(57)【要約】  近接無線通信を利用した情報処理装置を提供する。  情報処理装置は、操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識部を具備する。前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記検出結果に基づいて、前記物体に含まれる前記金属部分が載せられている静電容量センサの位置と向きを認識し、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記検出結果に基づいて、前記金属部分の静電容量センサ間の間隔未満の位置と向きを認識する。
2018179837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部と、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識部と、
を具備する情報処理装置。
【請求項２】
前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置を認識する、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記認識部は、物体に含まれる金属部分と同程度の面積からなる静電容量センサのマトリックスのうち、静電容量センサの検出値の合計が最大又は所定の閾値を上回るマトリックスの位置を物体の第１の位置として認識する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記認識部は、検出値の合計が所定の閾値を下回るまで、すべて物体の第１の位置の認識処理を行なう、
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記認証部は、２以上の物体が重ならないように載せられているものとして物体の第１の位置の認識処理を実行する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第１の位置における物体の第１の向きをさらに認識する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記認識部は、第１の位置にて物体が載せられていると認識される静電容量センサのマトリックスの行毎の検出値の合計値と列毎の検出値の比較結果に基づいて、物体が縦置き又は横置きのいずれの状態であるかを第１の向きとして認識する、
請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置からの静電容量センサ間の間隔内の偏りを含む第２の位置を認識する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出して、領域間での合計値を比較した結果に基づいて、物体の第２の位置を認識する、
請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第２の位置における物体の第２の向きをさらに認識する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出し、各特徴点を含む領域を左右に分けて左側の領域間で合計値の差分と右側の領域間で合計値の差分を大小比較した結果に基づいて、物体の第２の向きを認識する、
請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
外部装置と接続する接続部をさらに備え、
前記接続部を介して前記認識部による認識結果を前記外部装置に通知する、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
複数のアンテナ・コイルを有するリーダ／ライタ部と、
前記認識部による認識結果に基づいて、物体に含まれるＲＦＩＤタグとの近接無線通信に用いるアンテナ・コイルを切り替える制御部と、
をさらに備える請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
外部装置と接続する接続部をさらに備え、
前記リーダ／ライタ部が前記ＲＦＩＤタグから読み取った情報を前記接続部から前記外部装置に送信し、又は、前記接続部を介して前記外部装置から受信した情報を前記リーダ／ライタ部が前記ＲＦＩＤタグに記録する、
請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部を備えた情報処理装置の制御方法であって、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識ステップを有する情報処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、近接無線通信を利用した情報処理装置及び情報処理装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かつては、独楽やメンコ、剣玉、ビー玉、ベーゴマといった遊戯具すなわち物を使った遊びが盛んであった。情報技術が発達した昨今においては、物を使って遊ぶ機会は少なくなり、これに代わって、老若男女を問わず、スマートフォンやタブレットなどの情報端末を利用してゲームを楽しむ機会が多くなってきている。【０００３】
その一方において、情報端末上で実行されるデジタルのゲームと、物を使った遊戯とを融合しようとする試み（プロジェクト）も行なわれている。具体的には、デジタル化されたゲーム内で使用されるキャラクターや武器、戦利品など本来は仮想的なデジタル情報を、カードやフィギュアなどの実在する有形物として扱えるようにする。【０００４】
例えば、カードやフィギュアなどの物体の中にＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）タグを内蔵若しくは埋設するとともに、スマートフォンやタブレットなどの情報端末（若しくは、ゲーム機本体）にタグ用のリーダ／ライタを無線又は有線で外部接続する。ゲームのプレイヤーであるユーザは、ゲーム中に適宜、カードやフィギュアをリーダ／ライタ上に載せる。そして、情報端末は、実行中のゲームの進行（キャラクターの成長、武器の消耗、戦利品の獲得など）に従って、リーダ／ライタを介して、カードやフィギュア内のＲＦＩＤタグから情報を読み取り、あるいはＲＦＩＤタグの情報を書き換える（例えば、特許文献１を参照のこと）。【０００５】
なお、ＲＦＩＤタグに対して情報の読み出し及び書込みの双方が可能なリーダ／ライタではなく、読み出し機能のみを持つリーダを上記のようなゲームに利用するケースも想定される。但し、以下では便宜上、リーダ／ライタ及びリーダを合わせて「リーダ／ライタ」と呼ぶことにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１７７８１４号公報
【特許文献２】特開２０１６−６６１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書で開示する技術の目的は、近接無線通信を利用した情報処理装置及び情報処理装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する技術は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、
操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部と、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識部と、
を具備する情報処理装置である。【０００９】
前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置を認識することができる。具体的には、前記認識部は、物体に含まれる金属部分と同程度の面積からなる静電容量センサのマトリックスのうち、静電容量センサの検出値の合計が最大又は所定の閾値を上回るマトリックスの位置を物体の第１の位置として認識する。【００１０】
また、前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第１の位置における物体の第１の向きをさらに認識することができる。具体的には、前記認識部は、第１の位置にて物体が載せられていると認識される静電容量センサのマトリックスの行毎の検出値の合計値と列毎の検出値の比較結果に基づいて、物体が縦置き又は横置きのいずれの状態であるかを第１の向きとして認識する。【００１１】
また、前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置からの静電容量センサ間の間隔内の偏りを含む第２の位置を認識することができる。具体的は、前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出して、領域間での合計値を比較した結果に基づいて、物体の第２の位置を認識する。【００１２】
また、前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第２の位置における物体の第２の向きをさらに認識することができる。具体的には、前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出し、各特徴点を含む領域を左右に分けて左側の領域間で合計値の差分と右側の領域間で合計値の差分を大小比較した結果に基づいて、物体の第２の向きを認識する。【００１３】
また、本明細書で開示する技術の第２の側面は、操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部を備えた情報処理装置の制御方法であって、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識ステップを有する情報処理装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書で開示する技術によれば、近接無線通信を利用するカードの位置や向きを好適に認識することができる情報処理装置及び情報処理装置の制御方法を提供することができる。【００１５】
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。【００１６】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、近接無線通信技術を利用して、ゲームなどのアプリケーションを実施可能な情報処理システム１００の外観構成を例示した図である。
【図２】図２は、１人のユーザが情報処理システム１００を用いてゲームを行なっている様子を例示した図である。
【図３】図３は、２人のユーザが情報処理システム１００を用いてゲームを行なっている様子を例示した図である。
【図４】図４は、パッド３００上でのカード４００の操作例（パッド３００上にカード４００を載せる）を示した図である。
【図５】図５は、パッド３００上でのカード４００の操作例（パッド３００上からカード４００を外す）を示した図である。
【図６】図６は、パッド３００上でのカード４００の操作例（パッド３００上でカード４００の位置を変更する）を示した図である。
【図７】図７は、パッド３００上でのカード４００の操作例（パッド３００上でカード４００を上下左右又は斜め方向に動かす）を示した図である。
【図８】図８は、パッド３００上でのカード４００の操作例（パッド３００上でカード４００を横にする）を示した図である。
【図９】図９は、ゲーム機本体２００側でのカード４００に対応したインタラクションを例示した図である。
【図１０】図１０は、情報処理システム１００の機能的構成を模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、パッド３００内のリーダ／ライタ部３０２と、カード４００内のＲＦＩＤタグ４０１間で近接無線通信を行なうための機能的構成を示した図である。
【図１２】図１２は、パッド３００の断面構造を模式的に示した図である。
【図１３】図１３は、カード検出部３０３の内部を上面から眺めた様子を示した図である。
【図１４】図１４は、カード検出部３０３上にカード４００が載せられた様子を示した図である。
【図１５】図１５は、カード４００の設計を説明するための図である。
【図１６】図１６は、カード４００の設計を説明するための図である。
【図１７】図１７は、カード４００の設計を説明するための図である。
【図１８】図１８は、カード４００の設計を説明するための図である。
【図１９】図１９は、パッド３００内の制御部３０１の機能的構成を模式的に示した図である。
【図２０】図２０は、カード４００の大まかな位置を認識するための処理方法を説明するための図である。
【図２１】図２１は、カード４００の大まかな位置を認識するための処理方法を説明するための図である。
【図２２】図２２は、カード４００の大まかな位置を認識するための処理方法を説明するための図である。
【図２３】図２３は、カード４００の大まかな向きを認識するための処理方法を説明するための図である。
【図２４】図２４は、カード４００の詳細な位置を認識するための処理方法を説明するための図である。
【図２５】図２５は、カード４００の詳細な向きを認識するための処理方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
Ａ．物と融合したゲーム
デジタル化されたゲーム内で使用されるキャラクターや武器、戦利品など本来は仮想的なデジタル情報を、カードやフィギュアなどの実在する有形物として扱えるようにして、情報端末上で実行されるデジタルのゲームと、物を使った遊戯とを融合しようとする試みが進められている。
【００２０】
例えば、カードやフィギュアなどの実在化した物体の中にＲＦＩＤタグを内蔵若しくは埋設するとともに、スマートフォンやタブレットなどの情報端末（若しくは、ゲーム機本体）にリーダ／ライタを無線又は有線で外部接続する。ゲームのプレイヤーであるユーザは、ゲーム中に適宜、カードやフィギュアなどをリーダ／ライタ上に載せる。そして、情報端末は、実行中のゲームの進行（キャラクターの成長、武器の消耗、戦利品の獲得など）に従って、リーダ／ライタを介して、カードやフィギュア内のＲＦＩＤタグから情報を読み取り、あるいはＲＦＩＤタグの情報を書き換える。
【００２１】
以下では、便宜上、主にカードを利用したゲームを想定して説明する。カードの表面には、該当するキャラクターや武器、戦利品などを表す絵柄が券面印刷などにより描かれていることを想定している。また、１枚のカードを裏返して使用するというアプリケーションを想定して、両面に絵柄が描かれていてもよい。なお、カードは、紙製であることを想定しているが、勿論、樹脂製やラミネート加工されたカードであってもよい。
【００２２】
Ｂ．システム構成
図１には、近接無線通信技術を利用して、ゲームなどのアプリケーションを実施可能な情報処理システム１００の外観構成を例示している。また、図２には、１人のユーザが情報処理システム１００を用いてゲームを行なっている様子を例示している。
【００２３】
図示の情報処理システム１００は、ゲーム機本体２００と、パッド３００で構成される。ゲーム機本体２００は、例えば、スマートフォンやタブレットなどといった汎用の情報端末などからなり、ゲーム・アプリケーションを実行している。ゲーム機本体２００の上面は、ゲームの映像を表示する画面２０１となっている。画面２０１は、タッチパネル式のディスプレイでもよく、ゲームのプレイヤーであるユーザは画面２０１に対して直接指先で入力操作することができる。
【００２４】
一方、パッド３００は、ゲームのプレイヤーであるユーザが、キャラクターや武器、戦利品に相当するカード４００−１、４００−２、…を載せるなどの操作を行なう、プレート状の装置である。後述するように、パッド３００内では、各カード４００−１、４００−２、…に埋設されたＲＦＩＤタグと通信するためのアンテナ・コイルを２次元アレイ状に配置されている。
【００２５】
パッド３００を、情報端末の外付け装置として捉えることもできる。ゲーム機本体２００とパッド３００間は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信を介して相互接続されている。勿論、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）などのケーブルを使ってゲーム機本体２００とパッド３００間を有線接続するという形態も考えられる。また、ゲーム機本体２００は、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）やイーサネット（登録商標）ケーブルを介して、インターネットなどの広域ネットワークに接続されていることを想定している。
【００２６】
図３には、情報処理システム１００の変形例を示している。図１に示した例では、１人のユーザがパッド３００上でカードを操作しながら、ゲーム機本体２００で実行されるゲームを楽しんでいる。これに対し、図２に示す例では、２人のユーザが各自に専用のパッド３００−１、３００−２をそれぞれ使ってカードを操作しながら、ゲーム機本体２００で実行されるゲームに参加している。言い換えれば、図３は、ゲームの参加者毎にパッド３００を増設する利用形態を示している。各パッド３００−１、３００−２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信を介してゲーム機本体２００と相互接続されている（同上）。
【００２７】
なお、図示を省略するが、ゲームに参加するプレイヤーの人数に応じて、ゲーム機本体２００に接続するパッド３００を増設していってもよい。あるいは、ゲームに参加するプレイヤーの人数に拘わらずパッド３００を増設せず、複数のプレイヤーが１台のパッド３００を共用してゲームを行なうという利用形態も想定される。
【００２８】
図４〜図８には、パッド３００上でのカード４００の操作例をそれぞれ示している。ゲームのプレイヤーであるユーザは、パッド３００上にカード４００を載せる（図４を参照のこと）、パッド３００上からカード４００を外す（図５を参照のこと）、パッド３００上でカード４００の位置を変更する（図６を参照のこと）、パッド３００上でカード４００を上下左右又は斜め方向に動かす（図７を参照のこと）、パッド３００上でカード４００を縦置きから横置きに変える（若しくは、回転させる）（図８を参照のこと）、パッド３００上でカード４００を裏返す（図示しない）、といったカード４００の操作を行なうことができる。
【００２９】
ゲーム機本体２００側では、パッド３００上に載せられたカード４００内のＲＦＩＤタグから読み取った情報に基づいて、画面２０１上の映像や音声出力を制御して、カード４００に対応したゲームの映像や音声によるインタラクションを実現することができる。例えば、ゲーム機本体２００側では、カード４００の表面に描かれた絵柄に対応するキャラクターの映像を画面２０１に出現させる（図９を参照のこと）。
【００３０】
また、ゲーム機本体２００は、パッド３００上からカード４００を外す、カード４００の位置を変更する、カード４００を上下左右又は斜め方向に動かす、カード４００を横にする、カード４００を裏返す（図４〜図８を参照のこと）、といったパッド３００上でのカード４００のユーザ操作に応答して、ゲームの映像や音声によるインタラクションを実現することができる。例えば、ユーザがパッド３００上に載せたカード４００の種類や、パッド３００上にカード４００を載せた位置や向き、パッド３００上でのカード４００の動きに応じて、ゲーム機本体２００は、ゲームの画面や進行を切り替えるなど、映像や音声の出力を制御する。
【００３１】
また、ゲーム機本体２００は、ゲームの進行に伴って、キャラクターの状態（成長の度合い、感情、疲労度など）やゲームの得点などの情報を、パッド３００を介してカード４００内のＲＦＩＤタグに記録することができる。
【００３２】
図１０には、情報処理システム１００の機能的構成を模式的に示している。同図に示す情報処理システム１００は、図１に示したゲーム機本体２００、パッド３００及びカード４００の他に、サーバ５００をさらに含んでいる。サーバ５００は、例えばインターネットなどの広域ネットワーク上に設置されている。ゲーム機本体２００は、Ｗｉ−Ｆｉやイーサネット（登録商標）ケーブルを通じて外部ネットワークに接続され、サーバ５００と相互通信することができる。
【００３３】
情報処理システム１００を構成する各装置の機能的構成について、以下で詳細に説明する。
【００３４】
ゲーム機本体２００は、例えばスマートフォンやタブレットなどの情報端末としても構成されるが、制御部２１１と、表示部２１２と、音声出力部２１３と、入力部２１４と、ネットワーク接続部２１５と、接続制御部２１６を備えている。
【００３５】
制御部２１１は、ゲーム・アプリケーションを実行するとともに、ゲーム機本体２００内の各部の動作を統括的にコントロールする。ゲーム・アプリケーションは、例えば、インターネット上の所定のサイトからネットワーク接続部２１５を介してダウンロードすることができる。あるいは、ゲーム機本体２００がゲーム・アプリケーション用のカートリッジを装填するスロット（図示しない）を装備し、このスロットに装填されたカートリッジから読み出したゲーム・アプリケーションを制御部２１１が実行するように構成することもできる。
【００３６】
表示部２１２は、画面２０１（前述）を備え、ゲームの映像など制御部２１１による処理結果を表示出力する。また、音声出力部２１３は、ゲームの音声などゲームの映像など制御部２１１による処理結果を音声出力する。また、図示しないが、ゲーム機本体２００は、ハブティクスを利用した出力デバイスをさらに装備していてもよい。
【００３７】
入力部２１４は、例えば画面２０１の表面に重畳されたタッチパネルからなり、ゲームのプレイヤーであるユーザはタッチパネルを介してゲームのコマンドなどの入力操作を行なうことができる。また、入力部２１４は、スピーカーなどを備え、ユーザから音声コマンドを入力するように構成することもできる。ゲーム機本体２００は、入力部２１４として、さらに、ジョイスティックやゲーム用のコントローラーを装備していてもよい。
【００３８】
ネットワーク接続部２１５は、Ｗｉ−Ｆｉやイーサネット（登録商標）といった、無線若しくは有線のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に対応しており、ゲーム機本体２００が設置された場所（家庭内など）に敷設されたＬＡＮに接続することができ、さらにＬＡＮ経由でインターネットなどの広域ネットワークに接続することができる。
【００３９】
接続制御部２１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信、あるいはＵＳＢなどのケーブルを使ってパッド３００と相互接続し、パッド３００との間で情報交換を行なう。例えば接続制御２１６は、パッド３００上に載せられたカード４００から読み取った情報をパッド３００から受信したり、カード４００に記録すべき情報をパッド３００に送信したりする。
【００４０】
パッド３００は、制御部３０１と、リーダ／ライタ部３０２と、カード検出部３０３と、接続制御部３０４を備えている。
【００４１】
パッド３００は、図１からも分かるように、プレート状の筐体構造からなり、ユーザがカード４００を載せたりカード４００を動かしたりする操作を行なう操作面が上を向くように筐体を床や机の上に設置して、利用に供される。
【００４２】
リーダ／ライタ部３０２は、面内方向に２次元アレイ状に配置された複数のアンテナ・コイル（図１０では図示しない）を備えており、いずれかのアンテナ・コイルを選択的に使って、操作面上の任意の場所に載せられたカード４００内のＲＦＩＤタグからの情報の読み取り並びにＲＦＩＤタグへの情報の書き込みを行なうことができる。
【００４３】
カード検出部３０３は、操作面上にカード４００が載せられた位置や向きを検出する。カード検出部３０３の構成や、カード４００が載せられた位置や向きを検出するための処理の詳細については、後述に譲る。
【００４４】
接続制御部３０４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信、あるいはＵＳＢなどのケーブルを使ってゲーム機本体２００と相互接続し、ゲーム機本体２００との間で情報交換を行なう。例えば接続制御部３０４は、パッド３００上に載せられたカード４００からリーダ／ライタ部３０２が読み取った情報をゲーム機本体２００に送信したり、カード４００に記録すべき情報をゲーム機本体２００から受信してリーダ／ライタ部３０２に出力したりする。
【００４５】
制御部３０１は、パッド３００内の各部の動作を統括にコントロールする。制御部３０１は、接続制御部３０４を介したゲーム機本体２００との情報の送受信処理を制御する。また、制御部３０１は、リーダ／ライタ部３０２を介したカード４００内のＲＦＩＤタグに対する情報の読み取り並びに書き込み動作を制御する。
【００４６】
また、制御部３０１は、カード検出部３０３の検出結果に基づいて、操作面上に載せられたカード４００へのアクセスに使用するアンテナ・コイルの切り替え制御を行なう。
【００４７】
さらに、制御部３０１は、カード検出部３０３の検出結果に基づいて、パッド３００上からカード４００を外す、カード４００の位置を変更する、カード４００を上下左右又は斜め方向に動かす、カード４００を横にする、カード４００を裏返す、といった操作面上でのカード４００のユーザ操作を検知することができ、接続制御部３０４を介してゲーム機本体２００にユーザ操作の検知結果を通知する。
【００４８】
カード４００は、紙又は樹脂などの非金属製のシート内にＲＦＩＤタグ４０１が埋設された、いわゆる「ＩＣカード」である。ＲＦＩＤタグ４０１は、パッド３００のリーダ／ライタ部３０２との間で所定規格に基づく近接無線通信を行なうことが可能な通信機能モジュールと、この近接無線通信を利用してリーダ／ライタ部３０２が情報を読み取り若しくは書き込むことが可能な記憶機能（メモリ）モジュールを含んでいる。図１０では図示を省略するが、カード４００内には、近接無線通信用のアンテナ・コイル（図１０には図示しない）が、印刷やエッチングなどの技術を用いて形成されている。また、カード４００の一方の面又は両面には、券面印刷などによりゲームのキャラクターや武器、戦利品などを表す絵柄が描かれている。
【００４９】
サーバ５００は、ゲームのプレイヤーであるユーザや、各ユーザに配布したカード４００に関する情報を管理するサーバである。サーバ５００は、物理的に一台のサーバ装置で構成されてもよいし、複数台のサーバ装置で構成されてもよい。サーバ５００は、例えば、ゲーム機本体２００で実行されるゲーム・アプリケーションやカード４００などのパブリッシャー（あるいは、パブリッシャーから委託された業者）によって運営される。サーバ５００は、例えばインターネットなどの広域ネットワーク上に設置されている。ゲーム機本体２００は、Ｗｉ−Ｆｉやイーサネット（登録商標）ケーブルを通じて外部ネットワークに接続され、サーバ５００と相互通信することができる。
【００５０】
図１０に示す例では、サーバ５００は、サーバ機能として、ユーザ認証部５０１、商品登録部５０２、決済処理部５０３、取引管理部５０４、カード認証部５０５、カード書込み部５０６などを備えている。
【００５１】
ユーザ認証部５０１は、ゲーム機本体２００の使用者でありゲームのプレイヤーでもあるユーザの認証処理を行なう。認証処理には、ユーザがパッド３００上に載せたカード４００から読み取られた認証情報を用いてもよい。
【００５２】
商品登録部５０２は、ゲーム機本体２００にダウンロードするゲーム・アプリケーションや、ゲーム・アプリケーションで使用されるカード４００など、ユーザに販売する商品の登録や、販売した後の管理などを行なう。
【００５３】
決済処理部５０３は、ゲームのプレイヤーであるユーザに対して、ゲーム・アプリケーションのダウンロードや、カード４００の配布など、商品の販売に伴う代金の支払いなどの決済処理を行なう。
【００５４】
取引管理部５０４は、ゲーム機本体２００へのゲーム・アプリケーションのダウンロードや、ダウンロードしたゲーム・アプリケーションで使用するカード４００の配布など、ユーザとの間で実施した取引に関する情報を集中管理する。
【００５５】
カード認証部５０５は、パッド３００上に載せられたカード４００から読み取られた情報などに基づいて、カード４００の認証処理を行なう。カード４００の認証処理には、使用されるカード４００自体の真正性や、カード４００を使用するユーザの真正性の検証などが含まれる。
【００５６】
カード書込み部５０６は、ゲーム機本体２００及びパッド３００を介して、パッド３００上に載せられたカード４００に対する情報の書き込み処理を行なう。カード４００の書き込み処理には、通常のデータ書き込み処理の他に、初期状態（出荷時）のカード４００の活性化処理や、活性状態のカード４００の初期化や無効化処理も含まれる。
【００５７】
パッド３００内のリーダ／ライタ部３０２と、カード４００内のＲＦＩＤタグ４０１間では、例えば、ソニーとフィリップス社が開発したＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近接無線通信規格に従って、近距離での無線通信が実施される。図１１には、パッド３００内のリーダ／ライタ部３０２と、カード４００内のＲＦＩＤタグ４０１間で近接無線通信を行なうための機能的構成を図解している。リーダ／ライタ部３０２及びカード４００がそれぞれ備えるアンテナ共振回路１１０２、１１１２が電磁結合して、情報信号の授受が行なわれる。具体的には、ＲＦＩＤタグ４０１は、リーダ／ライタ部３０２から送出された無変調搬送波に対して変調を掛けて返信し、リーダ／ライタ部３０２は変調搬送波を復調してＲＦＩＤタグ４０１に記録されている情報を読み取ることができる。
【００５８】
リーダ／ライタ部３０２のアンテナ共振回路１１０２は、抵抗Ｒ1と、コンデンサＣ1と、コイルＬ1から成り、処理部１１０１により生成された情報信号を、ＲＦＩＤタグ４０１側に送信する。また、アンテナ共振回路１２は、ＲＦＩＤタグ４０１から情報信号を受信し、処理部１１０１に供給する。なお、アンテナ共振回路１１０２の固有の共振周波数は、コンデンサＣ1のキャパシタンスとコイルＬ1のインダクタンスにより、あらかじめ所定の値に設定される。
【００５９】
一方、ＲＦＩＤタグ４０１のアンテナ共振回路１１１２は、抵抗Ｒ2と、コンデンサＣ2と、コイルＬ2から成り、処理部１１１１により生成され、負荷切り替え変調回路部１１１３により変調された情報信号を、リーダ／ライタ部３０２側のアンテナ（コイルＬ2）に送信する。また、アンテナ共振回路１１１２は、リーダ／ライタ部３０２側から情報信号を受信し、処理部１１１１に供給する。なお、アンテナ共振回路１１１２の共振周波数は、コンデンサＣ2のキャパシタンスとコイルＬ2のインダクタンスにより、あらかじめ所定の値に設定される。
【００６０】
ＲＦＩＤタグ４０１側の処理部１１１１は、データ系列などを記憶するメモリー（図示しない）を備えている。リーダ／ライタ部３０２側の処理部１１０１は、近接無線通信を通して、処理部１１１１内のメモリに対してデータの読み出しや書き込みなどのアクセスを行なう。リーダ／ライタ部３０２とＲＦＩＤタグ４０１間では、ＮＦＣで規定されている所定の認証処理手続きを経て、データ伝送動作を行なうことが可能になる。
【００６１】
なお、ＮＦＣなどの近接無線通信は、通信機能や情報は耐タンパ性のある回路チップ内で保護され、また、わずかな距離で通信が行なわせるので傍受が難しいことから、不正アクセスやデータの改ざんを好適に防止して、セキュアな通信が可能であるという特徴がある。近接無線通信技術は、例えば、店舗での決済や、駅の自動改札、建物の入退出管理や施錠、認証技術などでも既に広く利用されている。
【００６２】
Ｃ．カードの位置及び向きの検出
上述したように、ユーザは、パッド３００上からカード４００を外す、カード４００の位置を変更する、カード４００を上下左右又は斜め方向に動かす、カード４００を横にする、カード４００を裏返す、といったパッド３００上でのカード４００の操作を行なうことが可能である（図４〜図８を参照のこと）。また、ゲーム機本体２００は、ユーザがパッド３００上にカード４００を置いた位置や向き、パッド３００上でのカード４００の動きに応じてゲームの画面や進行を切り替えるインタラクションなど、パッド３００上でのカード４００の操作をさまざまなアプリケーションに利用することが可能である。
【００６３】
パッド３００上でのカード４００の操作を利用したアプリケーションを実現する前提として、パッド３００上にカード４００が載せられた位置や向き（若しくは、傾き）をある程度詳細に検出する必要がある。また、パッド３００上に複数枚のカード４００−１、４００−２、…を同時に載せることもある（図１、図２を参照のこと）。この場合、パッド３００は、各カードを分離して検出して、各々のカード４００−１、４００−２、…に対して個別に読み出し又は書込み処理を行なう必要がある。
【００６４】
２次元アレイ状に配置された複数のアンテナ・コイルの受信信号強度分布に応じて、カードが載せられたおおよその位置が分かり、カード内のＲＦＩＤタグと通信するのに適したアンテナ・コイルを特定することができる。例えば、ＲＦＩＤタグが送信する搬送波を複数のアンテナ・コイルのいずれかで選択的に受信した場合に、その選択されたアンテナ・コイルの通信範囲内におけるＲＦＩＤタグの存在を特定するシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。しかしながら、このシステムでは、カードの位置を認識する分解能はアンテナ・コイルのサイズやアンテナ・コイル間の間隔などに依存するため、カードのより詳細な位置や向きを検出することは困難であり、利用可能なアプリケーションは限定的であると思料される。
【００６５】
例えば、タッチセンサを２次元アレイ状に配置したセンサ・モジュールを用いるとともに、ＲＦＩＦタグを内蔵する検出対象物（カードやフィギュアなど）に導体を内蔵させて、パッドの操作面に検出対象物が接触したことを認識するシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。また、表面にタッチパネルを重畳したパッドを用いるとともに、ＲＦＩＤタグを埋設したフィギュアの台座の底面に複数の突起部を形設して、フィギュアをパッド上に載せたときに検出される突起部の位置情報に基づいてフィギュアの向きを検出する情報処理システムについて提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。しかしながら、これらのシステムにおける検出対象物の位置を認識できる分解能はセンサ間の間隔程度にとどまるものと思料される。また、検出対象物の底面の突起部を利用するシステムにおいては、フィギュアのような重量物ならともかく、軽量な紙製のカードを利用する場合、タッチパネルが突起部にうまく反応しないことや、使用を重ねて突起部が摩耗していくことや、カードを裏返して突起部がない面がタッチパネルと接触する場合は突起部の位置を検出できなくなる、といったことが懸念される。
【００６６】
本実施形態に係る情報処理システム１００では、図１０にも示したように、パッド３００が操作面上にカード４００が載せられた位置や向きを検出するカード検出部３０３を装備している。以下では、パッド３００上に載せられたカード４００の位置や向きを好適に検出することができるカード検出部３０３並びにパッド３００の構成と、このようなカード検出部３０３を利用したカード４００の位置や向きを好適に検出するための処理方法について、詳細に説明する。
【００６７】
図１２には、パッド３００の断面構造を模式的に示している。但し、同図中、パッド３００の筐体や回路基板の図示を省略している。パッド３００は、基本的には、ユーザがカード４００を載せたりカード４００を動かしたりする操作を行なう操作面が上を向くように筐体を床や机の上に設置して、利用に供される。カード検出部３０３は、操作面側に配設される。また、リーダ／ライタ部３０２は、面内方向に２次元アレイ状に配置された複数のアンテナ・コイルを備えるが、操作面とは反対の底面側に配設されている。
【００６８】
なお、図１２では、パッド３００は、上側（すなわち、操作面側）からカード検出部３０３、リーダ／ライタ部３０２の順番に配置する構成となっているが、カード検出部３０３とリーダ／ライタ部３０２の各々に必要な検出感度などに応じてリーダ／ライタ部３０２、カード検出部３０３という逆の順番に配置する構成や、リーダ／ライタ部３０２のアンテナ・コイル内に静電容量センサを配置してカード検出機能とリーダ／ライタ機能を１層に多重化した構成なども考えられる。
【００６９】
図１３には、カード検出部３０３の内部を上面（若しくは、操作面側）から眺めた様子を示している。同図中、グレーで塗り潰された円は、それぞれ静電容量センサである。図示のように、カード検出部３０３は、操作面の面内方向にＮ×Ｍの静電容量センサを２次元アレイ状に配置して構成される。
【００７０】
静電容量センサは、基本的には、物体が接近したことに伴い電極に蓄積される電荷Ｑが変化し、その結果として静電容量Ｃが変化する現象を利用した近接センサである。例えば、静電容量Ｃの変化を、ＣＲ発振回路の発振状態として計測することができる。以下の説明では、カード検出部３０３は、Ｎ×Ｍのマトリックス状に配置された各静電容量センサの検出結果をそれぞれ０〜２５５の１バイトで検出レベルを表した検出値として出力するものとして説明する。パッド３００の操作面上に物体が載せられると、物体から距離が近い静電容量センサほど静電容量が変化して、高い検出値を出力する。また、金属製の物体が接近すると、静電容量が大きく変化するので、より高い検出値を出力する。他方、紙や樹脂など非金属製の物体が接近したときには、静電容量の変化が小さいため、低い検出値を出力する。
【００７１】
なお、カード検出部３０３における静電容量センサのＮ×Ｍの配置は、図１３に示した例では６×１０である。例えば小型の静電容量センサを短い間隔で多数配置すれば、カード４００を検出する分解能は高まるが、使用するセンサの個数が多くなり、カード検出部３０３（若しくは、パッド３００）の製造コストも増大する。したがって、必要とするカード４００の検出精度とコストの双方を考慮して、所望の分解能を得るための最小限の数の静電容量センサの配置を決定すべきである。
【００７２】
図１４には、静電容量センサが２次元アレイ状に配置されたカード検出部３０３（パッド３００の操作面）の上にカード４００が載せられた様子を示している。
【００７３】
カード４００は、アルミ製のアンテナ・コイルなどの金属部品を含んだＲＦＩＤタグ４０１の部分と、紙や樹脂など非金属製のカード本体４０２の部分からなる。金属部品を含んだＲＦＩＤタグ４０１の部分が載せられた静電容量センサ（同図中、斜線で塗り潰して示す）は、静電容量が大きく変化するので、高い検出値を出力する。本実施形態では、ＲＦＩＤタグ４０１などのカード４００の金属部分は３×３の静電容量センサと同程度の面積であることを想定しているが、これに限定される訳ではない。一方、ＲＦＩＤタグ４０１以外の非金属製のカード本体４０２の部分が載せられた静電容量センサ（同図中、ドットで塗り潰して示す）は静電容量が小さく変化するので、低い検出値を出力する。
【００７４】
ここで、カード４００の設計について付言しておく。
【００７５】
リーダ／ライタ部３０２との近接無線通信の性能を向上させるという観点からは、ＲＦＩＤタグ４０１のアンテナ・コイルは、図１５に示すように、カード本体４０２の表面積で可能な限り大きく形成することが好ましい。しかしながら、図１６に示すように、最大限に大きく形成したアンテナ・コイルを持つ２枚のカードを隣接してパッド３００上に載せると、カード検出部３０３が、２枚のカードのアンテナ・コイルが結合した像を捕捉して、１枚のカードとして検出するおそれがある。
【００７６】
したがって、カード検出の観点からは、図１７に示すように、ＲＦＩＤタグ４０１アンテナ・コイルをカード本体４０２の表面積よりも小さく形成することが好ましい。図１８には、アンテナ・コイルを小さく形成した２枚のカードを隣接してパッド３００上に載せた様子を示している。この場合、カード本体同士は接触していても、各々のアンテナ・コイルは非金属であるカード本体（紙）を介して離間しているので、カード検出部３０３は、各々のカードのアンテナ・コイルの像を分離して捕捉することができる。
【００７７】
図１９には、パッド３００内で、制御部３０１が、カード検出部３０３の検出結果に基づいてリーダ／ライタ部３０２によるＲＦＩＤタグ４０１との通信を制御するための機能的構成を模式的に示している。
【００７８】
カード位置・向き認識部１９０１は、２次元配置された各静電容量センサの１バイトの検出値をカード検出部３０３から入力して、検出値の２次元的な分布に基づいて、パッド３００の操作面上に載せられたカード４００の位置及び向き、さらには傾きを認識処理する。そして、カード位置・向き認識部１９０１は、認識結果を、アンテナ切り替え制御部１９０２に出力する。カード位置・向き認識部１９０１がカード４００の位置及び向き、傾きを認識するための詳細な手順については、後述に譲る。
【００７９】
リーダ／ライタ部３０２は、２次元アレイ状に配置された複数のアンテナ・コイルを備えている（前述）。アンテナ切り替え制御部１９０２は、リーダ／ライタ部３０２が備える複数のアンテナ・コイルのうち、パッド３００の操作面上に載せられたカード４００との通信に用いるアンテナ・コイルの切り替えを、カード位置・向き認識部１９０１の認識結果に基づいて制御する。リーダ／ライタ部３０２は、アンテナ切り替え制御部１９０２からの制御信号に応じて、ＲＦＩＤタグ４０１との近接無線通信に使用するアンテナ・コイルを切り替える。ユーザがパッド３００の操作面上でカード４００を動かしている場合には、アンテナ切り替え制御部１９０２は、時々刻々とアンテナ・コイルの切り替えることになる。
【００８０】
また、カード位置・向き認識部１９０１は、パッド３００の操作面上に載せられたカード４００の位置及び向きの認識結果を、接続制御部３０４を介してゲーム機本体２００にも出力する。
【００８１】
ゲーム機本体２００側では、制御部２１１は、カード４００の位置及び向きの認識結果を時系列的に処理して、パッド３００上からカード４００を外す、カード４００の位置を変更する、カード４００を上下左右又は斜め方向に動かす、カード４００を横にする、カード４００を裏返す（図４〜図８を参照のこと）、といったパッド３００上でユーザが行なったカード４００の操作を特定する。そして、制御部２１１は、ゲームの映像や音声などを用いて、特定したカード４００の操作に応じたインタラクションを行なう。
【００８２】
続いて、制御部３０１内のカード位置・向き認識部１９０１において、カード検出部３０３の検出結果を利用して、パッド３００の操作面上に載せられたカード４００の位置及び向き、傾きを認識処理する方法について説明する。
【００８３】
本実施形態では、カード位置・向き認識部１９０１は、大まかな位置と向きの認識、詳細な位置認識、傾き認識という３つのステップで、カード４００の認識処理を実施する。ここで、大まかな位置認識は、カード検出部３０３の静電容量センサ間の間隔に相当する分解能でカード４００の位置を認識することを意味する。また、詳細な位置認識は、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の位置を認識することを意味する。以下、ステップ毎の処理について詳細に説明する。
【００８４】
（１）ステップ１
ステップ１では、パッド３００上に載せられたカード４００の大まかな位置認識を行なう。「大まかな」とは、２次元アレイ状に配置された静電容量センサ間の間隔程度の分解能での位置認識を意味する。また、ステップ１では、カード検出部３０３による検出値のうち、ＲＦＩＤタグ４０１のアンテナ・コイルなどの金属部分の検出成分を用いて位置認識を行ない、紙製のカード本体４０２などの非金属部分の検出成分を用いない。すなわち、ステップ１では、カード位置・向き認識部１９０１は、カード検出部３０３から入力した各静電容量センサの検出値から、ノイズ成分と峻別が難しい非金属部分の検出成分を所定の閾値を用いて切り捨ててから、カード４００の位置認識処理を実施する。
【００８５】
図２０には、低い検出値の切り捨て処理を行なった後の、カード検出部３０３の各静電容量センサの検出値を例示している。カード検出部３０３からは０〜２５５の１バイトで検出レベルを表した検出値が出力されるが（前述）、図２０に示す例では、２０未満の検出値をノイズ成分とみなして切り捨て処理している。
【００８６】
以下では、カード４００の金属部分がｎ×ｍ（図示の例では、３×３）のマトリックスの静電容量センサと同程度の面積である場合を想定して、大まかな位置を認識する処理について説明する。但し、金属部分の面積が３×３以外であっても、以下と同様の処理手順に従って大まかな位置認識が可能であることを理解されたい。
【００８７】
２次元アレイ状に配置された静電容量センサを、カード検出部３０３の左上から右下に向かって、１つずつスキャンして、各静電容量センサの位置にカード４００の一角が載せられている可能性を示すスコアを逐次求めていく。図２１には、参照番号２１００で示すスキャン位置の静電容量センサのスコアの算出方法を図解している。スキャン位置２１００の静電容量センサを左上とする３×３のマトリックス２１０１内の各静電容量センサの検出値の合計値を算出し、その合計値をそのスキャン位置の静電容量センサ２１００上にカード４００の一角が載せられている可能性を示すスコアとする。
【００８８】
図２２には、図２０に示した検出例に対して、図２１で図解した算出方法を適用してスキャン位置毎のスコアを求めた結果を示している。参照番号２２０１で示す３×３のマトリックス内の静電容量センサの検出値の合計値は９０である。したがって、このスキャン位置２２０１の右上の静電容量センサの位置にアンテナ・コイルの一角が載せられている可能性を示すスコアは９０である。同様に、参照番号２２０２で示す３×３のマトリックス内の静電容量センサの検出値の合計値は９７３であり、このマトリックス２２０２の右上の静電容量センサの位置にアンテナ・コイルの一角が載せられている可能性を示すスコアは９７３となる。また、参照番号２２０３で示す３×３のマトリックス内の静電容量センサの検出値の合計値は８５２であり、このマトリックス２２０３の右上の静電容量センサの位置にアンテナ・コイルの一角が載せられている可能性を示すスコアは８５２ということになる。
【００８９】
すべての各スキャン位置のスコアの算出結果についての説明は省略するが、参照番号２２０２で示した３×３のマトリックス内の静電容量センサの検出値の合計値９７３がすべてのスキャン位置のうちスコアが最大となる。したがって、このマトリックス２２０２の右上、すなわち静電容量センサの２次元アレイの左上から右に２個目で且つ下に３個目の静電容量センサの位置に、アンテナ・コイルの一角があるカード４００が載せられていることを認識することができる。
【００９０】
ちなみに、次にスコアが高いスキャン位置は、参照番号２２０３で示す、左上から右に３個目で且つ下に３個目の静電容量センサにおけるスコア８５２である。参照番号２２０２で示すスキャン位置で先に見つかったカードが存在する場合、この位置２２０３にも別のカードがあると仮定すると、カードが一部重なるように載せられていることになる。上記の位置認識方法では、カードの重なりはないと仮定して、このスキャン位置にカードはないものとする。
【００９１】
上記の位置認識方法で、スコアの高いスキャン位置から順に、スコアが閾値を下回るまで、パッド３００上に載せられたすべてのカード４００を発見していく。但し、パッド３００の操作面上に２枚以上のカードが同時に載せられていることを想定するが、各カードは重ならないように置かれていると仮定する。
【００９２】
パッド３００上に載せられたカード４００の大まかな位置を認識した後、低い検出値の切り捨て処理を行なったカード検出部３０３の検出結果（図２０を参照のこと）を用いて、さらにそのカード４００の大まかな向きも求める。
【００９３】
ここでは、ＲＦＩＤタグ４０１のアンテナ・コイルは、正方形ではなく、カード４００の長辺の方向に長い長方形であることを想定する。また、カード４００の長辺が縦向きに置かれた状態を縦置きとし、カード４００の長辺が横向きに置かれた状態を横置きとする。そして、カード４００の大まかな向きとして、縦置き又は横置きのいずれの向きで置かれているかを認識する方法について、以下で説明する。
【００９４】
パッド３００上に載せられたカード４００の大まかな位置の認識結果として、カード４００が置かれている可能性が高い３×３個の静電容量センサのマトリックスが抽出される。図２２に示した例では、参照番号２２０２で示した３×３のマトリックスが抽出される（図２３を参照のこと）。
【００９５】
カード４００の大まかな向きを認識する処理では、図２３に示すように、行毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出して、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。次いで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のうち値が大きい２つを加算してこれを横のスコアＨＳとする。図２３に示す例では、Ｌ１＝０＋９０＋１１２＝２０２、Ｌ２＝０＋２５５＋８９＝３４４、Ｌ３＝１４２＋３０＋２５５＝４２７となり、大きい方の２つＬ２とＬ３を加算して、横のスコアＨＳ＝Ｌ２＋Ｌ３＝７７１が求まる。
【００９６】
また、列毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出して、それぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３として、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち値が大きい２つを加算してこれを縦のスコアＶＳとする。図２３に示す例では、Ｃ１＝０＋０＋１４２＝１４２、Ｃ２＝９０＋２５５＋３０＝３７５、Ｃ３＝１１２＋８９＋２５５＝４５６となり、大きい方の２つＣ２とＣ３を加算して、縦のスコアＶＳ＝Ｃ２＋Ｃ３＝８３１が求まる。
【００９７】
そして、縦のスコアＶＳの方が横のスコアＨＳよりも大きければカード４００は縦置きと判定し、ＨＳの方がＶＳよりも大きければカード４００は横置きと判定する。図２３に示した例では、縦のスコアＶＳ（＝８３１）の方が横のスコアＨＳ（＝７７１）よりも大きいので、カード４００は縦置きに載せられていると判定する。
【００９８】
縦のスコアＶＳと横のスコアＨＳの大小比較に基づいてカード４００が縦置き又は横置きのいずれであるかを判定できることは、カード４００及びアンテナ・コイルの形状から自明である。
【００９９】
またさらに、縦のスコアＶＳと横のスコアＨＳの差を所定の閾値と比較することによって、カード４００の大まかな傾きを認識することができる。例えばカード４００がパッド３００上に斜め方向に載せられている場合には、縦のスコアＶＳと横のスコアＨＳの差は小さくなるので、所定の閾値以下となるときにはカード４００が斜めに載せられていると認識するようにしてもよい。
【０１００】
（２）ステップ２
ステップ２では、パッド３００上に載せられたカード４００の詳細な位置認識を行なう。但し、ステップ２は、ステップ１においてカード４００の大まかな位置と向きが既に認識されていることを前提として実施される。ここで、「詳細な」とは、２次元アレイ状に配置された静電容量センサ間の間隔未満の分解能での位置認識を意味する。すなわち、ステップ２では、ステップ１において静電容量センサ間の間隔に相当する分解能で認識された大まかな位置からの静電容量センサ間の間隔内の偏りを含む、静電容量センサ間の間隔未満の分解能で位置認識を行なう。
【０１０１】
また、ステップ２では、カード位置・向き認識部１９０１は、詳細な位置認識のために、カード検出部３０３から入力した各静電容量センサの検出値から所定の閾値未満の非金属部分の検出成分を切り捨てることなく、カード４００の位置認識処理を実施する。切り捨て処理を行なっていない検出値は、紙などの非金属からなるカード本体４０２に反応した検出値を含んでいる。したがって、ステップ２では、アンテナ・コイルなどカード４００の金属部分だけでなく、紙などカード本体４０２の非金属部分の検出値を利用して、カード４００の詳細な位置認識を行なうことになる。
【０１０２】
図２４には、所定の閾値未満の検出値の切り捨て処理を行なっていない、カード検出部３０３の各静電容量センサの検出値を例示している。カード検出部３０３からは０〜２５５の１バイトで検出レベルを表した検出値が出力されるが（前述）、図２４に示す例では、２０未満の検出値を切り捨てることなくカード本体４０２の非金属部分の成分とみなして、詳細な位置認識処理に活用する。
【０１０３】
以下では、カード４００の金属部分が３×３の静電容量センサと同程度の面積である場合を想定して（同上）、詳細な位置を認識する処理について説明する。但し、金属部分の面積が３×３以外であっても、以下と同様の処理手順に従って詳細な位置認識が可能であることを理解されたい。
【０１０４】
ステップ１では、カード４００の位置として、図２４中の参照番号２４００で示す３×３のマトリックスが既に認識されている。マトリックス２４００は、静電容量センサ間の間隔程度の単位で認識される大まかな位置である。続くステップ２では、大まかに認識された位置からの静電容量センサ間の間隔内の偏りを含む、カード４００の詳細な位置を認識する。
【０１０５】
ステップ２では、大まかに認識された位置でカード４００が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出する。そして、縦方向並びに横方向の領域間での合計値を比較した結果に基づいて、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の詳細な位置認識を行なう。
【０１０６】
具体的には、ステップ１で認識されたマトリックス２４００のうち、左上、右上、左下、及び右下の４箇所を特徴点として抽出する。そして、参照番号２４０１〜２４０４でそれぞれ示す、左上、右上、左下、及び右下の４箇所の各特徴点付近の領域における静電容量センサの検出値の合計値を利用して、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の詳細な位置認識を行なう。
【０１０７】
図２４に示す例では、参照番号２４０１〜２４０４で示す各領域は、大まかに認識されたカード４００の位置２４００の四隅の各特徴点付近に存在する２個の静電容量センサをそれぞれ含んでいる。領域２４０１〜２４０４に含まれる各静電容量センサの、切り捨て処理を行なっていない検出値は、カード４００が載っていない、若しくは紙などの非金属からなるカード本体４０２に反応した検出値を含んでいる。
【０１０８】
但し、特徴点を含む各領域２４０１〜２４０４の位置やサイズを定義する方法は、それぞれ大まかに認識されたカード４００の位置２４００のいずれかの一角の静電容量センサを特徴点として含む以外は任意である。大まかに認識されたカード４００の位置２４００の一角など特徴点に相当する１個の静電容量センサだけ、あるいは特徴点に相当する静電容量センサを含む３個以上の静電容量センサで各領域２４０１〜２４０４を定義するようにしてもよい。
【０１０９】
まず、左上、右上、左下、及び右下の特徴点を含む領域２４０１〜２４０４毎に、静電容量センサの検出値の合計値ＳＵＬ、ＳＵＲ、ＳＬＬ、ＳＬＲを算出して、各領域２４０１〜２４０４にカード４００の一角が載せられている可能性を示すスコアとする。図示の例では、ＳＵＬ＝２、ＳＵＲ＝２０２、ＳＬＬ＝１４２、ＳＬＲ＝２８５である。
【０１１０】
検出値が大きい領域は、そのセンサ上にカード４００が多く面していると推定することができる。また、検出値が小さい領域は、そのセンサ上にカード４００が小さく面していると推定することができる。したがって、検出値が多い領域の方にカード４００が寄って載せられていると推定することができる。
【０１１１】
例えば、ＳＵＬ＞ＳＬＬ、又は、ＳＵＲ＞ＳＬＲであれば、カード４００は大まかに認識された位置２４００よりも上に寄っていると推定され、逆にＳＵＬ＜ＳＬＬ、又は、ＳＵＲ＜ＳＬＲであれば、カード４００は大まかに認識された位置２４００よりも下に寄っていると推定される。同様に、ＳＵＬ＞ＳＵＲ、又は、ＳＬＬ＞ＳＬＲであれば、カード４００は大まかに認識された位置２４００よりも左に寄っていると推定され、逆にＳＵＬ＜ＳＵＲ、又は、ＳＬＬ＜ＳＬＲであれば、カード４００は大まかに認識された位置２４００よりも右に寄っていると推定される。
【０１１２】
したがって、カード４００の上下方向（縦方向）、及び左右方向（横方向）の静電容量センサ間の間隔未満の偏りを、それぞれ以下の式（１）、（２）に基づいて算出することができる。但し、下式（１）において、正の値は上方向への偏りを意味し、負の値は下方向への偏りを意味する。また、下式（２）において、正の値は左方向への偏りを意味し、負の値は右方向への偏りを意味する。
【０１１３】
【数１】
2018179837.tif 000003
【０１１４】
そして、ステップ１で求められた、静電容量センサ間の間隔に相当する単位で大まかに認識されたカード４００の位置に、上式（１）及び（２）で算出された、静電容量センサ間の間隔未満のカード４００の上下及び作用方向の偏りを加算することで、カード４００の詳細な位置を認識することができる。
【０１１５】
図２４に示した例では、上式（１）の計算結果は、（２−１４２）／１４２＝−０．９８６であり、カード４００は、大まかに認識された位置２４００よりも下方向に０．９８６だけ偏っていることになる。但し、偏りを示す値は、静電容量センサ間の縦方向の間隔を１単位とし、計算結果が小数値であることは縦方向の静電容量センサ間の間隔未満の偏りであることを意味する。
【０１１６】
また、上式（２）の計算結果は、（２−２０２）／２０２＝−０．９９であり、カード４００は、大まかに認識された位置２４００よりも右方向に０．９９だけ偏っていることになる。但し、偏りを示す値は、静電容量センサ間の横方向の間隔を１単位とし、計算結果が小数値であることは横方向の静電容量センサ間の間隔未満の偏りであることを意味する。
【０１１７】
（３）ステップ３
ステップ１では、パッド３００上に載せられたカード４００の、静電容量センサ間の間隔に相当する分解能での大まかな位置と、カード４００の向き（縦置き又は横置きのいずれであるか）を認識した。続くステップＳ２では、ステップ１において認識された大まかな位置に対するカード４００の上下及び左右方向の偏り、すなわち、静電容量センサ間の間隔未満の分解能での詳細に位置を認識した。そして、ステップ３では、パッド３００上に載せられたカード４００の詳細な傾きを認識する。
【０１１８】
但し、以下では、縦置き状態のカード４００の傾きを０度とし、時計回りのカード４００の回転を正方向の傾きθと定義して、説明することにする。
【０１１９】
ステップ３では、２次元アレイ状に配置された静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の傾きを認識処理することから、ステップ２と同様に、カード位置・向き認識部１９０１は、カード検出部３０３から入力した各静電容量センサの検出値から所定の閾値未満の非金属部分の検出成分を切り捨てることなく、カード４００の位置認識処理を実施する。切り捨て処理を行なっていない検出値は、紙などの非金属からなるカード本体４０２に反応した検出値を含んでいる。したがって、ステップ３では、アンテナ・コイルなどカード４００の金属部分だけでなく、紙などカード本体４０２の非金属部分の検出値を利用して、カード４００の詳細な向きを認識することになる。
【０１２０】
図２５には、所定の閾値未満の検出値の切り捨て処理を行なっていない、カード検出部３０３の各静電容量センサの検出値を例示している（図２４と同様）。カード検出部３０３からは０〜２５５の１バイトで検出レベルを表した検出値が出力されるが（前述）、図２５に示す例では、２０未満の検出値を切り捨てることなくカード本体４０２の非金属部分の成分とみなして、カード４００の詳細な向き認識処理に活用する。
【０１２１】
ステップ１では、カード４００の位置として、図２５中の参照番号２５００で示す３×３のマトリックスが既に認識されている。マトリックス２５００は、静電容量センサ間の間隔程度の単位で認識される大まかな位置である。ステップ３では、ステップ１で認識されたマトリックス２５００のうち、参照番号２５０１〜２５０４でそれぞれ示す、左上、右上、左下、及び右下の４箇所付近の領域における静電容量センサの検出値を利用して、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の詳細な向き認識を行なう。
【０１２２】
ステップ３では、大まかに認識された位置でカード４００が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出する。そして、各特徴点を含む領域を左右に分けて、左側の領域間で合計値の差分と右側の領域間で合計値の差分をそれぞれ求め、左側の領域と右側の領域とで差分を大小比較した結果に基づいて、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の詳細な向き認識を行なう。
【０１２３】
具体的には、ステップ１で認識されたマトリックス２５００のうち、左上、右上、左下、及び右下の４箇所を特徴点として抽出する。そして、参照番号２５０１〜２５０４でそれぞれ示す、左上、右上、左下、及び右下の４箇所の各特徴点付近の領域における静電容量センサの検出値の合計値を算出し、さらに左側の領域間で合計値の差分と右側の領域間で合計値の差分をそれぞれ求めて、静電容量センサ間の間隔未満の分解能でカード４００の詳細な向き認識を行なう。
【０１２４】
図２５に示す例では、参照番号２５０１〜２５０４で示す各領域は、大まかに認識されたカード４００の位置２５００の四隅の各特徴点付近に存在する４個の静電容量センサをそれぞれ含んでいる。領域２５０１〜２５０４に含まれる各静電容量センサの、切り捨て処理を行なっていない検出値は、カード４００が載っていない、若しくは紙などの非金属からなるカード本体４０２に反応した検出値を含んでいる。
【０１２５】
但し、各領域２５０１〜２５０４を定義する方法は、それぞれ大まかに認識されたカード４００の位置２５００のいずれかの一角の静電容量センサを含む以外は任意である。大まかに認識されたカード４００の位置２５００の一角に相当する静電容量センサを含む３個以下の静電容量センサだけ、あるいは一角に相当する静電容量センサを含む５個以上の静電容量センサで各領域２５０１〜２５０４を定義するようにしてもよい。
【０１２６】
まず、左上、右上、左下、及び右下の領域２５０１〜２５０４毎に、静電容量センサの検出値の合計値ＳＵＬ、ＳＵＲ、ＳＬＬ、ＳＬＲを算出して、各領域２５０１〜２５０４にカード４００の一角が載せられている可能性を示すスコアとする。図示の例では、ＳＵＬ＝２、ＳＵＲ＝２０３、ＳＬＬ＝１５１、ＳＬＲ＝３２５である。
【０１２７】
検出値が大きい領域は、そのセンサ上にカード４００が多く面していると推定することができる。また、検出値が小さい領域は、そのセンサ上にカード４００が小さく面していると推定することができる。したがって、検出値が多い領域の方にカード４００が傾いているために、重なる面積が大きくなっていると推定することができる。
【０１２８】
例えば、カード４００がステップ１で認識された大まかな位置２５００に対して時計回りに角度θだけ傾いている場合には、カード４００は大まかに認識された位置２５００よりも領域２５０２と２５０３に寄る一方、領域２５０１と２５０４から外れていく。但し、この傾きθによる位置２５００からのカード４００の変位は、静電容量センサ間の間隔未満であるとする。その結果、領域２５０２と２５０３のスコアＳＵＲとＳＬＬは大きくなる一方、領域２５０１と２５０４のスコアＳＵＬとＳＬＲは小さくなる。
【０１２９】
したがって、カード４００の静電容量センサ間の間隔未満の傾きを、以下の式（３）に基づいて算出することができる。但し、下式（３）において、正の値は時計回りの傾きを意味し、負の値は反時計回りの傾きを意味する。
【０１３０】
【数２】
2018179837.tif 000004
【０１３１】
図２５にし示した例では、上式（３）の計算結果は、３．７［ｄｅｇ］であり、カード４００は、大まかに認識されたい２５００よりも時計回りに３．７ｄｅｇだけ傾いていることになる。なお、ステップ１で推定したカード４００の向きが縦置きの場合には、上式（３）で算出した値がそのままカード４００の傾きとなる。他方、ステップ１で推定したカードの向きが横置きの場合には、９０［ｄｅｇ］から上式（３）で算出した値を減算した値がカード４００の傾きとなる。
【０１３２】
ステップ３の処理から、カード４００の上下及び左右方向の詳細な位置認識に加えて、角度１度単位でのカード４００の向きを認識することが可能となる、という点を十分理解されたい。
【０１３３】
本明細書で開示する技術によれば、静電容量センサを２次元アレイ状に配置したカード検出部３０３を用いてカード４００が載せられた位置並びに向きを検出するが、まず所定の閾値未満の検出値を切り捨ててカード４００の位置と向きを静電容量センサ間の間隔に相当する分解能で大まかに認識した後に、所定の閾値未満の検出値も利用して、カード４００の位置と向きを静電容量センサ間の間隔未満の分解能で詳細に認識することができる。
【０１３４】
要するに、本明細書で開示する技術によれば、カード検出部３０３に配置する静電容量センサの個数を最小限にしてコストを抑制しながら、より高い分解能でカード４００の位置並びに向きの認識することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。【０１３６】
本明細書では、本明細書で開示する技術をゲーム機本体（若しくは、ゲーム・アプリケーションを実行するスマートフォンやタブレットなどの情報端末）に接続されるパッドに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術の要旨はこれに限定されるものではない。ゲーム以外の用途を実施する情報端末に接続されるパッドや、ゲーム以外の用途で使用されるカードを読み取るパッドに対しても、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。【０１３７】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。【０１３８】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部と、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識部と、
を具備する情報処理装置。
（２）前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置を認識する、
上記（１）に記載の情報処理装置。
（３）前記認識部は、物体に含まれる金属部分と同程度の面積からなる静電容量センサのマトリックスのうち、静電容量センサの検出値の合計が最大又は所定の閾値を上回るマトリックスの位置を物体の第１の位置として認識する、
上記（２）に記載の情報処理装置。
（４）前記認識部は、検出値の合計が所定の閾値を下回るまで、すべて物体の第１の位置の認識処理を行なう、
上記（３）に記載の情報処理装置。
（５）前記認証部は、２以上の物体が重ならないように載せられているものとして物体の第１の位置の認識処理を実行する、
上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の情報処理装置。
（６）前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てた前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第１の位置における物体の第１の向きをさらに認識する、
上記（２）乃至（５）のいずれかに記載の情報処理装置。
（７）前記認識部は、第１の位置にて物体が載せられていると認識される静電容量センサのマトリックスの行毎の検出値の合計値と列毎の検出値の比較結果に基づいて、物体が縦置き又は横置きのいずれの状態であるかを第１の向きとして認識する、
上記（６）に記載の情報処理装置。
（８）前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、物体の第１の位置からの静電容量センサ間の間隔内の偏りを含む第２の位置を認識する、
上記（２）乃至（７）のいずれかに記載の情報処理装置。
（９）前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出して、領域間での合計値を比較した結果に基づいて、物体の第２の位置を認識する、
上記（８）に記載の情報処理装置。
（１０）前記認識部は、所定の閾値未満の検出値を切り捨てない前記のすべての静電容量センサの検出値の分布に基づいて、第２の位置における物体の第２の向きをさらに認識する、
上記（２）乃至（９）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１１）前記認識部は、第１の位置で物体が載せられた複数の静電容量センサ群から、特徴点となる複数の静電容量センサを抽出し、各特徴点を含む領域毎に静電容量センサの検出値の合計値を算出し、各特徴点を含む領域を左右に分けて左側の領域間で合計値の差分と右側の領域間で合計値の差分を大小比較した結果に基づいて、物体の第２の向きを認識する、
上記（１０）に記載の情報処理装置。
（１２）外部装置と接続する接続部をさらに備え、
前記接続部を介して前記認識部による認識結果を前記外部装置に通知する、
上記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１３）複数のアンテナ・コイルを有するリーダ／ライタ部と、
前記認識部による認識結果に基づいて、物体に含まれるＲＦＩＤタグとの近接無線通信に用いるアンテナ・コイルを切り替える制御部と、
をさらに備える上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の情報処理装置。
（１４）外部装置と接続する接続部をさらに備え、
前記リーダ／ライタ部が前記ＲＦＩＤタグから読み取った情報を前記接続部から前記外部装置に送信し、又は、前記接続部を介して前記外部装置から受信した情報を前記リーダ／ライタ部が前記ＲＦＩＤタグに記録する、
上記（１３）に記載の情報処理装置。
（１５）操作面に沿って２次元アレイ状に配置した複数の静電容量センサを有する検出部を備えた情報処理装置の制御方法であって、
前記の各静電容量センサの検出値の分布に基づいて、前記操作面上に載せられた物体を認識する認識ステップを有する情報処理装置の制御方法。
【符号の説明】
【０１３９】
１００…情報処理システム
２００…ゲーム機本体（スマートフォンやタブレットなどの情報端末）
２０１…画面
２１１…制御部、２１２…表示部、２１３…音声出力部
２１４…入力部、２１５…ネットワーク接続部、２１６…接続制御部
３００…パッド
３０１…制御部、３０２…リーダ／ライタ部
３０３…カード検出部、３０４…接続制御部
４００…カード、４０１…ＲＦＩＤタグ、４０２…カード本体
５００…サーバ
５０１…ユーザ認証部、５０２…商品登録部
５０３…決済処理部、５０４…取引管理部
５０５…カード認証部、５０６…カード書込み部
１１０１…処理部、１１０２…アンテナ共振回路
１１１１…処理部、１１１２…アンテナ共振回路
１１１３…負荷切替変調回路
１９０１…カード位置・向き認識部
１９０２…アンテナ切り替え制御部
【図１】
2018179837.tif 000005
【図２】
2018179837.tif 000006
【図３】
2018179837.tif 000007
【図４】
2018179837.tif 000008
【図５】
2018179837.tif 000009
【図６】
2018179837.tif 000010
【図７】
2018179837.tif 000011
【図８】
2018179837.tif 000012
【図９】
2018179837.tif 000013
【図１０】
2018179837.tif 000014
【図１１】
2018179837.tif 000015
【図１２】
2018179837.tif 000016
【図１３】
2018179837.tif 000017
【図１４】
2018179837.tif 000018
【図１５】
2018179837.tif 000019
【図１６】
2018179837.tif 000020
【図１７】
2018179837.tif 000021
【図１８】
2018179837.tif 000022
【図１９】
2018179837.tif 000023
【図２０】
2018179837.tif 000024
【図２１】
2018179837.tif 000025
【図２２】
2018179837.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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2018179837.tif 000031
2018179837.tif 000032
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