JP2005230306A - サイコロ - Google Patents

Abstract

【課題】 サイコロ内に加速度センサを内蔵し、小型の装置を形成できまた、信頼性の高い出目判定ができるサイコロを提供することを目的とする。
【解決手段】 サイコロ１の外観を構成する６面体のハウジング３と、ハウジング３に内蔵される電源部５と回路部７とスピーカ部９と、そこにアクセスするための蓋１１とにより構成される。回路部７は、電源部５からの電圧を回路部７内部での使用電圧にするためのレギュレータ２３と、三軸加速度センサ２５と、ローパスフィルタ２７と、センサ用アンプ２９と、マイコン３１とオーディオＩＣ３３とスピーカ用アンプ３５とにより、構成される。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、加速度センサを内蔵したサイコロに関するものである。

従来のサイコロとして、たとえば特開平０９−５３９０８号公報に開示されたようなものが知られている。この特開平０９−５３９０８号公報に開示されたサイコロは、各出目に対応した電波吸収体を内蔵したサイコロを、システムとして一体的に使用される基台上で転がすと、その出目を検出するものである。この基台にはコイルアンテナを内蔵し、基台上であればサイコロの出目を判定できるものである。

また、従来のサイコロとして、たとえば特開２００１−２４１９０６号公報に開示されたような、サイコロ内に金属ボールを内蔵し、サイコロの目に金属端子を設けその導通を検知して出目を検知するである。

特開平０９−５３９０８号公報 特開２００１−２４１９０６号公報

しかしながら、特開平０９−５３９０８号公報に開示されたようなサイコロでは、基台が必須となり、装置が大掛かりとなってしまっていた。また、サイコロが基台を外れてしまうと出目を検出できないなどの問題もあった。また、特開２００１−２４１９０６号公報に開示されたようなサイコロでは、金属球が所望の位置にはまらないと検出できないことや、金属ボールと金属端子との接触不良により誤作動を起こす可能性があるなどという問題点を有している。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、 サイコロ内に加速度センサを内蔵し、小型の装置を形成できまた、信頼性の高い出目判定ができるサイコロを提供することを目的とする。

本発明に係るサイコロは、複数の面を有する多面体形状のサイコロにおいて、前記サイコロの傾斜及び加速度状態を検知するセンサと、前記センサからの出力を検出し前記サイコロの出目を判定する制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

また、前記制御手段は、前記センサの加速度状態により前記サイコロが動作状態にあるか静止状態にあるかを判定する判定手段を有し、前記判定手段が動作状態を判定した後、所定時間静止状態を判定した際に、前記制御手段は前記センサから出力される傾斜情報を元に出目を判定することを特徴とするものである。

さらに、前記制御手段は、出目を判定した際に音声で出目を読み上げることを特徴とするものである。

また、前記加速度センサは、１つのセンサでＸＹＺ方向への加速度を検出することができる３軸加速度センサにより構成されることを特徴とするものである。

本発明に係るサイコロでは、サイコロのＸＹＺ方向の加速度の変化を検知する加速度センサと、加速度センサからの出力を検出しサイコロの出目を判定する制御手段を有しているため、小型で高精度の出目判定ができるサイコロを提供することが可能となる。

また、本発明に係るサイコロでは、加速度センサの出力によりサイコロが動作状態にあるか静止状態にあるかを判定する判定手段を有し、判定手段が動作状態を判定した後、所定時間静止状態を判定した際に、制御手段は出目を判定するため、転がり途中の目を判定することなく正確に出目を判定することができる。

さらに、本発明に係るサイコロでは、出目を判定した際に音声で出目を読み上げることが可能であるため、使用者の利便性、娯楽性を向上することができる。

また、本発明に係るサイコロでは、１つのセンサで傾斜及びＸＹＺ方向への加速度を検出することができる３軸加速度センサを使用することにより、さらに小型で高精度の出目判定のできるサイコロを提供することができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るサイコロの斜視図であり、図２は、同じくサイコロの回路構成を示すブロック図である。

サイコロ１は、図１に示されるように、サイコロ１の外観を構成する６面体のハウジング３と、ハウジング３に内蔵される電源部５と回路部７とスピーカ部９と、そこにアクセスするための蓋１１とにより構成される。

電源部５は、電源である電池１９とその給電をオンオフするスイッチ２１により構成される。電池１９は、３Ｖのボタン電池２個により構成され、６Ｖの電圧を回路部７に供給する。なお、電池１９の代わりに、１．５Ｖの電池４本や、原動機付き自転車等に用いられる６Ｖの鉛蓄電池などを用いても良い。

次に、回路部７の構成について、図２に基づいて説明する。回路部７は、電源部５からの電圧を回路部７内部での使用電圧にするためのレギュレータ２３と、三軸加速度センサ２５と、ローパスフィルタ２７と、センサ用アンプ２９と、マイコン３１とオーディオＩＣ３３とスピーカ用アンプ３５とにより、構成される。

レギュレータ２３からは給電線により、三軸加速度センサ２５と、センサ用アンプ２９と、マイコン３１とオーディオＩＣ３３とスピーカ用アンプ３５に電力が供給される。またこのレギュレータ２３は、待機電力を減少させるオートパワーオンオフ機能搭載のものが良い。

三軸加速度センサ２５は、静電容量型の３軸加速度センサであり、ＸＹＺ軸方向での加速度及び傾斜を検出することが可能である。ここで静電容量型の加速度センサについて説明すると、静電容量型加速度センサは固定電極板および可動電極板を対向配置して構成されており、加速度をうけると可動電極板の変位により電極間距離が変わり、電極間に形成された静電容量の変化を検出するものである。また、上記固定電極板に形成される電極を、２重の環状にし、内環の固定電極をＺ軸用に、外環を９０゜ずつ４分割しＸＹ軸のものを交互に配置することにより、ＸＹＺ軸に対応した三軸加速度センサ２５を構成することが可能となり、加速度及び傾斜の方向も検出できる。この静電容量型の加速度センサは、静止状態の静電容量を測定することにより、動加速度を検出することが出来るため、これを傾斜の状態として判断することが可能である。なお、三軸加速度センサ２５は、本発明の実施形態のような静電容量型の加速度センサの他に、圧電型の加速度センサ等を利用しても良い。

ローパスフィルタ２７は、１０．２６Ｈｚのローパスフィルタであり、三軸加速度センサ２５の出力からノイズを除去するために用いられる。

センサ用アンプ２９は、微少な三軸加速度センサ２５からの出力を増幅するものである。センサ用アンプ２９により三軸加速度センサ２５からの出力を２倍から３倍に増幅し、マイコン３１に供給している。

マイコン３１は、三軸加速度センサ２５からの出力から出目を判定する制御装置である。また、出目判定の開始や終了制御や出目に対応した音声出力の制御も行うものである。

オーディオＩＣ３３は、マイコン３１によって制御されており、８ｋＨｚ、８ビット、モノラルで録音されたｗａｖファイルを保持及び出力するものである。このオーディオＩＣ３３は、ハウジング３の６面全面分のｗａｖファイルと待ち受け音のｗａｖファイルを内蔵のメモリに保持しており、マイコン３１の制御により適宜スピーカ用アンプ３５を介してスピーカ部９より出力される。

スピーカ用アンプ３５は、オーディオＩＣ３３より出力されるｗａｖファイルによる音声信号を増幅するオーディオアンプである。このスピーカ用アンプ３５から出力される音声信号をスピーカ部９へ入力することにより、サイコロ１の利用者が聞き取れる音声が出力される。

スピーカ部９は、出目の判定音や、出目判定中の待ち受け音などを出力するスピーカである。このスピーカ部９は、ハウジング３のＸＹＺ軸の各３面内側に設けられており、１つのスピーカが下向きになっても他のスピーカから音声が聞こえるように配置されている。なお、本発明の実施形態では３つのスピーカ部９を３面に用いたが２面以上にスピーカ部９を配置すれば音声が聴こえ辛くなることは、解消可能である。

次に、図３は、本発明の実施形態に係るサイコロの制御動作を示すフローチャートである。この図３に基づいて本発明の制御動作について説明する。

まず、ステップＳ１で主電源であるスイッチ２１を入れ電源を投入する。そして、ステップＳ２で所定の起動処理を行い回路部７を起動する。

次に、ステップＳ３で振動検知を待つルーチンに入る。ここで、三軸加速度センサ２５により所定値以上の振動検知があると次のステップへ移行する。所定値以上の振動検知がなければ、振動検知を待つ待機状態となる。このように、所定値を設定することにより、本来の動作（ここでは、使用者がサイコロ１を転がすために投げる動作）を確実に検出し、誤作動を防止することができる。この所定値は、使用者がサイコロ１を投げたときに得られる振動値を元に任意に設定すればよい。本実施形態によるサイコロ１では、サイコロ１を投げたときの衝撃を１．３Ｇ〜１．５Ｇに設定しており、このときの三軸加速度センサ２５からの出力値は、デフォルトの出力値に比べ０．５Ｖほど大きな値が出力される。また、この待機状態では、所定時間経過したらマイコン３１やレギュレータ２３を低消費電力の休止状態にする制御を取り入れても良い。

ステップＳ３で振動検知ありとなると、ステップＳ４で出目判定待ち音を出力し、出目判定待ち状態である事を使用者に知らせる。そして、ステップＳ５で三軸加速度センサ２５により振動検知がなければ次ステップに進み、振動検知があるとまたサイコロ１が転がっている状態であるため、出目判定待ち音を出力し続け、サイコロ１が止まるまでこれを繰り返す。

次に、ステップＳ５で振動検知なしとなると、ステップＳ６で停止タイマのカウントを開始し、ステップＳ７で停止タイマが所定時間経過するのを待つ状態に入る。これにより、確実にサイコロ１が停止した状態を待ち、ステップＳ７で所定時間経過後、ステップＳ８で再び三軸加速度センサ２５による振動検知がないことを確認し、ステップＳ９の出目判定に移行する。また、ステップＳ８で振動検知がある場合は、再びステップＳ６に戻り上記の処理を繰り返し、サイコロ１が完全に停止するのを待つ。

そして、ステップＳ８で振動検知がないと、ステップＳ９で出目判定を行う。ここでは以下の様な処理を行う。まず、１の目を表面、６の目を底面、２の目を正面、５の目を背面、３の目を右側面、４の目を左側面とした場合、三軸加速度センサ２５のＺ軸に１と６の目、Ｙ軸に２と５の目、Ｘ軸に３と４の目が配置される様に三軸加速度センサ２５をサイコロ１内に固定配置しておく。そして、出目判定の際に、三軸加速度センサ２５の出力がＺ軸のみデフォルト値に対してプラスの値となれば、すなわち三軸加速度センサ２５がデフォルト位置であるため、１の目であると判定する。また、三軸加速度センサ２５の出力がＺ軸のみデフォルト値に対してマイナスであれば、三軸加速度センサ２５が逆さまになっていることを示すため、６の目が出ていると判断する。この他、三軸加速度センサ２５のＸＹ軸の出力により２、３、４、５の目が出目であることが判断できる。なお、ここで使用する静電容量型の三軸加速度センサ２５は、傾斜センサとしての機能も有するため、このような出目判定が可能となっている。

上記について、詳説すると下記表１に示すような電圧出力を元に判定がなされる。まず、三軸加速度センサ２５のＸＹＺ軸の各デフォルト値を１．５Ｖとすると、１の出目の判定時は、Ｚ軸の出力値が１．８Ｖと０．３Ｖほどプラスの値となり、ＸＹ軸の値に変化がない状態となっている。このような三軸加速度センサ２５からの出力値を検出することにより、出目の判定を行っている。

最後に、 ステップＳ１０にて、出目に対応した音を出力して、再びステップＳ３に戻り上記の処理を行う。ここでは、例えば、サイコロ１の出目が１であれば、「１です。」と読み上げる。また、出目を、１から６の数字ではなく、大吉、中吉、などのおみくじとしても良く、この場合例えば、サイコロ１の出目が大吉であれば、「大当たり、大吉です。」などと読み上げることも可能である。

上述したように、本実施形態に係るサイコロ１においては、サイコロ１のＸＹＺ方向の加速度の変化を検知する三軸加速度センサ２５と、三軸加速度センサ２５からの出力を検出しサイコロ１の出目を判定する制御手段を有しているため、小型で高精度の出目判定ができるサイコロを提供することが可能となる。

また、三軸加速度センサ２５の出力によりサイコロ１が動作状態にあるか静止状態にあるかを判定する判定手段を有し、判定手段が動作状態を判定した後、所定時間静止状態を判定した際に、制御手段は出目を判定するため、転がり途中の目を判定することなく正確に出目を判定することができる。

さらに、本発明に係るサイコロ１では、出目を判定した際に音声で出目を読み上げることが可能であるため、使用者の利便性、娯楽性を向上することができる。

また、本発明に係るサイコロ１では、１つのセンサで傾斜及びＸＹＺ方向への加速度を検出することができる三軸加速度センサ２５を使用することにより、さらに小型で高精度の出目判定のできるサイコロを提供することができる。

なお、本実施形態におけるサイコロ１においては、正６面体のハウジング３を有したサイコロ１を使用したが、これに限定されるものではなく、正２０面体のサイコロなどに用いても良く、その際は、三軸加速度センサ２５の出力と出目を予め対応付けておけば、簡単なソフトウエアの変更のみで本発明を実施することが可能である。

また、本実施形態におけるサイコロ１においては、傾斜センサとしての機能を有する静電容量型の三軸加速度センサ２５を使用したが、圧電型の加速度センサを用いても良く、この際は低周波振動に対応したもので構成した方が、傾斜センサとしての機能が利用できるため良い。

本発明の実施形態に係るサイコロの全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るサイコロの回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るサイコロの制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ サイコロ
３ ハウジング
５ 電源部
７ 回路部
９ スピーカ部
１１ 蓋
１９ 電池
２１ スイッチ
２３ レギュレータ
２５ 三軸加速度センサ
２７ ローパスフィルタ
２９ センサ用アンプ
３１ マイコン
３３ オーディオＩＣ
３５ スピーカ用アンプ

Claims (4)

1. 複数の面を有する多面体形状のサイコロにおいて、
   前記サイコロの傾斜及び加速度状態を検知するセンサと、
   前記センサからの出力を検出し前記サイコロの出目を判定する制御手段と、
   を備えることを特徴とするサイコロ。
   
2. 前記制御手段は、前記センサの加速度状態により前記サイコロが動作状態にあるか静止状態にあるかを判定する判定手段を有し、
   前記判定手段が動作状態を判定した後、所定時間静止状態を判定した際に、前記制御手段は前記センサから出力される傾斜情報を元に出目を判定することを特徴とする請求項１記載のサイコロ。
   
3. 前記制御手段は、出目を判定した際に音声で出目を読み上げることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサイコロ。
   
4. 前記センサは、１つのセンサで傾斜及びＸＹＺ方向への加速度を検出することができる３軸加速度センサにより構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のサイコロ。
   

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