載の装置。
- 検出対象の１組の物理的物体を設け、装置は、第１物理的物体の前の位置の知識、前記物理的物体を移動させるために少なくとも１つの規則の知識、および一手をさした後の前記組の物理的物体の検出位置から、前記第１物理的物体の現在の位置を推論するように作動可能な、ファンクショナリティに従う装置を含む請求項４３に記載の装置。
- 向きに基づいてスコアを選択するための少なくとも１つの可感さいころをさらに設け、前記検出器は前記さいころの向きを決定するように作動可能であり、前記装置はそれによって前記スコアを推定するように作動可能である請求項４３に記載の装置。
- 前記可感さいころは、各々が前記さいころの異なる向きに関連付けられかつ前記さいころがそれぞれの向きのときに起動される複数の共振回路を備え、前記検出器は前記共振周波数を検出するように作動可能である請求項４６に記載の装置。
- 前記可感さいころは、前記さいころの前記向きに基づいて前記共振回路間で選択するための重み付きスイッチを含む請求項４７に記載の装置。
- 少なくとも１個のさいころを利用するゲームに関連して使用されるとき、前記装置は、前記物体の検出された動きから前記少なくとも１個のさいころによって示されたスコアを推定するためのスコア推定器を含む請求項４３に記載の装置。
- 検出器とインタフェースするためのインタフェースモジュールをさらに含む請求項４３に記載の装置。
- 前記インタフェースモジュールはオペレーティングシステムの一部である請求項５０に記載の装置。
- 電子ゲームプラットフォーム用の可感さいころであって、前記さいころは複数の向きおよび各向きに関連付けられるスコアを有し、さいころは、各々前記さいころの前記向きの１つに関連付けられ、かつ前記さいころがそれぞれの向きのときに信号生成のために選択可能である、複数の信号生成回路を備える可感さいころ。
- 前記さいころの前記向きに基づいて前記信号生成回路間の選択を行ない、それによって前記信号生成回路の各々をそれぞれの向きに関連付けるための重み付きスイッチを含む請求項５２に記載の可感さいころ。
- 前記信号生成回路は共振回路である請求項５３に記載の可感さいころ。
- 各々の前記共振回路は異なる周波数で共振するように作動可能であり、それによって前記さいころの前記向きを示す請求項５４に記載の可感さいころ。
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