JPH01112490A - 可動体の信号伝送方式及び位置検出・作動制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ゲーム盤上等の所定の領域内で自在に移動す
る操縦玩具やロボット等の可動体の位置検出及び可動体
への信号伝送、駆動制御をＣＣＤ等の固体撮像素子を用
いた光センナを利用して行う方式に関する。

［従来の技術及び解決すべき問題点］ 従来操縦玩具やロボット等の可動体を無線で作動制御す
る方式は、種々知られているが、本発明は固体撮像素子
を用いた光センサ、例えばＣＯＤカメラを用いた新しい
信号伝送方式及び位置検出・信号伝送方式を提供せんと
するものである。

ｃ問題点の解決手段］ 本発明の可動体の信号伝送方式は、所定の移動範囲内を
移動して種々の所定動作を行う可動体から信号を受信す
る可動体の信号伝送方式であって、上記移動範囲を俯轍
する位置に、該移動範囲全面を視野とし且つフレーム走
査可能な固体撮像素子を用いた光センサを配し、上記可
動体の適宜位置に上記光センサに向けて発光可能な発光
手段を設け、上記光センサが走査した所定数のフレーム
中に検出される上記可動体の発光手段による像の組合わ
せより上記発光手段が発した光信号を受信する構成を有
する。

また本発明の可動体の位置検出−作動制御方式は、所定
の移動範囲内を移動して種々の所定動作を行う可動体の
Ｌ記移動範囲内における位置を検出し且つ作動を制御す
る可動体の位置検出・作動制御方式であって、上記移動
範囲を俯轍する位ｎに、該移動範囲全面を５視野とし且
つフレーム走査可能な固体撮像素子を用いた光センサを
配し、上記可動体の適宜位置に、上記光センサに向けて
発光可能な発光手段を設け、上記光センサにより検出さ
れた可動体の発光手段による像よりｔ記移動範囲内にお
ける上記可動体の位置を判別すると共に、Ｌ配光センナ
が走査した所定数のフレーム中に検出される所定数の上
記像の組合わせにより上記発光手段が発した光信号を受
信するという構成を有する。

更に他の本発明の可動体の伝送検出・作動制御方式は、
所定の移動範囲内を移動して種々の所定動作を行う可動
体の上記移動範囲内における位置を検出し且つ作動を制
御する可動体の位置検出・作動制御方式であって、上記
移動範囲を俯轍する位置に、該移動範囲全面に発光照射
可能な発光手段と及び該移動範囲全面を視野とし且つフ
レーム走査可能な固体撮像素子を用いた光センサとを配
し、上記可動体の適宜位置に、受光手段と及び上記光セ
ンサに向けて発光可能な発光手段とを設け、上記移動範
囲を俯瞼する位置の発光手段から可動体駆動制御用の発
光信号を射出させ、上記可動体の受光手段により受信さ
せて可動体の駆動制御を行ない、上記光センサにより検
出された可動体の発光手段による像より上記移動範囲内
における上記可動体の位置を判別すると共に、上記光セ
ンサが走査した所定数のフレーム中に検出される上記像
の組合わせより上記発光手段が発した光信号を受信する
という構成を有する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を盤ゲーム玩具に適用した
例の全体構成を示す斜視図である０図中１が遊戯台で、
遊戯面を構成する！Ｉ！２上に複数体の可動体３が載せ
である。図中６は制御基で、マイクロコンピュータ５を
利用した主制御装２１ｉ。

を内蔵しており、表示部として光マーカーによる輝点表
示が可能なデイスプレィ８を備えている。

また、盤２の上方には盤面全体を俯黴できる位置にＣＯ
Ｄカメラ１５と発光送信器１６とが図示せぬ支持手段に
より固定しである。即ち、遊戯者はこれら可動体３を対
応するジョイスティックと称される多方向レバースイッ
チ（以下中にレバースイッチ）４によりマイクロコンピ
ュータを介して制御操作することにより遊ぶようになっ
ており、ＣＯＤカメラ１５と発光送信器１６とが信号伝
送手段を構成している。なお、図中９はプリンタでマイ
クロコンピュータ５の保有するデータ（例えばゲームに
関するデータや可動体３に関するデータ等）を打出せる
ように主制御装置ｌＯに連結しである。また、図中１２
はカードリーグ、１３は可動体検査装置である。

主制御装置１０のマイクロコンピュータ５はＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、インターフェイス回路等備えた一般的な
構成を有するものであれば足りる。インターフェイス回
路４８には、ＣＯＤカメラ１５、発光送信？ＪＡｌ＆、
レバースイッチ４の接続線４５等が接続している。

可動体３は、第５図及び第６図に示すように椀を逆にし
た形状の筒状カバー２１を円形の基板２２に着脱可使に
取付けたもので、図示せぬが電。

源を搭載しており、基板２２上に制御装置２４と、駆動
装置として一対の駆動輪２５とその夫々に対応する一対
のモータ２６及び一対の遊動輪２７を備えている。駆動
輪２５は夫々独立にモータ２６によって駆動されモータ
２６の回転方向を制御することによって種々の走向態様
がとれるようになっている。

可動体３のカバー２１の頂上部分には、発受光灯２３が
突設してあり、その内部には発光部２３ａと受光部２３
ｂとが設けである。発光部２３ａは外部に対する送光用
で、高速点滅可能なものである。また受光部２３ｂは、
発光送信器１６から照射される信号光を受光し、受光内
容に応じた電気信号を発生するものである。カバー２１
には更に目のような形状の発光部２８と、複数の受光部
２９が設けてあり１例えば他の可動体３の発光部２９か
らの照射光等を受光することにより所定の信号を出力す
ることができるようになっている。　可動体３に搭載し
た制御装置２４　　　　′のマイクロコンピュータ４０
は処理制御部を構成するもので、詳細な図示は省略する
が、ＣＰＵ。

メモリー、インターフェイス回路等備えた一般的な構成
を有するワンチップ型のものが適する。この制御装置２
４は、搭載された可動体３を特定するために固有のアド
レスを割当てられている。制御装置２４は、更に、受信
部４１と１発信部４２及びモータ駆動回路４３を備える
。受信部４１は受光部２３ｂ、２９からの受光信号をマ
イクロコンピュータ４０に入力するための前処理回路で
あり、サンプリング回路やＡＤコンバータ、復調装置等
を含む、また発信部４２はマイクロコンピュータ４０か
らの出力信号を発光部２３ａに伝達し、発光部２３ａを
発光駆動するための信号処理回路で、変調装置を含む。

なお可動体３にはハンディ設定スイッチ４３ａや、速度
設定スイッチ４４が設けてあり、遊戯者の好みや、反射
の鋭さ、遊戯者の年令等に合わせて可動体３の応答速度
が適宜にセットできるようになっている。

ＣＣＤカメラ１５は、盤面全体を視野に入れ得るもので
、例えば１０００フレーム／秒位の高速走査が可能なフ
レームアクセス方式のもの１例えばフレーム転送型、イ
ンターラインアクセス型、呼び水転送型等が適するが、
走査速度によってはラインアクセス方式のものでもよい
、第４図はそのようなＣＣＤカメラの例として、インタ
ーライン転送型のＣＯＤ固体撮像素子を示す、この例の
ものは、共通の半導体基板上に、それぞれ画素となる複
数の光電変換部５１がマトリクス状に配列され、各列の
光電変換部５１の脇には垂直転送用ＣＣＤ５２が配置さ
れ、垂直転送用ＣＣＤ５２の末端には共通の水平転送用
ＣＣＤ５３が配置されている。そして光電変換部５１の
フォトトランジスタが光を受けて生じた電荷が画像信号
となり、１フレ一ム分の画像信号は各列ごとに垂直転送
用ＣＣＤ５２に蓄積され、その後水平転送用ＣＣＤ５３
の出力端子５４から映像信号として読み出されるように
なっている。

発光送信器１６は高速点滅可能な発光素子、たとえばフ
ォトダイオードやフォトトランジスタを備えるもので、
マイクロコンピュータ５からの制御信号に基づいて点滅
し、盤面全体に向けて発光信号を送出する。

即ち、盤面上に可動体３を置いて発光部２３ａを高速で
点滅させ、この点滅周期に同期させてＣＣＤカメラで撮
像する°と、：ｊＳ３図に示すように、多数のフレーム
ｆｌ−ｆｒ＋を構成する画像信号が生じ、これら多数の
フレームｆ１ｗｆｎのうち発光部２３ａが発光したタイ
ミングのときのフレームには盤面上の可動体３の位置と
対応する画素位置に像が生じる。従ってフレーム走査周
期と可動体３の発光部２３ａの点滅周期を同期させ、１
フレーム毎に発光部２３ａの発光の有無を走査検出し、
発光部２３ａの点滅発光を０Ｎ−ＯＦＦ信号として捉え
れば、複数のフレームＨｘｆｎから第３図に示すような
ディジタル信号ＤＳが検出ができ、ＣＣＤカメラ１５は
信号受信手段となる。

このディジタル信号ＤＳは、ＣＣＤカメラ１５のフレー
ムｌＥｍＪｆを１０００フレ一ム／秒トし、盤面上に載
せられる可動体３を最大１０個程度とすれば、可動体３
の一体当り１００フレーム／秒、換言すれば８ビツト、
１２バイト程度、割当てられ、動作制御用の信号として
は十分なものになる。

また可動体３の位置は受光した光電変換部５１の位置は
水平転送用ＣＣＤ５３から蓄積電荷を読み出す際に特定
でき、ＣＣＤカメラ１５は可動体３の位置検出手段とも
なる。

可動体３を駆動制御するための信号は、例えば第７図に
示すように可動体３を特定するアドレス指定に始まって
モータ制御、発光応答制御等の信号を含む８ビツト、ｌ
Ｏバイト程度デジタルの信号である。信号内容はゲーム
内容、制御態様等により適宜にプログラミングできる。

この制御信号は、可動体３に対して発光送信器１６が盤
面全体に向けて照射する点滅光信号により午えられ、可
動体３はこれを受光部２３ｂで受信して制御装置２４で
処理を行ない、所定の動作をする。可動体３の発光部２
３ａからの位置検出のための発光は、この制御信号によ
り同期発光駆動される。この制御信号は所定数の可動体
３を制御するため、複数の可動体３に対してシリアルに
出力され、複数の可動体３は順次にマイクロコンピュー
タ５の制御を受けることになる。もっとも多用信号伝送
による制御も可能なことは当然である。

なお、発光送信器１６の発光駆動、ＣＯＤカメラ１５の
撮像及び可動体３における受信、発光は勿論適宜の同期
方式により同期させて行なう、また１発光送信器１６と
可動体３の発光部２３ｂから発する光は、可視光や赤外
光になるが、夫々種類の異なる光（波長が異なる光）を
用いれば散゛　　　乱、反射等により互いにノイズ光と
して働くことがなく都合がよい。更にＣＣＤカメラに代
えてＭＯＳ型の固体撮像素子を用いた光センサを利用し
てもよい。

次にこの玩具を用いて行なうゲームの一例を用いてこの
実施例の動作を説明する。

まず、電源を投入し、ついでマイクロコンピュータ５の
ＲＡＭに所定のゲーム用プログラムを読み込ませ、デイ
スプレィ８に画像表示を行なわせ、ゲームを開始できる
状態にする。遊戯者は夫々の可動体３を可動体検査装置
１３に機能を検査させたのち、Ｉ！ｊＬ２の所定位置ま
たは所望位置に可動体３を置き電源をＯＮとしておく、
またカードリーダ１２に自己のカードを差込んで、ハン
ディキャップ等をコンピュータ５に読込ませる。

また予め設定スイッチ４３により可動体３の応答レベル
を適宜に定めておく。

そして上記の状態で、レバースイッチ４を上下左右斜め
等の各方向へ操作すると、発光送信器１６からの点滅発
光による光信号が盤面上へと照射される。盤面上の各可
動体３は夫々の受光部２３ｂによりこの光信号を受光し
、そのうちアドレス指定された可動体３のマイクロコン
ピュータ４０は受光内容に応じてモータ２６の制御、発
光部２３ａ、２８の発光制御等を行い、その信号内容に
より対応走行動作及び発光動作を行なう。

また発光部２３ａは、搭載されている可動体３が制御発
光信号によりアドレス指定されると、その制御発光信号
中の発光応答指令に従って発光する。この発光部２３ａ
の発光は、ＣＯＤカメラ１５の受光するところとなって
可動体３の制御部２４からの信号が主制御装置ｌＯのマ
イクロコンピュータ５に伝送され、また受光画素の特定
により、盤２上の可動体３の位置も検出される。この可
動体３からの　制御装置１０への信号伝送によりデイス
プレィ８の輝点表示が可動体３の走行位置に応じて可変
でき、ゲーム中またはゲーム終了後に各可動体３の動き
をトレースし、デイスプレィ８に再現したり、プリンタ
９により各制御データ、ゲームデータ等プリントアウト
したりすることが可能となり、−層のおもしろさを味わ
うことができるようになる。またこれらのデータを蓄積
記憶しておいてコンピュータ対人間の対戦を行なわせる
ことにより、コンピュータが自動的に人間の腕前を判定
しハンプキャップを算出するようにプログラムを組込ん
でおくようにすることも可能となり、多数の人が一つの
ゲーム盤を共用して遊ぶ際にハンプキャップをコンピュ
ータが自動設定するようになって便利である。

なお、上記実施例はゲーム玩具に係るものであったが、
この例の限定されず、例えば訓練装置や鍛錬装置に、リ
ハビリテーション用の装置にも採用できる。勿論、本来
的に盤上ゲーム、室内ゲームとしても適するものである
。従って本発明は図示の例に限定されず種々の用途に用
いることができる。

［発明の効果］ 本発明に係る可動体の信号伝送方式及び位置検出・作動
制御方式は、以上説明してきたように、可動体の移動範
囲を俯轍する位置に、該移動範囲全面を視野とし且つフ
レーム走査可能な固体撮像素子を用いた光センナを配し
、この光センサが走査した所定数のフレーム中に検出さ
れる可動体の発光手段による像の組合わせより上記発光
手段が発した光信号を受信するようにしたので、移動し
つつ種々の所定動作を行う可動体に対する信号伝送を容
易に行なえると共に同時に移動範囲内における位置を検
出も行なえるようになるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の斜視図、第２図は、第１
図の実施例の全体構成を示すブロック図、 第３図は、ＣＣＤカメラによるフレーム画像と信号検出
の関係を示すグラフ図、 第４図は、ＣＣＤカメラの撮像素子を示す回路図、 第５図は、可動体の斜視図、 第６図は、可動体の透視斜視図、そして第７図は、可動
体への信号伝送方式を示すグラフ図である。 １：遊戯台　　　　　２二ｌ１１ ３：可動体 １０：主制御部 ５　、４０　：マイクロコンピュータ １５　：ＣＣＤカメラ ・１６二発光送信器 ２３ａ：発光部 ２３ｂ：受光部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の移動範囲内を移動して種々の所定動作を行
   う可動体から信号を受信する可動体の信号伝送方式であ
   って、 上記移動範囲を俯瞰する位置に、該移動範囲全面を視野
   とし且つフレーム走査可能な固体撮像素子を用いた光セ
   ンサを配し、 上記可動体に上記光センサに向けて発光可能な発光手段
   を設け、 上記光センサが走査した所定数のフレーム中に検出され
   る上記可動体の発光手段による像の組合わせにより上記
   発光手段が発した光信号を受信することを特徴とする可
   動体の位置検出信号伝送方式。
2. （２）所定の移動範囲内を移動して種々の所定動作を行
   う可動体の上記移動範囲内における位置を検出し且つ作
   動を制御する可動体の位置検出・作動制御方式であって
   、 上記移動範囲を俯瞰する位置に、該移動範囲全面を視野
   とし且つフレーム走査可能な固体撮像素子を用いた光セ
   ンサを配し、 上記可動体に、上記光センサに向けて発光可能な発光手
   段を設け、 上記光センサにより検出された可動体の発光手段による
   像より上記移動範囲内における上記可動体の位置を判別
   すると共に、 上記光センサが走査した所定数のフレーム中に検出され
   る所定数の上記像の組合わせにより上記発光手段が発し
   た光信号を受信する可動体の位置検出信号伝送方式。
3. （３）所定の移動範囲内を移動して種々の所定動作を行
   う可動体の上記移動範囲内における位置を検出し且つ作
   動を制御する可動体の位置検出・作動制御方式であって
   、 上記移動範囲を俯瞰する位置に、該移動範囲全面に発光
   照射可能な発光手段と及び該移動範囲全面を視野とし且
   つフレーム走査可能な固体撮像素子を用いた光センサと
   を配し、 上記可動体に、受光手段と及び上記光センサに向けて発
   光可能な発光手段とを設け、上記移動範囲を俯瞰する位
   置の発光手段から可動体駆動制御用の発光信号を射出さ
   せ、上記可動体の受光手段により受信させて可動体の駆
   動制御を行ない、上記光センサにより検出された可動体
   の発光手段による像より上記移動範囲内における上記可
   動体の位置を判別すると共に、 上記光センサが走査した所定数のフレーム中に検出され
   る上記像の組合わせより上記発光手段が発した光信号を
   受信することを特徴とする可動体の位置検出信号伝送方
   式。