複数個の走査位置における物理特性を感知するシステム
走査位置（Ｐ１〜Ｐ５，Ｐ１１〜Ｐ４４，Ｐｉｊｋ）に割り当てられた物理特性を感知するシステムは、感知領域（ＡＲ１〜ＡＲ５，ＢＲ１〜ＢＲ２，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ４，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ４）内の物理特性を感知し得るセンサ（Ａ１〜Ａ５，Ｂ）を備え、これら感知領域（ＡＲ１〜ＡＲ５，ＢＲ１〜ＢＲ２，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ４，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ４）は、それぞれが少なくとも１つの走査位置（Ｐ１〜Ｐ５，Ｐ１１〜Ｐ４４，Ｐｉｊｋ）を掃引するように配列され、これらの感知領域（ＡＲ１〜ＡＲ５，ＢＲ１〜ＢＲ２，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ４，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ４）は、少なくとも１つの走査位置（Ｐ１〜Ｐ５，Ｐ１１〜Ｐ４４，Ｐｉｊｋ）で相互に重なり合い、各走査位置は、感知領域（ＡＲ１〜ＡＲ５，ＢＲ１〜ＢＲ２，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ４，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ４）の一意なパターンで掃引され、ただし、次の条件が満たされるようにする。すなわち、ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ。ここで、ｉは感知領域の数、ｎは走査位置の数、ｘは走査位置の配列が広がる空間的な次元数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査位置に割り当てられた物理特性を感知するシステムであって、感知領域内の物理特性を感知するように構成したセンサを備え、各前記感知領域が少なくとも1個の走査位置を掃引するように配置し、この感知領域が少なくとも1個の走査位置で相互に重なり合い、各走査位置が感知領域の一意のパターンで掃引されるようにした、感知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
感知領域を有するセンサを備えた感知システムが、一般に知られており、それらのセンサの感知領域は、行列形態に配列される。例えば、内蔵のＲＦＩＤタグを有する物体は、棚上またはロボット配送システムの特定端末における特別な位置にあることを、安価に特定することができ、こうした棚または端末は行列形態のアンテナの配列によって掃引される。各特別な位置は、１個の行アンテナと1個の列アンテナの交差によって定義される。この既知の原理を、４×４のマトリクスに構成した１６個の走査位置Ｐｉｊを有する遊技盤を示す、図１Ａに示す。内蔵のＲＦＩＤタグ２ａを有するトークン２は、これら走査位置Ｐｉｊのうち1個の位置に配置する。遊技盤１の走査位置Ｐｉｊは、列形態で順次隣接して配列された４個のアンテナ３Ａ〜３Ｄと、行形態で順次隣接して配列された４個のアンテナ３Ｅ〜３Ｈとによって走査される。遊技盤１の走査プロセスを図１Ｂのフローチャートに示す。はじめに、全ての列ｉを順次に駆動したアンテナ３Ａから３Ｄによって、第１列から第４列に対応するアンテナ３Ａから３Ｄの１個またはそれ以上が、ＲＦＩＤタグ２ａから信号を受信するか否かの問い合わせを行うことにより走査する。この事例では、第３列を走査するアンテナ３ＣだけがＲＦＩＤタグ２ａからの信号を受信する。次に、全ての行ｊを、連続的に駆動した第１行から第４行に対応するアンテナ３Ｅから３Ｈによって、これらアンテナ３Ｅから３Ｈの１個またはそれ以上が、ＲＦＩＤタグ２ａから信号を受信するか否かの問い合わせを行うことにより走査する。この例では、第２行を走査するアンテナ３ＦだけがＲＦＩＤタグ２ａからの信号を受信する。トークン２が存在する走査位置は、このように、走査位置Ｐ３２であるとして決定される。この結果を得るためには、８個の走査ステップを要することが分かる。
【０００３】
表面にＲＦＩＤタグを埋め込んだ物体の位置を見極めるために複数個の検出器に接続した複数個のアンテナを使用することができる。しかしながら、検出器を多数使うことで、コストは極めて高くなる。
【０００４】
既知の感知システムは、このように、センサが多数必要であり、そのために生産コストが非常に高くなってしまうという欠点があった。こうしたセンサを複数個の検出器に接続することが必要であり、それがさらに既知のシステムの生産コストを上げている。最後に、必要な走査ステップの数が多いことで、位置特定速度が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、第１および第２の段落で規定したタイプの感知システムを提供し、かつ上述の欠点を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明による感知システムは以下の構成とすることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、走査位置に割り当てられた物理特性を検出するシステムであって、感知領域内の物理特性を感知するように構成したセンサを備え、感知領域の各々が、少なくとも1個の走査位置を掃引するように感知領域を構成した該感知システムにおいて、この感知領域は、各走査位置が前記感知領域の一意なパターンによって掃引されるように、感知領域が少なくとも1個の走査位置で相互に重なり合うようにするとともに、以下の条件を満たすようにする。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
ｘ…前記走査位置の配列が広がる空間の次元数とする。
【０００８】
走査位置は、点、線、または、物理特性を感知できる３次元形態として規定することができる。物理特性の測定は、アナログ値に限られず、デジタル値または二進値（例えば、所定特性を有する物体の有無）にまで分解することができ、あるいは、二進値の状態変化（例えば、物体の出現または消滅など）とすることもできる。本明細書で使用する用語「物理特性」は、例えば、圧力、電気抵抗等を含むが、識別コードのようなようなものも含む。複数個の走査位置は、直線や曲線上に配列することもでき、あるいは、２次元、または、３次元形態に配列することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、走査位置における所定の物理特性を明確に感知し、また物理特性の位置を特定するために使用するセンサの数を、既知のシステムと比較して大幅に削減できるという効果を有する。センサの数が少なくなることで、センサから検出器への配線が少なくて済み、このため、製造コストを低減し、また、より小型のシステムを設計できるようになる。最終的に、直線上、平面上あるいは空間内に配列された、所定走査位置における物理特性の位置を決定するために、より少ない数の位置特定ステップを実行するだけでよいため、位置特定スピードを相当速めることができる。
【００１０】
本発明による感知システムは、例えば、その特性の値の一意な範囲または一意な識別番号などによって、各物理特性がセンサによって一意に認識可能であるならば、複数個の走査位置における１個の走査位置、もしくは、１個を除く全ての走査位置における物理特性の位置を決定する、または異なる走査位置における異なる物理特性の位置を順次に決定することに有用であることを理解されたい。
【００１１】
さらに、走査位置の形状およびアスペクト比に制限はなく、それらは、本発明の特定用途の必要に応じて選択することができることを理解されたい。さらにまた、走査位置の形状およびアスペクト比は、互いに異ならせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明感知システムの一実施態様においては、次の条件が満たすようにする。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
とする。
【００１３】
これらの手法は、感知領域の一意なパターンを最大限利用することができるという効果を有し、この結果、センサおよびセンサと検出器との間の配線に関しての冗長性を極めて低下させる、または、無くすることができる。
【００１４】
感知すべき物理特性としては、目的物のＲＦＩＤトランスポンダの識別コードがあり、また、センサを、ＲＦＩＤトランスポンダの識別コードを読み出すアンテナとして構成する。この種の感知システムは低い製造コストで極めて融通性がある。その理由は、ＲＦＩＤトランスポンダ（タグ）のアンテナが任意の形状およびアスペクト比で安く作ることができ、その結果、走査位置の様々な形状を本発明による1つの感知システムで検出することができるからであり、これは、システムをかなりの追加コストをかけずに、ほぼいかなる考え得るニーズにも適合させることができるという可能性を提供する。例えば、アンテナは、導線を曲げることによって、あるいは、キャリア上へ電気伝導ペーストまたはインクを塗布することによって、形成することができる。
【００１５】
本発明がＲＦＩＤタグの識別コードに限られない点には留意されたい。本発明の意味する物理特性としては、実際物体と関連付けたいかなるデータとすることもでき、そのデータは様々な方法で送信することができる。バーコードを有する物体をこの一例として挙げることができる。ここで、物体に関連するデータは、光学的に読み取る。磁気素子の一意な構成を備える物体もまた例として挙げることができ、ここで、その一意な構成により物体を識別することができる。最後に、能動型のトランスミッタを備える物体について言及すると、このトランスミッタは、例えば赤外線ダイオードによって、その物体の識別コードを順次ブロードキャスト送信する。とくに、最後の例は、物体の位置特定と物理特性の特定との間に明白な境界線がないことを示している。前記赤外線コードは、遊技盤上の物体から発するようにすることができる、すなわち、信号は、センサの近くで発生することができ、あるいは、「遠隔で」発生させることができる、すなわち、センサアレイ上の赤外線コードの位置は、所定物体の位置を直接意味しない。
【００１６】
本発明感知システムの更なる実施態様は、光度、光束、光量、波長または色、質量、力、圧力、流量、放射能、温度、電界の強さ、磁束、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、電流または電圧、などを検出するよう構成したセンサを有することができる。本発明は、このように、センサによって検出することができる多種多様な物理特性に適用できる。実際には、用途を制限するのは、センサのコストおよび入手可能性のみである。
【００１７】
本発明の有利な実施形態において、感知領域の感知結果を感知信号によって送信し、この感知信号を検出器に供給し、この検出器は、各感知信号を位置コードの異なる数値に割り当てるように構成する。これらの手法は、感知操作の結果は、物理特性が感知された走査位置か、または、物理特性が感知されなかった走査位置（ネガティブ感知）を、一意に規定する位置コードとなるという効果を有する。感知領域が一意なパターンで各走査位置上に重なり合い、各感知領域の感知結果が、位置コードの異なる数値に割り当てられるので、結果として得られる位置コードは、必然的に各走査位置に一意となる。しかし、以下の制約があることに留意すべきである。全ての走査位置を同じ物理特性のために感知する場合、その物理特性は走査位置のうち1個の位置において、または、１個を除く全ての走査位置においてのみ、現れることが許される。走査位置が異なる物理特性、例えばＲＦＩＤタグの異なる識別コードまたは光線の異なる色について、順次に感知する場合、異なる物理特性が異なる走査位置に現れることもある。
【００１８】
本発明感知システムは、感知信号からの二進値を区別し、その二進値を位置コードの各数値に割り当てるように構成した検出器を備えるものとし、これによって、二進値の位置コードを生成する。検出器は、感知結果を「感知」または「非感知」として解釈するかの識別に、所定の基準を適用し、各位置コードの数値に二進値結果を導入する。適切な基準の例としては、定められた閾値を超えたか、または、検出した識別コードが所定識別コードと一致するか、などが挙げられる。
【００１９】
本発明の感知システムの検出器が、離散的な数の感知信号を各位置コードの対応の数値に割り当てるように構成した場合、本発明の実施態様において幅広い種類のセンサを使用することができ、それらのセンサには、感知結果の二進値のＴＲＵＥ／ＦＡＬＳＥのみを伝達するデジタルセンサのみでなく、アナログセンサであって、そのアナログシグナルが検出器により変換され離散的な数となり、それが位置コードの各数値に導入されて、感知結果が高い解像度で評価できるようなアナログセンサも含む。
【００２０】
感知システムの配線を大幅に削減するために、複数の感知信号をマルチプレクサに供給し、このマルチプレクサの出力を検出器に供給する。センサは、このように検出器から十分に離して設置することができる。
【００２１】
現在の感知システムの更なる実施態様において、走査位置の全体を掃引する感知領域を有するセンサを設ける。これらの手法は、所定物理特性の正確な位置特定処理を行う前に、その特性がいずれかの走査位置に存在するかどうかを極めて速く決定するという効果をもたらす。これによって、処理速度を速めることが可能になる。上記で規定した態様および本発明の他の態様を、以下に示す例示的実施例から明らかであり、これらの例示的実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明を、以下の例示的実施例を参照して更に詳細に後述する。しかしながら、本発明は、これらの例示的実施例に限定するものではない。
【００２３】
図２Ａは、１６個の走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４（一般にＰ列‐行と表される）に分割した遊技盤１を示し、これら走査位置に、固有の特性を有する物体２を配置することができる。走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４は、４行４列のマトリクス状に配列される。遊戯盤１は、所定の物理特性を感知する、本発明による感知システムを有する。この実施例において、感知システムは、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４のうち１個位置における所定の物理特性を有する物体２の位置を特定するシステムとして構成される。例えば、物体２は、内蔵型のＲＦＩＤタグを有するトークンとして構成することができる。後述するように、各走査位置は、一意な２進位置コードＢＣ（図２Ｂを参照）によって識別される。物体２の位置を特定するシステムは、複数個のセンサＡ１〜Ａ５を備え、これらセンサは、この実施例ではＲＦＩＤタグ２ａを読み出すためのアンテナとして構成する。厳密に言えば、センサＡ１〜Ａ５は、物体２の特性を感知するための感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５を有するループアンテナとして構成し、この実施例における特性はＲＦＩＤタグ２ａから読み出すべき識別コードとする。ＲＦＩＤタグに格納される識別コードは通常一意であることに留意する必要があり、遊戯盤１に１個以上のトークンを配置するよう実施でき、各トークンに一意な識別コードを有するＲＦＩＤタグを持たせ、各トークンに対する位置特定処理を繰り返し行うことにより全てのトークンの位置特定をすることができる。本発明のこの実施例において、センサＡ１〜Ａ５のアンテナループの形状は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５に一致するが、このことは必須の特徴ではないことにも、さらに留意されたい。
【００２４】
本発明によれば、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の構成は、各感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５が、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の少なくとも１つを掃引するように構成する。この実施例において、感知領域ＡＲ１は、以下に説明する特別な感知領域であって、遊戯盤１全体、すなわち、全ての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４を掃引する。センサＡ２の感知領域ＡＲ２は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を掃引する。センサＡ３の感知領域ＡＲ３は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４１，４２を掃引する。センサＡ４の感知領域ＡＲ４は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ３１、Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を掃引する。センサＡ５の感知領域ＡＲ５は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１３，Ｐ２１、Ｐ２３，Ｐ３１，Ｐ３３，Ｐ４１、Ｐ４３を掃引する。さらにまた、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５は、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の少なくともいくつかで互いに重なり合い、各走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の１つまたは組み合わせであって、他の全ての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４についての感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の１つまたはその組み合わせとは異なる感知領域によって掃引され、それによって、すべての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４が、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の一意のパターンによって掃引され、ここで次の条件が満たされる。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ここで、ｉは感知領域の数（ここでは５）、ｎは走査位置の数（ここでは１６）、および、ｘは走査位置の構成が広がる空間次元の数（ここでは２）であるから、
ｌｏｇ２（１６）≦５＜２・１６１／２
それ故
４≦５＜８
となる。
【００２５】
アンテナとして構成したセンサＡ１〜Ａ５を順次に付勢して電磁場を放射し、この電磁場は、１つ以上のセンサＡ１〜Ａ５の感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内にＲＦＩＤタグ２ａが存在するときに、このＲＦＩＤタグ２ａによりの識別コードに従って変調される。各センサＡ１〜Ａ５は、電磁場がＲＦＩＤタグ２ａにより変調されているか、変調されていないかを示す情報を含む感知信号ＡＳ１〜ＡＳ５を出力し、この結果、これらのセンサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５から、ＲＦＩＤタグ２ａを有する物体２がセンサＡ１〜Ａ５の対応する感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内にあるか否かを導き出すことができる。この実施例において、センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５は、ＲＦＩＤタグ２ａの固有の識別コードを導き出すことができる情報を含むことができる。
【００２６】
センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５は、検出器４に接続したマルチプレクサＭＵＸに供給される。検出器４は、センサＡ１〜Ａ５の順次付勢を制御し、センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５に含まれた情報を分析して、物体２が実際に遊戯盤１の上に位置している場合には、物体が存在する走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の位置を特定する。本発明のこの実施例において、検出器４はセンサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５を識別し、物体２の特性が各感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５において感知されたか否かを示す２進値に基づいて識別する。この区別をするために、検出器４は、ＲＦＩＤタグ２ａの識別コードを感知したかの基準、また、感知したならば、それが所定の識別コードに対応するかの基準を適用する。検出器４は、位置特定処理の結果を２進値の位置コードＢＣとして出力し、各数値を異なる感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５に割り当て、その結果、位置コードＢＣは物体２が置かれた走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の１つを一意に識別するか、あるいは、遊戯盤上に物体が見つからない場合は、ｎｕｌｌ（空）信号を出力する（図２Ａを参照）。
【００２７】
つぎに、検出器４の動作モードを、図２Ｂに示す決定ツリーにつき詳細に説明する。まず、検出器４は、その感知領域ＡＲ１が遊戯盤１全体を掃引するセンサＡ１を付勢する、すなわち、物体２があるか全体の領域を走査する。センサＡ１によって出力される感知信号ＡＳ１が、遊戯盤１上に物体２がないことを示す場合は、検出器４は直ちに位置特定処理を終了し、物体２が無いことを示すｎｕｌｌ（空）信号を出力する。必要とされる反応速度に依存した待ち時間の後、センサＡ１は再び問い合わせを行う。しかし、感知信号ＡＳ１が、遊戯盤１上のどこかに物体２があることを示す場合は、実質的な位置特定処理を開始する。この目的のために、検出器４は、各センサ信号ＡＳ２〜ＡＳ５（２進値に変換される）に２進値の位置コードＢＣの数値を割り当て、順次にセンサＡ２〜Ａ５を付勢し、出力感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５の問い合わせをする。各センサＡ２〜Ａ５の感知領域ＡＲ２〜ＡＲ５内に物体２が存在することを示す各感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５について、２進値位置コードＢＣの割り当てられた数値は、１に設定される。他方で、各センサＡ２〜Ａ５の感知領域ＡＲ２〜ＡＲ５内に物体２が存在しないことを示す各感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５について、２進値位置コードＢＣに割り当てられた数値は、０に設定される。図２Ｂは、対応する走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４と共に２進値による位置コードＢＣの全ての値を含む表である。この表によれば、位置特定処理が５個の位置特定ステップに削減されことが分かり、これは、４×４マトリクスに配置した１６個の走査位置を有する領域を走査するために、８個の位置特定ステップが必要となる従来技術の行と列によるセンサの構成と比較して、処理が相当速くなる。
【００２８】
この実施例において、遊戯盤１上のどこに物体２が存在するかをすばやく検出するために、特別なセンサＡ１を設けるが、このセンサＡ１は多くの場合省略することもできることも。走査位置Ｐ４４が位置特定から除外することが容認できる場合、検出器４は、上述のようにセンサＡ２〜Ａ５を用いた位置特定処理を実行するよう構成し、しかし、センサ信号ＡＳ２〜ＡＳ５のいずれもそのような物体２の存在を示さない場合には遊戯盤１上には物体２は存在しないと結論づける。この場合、二進値の位置コードＢＣの代わりに、ｎｕｌｌ（空）コードが出力される。もちろん、値００００をもつ２進値の位置コードＢＣを、ｎｕｌｌ（空）信号の代わりに供給することもできる。一方で、遊戯盤１上に物体２があることが保証されている場合も、センサＡ１の必要はない。
【００２９】
本発明による感知システムは、負論理システムに対して適用することができ、このとき、センサＡ１〜Ａ５は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内に感知すべき物体２の特性が感知できなかった場合のみ、感知信号ＡＳ１〜ＡＳ５を出力するよう設計することもできる。
【００３０】
また、本発明のいくつかの適用例において、正確な走査位置を感知する必要がなく、例えば物体２を配置する遊戯盤１上の象限を感知するだけで十分とすることもできる。そのような応用例では、感知システムは、必要な精度に達したときにいつでも停止を決定することができる。
【００３１】
感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の構成がそのようになっているので、次の不等式もまた成り立ち、これは、感知領域の冗長度を最小にする手法である。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ここで、ｌｏｇ２は２の底に対する対数（logarithm）の省略形であり、ｉは感知領域の数（ここでは５）であり、ｎは走査位置の数（ここでは１６）である。それゆえ、
４≦５≦１＋４
となる。
【００３２】
図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、センサＢが１個以上の感知領域（ここではＢＲ１，ＢＲ２の２個の感知領域）を生じ、ＢＲ１，ＢＲ２の感知領域の形状およびアスペクト比はセンサＢと一致する必要がないことを、側面図および平面図で示す。感知信号ＢＳ１，ＢＳ２を、個々の感知領域ＢＲ１，ＢＲ２ごとに生成する。この種のセンサＢの例としては、２つの感光素子を有する光センサがある。さらに、この素子の視角が異なることも考えられる。それゆえに、本発明の感知システムは、異なるレンズを有する同一の光学感知素子を有し、これにより、異なる感知領域ＢＲ１，ＢＲ２のパターンを生ずるよう構成することができる。
【００３３】
本発明の実施例による他の走査位置配列、ならびに、感知領域配列および形状について以下に説明する。
【実施例２】
【００３４】
図４は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｃ１は、走査位置Ｐ１，Ｐ２を掃引する。感知領域Ｃ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｃ３は、４個のすべての走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、二進値の位置コードの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｃ１には、第１の（最も低い）数値が割り当てられ、感知領域Ｃ２には第２の数値が、感知領域Ｃ３には第３の（最も高い）数値が割り当てられる。感知領域のパターンＣ１〜Ｃ３、および、その結果得られる二進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｃ１〜Ｃ３の配列によって、走査位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに対して一意となる。
【実施例３】
【００３５】
図５は、走査位置Ｐ１〜Ｐ５の他の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ５を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｄ１は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｄ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｄ３は、走査位置Ｐ３〜Ｐ５を掃引する。感知領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の出力は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｄ２は、第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｄ３は第２の数値が、感知領域Ｄ３は第３の数値が割り当てられる。感知領域Ｄ１〜Ｄ３のパターン、および、そこから結果として得られる二進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｄ１〜Ｄ３の配列によって、各走査位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれについて一意となる。
【実施例４】
【００３６】
図６は、さらに他の走査位置Ｐ１〜Ｐ４の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｅ１は、走査位置Ｐ１およびＰ３を掃引する。（それらが互いに隣接していないことに留意べきである。）感知領域Ｅ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｅ３は、走査位置Ｐ４のみを掃引する。感知領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の出力は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｅ１は第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｅ２は、第２の数値に、感知領域Ｅ３は第３の数値に割り当てられる。
【実施例５】
【００３７】
図７は、３×２のマトリクスにおける走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２の構成を示す。本発明によれば、３つの感知領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を設け、走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｆ１は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を掃引する。感知領域Ｆ２は、走査位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１を掃引する。感知領域Ｆ３は、走査位置Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ３２を掃引する。感知領域Ｆ２，Ｆ３のＬ字型形状の構成および走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２の大きさが変化することが、とくに顕著である。感知領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｆ１は第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｆ２は第２の数値に、感知領域Ｆ３は第３の数値に割り当てられる。
【実施例６】
【００３８】
図８は走査位置Ｐ１〜Ｐ４の他の線形的配列である。本発明によれば、これら３個の感知領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。本発明のこの実施例は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４および感知領域Ｇ１〜Ｇ３の形状は、直角形構成に限定されず、任意に選択できることを示す。感知領域Ｇ１は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｇ２は、走査位置Ｐ３，Ｐ４を掃引する。感知領域Ｇ３は、全ての走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられる。ここで、感知領域Ｇ１は、第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｇ２は第２の数値に、感知領域Ｇ３は第３の数値に割り当てられる。また、感知領域Ｇ１〜Ｇ３のパターン、および、その結果得られる２進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｇ１〜Ｇ３の配置によって、各操作位置Ｐ１〜Ｐ４について一意となる。
【実施例７】
【００３９】
最後に、図９は、８個の走査位置の空間的配列を示し、これは一般にＰｉｊｋで指定する。本発明によれば、４個の感知領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を設け、異なる次元の方向から８個の走査位置Ｐｉｊｋを走査する。感知領域Ｈ１〜Ｈ４の出力は、２進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｈ１は第１の数値に、感知領域Ｈ２は第２の数値に、感知領域Ｈ３は第３の数値に割り当てられる。感知領域Ｈ２は半円筒形の形状を有することを認識されたい。感知領域Ｈ４は、図に示されない第４の数値に割り当てられる。感知領域Ｈ４から発せられる信号は、また、イネーブル信号と解釈することができる。感知領域Ｈ４は周期的にアクセスされることが考えられる。何らかの信号がある場合のみ、更なる位置決定処理が開始される。図９の構成は、やはり、次の条件を満たす。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ｌｏｇ２（８）≦４＜３・８１／３
３≦４＜６
これとともに、次の条件も満たす。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ｌｏｇ２（８）≦４≦１＋ｌｏｇ２（８）
３≦４≦４
【００４０】
最後に、上述の実施例は本発明を限定するのではなく、説明上のものであり、当業者は添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱することなく、多くの代替的実施例を設計することができることに留意されたい。特に、本発明を例示するために、単に物理特性のサンプルのみを明示的に言及したが、本発明の範囲はこれらの物理特性に限定されないことに留意されたい。当業者は、他の物理特性に本発明の原理を容易に適用することができる。請求項において、括弧内に示したいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈すべきではない。「備える」および「有する」等の語は、いかなる請求項、あるいは、明細書全体にリストされた要素以外の存在を除外するものではない。単一の要素の参照は、この種の要素の複数を参照することを除外せず、また、この逆も然りである。いくつかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアまたはソフトウェアの全く同一の項目によって具現化することができる。相互に異なる従属クレームにおいて、ある手段が詳述されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有効に使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】複数の遊技盤位置の１つに置かれたトークンの位置を特定する既知のアンテナ構成を有する遊技盤を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの遊技盤上にあるトークンの位置を特定する従来技術の走査プロセスを示すフローチャートである。
【図２Ａ】遊戯盤上にある複数の走査位置のうち１つに置かれたトークンの位置を特定する、本発明によるアンテナの構成を有する遊技盤を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの遊技盤上にあるトークンの位置を特定するための決定ツリーを示す。
【図３】ＡおよびＢは、それぞれ２個の領域を有するセンサＢを、それぞれ線図的に示す側面図および平面図である。
【図４】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置の線形的配列を示す図である。
【図５】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置の他の線形的配列を示す図である。
【図６】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置のさらに他の線形的配列を示す図である。
【図７】本発明により配置した感知領域により走査される３×２マトリクスの配列の走査位置を示す図である。
【図８】本発明によって構成される感知領域によって、走査される走査位置のさらに他の線形的配列を示す図である。
【図９】本発明によって構成される感知領域によって、走査される走査位置の空間配列を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査位置に割り当てられた物理特性を感知するシステムであって、感知領域内の物理特性を感知するように構成したセンサを備え、各前記感知領域が少なくとも1個の走査位置を掃引するように配置し、この感知領域が少なくとも1個の走査位置で相互に重なり合い、各走査位置が感知領域の一意のパターンで掃引されるようにした、感知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
感知領域を有するセンサを備えた感知システムが、一般に知られており、それらのセンサの感知領域は、行列形態に配列される。例えば、内蔵のＲＦＩＤタグを有する物体は、棚上またはロボット配送システムの特定端末における特別な位置にあることを、安価に特定することができ、こうした棚または端末は行列形態のアンテナの配列によって掃引される。各特別な位置は、１個の行アンテナと1個の列アンテナの交差によって定義される。この既知の原理を、４×４のマトリクスに構成した１６個の走査位置Ｐｉｊを有する遊技盤を示す、図１Ａに示す。内蔵のＲＦＩＤタグ２ａを有するトークン２は、これら走査位置Ｐｉｊのうち1個の位置に配置する。遊技盤１の走査位置Ｐｉｊは、列形態で順次隣接して配列された４個のアンテナ３Ａ〜３Ｄと、行形態で順次隣接して配列された４個のアンテナ３Ｅ〜３Ｈとによって走査される。遊技盤１の走査プロセスを図１Ｂのフローチャートに示す。はじめに、全ての列ｉを順次に駆動したアンテナ３Ａから３Ｄによって、第１列から第４列に対応するアンテナ３Ａから３Ｄの１個またはそれ以上が、ＲＦＩＤタグ２ａから信号を受信するか否かの問い合わせを行うことにより走査する。この事例では、第３列を走査するアンテナ３ＣだけがＲＦＩＤタグ２ａからの信号を受信する。次に、全ての行ｊを、連続的に駆動した第１行から第４行に対応するアンテナ３Ｅから３Ｈによって、これらアンテナ３Ｅから３Ｈの１個またはそれ以上が、ＲＦＩＤタグ２ａから信号を受信するか否かの問い合わせを行うことにより走査する。この例では、第２行を走査するアンテナ３ＦだけがＲＦＩＤタグ２ａからの信号を受信する。トークン２が存在する走査位置は、このように、走査位置Ｐ３２であるとして決定される。この結果を得るためには、８個の走査ステップを要することが分かる。
【０００３】
表面にＲＦＩＤタグを埋め込んだ物体の位置を見極めるために複数個の検出器に接続した複数個のアンテナを使用することができる。しかしながら、検出器を多数使うことで、コストは極めて高くなる。
【０００４】
既知の感知システムは、このように、センサが多数必要であり、そのために生産コストが非常に高くなってしまうという欠点があった。こうしたセンサを複数個の検出器に接続することが必要であり、それがさらに既知のシステムの生産コストを上げている。最後に、必要な走査ステップの数が多いことで、位置特定速度が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、第１および第２の段落で規定したタイプの感知システムを提供し、かつ上述の欠点を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明による感知システムは以下の構成とすることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、走査位置に割り当てられた物理特性を検出するシステムであって、感知領域内の物理特性を感知するように構成したセンサを備え、感知領域の各々が、少なくとも1個の走査位置を掃引するように感知領域を構成した該感知システムにおいて、この感知領域は、各走査位置が前記感知領域の一意なパターンによって掃引されるように、感知領域が少なくとも1個の走査位置で相互に重なり合うようにするとともに、以下の条件を満たすようにする。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
ｘ…前記走査位置の配列が広がる空間の次元数とする。
【０００８】
走査位置は、点、線、または、物理特性を感知できる３次元形態として規定することができる。物理特性の測定は、アナログ値に限られず、デジタル値または二進値（例えば、所定特性を有する物体の有無）にまで分解することができ、あるいは、二進値の状態変化（例えば、物体の出現または消滅など）とすることもできる。本明細書で使用する用語「物理特性」は、例えば、圧力、電気抵抗等を含むが、識別コードのようなようなものも含む。複数個の走査位置は、直線や曲線上に配列することもでき、あるいは、２次元、または、３次元形態に配列することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、走査位置における所定の物理特性を明確に感知し、また物理特性の位置を特定するために使用するセンサの数を、既知のシステムと比較して大幅に削減できるという効果を有する。センサの数が少なくなることで、センサから検出器への配線が少なくて済み、このため、製造コストを低減し、また、より小型のシステムを設計できるようになる。最終的に、直線上、平面上あるいは空間内に配列された、所定走査位置における物理特性の位置を決定するために、より少ない数の位置特定ステップを実行するだけでよいため、位置特定スピードを相当速めることができる。
【００１０】
本発明による感知システムは、例えば、その特性の値の一意な範囲または一意な識別番号などによって、各物理特性がセンサによって一意に認識可能であるならば、複数個の走査位置における１個の走査位置、もしくは、１個を除く全ての走査位置における物理特性の位置を決定する、または異なる走査位置における異なる物理特性の位置を順次に決定することに有用であることを理解されたい。
【００１１】
さらに、走査位置の形状およびアスペクト比に制限はなく、それらは、本発明の特定用途の必要に応じて選択することができることを理解されたい。さらにまた、走査位置の形状およびアスペクト比は、互いに異ならせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明感知システムの一実施態様においては、次の条件が満たすようにする。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
とする。
【００１３】
これらの手法は、感知領域の一意なパターンを最大限利用することができるという効果を有し、この結果、センサおよびセンサと検出器との間の配線に関しての冗長性を極めて低下させる、または、無くすることができる。
【００１４】
感知すべき物理特性としては、目的物のＲＦＩＤトランスポンダの識別コードがあり、また、センサを、ＲＦＩＤトランスポンダの識別コードを読み出すアンテナとして構成する。この種の感知システムは低い製造コストで極めて融通性がある。その理由は、ＲＦＩＤトランスポンダ（タグ）のアンテナが任意の形状およびアスペクト比で安く作ることができ、その結果、走査位置の様々な形状を本発明による1つの感知システムで検出することができるからであり、これは、システムをかなりの追加コストをかけずに、ほぼいかなる考え得るニーズにも適合させることができるという可能性を提供する。例えば、アンテナは、導線を曲げることによって、あるいは、キャリア上へ電気伝導ペーストまたはインクを塗布することによって、形成することができる。
【００１５】
本発明がＲＦＩＤタグの識別コードに限られない点には留意されたい。本発明の意味する物理特性としては、実際物体と関連付けたいかなるデータとすることもでき、そのデータは様々な方法で送信することができる。バーコードを有する物体をこの一例として挙げることができる。ここで、物体に関連するデータは、光学的に読み取る。磁気素子の一意な構成を備える物体もまた例として挙げることができ、ここで、その一意な構成により物体を識別することができる。最後に、能動型のトランスミッタを備える物体について言及すると、このトランスミッタは、例えば赤外線ダイオードによって、その物体の識別コードを順次ブロードキャスト送信する。とくに、最後の例は、物体の位置特定と物理特性の特定との間に明白な境界線がないことを示している。前記赤外線コードは、遊技盤上の物体から発するようにすることができる、すなわち、信号は、センサの近くで発生することができ、あるいは、「遠隔で」発生させることができる、すなわち、センサアレイ上の赤外線コードの位置は、所定物体の位置を直接意味しない。
【００１６】
本発明感知システムの更なる実施態様は、光度、光束、光量、波長または色、質量、力、圧力、流量、放射能、温度、電界の強さ、磁束、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、電流または電圧、などを検出するよう構成したセンサを有することができる。本発明は、このように、センサによって検出することができる多種多様な物理特性に適用できる。実際には、用途を制限するのは、センサのコストおよび入手可能性のみである。
【００１７】
本発明の有利な実施形態において、感知領域の感知結果を感知信号によって送信し、この感知信号を検出器に供給し、この検出器は、各感知信号を位置コードの異なる数値に割り当てるように構成する。これらの手法は、感知操作の結果は、物理特性が感知された走査位置か、または、物理特性が感知されなかった走査位置（ネガティブ感知）を、一意に規定する位置コードとなるという効果を有する。感知領域が一意なパターンで各走査位置上に重なり合い、各感知領域の感知結果が、位置コードの異なる数値に割り当てられるので、結果として得られる位置コードは、必然的に各走査位置に一意となる。しかし、以下の制約があることに留意すべきである。全ての走査位置を同じ物理特性のために感知する場合、その物理特性は走査位置のうち1個の位置において、または、１個を除く全ての走査位置においてのみ、現れることが許される。走査位置が異なる物理特性、例えばＲＦＩＤタグの異なる識別コードまたは光線の異なる色について、順次に感知する場合、異なる物理特性が異なる走査位置に現れることもある。
【００１８】
本発明感知システムは、感知信号からの二進値を区別し、その二進値を位置コードの各数値に割り当てるように構成した検出器を備えるものとし、これによって、二進値の位置コードを生成する。検出器は、感知結果を「感知」または「非感知」として解釈するかの識別に、所定の基準を適用し、各位置コードの数値に二進値結果を導入する。適切な基準の例としては、定められた閾値を超えたか、または、検出した識別コードが所定識別コードと一致するか、などが挙げられる。
【００１９】
本発明の感知システムの検出器が、離散的な数の感知信号を各位置コードの対応の数値に割り当てるように構成した場合、本発明の実施態様において幅広い種類のセンサを使用することができ、それらのセンサには、感知結果の二進値のＴＲＵＥ／ＦＡＬＳＥのみを伝達するデジタルセンサのみでなく、アナログセンサであって、そのアナログシグナルが検出器により変換され離散的な数となり、それが位置コードの各数値に導入されて、感知結果が高い解像度で評価できるようなアナログセンサも含む。
【００２０】
感知システムの配線を大幅に削減するために、複数の感知信号をマルチプレクサに供給し、このマルチプレクサの出力を検出器に供給する。センサは、このように検出器から十分に離して設置することができる。
【００２１】
現在の感知システムの更なる実施態様において、走査位置の全体を掃引する感知領域を有するセンサを設ける。これらの手法は、所定物理特性の正確な位置特定処理を行う前に、その特性がいずれかの走査位置に存在するかどうかを極めて速く決定するという効果をもたらす。これによって、処理速度を速めることが可能になる。上記で規定した態様および本発明の他の態様を、以下に示す例示的実施例から明らかであり、これらの例示的実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明を、以下の例示的実施例を参照して更に詳細に後述する。しかしながら、本発明は、これらの例示的実施例に限定するものではない。
【００２３】
図２Ａは、１６個の走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４（一般にＰ列‐行と表される）に分割した遊技盤１を示し、これら走査位置に、固有の特性を有する物体２を配置することができる。走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４は、４行４列のマトリクス状に配列される。遊戯盤１は、所定の物理特性を感知する、本発明による感知システムを有する。この実施例において、感知システムは、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４のうち１個位置における所定の物理特性を有する物体２の位置を特定するシステムとして構成される。例えば、物体２は、内蔵型のＲＦＩＤタグを有するトークンとして構成することができる。後述するように、各走査位置は、一意な２進位置コードＢＣ（図２Ｂを参照）によって識別される。物体２の位置を特定するシステムは、複数個のセンサＡ１〜Ａ５を備え、これらセンサは、この実施例ではＲＦＩＤタグ２ａを読み出すためのアンテナとして構成する。厳密に言えば、センサＡ１〜Ａ５は、物体２の特性を感知するための感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５を有するループアンテナとして構成し、この実施例における特性はＲＦＩＤタグ２ａから読み出すべき識別コードとする。ＲＦＩＤタグに格納される識別コードは通常一意であることに留意する必要があり、遊戯盤１に１個以上のトークンを配置するよう実施でき、各トークンに一意な識別コードを有するＲＦＩＤタグを持たせ、各トークンに対する位置特定処理を繰り返し行うことにより全てのトークンの位置特定をすることができる。本発明のこの実施例において、センサＡ１〜Ａ５のアンテナループの形状は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５に一致するが、このことは必須の特徴ではないことにも、さらに留意されたい。
【００２４】
本発明によれば、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の構成は、各感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５が、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の少なくとも１つを掃引するように構成する。この実施例において、感知領域ＡＲ１は、以下に説明する特別な感知領域であって、遊戯盤１全体、すなわち、全ての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４を掃引する。センサＡ２の感知領域ＡＲ２は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を掃引する。センサＡ３の感知領域ＡＲ３は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４１，４２を掃引する。センサＡ４の感知領域ＡＲ４は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ３１、Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を掃引する。センサＡ５の感知領域ＡＲ５は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１３，Ｐ２１、Ｐ２３，Ｐ３１，Ｐ３３，Ｐ４１、Ｐ４３を掃引する。さらにまた、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５は、走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の少なくともいくつかで互いに重なり合い、各走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の１つまたは組み合わせであって、他の全ての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４についての感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の１つまたはその組み合わせとは異なる感知領域によって掃引され、それによって、すべての走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４が、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の一意のパターンによって掃引され、ここで次の条件が満たされる。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ここで、ｉは感知領域の数（ここでは５）、ｎは走査位置の数（ここでは１６）、および、ｘは走査位置の構成が広がる空間次元の数（ここでは２）であるから、
ｌｏｇ２（１６）≦５＜２・１６１／２
それ故
４≦５＜８
となる。
【００２５】
アンテナとして構成したセンサＡ１〜Ａ５を順次に付勢して電磁場を放射し、この電磁場は、１つ以上のセンサＡ１〜Ａ５の感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内にＲＦＩＤタグ２ａが存在するときに、このＲＦＩＤタグ２ａによりの識別コードに従って変調される。各センサＡ１〜Ａ５は、電磁場がＲＦＩＤタグ２ａにより変調されているか、変調されていないかを示す情報を含む感知信号ＡＳ１〜ＡＳ５を出力し、この結果、これらのセンサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５から、ＲＦＩＤタグ２ａを有する物体２がセンサＡ１〜Ａ５の対応する感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内にあるか否かを導き出すことができる。この実施例において、センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５は、ＲＦＩＤタグ２ａの固有の識別コードを導き出すことができる情報を含むことができる。
【００２６】
センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５は、検出器４に接続したマルチプレクサＭＵＸに供給される。検出器４は、センサＡ１〜Ａ５の順次付勢を制御し、センサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５に含まれた情報を分析して、物体２が実際に遊戯盤１の上に位置している場合には、物体が存在する走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の位置を特定する。本発明のこの実施例において、検出器４はセンサ信号ＡＳ１〜ＡＳ５を識別し、物体２の特性が各感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５において感知されたか否かを示す２進値に基づいて識別する。この区別をするために、検出器４は、ＲＦＩＤタグ２ａの識別コードを感知したかの基準、また、感知したならば、それが所定の識別コードに対応するかの基準を適用する。検出器４は、位置特定処理の結果を２進値の位置コードＢＣとして出力し、各数値を異なる感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５に割り当て、その結果、位置コードＢＣは物体２が置かれた走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４の１つを一意に識別するか、あるいは、遊戯盤上に物体が見つからない場合は、ｎｕｌｌ（空）信号を出力する（図２Ａを参照）。
【００２７】
つぎに、検出器４の動作モードを、図２Ｂに示す決定ツリーにつき詳細に説明する。まず、検出器４は、その感知領域ＡＲ１が遊戯盤１全体を掃引するセンサＡ１を付勢する、すなわち、物体２があるか全体の領域を走査する。センサＡ１によって出力される感知信号ＡＳ１が、遊戯盤１上に物体２がないことを示す場合は、検出器４は直ちに位置特定処理を終了し、物体２が無いことを示すｎｕｌｌ（空）信号を出力する。必要とされる反応速度に依存した待ち時間の後、センサＡ１は再び問い合わせを行う。しかし、感知信号ＡＳ１が、遊戯盤１上のどこかに物体２があることを示す場合は、実質的な位置特定処理を開始する。この目的のために、検出器４は、各センサ信号ＡＳ２〜ＡＳ５（２進値に変換される）に２進値の位置コードＢＣの数値を割り当て、順次にセンサＡ２〜Ａ５を付勢し、出力感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５の問い合わせをする。各センサＡ２〜Ａ５の感知領域ＡＲ２〜ＡＲ５内に物体２が存在することを示す各感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５について、２進値位置コードＢＣの割り当てられた数値は、１に設定される。他方で、各センサＡ２〜Ａ５の感知領域ＡＲ２〜ＡＲ５内に物体２が存在しないことを示す各感知信号ＡＳ２〜ＡＳ５について、２進値位置コードＢＣに割り当てられた数値は、０に設定される。図２Ｂは、対応する走査位置Ｐ１１〜Ｐ４４と共に２進値による位置コードＢＣの全ての値を含む表である。この表によれば、位置特定処理が５個の位置特定ステップに削減されことが分かり、これは、４×４マトリクスに配置した１６個の走査位置を有する領域を走査するために、８個の位置特定ステップが必要となる従来技術の行と列によるセンサの構成と比較して、処理が相当速くなる。
【００２８】
この実施例において、遊戯盤１上のどこに物体２が存在するかをすばやく検出するために、特別なセンサＡ１を設けるが、このセンサＡ１は多くの場合省略することもできることも。走査位置Ｐ４４が位置特定から除外することが容認できる場合、検出器４は、上述のようにセンサＡ２〜Ａ５を用いた位置特定処理を実行するよう構成し、しかし、センサ信号ＡＳ２〜ＡＳ５のいずれもそのような物体２の存在を示さない場合には遊戯盤１上には物体２は存在しないと結論づける。この場合、二進値の位置コードＢＣの代わりに、ｎｕｌｌ（空）コードが出力される。もちろん、値００００をもつ２進値の位置コードＢＣを、ｎｕｌｌ（空）信号の代わりに供給することもできる。一方で、遊戯盤１上に物体２があることが保証されている場合も、センサＡ１の必要はない。
【００２９】
本発明による感知システムは、負論理システムに対して適用することができ、このとき、センサＡ１〜Ａ５は、感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５内に感知すべき物体２の特性が感知できなかった場合のみ、感知信号ＡＳ１〜ＡＳ５を出力するよう設計することもできる。
【００３０】
また、本発明のいくつかの適用例において、正確な走査位置を感知する必要がなく、例えば物体２を配置する遊戯盤１上の象限を感知するだけで十分とすることもできる。そのような応用例では、感知システムは、必要な精度に達したときにいつでも停止を決定することができる。
【００３１】
感知領域ＡＲ１〜ＡＲ５の構成がそのようになっているので、次の不等式もまた成り立ち、これは、感知領域の冗長度を最小にする手法である。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ここで、ｌｏｇ２は２の底に対する対数（logarithm）の省略形であり、ｉは感知領域の数（ここでは５）であり、ｎは走査位置の数（ここでは１６）である。それゆえ、
４≦５≦１＋４
となる。
【００３２】
図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、センサＢが１個以上の感知領域（ここではＢＲ１，ＢＲ２の２個の感知領域）を生じ、ＢＲ１，ＢＲ２の感知領域の形状およびアスペクト比はセンサＢと一致する必要がないことを、側面図および平面図で示す。感知信号ＢＳ１，ＢＳ２を、個々の感知領域ＢＲ１，ＢＲ２ごとに生成する。この種のセンサＢの例としては、２つの感光素子を有する光センサがある。さらに、この素子の視角が異なることも考えられる。それゆえに、本発明の感知システムは、異なるレンズを有する同一の光学感知素子を有し、これにより、異なる感知領域ＢＲ１，ＢＲ２のパターンを生ずるよう構成することができる。
【００３３】
本発明の実施例による他の走査位置配列、ならびに、感知領域配列および形状について以下に説明する。
【実施例２】
【００３４】
図４は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｃ１は、走査位置Ｐ１，Ｐ２を掃引する。感知領域Ｃ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｃ３は、４個のすべての走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、二進値の位置コードの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｃ１には、第１の（最も低い）数値が割り当てられ、感知領域Ｃ２には第２の数値が、感知領域Ｃ３には第３の（最も高い）数値が割り当てられる。感知領域のパターンＣ１〜Ｃ３、および、その結果得られる二進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｃ１〜Ｃ３の配列によって、走査位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに対して一意となる。
【実施例３】
【００３５】
図５は、走査位置Ｐ１〜Ｐ５の他の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ５を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｄ１は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｄ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｄ３は、走査位置Ｐ３〜Ｐ５を掃引する。感知領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の出力は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｄ２は、第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｄ３は第２の数値が、感知領域Ｄ３は第３の数値が割り当てられる。感知領域Ｄ１〜Ｄ３のパターン、および、そこから結果として得られる二進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｄ１〜Ｄ３の配列によって、各走査位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれについて一意となる。
【実施例４】
【００３６】
図６は、さらに他の走査位置Ｐ１〜Ｐ４の線形的配列を示す。本発明によれば、３個の感知領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｅ１は、走査位置Ｐ１およびＰ３を掃引する。（それらが互いに隣接していないことに留意べきである。）感知領域Ｅ２は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｅ３は、走査位置Ｐ４のみを掃引する。感知領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の出力は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｅ１は第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｅ２は、第２の数値に、感知領域Ｅ３は第３の数値に割り当てられる。
【実施例５】
【００３７】
図７は、３×２のマトリクスにおける走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２の構成を示す。本発明によれば、３つの感知領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を設け、走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２を走査して特定の物理特性を感知するようにする。感知領域Ｆ１は、走査位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を掃引する。感知領域Ｆ２は、走査位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１を掃引する。感知領域Ｆ３は、走査位置Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ３２を掃引する。感知領域Ｆ２，Ｆ３のＬ字型形状の構成および走査位置Ｐ１１〜Ｐ３２の大きさが変化することが、とくに顕著である。感知領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｆ１は第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｆ２は第２の数値に、感知領域Ｆ３は第３の数値に割り当てられる。
【実施例６】
【００３８】
図８は走査位置Ｐ１〜Ｐ４の他の線形的配列である。本発明によれば、これら３個の感知領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を設け、走査位置Ｐ１〜Ｐ４を走査して特定の物理特性を感知するようにする。本発明のこの実施例は、走査位置Ｐ１〜Ｐ４および感知領域Ｇ１〜Ｇ３の形状は、直角形構成に限定されず、任意に選択できることを示す。感知領域Ｇ１は、走査位置Ｐ２，Ｐ３を掃引する。感知領域Ｇ２は、走査位置Ｐ３，Ｐ４を掃引する。感知領域Ｇ３は、全ての走査位置Ｐ１〜Ｐ４を掃引する。感知領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、二進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられる。ここで、感知領域Ｇ１は、第１の数値に割り当てられ、感知領域Ｇ２は第２の数値に、感知領域Ｇ３は第３の数値に割り当てられる。また、感知領域Ｇ１〜Ｇ３のパターン、および、その結果得られる２進値の位置コードＢＣは、本発明の感知領域Ｇ１〜Ｇ３の配置によって、各操作位置Ｐ１〜Ｐ４について一意となる。
【実施例７】
【００３９】
最後に、図９は、８個の走査位置の空間的配列を示し、これは一般にＰｉｊｋで指定する。本発明によれば、４個の感知領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を設け、異なる次元の方向から８個の走査位置Ｐｉｊｋを走査する。感知領域Ｈ１〜Ｈ４の出力は、２進値の位置コードＢＣの異なる数値に割り当てられ、感知領域Ｈ１は第１の数値に、感知領域Ｈ２は第２の数値に、感知領域Ｈ３は第３の数値に割り当てられる。感知領域Ｈ２は半円筒形の形状を有することを認識されたい。感知領域Ｈ４は、図に示されない第４の数値に割り当てられる。感知領域Ｈ４から発せられる信号は、また、イネーブル信号と解釈することができる。感知領域Ｈ４は周期的にアクセスされることが考えられる。何らかの信号がある場合のみ、更なる位置決定処理が開始される。図９の構成は、やはり、次の条件を満たす。すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ｌｏｇ２（８）≦４＜３・８１／３
３≦４＜６
これとともに、次の条件も満たす。
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ｌｏｇ２（８）≦４≦１＋ｌｏｇ２（８）
３≦４≦４
【００４０】
最後に、上述の実施例は本発明を限定するのではなく、説明上のものであり、当業者は添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱することなく、多くの代替的実施例を設計することができることに留意されたい。特に、本発明を例示するために、単に物理特性のサンプルのみを明示的に言及したが、本発明の範囲はこれらの物理特性に限定されないことに留意されたい。当業者は、他の物理特性に本発明の原理を容易に適用することができる。請求項において、括弧内に示したいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈すべきではない。「備える」および「有する」等の語は、いかなる請求項、あるいは、明細書全体にリストされた要素以外の存在を除外するものではない。単一の要素の参照は、この種の要素の複数を参照することを除外せず、また、この逆も然りである。いくつかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアまたはソフトウェアの全く同一の項目によって具現化することができる。相互に異なる従属クレームにおいて、ある手段が詳述されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有効に使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】複数の遊技盤位置の１つに置かれたトークンの位置を特定する既知のアンテナ構成を有する遊技盤を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの遊技盤上にあるトークンの位置を特定する従来技術の走査プロセスを示すフローチャートである。
【図２Ａ】遊戯盤上にある複数の走査位置のうち１つに置かれたトークンの位置を特定する、本発明によるアンテナの構成を有する遊技盤を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの遊技盤上にあるトークンの位置を特定するための決定ツリーを示す。
【図３】ＡおよびＢは、それぞれ２個の領域を有するセンサＢを、それぞれ線図的に示す側面図および平面図である。
【図４】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置の線形的配列を示す図である。
【図５】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置の他の線形的配列を示す図である。
【図６】本発明によって構成される感知領域により走査される走査位置のさらに他の線形的配列を示す図である。
【図７】本発明により配置した感知領域により走査される３×２マトリクスの配列の走査位置を示す図である。
【図８】本発明によって構成される感知領域によって、走査される走査位置のさらに他の線形的配列を示す図である。
【図９】本発明によって構成される感知領域によって、走査される走査位置の空間配列を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査位置に割り当てられた物理特性を感知するシステムであって、感知領域内の前記物理特性を感知するように構成したセンサを備えた該感知システムにおいて、前記感知領域の各々が、少なくとも1個の走査位置を掃引するように前記感知領域を構成し、前記感知領域は、各走査位置が前記感知領域の一意なパターンによって掃引されるように、前記感知領域を少なくとも1つの走査位置で相互に重なり合うようにするとともに、以下の条件を満たすようにした、すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
ｘ…前記走査位置の配列が広がる空間の次元数
としたことを特徴とする感知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の感知システムにおいて、以下の条件を満たすようにした、すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
としたことを特徴とする感知システム。
【請求項３】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記物理特性を、物体のＲＦＩＤトランスポンダの識別コードをとし、前記センサは前記ＲＦＩＤトランスポンダの識別コードを読み出すよう設計したアンテナとして構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記物理特性を、光度、光束、光量、波長または色、質量、力、圧力、流量、放射能、温度、電界の強さ、磁束、抵抗、インダクタンス、容量、電流または電圧とし、前記センサは前記物理特性を検出するよう構成されたことを特徴とする感知システム。
【請求項５】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記感知領域の感知結果を感知信号によって送信し、この感知信号を検出器に供給し、この検出器は、各感知信号を位置コードの異なる数値に割り当てるよう構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項６】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記検出器は、前記感知信号から２進値を識別し、この２進値を位置コードの対応の数値に割り当てるよう構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項７】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記検出器は、離散的な数値としての前記感知信号を前記位置コードの対応の数値に割り当てるように構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項８】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記感知信号をマルチプレクサに供給し、このマルチプレクサの出力を前記検出器に供給することを特徴とする感知システム。
【請求項９】
請求項１に記載の感知システムにおいて、走査位置の全てを掃引する感知領域を備えたセンサを設けたことを特徴とする感知システム。
【請求項１】
走査位置に割り当てられた物理特性を感知するシステムであって、感知領域内の前記物理特性を感知するように構成したセンサを備えた該感知システムにおいて、前記感知領域の各々が、少なくとも1個の走査位置を掃引するように前記感知領域を構成し、前記感知領域は、各走査位置が前記感知領域の一意なパターンによって掃引されるように、前記感知領域を少なくとも1つの走査位置で相互に重なり合うようにするとともに、以下の条件を満たすようにした、すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ＜ｘ・ｎ１／ｘ
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
ｘ…前記走査位置の配列が広がる空間の次元数
としたことを特徴とする感知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の感知システムにおいて、以下の条件を満たすようにした、すなわち、
ｌｏｇ２（ｎ）≦ｉ≦１＋ｌｏｇ２（ｎ）
ただし、
ｉ…感知領域の数
ｎ…走査位置の数
としたことを特徴とする感知システム。
【請求項３】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記物理特性を、物体のＲＦＩＤトランスポンダの識別コードをとし、前記センサは前記ＲＦＩＤトランスポンダの識別コードを読み出すよう設計したアンテナとして構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記物理特性を、光度、光束、光量、波長または色、質量、力、圧力、流量、放射能、温度、電界の強さ、磁束、抵抗、インダクタンス、容量、電流または電圧とし、前記センサは前記物理特性を検出するよう構成されたことを特徴とする感知システム。
【請求項５】
請求項１に記載の感知システムにおいて、前記感知領域の感知結果を感知信号によって送信し、この感知信号を検出器に供給し、この検出器は、各感知信号を位置コードの異なる数値に割り当てるよう構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項６】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記検出器は、前記感知信号から２進値を識別し、この２進値を位置コードの対応の数値に割り当てるよう構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項７】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記検出器は、離散的な数値としての前記感知信号を前記位置コードの対応の数値に割り当てるように構成したことを特徴とする感知システム。
【請求項８】
請求項５に記載の感知システムにおいて、前記感知信号をマルチプレクサに供給し、このマルチプレクサの出力を前記検出器に供給することを特徴とする感知システム。
【請求項９】
請求項１に記載の感知システムにおいて、走査位置の全てを掃引する感知領域を備えたセンサを設けたことを特徴とする感知システム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００８−５３６１３７（Ｐ２００８−５３６１３７Ａ）
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０６０１０（Ｐ２００８−５０６０１０）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５１０３０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０９２１１
【国際公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（５０７２１９４９１）エヌエックスピー ビー ヴィ (657)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５１０３０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０９２１１
【国際公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【出願人】（５０７２１９４９１）エヌエックスピー ビー ヴィ (657)
【Ｆターム（参考）】
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