JP4122040B2 - 物体の姿勢に関連付けた固定情報を引き出す装置、物体姿勢に関連する情報を通信する装置 - Google Patents

Description

本発明は、利用者が定義する固定的な情報（fixed information）を遠隔伝達する通信装置に関するもので、３軸姿勢センサー（３軸加速度センサー）と通信を組み合わせた技術である。より具体的には、３軸姿勢センサーと無線送信手段を配設した物体を用いて固定的な情報を無線通信するもの提案している。単純にオンオフ信号（情報）のみを遠隔送信するリモコン装置などより、高機能であるものを対象とする。

固定的な情報の例としては、金融機関等店舗や独居老人が危急状態であるか否かの固定情報、会社員の在席・会議中・帰宅などの固定された所在場所の情報、飲食店での固定メニューオーダの情報などである。さらにその固定情報を自由に設定・変更できるという機能を有するものである。本発明は、送信ツールとして直方体や球のような扱いやすく親近感のある身近な物体、または意匠性に優れた形状の物体も利用できる簡素な通信装置である。

まず、公知の３軸加速度センサー（３軸姿勢センサー）について図1で説明する。３軸姿勢センサーＰは、配設部位の機械的な撓みを検出する素子を３つ組み合わせたものである。すなわち図１の正六面体にて模式的に示すＡ−ａ軸、Ｂ−ｂ軸、Ｃ−ｃ軸の方向、または各軸が張る面に撓みを検出する素子が固定されている。それら素子は各方向の機械的な撓みにつき検出する。それぞれの撓み検出軸は必ずしも直交せずとも、互いに平行でなければ軸方向情報の線形変換で３次元姿勢と３次元加速度が求まる。（特許文献６など参照）

撓みを検出する素子はピエゾ圧電効果をもつ材料で、機械的な撓みに応じた電気信号を出す。こういった圧電素子を非平行３軸各々に配設すれば、それら素子の出力から３次元姿勢が弁別できる。すなわち、図１の姿勢１についてはＡ−ａ軸撓み検出素子の出力は１１、Ｂ−ｂ軸撓み検出素子の出力は２１、Ｃ−ｃ軸撓み検出素子の出力は３２であり（これを（１１、２１、３２）と略記）、姿勢２については（１０、２１、３１）、姿勢３については（１１、２１、３０）、姿勢４については（１１、２２、３１）といったように異なる姿勢で異なる撓み出力が得られる。これら出力に基づいて姿勢１、２、３、４が弁別できる。加速度についても同様であり説明は略す。

３次元姿勢・３次元加速度センサーは公知で、たとえば日立金属株式会社の「ピエゾ抵抗型３軸加速度センサー」がある。これは、３つの素子をMEMS（マイクロマシン）技術により超小型・超薄型ＩＣチップの中に立体的に組み込んでアナログセンサーパッケージとしたものである。

３次元姿勢・３次元加速度センサーを自動車や電車などの移動体に配設して、移動体の姿勢・運動（加速度）を検知・解析することは公知である。検知・解析の目的は、移動体の制御や事故防止などである（特許文献１参照）。これに類似する利用法であるが、３次元姿勢・３次元加速度センサーを扉や窓に配設して、その姿勢・運動（加速度）を検知し、防犯センサーとして利用することも公知である。（特許文献５参照）

また、３次元姿勢・３次元加速度センサーを生体に装着して、その姿勢・運動（行動）を検知・解析することも公知である。（特許文献１、特許文献２参照） こういった検知・解析は、健康管理や疾病の予知、ないしはリハビリ・運動選手のトレーニングといった運動動作の改善・訓練、または独居老人の安否確認といったことが目的である。この場合、体温、心拍、脈波、呼吸等を検知するいわゆるバイタルセンサーも生体に装着されることがある。

一方、本案用途のひとつである飲食店における注文の利便性や注文管理の合理化で、ポ−タブル端末を用いた遠隔通信技術の例がある。（特許文献３、特許文献４参照） しかし、こういった用途に３次元姿勢センサーを用いた例はない。さらに一方、本案の他の用途である、店舗に不審者が侵入したときや独居老人の危篤状態といった緊急通報、会社員の在席・帰宅等の所在の自己申告通信、サイコロの値（目）の通信といった用途に３次元姿勢センサーが用いられた公知技術の例はない。

また一方、特許文献７では、サイコロのような多面体の姿勢を検知して、その姿勢によって外部の機器を制御するリモコンユニットが開示されている。これは、たとえばテレビ、ゲーム、カラオケ演奏装置のリモコン（遠隔操作）に用いられる遠隔操作スイッチの一態様であり、単純に固定化された機能をオンオフする制御信号（情報）を遠隔送信するものであって、それ以上の発明概念はない。また同様に、特許文献８では、多面体の姿勢を遠隔送信するセンサを開示し、姿勢に応じて異なる音声を発する人形などにも応用できると記載されている。しかしながら、これも姿勢検出器（センサー）の単純な利用の域を出ない。本案は、こういったリモコン（遠隔操作）や姿勢遠隔送信センサーのような単純にオンオフ信号を遠隔送信する機能のみを持つ装置とは一線を画するものである。

また一方、特許文献９、１０、１１は加速度センサーによる姿勢情報で装置自身の表示などを制御する携帯端末、または、加速度センサー付きで携帯電話自体を制御する携帯電話の例であり、これらも３軸姿勢センサー（３軸加速度センサー）と通信を組み合わせた技術である。しかし、３軸姿勢センサー（３軸加速度センサー）は携帯機器の制御に利用されているのみで、情報を直接無線送信先に送るものではない。前記同様に、本案は、こういった姿勢検出器（センサー）による制御機能を単純に利用した携帯機器とは一線を画するものである。

特開平10-113343号「動作及び行動の認識方法及び装置及びシステム」株式会社日立製作所 特開2004-096630号「生活状況環境表現装置、表現装置及び生活状況環境表現方法」積水化学工業株式会社 特許2869720号「飲食店における注文管理システム」日通工株式会社 特開2002-219044号「飲食店における飲食物注文装置」株式会社くらコーポレーション 特開平11-316881号「防犯センサ」オムロン株式会社 特開平09-005104号「移動物体の三次元姿勢角測定法および三次元姿勢角計測装置」日本電信電話株式会社 特開平09-84145「多面体型リモコンユニット及びそれを用いた各種システム」オムロン株式会社 特開2005-140702「姿勢検出センサ」有限会社センチュリオン 特開2002−297284「携帯端末装置」株式会社東芝 特許3525665「常装着型電話装置」日本電信電話株式会社 特開2001-144853「携帯電話機」三菱電機株式会社

本発明の課題は、利用者が定義する固定的な情報を簡便に遠隔伝達する装置の提供である。固定的情報とはたとえば、金融機関等の店舗が「不審者侵入で異常状態」、独居老人が「健康上の異常状態」といった緊急情報、会社員の「会社内在席、会議中、帰宅」といった固定所在位置の情報、飲食店で客が「メニューにある唐揚が欲しい」といった固定メニュー品目の注文情報といったものである。こういった固定情報は、あらかじめセット（登録）しておくことができる。固定情報を直方体や球のような（図６、図７のような）扱いやすい身近な物体を使って、あらかじめセット（登録）し、簡便かつ迅速に遠隔伝達する通信機器を提供することを課題とする。

本案装置は（請求項１）、複数の姿勢をとる物体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を、物体Ｍから離隔したステーションＮで引き出す装置であって、物体Ｍが、（３軸）姿勢センサーＰと、（３軸）姿勢センサー出力を変調して電波信号にする変調手段ｍ２と、アンテナをもつ電波送信手段ｍ３を具備し、離隔ステーションＮが、前記電波を遠隔受信するアンテナをもつ受信手段ｎ２と、受信電波を復調する手段ｎ３と、ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃを有する記憶手段ｎ４を具備する（図３参照）。ここで、ｎ４ａは、物体Ｍ静置時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段、ｎ４ｂは、物体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報が第一記憶手段の記憶と対応して記憶された第二記憶手段、ｎ４ｃは、ｎ４ａの出力範囲データの記憶場所とｎ４ｂの情報の記憶場所との対応をアドレスやポインターなどで記憶する手段である（図１３参照）。

さらに、離隔ステーションＮは以下の手段ｎ６を具備する（図３参照）。すなわち、受信手段ｎ２の受信信号が第一記憶手段ｎ４ａに記憶されたひとつの出力範囲データの範囲に含まれるか否かを判定し、含まれる場合に、その第一記憶手段の出力範囲データと対応して記憶された第二記憶手段ｎ４ｂの固定情報を引用する手段、および引用された固定情報を液晶ディスプレイモニターなどに出力する（表示する）手段ｎ７を具備する。

ここで、図５のフロー図で記憶手段ｎ４の記憶書き込みを説明する。まず、『物体Ｍが静置状態か？』と『物体Ｍの姿勢と関連付けたい固定情報があるか？』がともにＹｅｓであるとする。その状態にて離隔ステーションＮにて、『ｎ３から姿勢センサー出力の受信信号を得る』。

その受信信号は、物体Ｍ静置状態に応じた姿勢センサー信号である。そこで、後述の判定を容易にするために、その信号値の前後に適当な余裕値をもたせた範囲を「姿勢センサー出力の範囲データ」とし、『ｎ３から得た信号を含む信号範囲を「姿勢センサー出力の範囲データ」としてｎ４ａに書き込む』。と同時に、『物体Ｍの姿勢と関連付けたい固定情報をｎ４ｂに書き込む』。さらに、『ｎ４ａの「姿勢センサー出力の範囲データ」とｎ４ｂの「物体Ｍの姿勢と関連付けたい情報」との記憶場所の対応をｎ４ｃに書き込む』という３つの書き込み操作を行う。これら書き込み操作には必要に応じて書き込みや修正を行う手段ｎ５を用いる。書き込みが完了した記憶手段ｎ４（ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃを有する記憶手段）の状態を図１３に例示する。図１３の例は、姿勢と関連付けたい固定情報が「在席」「外出」「会議」・・・「帰宅」である場合である。

前述の「適当な余裕値」は姿勢の場合の数、送受信におけるノイズなどから適宜決めればよい。姿勢の場合の数が多いとそれらの弁別のため、余裕値は小さくすべきである。たとえば、図２は物体Ｍが切頂８面体：Truncated Octahedronと呼ばれる多面体Ｍｔｏの例であって、姿勢の場合の数が多い例である。切頂８面体は、正八面体の頂点を切り欠いて平面（正方形）にし、すべての辺の長さを同じにした１４面体で、静置姿勢の場合の数は１４である。Ｍｔｏの内部に３軸姿勢センサー（Ｐｔｏ）が固定配設されている。姿勢Ｘ・姿勢Ｙ・姿勢Ｚに応じて、内部の姿勢センサーＰｔｏからそれぞれ異なった姿勢出力（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）が出力され、これが変調手段ｍ２と、アンテナをもつ電波送信手段ｍ３で送信される。

図1のような六面体の姿勢、図２のような１４面体の姿勢を検知して出力を比較したとみれば、１４面体の姿勢出力値１４通りの差異は、六面体の姿勢出力値６通りの差異より小さくなる、と考えられる。このように多面体の面数をふやし、静置姿勢の場合の数をふやせば、相対的に前記余裕値は小さくせざるをえなくなる。余裕値はおおむねセンサー出力絶対値の10％未満が好ましい。

このような記憶書込み操作を行ったあと、物体Ｍが図５のフローで固定情報と関連付けられた特定の姿勢になると固定情報が離隔ステーションＮで出力・表示される。離隔ステーションＮでの処理（ｎ６の処理）を、図４のフロー図で説明すると、まず『ｎ３からの受信信号を得る』処理を行い次に、『ｎ３からの受信信号値がｎ４ａに記憶されたデータ範囲に含まれるか？』を判定し、それがＹｅｓであると、『ｎ４ａの記憶と対応して記憶されたｎ４ｂの情報を引用しｎ７に出力する』というフローである。

物体Ｍは、多面体または多面体の一部の面を曲面に置換したもの、球体または球体の一部を切り欠いた部分平面をもつもの等、いかなる形状でもよい。曲面で構成される物体で、不定形で静値しないものでもよい。特定の姿勢で静置できるのが望ましいが、安定静止できることは必須ではない。もちろん、人や動物のフィギュアなど意匠性に優れた形態でもよい。

関連付け対象の姿勢の状態は、完全に静止した状態でなくともよく、多少の揺れは許容される。たとえば、物体Ｍが球体である場合、静止せずにゆらゆらと不安定であるが、それにともなう姿勢センサーの出力の変動範囲が決定できればよい。その範囲をｎ４ａに記憶すれば、静止せずにゆらゆらと不安定な姿勢状態全体を関連付け対象の姿勢として登録できる。

「物体Ｍに関連付ける固定情報」は、「物体Ｍの情報」である必要はない。物体Ｍの物理的な状態との関連性がなく、物体Ｍそのものもと何ら関係のない情報でもよい。利用者が任意の情報を固定情報として定義・登録できる。ただし逆に、利用者の便宜をはかるため、定義・登録した情報と物体Ｍ表面の視覚情報と関連付けるとよい。

すなわち、「物体Ｍに関連付ける固定情報」は（請求項３）、物体Ｍ表面を見て視覚感知できる表面記載文字または表面に描画された図形または表面に塗布された色彩へも関連付けられていると便利である。具体例は図６、図７である。図６は、直方体（六面体）Ｍｒにて、各面に「外出」「会議」「在席」「帰宅」という文字が記載され、視覚感知できる。会社員が「外出」「会議」「在席」「帰宅」といった所在変更する際に、直感的に操作しやすい、Ｍｒを見れば会社員の所在がわかる、という効果が得られる。

図７は、一部切り欠き面をもつ球体Ｍｓにて、「物体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報」が「正常」「異常」であって、一部切り欠き面を下にして静置されたときが「正常」、その他の転倒状態はすべて「異常」と関連付けた例である。その際、図７のように切り欠き面Ｓｓに星印図形が描画され、「星印を異常」と決めておけば、「正常」「異常」が一見してわかり、便利である。表面塗布色についても同様の工夫ができる。

また、「物体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報」は（請求項４）、物体Ｍ表面を触ることで触覚感知できる表面凹凸または表面手触り感への関連付けがあっても便利である。たとえば、図７の一部切り欠き面をもつ球体Ｍｓの例にて、切り欠き面Ｓｓを平滑、その他の曲面に凹凸、または表面手触り感をざらざらにするといった差異をつける。すると、暗闇の中でも姿勢がわかる、視覚障害をもつ者でも姿勢がわかる、といった効果が得られる。

以上の例からわかるように、物体Ｍは（請求項５）、表面の一部分が部分表面として他の表面から視覚的に弁別できる立体である。また、姿勢については、そのひとつが、前記部分表面を立体の最上部または立体の最下部として物体Ｍを静置した姿勢であればよい。

ここで固定情報についてであるが、固定情報は離隔ステーションＮにて容易に設定し、その設定を変更できるようにするのが好適である。すなわち（請求項２）、離隔ステーションＮが、ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃに加えて、ｎ４ｃの対応を選択的に決定づける対応決定手段ｎ４ｄを兼備するとよい。対応決定手段ｎ４ｄは外部からの操作でｎ４ｃの対応を変更する手段である（図１３参照）。

本発明の通信は、利用者等があらかじめ定義した固定的な情報しか通信できない欠点がある。通信内容がきわめて制限される点で電信・電話など従来のコミュニケーションツールに対し劣る。しかし逆に、通信誤りがきわめて少なく、物体を転倒させる、転がすなどの単純操作で通信できるので、緊急通報のように操作に即応性が要求される通信に利用できる。また、単純操作で通信できるので、病人やハンデキャップをもつ者のように通常の通信機器の使用に困難性が伴う場合でも通信できる。扱いやすい身近な物体を通信端末にでき、かつまた、意匠性に優れた形態や模様をもつ物体も採用できるので、機械に抵抗感がある老人や意匠性を重視する女性にも好まれる、などの効果が期待できる。

本発明は、３軸姿勢センサー（３軸加速度センサー）によるリモコン（遠隔操作）、姿勢遠隔送信センサーのような単純にオンオフ信号を遠隔送信する機能を持つ装置、加速度センサーによる姿勢情報で装置自身の表示などを制御する携帯端末とは一線を画する効果がある。すなわち、本発明は、「関連付ける固定情報と姿勢を対応して記憶」した情報が装置の制御に関するものではなく、利用者が自由に変更可能な情報であり、なおかつ、加速度センサーを有する送信端ではなく、受信端で情報が引き出されるので、これら従来機器とは異なり、利用者が定義する多岐な情報を遠隔伝達ができるという新規な効果が得られる。

３軸姿勢センサーとその出力の説明図：３軸姿勢センサーＰは圧電素子からなるＡ−ａ、Ｂ−ｂ、Ｃ−ｃセンサーそれぞれの撓み検出軸を互いに平行でない方向に配設固定したものである。 Ｍｔｏ（Truncated Octahedron）の静置姿勢が内部に固定配設されている３軸姿勢センサー（Ｐｔｏ）の出力によって弁別できることの説明図 物体の姿勢に関連付けた固定情報を通信する装置のブロック図 ｎ６の処理のフローチャート（物体Ｍの姿勢に関連付けられた情報を出力する処理） 任意の情報を物体Ｍの姿勢と関連付けてｎ４に記憶させる処理のフローチャート 直方体（六面体）Ｍｒにて、部分表面の姿勢によって「外出」「会議」「在席」「帰宅」その他の情報との関連付け、会社員の所在自己申告・勤務管理に応用した実施例の説明図 一部切り欠き面をもつ球体Ｍｓで切り欠き面を下として静置した状態を正常、他を異常と関連付け、店舗や独居老人の危急時を遠隔地に通信する実施例の説明図 電子スゴロク説明図 図８の電子スゴロク用サイコロ 地球儀サイコロ姿勢に応じた位置を世界地図に反映させる例。（火星一周ゲーム、月面着陸ゲームなどが同様に構成できる） 図１０の世界地図の拡大図（衛星軌道や航空機航路の把握教材） 図１０の地球儀サイコロの自在回転支持具 ｎ４（ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃを有する記憶手段）の説明図 物体の姿勢に関連付けた固定情報を通信する装置のブロック図（請求項２）

符号の説明

１０ Ａ−ａ軸が「Ａが上」の垂直姿勢であるときのＡ−ａ軸撓み検出素子の出力
１１ Ａ−ａ軸が水平姿勢であるときのＡ−ａ軸撓み検出素子の出力
１２ Ａ−ａ軸が「ａが上」の垂直姿勢であるときのＡ−ａ軸撓み検出素子の出力
２０ Ｂ−ｂ軸が「Ｂが上」の垂直姿勢であるときのＢ−ｂ軸撓み検出素子の出力
２１ Ｂ−ｂ軸が水平姿勢であるときのＢ−ｂ軸撓み検出素子の出力
２２ Ｂ−ｂ軸が「ｂが上」の垂直姿勢であるときのＢ−ｂ軸撓み検出素子の出力
３０ Ｃ−ｃ軸が「Ｃが上」の垂直姿勢であるときのＣ−ｃ軸撓み検出素子の出力
３１ Ｃ−ｃ軸が水平姿勢であるときのＣ−ｃ軸撓み検出素子の出力
３２ Ｃ−ｃ軸が「ｃが上」の垂直姿勢であるときのＣ−ｃ軸撓み検出素子の出力
Ｍ 複数の静置姿勢をとる物体
ｍ１ 姿勢センサー出力を遠隔送信する手段
ｍ２ 姿勢センサー出力を変調して（その情報を搭載した）電波信号にする変調手段
ｍ３ 電波信号送信アンテナ
ｍ１０ 二次情報を出力する手段（液晶ディスプレイ、ランプ（発光ダイオード）、スピーカなど
または、二次情報に基づいて駆動されるアクチュエーター
ｍ１１ 二次情報信号を受信する手段
ｍ１２ 受信電波を復調して電波に搭載された二次情報信号に対応した信号を得る手段
ｍ１３ 電波の受信アンテナ
Ｍｒ 物体Ｍの例で、物体は直方体（六面体）である
Ｍｓ 物体Ｍの例で、物体は一部切り欠き面をもつ球体である
Ｍｔｏ 物体Ｍの例で、物体はTruncated Octahedronである
Ｎ 物体Ｍから離隔したステーション
ｎ１ 姿勢センサー信号を受信する受信手段
ｎ２ 電波の受信アンテナ
ｎ３ 受信電波を復調して電波に搭載された姿勢センサー出力に対応した信号を得る手段
ｎ４ ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃを有する記憶手段
ｎ４ａ 物体Ｍ静置時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段
ｎ４ｂ 物体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報の候補を記憶する第二記憶手段
ｎ４ｃ ｎ４ａの出力範囲データの記憶場所とｎ４ｂの情報の記憶場所との対応を記憶する手段
ｎ４ｄ ｎ４ｃの対応を選択的に決定づける対応決定手段
ｎ５ 必要に応じてｎ４の記憶情報の書き込みや修正を行う手段
ｎ６ ｎ３の信号がｎ４ａの出力範囲データの範囲に含まれるか否かを判定し、含まれる場合に、そのｎ４ａの記憶と対応して記憶されたｎ４ｂの固定情報を引用する手段
ｎ７ ｎ６で引用されたｎ４ｂの情報を出力する液晶ディスプレイモニターなどの表示手段
ｎ１０ 物体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報に基づく二次情報を得る手段
ｎ１１ 二次情報を遠隔送信する手段
ｎ１２ 電波信号送信アンテナ
ｎ１３ 二次情報の電気信号を変調して（その情報を搭載した）電波信号にする変調手段
Ｓｒ１ 表面に「外出」と記された直方体（六面体）の側面（他の表面から視覚的に弁別できる部分表面）
Ｓｒ２ 表面に「会議」と記された直方体（六面体）の側面（他の表面から視覚的に弁別できる部分表面）
Ｓｒ３ 表面に「休暇」と記された直方体（六面体）の側面（他の表面から視覚的に弁別できる部分表面）
Ｓｓ 一部切り欠き面をもつ球体の切り欠き面（他の表面から視覚的に弁別できる部分表面）
Ｐ ３軸姿勢センサー（単軸圧電センサーＡ−ａ、Ｂ−ｂ、Ｃ−ｃが互いに軸を直交して固定されている）
Ｐｔｏ Ｍｔｏの内部に固定配設されている３軸姿勢センサー（Ｐ）
Ｘ１ Ｍｔｏが、Ｘ面（図示せず）を下に静止し、ＭｔｘのＡ−ａセンサーが「Ａが上」の斜め姿勢である出力
Ｘ２ Ｍｔｏが、Ｘ面（図示せず）を下に静止し、ＭｔｘのＢ−ｂセンサーが「Ｂが上」の斜め姿勢である出力
Ｘ３ Ｍｔｏが、Ｘ面（図示せず）を下に静止し、ＭｔｘのＣ−ｃセンサーが「ｃが上」の斜め姿勢である出力
Ｙ１ Ｍｔｏが、Ｙ面（図示せず）を下に静止し、ＭｔｘのＡ−ａセンサーが「Ａが上」の斜め姿勢である出力
Ｙ２ Ｍｔｏが、Ｙ面（図示せず）を下にして静止していて、ＭｔｘのＢ−ｂセンサーが「Ｂが上」の特定の斜め姿勢であるときの出力
Ｙ３ Ｍｔｏが、Ｙ面（図示せず）を下にして静止していて、ＭｔｘのＣ−ｃセンサーが「ｃが上」の特定の斜め姿勢であるときの出力
Ｚ１ Ｍｔｏが、Ｚ面（図示せず）を下にして静止していて、ＭｔｘのＡ−ａセンサーが「ａが上」の特定の斜め姿勢であるときの出力
Ｚ２ Ｍｔｏが、Ｚ面（図示せず）を下にして静止していて、ＭｔｘのＢ−ｂセンサーが「ｂが上」の特定の斜め姿勢であるときの出力
Ｚ３ Ｍｔｏが、Ｚ面（図示せず）を下にして静止していて、ＭｔｘのＣ−ｃセンサーが「Ｃが上」の特定の斜め姿勢であるときの出力

本発明の実施にて、物体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を通信するのみでなく、固定情報に関する二次処理機能を付加するのも好適である。二次処理機能付加の例を説明する。まず（請求項６）、離隔ステーションＮの受信手段で受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号につき、離隔ステーションＮが、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段（図示は略す）、および前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段を兼備している形態である。

たとえば期待される信号受信パターンが（請求項７）、受信時刻に基づくものであり、差異を判定して出力する手段は、期待される信号受信時刻パターンと実際の受信時刻パターンとの差異に基づく判定を行って判定結果を出力する。たとえば、独居老人が健在であることが「昼は物体を起立させ」「夜は物体転倒させる」という操作を行うことだ、とルール決めをして、図７の一部切り欠き面をもつ球体Ｍｓをもちい、「午前10時にて切り欠き面Ｓｓを下にして静置姿勢」「午後10時にてその他の転倒姿勢」というパターンを期待される信号受信時刻パターンとし第三記憶手段に記憶する。この記憶と実際の受信時刻パターンとの差異を定時チェックして独居老人の無事を確認するシステムとする例が考えられる。 また、飲食店でのオーダ通信で、物体Mの盗難検知のために静置姿勢であるかを一定時間おきにチェックして物体Mが不法に持ち去られることを監視するシステムの例が考えられる。盗難され持ち歩くと、傾斜して静置姿勢の信号から逸脱する。この場合も、一定時間おきの静置姿勢による受信信号を「期待される信号受信時刻パターン」として記憶しておけばよい。

また、たとえば期待される信号受信パターンが（請求項８）、物体Ｍの姿勢の変化順序による受信信号の変化順序に基づくものであり、差異を判定して出力する手段は、期待される受信信号の変化順序と実際の受信信号の変化順序との差異に基づく判定を行って判定結果を出力する。具体例は、パスモーション（動作）識別による認証である。これは、特定の物体の姿勢変化順序を認証暗号として、変化順序をあらかじめ決定しておき、これに一致する物体姿勢変化を行っているか否かで認証する使い方である。具体的には、図９のような多面体サイコロ表面の数値あるいは文字・図形・色彩の面を真上にする変化順序を、期待される信号受信パターンとしてあらかじめ決定し、認証暗号として第三記憶手段に記憶する。この認証暗号記憶と実際の受信信号パターンが一致するかどうかで認証する。多面体サイコロとは別の物体を用意し、パスモーション識別の開始・完了を送信するように工夫してもよい。また、パスモーションとして、特定動作による加速度信号を認証暗号としてもよい。

また、別種の形態として、図９の多面体サイコロを用いた電子スゴロクゲームを構成してもよい。多面体サイコロを振って出た指示情報を受信して自動的にスゴロク表示手段に表示する（図８参照）。ここで指示情報は、単純な数値ではなく、「一回休む」「再度多面体サイコロを振る権利を与える」などの複雑な指示情報でよく、さらにこれを変更することもできるので、ゲームが多彩となり娯楽性が増す。

物体Mを球体とし、その球体を地球儀・月球儀・火星儀・天球儀などとし、地球上・月面上等の地理的位置が地球儀・月球儀の真上に来た姿勢と関連付け、その姿勢で引用される位置を平面地図上に表示するようにしてもよい。図１０はその構成の例示で、図１１が平面地図表示の図である。図１１には球体地球儀の真上位置に対応した地理上の位置が「ロシア連邦」に含まれる、緯度・経度（北緯・東経）は「55.44、100.32」であることが表示されている。 地球儀・月球儀の球体を図１２のように自在回転できる支持具に設置し、その自在回転から得られる球体の姿勢の変化過程を軌跡として平面地図に表示してもよい。図１１の曲線が変化軌跡の例である。また、図１１の緯度・経度表示のように、桁数の多い数値を引用できるので、多面体よりもはるかに場合の数の多い数値を出すサイコロとなり乱数発生器しても利用できる。この構成は、ゲームや教材として有用だろう。

以上の形態は、物体ＭからステーションＮへの単方向通信であったが、物体ＭとステーションＮとの間で双方向通信する形態も有効である。その構成は、ここまで説明した単方向通信の構成に、さらに以下の構成要素を加えたものである（図１４参照）。 すなわち（請求項９）、離隔ステーションＮにて、ｎ６の処理で引用された固定情報に基づく二次情報を得る手段ｎ１０、および該二次情報を遠隔送信する手段ｎ１１、物体Ｍにて、前記二次情報の遠隔送信信号を受信する受信手段ｍ１１、前記二次情報の出力手段ｍ１０が兼備した構成である。二次情報を得る手段ｎ１０は、たとえば前述の「期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異（二次情報）を判定して出力する手段」である。

物体Ｍが具備する二次情報の出力手段ｍ１０は（請求項１７）、二次情報を光学表示で視覚感知できるように出力する、または二次情報を音波で聴覚感知できるように出力する、または二次情報を動作の発生で触覚感知ないしは視覚感知できるように出力するもので、液晶ディスプレイ、ランプ（発光ダイオード）、スピーカなど、または二次情報に基づいて駆動されるアクチュエーターである。

具体的には、図７の一部切り欠き面をもつ球体Ｍｓ表面の一部を透明材としてその内部に発光ダイオードを配設、異常状態が時刻や変化順序で判定された場合、それをステーションＮからＭｓへ送信し発光ダイオードを点灯する例、またＭｓ表面に、「異常状態を遠隔認知しました」と表示する液晶ディスプレイを配設する例、音声で遠隔認知を通達するスピーカを配設する例、駆動モータをＭｓに配設して異常状態認知でＭｓを回転させる例などである。 飲食店でのオーダ通信で、オーダの受理を物体Mの青ランプで表示、売り切れの情報を物体Mの赤ランプで表示、あるいは、オーダの調理状況を「あと3分で調理完了」と液晶表示、「オーダの合計金額は2500円です」などといった２次情報を表示する、などでもよい。こういった構成であれば、Ｎで得られた二次情報について離隔した物体Ｍの付近の利用者も把握できる。

物体ＭとステーションＮとの間で双方向通信する形態でも、単方向通信の形態と同様に、固定情報は、離隔ステーションＮにて容易に設定し、その設定を変更できるようにするのが好適である。すなわち（請求項１０）、離隔ステーションＮが、ｎ４ａ、ｎ４ｂ、ｎ４ｃに加えて、ｎ４ｃの対応を選択的に決定づける対応決定手段ｎ４ｄを兼備するとよい。

また同様に、物体ＭとステーションＮとの間で双方向通信する形態でも、物体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報が、物体Ｍ表面を見て視覚感知できる表面記載文字または表面に描画された図形または表面に塗布された色彩へも関連付けられていてもよいし、物体Ｍ表面を触ることで触覚感知できる表面凹凸または表面手触り感へも関連付けられていても利便性が向上して好適である（請求項１１、請求項１２）。

また同様に、物体ＭとステーションＮとの間で双方向通信する形態でも、物体Ｍは、表面の一部分が部分表面として他の表面から視覚的に弁別できる立体で、物体Ｍの姿勢のひとつが、前記部分表面を立体の最上部または立体の最下部として物体Ｍを静置した姿勢であればよい（請求項１３）。

また同様に、物体ＭとステーションＮとの間で双方向通信する形態でも、離隔ステーションＮの受信手段で受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号につき、離隔ステーションＮが、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段、および前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段を兼備している形態（請求項１４）であって、該差異判定が、期待される信号受信時刻パターンと実際の受信時刻パターンとの差異に基づく判定（請求項１５）、期待される受信信号の変化順序と実際の受信信号の変化順序との差異に基づく判定（請求項１６）のいずれでもよい。

店舗や独居老人の危急情報通信、会社員の所在位置通信、飲食店でのオーダ通信、スゴロク指示情報通信などの実施例をここまでに説明した。これらの他に、複数の物体Mを用いて複数の賛成姿勢・反対姿勢を受信することによる「多数決判定システム」、物体M姿勢と問題の選択肢とを関係付け、期待される正解選択肢の姿勢をあらかじめ記憶し、判定された正解・不正解を二次情報として表示する「問題正解・不正解自動判定システム」が実現できる。

会社員の所在位置通信は、「勤務管理システム」として利用できる。その際は離隔ステーションＮが時計を兼備するとともに、離隔ステーションＮの受信手段が姿勢センサー出力の遠隔送信信号を受信した時刻を前記時計から読み取って記憶する記憶手段を兼備すればよい。

Claims (16)

1. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を、離隔したステーションＮにおいて該球体Ｍの姿勢に基づいて抽出するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報を前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対応して記憶する第二記憶手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と対応した前記第二記憶手段の固定情報を引用し出力する手段と、前記受信手段によって受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号について、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と、前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段とを具備しており、
   前記期待される信号受信パターンが、受信時刻に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される信号受信時刻パターンと実際の受信時刻パターンとの差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする、球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
2. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を、離隔したステーションＮにおいて該球体Ｍの姿勢に基づいて抽出するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報を前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対応して記憶する第二記憶手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と対応した前記第二記憶手段の固定情報を引用し出力する手段と、前記受信手段によって受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号について、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と、前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段とを具備しており、
   前記期待される信号受信パターンが、前記球体Ｍの姿勢の変化順序による受信信号の変化順序に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される受信信号の変化順序と実際の受信信号の変化順序との差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする、球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
3. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を、離隔したステーションＮにおいて該球体Ｍの姿勢に基づいて選択的に抽出するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報の候補を記憶する第二記憶手段と、前記第二記憶手段の固定情報候補の中から前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対する固定情報の対応を選択的に決定づける対応決定手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と前記対応決定手段で対応が決定された前記第二記憶手段の固定情報を出力する手段と、前記受信手段によって受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号について、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と、前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段とを具備しており、
   前記期待される信号受信パターンが、受信時刻に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される信号受信時刻パターンと実際の受信時刻パターンとの差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする、球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
4. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報を、離隔したステーションＮにおいて該球体Ｍの姿勢に基づいて選択的に抽出するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報の候補を記憶する第二記憶手段と、前記第二記憶手段の固定情報候補の中から前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対する固定情報の対応を選択的に決定づける対応決定手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と前記対応決定手段で対応が決定された前記第二記憶手段の固定情報を出力する手段と、前記受信手段によって受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号について、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と、前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段とを具備しており、
   前記期待される信号受信パターンが、前記球体Ｍの姿勢の変化順序による受信信号の変化順序に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される受信信号の変化順序と実際の受信信号の変化順序との差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする、球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
5. 前記球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報が、該球体Ｍの表面を見て視覚感知できる表面記載文字、表面に描画された図形、または表面に塗布された色彩へも関連付けられた情報であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
6. 前記球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報が、該球体Ｍの表面を触ることで触覚感知できる表面凹凸または表面手触り感へも関連付けられた情報であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
7. 前記球体Ｍは、表面の一部分を切り欠いた球体であり、該球体Ｍの姿勢のひとつが、前記切り欠いた部分が球体の最下部に位置する場合が該球体Ｍを静置した姿勢であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連付けた固定情報を抽出するシステム。
8. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報および該固定情報から得られる二次情報を、該球体Ｍと該球体Ｍから離隔したステーションＮとの間で双方向通信するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の前記姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報を前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対応して記憶する第二記憶手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と対応した前記第二記憶手段の固定情報を引用し出力する手段と、前記引用された固定情報に基づく二次情報を得る手段と、該二次情報を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記球体Ｍが、前記二次情報の遠隔送信信号を受信する受信手段と、前記二次情報の出力手段とをさらに具備することを特徴とする球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
9. 回転自在な球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報および該固定情報から得られる二次情報を、該球体Ｍと該球体Ｍから離隔したステーションＮとの間で双方向通信するシステムであって、
   前記球体Ｍが、姿勢センサーと、該姿勢センサー出力を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記離隔ステーションＮが、前記姿勢センサー出力の遠隔送信信号の受信手段と、前記球体Ｍの静止時の姿勢センサー出力の範囲データを記憶する第一記憶手段と、前記球体Ｍの姿勢に関連付ける固定情報の候補を記憶する第二記憶手段と、前記第二記憶手段の固定情報候補の中から前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶に対する固定情報の対応を選択的に決定づける対応決定手段と、前記受信手段の受信信号が前記第一記憶手段の出力範囲データ記憶の範囲に含まれる場合に、該出力範囲データ記憶と前記対応決定手段で対応が決定された前記第二記憶手段の固定情報を出力する手段と、前記引用された固定情報に基づく二次情報を得る手段と、該二次情報を遠隔送信する手段とを具備し、
   前記球体Ｍが、前記二次情報の遠隔送信信号を受信する受信手段と、前記二次情報の出力手段とをさらに具備することを特徴とする球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
10. 前記球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報が、該球体Ｍの表面を見て視覚感知できる表面記載文字、表面に描画された図形、または表面に塗布された色彩へも関連付けられた情報であることを特徴とする請求項８又は９に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
11. 前記球体Ｍの姿勢に関連付けた固定情報が、該球体Ｍの表面を触ることで触覚感知できる表面凹凸または表面手触り感へも関連付けられた情報であることを特徴とする請求項８又は９に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
12. 前記球体Ｍは、表面の一部分を切り欠いた球体であり、該球体Ｍの姿勢のひとつが、前記切り欠いた部分が球体の最下部に位置する場合が該球体Ｍを静置した姿勢であることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
13. 前記離隔ステーションＮが、前記受信手段によって受信される姿勢センサー出力の遠隔送信信号について、期待される信号受信パターンをあらかじめ記憶する第三記憶手段と、前記期待される信号受信パターンと実際の受信パターンとの差異を判定して出力する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
14. 前記期待される信号受信パターンが、受信時刻に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される信号受信時刻パターンと実際の受信時刻パターンとの差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする請求項１３に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
15. 前記期待される信号受信パターンが、前記球体Ｍの姿勢の変化順序による受信信号の変化順序に基づくものであり、前記差異を判定して出力する手段が、期待される受信信号の変化順序と実際の受信信号の変化順序との差異に基づく判定を行って判定結果を出力する手段であることを特徴とする請求項１３に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。
16. 前記球体Ｍが具備する二次情報の前記出力手段が、二次情報を光学表示で視覚感知できるように出力する、二次情報を音波で聴覚感知できるように出力する、または二次情報に関する動作を該球体Ｍに発生させる駆動手段を具備して触覚感知ないしは視覚感知できるように出力する手段であることを特徴とする請求項８から１５のいずれか１項に記載の球体姿勢に関連する情報を通信するシステム。

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