(57)【要約】 【課題】  小型で簡便に使用でき、電力供給の心配がなく、離れた場所に姿勢を表示できる正多面体姿勢表示装置を提供すること。【解決手段】  正六面体のサイコロ装置２９には、サイコロ装置２９の加速度又は傾斜を検知する加速度センサと、この加速度センサの出力を受けサイコロ装置の予め指定された位置に出現した面を判定する手段と、その指定された位置に出現した面の情報を離れた場所まで伝達する無線通信手段とが備えられ、サイコロ装置２９から離れた場所で、その指定された位置に出現した面の情報を表示するための送受信機３０及び表示機３１が設けられてなる正多面体姿勢表示装置である。またサイコロ装置２９の電源としては、外部光により発電され蓄えられた電力が用いられる。 【選択図】  図５
2007275107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正多面体の内部に配置され正多面体の加速度又は傾斜を検知する加速度センサと、
予め指定された位置に出現した前記正多面体の面を前記加速度センサの出力から判定する手段と、
前記指定された位置に出現した前記正多面体の面の情報を離れた場所まで伝達する無線通信手段と、
前記面の情報を離れた場所で表示する表示機とを備えることを特徴とする正多面体姿勢表示装置。 
【請求項２】
前記正多面体は複数個設けられ、前記無線通信手段は無線による通信ネットワークを構成し、前記表示機は複数個の前記正多面体での指定された位置に出現した面を一括表示する手段を有することを特徴とする請求項１記載の正多面体姿勢表示装置。
【請求項３】
前記加速度センサとして３軸加速度センサが設けられ、
前記正多面体の外面には発電素子としての太陽電池が配置され且つ前記正多面体の内部には電力変換素子としての電気二重層キャパシタ及び蓄電素子としてのリチウムイオン電池が配置されて外部光によって動作する自立型電源が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の正多面体姿勢表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加速度センサを内蔵した正多面体姿勢表示装置に関し、特にサイコロ装置としての正多面体の姿勢位置を無線通信を介して離れた場所で表示するのに適した正多面体姿勢表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例としての周波数の異なる複数の電波吸収体を内蔵したタイプのサイコロ装置では、コイルアンテナを内蔵しシステムとして一体的に使用される基台の上でサイコロを転がし、その出目（指定位置に出現した目）を検出するものがある（特許文献１）。
【０００３】
また、別の例として加速度センサを内蔵したタイプのサイコロ装置は、構成として電池及び給電スイッチを含む電源部と、加速度センサと、マイコンを含む回路部とを有し、センサからの傾斜情報を元に出目を判定するものである（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５３９０８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された電波吸収体を正多面体に内蔵するタイプのサイコロ装置では、基台が必須となり基台上でしか出目を判定することは出来ず、装置が大掛かりとなってしまっていた。また、別の方法として特許文献２に開示された加速度センサを内蔵するタイプのサイコロ装置では、電源部にボタン電池等が使用されているため、電池の消耗により電力を供給できなくなる場合があり、２４時間稼動しているゲームセンターやアミューズメントパークで使用する際には不都合があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、小型で簡便に使用でき、電力供給の心配がなく、離れた場所に姿勢位置を表示できる正多面体姿勢表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、複数の面を有する正多面体の傾斜及び加速度状態などの姿勢位置情報を検知する加速度センサからの出力を検出し無線通信によって、前記正多面体の予め指定する位置に出現した面を遠隔にて表示する。
【０００８】
また、前記正多面体は、無線による通信ネットワークを構成でき、前記正多面体を複数個使用した場合に遠隔表示機に複数個の正多面体での予め指定した位置に出現した面を一括表示する。
【０００９】
また、前記正多面体は、３軸加速度センサを内蔵し、正多面体の全面に発電素子として太陽電池を配置した構造をとり、更に電力変換素子として電気二重層キャパシタ、蓄電素子としてリチウムイオン電池を配置することにより、自然光又は照明光などの光源によって動作する自立型電源を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、ゲームセンターやアミューズメントパークなどで使用される正六面体形状のサイコロ装置において、サイコロの傾斜及び加速度状態などの姿勢位置情報を検知するセンサである３軸加速度センサとこのセンサからのサイコロの姿勢位置情報を無線通信により送受信でき、複数のサイコロ装置間で互いに無線による通信ネットワークを構築できる。
【００１１】
更にサイコロの姿勢位置情報を検出するセンサ、このセンサからのサイコロの姿勢位置情報にアナログ信号処理を施しＡ／Ｄ変換を行うＣＰＵ部、このＣＰＵ部からのディジタルデータ信号を無線で遠隔表示機に送信する無線部、前記センサと前記ＣＰＵ部と前記無線部を駆動させるための電力を供給する電源部とを備えることで、サイコロから離れた場所でサイコロの姿勢位置情報を表示できる。
【００１２】
また、前記センサは半導体ＭＥＭＳプロセスを使用した３軸加速度センサであり、前記電源部は、発電ブロック、電力変換ブロック、蓄電ブロック、安定化電源ブロックとを有し、前記発電ブロックとしては太陽電池、前記電力変換ブロックとしては電気二重層キャパシタ、前記蓄電ブロックとしてリチウムイオン電池、前記安定化電源ブロックとしてＤＣ−ＤＣコンバータを有するので、外部光によって動作する自立型電源が構成でき、電池交換などが不要になる。
【００１３】
このように、太陽電池の発電エネルギーを一時的に電気二重層キャパシタにより電力変換する充電方式を用いることで電源部の小型化が可能となり、これに関連して装置全体の小型化が可能となる。
【００１４】
また、無線による通信ネットワークが構築できることにより、ゲームプレーヤーが複数いるゲームを行う場合において、各プレーヤーが各１台のサイコロ装置を使用でき、ゲームの進行がスムーズに進みゲームの面白みが増加する。
【００１５】
更に、本発明の正多面体姿勢表示装置は、従来の電波吸収体を内蔵したタイプで必要とされる基台が不要なのでゲームセンターやアミューズメントパークのような施設内に容易に備えることが可能となる。
【００１６】
更に、従来の加速度センサを内蔵したタイプの場合、電源部として電池を用いていることからゲーム中に電池が消耗しゲームを中断しなければならない場合があったが、本発明によれば、サイコロの外面に太陽電池を配しているため、光源が確保できる大部分のゲームセンターやアミューズメントパークなどの環境下では電源供給に起因するゲーム中断は起こらない。
【００１７】
以上のように、本発明によれば無線による通信ネットワークを構築することで複数同時に動作できるサイコロ装置が可能となり、また基台を必要としない小型サイコロ装置を構成することが可能となり、また電池の消耗に起因する装置寿命を気にする必要のないサイコロ装置が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の正多面体姿勢表示装置に係る正多面体のサイコロ又はそれに類似する玩具の外観を示す斜視図である。同図のように、正多面体には、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体がある。ただし、サイコロとは異なる用途の玩具では、一般の多面体形状を用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の一実施の形態での正多面体姿勢表示装置における、加速度センサ、ＣＰＵ部、電源部及び無線通信手段を示すブロック図である。
【００２０】
図３は、本発明の正多面体姿勢表示装置に係る電源部の概略を示すブロック図である。
【００２１】
図２に示すように、本発明の一実施の形態での正多面体姿勢表示装置としての遠隔表示型サイコロ装置は、加速度センサ１、ＣＰＵ部２、無線部３、電源部４で構成されている。加速度センサ１は、サイコロの傾斜及び加速度状態を検出するものである。また、ＣＰＵ部２は、加速度センサ１からの傾斜及び加速度信号にアナログ信号処理を施しＡ／Ｄ変換を行うものである。また、無線部３は、ＣＰＵ部２からのディジタルデータ信号をアンテナ５を介して無線で他に送信するものである。更に、電源部４は、加速度センサ１とＣＰＵ部２と無線部３を駆動させるための電力を供給する機能を有する。
【００２２】
また、本発明の正多面体姿勢表示装置の電源部は、自家発電ブロック、電力変換ブロック、蓄電ブロック、安定化電源ブロックを有し、図３に示すように、自家発電ブロックは太陽電池パネル６、電力変換ブロックは電気二重層キャパシタ７、蓄電ブロックは高エネルギー密度な二次電池であるリチウムイオン電池９、安定化電源ブロックはＤＣ−ＤＣコンバータ１０からなる。なお、８は充電制御回路である。
【００２３】
ここで、遠隔表示型サイコロ装置に太陽電池を用いる場合、太陽電池は発電時の出力インピーダンスが高いので、二次電池の充電は効率よく行えず、充電するのにより広い面積の太陽電池パネルを必要とし全体の小型化は困難である。また、遠隔表示型のサイコロ装置の太陽電池が設置された面が底面となった場合、二次電池への充電は行えずゲームセンターやアミューズメントパークで使用中に蓄電ブロックに設置したリチウムイオン電池９の放電により動作が停止する可能性があった。
【００２４】
そこで、本発明の実施の形態では太陽電池パネル６とリチウムイオン電池９の間に低インピーダンスである電気二重層キャパシタ７を挿入する。このとき電気二重層キャパシタは低インピーダンスのため太陽電池パネルで生成された電気を効率よく貯蓄することができる。充電の流れは、太陽電池パネルで生成された電気を一度、電気二重層キャパシタに貯蓄し、リチウムイオン電池を充電するが、効率よく充電できるために太陽電池パネルの面積を狭くすることができ、小型化が可能で自立型電源を搭載したサイコロ装置が実現できる。
【００２５】
更に、本発明の実施の形態では、太陽電池パネルをサイコロの全６面に配置することによりサイコロのどの面が底面に来ても安定に太陽電池パネルで発電することができる。また、無線による通信ネットワークを構成でき、複数個使用した場合に遠隔表示機に複数個の出目を一括表示することができる。
【００２６】
このサイコロ装置の出目の検出には、３軸加速度センサの加速度ベクトル解析により行う。例えば、正六面体のサイコロ装置の出目検出では、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、３軸加速度センサのＺ軸に１と６の目、Ｙ軸に２と５の目、Ｘ軸に３と４の目が配置されるようにサイコロ内に固定配置する。出目判定の際に、３軸加速度センサのＺ軸のみデフォルトの電圧値に対してプラスの電圧値となれば１の目であると判定する。また、３軸加速度センサのＺ軸のみデフォルトの電圧値に対してマイナスの電圧値となれば６の目であると判定する。これと同様に３軸加速度センサのＸ，Ｙ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。
【００２７】
上記のように正六面体ではＸＹＺ軸のうち１軸の出力電圧値の変化量により出目の判定を行うが、それ以外の正多面体形状のサイコロでは、ＸＹＺ軸の１軸又は２軸又は３軸の出力電圧値の変化量つまりＸＹＺ軸の出力電圧値のベクトル合成値によって出目を判定する。
【実施例】
【００２８】
図４は、本発明の一実施例での正六面体サイコロ装置の構成を示すために内部を透視した斜視図である。図４に示すように、外形寸法は、幅寸法ａが３０ｍｍ、奥行き寸法ｂが３０ｍｍ、高さ寸法ｃが３０ｍｍ（３０×３０×３０ｍｍの立方体）である。また、構成としては、上部からＡ基板２１（第１の基板）、Ｂ基板２２（第２の基板）、Ｃ基板２３（第３の基板）、センサ搭載用基板２４（第４の基板）が支柱を介して順に組み立てられている。このように組み立てられた基板を太陽電池パネルで全６面覆う構成をとる（図４では上面の太陽電池パネル２０のみを表示した）。電源部２８は、Ａ基板２１、Ｂ基板２２、Ｃ基板２３から構成されている。Ａ基板２１は、電力変換基板であり、電気二重層キャパシタ２５が搭載されている。Ｂ基板２２は、充電を制御する基板である。Ｃ基板２３は、出力のための基板であり、リチウムイオン電池２６とＤＣ−ＤＣコンバータが搭載されている。そして最下部にあるセンサ搭載用基板２４には、加速度センサ、ＣＰＵ部、無線部が搭載されている。このセンサ搭載用基板２４の加速度センサ等が搭載されている裏面には、アンテナ２７が設けられている。また、太陽電池パネル及び各基板の寸法は、幅寸法が３０ｍｍ弱、奥行き寸法が３０ｍｍ弱、高さ寸法が２ｍｍで、形状は、平板状である。
【００２９】
図５は本発明の一実施例の正多面体姿勢表示装置の使用例を示す模式図である。本発明の正多面体姿勢表示装置はゲームセンターやアミューズメントパークで使用され、サイコロ装置２９の傾斜及び加速度状態などの姿勢位置情報を検知するセンサである３軸加速度センサ及びこのセンサからのサイコロ装置２９の傾斜姿勢位置情報を無線通信により送受信でき、複数のサイコロ装置間で互いに無線による通信ネットワークを構築できる機能を備えている。
【００３０】
具体的には、ゲームセンターやアミューズメントパークで使用され、サイコロの出目やゲームの画面を表示する表示機３１に無線通信を可能にする送受信機３０を接続する。サイコロ装置２９は、それぞれのサイコロの姿勢位置情報を無線通信により送受信機３０に送信し、その情報は表示機３１に表示される。無線による通信ネットワークを構築できる機能を有していることから複数のサイコロ装置２９の情報を遠隔にかつ一括に表示することが可能である。また、サイコロ装置２９は太陽電池を配置した構造をとり、更に電力変換素子と蓄電素子を配置することにより、光源による自立型電源を有するために電池の消耗を気にすることなしに２４時間稼動することができるゲームを提供できる。この時、太陽電池はサイコロ全６面に配置していることから、どの面が底面になっても照明光又は自然光などの外部光源による充電が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る正多面体のサイコロ又はそれに類似する玩具の外観を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施の形態での、加速度センサ、ＣＰＵ部、電源部及び無線通信手段を示すブロック図。
【図３】本発明の正多面体姿勢表示装置の電源部の概略を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施例での正六面体サイコロ装置の内部を透視した斜視図。
【図５】本発明の一実施例での正多面体姿勢表示装置の使用例を示す模式図。
【符号の説明】
【００３２】
１    加速度センサ
２    ＣＰＵ部
３    無線部
４，２８    電源部
５，２７    アンテナ
６，２０    太陽電池パネル
７，２５    電気二重層キャパシタ
８  充電制御回路  
９，２６    リチウムイオン電池
１０    ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１    Ａ基板
２２    Ｂ基板
２３    Ｃ基板
２４    センサ搭載用基板
２９    サイコロ装置
３０    送受信機
３１    表示機
ａ    幅寸法
ｂ    奥行き寸法
ｃ    高さ寸法
【図１】
2007275107.tif 000003
【図２】
2007275107.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007275107.tif 000006
【図５】
2007275107.tif 000007