KR20140133496A - 장난감 조각을 이용하기 위한 베이스플레이트 - Google Patents

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아르주나 라구나스 카루나라트네
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테크놀로지 원, 인크.
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Abstract

해제가능하게 연결가능한 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트 조립체는 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 베이스플레이트를 포함한다. 베이스플레이트는 플레잉 조각 커플링 소자를 가지는 디스플레이 영역과 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지를 디스플레이 영역에 전달하기 위한 수단을 포함한다. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호작용 조립체는 생성된 이미지를 위한 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터를 포함하며, 생성된 이미지가 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하며, 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 가지는 디스플레이 스크린에 대해서 한 위치에 있는 플레잉 조각을 포함한다. 장난감 벽돌 또는 다른 플레잉 조각은 하우징, 작동 조립체, 전원 및 장난감 벽돌이 서로에 해제가능하게 고정하게 하는 제1커플링 소자를 포함한다. 작동 조립체가 연산 제어 소자와; 입력 값의 연속성을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함한다. 작동 조립체는 또한 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다.

Description

장난감 조각을 이용하기 위한 베이스플레이트{Baseplate assembly for use with toy pieces}
상표명 LEGO® 브랜드 장난감 벽돌은 같은 장난감 벽돌의 형태의 장난감 조각은 수십 년 동안 사용되어왔다. 장난감 벽돌은 일반적으로 큰 구조물을 형성할 수 있도록 벽돌 사이의 해체가능한 커플링을 가진다. 가장 단순한 형태에서 벽돌들은 성 또는 주택 등의 무생물 대상을 구축할 수 있다. 일부 경우에 장난감 벽돌을 사용하여 만든 장난감은 장난감에 안정성 또는 적절한 위치성 또는 이들 둘 모두를 제공하는 커플링 소자를 가지는 베이스플레이트상에 지지될 수 있다.
장난감 벽돌의 또 다른 발전은 휠에 연결된 회전 조인트 또는 축선에 벽돌을 추가하는 것이었다. 이러한 장남감 벽돌은 무생물 구조물을 밀때 표면을 따라서 구조물이 구를 수 있게 하기 위해서 구조물에 부착될 수 있다.
장난감 벽돌의 추가의 발전은 풀백 모터(pull back motors)를 추가하는 것이었다. 이러한 모터는 시계 스프링 또는 플라이 휠내에 에너지를 저장하는, 기계적 에너지 저장 소자이다. 일반적으로 이들 소자들은 벽돌내에 함유된 풀백 모터 기구를 가지는 장난감 벽돌이다. 기구로부터의 샤프트가 있는데, 한 방향으로 회전할 때에 모터에 감기고 반대 방향으로 회전할 때 풀릴 것이다. 이런 모터를 구비한, 예를 들어, 장난감 차는 후진할 때 감기고 전진할 때에 풀릴 것이다. 이의 예는 LEGO 풀백 모터이다.
장난감 벽돌의 발전의 다음 단계는 한 벽돌내에 들어 있는 전기 모터로 배터리 구획을 가진 다른 장난감 벽돌과 돌출 샤프트를 가지는 것이다. 이들 배터리와 모터 벽돌은 전기적으로 작동되는 간단한 기구를 만들기 위해 직접 또는 전선을 통해 서로 연결될 수 있다. 일반적으로 스위치는 배터리를 포함하는 벽돌상에 존재하여 모터를 온 또는 오프시키거나 모터의 방향을 바꿀 수 있게 한다. 액츄에이터상의 변화는 모터 대신에 조명기구일 수 있다. 이 예는 LEGO eLab이다.
모터를 포함하는 장난감 벽돌 및 배터리를 포함하는 장난감 벽돌은 이들 사이에, 전원의 통로가 원격으로 변경될 수 있도록 원격 제어 수신기의 삽입에 의해 향상될 수 있다. 일반적으로 휴대용 리모컨 전송기는 수신기 벽돌로 신호를 전송하여 모터의 속도 또는 방향을 바꿀 수 있다. 예컨대, 이와 같이 구성된 장난감 벽돌 차량은 원격 스티어링될 수 있고 또한 그것의 속도를 원격으로 제어될 수 있다. 이 예는 LEGO 전원 기능이다.
종래 기술의 가장 복잡한 상태는 상표 마인드 스톰® 하에서의 LEGO 그룹에서 판매하는 프로그램 로봇 키트이다. 이 키트는 일반적으로 장난감 벽돌과 다양한 프로젝트를 만들기 위한 전문적인 구성품와 함께 센서 및 액츄에이터에 연결될 수 있는 휴대용 프로그램 컴퓨터를 포함한다. 액츄에이터는 모터 또는 솔레노이드, 스피커 또는 조명기구가 될 수 있다. 센서는 스위치, 마이크, 광 센서 또는 초음파 거리 측정기가 될 수 있다. 예를 들면, 프로그램은 휴대용 컴퓨터내에 다운로드될 수 있어서 움직임의 방향으로 물체와의 충돌을 방지하는 방식으로 모터를 제어한다. 또 다른 예는 움직임이 감지될 때에 소음을 내는 것이다. 다른 프로그램가능한 마인드스톰 프로그램 로봇은 마이크로 스카우트(Micro Scout)이다. 이것은 조명이 로봇을 비추면 몇몇 사전프로그래밍된 시퀀스가 실행될 수 있는 모터식 휠을 가진 로봇이다.
미국 특허 공보 US2011/0217898는 요동에 대한 응답으로 온 및 오프하고 번갈아 번쩍이는 동일한 색상의 조명과 틸트 센서를 가진 장난감 벽돌을 기술한다. 미국 특허 번호 7,708,615은 별도의 센서 벽돌, 로직 벽돌과 기능 벽돌을 갖는 장난감 벽돌 시스템을 개시한다. 스위치가 닫히면 다음 장난감 벽돌도 소리를 낸다. LEGO 초인종 벽돌 # 5771, LEGO 공간 사운드 벽돌 # 55206C05.
다양한 장치는 디스플레이 스크린에 이미지를 생성한다. 이미지 생성 장치의 일 분류는 디스플레이 스크린을 통해 컴퓨터와의 상호 작용을 허용하도록 설계될 수 있는 패드 컴퓨터와 같은 컴퓨터이다. 상호 작용은 예를 들어, 디스플레이 스크린상에 그려 질 라인들뿐만 아니라 적절한 디스플레이 스크린상의 아이콘을 선택함으로써 액션이 시작되어 지도록 하는 터치 스크린 기술을 통해서 흔히 이루어진다. 터치 스크린 기술에 더하여, 디스플레이 스크린을 통해 컴퓨터와의 상호 작용은 또한 일반적으로 라이트펜으로 지칭된 장치의 사용을 통하여 할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 번호 4,677,428를 참조하라. 라이트펜 기반 상호 작용에서, 이미지는 전자 빔에 의해 스크린상의 형광체의 여기에 의해 음극선 관(CRT)에 생성된다. 이 여기(excitation)는 빛의 방출을 생성한다. 단일 포인트 전자 빔이 래스터 패턴(raster pattern)으로 이미지를 스캔하기 때문에, 빔이 스크린의 상이한 부분에 진행됨에 따라, 스크린상의 어느 한 지점에서의 광은, 시간에 따라 희미해진다(fade). 스크린의 다음 스캔시 이미지가 새로 고쳐진다. 스크린의 어느 한 지점에서의 강도는 스크린의 새로 고침 속도로 깜박일 것이며, 일반적으로 시간으로 그려진 경우 빠른 상승과 보다 느린 하강(decay)을 가진 톱니형 파형이다. 임의의 주어진 포인트에서의 광은 이미지가 스크린상의 그 포인트에서 완전히 흑색이 되지 않는 한 어느 위치에서도 전자 빔이 통과하므로 급격하게 증가한다. 디스플레이는 임의의 주어진 시간에서의 전자빔의 위치를 알고 있고, 이 위치는 광 레벨의 급격한 점프가 라이트 펜에 의해 보이는 순간에 포착될 수 있다. 이 방법으로 라이트 펜은 일반적으로 펜을 표면에 대하여 가압될 때 기계적으로 활성화되도록 때때로 배치되는, 마우스 버튼과 유사한 부가적인 버튼을 가진 포인팅 장치로서 사용될 수 있다.
플레잉 조각이 해제가능하게 서로 연결될 수 있도록 구성되어진 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트 조립체의 제1예는 베이스플레이트에 작동가능하게 연결된 이미지 생성 장치와 베이스플레이트를 포함한다. 베이스플레이트는 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해체가능하게 장착될 수 있는 커플링 소자를 갖는 디스플레이 영역을 포함한다. 디스플레이 영역은 커플링 소자에 인접한 영역을 포함한다. 베이스플레이트 조립체는 적어도 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지를 전송하기 위한 수단을 포함한다.
베이스플레이트 조립체의 제1예의 일부 실시 예는 하나 이상의 다음을 포함할 수 있다. 이미지 생성 장치는 이미지를 생성하는 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 이미지 전송 수단은 베이스플레이트의 일반적으로 투명 부분을 포함할 수 있어서, 디스플레이 스크린상에 생성된 이미지는 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 볼 수 있도록 베이스플레이트를 통과할 수 있다. 베이스플레이트는 이미지 생성 장치에 장착될 수 있다. 이미지 생성 장치는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 베이스플레이트 조립체는 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역에 제1위치에 해체가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함할 수 있으며, 이미지 생성 장치는 컴퓨터이며, 플레잉 조각과 베이스플레이트는 비 전송 스토리지에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함할 수 있어, 프로세서상에서 실행될 때, 상기 프로세서가 플레잉 조각로부터 수신된 메시지에 의존하는 플루우 또는 브랜칭(flow or branching)을 포함하는 액션을 수행하게 한다. 베이스플레이트는 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지가 베이스플레이트를 통과하고, 커플링 소자를 통해 그리고 커플링 소자에 인접한 영역을 통해 보이도록 베이스플레이트가 구성될 수 있다. 조립체는 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각 및 다음 중 적어도 하나를 위해서 자계를 생성시키기 위한 코일을 포함할 수 있다:(1) 베이스플레이트로부터 에너지를 플레잉 조각으로 전송 및(2) 플레잉 조각으로 신호를 전송하고 이로부터 신호를 수신. 조립체는 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함하며, 상기 플레잉 조각은 플레잉 조각에 의해 광학 신호의 수신시에 작동가능한 무선 주파수 식별(RFID) 장치와 근접 통신(NFC) 트랜스폰더를 포함한다. 플레잉 조각은 추가로 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 터치 감지 막을 포함할 수 있고, 베이스플레이트는 사용자가 액세스 영역중 적어도 선택된 것에서 막에 터치 입력의 제공을 허용하는, 터치 감지 막을 덮는 다수의 액세스 영역을 포함할 수 있다. 베이스플레이트는 이격된 전극의 제1및 제2세트의 그리드를 포함하며, 전극의 제1세트는 전극의 제2세트에 횡단하는 방향으로 연장하고, 제1및 제2세트는 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된다.
베이스플레이트 조립체의 제2예는 베이스플레이트 바디, 플레잉 조각과 삼각구도 수단(triangulating means)을 포함한다. 베이스플레이트의 바디는 플레잉 조각 지지면상의 위치에서 플레잉 조각을 지지하는 플레잉 조각 지지면을 포함한다. 삼각구도 수단은 플레잉 조각 지지면상의 위치에 플레잉 조각의 존재를 나타내는 신호를 생성하기 위한 플레잉 조각과 베이스플레이트 바디와 연관된다. 제2예의 일부 실시 예에서, 베이스플레이트 바디는 플레잉 조각이 플레잉 조각 지지면에 해제가능하게 장착될 수 있게 하는 커플링 소자를 포함할 수 있다.
베이스플레이트의 예는(1) 이미지가 생성될 수 있는 디스플레이 스크린을 구비하는 이미지 생성기와,(2) 플레잉 조각이 다른 하나에 해제가능하게 연결되도록 구성되어진 플레잉 조각에 사용하기 위한 것이다. 베이스플레이트는 바디와 장착 구조를 포함한다. 바디는 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착될 수 있게 하는, 커플링 소자를 포함하는 디스플레이 영역을 포함하며, 디스플레이 영역은 커플링 소자에 인접한 영역을 포함한다. 바디는 또한 내부 영역을 포함하며, 내부 영역과 디스플레이 영역은 베이스플레이트의 반대편에 있다. 장착 구조가 이미지 생성기에 바디를 착탈가능하게 장착하는데 사용될 수 있어서, 바디의 내부 영역은 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 인접해서 위치한다. 적어도 내부 영역과 디스플레이 영역 사이의 바디의 부분이 일반적으로 투명하여, 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 생성된 이미지는 바디를 통해 디스플레이 영역을 통과하고 커플링 소자 및 커플링 소자에 인접한 영역에서 볼 수 있다.
플레잉 조각에 사용하기 위한, 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호 작용 조립체의 예는 이미지 생성 장치, 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터, 및 제1플레잉 조각을 포함한다. 이미지 생성 장치는 생성된 이미지가 디스플레이될 수 있는 디스플레이 스크린을 갖는다. 생성된 이미지는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 포함한다. 제1플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제1상대적인 위치에 있을 수 있다. 제1플레잉 조각은 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함한다. 광학 디스플레이 메시지 센서는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하고 상기 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 적어도 부분적으로 근거해서 제1신호를 생성하도록 구성된다. 메시징 트랜스폰더는 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 적어도 제1신호의 수신을 위해 광학 디스플레이 메시지 센서에 연결된다. 메시징 프랜스폰더는 또한 적어도 부분적으로 제1신호에 근거해서 제2신호를 생성하고 리셉터에 보내기 위해서 리셉터에 연결된다.
이미지 생성과 플레잉 조각 상호 작용 조립체의 몇몇 실시 예는 하나 이상의 다음을 포함할 수 있다. 리셉터는 사운드 리셉터, 전자기 방사선 리셉터 및 자계 리셉터중 적어도 하나 일 수 있고, 제2신호는 사운드 제2신호, 전자기 방사선 필드 제2신호 및 자기장 제2신호중 대응하는 하나를 포함할 수 있다. 조립체는 디스플레이 스크린상에 장착가능한 베이스플레이트를 포함할 수 있으며, 베이스플레이트는 디스플레이 영역을 포함하며, 디스플레이 영역은 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착시킬 수 있는 커플링 소자를 포함할 수 있다. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 사용자에게 시각적으로 감지될 수 있다. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 특정 플레잉 조각에 관련되어진 것으로서 인코딩된 정보를 포함할 수 있다. 제2신호는 다음중 하나 이상을 포함할 수 있으며; 제1플레잉 조각에 대한 정보를 가지고 있는;(1) 제1플레잉 조각에 대한 그래픽 표현,(2) 제1플레잉 조각에 대한 다른 정보 및(3)로컬 데이터베이스, 원격데이터베이스, 룩업 테이블중 적어도 하나로의 어드레스. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린에 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 물리적 위치에 따라 변경할 수 있다. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는(1) 물리적 위치에 대한 좌표,(2) 물리적 위치에서 생성된 이미지의 시각 이미지 부분에 관한 정보,(3) 플레잉 조각에 대한 게밍 데이터(gaming data) 및(4) 플레잉 조각상의 액츄에이터에 대한 데이터중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린상의 다수의 물리 위치에서 생성될 수 있고, 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있을 수 있다. 조립체는 또한 제1및 제2작동가능하게 연결된 이미지 생성 장치, 제2이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린에 대한 제2위치에서의 제2플레잉 조각과 플레잉 조각으로부터의 제2신호에 적어도 부분적으로 근거될 수 있는 제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 포함할 수 있다. 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있을 수 있으며, 제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터 제2신호에 적어도 부분적으로 근거될 수 있다. 제1및 제2플레잉 조각의 각각은 이들 사이의 메시지의 전송을 허용하는 플레잉 조각 대 플레잉 조각 통신 장치(a playing-piece-to-playing-piece communication device)을 포함할 수 있다. 제1플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더에 센서 데이터를 제공하도록 메시징 트랜스폰더에 결합된 센서를 포함할 수 있어서, 제2신호는 센서 데이터를 적어도 부분적으로 근거해서 생성될 수 있다. 제1플레잉 조각은(1) 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터 및(2) 메시징 트랜스폰더로부터 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 포함할 수 있다.
장난감 벽돌의 제1예는 하우징, 제1커플링 소자, 작동 조립체 및 전원을 포함한다. 제1커플링 소자는 하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결한다. 작동 조립체는 하우징에 의해 지지된다. 작동 조립체는 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자와 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자는 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된다. 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자는 감지된 입력 값에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성된다. 작동 조립체는 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다. 전원은 전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된다.
제1예는 하나 이상의 다음을 포함할 수 있다. 연산 제어 소자는 펌웨어가 내장된 마이크로 프로세서 또는 마이크로제어기중 선택된 하나를 포함할 수 있다. 연산 제어 소자는 디지털 로직 칩, FPGA, ROM 또는 RAM내의 룩업 테이블, 퍼지 로직, 아날로그 회로들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 연산 제어 소자는 추후 검색을 위한 작동 데이터 및 감지의 저장을 위해 구성될 수 있다. 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자를 포함할 수 있다: 여기에 작동가능하게 연결된 유도식 충전 장치, 여기에 작동가능하게 연결된 태양 수집기 충전 장치, 하우징에 의해 지지되고 재충전가능한 전기 에너지 저장 소자에 연결된 전기 커넥터를 포함하며, 재충전가능한 전기 에너지 저장 소자는 외부 전기 에너지 충전원에 연결될 수 있다.
제1예는 적어도 다음 중 하나를 포함할 수 있다. 감지 소자는 무선 주파수 수신기 및 무선 주파수 송수신기중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 감지 소자는 하나 이상의 다음을 포함할 수 있다: 축 틸트 센서, 자이로스코프 모션 센서, 중력 센서, 및 가속도 센서. 감지 소자는 적어도 다음 중 하나를 포함할 수 있다: 정지 이미지 및 이동 이미지중 적어도 하나를 캡처할 수 있는 디지털 카메라, 주변에 대해 장난감 벽돌 상대적인 위치의 삼각구도를 허용하는 위치 삼각 구도 가능한 수신기, 그립핑 힘 센서, 스위치, 자기 센서, 및 전계 센서, 온도 트랜스듀서, 다수의 감지 소자. 감지 소자는 또한 연산 제어 소자에 의해 수신을 위해 데이터 신호를 생성하도록 구성된 데이터 감지 소자를 포함할 수 있으며, 감지 소자는 감지 소자에, 입력을 근거한 아날로그 신호를 생성하도록 구성되어 있으며, 연산 제어 소자는 작동 소자에 의한 수신을 위해서 감지 소자로부터의 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 전환하기 위한 아날로그 대 디지털 전환 성능을 포함하는 마이크로제어기를 포함하며, 작동 소자는 전송기의 형태이다. 어떤 실시 예에서, 전송기는 외부 컴퓨팅 장치에 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 데이터 수집 감지 소자는 무선으로 수집된 데이터를 전송하도록 구성될 수 있으며, 데이터 수집 감지 소자는 다음 중 적어도 하나에 따른 연산 제어 소자에 수집된 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다:(1) 실시간, 또는(2)지연 후.
제1예는 적어도 다음중 하나를 포함할 수 있다. 액츄에이터는 샤프트 축에 대해 상기 하우징에 대해 회전가능한 샤프트를 포함할 수 있다. 감지 소자는 샤프트에 작동가능하게 연결된 샤프트 각도 센서를 포함할 수 있다. 액츄에이터는 샤프트 축을 따라서 하우징에 대해 선형 방식으로 이동가능한 샤프트를 포함하고, 상기 감지 소자는 샤프트에 작동가능하게 연결된 샤프트 선형 위치 센서를 포함할 수 있다. 액츄에이터는 적어도 다음중 하나를 포함 수도 있음: 적어도 하나의 모터, 적어도 하나의 사운드 방출 소자, 가변 또는 고정 강도 및 색의 적어도 하나의 광원, 색 또는 흑백 그래픽이나 텍스트 디스플레이, 하나 이상의 전기 솔레노이드 및 적어도 하나의 무선 주파수 전송기 또는 송수신기. 다수의 액츄에이터는 하나의 장난감 벽돌에 동시에 존재할 수 있다. 벽돌의 표면중 적어도 하나는 비직사각형 형상으로 형성할 수 있다. 장난감 벽돌은 독특한 전자 식별자 어드레스를 가질 수 있으며, 장난감 벽돌은 또한 그룹 전자 식별자 어드레스를 가질 수 있어서, 다수의 장난감 벽돌은 그룹 전자 식별자 어드레스를 사용하여 동시에 어드레싱될 수 있다.
장난감 벽돌의 제2예는 하우징, 제1커플링 소자, 작동 조립체 및 전원을 포함한다. 제1커플링 소자는 하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결한다. 작동 조립체는 하우징에 의해 지지되고, 연산 제어 소자와, 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자는 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된다. 연산 제어 소자는 현재 감지된 입력 값과 이전에 감지된 입력 값을 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성된다. 작동 조립체는 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다. 전원은 전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된다. 제2예에서, 연산 제어 소자는 재프로그램가능한 연산 제어 소자일 수 있으며 액츄에이터 출력은 액츄에이터 출력의 시간 코스를 포함할 수 있다.
장난감 벽돌의 제3예는 하우징, 제1커플링 소자, 작동 조립체 및 전원을 포함한다. 제1커플링 소자는 하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결한다. 작동 조립체는 하우징에 의해 지지되고, 연산 제어 소자와, 연속 입력 값을 감지하고 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 감지 소자를 포함한다. 연산 제어 소자는 감지된 연속 입력 값을 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성된다. 작동 조립체는 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다. 전원은 전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된다. 제3예에서, 연산 제어 소자는 재프로그램가능한 연산 제어 소자일 수 있으며 액츄에이터 출력은 액츄에이터 출력의 시간 코스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 양태 및 장점은 도면, 상세한 설명 및 첨부의 청구범위에서 있을 수 있다.

아래 설명한 도 1-35는 미국 특허 출원 제13/681,143호로부터 가져온다.
도 1은 태양 전지 및 액츄에이터 샤프트 등 장난감 벽돌의 예를 나타낸다.
도 2는 장난감 벽돌의 내부 구성품의 블록도이다.
도 3은 유도 충전 장치를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 4는 마이크로폰 또는 광 검출부를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 5는 RF 수신기 또는 GPS 센서 등 장난감 벽돌의 일예이다.
도 6은 3-D 틸트 또는 자이로 스코프, 또는 중력 센서를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 7은 카메라를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 8은 샤프트 각도 센서 및 샤프트 연장 센서중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 9는 스트레인 게이지 로제트(strain gauge rosette)를 포함하는 그립핑 력 센서를 포함하는 그리퍼 포스 장난감 벽돌의 일예이다.
도 10은 도 9의 그리퍼 포스 벽돌내에서 간략화 방식 구성품을 도시한다.
도 11은 외부 표면에 전기 스위치를 포함하는 장난감 벽돌의 예이다.
도 12는 도 11의 장난감 벽돌의 전기 스위치가 어떻게 장난감 벽돌의 연산 제어 소자에 연결되어지는 도시하는 단순된 도면이다.
도 13은 온도 트랜스듀서를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 14는 도 13의 온도 트랜스듀서가 증폭기를 통해 장난감 벽돌의 연산 제어 소자에 연결되는 방법을 도시하는 단순화된 도면이다.
도 15는 장난감 벽돌을 사용하기 위한 마이크로제어기의 일예의 블록도이다.
도 16은 전력 관리 신호 검출 및 작동을 설명하는 흐름도이다.
도 17은 광원을 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 18은 스피커를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 19는 평면 디스플레이를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 20은 유기 LED 및 유기 LCD중 적어도 하나를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 21은 투사된 이미지 스크린에서의 투사된 이미지를 포함하는 장난감 벽돌의 예이다.
도 22는 광섬유 디스플레이에서의 이미지를 포함하는 장난감 벽돌의 일예이다.
도 23은 모션 센서에 의해 검출될 때 사운드를 방출하거나 이동시 프로펠러를 회전할 수 있는, 장난감 벽돌로 만든 장난감 비행기의 예이다.
도 24는 모션 센서, 레코더, 자동차 사운드의 방출을 위한 스피커를 포함하는 장난감 벽돌로 만든 장난감 자동차의 예이다.
도 25는 이동 또는 고정된 컴퓨팅 장치에 카메라에서 이미지의 디스플레이를 위한 도 7에서와 같은 카메라 벽돌을 포함하는 장난감 벽돌로 만든 장난감 기차의 예이다.
도 26-28은 다른 곤충이나 항공기를 날리고 다른 곤충이나 항공기의 미지지 연상을 디스플레이할 때의 형상의 장난감 벽돌의 예를 보여준다.
도 29는 도 26-28의 날아가는 곤충 또는 항공기 장난감 벽돌에 이미지를 업데이트하는데 사용되는 이동 연산 장치를 도시한다.
도 30은 장난감 벽돌 태양 전지판 충전 시스템의 일예를 도시하는 간략화된 블록도이다.
도 31은 유도 충전 장치를 포함하는 재충전 시스템을 유도 연결한 장난감 벽돌의 예를 도시하는 간략화된 블록도이다.
도 32는 충돌 테스트 기록 알고리즘의 일예를 나타낸 흐름도이다.
도 33은 어드레스가능한 장치 통신 알고리즘의 일예를 나타낸 흐름도이다.
도 34는 색 변화 벽돌 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 35는 장난감 벽돌 아바타의 조작을 위한 알고리즘이다.
도 36은 이미지 생성 장치의 디스플레이 영역을 개시하기 위해 제거된 베이스플레이트의 부분과 베이스플레이트 조립체의 전체적인 도면이다.
도 37은 이미지가 DLP 프로젝션 시스템을 이용하여 베이스플레이트(202)에 전송하기 위해 원격으로 생성되는 제1예를 도시한다.
도 38은 이미지가 디스플레이 스크린로부터 베이스플레이트 상에 이미지를 연출하기 위해 미러를 사용하여 원격으로 생성되는 제2예를 도시한다.
도 39 및 도 40은 광섬유를 이용하여 베이스플레이트의 상부면에 이미지를 전송하기 위해 두 가지 예를 도시한다.
도 41은 베이스플레이트가 디스플레이 스크린으로부터 오프셋하고 둘러싸는 제1부분을 포함하는 베이스플레이트 조립체의 상부 평면도를 도시한다.
도 42는 도 41의 구조로, 제1부분의 내부에 위치설정되고, 디스플레이 스크린의 일부에 시각적 액세스를 직접 허용하는 개방 영역을 제공하는 베이스플레이트의 제2부분을 도시한다.
도 43은 도 41의 구조로, 베이스플레이트의 제1부분의 전체 내부를 점령함으로써 디스플레이 스크린을 완전히 덮는 베이스플레이트의 변경 제1부분을 도시한다.
도 44는 도 36의 베이스플레이트 조립체의 일예의 단순화된 부분 단면도로서, 여기서 이미지 생성 장치가 디스플레이 스크린 위에 직접 위치한 터치 감지 막을 포함하며, 커플링 소자를 둘러싸는 베이스플레이트의 부분이 도 44에 도시한 이격된 위치로부터 터치 감지 막을 접촉하는 위치까지 사용자에 의해 커플링 소자가 편향되도록 허용하는 유연한 소자들이다.
도 45 및 도 46은 도 44의 구조의 변경예를 도시하며, 여기서 유연한 소자는 도 45내의 지그재그 얇은 유연한 소자이고 도 46의 예에서의 베이스플레이트내의 컷아웃에 의해 생긴 소자와 이격되어 있다.
도 47은 도 44의 구조의 또 변경 예로, 여기서 엑세스 영역이 커플링 소자로부터 오프셋된 위치에서 베이스플레이트내에 형성된 홀에 의해 생긴다.
도 48은 베이스플레이트 어느 곳에 사용자가 장난감 벽돌에 직집 또는 통해서 베이스플레이트에 터칭하는지 결정하는데 사용된, 서로에 대해 횡단방향으로 방위된 이격되고 평행한 전극의 제1및 제2세트의 그리드를 포함하는 베이스플레이트의 단순화된 부분 평면도이다.
도 49는 용량 터치 전극을 포함하는 베이스플레이트의 일예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 50는 베이스플레이트의 디스플레이 영역 상에 투영된 이미지를 도시하는 도 36의 베이스플레이트 조립체의 일부분의 단순화된 평면도이다. 베이스플레이트상의 장난감 벽돌의 위치에 근거해서, 메시지 또는 신호와 같은 정보는 이미지에 의해 장난감 벽돌에 제공될 수 있다.
도 51은 도 50과 유사하지만, 이미지의 일부분은 광학 인코딩된 메시지 이미지로서 장난감 벽돌로 정보를 전달하기 위해 흐리게 된다.
도 52는 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 장착된 장난감 벽돌로부터 신호를 수신할 수 있는 리셉터를 포함하는 베이스플레이트 조립체의 평면도이며, 신호는 베이스플레이트의 디스플레이 영역 상에 투영된 광학 인코딩된 메시지 이미지에 응답하여 생성될 수 있다. 장난감 벽돌에 의해 생성된 신호는 장난감 벽돌의 위치와 장난감 벽돌의 형태와 같은 정보를 포함할 수 있다.
도 53은 이미지, 즉 광학 인코딩된 메시지 이미지의 일부분이 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 위치된 장난감 벽돌에 의해 스캔되거나 이미징될 수 있은 이차원 바코드의 형태인 예를 도시한다.
도 54는 스캔 루틴의 소프트웨어 구현의 일예의 흐름도이다.
도 55는 베이스플레이트 조립체 및 장난감 벽돌 또는 다른 플레잉 조각, 및 구성품들 사이의 상호 작용의 일예의 구성품의 개략도이다.
도 56은 메모리 매핑된, 시간 변화, 이미지 통신 및 메모리 매핑된, 시간 변화, 게밍 이미지가 메모리 매핑된, 시간 변화, 디스플레이된 이미지를 생성하도록 조합되는 방식의 개략도이다.
도 57은 메모리 매핑된, 시간 변화, 메시지 데이터가 메모리 매핑된, 시간 변화, 통신 데이터를 얻기 위해서 메모리 매핑된 시간 변화, 변조 기능에 의해 개량되는 방식의 개략도이다.
도 58은 베이스플레이트 조립체 및 근접 통신(NFC) 리더 및 RFID 태그의 사용을 포함하는 구현 예를 나타낸다.
도 59는 RFID 태그가 도 58의 예에서와 같이, 사용되는 베이스플레이트와 장난감 벽돌 또는 다른 플레잉 조각 사이의 상호 작용을 나타내는 블록도이다.
도 60은 장난감 벽돌 또는 다른 플레잉 조각이 하나 이상의 광학 리셉터를 가지고 있는 베이스플레이트 조립체의 일예의 단순화된 도면이다.
도 61은 한 방향으로 연장하는 열 스캔 라인과 횡 방향으로 연장되는 행 스캔 라인을 포함하는 베이스플레이트의 개략도로, 스캔 라인들은 커플링 소자를 바운딩한다(bounding). 전기 코일은 일반적으로 직접 코일 위에 위치된 장난감 벽돌과의 통신을 위해 그들의 교점에서 행 및 열 스캔 라인에 접속되어 있다.
도 62는 도 61의 것과 유사한 구조를 도시하지만, 행과 열 라인과 교차하고 커플링 소자에 인접한 각각에서, LED와 같은 발광 장치를 가진다.
도 63은 베이스플레이트에 장난감 벽돌의 위치가 결정되게 허용하도록 베이스플레이트의 네 모서리에서 삼각구도 전송기/리셉터를 포함하는 베이스플레이트 조립체를 도시한다.
도 64-도 67은 장난감 벽돌 또는 기타 플레잉 조각에 의한 통신의 다양한 모드를 도시한다.
도 68은 베이스플레이트 및 코너에 있는 삼각구도 전송기/리셉터의 단순화된 개략도이다.
도 69는 장난감 벽돌의 하나 이상의 표면에 이미지를 안내하도록, 직선, 평행 광섬유 및 곡선 광섬유를 조합한 장난감 벽돌의 단순화된 측 단면도이다.
도 70은 도 55의 것과 다소 유사하지만, 두 개의 플레잉 조각과 하나의 이미지 생성 장치 사이의 상호 작용을 도시하며, 이미지 생성 장치는 도 52에 도시한 리셉터를 포함한다.
다음의 설명은 일반적으로 특정 구조의 실시 예 및 방법을 참조하고 있다. 구체적으로 개시된 실시 형태 및 방법에 본 발명을 제한할 의도는 없으며, 본 발명은 다른 특징, 소자, 방법 및 실시 예를 이용하여 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 바람직한 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 특허 청구 범위에 의해 정의되는 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자는 이하의 설명에 상당 변형의 다양함 인식할 것이다. 다양한 실시 예들에서 유사한 소자는 일반적으로 동일한 참조 번호로 지칭된다.
상술한 종래 기술은 기능을 수행하기 위해서 지능적으로 조립되어야 하는, 소아용 무생물 장난감 벽돌 또는 더 복잡한 동력 및 배선된 또는 연결된 장난감 벽돌 소자로 구성된다. 기능을 수행하기 위해 지능형 연결을 필요로 하는 장난감 벽돌은 나이 많은 어린이에게 적합하다. 여기에 기재된 장난감 벽돌의 예로는 일부 애니메이션 기능을, 전기 개념을 이해하도록 요구하지 않고, 어린 아이들에 의해 경험될 수 있다. 장난감 벽돌뿐만 아니라 기타 플레잉 조각은 또한 도 36에서 설명을 시작한 아래의 설명의 베이스플레이트 조립체에 사용하기에 적합하다.
또, 상술한 종래 기술은 일반적으로 블록들 사이에 기능 및 제어 능력을 제공하기 위해 블록 사이의 배선을 필요로 한다. 블록 사이의 이러한 배선이나 연결이 블록에 의해 만들어지는 물체를 혼잡하게 한다. 장난감 벽돌의 예는 일부 기능이 배선을 사용하지 않고 달성될 수 있도록 할 것이다. 미국 특허 번호 7,708,615에 개시된 장난감 벽돌 빌딩 시스템은 배선을 필요로 하지 않는 반면, 지능형 조립체에 필요하고, 어린이에 적합하지 않을 수 있는 지능형 벽돌, 센서 벽돌 및 로직 벽돌의 사용을 개시한다.
장난감 벽돌의 다양한 예의 의도는 경험이 전달되는 방법에 대한 지식을 얻기 위한 필요성으로 사용자에게 부담을 주지 않고, 장난감 벽돌에서 풍부한 경험을 최종 사용자에게 제공하는 것이다. 일반적으로 사용자는 경험을 시작하기 위해서 액션을 취하게 되고, 장난감 벽돌내의 센서와 제어기는 벽돌과 사용자의 상호 작용을 검출하게 되고, 장난감 벽돌은 자극에 응답하여, 액션을 자동적으로 수행할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장난감 벽돌의 제1예는 각 측면이 3인치 이하 이하의 통상적인 크기의 하우징(12)을 포함하는 하나의 장난감 벽돌(10)이며, 하우징은 다른 장난감 벽돌의 하우징에 하나의 장난감 벽돌(10)의 하우징을 해체가능하게 연결하는데 사용된 커플링 소자(14)를 지지한다. 커플링 소자는 일반적으로 장난감 벽돌(10)의 하우징(12)에 형성된 도시하지 않은, 대응 개구와 짝을 이루는 제1커플링 소자로 작용하는 페그(pegs) 또는 다른 확장 소자를 포함한다. 설명의 편의를 위해, 페그-형 커플링 소자(14)의 한 세트만이 도시되어 있다. 커플링 소자(14)는 일반적으로 종래의 것이고 LEGO ® 브랜드 장난감 벽돌에 사용된 커플링 소자와 호환될 수 있다. 도 1의 예의 장난감 벽돌(10)은 또한 하우징(12)의 한측에 장착된 태양 전지(16)와 하우징(12)의 타측으로부터 연장되는 샤프트(18)를 포함한다. 태양 전지(16)는 샤프트(18)가 액츄에이터(16) 형태이면, 장난감 벽돌(10)에 대한 전원의 부분을 형성한다. 이러한 특징은 아래에 보다 상세히 논의될 것이다. 장난감 벽돌(10)은 장난감 벽돌내에 통합된 센싱 및 제어 기능을 포함한다.
이러한 장난감 벽돌(10)은 자극에 응답하여 기능을 수행하는 것이다. 수행될 기능은 아래에서 상세히 설명되어지는, 장난감 벽돌(10) 상에 존재하는 액츄에이터, 제어기의 프로그래밍 및 센서에 의존한다.
도 2는 장난감 벽돌(10)의 일예의 주요 기능 구성품의 블록도(20)이다. 이 예에서, 도 3에 도시한 유도 충전 장치(24) 또는 태양 전지(16)의 통상적인 형태인 충전 장치(22)는 하우징(12)에 장착되거나 일체 부분이다. 태양 전지(16)는 빛에서 전기를 만드는 데 사용할 수 있다. 유도 충전 장치(24)는 전류를 생성하여 에너지 저장 소자(26)를 충전하는 전자 유도를 사용한다. 도시하지 않은 외부 충전 스테이션은, 다른 자기장을 생성하고 유도 충전 장치(24)의 코일 에 가깝게 위치설정되어 전자기 에너지를 유도 충전 장치(24)로 보냄으로써, 유도 충전 장치(24)의 코일내에 전류를 유도한다. 충전 장치(22)는 라인(28)에 의해 재충전가능한 전기 에너지 저장 소자(26)에 접속된다. 에너지 저장 소자(26)는 일반적으로 배터리 형태이다. 그러나, 에너지 저장 소자(26)는 또한 용량 에너지 저장 장치 소자와 같은 형태일 수 있다. 충전 장치(22)와 에너지 저장 소자(26)는 전원(29)을 구성한다. 에너지 저장 소자(26)는 전원 라인(36)에 의해 적어도 하나의 감지 소자(30), 연산 제어 소자(32), 일반적으로 적어도 하나의 액츄에이터(34)에 연결된다. 감지 소자(30)는 라인(38)을 통해 연산 제어 소자(32)와 통신하고 연산 제어 소자(32)는 라인(39)을 통해 액츄에이터(34)에 연결된다. 약간의 경우에, 액츄에이터(34)에 의해 요구되는 전력은 예를 들어 연산 제어 소자(32)를 통해 제공될 수 있다.
장난감 벽돌(10)내의 재충전가능한 전원(29)의 제공은 장난감 벽돌(10)이 배선을 필요로 하지 않고 구조에 통합될 수 있도록 한다. 또한, 충전 기능은 장난감 벽돌(10)에 내장된 임의의 모델 또는 다른 구조가 배터리를 교체하거나 재충전을 위한 분해할 필요없이 존재할 수 있게 한다. 전기적으로 접촉하지 않고 전력을 전송하는 능력은 또한 벽돌을 기밀 밀봉할 수 있게 하여 어린이에게 친밀감을 준다.
장난감 벽돌의 일부 예의 기능은 감지 소자(30)를 통해 입력을 검출하고, 그 후에 후술하는 바와 같이 연산 또는 다른 로직을 통해서 입력 조건이 하나 이상의 액츄에이터(34)를 작동하는 소정의 요건을 만족시키는 경우, 그리고 소정의 패턴에 따라 일반적으로 순서대로 또는 동시에 하나 이상의 액츄에이터(34)를 작동시키는 경우인지 결정한다.
감지 소자(30)가 다음 중 하나 이상이 될 수 있다: (1) 도 4에 도시한 바와 같이, 음성 부호화 트리거, 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 박수 소리 또는 음성 인식의 수신을 위한 마이크로폰(40); (2) 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 적외선 원격으로부터의 신호 또는 광 센서를 가로지르는 플래쉬광 빔의 통로와 같은 도 4에 도시한 바와 같은 광 부호화 트리거를 수신하기 위한 적외선 또는 가시광선 검출기(42); (3) 예를 들어서 이에 제한되지 않지만 아이패드로부터의 플루투스 신호와 같은 도 5에 도시한 바와 같은 무선 주파수 부호화 트리거를 검출하기 위한 RF 송수신기(44); (4) 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 장난감 벽돌(10)의 흔들림, 장난감 벽돌(10)의 방위 또는 장난감 벽돌의 어떤 모션의 시간 코스와 같은 모션 트리거된 이벤트를 검출하기 위한, 도 6에 도시한 바와 같은, 3 차원 틸트 센서 또는 자이로 센서 또는 중력 센서(46); (5) 도 7에 도시한 바와 같은 스틸 또는 이동 이미지를 캡쳐하기 위한 카메라(48); (6) 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 글로벌 위치 센서와 같은 위치 삼각구도 센서(50); (7) 도 8에 도시한 바와 같은 샤프트 각도 센서(52)와 도 8에 또한 도시한 바와 같은, 샤프트 연장 센서(54).
일반적으로, 도 9에 도시한 바와 같이 스트레인 게이지 로제트의 형태 파지력 센서(56)는 장난감 벽돌(10)에 가해진 힘을 감지하는데 사용될 수 있다. 도 10은 단순화된 방식으로, 때때로 그리퍼 포스 벽돌(10)로서 지칭하는 장난감 벽돌(10)내의 구성품으로, 연산 제어 소자(32)에 연결된 증폭기(58)를 포함한다. 구성품은 예를 들어, 두 개의 누름 버튼 전기 스위치(60)이다. 스위치(60)는 장난감 벽돌(10)의 한 면에 모두 도시되어 있지만, 더 크거나 적은 개수가 사용될 수 있으며, 하나 이상의 측면에 있을 수 있다. 도 12는 단순화된 형태로 장난감 벽돌(10) 내의 연산 제어 소자(32)에 연결된 스위치(60)를 도시한다.
약간의 예에서, 도시하지 않은 장난감 벽돌(10)은 다른 장난감 벽돌(10)의 하우징(12)에서 하나의 장난감 벽돌(10)의 하우징(12)을 분리하는 것보다, 전원(29), 액츄에이터(34) 또는 감지 소자(30)와 같은 구성품을 분리하는데 더 큰 힘이 들도록 구성될 수 있다.
도 13은 일반적으로 장난감 벽돌의 벽 중 하나의 내측면을 따라 고정된 온도 트랜스듀서(62)를 포함하는 장난감 벽돌(10)의 온도 트랜스듀서의 형태를 나타낸다. 온도 트랜스듀서(62)는 저항 열전대, 반도체 온도 트랜스듀서를 포함하는 다양한 형태의 일수 있다. 도 14는 증폭기(64)를 통해 연산 제어 소자(32)에 연결된 온도 트랜스듀서(62)를 도시한다. 연산 제어 소자(32)는 이에 제한되지 않지만, 마이크로 프로세서, 또는 아날로그 또는 디지털 회로, 또는 퍼지 로직 콘트롤러에 의해 구현될 수 있다. 도 15는 마이크로 프로세서의 형태로 연산 제어 소자(32)의 일예를 도시하는 개략도이다. 연산 제어 소자(32)의 프로그래밍은 공장에서 미리 설정될 수 있거나, 현장에서 프로그램 가능하거나 재프로그램할 수 있다.
도 15의 예에서의 연산 제어 소자(32)는 단일 칩 마이크로제어기이다. 마이크로제어기는 한 조각의 실리콘 다이에 내장된 메모리, 통신 장치들, 입력 및 출력 장치와 같은 여러 다른 주변 장치를 가진 마이크로 프로세서이다.
주변 장치는 다음의 것을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다: USB(범용 직렬 버스), USART(범용 동기/비동기 수신기 전송기), I2C(I-제곱-C) 컴퓨터 버스, ADC(아날로그 - 디지털 변환기), DAC( 아날로그에서 디지털로 변환기), 타이머, 폭 변조기, 플래시 메모리, RAM 메모리, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 블루투스 인터페이스, 이더넷 인터페이스, 액정 드라이버 인터페이스 펄스. 이러한 마이크로제어기의 예는 텍사스 인스트루먼트 TMS320LF28XX 패밀리 또는 마이크로제어기 MSP430 패밀리일 수 있다.
일반적으로 마이크로제어기는 특정 작업을 수행하기 위해 설계되고, 해당 작업을 수행하기 위해 존재하는 모든 가능한 주변 장치의 서브세트를 요구한다. 보통 주변 장치의 입출력만이 금속 핀을 통해 외부적으로 접근가능하다. 내부 데이터와 메모리 액세스 버스 구조는 일반적으로 칩의 외부에서 접근가능한 핀에 접속되지 않는다.
마이크로제어기는 외부 접근가능한 핀 중 하나 이상에 제공된 전기 전압 또는 전류로서 신호를 수신한다. 이러한 신호는 전형적으로 연속적으로 하나의 시간에 기초하여, 연속적으로 또는 아날로그 - 디지털 변환기와 같은 마이크로 제어기내의 회로에 의해 일정 시간 간격으로 샘플링된다. 이러한 신호의 시간 코스 및 진폭은 내부 메모리에 유지되고 알고리즘에 의해 분석될 수 있다. 예로서, 음성 인식 알고리즘은 마이크에서 디지털화된 음성을 분석할 수도 있고, 모션 검출 알고리즘은 가속도계 또는 틸트 스위치로부터의 신호를 분석할 수 있다.
디지털된 전기 신호를 분석하는 알고리즘은 베이직, C 또는 어셈블리와 같은 언어로 작성될 수 있다. 알고리즘은 "IF INPUT signal is GREATER THAN a VALUE THEN turn ON an OUTPUT"와 같은 논리적 기능을 구현할 수 있다. 신호는 추가로 예를 들어서 이에 제한되지 않지만 푸리에 변환과 같은 변환에 의해서 변환되거나, 칼만 필터와 같은 S 또는 Z 도메인에서 피드백 기반 알고리즘을 형성할 수 있다. 신경 네트워크 기반 퍼지 논리와 같은 다른 알고리즘도 구현 가능하다. 퍼스널 컴퓨터에서 실행될 수 있은 실제로 거의 모든 알고리즘은 마이크로제어기 기반 설계에서 구현될 수 있다.
신호는 예컨대 아이패드® 또는 다른 태블릿 컴퓨터와 같은 외부 장치에 블루투스 링크와 같은 통신 장치로부터 수신될 수 있다. 이러한 신호는 작동이 보증하는 경우에 대해 결정을 하기 위한 시도보다는 이들 액션을 수행하기 위한 마이크로제어기를 필요로 하는, 수행하는 액션의 전체 메시지를 포함할 수 있다.
마이크로제어기(32)의 형태의, 연산 제어 소자(32)는 전기 신호를 수신하여 상기 신호의 분석을 수행하고 그 다음에 액션을 수행한다. 작동에 대한 신호는 마이크로제어기(32)의 핀에서 전기 신호로 전송된다. 예로서, 소음을 만드는 것과 같은 작동은 마이크로제어기(32)가 전기 신호 증폭의 시간 코스를 발생시킬 수 있으며, 이는 마이크로제어기(32)의 핀상의 전압의 증폭을 변경하는 DAC(아날로그-디지털 변환기)에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 다른 실시 예에서, 이미지를 만들기 위해 RGB(적색/녹색/청색) 강도를 다양한 디스플레이 픽셀로 발송하는 마이크로제어기(32)가 필요할 수 있다.
마이크로제어기(32)는 추가로 주변 장치의 전원을 차단하고, 심지어 저전력 모드(수면 모드)로 들어감으로써 배터리를 충전하고 보존하는 관리하고 신호가 존재하는지 체크하기 위해서 어떤 간격에서 저절전 모드(웨이크 업)로부터 나오거나, 수면 상태로부터 마이크로제어기를 웨이크할 수 있는 하나 이상의 주변 장치에 존재되는 신호에 의해서 웨이크 업될 수 있다.
연산 제어 소자(32)는 도 16에서의 예로서 후술하는 바와 같이, 하나 이상의 감지 소자(30)로부터의 신호를 분석하고 작동이 보장되는 경우에 대해서 결정하고 그리고 나서, 연산 제어 소자(32)의 로직 또는 프로그램에 의해 규정된 하나 이상의 액츄에이터(34)에 신호를 보낸다. 연산 제어 소자(32)는 일반적으로 읽고 쓰기 가능한 메모리가 되며, 비휘발성일 수 있다. 연산 제어 소자(32)의 프로그래밍은, 약간의 예에서, 예를 들어, 무선 다운로드를 통해 프로그램 메모리를 소거 및 재기입에 의해 현장에서 변경될 수 있다. 모니터링된 데이터 형태 신호는 또한 나중에 검색하기 위해 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 충돌 테스트(crash test)에 참여한 장난감 벽돌(10)은 나중에 검색 및 디스플레이를 위해 장난감 벽돌의 연산 제어 소자(32)의 메모리 내측에 저장된 충돌 동안 이의 모션을 가질 수 있거나, 또는 비디오나 사진은 나중에 검색 및 디스플레이를 위해 장난감 벽돌상에 저장될 수 있다.
전원 관리, 신호 검출 및 작동을 위한 프로세스의 예는 도 16에 도시되어 있다. 초기에, 시작 단계(65) 후 , 연산 제어 소자(32)는 단계(66)로 도시된 바와 같은 동력 다운 모드내에 있으며, 단계(68)에서 감지 소자(30)로부터의 신호가 없는 경우에는, 프로그램은 단계(66)로 복귀한다. 감지 소자(30)로부터의 신호가 있는 경우에, 프로그램은 단계(70)에서 60초와 같은 고정된 소정의 수로 타이머상의 전력을 리셋한다. 단계(70) 후에, 신호가 존재하는지의 여부를 단계(72)에서 조회한다. 예를 들어 가속도계로부터의 신호가 존재하는 경우, 예를 들어 소리 방출과 같은 적절한 작동은 작동의 조건이 단계(74)에 만족하는 경우, 실시되고, 그리고 단계(70)로 돌아간다. 신호가 없으면, 제어는 단계(76)로 전달하고 타이머상의 전력이 감소된다. 그 다음으로, 제어는 타이머상의 전원이 만료되었는지 여부의 조회가 이루어지는 단계(78)로 전달한다. 그렇다면, 제어는 단계(66)로 복귀되고, 그렇지 않다면, 제어는 단계(72)로 복귀된다.
장난감 벽돌(10)의 출력을 생성하는 엑츄에이터는 도 17에 도시된 바와 같이 이에 제한되지 않지만, 하나 이상의 광원(80) 및 도 18에 도시한 바와 같은 예컨대 스피커(82)와 같은 사운드 방출 소자일 수 있다. 또, 출력은 도 19도에 도시한 바와 같은 평판 디스플레이(84), 도 20에 도시한 바와 같은 유기 LED 또는 유기 LCD 랩어라운드 디스플레이(86), 도 21에 도시한 바와 같은 투사 이미지 디스플레이 및 관련된 투사 이미지(90)를 포함하는 그래픽 디스플레이 및 광섬유 디스플레이(92)와 연관된 투사 이미지(94)에 의해 발생될 수 있다. 또한, 출력은 모터, 무선 전송기, 무선 송수신기 및 솔레노이드와 같은 다양한 다른 장치에 의해 발생될 수 있다. 액츄에이터(34)는 또한 전송기의 다양한 형태를 포함할 수 있다. 작동은 간단히 온/오프 또는 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 무선 신호의 전달 또는 심지어 액션의 시간 코스와 같은 보다 복잡한 액션일 수 있다.
장난감 벽돌의 다양한 실시 예:
예를 들면, 한 실시 예에서, 도 1에 도시한 것과 유사한 단일 벽돌(10)은 도 16에서 단계(78)에서 타이머상의 전원이 완료될 때와 같은 간단하게 "수면" 상태로 그대로 남겨 둘 때, 표면들중 하나 이상의 태양 전지(16)로부터의, 주변 광을 통한 다른 에너지 저장 소자 또는 배터리를 충전할 때 있을 수 있다. 그리고 나서 벽돌(10)이 리프트될 때, 예를 들면, 비행기의 이륙의 소리를 내고, 다이빙시에 비행기 다이빙의 소리를 내고, 충격일 경우는 총의 소리를 낸다. 이러한 벽돌(10)은 도 23에 도시한 바와 같은 장난감 벽돌 전투기의 구축(빌딩)에 적합할 것이다. 도 23에 도시한 바와 같은, 장난감 벽돌 전투기는 도 2에 도시한 구성품을 포함하는 단일 장난감 벽돌(10)로 구조될 수 있다. 장난감 벽돌 전투기의 구조에 사용된 다른 장난감 벽돌은 도 2의 구성품 없이 기존의 장난감 벽돌이다. 그러나, 아래에 설명된 대로 추가 장난감 벽돌(10)은 장난감 비행기의 구조에 사용될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 일체형 태양 에너지 배터리와 블루투스 수신기를 가진 단일 벽돌은 도 1을 다시 참조, 블루투스 무선 신호가 아이 패드®와 같은 태블릿 컴퓨터, 또는 아이폰®와 같은 스마트 폰으로부터 수신될 때, 한 측면으로부터 돌출하는 샤프트를 가진 소형 모터를 회전 수 있다. 이러한 벽돌은, 예를 들면, 풍차에서 사용될 수 있다. 이러한 벽돌의 다른 용도는 도 23에 도시된 바와 같이, 몇몇 소형 장난감 벽돌 비행기(96)를 구축할 수 있다. 원격 블루투스 신호가 모바일 또는 고정된 연산 또는 통신 장치로부터 전송될 때, 프로펠러(98)를 원격으로 돌릴 수 있게 할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 도 24에는 레이싱 카(100)의 구성품로서 사용되는 것을 도시하며, 벽돌(10)은 도 18의 벽돌(10)의 스피커(82)와 도 6의 벽돌(10)의 3-D 이동 센서(46)와 같은 몇몇 특징을 통합할 수 있고, 전후로 이동될 때 엔진 속도 사우드와 한 방향으로 빠르게 밀려질 때 카 "타이어 필링"의 사우드를 만든다.
또 다른 실시 예에서, 자체 내장형 전원(17)을 가진 도 17의 것과 유사한 클리어 벽돌(10)은 그 안에, 적색, 녹색 및 청색 광원(80)을 가질 수 있으며, 도 34를 참고로 아래에 기술된 컴퓨터 알고리즘에 의해 아이패드로부터 원격으로 설정된 색을 가질 수 있거나, 또는 다른 실시 예에서 틸트 또는 중력 센서에 의해 제어되어지는 작동에 의해 여러 다른 방위에서 유지될 때 색을 변경할 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이 또 다른 실시 예에서, 도 7에 도시된 것과 유사한 카메라(48)를 가진 장난감 벽돌(10)은 비디오 신호를 디스플레이 스크린을 포함하는 모바일 또는 고정 장치에 블루투스 또는 Wi-Fi를 통해 전송할 수 있다. 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 모델로 통합될 때 이러한 벽돌은 예를 들면, 태블릿 컴퓨터 스크린에서 사용자에 의해, 장난감에서 보여진 바와 같은 뷰(104)를 경험할 수 있게 한다.
또 다른 실시 예에서, 도시하지 않는, 카메라(48)와 일체형 얼굴 또는 물체 인식 알고리즘을 가진 장난감 벽돌(10)은 접근시에 "안녕하세요 존" 과 같은 사우드로 어린이를 맞이하고 있다. 벽돌에 의해 인식되어지는 얼굴과 방출되어지는 사운드는 무선 링크를 통해 사용자 다운로드될 수 있다. 얼굴은 심지에 자체 카메라에 의해 캡쳐된 비디오에 의해 자기 학습될 수 있다. 변경적으로, 얼굴이 인식될 때 장난감 벽돌은 고정 또는 모바일 연산 장치에 신호를 전송할 수 있다.
다른 실시 예에서, 감지의 시퀀스 및 작동의 시퀀스는 통상적으로 성인에 의해, 아마도 고정 또는 모바일 연산 장치에서 실행하는 사용자 인터페이스의 도움으로, 장난감 벽돌(10)에 무선 링크 또는 다른 연결로 장난감 벽돌(10)으로 프로그램화될 수 있다. 프로그램되면, 어린이는 훨씬 더 간단한 방법으로 벽돌과 상호 작용할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 몇몇 다른 모양의 벽돌은 어린이 또는 다른 사용자에 의해 조작될 수 있다. 벽돌은 디스플레이 스크린상에 가상 건물 환경에서의 정확한 형상 및 크기로, 벽돌의 조작을 보여주게 하는 고정 또는 모바일 연산 장치로 그 형태와 위치를 전송할 것이다. 위치 전송은 GPS 신호에 의해, 또는 예를 들어 장난감 벽돌(10)이 지지 되어 있는 베이스플레이트의 사용을 통해서, 삼각구도 능력을 가지는, 보다 세분화된 삼각구도 방법에 의해 행해질 수 있다. 다음은 위치 삼각구도의 방법의 세 가지 예이다.
공지된 위치의 신호 소스로부터의 신호의 시간 지연의 측정: 공지된 위치의 하나 이상의 신호 소스는 특정 시간에, 소리, 빛이나 무선파를 통해 펄스( "핑") 또는 인코딩된 메시지를 전송할 수 있다. 이 메시지는 신호가 전송된 시간을 포함할 수 있다. 이 메시지는 일반적으로 장난감 벽돌(10)의 경우에, 삼각구도되어야하는 물체에 의해 나중에 수신할 것이다. 공지된 위치의 3개 이상의 이런 소스로부터 메시지를 수신함으로써, 그리고 상기 신호가 전송된 시간과 신호가 수신된 시간 사이의 지연 시간을 측정하여 그 소스와의 거리를 계산함으로써, 표준 삼각법으로 삼각구도되어질 물체의 위치를 삼각구도할 수 있다. 장난감 벽돌 베이스플레이트의 단순화된 실시 예는 그 위에 배치된 장난감 벽돌(10)과 같은, 물체를 삼각구도할 수 있도록 구조될 수 있다. 이러한 삼각구도 베이스플레이트는 코너, 베이스플레이트의 평면내에 및 또한 베이스플레이트의 평면 위에서의 네 개 이상의 신호 이미터를 포함할 수 있다. 이들 이미터는 바람직하게는 동시에, 인코딩된 신호를 방출할 것이다. 신호의 수신 사이의 시간 지연을 측정함으로써, 베이스플레이트의 근방에서, 장난감 벽돌의 3 차원 위치를 배치하는 것이 가능하다.
이미지 분석에 의해 공지된 랜드마크의 위치의 측정: 삼각구도되어지는 물체는 카메라를 포함할 수 있으며, 이미지내에 존재된 다양한 랜드마크에 대해 각도를 측정하여 위치를 계산할 수 있다. 예로서, 장난감 벽돌(10)은 카메라(48)를 포함하고 예를 들면, 베이스플레이트의 평면 내에 그리고 위에 놓여진 특정 색 또는 마크된 벽돌 또는 섬광의 위치를 분석할 수 있다.
공지된 풍경에 대해 물체의 위치를 분석하여 물체의 위치 측정: 물체는 공지된 풍경에 대해 두 이상, 바람직하게는 직교 뷰에서 촬영해서 이의 위치를 연산할 수 있다. 예로서, 장난감 벽돌 베이스플레이트 조립체는 베이스플레이트 /벽에 나타난 특징, 예를 들어서 위치가 알려져 있는 독특하게 마크된 벽돌 또는 섬광을 가진 직교하는 수직 벽 및/또는 베이스플레이트에 대해서, 평면 또는 정면에서 물체를 촬영할 수 있는 두 개 이상의 카메라를 포함하도록 구성될 수 있다.
벽돌은 벽돌의 제스처(예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 클릭킹 모션(clicking motion)에 의해 또는 도 35를 참고로 아래에 기술된 컴퓨터 알고리즘내에 기술된 바와 같이 벽돌상에 버튼을 누름으로써 가상 환경에서의 위치에 접합될 수 있다. 클릭킹 모션으로 언급되는 것은 마우스 클릭을 연상시키는 날카로운 하향 추력 다음으로 정확한 위치를 마우스로 가리키면 수행할 수 있다. 이러한 조작은 동일한 벽돌이 물리적 구조물이 만들어지지 않지만, 가상 환경에서 구조물을 반복적으로 만드는데 사용될 수 있게 허용한다. 또한, 조작된 벽돌은 물리적으로 조작된 벽돌과는 다른 형태로 되도록, 변경된 가상 스크린상의 아바타를 가질 수 있으며; 이 경우에, 물리적으로 조작된 벽돌은 임의의 형상으로 할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 가속도 센서를 가진 장난감 벽돌은 도 24에 도시된 것과 같이, 카로 구조된 벽돌내에 놓여질 수 있으며, 카의 가속도, 속도 및 위치는 모바일 또는 고정 연산 장치에 전송되어 그려진다. 이는 경사진 평면 아래로의 가속과 같은 표준 물리학 실험을 쉽게 할 수 있게 허용한다. 또, 충돌 테스트시 힘을 그려서 검사할 수 있다. 이 데이터는 실시간으로 전송되기보다는 나중에 검색을 위해 벽돌 자체에 저장될 수 있음을 주목해야 한다.
또 다른 실시 예, 벽돌은 벽돌들이 자극에 대해서 개별적으로 또는 그룹으로 응답할 수 있는 것처럼, 도 33을 참고로 아래에 기술된 바와 같이 전자 어드레싱 방식에 의해 그룹화될 수 있다. 예로서, 흔들릴 때 색을 변화시킬 수 있는 4개의 동일한 장난감 벽돌에서, 두 개는 적색이 되도록 프로그램될 수 있고, 두 개는 녹색으로 변하도록 프로그래밍될 수 있다. 어드레싱 및 그룹화의 또 다른 예에서, 모터인 액츄에이터를 가진 벽돌은 전자 어드레싱 방식에 의해 그룹화될 수 있다. 이러한 벽돌은 장난감 벽돌 비행기의 두 그룹화된 비행 중대(squadrons)에 통합될 수 있으며, 하나 또는 다른 비행 중대는 선택적으로 무선 명령을 통해 고정 또는 모바일 연산 장치로부터의 명령에 따라 자신의 프로펠러를 회전시키도록 명령한다. 전자 어드레싱이 장난감 벽돌(10)의 전체 풍경이 무선 또는 다른 신호를 통해서, 개별적으로 그롭화되거나 또는 시간 순차 방식으로 명령을 받을 수 있게 허용하는 것은 당업자에 의해 알 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같은, 다른 실시 예에서, 하나 이상의 LCD 또는 다른 형태의 칼라 또는 단색 디스플레이는 벽돌에 내장될 수 있어서 여러 디스플레이로부터의 다수의 이미지를 조작할 수 있거나 또는 단일 디스플레이로부터 다수의 이미지를 예를 들어서 이에 제한되지 않지만, 도 21에 도시한 바와 같은, 프리즘, 렌즈의 광학 소자를 통해서 또는 도 22에 도시한 바와 같은 광 섬유(101)과 같은 광가이드에 의해서 장난감 벽돌의 하나 이상의 표면에 전달할 수 있다. 예로서, 도 26-28에 도시한 바와 같이 비행 곤충으로 형상된 장난감 벽돌(10)은, 예를 들면, 도 25에 도시한 바와 같이 꿀벌(105)의 이미지를, 도 27에 도시한 바와 같이 메뚜기(106)의 이미지를, 도 28에 도시한 바와 같이 완전히 다른 이미지(107)를 디스플레이하도록 설정될 수 있다. 장난감 벽돌(10)은 광 섬유 또는 디스플레이를 가지는 약간의 영역에서만 불투명할 수 있다. 벽돌(10)은 도 29에 도시한 바와 같이 고정 또는 모바일 연산 장치(109)에 일체로 무선 연결을 통해 이의 이미지를 업데이트할 수 있다. 디스플레이 장치는 도 20에 도시한 바와 같이, 또한 유기 LCD 또는 유기 LED와 같은 박막 랩 어라운드 형태일 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 오히려 전통적인 평면 장치보다는 장난감 벽돌의 "스킨(skin)"을 형성할 수 있다.
도 30은 장난감 벽돌 태양 전지판 충전 시스템(108)의 예를 도시한 블록도이다. 시스템(108)은 일반적으로 전지 또는 커패시터 플러스 관련된 충전 회로의 형태로 에너지 저장 소자(26)에 에너지를 제공하는 전기의 다른 광 소스 또는 태양 전지(16)를 포함한다. 에너지 저장 소자(26)는 다음으로, 도 2의 액츄에이터(34), 연산 제어 소자(32), 감지 소자(30)와 같은 다양한 시스템(110)에 전력을 제공하는데 사용된다.
도 31은 일반적으로 전지 또는 커패시터 플러스 관련된 충전 회로의 형태로 에너지 저장 소자(26)에 에너지를 공급하는, 통상적으로 전기 코일의 형태인 유도 충전 장치(24)를 포함하는 장난감 블록 유도 결합된 재충전 시스템(112)의 예를 나타내는 간략화된 블록도이다. 도 28의 예에서와 같이, 에너지 저장 소자는 다양한 시스템(110)에 전력을 제공하는데 사용된다.
도 32는 충돌 테스트 기록 알고리즘(114)의 일 예를 나타내는 흐름도이다. 시작 단계(116) 후, 모든 3 축선에서의 가속도는 단계(118)에서 확인한다. 가속도가 단계(120)에서 결정된 바와 같이 X, Y 또는 Z 축선에 따른 임의의 임계치보다 크지 않은 경우, 제어는 단계(118)로 복귀되고, 그렇지 않으면 제어는 단계(122)로 전송된다. 단계(122)에서, 가속도, 속도 및 위치 데이터 중 하나 이상은 가속도가 임계값 이하일 때까지 또는 임계 시간 주기가 경과될 때까지 기록 및/또는 전송된다. 그 후, 제어는 단계(124)로 진행하여, 여기서 가속도, 속도 및 위치 데이터중 하나 이상은 연산 제어 소자(32)로 전송된다. 그 후, 알고리즘은 단계(126)에서 종료한다.
도 33은 어드레스가능한 장치 통신 알고리즘(128)의 일 예를 나타낸 흐름도이다. 시작 단계(130) 후, 브로드캐스트 데이터는 단계(132)에서 고정 또는 모바일 연산 장치로부터 수신된다. 그 후, 단계(134)에서, 브로드캐스트 어드레스가 장치 어드레스 또는 어드레스 뱅크 내의 어드레스와 일치하는지 문의를 한다. 아니라면, 제어는 단계(132)로 복귀한다. 그렇다면, 제어는 단계(136)로 간다. 그 단계에서 브로드캐스트 데이터는 이 예에서, 기술한 바와 같은 이미지를 디스플레이하거나 장치를 작동하도록 행동한다. 예로서, 이진 8 비트의 사용을 가정하면, 도 17에 도시된 것과 같이, 256 독특하게 어드레스가능한 발광 장난감 벽돌(10)의 가능성으로 어드레싱한다. 장난감 벽돌(10)은 뱅크에 임의적으로, 예를 들어 벽돌 1, 56 및 233이 뱅크 "A"에, 벽돌 2, 45 및 123가 뱅크 "B"로 할당될 것이다. 신호는 뱅크 "A"에 있는 모든 벽돌로 전송되어 켜지고 적색을 디스플레이하며, 뱅크 "B"에 있는 모든 벽돌이 켜지고 녹색 빛을 방출할 수 있다. 그 후 제어는 종료 단계(138)로 간다.
도 34는 색 변화 벽돌 알고리즘(140)을 나타낸 흐름도이다. 시작 단계(142) 후에, 3차원 벽돌 틸트 데이터는 3차원 틸트 센서(46)로부터 얻거나 또는 디스플레이되어지는 색상의 정보는 단계(144)에서 RF 트랜시버(44)를 통해 모바일 또는 고정 연산 장치로부터 수신된다. 다음으로, 단계(146)에서, 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여 디스플레이되는 색이 연산된다. 단계(148)에서 색은 필요에 따라 적색, 녹색, 청색의 강도를 조정함으로써, 장난감 벽돌(10)상에 디스플레이된다. 그 후 제어는 종료 단계(150)로 간다.
논의 되어질 최종 알고리즘은 도 35의 흐름도에 도시된 아바타 조작(152)에 대한 알고리즘이다. 이 알고리즘은 조작되어지는 벽돌로부터 데이터를 수신하는, 도시하지 않은, 고정 또는 모바일 연산 장치에서 실행된다. 시작 단계(154) 후, 데이터는 예로서, 방위 센서(46) 및 위치 센서(50)와 같은 센서로부터 단계(156)에서 조작된 장난감 벽돌로부터 수신되고 송수신기(44)를 통해 전달된다. 다음으로, 단계(158)에서, 장난감 벽돌(10)의 위치 및 방향이 연산된다. 다음으로, 장난감 벽돌(10)의 아바타는 단계(160)에서, 스마트 폰, 고정 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터에서 발견되는 바와 같은, 디스플레이 스크린에 디스플레이된다. 그 다음, 단계(162)에서, 프로그램은 장난감 벽돌(10)이 클릭킹 모션으로 이동되었는지 알기 위해, 장난감 벽돌이 그 위치내에서 접합되어는지 표시하기 위해 체크하거나, 또는 장난감 벽돌이 정위치에서 접합되어는지 표시하는 약간의 다른 신호는 수신된다. 아니라면, 제어는 단계(156)로 복귀된다. 그렇다면, 제어는 단계(164)로 가며, 여기서 벽돌 아바타는 단계(156)로 제어의 복귀 다음으로 스크린상의 정위치에 접합된다.
어떤 실시 예에서, 연산 제어 소자(32)는 정상 사용 동안에 재프로그래밍될 수 없지만, 전형적으로 제조-형태 환경에서만 가능한 연산 제어 소자와 대조적으로, 사용자 재프로그래밍가능한 연산 제어 소자이다. 이러한 재프로그래밍은 도 33의 통신 알고리즘, 도 34의 색 변화 알고리즘 및 도 35의 아바타 조작 알고리즘에 대해서 상술한 방식으로 일어날 수 있다. 즉, 연산 제어 소자(32)의 재프로그래밍은 특히 소프트웨어를 재프로그래밍하거나 또는 장난감 벽돌(10)이 사용되는 방식에 따라서 달성될 수 있다.
약간의 예에서, 장난감 벽돌(10)은 현재 감지된 입력 값과 이전에 감지된 입력 값에 기초하여 출력을 생성할 수 있다. 이는 버튼의 단일 푸쉬로만 현재 입력에 기초한 결정과 반대된다. 이러한 양상은 이벤트, 예를 들어, 두 개의 버튼이 1초 간격으로 푸쉬되는 경우의 전에 일어난 것에 부분적으로 기반을 둔다. 디지털 컴퓨팅 용어에서, 현재 및 이전은 한 시간 거리 이상을 의미하고, 컴퓨터의 현재 세대에서 4GHz로 말하는 것은 l/(4xlOA9)=0.25nanoseconds이다. Now 및 BEFORE를 정의하는 컴퓨터의 능력은 시계 사이클당 한 번만을 감지할 수 있기 때문에, 컴퓨터의 시계 속도에 의해 정해진다. 그러나, 예를 들어서 가속을 시간으로 적분해서 속도를 얻듯이 연속 시간 적분을 하는 아날로그 컴퓨터를 가질 수 있고, 가속의 연속 적분에 의해 연산된 바와 같이 속도가 어떤 속도를 초과할 때에 트리거하는 트리거를 가질 수 있다. 다른 예에서, 장난감 벽돌(10)은 RF 송수신기(44)에 의해 수신된 신호의 형태로 입력을 제공할 수 있어, 마이크(40)에 의해 수신된 구두 명령의 형태로 추가 명령을 기다리게 장난감 벽돌에 말하는 할 수 있다.
약간의 예에서, 장난감 벽돌(10)은 입력의 시간 코스에 기초하여 출력(들) 또는 출력의 시간 코스를 생성할 수 있으며, 현재 출력(들) 또는 출력의 시간 코스는 이전 입력(들)뿐만 아니라 현재의 입력(들)에 기초하여 수학적 계산에 의해 결정된다. 이것의 예는 힘 또는 가속도 센서(들)이며, 센서로부터의 신호는 속도를 발견하기 위해서 적분될 수 있고 다시 위치를 연산하기 위해서 적분될 수 있다. 적분은 곡선 아래의 면적이고, 이는 시간에 따른 신호 진폭의 과거 이력의 함수이다. 다른 예에서, 기술된 수학 기능은 새로운 알고리즘의 유선 또는 무선 다운로드를 통해 현장에서 변경될 수 있다. 이 예는 흔들릴 때 녹색 빛을 방출하거나, 또는 예를 들어, 블루투스 연결을 통해 재프로그래밍되어, 흔들릴 때 적색 빛을 방출할 수 있는 벽돌이다. 추가의 예에서, 각각의 입력은 두 가지 가능한 상태 이상을 가진다(온 및 오프가 두 상태임). 대신에, 각 입력은 가속도계의 입력에서 존재하는 것과 같이, 점진적으로 변화하는 값의 연속성을 가질 수 있으며, 벽돌은 여러 방향으로 틸트될 때 무지개의 모든 색을 통해 연속적으로 변경하도록 프로그램될 수 있다.
다른 예에서, 장난감 벽돌(10)은 무선으로 외부 장치와 하나 또는 두 가지 방법으로 통신을 수행할 수 있다. 장치 사이의 메시징은 신호의 순간적인 존재 또는 부재의 검출 및/또는 생성보다 더 복잡하게 되며, 이런 신호의 시간 코스의 디코딩이며, 시간 코스는 임베디드 메시지(an embedded message)를 처리한다. 장난감 벽돌의 이 형태의 예는, 예를 들어, 적외선 리모콘으로부터 메시지를 처리하는 광의 맥동의 복잡한 온/오프 시간 코스에 응답하는 것이다.
당업자에게 알 수 있듯이, 전력, 센싱, 작동 및 제어 소자를 자체 포함한 벽돌은 다중-벽돌 종래 기술에서 가능한 복잡한 기능의 다소 희생을 야기한다. 대신, 소아에 대한 간단한 사용자 경험을 허용하고, 공장, 부모, 교사, 또는 청소년에 기능을 프로그래밍하는 부담을 제거한다. 지능형 장난감 벽돌은 종래 기술에 설명된 다중-벽돌 지능 시스템보다 훨씬 다양하고, 훨씬 더 접근가능한 사용자 경험을 제공한다.
베이스플레이트 조립체의 설명
도 36은 이미지 생성 장치(204)에 착탈가능하게 장착된 광범위하게 베이스플레이트(202)를 포함하는 베이스플레이트 조립체(200)의 전체적인 도면이다. 장치(204)는 일반적으로 대형 디스플레이 스크린(206)을 갖는 애플 컴퓨터에 의해 아이패드® 컴퓨터와 같은 패드 컴퓨터이다. 이미지 생성 장치(204)는 종종 컴퓨터(204)로 지칭된다. 몇 가지 예에서, 베이스플레이트(202) 및 이미지 생성 장치(204)는 통합, 한 조각의 장치일 수 있다. 도 36내의 베이스플레이트(202)의 일부는 이미지 생성 장치(204)의 디스플레이 스크린(206)을 개시하기 위해 제거되어 있다. 일반적으로, 디스플레이 영역(208)이라 하는 디스플레이 스크린(206)을 커버하는 베이스플레이트(202)의 일부는 바람직하게는 본질적으로 무색 투명한 재료로 만들어지므로, 디스플레이 스크린(206)에서의 컴퓨터(204)에 의해 생성된 이미지는 디스플레이 영역에서 사용자에 의해 보여지기 위해서 뿐만 아니라 아래에 기술된 다른 용도로 베이스플레이트(202)를 통해 전송된다. 디스플레이 영역(208)은 컴퓨터(204)의 외측 에지(212) 위에 놓이는 외부 영역(210)에 의해 둘러싸여 있다. 베이스플레이트(202)는 베이스플레이트에 착탈가능하게 장착할 수 장난감 블록(10)을 허용하기 위해 상부면(214)에서 연장하는 커플링 소자(14)를 구비하고 있다. 사용자가 볼 수 있는 것 외에도, 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)을 통해 전송된 이미지는 또한 아래에 기술되어지는, 장난감 블록(10)과의 상호 작용을 위해 사용될 수 있다. 베이스플레이트(202)는 베이스플레이트가 착탈가능하게 이미지 생성 장치(204)에 장착될 수 있게 하는 장착 구조(215)를 포함하므로, 디스플레이 영역(208)은 디스플레이 스크린(206)에 인접 대향되게 위치된다. 이 예에서, 장착 구조(215)는 입술의 형태이다. 클립 및 탈착가능한 접착제를 포함한 장착 구조(215)의 다른 형태도 사용될 수 있다.
디스플레이 스크린(206)은 빛 생성 픽셀이 태블릿 컴퓨터의 스크린과 같이, 직접 볼 수 있는 평면 패널 디스플레이일 수 있다. 다른 예는 이미지를 원격으로 생성해서 베이스플레이트(202)에 전송하는 다른 구현 예 일 수 있으며; 이의 일예는 도 37에 도시되어 있다. 이 예에서는 텍사스 인스트루먼트로부터 이용가능한 것과 같은 DLP 프로젝션 시스템(260)이 사용될 수 있다. 시스템(260)은 일반적으로 광원(65)을 포함하는 제1광학 소자(264)를 통과해서 DLP 미러(266)의 표면 상으로 전달되는 광빔(262)을 생성하는 레이저 광원의 약간의 예인 광원(65)을 포함한다. DLP 미러(266)는 이미지를 포함하는 광빔(262)을 제2광학 소자(268)를 통해 베이스플레이트(202)로 투사하는, 백만 이상의 힌지 장착식 마이크로스코피를 포함할 수 있다. 패드 컴퓨터 예와 다른 대안이 도38에 도시되어 있다. 이 예에서는 디스플레이 스크린(206)은 베이스플레이트(202) 상에 디스플레이 스크린(206)으로부터 이미지를 안내하는 각도로 미러(270)에 배치된다. 이미지를 생성하는 기술은 예를 들어서, 이에 제한되지 않지만, LCD, 플라즈마, 유기 LED, 색 휠와 DLP 칩을 갖은 램프일 수 있다.
이미지는 또한 다른 방식으로 베이스플레이트(202)의 상부면(214)에 전송될 수 있다. 이러한 두 예는 도 39 및 도 40에 도시되어 있다. 이러한 예에서 베이스플레이트(202)는 하부면(272)으로부터 상부면(214)까지 연장하는 다수의 광섬유(274)로 구성되며, 하부면(272)은 디스플레이 스크린(206) 또는 DLP 미러(266)와 같은 다른 이미지 생성 표면에 배치된다. 상부면(214)에서 생성된 이미지는 디스플레이 스크린(206)에서 생성된 이미지와 동일한 크기 또는 다른 크기 일 수 있다. 도 40에서, 상부면(214)에서 생성된 이미지는 디스플레이 스크린(206)에서 보여준 것보다 더 크지만, 도 40에서 이미지는 동일한 크기이다.
도 41 및 도 42는 베이스플레이트가 일반적으로 컴퓨터(204)의 외부 에지(212)를 덮고 있는, 외측 영역(210)으로 이루어진 제1부분(216)과 제1부분(216)의 내부에 끼워지도록 크기설정되고 디스플레이 스크린(206)의 일부분을 덮고 있는 제2부분(218)을 포함하는 베이스플레이트 조립체의 상면도들이다. 제2부분(218)은 디스플레이 스크린(206)의 일부분에 직접 시각적 접근을 제공하는 오픈 영역(220)을 형성한다. 도 43은 도 41의 구조를 도시한 것으로, 베이스플레이트(202)의 다른 제2부분(218)은 베이스플레이트(202)의 제1부분(216)의 내부 전체를 차지함으로써, 디스플레이 스크린(206)을 완전히 커버링한다. 제1부분(216)은 투명, 반투명 또는 불투명일 수 있지만, 제2부분(218)은 바람직하게 본질적으로 무색, 투명 재료로 구성되어 이를 통해 시각적 이미지의 전송을 허용한다.
도 43은 또한 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)에 디스플레이 스크린(206)으로부터 투영된 이미지(222)를 보여준다. 이미지(222)가 일반적으로 2차원 이미지 있지만, 컴퓨터(204)는 일반적으로 특수한 안경을 사용하여 3차원 이미지로서 볼 수 있는 이미지를 생성하는 형태일 수 있다. 3차원 뷰(viewing)에 적합한 이미지를 생성할 수 있은 기술의 예는 다음과 같다. 3D의 자극은 왼쪽과 오른쪽 눈으로 볼 수 있은 것처럼 평면 스크린상에 두 개의 약간 다른 입체 이미지를 생성함으로써 달성될 수 있다. 이들 이미지는 다양한 수단에 의해 선택적으로 왼쪽 또는 오른쪽 눈에 전달될 수 있다. 이미지를 선택적으로 하나의 눈에 안내하는 한 방법은, 하나의 색의 하나의 이미지와 다른 색의 다른 이미지를 만드는 것이다. 그리고 나서 사용자는 왼쪽과 오른쪽 눈에 하나 또는 다른 색만을 전송하는 필터를 가진 안경을 착용해서, 각각의 눈이 물리적인 3차원 물체를 볼 때처럼, 다른 이미지를 수신한다. 이미지를 선택적으로 하나의 눈에 안내하는 또 다른 방법은 편광 방식이다. 두 개의 이미지는 하나의 스크린에 직교 편광의 광의 2개의 분리된 소스에 의해 투사될 수 있으며, 스크린은 직교 편광 필터들을 갖은 안경으로 보여진다. 이미지는 또한 두 이미지의 존재를 동시에 볼 수 있게 적절하게 빠른 속도로 하나의 소스의 전방에 필터의 편광과 이미지를 변경하는 하나의 소스에 의해 투사되거나 생성될 수 있다.
3차원 이미지의 또 다른 형태는 홀로그램 투사의 사용을 통해 할 수 있다. 홀로그램 투사는 단단한 물체로부터 빛의 미리기록된 간섭 패턴을 포함하는 필름을 통해 레이저를 투사함으로써 생성될 수 있다. 이동 홀로그램은 DLP 칩 내에서와 같이, 작은 이동가능한 미러들의 어레이 일 수 있는 "공간 광 변조기(Spatial Light Modulator)"로 필름을 대체함으로써 생성될 수 있다. 미러는 이동 물체에 의해 생성되는 것처럼, 다양한 간섭 패턴을 생성할 수 있으므로, 이동 홀로그램을 생성한다.
일부 상황에서, 컴퓨터(204)는 도 44에 도시된 바와 같이 디스플레이 스크린(206)의 일부로서 터치 감지 막(224)을 포함한다. 패드 컴퓨터는 일반적으로 디스플레이 스크린의 한 부분으로 터치 감지 막을 포함한다. 터치 감지 기술은 크게 두 가지 기술, 싱글 터치 및 멀티 터치로 그룹화할 수 있다. 싱글 터치 시스템은 일반적으로 네 개 이하의 도체가 있고, 멀티 터치는 스캔되는 X와 Y 도체의 격자가 있다. 도체는 터치가 저항 변화 또는 정전 용량 변화에 의해 감지되는 경우에 따라서는 저항 또는 유전체 매질에 의해 이격되는 투명 전극을 갖은 투명 시트의 형태가 일반적이다. 시트가 서로 밀리거나 또는 터치될 때, 저항이나 용량 변화의 크기는 대부분 터치의 위치를 연산하는데, 변경에 의해 대부분 영향을 받는 전극의 기술과 함께 사용될 수 있다.
도 44는 도 36의 베이스플레이트 조립체(200)의 일예의 단순화된 부분 단면도이다. 이미지 생성 장치(204)가 디스플레이 스크린(206) 위에 바로 위치한 터치 감지 막(224)을 포함한다. 터치 감지 막(224) 및 디스플레이 스크린(206)은 도시의 목적으로 서로 이격되어서 도시되어 있다. 액세스 영역(225)은 막(224)에 대한 액세스를 허용하도록 베이스플레이트(202)상의 위치에 제공되어 있다. 도 44에 도시한 일 예에서, 액세스 영역(225)은 커플링 소자(14)에 제공되며, 커플링 소자(14)를 둘러싸는 베이스플레이트(202)의 부분은 얇고, 유연한 소자(226)이다. 이는 컴퓨터(204)에 입력할 수 있도록 도 44에 도시한 이격된 위치로부터 터치 감지 막(224)을 접촉하는 위치(도시 생략)까지 사용자에 의해 편향되도록 커플링 소자(14)를 허용한다.
도 45 및 도 46은 도 44의 구조의 변경 실시 예를 나타내며, 유연한 소자(226)는 도 45의 예에서 얇은, 지그재그로 유연한 소자(226)이고, 도 46의 예에서 베이스플레이트(202)내의 절결부(228)에 의해 생성되는 이격된 유연한 소자(226)이다.
도 47은 도 44의 구조의 또 다른 변경 예이며, 액세스 영역(225)은 커플링 소자로부터의 오프셋(offset) 위치에 베이스플레이트(202)에 형성된 구멍(230)에 의해 생성된다. 이 예에서 사용자는 예를 들어 스타일러스 또는 사용자의 손가락의 팁으로 직접적으로 터치 감지 막(224)을 터치한다.
도 48은 병렬 이격된 제1전극(233)의 한 세트와 병렬 이격된 제2전극(234)의 한 세트의 격자(232)를 포함하는 베이스플레이트(202)의 단순화된 부분 평면도이다. 제1및 제2전극(233, 234)은 서로에 대해 수직으로 배향된다. 전극(233,234)은 전기적으로 컴퓨터(204)에 연결되어서, 베이스플레이트(202)상에 사용자가 베이스플레이트에 터치하고 있는 표시를 제공한다. 이 기술은 종래 기술이고 전극을 분리하는 물질이 저항 매체 또는 유전체 매체인지에 따라 저항 변화 또는 정전 용량 변화에 근거 될 수 있다. 도 48과 도 49에 도시된 바와 같은 용량 터치 전극은 전극들 사이에 존재하는 필드가 터치에 의해 영향을 받을 정도로 유전체의 표면에 이동되도록 일반적으로 설계된다. 전극(233, 234)은 바람직하게 기본적으로 투명해서 컴퓨터(204)에서 이미지의 전송을 방해하지 않는다. 용량 터치 감에서, 도 48 및 도 49에 도시한 바와 같은 두 개의 전극(48, 49)은 베이스플레이트(202)의 재료(276)와 같은 유전체 매체에 의해 분리된다. 도 49에 도시된 바와 같이, 도체(233, 234) 사이에 전기장 라인(278)은 손가락 F 또는 스타일러스와 같은 다른 유전체 또는 도전성 매체의 존재에 의해 변경될 수 있다. 전기장 라인(278)의 변화는 전자 회로에 의해 측정할 수 있은 도체(233,234) 사이의 용량의 변화가 터치의 위치의 확인을 할 수 있게 한다. 이러한 기술의 좋은 설명은 마이크로칩 TB3064 문서에, 프리스케일 반도체로부터의 애플리케이션 노트 AN3863에 제시되어있다.
도 50 내지 도 70은 장난감, 토큰, 게밍 플레잉 조각 및 상술한 장난감 벽돌(10)을 포함하는 다양한 플레잉 조각과 베이스플레이트 조립체(200) 사이의 상호 작용과 관련이 있다. 이하의 도면의 설명을 단순화하기 위해, 특정 플레잉 조각은 아래 논의에서 일반적으로 장난감 벽돌(10)로 지칭될 것이다. 그러나, 장난감 벽돌(10) 이외의 플레잉 조각도 일반적으로 사용될 수 있다.
도 50은 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)에 투영된 이미지(222)를 도시하는 도 36의 베이스플레이트 조립체(200)의 단순화된 평면도이다. 베이스플레이트상의 장난감 벽돌(10), 또는 다른 플레잉 조각의 위치에 기초하여, 메시지 또는 신호와 같은, 정보는 이미지에 의해 장난감 벽돌에 제공될 수 있다.
도 51은 도 50과 유사하지만, 여기서는 디스플레이 스크린(206)에 의해 생성된 이미지(222)의 부분은 흐릿하게 되어 제1신호(235)를 경유하여 장난감 벽돌(10)에 정보를 전달한다. 다시 말하면, 이미지(222)의 전부 또는 일부의 강도 변화를 이용하여, 시각적 이미지(223)를 포함하는 통합된 시각적 이미지(222)를 생성하고 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지(235)(때때로 제1신호(235)로 언급됨)생성하여, 정보를 장난감 벽돌(10)로 전송할 수 있게 한다.
약간의 예에서, 컴퓨터(204)는 일련의 시간의 강도 변화의 광학적 코딩된 메시지를 보낸다. 이러한 강도의 변화는 광학적 코딩된 메시지를 수신하고 응답할 수 있는, 베이스플레이트(202)에 배치되어진 장난감 벽돌(10)에 의해 수신될 것이다. 때때로 광 검출기(42)를 포함한 지능형 장난감 벽돌(10)로 지칭되는 정보의 예들은 도 2, 4, 59, 64에 도시되어 있다. 강도의 변화는 도 50 및 도 51에 도시한 바와 같이 각 커플링 소자(14) 아래/인접한 디스플레이 영역(208)내의 픽셀의 패치로 세분될 수 있다. 메시지는 하나의 커플링 소자(14)에서 강도 변화의 형태로 전송된 후, 유사한 작동은 다음의 커플링 소자(14)에서 수행되어 전체 베이스플레이트(202)를 스캔한다. 베이스플레이트(202)에 배치된 지능형 장난감 벽돌(10)은 도 64 내지 도 67를 참고로 아래에 설명되는, 도 59에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 광학/RF/사운드 인코딩된 제2신호(238)를 통해, 도 52에 도시한 바와 같이 베이스플레이트(202)상의 하나 이상의 리셉터(236)에 응답할 것이다. 바람직하게는 단지 하나의 커플링 소자(14)와 하나의 장난감 벽돌(10)은 어느 한 시간에서 메시지로 자극되고, 하나의 장난감 벽돌(10)만이 컴퓨터(204)의 리셉터(236)에 제2신호(238)를 보낼 것이다. 장난감 벽돌(10)로부터 전송된 메시지는 베이스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌의 형태에 관한 정보를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 인코딩된 메시지를 전송하는 픽셀의 패치의 위치를 알고 있기 때문에, 컴퓨터(204)는, 그 특성을 통신하는 장난감 벽돌(10)의 위치를 알 것이다. 이러한 방식으로 컴퓨터(204)는 여기에 배치된 지능형 장난감 벽돌(10)에 명령할 수 있어, 기능을 수행하거나 심지어 게밍 기능을 상호 작용적으로 수행하는 디스플레이 영역(208)에 디스플레이된 이미지(222)를 변경할 수도 있으며, 베이스플레이트 조립체(200)는 베이스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌(10)에 응답한다. 베이스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌(10)의 단일 층은 이러한 방식으로 정보를 얻을 수 있다.
약간의 예에서, 각각의 커플링 소자(14)에서의 픽셀의 각 패치가, 동시에 서로 다른 인코딩된 강도 변화를 가지고, 메시지가 자극되는 위치를 인코딩하기 때문에, 동시에 다른 광학적 인코딩된 메시지로 하나 이상의 위치를 자극할 수 있다. 예를 들어, CDMA(코드 분할 다중 접속) 휴대폰에서 했듯이 또는 안티 콜리션 NFC 태그(Anti Collision NFC Tags)에서 수행되는 것처럼, 하나 이상의 장난감 벽돌(10)이 동시에 하나 이상의 리셉터(236)와 통신하는 것이 가능하다. 베이스플레이트(202)에 장착된 각 장난감 벽돌(10)은 장난감 벽돌의 속성에 대한 정보에 추가하여 디스플레이 스크린(206)으로부터 수신하는 메시지를 보냄으로써, 이미지 생성 장치(204)는 여기에 배치된 장난감 벽돌의 위치 및 형식을 연산할 수 있다.
이미지 생성 장치(204)에 의해 전송된 메시지를 인코딩하는 강도 변화가 전체 디스플레이 영역(208)을 뷰하는 사용자가 감지할 수 없는 레벨에 있을 수 있지만, 디스플레이 영역(208)에 배치되면 장난감 벽돌(10)상의 민감한 전자품에 의해 검출될 수 있는 것은 당업자에 의해 알 수 있다. 인코딩은 심지어 이동 이미지의 강도 변화를 통해 검출되도록 적절한 복잡성으로 구성될 수 있다. 예로서 인코딩된 메시지는 예로서 IR 원격 제어가 40KHz의 정도에 캐리어에 메시지를 인코딩하는 것처럼, 공지된 주파수의 캐리어상에 인코딩될 수 있다. 소형 광 수신기의 예는 지멘스에 의해 제조된 SFH506 IR 수신기/복조기 장치이며, 이 장치는 변조된 광 신호로부터 디지털 데이터 스트림을 전달할 수 있은 완전히 통합된 장치이다. 무선국과 동일한 방식으로, 이미지의 변화로 인한 신호가 인코딩된 메시지와 구별되어지게 허용하는 이런 인코딩은 다양한 무선국과 무선 주파수 잡음의 소스가 서로 동시에 존재하더라도 들릴 수 있다.
이미지 생성 장치(204)로부터 장난감 벽돌(10)로의 통신은 하나 이상의 정보 요청서와 보내진 정보를 포함하며, 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 벽돌 형식 정보를 보내고, 아바타 이미지를 보내고, 소유된 게밍 파워/무기를 보내고, 새로운 아바타 이미지를 수신하고, 새로운 게임 파워/무기를 수신하고, X 초 동안 RFID/RF 트랜스폰더를 할 수 있다.
리셉터(236)를 통해 장난감 벽돌(10)로부터 디스플레이 컴퓨터(204) 로의 통신은 이에 제한되지 않은 예들 일 수 있다:
1) 예로서 아날로그 장치로부터 ADAU1772 칩을 갖은 오디오 모뎀으로 구현되는, 베이스플레이트 조립체(200)에 부착된, 리셉터(236)로서 작용하는 하나 이상의 마이크로폰에 의해 수신된 장난감 벽돌(10)로부터 보내진 가청 또는 불청 사운드.
2) 예로서 지멘스로부터 SFH506와 같은 소형 광 수신기로 구현되는, 공기 또는 베이스플레이트(202)내의 광 가이드를 통해 하나 이상의 광 리셉터(236)에 보낸진 메시지를 가시 또는 비가시 광 인코딩된 메시지.
3) RF 인코딩된 신호, 예를 들어서 이에 제한되지 않은, STMicroelectronics로부터의 SPBT2532C2.AT와 같은 모듈로 구현된 블루투스, 텍사스 인스트루먼트로부터의 CC2520와 같은 집적회로로 구현된 지그비(ZigBee) 또는 텍사스 인스트루먼트 TRF7970A와 같은 집적회로로 구현된 RFID.
장난감 벽돌(10)로부터 베이스플레이트 조립체(200)로의 통신은 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 정보를 포함한다:
1) 베스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌(10)의 형상 및 크기,
2) 장난감 벽돌(10)의 내측에 배치된 센서로부터의 정보,
3) 장난감 벽돌(10)의 아바타의 외형 또는 게밍 또는 특성 또는 특별한 파워/무기,
4) 위의 1) 내지 3)의 정보를 제공하기 위해 디스플레이에 부착된 연산 장치 또는 인터넷상의 록업 테이블로의 예를 들어 하나의 어드레스일 수 있는, 일련 번호.
도 52는 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)에 장착된 장난감 벽돌(10)로부터 제2신호(238)를 수신할 수 있은 리셉터(236)를 포함하는 베이스플레이트 조립체(200)의 평면도이다. 제2신호(238)는 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)상에 투영된 이미지(222)의 제1신호(235)에 의해 제공된 정보에 응답하여 생성된다. 장난감 벽돌(10)에 의해 생성된 신호는 장난감의 형태와 같은 정보 및 데이터 인코딩 위치 정보를 포함하는 베이스플레이트로부터 수신된 메시지의 일부와 같은 추가의 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이로부터의 메시지는 1차원 또는 2차원 바코드와 같은, 시간보다는 공간에서 인코딩될 수 있다. 도 53은 제1신호(235)로서 작용하는 이미지의 부분이 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)에 배치된 장난감 벽돌(10)에 의해 스캔하거나 이미지화될 수 있은 2차원 바코드(253)의 형태로 되어 있는 예를 나타낸다. 장난감 벽돌(10)은 컴퓨터(204)가 베이스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌(10)의 위치 및 형태를 연산할 수 있게, 컴퓨터(204)에 바코드와 특성과 함께 메시지를 보낼 것이다.
스캔 루틴의 공식 소프트웨어 구현의 예는 도 54 도시된 바와 같고, 이미지 생성 장치(204)를 통해 메시지를 벽돌(10)로 보낸다. 구현된 예시적인 방법은 도 55에 도시된 바와 같이 디스플레이 스크린(206)상의 이미지(222)가 메모리(디스플레이 RAM)에 저장되는 것을 실현함으로써 잘 이해된다. 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 1024 × 768인 메모리 어레이를 가지는 1024 X 768 디스플레이를 포함하며, 이 메모리 어레이의 각 위치는 세 RGB(적색, 녹색, 청색) 값을 저장할 수 있으며, 각 값은 일반적으로 8 비트 또는 16 비트 와이드이며, 0-255 또는 0-65535의 숫자로 색 강도를 표현한다. 각 위치에서의 강도는 도 56에 도시한 바와 같이 D(N)으로 정의될 수 있으며, 여기서 (n)은 공간적 위치이다. 1024 = 786432의 경우,(n) 1 내지 786432 범위를 제공한다. "강도"는 RGB 값의 단순한 합이 될 수 있고, 강도는 동일한 숫자로 세 RGB 값을 곱하여 색을 변경하지 않고 변경될 수 있다. 이러한 약간의 색 변화와 같은 다른 변동이 또한 메시지를 인코딩하기 위해 사용될 수 있다.
유사하게, 도 55 내지 도 57에 도시된 바와 같이, 1024 × 768의 다른 메모리 어레이는 이들 어레이의 한 점(n)과 이미지의 대응점의 점(n)에서의 데이터 사이의 대응 관계를 갖은 다른 데이터에 대해 정의될 수 있다: I(n)은 통상적 스캔 소프트웨어로 동시에 실행되는 게밍 소프트웨어에 의해 독립적으로 생성되는, 디스플레이되는 것이 바람직한 이미지일 수 있다. C(n)은 도 56에 도시된 바와 같이, 예컨대 D(n) = I(n) + C(n), 이미지 데이터의 상단에 추가되어질 통신 데이터이다. (n)이 이미지의 공간적 변화를 기술하면, 방정식은 시간(t)의 함수로, 예를 들면 D(n)(t) = I(n)(t) + C(n)(t)이며, 이는 이미지와 통신 모두 시간과 공간에서의 변경을 허용한다. 이러한 시간적 변경은 게밍 루틴에 의해 생성된 이동 이미지의 상단에 직렬 통신 데이터를 허용한다. 도시한 추가 (+)는 예이고 대신 다른 수학 함수일 수 있다. 다른 실시 예에서, 메시지 C(n)(t)는 또한 LCD 백라이트로 안내될 수 있으며, LCD 백라이트의 예로서는 개별적으로 어드레스가능한 백색 LED의 어레이일 수 있다.
또한, 도 57에 도시된 바와 같이, 이미지 데이터에 추가되어질 상기 통신 데이터 C(n)(t)는 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 변조 함수 U(N)(t)와 곱하거나 둘러진 메시지M(n)(t)에 의해 생성되며, 즉 C(N)(t) = M(N)(T) × U(N)(t)이다. 이 예에서 C(n)(t)는 각각 디스플레이 픽셀(n)에 대해 변경할 필요가 없고, 그리고 픽셀의 패치에 대해 동일한 메시지일 수 있다.
변조 함수 U(N)(t)는 같은 ASIN(wt)와 같은 캐리어의 간단한 진폭 변조, 또는 많은 장치가 한 번에 이야기할 수 있게 하는 CDMA와 같은 더 복잡한 방식일 수 있다.
자극 벽돌로부터 수신된 데이터의 내용은 다음으로 다른 1024 X 768 RAM내에 저장될 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이 베이스플레이트에 배치된 모든 장난감 벽돌의 위치, 게밍 파워 또는 아바타 이미지와 같은 정보는 "맵(지도)"으로서, 어떤 동시에 실행되는 게밍 소프트웨어를 사용할 수 있다. 이 예로서 이러한 방식에 대한 데이터 경로의 블록도는 도 55에 도시한 바와 같다.
도 58은 삼각구도 성능이 있는 베이스플레이트(202)의 가능한 구현 예이다. 이 구현 예에서, 도 59에 도시한 바와 같이 내장된 수동 또는 능동 RFID 태그(284)를 갖은 장난감 벽돌(10)은 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)의 둘레에 감긴 인터로게이션 안테나 코일(286)을 갖은 NFC(근접 통신) 리더(285)에 의해 인터로게이트된다. 리더(285)는 장치(287)에 의해 디스플레이 영역(208)에 연결된 연산 장치까지 근방의 NFC 트랜스폰더의 인터로게이션로부터 획득한 데이터를 보내며, 장치(287)는 예를 들어서 이에 제한되지 않은, USB, 플래시 발광 포트와 같은 유선 연결일 수 있으며 또는 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 블루투스, 와이파이 또는 지그비(ZigBee)와 같은 무선 트랜스폰더일 수 있다. 장난감 벽돌(10)내의 수동형 RFID 태그(284)의 경우는, 코일(286)은 RFID 커플링 코일(288)을 가진 근접 필드 자기를 통해 태그에 전력을 주고 뿐만 아니라 태그로부터 데이터를 판독한다. RFID 태그(284)가 코일(286)에 의해 인터로게이트될 때 일반적으로 전송하기 때문에, 도 59에 도시한 바와 같이, 삼각구도는 추가의 회로를 구비함으로써 장난감 벽돌내에서 달성되며, 태그는 광학 "전송" 메시지(292)(제1위치 신호)가 또한 디스플레이 베이스플레이트로부터 동시에 또는 미리 수신될 때, 데이터(제2위치 신호)를 전송할 수 있다. 베이스플레이트(202)는 일반적으로 "전송" 메시지(292)로, 정사각형 그리드상에 순서대로 픽셀의 각 패치를 스캔할 것이며, 픽셀의 각 패치는 일반적으로 두 개의 인접한 해제가능한 커플링 사이의 간격과 동일한 치수의 정사각형이며, 이에 제한되지 않는다. 이 방식으로, 베이스플레이트상의 벽돌의 위치 및 형태는 베이스플레이트 조립체(200), 즉, 베이스플레이트(202)와 연관된 이미지 생성 장치(204)에 의해 확인될 수 있다. 가장 저렴한 수동형 RFID 태그는 "판독 전용"이고 독특한 128 비트 어드레스를 포함한다. 판독 전용 태그를 사용하는 경우에, 벽돌의 특성을 포함하는 추가의 데이터베이스 또는 룩업 테이블은 베이스플레이트 조립체(200)에 또는 심지어 인터넷을 통해 액세스 가능한 원격 위치에 유지될 수 있으며; 이러한 데이터베이스는 판독 및 기록되어, 태그가 판독 전용인 경우에도 장난감 벽돌 가상 특성의 업데이트와 개량을 허용한다. 텍사스 인스트루먼트로부터의 현재 애완 동물 식별을 위해 사용되는 완전히 캡슐화된 TRPGR30TGC, 그리고 TRF7970A 집적 회로와, 마이크로 칩 테크놀로지로부터의 MCRF355/360와 같은 태그는 이런 기능을 달성하기 위해 약간 개량될 수 있 기존 장치의 예이다. 리더에 필요한 회로는 마이크로 칩 테크놀로지로부터의 MCRF45X 레퍼런스 디자인 및 애플리케이션 노트 AN759과 AN760의 예에 의해 제공된다. 몇 개 태그가 한꺼번에 전송하는 것이 가능하게 될 수 있는, "Anti Collision Tags"의 사용에 한정되지 않는, 다른 더 복잡한 프로토콜은 또한 사용될 수 있다.
도 59에 도시한 바와 같은 방식으로 그 위치를 삼각구도할 수 있은 베이스플레이트 조립체(200)와 상호 작용할 수 있은 플레잉 조각(10)은 또한 가능한다. 예로서, 도 59에 도시된 바와 같이 유사한 방식으로 구비된 Hot- Wheels® 장난감 카는 예컨대 도 58 또는 도 60에 도시된 바와 같이, 삼각구도하는 베이스플레이트(202) 위에 롤링될 수 있으며, 레이스트랙의 이미지는 레이스트랙의 중간내의 카를 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)에 나타날 수 있다. 또 다른 예로, 도 59에서와 같은 트랜스폰더와 트랜스폰더를 갖은 Small Barbie Doll ®는 디스플레이 영역(208)에 배치될 때 컴퓨터(204)의 디스플레이 스크린(206)과 그러므로 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)이 Tea Party 를 보여주고 관련 사운드를 내게 한다. 사실상 스피커가 구비된 바비 인형(Barbie Doll)은 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역(208)상의 어떤 위치에서 인식되어 암송(도 44에서 설명된 대로 디스플레이 메시징 시스템을 통해)되고, 디스플레이 영역상의 다른 위치에 배치된 "켄" 인형과 상호 작용할 수 있으며, "켄" 인형은 다른 암송(디스플레이 메시징 시스템을 통해)을 낼 수 있을 것이다. 플래싱 빛을 구비한 플레잉 조각의 게밍 토큰 형태는 디스플레이상의 올바른 위치에 배치되는 것으로 인정되어 이길 경우에, 빛을 플래시하도록 메시지를 보낼 수 있다.
구글 넥서스 10과 같은, NFC 리더가 내장된 태블릿 컴퓨터와 스마트 폰은 일반적으로 도 58에 도시한 바와 같은 전체 디스플레이 스크린(206)을 둘러싸지 않는 보다 작은 인터로게이션 코일을 가지며, NFC 신용 카드 거래의 목적을 위해서 그리고 그들이 함께 유지되고 "태핑"될 때 이런 장치들 사이에 사진 및 데이터를 전송하기 위한 현재 이용가능하다. 이러한 장치는 장치상에 배치된 물체의 위치를 삼각구도하기 위해서 도 55에서 설명한 방식을 구현하기 위해 개량될 필요가 있을 것이다.
다른 점들에 배치된 두 개의 광 리셉터(237)를 가지는 도 59와 도 60에 도시된 바와 같은 장난감 벽돌 또는 다른 플레잉 조각(10)을 가질 수도 있다. 각각의 광 리셉터는 광학 "턴 온" 메시지가 특정 리셉터에 의해 수신될 때만 NFC 트랜스폰더(248)를 디스플레이 아래에서 메시지로 자극할 수 있다. 이러한 방식으로 디스플레이에 대한 장난감상의 2점의 위치가 확인될 수 있다. 이 정보는 디스플레이에 대해 장난감의 배향을 결정할 수 있게 허용한다. 예로서 플래시 빛으로서 형상된 장난감 조각은 디스플레이 조립체에 배치할 때, 플래시광으로 인식될 수 있고, 디스플레이에 가상 빔을 생성한다. 빔의 방위와 원점은 플레잉 조각의 위치 및 방위의 지식에 의해 계산될 수 있다. 빔은 디스플레이의 표면상에 배치된 다른 플레잉 조각을 위해 가상 새도우로 만들 수 있거나, 또는 심지어 디스플레이에 디스플레이되는 가상 물체를 위해 조명 및 새도우를 만들 수 있다.
커플링 소자(14)는 디스플레이의 평면에 벽돌을 제한하지만, 디스플레이면으로부터 들어올려 질 때 쉽게 제거될 수 있도록 하기 위하여 베이스플레이트상에 있는 느슨한 끼워 맞춤 범프 또는 포켓일 수 있다. 도 60에서 제안한 바와 같이, 약간의 예에서, 디스플레이 영역(208)은 특히 플레잉 조각(10)이 장난감 벽돌(10)이 아니거나, 커플링 소자(14)에 의해 상부면(214)에 고정할 수 있도록 구조를 갖는 다른 플레잉 조각일 때, 어떠한 커플링 소자(14)도 없이 만들어진다.
도 61은 한 방향으로 연장하는 열 스캔 라인과 횡 방향으로 연장되는 행 스캔 라인을 포함하는 베이스플레이트의 개략도로, 스캔 라인들은 커플링 소자를 바운딩한다(bounding). 전기 코일(244)은 일반적으로 직접 코일 위에 위치된 장난감 벽돌과의 통신을 위해 그들의 교점에서 행 및 열 스캔 라인(240,242)에 접속되어 있다. 열 및 행 스캔 라인(240),(242) 및 코일(244)은 RF, 전기장 또는 자기장에 의해, 이들 바로 이에 배치된 벽돌과 통신하고/또는 벽돌에 유도 연결 전력을 제공할 수 있다. 코일과 통신하기 위해 필요한 연결 수는 열과 행의 스캔 라인(240,242)의 XY 스캔 격자에 의해 감소될 수 있다. 이러한 베이스플레이트(202)는 바람직하게 XY 라인을 스캔하고, 예를 들어서 이에 제한되지 않은, USB, 라이팅 포트 또는 블루투스와 같은 프로토콜을 통해 연산 장치와 통신하도록 마이크로제어기 또는 키보드 스캐너 회로와 같은 일부 전자품을 가지고 있다.
도 62는 도 61의 것과 유사한 구조를 도시하지만, 커플링 소자(14)에 인접하고 열 및 행 스캔 라인(240,242)을 교차하는 각각에, LED와 같은 발광 소자(246)를 가진다. LED(246)는 가시 또는 비가시적인 블랭킹(blinking )에 의해 바로 위에 배치된 적절히 구성되어진 장난감 벽돌(10)에, 메시지를 보내거나 빛 형태로 동력을 제공할 수 있거나, 이들 모두를 할 수 있다. 장난감 벽돌은, 예를 들어, RF, 가시 광 또는 비가시광 또는 도 64 내지 도 67에 도시한 바와 같은 사운드를 이용하는 하나 이상의 리셉터(236)을 통해 다시 베이스플레이트 조립체(200)로 통신할 수 있다. 도 64의 예에서, 제1신호(235)는 장난감 벽돌(10)의 마이크로폰(40), 광 검출기(42), RF 송수신기(44) 또는 카메라(48)과 같은 적절한 감지 소자(30)에 의해 수신된다. 신호(238)는 하나 이상의 컴퓨터(204)의 리셉터(236)에 의해 수신을 위해 제2신호(238)를 생성하기 위하여, 라인(39)을 통해 액츄에이터(34)와 통신하는 연산 제어 소자(32)에 제공된다. 액츄에이터(34)의 형태는 예를 들어서 이에 제한되지 않은, 도 65 내지 도 67에 정해져 있다. 연산 제어 소자(32)로부터 전기적 메시지(294)는 베이스플레이트에 제2신호를 통신하기 위해, 신호를 사운드 방출기(82) 또는 광 방출기(80) 또는 RF 또는 NFC 트랜시버(44)중 하나에 보내는 증폭기(58)에 의해 수신된다. 도 65 내지 도 67에 도시하지만 이에 제한되지 않은 액츄에이터는 또한 베이스플레이트에 의해 사용될 수 있다.
도 62에 도시한 바와 같은 구조내의 해제 가능한 커플링 소자(14)마다, 고밀도화 LED, 또는 다른 광 이미터(246)는 그래픽 디스플레이할 수 있는 장난감 벽돌의 기초가 될 수 있지만, 종래의 LCD로 가능하여 상세한 설명을 생략한다. 이러한 베이스플레이트는 바람직하게 XY 라인을 스캔하고, 예를 들어서 이에 제한되지 않은, USB, 라이팅 포트 또는 블루투스와 같은 프로토콜을 통해 연산 장치와 통신하도록 일부 전자품을 가지고 있다.
도 63 및 도 68은 베이스플레이트(202)에 장난감 벽돌(10)의 위치가 결정되게 허용하도록 베이스플레이트의 네 모서리에서 삼각구도 전송기/리셉터(250)를 포함하는 베이스플레이트 조립체(200)를 도시한다. 베이스플레이트 조립체(200)는 베이스플레이트 조립체(200)에 서로 다른 위치에서 3개 이상의 RF/NFC/사운드/ 라이트 전송기/레셉터(250)를 사용할 수 있다. 이러한 각각의 전송기/리셉터(250)는 바람직하게 동시에, 특정 신호를 방출할 수 있으며, 각 장난감 벽돌(10)은 장치(250)의 각각으로부터 수신된 펄스들 사이의 시간 지연을 측정하는 한다. 그 다음으로 각 장난감 벽돌(10)은 삼각구도 방법에 의해 그 위치를 계산하고 벽돌의 형태와 그 위치를 예를 들어서, RF, 라이트 또는 사운드 전송을 통해 베이스플레이트 조립체(200)에 전송할 수 있다. 장난감 벽돌(10)이 신호를 방출하고 베이스플레이트(200)상의 전송기/리셉터(250)에 의해 수신되어지는 신호의 시간차가 장난감 벽돌의 위치를 나타내는 경우에, 또한 역방향도 가능하고 등가이다.
베이스플레이트 조립체(200)의 예는 카메라와 광학 인식과 같은 수동적인 수단에 의해, 또는 여기에 제한되지 않지만 RFID 또는 무선 주파수 삼각구도와 같은 능동적 수단에 의해, 여기에 배치된 장난감 벽돌(10)의 위치, 방위 및 특성을 확인하는 능력을 가진다. 베이스플레이트(202)에 배치된 장난감 벽돌(10)은 또한 자신의 방위나 모션을 전송하는 센서가 추가로 있을 수 있다. 예로서, 웨딩이나 워킹 방식으로 조작될 때 장난감 벽돌 그림은 장난감 벽돌 그림이 배경을 워킹하는 것처럼 나가도록 베이스플레이트에 디스플레이된 풍경을 야기할 수 있다.
베이스플레이트(202)의 상부면(214)을 가로지르는 보다 작은 장난감 벽돌(10)의 조작은 2D 또는 3D로 아바타가 디스플레이 스크린(206)에 나타나게 하고, 디스플레이된 이미지의 다른 특성과 상호 작용할 수 있게 한다. 장난감 벽돌이나 장난감 벽돌 그림의 가상 특성은 베이스플레이트 조립체(200) 상의 비휘발성 메모리내에 또는 조작되어지는 장난감 벽돌(10) 상에도 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 조작되는 장난감 벽돌의 가상 특성은 베이스플레이트(202)의 상부면(214)에서 환경과의 상호 작용으로 변경될 수 있다. 변경된 특성은 물리적 장난감 벽돌(10)내에 또는 인터넷에서 원격 위치에서 같은 다른 위치에 유지될 수 있어, 장난감 벽돌이 다른 베이스플레이트 조립체(200)에 가면 , 현재의 베이스플레이트 조립체(200)는 종래 베이스플레이트 조립체(200)의 디스플레이 스크린(206)상의 정확한 환경 및 또한 종래 베이스플레이트 조립체와 함께 이전 상호작용 경험으로부터 아바타의 특성을 호출할 수 있다.
베이스플레이트 조립체(200)와 그 위에 배치된 장난감 벽돌(10) 사이의 상호 작용은 2방(two-way)이 될 수 있다. 예로서, 유사하지만 더 작은 디스플레이 장치를 구비한 장난감 벽돌(10)은 베이스플레이트에 그 위치에 따라 그 표면상에 디스플레이되는 이미지를 수신할 수 있다. 예로서, 구상적인 장난감 벽돌(10)은 베이스플레이트(202)에 해변 장면 상으로 이동하면 디스플레이된 이미지를 해변 가먼트(garment)로 변경할 수 있다. 다른 예로서, 장남감 벽돌은 물 특성을 갖는 디스플레이 영역(208)의 부분에 배치될 때 튀는 소음(splashing noise)을 만들 수 있으며; 디스플레이 스크린(206)은 추가로 얻어진 물 튀김을 보일 수 있다.
삼각구도 성능을 가진 베이스플레이트 조립체(200)는 또한 가상 빌딩 환경으로서 사용될 수 있다. 상부면(214)을 통해 이동되어지는 장난감 벽돌(10)은 동일한 장난감 벽돌(10)의 아바타가 디스플레이 스크린(206)에 나타나게 할 수 있으며, 다음에 클릭/시멘팅 모션/제스처에 의해, 그 장난감 벽돌과 관련된 아바타는 가상 구조물에 접합(cement)될 수 있고 이 절차를 반복될 수 있다. 아바타는 물리적 장난감 벽돌과 동일한 형상일 필요는 없으며, 아바타의 형상의 선택은 디스플레이 스크린(206)상에 디스플레이된 메뉴 구조에 의해 할 수 있고, 또는 심지어 장난감 벽돌 또는 다른 삼각구도가능한 물체의 약간의 물리적 조작에 의해 할 수 있다.
또 다른 예에서, 디스플레이 스크린(206)은 장난감 벽돌 구조물을 구축하기 위한 예의 개략적인 설명 또는 휠링 일리노이소재의 Elenco 전자 주식 회사에 의해 판매된 Snap-Circuits ®와 같은 해제가능한 커플링으로 만들어진 회로 소자 갖은 전기 회로를 보여줄 수 있다. 빌딩 블록 또는 회로 소자의 정확한 실생활 크기 이미지는 어린이가 쉽게 조립을 만들 수 있도록, 스냅되어질, 해체가능한 커플링 소자(14) 하에서 디스플레이 스크린(206)에 디스플레이될 수 있다 .
이미지 생성 장치(204)는 예로서 아이패드 또는 유사한 연산 장치에 의해 가질 수 있은 모든 기능을 가질 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 하나 이상의 다음이 가능하다: 이미지 터치의 반응, 재충전 전원, 모션 또는 모션 시간 코스에 프로그램가능한 응답, 또는 방위, 통합 카메라, 블루투스 연결, 와이파이 연결, NFC 리더, 이동 이미지를 플레잉하는 기능, 터치 감지 상호작용 게임을 디스플레이하는 능력, 청각 신호를 전송하고 수신할 수 있은 능력 또는 광학적으로 인코딩 전송 등.
또 다른 실시 예에서, 베이스플레이트 조립체(200)는 보드 게밍과 같은 모노폴리 보드 게밍을 형성할 수 있다. 모노폴리의 그림, 주택, 및 호텔은 모두 장난감 벽돌 조각으로 할 수 있고, 전술 한 바와 같이, 자신의 모션과 위치는 자동으로 감지될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 글자 맞추기(Scrabble)®의 게밍이 문자를 가진 장난감 벽돌로 플레이할 수 있으며, 이들 벽돌을 글자 맞추기 게밍 보드를 디스플레이하는 상부면(214)에 배치하고, 심지어 점수도 베이스플레이트(202)에 배치된 문자 타일로서 작용하는 장난감 벽돌(10)의 위치 및 형태를 자동으로 식별함으로써 자동적으로 연산해서 디스플레이될 수 있다.
다른 실시 예에서, 게밍의 플레이어는 스마트 폰 같은 소형 연산 장치에 의해 베이스플레이트 조립체(200)와 상호 작용할 수 있다. 각 플레이어는 베이스플레이트 조립체(200)상의 소프트웨어에 의해 디스플레이 스크린(206)에 주요 디스플레이된 이미지에 영향을 미칠 수 있고, 어느 작은 연산 장치에서 소프트웨어와 통신할 수 있다. 보다 작은 연산 장치는 추가로 클리어 베이스플레이트에 부착될 수 있고, 더 작은 장치의 베이스플레이트의 장난감 벽돌의 배치는 보다 큰 베이스플레이트 조립체(200)내의 디스플레이된 이미지 또는 게임에 영향을 줄 수 있고, 또는 심지어는 베이스플레이트(202)가 제공되지 않은 디스플레이 스크린(206)에 영향을 줄 수 있다. 여러 개의 보다 작은 장치는 동시에 또는 순차적으로 보다 큰 베이스플레이트 조립체(200)의 환경과 통신하고 영향을 미칠 수 있다. 환경에 따라 완벽하게 상호 작용하는 예로서, 모노폴리 돈이 하나의 플레이어로부터 취해져서, 다른 플레이어에게 제공될 수 있으며, 금액은 메인 베이스플레이트 조립체(200)에 디스플레이되며, 또는 심지어 예로서 메인 베이스플레이트 조립체(200)상의 장난감 벽돌 그림의 이동에 따라서 보다 작은 연산 장치 사이로 전송된다.
또 다른 실시 예에서, 도 69에 도시한 바와 같이 내장된 다른 광 가이드 또는 광 섬유(274)를 가지는 불투명 또는 반투명 또는 클리어한 장난감 벽돌의 사용으로 디스플레이의 평면으로부터 떨어진, 3차원의 디스플레이 이미지와 메시지를 확장하고 라우팅하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 예로서 반짝 반짝 빛나는 장난감 벽돌 크리스마스 트리 또는 포탑에 반짝 반짝 빛나는 아이스 캐슬을 만들 수 있다. 광 가이드를 가진 크리스마스 트리 모양의 장난감 벽돌은 베이스플레이트 조립체(200)에 의해 인식하고 자동으로 반짝 반짝 빛나는 빛의 패턴으로 디스플레이에 의해 조명될 수 있다. 본 실시 예는 이미지가 벽돌의 표면상에 나타나는 대신에 벽돌을 통해 볼 수 없기 때문에, 장난감 벽돌(10)이 클리어하거나 투명한하는 다른 실시 예와 다르다. 도 69에서, 직선, 평행 광 섬유(274)와 곡선 광섬유(274)의 조합은 장난감 벽돌의 하나 이상의 표면에 이미지를 안내하는데 사용된다. 다른 예에서 광 섬유(274)는 모두 하나의 형태가 될 수 있다.
이미지 생성 및 플레잉 조각 상호 작용하는 조립체의 설명
이미지 생성 및 플레잉 조각 상호 작용하는 조립체(296)의 예는 도 55 및 도 70에 도시되어 있다. 이 예에서, 이미지(222)는 정보가 장난감 벽돌(10) 또는 다른 플레잉 조각(10)으로 전송되게 허용하는, 시각적 이미지(223)와 때로는 제1신호(235)로 언급 광학적으로 인코딩된 메시지의 이미지(235)를 포함한다. 조립체(296)는 조립체(296)를 구성하는 부품과 장치와 이들의 상호작용을 제안하는 단순화된 사시도로서 도 70에 도시되어 있다. 도 70과 관련된 몇 가지 예에서, 베이스플레이트(202)가 사용되지 않지만, 리셉터(236)이 전형적으로 태블릿 컴퓨터인 이미지 생성 장치(204)에 작동가능하게 연결되어 있는 것을 주목해야한다. 이러한 예로, 장난감 벽돌(10), 또는 다른 플레잉 조각(10)은, 이미지 생성 장치(204)의 디스플레이 스크린(206) 상에 직접 위치될 수 있다. 다른 예에서 베이스플레이트(202)는 일반적으로 베이스플레이트(202)에 장착된 리셉터(236)와 함께 사용할 수 있다. 어느 경우든 리셉터(236)는 통상적으로 유선 연결을 통해, 이미지 생성 장치(204)에 작동가능하게 연결된다. 초기에, 약간의 정의와 설명은 여전히 유효하다.
광학적으로 인코딩된 메시지 이미지(235)는, 이미지 생성 장치(204)의 디스플레이 스크린(206)으로부터, 때로는 디스플레이 영역(208)을 통해, 플레잉 조각(10)의 광학 디스플레이 메시지 센서(237)로의 일방 신호이다. 광학 디스플레이 메시지 센서(237)는 광학적으로 인코딩된 메시지의 이미지(235)에 적어도 부분적으로 기반하여 제1신호(241)를 생성하고 플레잉 조각(10)의 다른 센서와는 구별되는 구성품이다.
제2신호(238)는 플레잉 조각(10)의 메시징 트랜스폰더(248)와 리셉터(236) 사이의 일방 또는 이방, 트랜잭션이다. 플레잉 조각(10)상의 메시징 트랜스폰더(248)는 플레잉 조각상의 다른 액츄에이터 구별된다. 메시지 트랜스폰더(248)는 예로서 NFC, 와이파이, 지그비, 블루투스, 또는 적외선 신호일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
센서(30)는 제1신호(235)를 수신하는 광학 디스플레이 메시지 센서(237)와 구별된다. 센서(30)는 다음과 같은 구성품, 온도 센서, 터치 센서, 힘 센서를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 약간의 예에서, 장난감 조각(10)는 어떠한 센서(30)도 포함하지 않는다.
액츄에이터(34)는 제2신호(238)를 생성하고 전송하는 플레잉 조각(10)의 메시징 트랜스폰더(248)와 구별된다. 액츄에이터(34)는, 플레잉 조각 (10)상의 빛 이미터 또는 사운드 이미터 또는 다른 트랜스폰더일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 센서(30)와 마찬가지로, 약간의 예에서 장난감 조각(10)은 어떠한 액츄에이터(34)도 포함하지 않는다.
리셉터(236)는 플레잉 조각(10)의 메시징 트랜스폰더(248)와 통신한다. 리셉터(236)는 일방 또는 이방 트랜스폰더일 수 있다. 다음은 광학적으로 인코딩된 메시지(235)에서 이미지를 사용하여 통상적으로 디스플레이 스크린(206)에 대하여 플레잉 조각(10)의 물리적 위치를 결정하는 장난감 조각(10)의 삼각구도의 방법의 예들이다.
첫 번째 예에서, 디스플레이 스크린(206)을 통해 스캔되어진 동일한 광학적으로 인코딩된 이미지 메시지(235)를 픽셀의 패치를 통해 순차적으로 스캔한다. 이 예에서 메시지는 본질적으로 "메시징 트랜스폰더(248)를 켭니다"이다. 광학 디스플레이 메시지 센서(237)에 의해 제1광학 인코딩된 메시지 이미지의 수신은 특정 기간 동안 픽셀의 현재 자극된 패치 위로 플레잉 조각(10) 상에서, 도 55내의 전송기/송수신기로 설명된, 메시징 트랜스폰더(248)를 켜다(turn on). 이것은 도 55내의 수신기/송수신기로 설명된, 리셉터(236)를 통해 이미지 생성 장치(204)와의 일방 또는 이방, 제2메시지의 상호 작용을 시작한다. 리셉터(236)는 예로서 RF 트랜스폰더일 수 있다. 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지(235)의 위치가 제2메시지가 수신되는 시점에 공지되기 때문에, 플레잉 조각(10)의 위치는, 이미지 생성 장치(204)로 계산된다.
다른 예에서, 서로 다른 제1광학 인코딩된 메시지 이미지(235)는 디스플레이 스크린(206)의 서로 다른 물리적 위치에 전송된다. 이러한 다양한 메시지의 이미지(235)는 모든 지역에서 동시에 전송되거나 또는 한 번에 하나의 픽셀 패치를 스캔할 수 있다. 메시지 이미지 사이의 차이는 예로서, 이에 제한되지 않지만, 자극되어지는 위치의 X, Y 좌표를 인코딩함으로써 결정될 수 있다. 플레잉 조각(10)은 광학 디스플레이 메시지 센서(237)를 통해 메시지를 수신할 수 있고, 제1광학 인코딩된 메시지 이미지(235)의 수신 시간과 반드시 일치할 필요가 없는, 메시징 트랜스폰더(248)를 경유하여, 후속 시간에 리셉터(236)와 통신할 때, 플레잉 조각(10) 자체에 대한 데이터뿐만 아니라 수신된 제1광학적으로 인코딩된 메시지 이미지(235)의 내용을 보낼 수 있다. 이미지 생성 장치(204)는 그리고 나서 플레잉 조각(10)의 위치와 형태를 안다.
메시징은 또한 삼각구도에 추가 또는 대신할 수 있다. 예를 들어, 광학적으로 인코딩된 메시지의 이미지(235)는 플레잉 조각(10)상의 액츄에이터(34)에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(34)에 대한 데이터는 청색으로 플레잉 조각(10)을 변경할 수 있다. 이 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지(235)는, 물을 보여주는 시각적 이미지(223) 일치하게 보낼 수 있어, 물의 시각적 이미지에 배치된 플레잉 조각(10)은 청색으로 될 것이다. 이는 리셉터(236)에 대한 제2신호(238)의 생성을 필요로 하지 않으며, 이 플레잉 조각(10)의 위치의 삼각구도를 필요하지 않는다는 것을 유의해야 한다.
다른 예에서 리셉터(236)에 플레잉 조각(10)상의 메시징 트랜스폰더(248)에 의해 보내진 제2신호(238)는 다른 데이터 외에 플레잉 조각(10)상의 센서(30)로부터 추가 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어 플레잉 조각(10)의 온도는 리셉터(236)에 보내지거나 또는 플레잉 조각(10)의 버튼을 누름은 리셉터에 "촬영(shoot)"신호를 보낼 수 있다.
플레잉 피스(10)상의 메시징 트랜스폰더(248)와 리셉터(236) 사이에 제2신호(238)를 포함하는 메시지의 상호 작용은 플레잉 조각(10)상의 액츄에이터(34)에 대한 데이터를 보낼 수 있은 이방 통신일 수 있다. 예를 들어 음성은 제2메시지의 상호 작용에 의해 플레잉 조각(10)상의 액츄에이터의 스피커 타입에 보내질 수 있다.
사용시 베이스플레이트(202)의 디스플레이 스크린(206)에, 또는 디스플레이 영역(208)상의 둘 이상의 플레잉 조각은 제1신호(235)와 이후의 제2신호(238)를 근거한 디스플레이 스크린을 통해서 리셉터(236)까지 서로 상호 작용할 수 있다. 예로는 다음과 같으며, 이에 제한되지 않는다.
두 플레잉 조각(10)은 서로 대향 하도록 배치 및 방위되며, 각 장난감 조각에 센서(30)의 촬영 버튼 형태가 눌려지면, 총알 또는 다른 발사체의 진행이 베이스플레이트(202)가 사용되는 경우, 디스플레이 영역(208)에서 보여준 바와 같이 또는 디스플렝 스크린에 직접 보여주든지 디스플레이 스크린(206)에 도시된다. 이는 충돌하는 경우 플레잉 조각(10)을 적색으로 만든다. 눌러질 촬영 버튼을 인코딩하는 제2신호(238)에 더해서, 이 예에서 이방 트랙잭션인 제2신호 또는 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지에 더해서, 위치를 연산하는 제1및 제2신호(235, 238)를 사용하는 이런 상호 작용은 플레잉 조각(10)에 명령을 보내어 적색으로 변하도록 히트한다.
사용시 베이스플레이트(202) 또는 디스플레이 스크린(206)상의 둘 이상의 플레잉 조각은, 조각 대 조각 신호(254)를 통해 디스플레이 트랜스폰더(248)를 사용하지 않고 서로 상호 작용할 수 있다. 예를 들어, 플레잉 조각(10)은 제1디스플레이 메시지(235)에 이미지 정보로 자신의 위치를 계산할 수 있다. 그 다음 플레잉 조각(10)은 메시징 트랜스폰더(248) 또는 다른 별도의 트랜스폰더를 사용하여 다른 플레잉 조각(10)과 직접 통신할 수 있으며, 리셉터(236)는 트랜잭션에 포함되지 않는다.
상술한 설명은 위, 아래, 상부, 하부, 밑, 등등의 용어를 사용하고 있지만 이들은 본 발명을 이해하는데 도움을 주기 위한 것이고 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 바람직한 실시 예 및 위에 설명된 실시 예를 참고하여 개시되어 있지만, 이들 예들은 제한적인 의미라기보다는 예시적인 의도로 이해되어야 한다. 개량과 조합 변경 및 조합은 본 발명 및 이하의 청구 범위의 사상 내에 있는 것으로 기술 분야에서 당업자에게 일어날 것이다. 예를 들어, 이미지는, 도 39 및 도 40에 도시된 바와 같이 이미지 생성 장치(204)와 베이스플레이트(202)의 디스플레이 영역 사이에 연장되는 광섬유 어레이를 사용하여 디스플레이 영역(208)에 보낼 수 있다. 이러한 광섬유 어레이는 이미지 생성 장치(204)상의 디스플레이 스크린(206)으로부터 연장하거나 하지 않을 수 있다.
다음 항들은 베이스플레이트 조립체, 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호 작용하는 조립체, 플레잉 조각을 사용하는 방법, 이미지 생성 방법 및 장난감 조각을 다양한 예들의 특징들을 기술하고 있다.
1. 플레잉 조각이 해제가능하게 서로 연결될 수 있도록 구성되어진 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트 조립체로서,
디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트;
베이스플레이트에 작동가능하게 연결된 이미지 생성 장치와; 적어도 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지를 전송하기 위한 수단을 포함하며, 디스플레이 영역은 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해체가능하게 장착될 수 있는 커플링 소자와 커플링 소자에 인접한 영역을 포함한다.
2. 항 1에 따라서, 베이스플레이트는 내부 영역을 포함하며, 디스플레이 영역과 내부 영역은 베이스플레이트의 반대측면에 있다.
3. 항 1에 따라서, 베이스플레이트는 다수의 측면을 포함하며, 디스플레이 영역은 베이스플레이트의 적어도 하나의 측면이다.
4. 전항중 어느 한 항에 따라서, 이미지 생성 장치는 이미지를 생성하는 디스플레이 스크린을 포함한다.
5. 항 4에 따라서, 베이스플레이트는 내부 영역을 포함하며, 디스플레이 영역과 내부 영역은 베이스플레이트의 반대측면에 있으며, 베이스플레이트의 내부 영역은 이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린에 대면하고 있다.
6. 항 5에 따라서, 이미지 전송 수단은 베이스플레이트의 일반적으로 투명 부분을 포함할 수 있어서, 디스플레이 스크린 상에 생성된 이미지는 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 볼 수 있도록 베이스플레이트를 통과할 수 있다.
7. 항 5에 따라서, 베이스플레이트는 해제가능하게 이미지 생성 장치에 장착된다.
8. 항 7에 따라서, 베이스플레이트는 툴의 사용없이 해제가능하게 이미지 생성 장치에 장착된다.
9. 항 7에 따라서, 이미지 생성 장치는 컴퓨터를 포함한다.
10. 전항중 어느 한 항에 따라서, 베이스플레이트 조립체는 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역에 제1위치에 해체가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함할 수 있으며, 플레잉 조각은 메시지를 생성할 수 있으며, 이미지 생성 장치, 플레잉 조각 및 베이스플레이트중 적어도 하나는 비 전송 스토리지에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함할 수 있어, 프로세서상에서 실행될 때, 상기 프로세서가 플레잉 조각로부터 수신된 메시지에 의존하는 플루우 또는 브랜칭(flow or branching)을 포함하는 액션을 수행하게 한다.
11. 항 5에 따라서, 베이스플레이트은 디스플레이 스크린으로부터 오프셋된 제1부분과 디스플레이 스크린와 바로 대향하는 제2부분을 포함한다.
12. 항 11에 따라서, 제2부분은 제1부분과 디스플레이 스크린에 대해서 제거가능하고 교체가능하다.
13. 항 12에 따라서, 제2부분은 디스플레이 스크린 모두를 효과적으로 커버한다.
14. 항 11에 따라서, 제2부분은 디스플레이 스크린의 일부분만을 커버하고 디스플레이 스크린의 다른 부분으로 직접 시각적 접근을 허용하는 개방 영역을 형성한다.
15. 항 14에 따라서, 베이스플레이트는 개방 영영내에 끼워지고 완전히 커버할 수 있도록 크기설정된 제거가능하고 교체가능한 제 3 부분을 포함한다.
16. 항 1-5 및 7-13중 어느 한 항에 따라서, 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지가 베이스플레이트를 통과하고, 커플링 소자를 통해 그리고 커플링 소자에 인접한 영역을 통해 볼 수 있다.
17. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 이미지 생성 장치는 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 2차원 이미지 또는 3차원 이미지로서 보여질 수 있는 이미지를 생성한다.
18. 항 1-16중 어느 한 항에 따라서, 이미지 생성 장치는 입체적 뷰에 적합한 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 두 개의 분리 이미지를 생성한다.
19. 항 1-16중 어느 한 항에 따라서, 이미지 생성 장치는 베이스플레이트의 디스플레이 영역과 관련된 홀로그램을 생성하도록 간섭의 고정 또는 이동 패턴을 생성할 수 있는 공간 광 모듈레이터를 포함한다.
20. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 이미지 전송 수단은 디스플레이 영역에 이미지 생성 장치를 작동가능하게 연결하는 광학 신호 전송 라인을 포함한다.
21. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각; 및 다음 중 적어도 하나를 위해서 자계를 생성시키기 위한 코일을 포함할 수 있다:(1) 베이스플레이트로부터 에너지를 플레잉 조각으로 전송 및(2) 플레잉 조각으로 신호를 전송하고 이로부터 신호를 수신.
22. 항 1-20중 어느 한 항에 따라서, 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함하며, 상기 플레잉 조각은 플레잉 조각에 의해 광학 신호의 수신시에 작동가능한 무선 주파수 식별(RFID)장치와 근접 통신(NFC) 트랜스폰더를 포함한다.
23. 항 1-20중 어느 한 항에 따라서, 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함하며, 플레잉 조각은 제1장치와 제2장치를 포함하며, 제1장치는 제1트랜스폰더와 제1센서중 선택된 하나를 포함하고 제2장치는 제2트랜스폰더와 제2액츄에이터중 선택된 하나를 포함하며, 제2장치는 제1장치로부터의 메시지 및 센서 값중 적어도 하나의 수신시에 작동된다.
24. 항 23에 따라서, 메시지 및 센서 값중 적어도 하나는 아래의 형태의 신호로부터 선택된 신호이다: 무선 주파수와 광학을 포함하는, 사운드, 자기, 전자기.
25. 항 1-5, 7-15 및 21-24중 어느 한 항에 따라서, 추가로 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 포함하며,
플레잉 조각은 디스플레이 영역과 직면하는 제1외면 영역과 제2외면 영역을 포함하는 외면을 가진다.
플레잉 조각은 제1외면 영역으로부터 제2외면 영역으로 연장하는 광학 가이드 소자를 포함하므로,
디스플레이 영역에 제공된 이미지는 제2외면 영역에 나타날 수 있다.
26. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 추가로 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 터치 감지 막을 포함할 수 있고,
베이스플레이트는 사용자가 액세스 영역중 적어도 선택된 것에서 막에 터치 입력의 제공을 허용하는, 터치 감지 막을 덮는 다수의 액세스 영역을 포함할 수 있다.
27. 항 26에 따라서, 액세스 영역은 커플링 소자와 일치한다.
28. 항 27에 따라서, 액세스 영역은 커플링 소자에 인접한 영역에 다수의 커플링 소자를 연결하는 유연한 소자를 포함하므로 상기 커플링 소자는 터치 감지 막을 향해, 터치 감지 막으로부터 이격된 제1위치로부터 베이스플레이트의 일부분이 터치 감지 막과 접촉하는 제2위치까지 이동가능하다.
29. 항 26에 따라서, 액세스 영역은 디스플레이 영역을 통해 형성된 개구를 포함한다.
30. 항 26에 따라서, 터치 감지 막은 베이스플레이트과 이미지 생성 장치중 선택된 것의 일부이다.
31. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 베이스플레이트는 이격된 전극의 제1및 제2세트의 그리드를 포함하며, 전극의 제1세트는 전극의 제2세트에 횡단하는 방향으로 연장하고, 제1및 제2세트는 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된다.
32. 항 31에 따라서, 전극의 제1세트와 전극의 제2세트는 다수의 크로스오버 점에서 제1및 제2전극에 전기적으로 연결된 신호 전송기 및 신호 수신기중 적어도 하나와 서로교차하는 크로스오버 점을 가진다.
33. 항 32에 따라서, 신호 전송기 및 신호 수신기중 적어도 하나는 광 트랜스폰더와 전기 코일중 적어도 하나를 포함한다.
34. 전 항중 어느 한 항에 따라서, 베이스플레이트는 리셉터;
커플링 소자를 사용해서 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 제1플레잉 조각;
제1위치에서 제1플레잉 조각에 제1위치 신호를 생성할 수 있는 베이스플레이트 조립체에 의해 지지된 적어도 3개의 공간 분리형 위치 이미터를 포함하며,
제1위치에서의 제1플레잉 조각은 제1위치 신호에 응답해서 리셉터에 제2위치신호를 생성함으로써 제1위치에서 제1플레잉 조각의 존재를 신호화할 수 있으며;
베이스플레이트는 제2신호에 근거해서 플레잉 조각의 위치를 연산할 수 있다.
35. 항 34에 따라서, 위치 이미터중 적어도 하나는 리셉터를 포함한다.
36. 항 34에 따라서, 제1플레잉 조각은 적어도 3개의 공간 분리형 위치 이미터로부터 제1위치 신호들 사이의 차이에 근거해서 제2신호를 연산하도록 구성되어 있다.
37. 항 36에 따라서, 차이는 시간 차이이다.
38. 항 1-33중 어느 한 항에 따라서, 베이스플레이트는 리셉터를 포함하며, 리셉터는 적어도 3개의 공간 분리형 위치 리셉터를 포함하며;
커플링 소자를 사용해서 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 제1위치 신호 생성 플레잉 조각을 포함함으로, 제1위치 신호는 위치 리셉터에 전송하기 위한 제1위치 신호 생성 플레잉 조각에 의해 생성될 수 있으며;
리셉터는 공간 분리형 위치 리셉터에 의해 수신된 제1위치 신호 사이의 차이에 근거해서 플레잉 조각의 위치를 연산할 수 있다.
39. 항 38에 따라서, 차이의 분석은 시간 차이의 분석을 포함한다.
40. 베이스플레이트로서,
플레잉 조각 지지면을 포함하는 베이스플레이트 바디;
플레잉 조각 지지면상의 한 장소에 있는 플레잉 조각과;
플레잉 조각 지지면상의 장소에서 플레잉 조각의 존재를 나타내는 신호를 생성하기 위해 플레잉 조각과 베이스플레이트과 관련된 삼각구도 수단(triangulating means)을 포함한다.
41. 항 40에 따라서, 베이스플레이트 바디는 플레잉 조각이 플레잉 조각 지지면에 해제가능하게 장착될 수 있게 하는 커플링 소자를 포함한다.
42. (1)이미지가 생성될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성기와 (2)플레잉 조각이 서로에 대해 해제가능하게 연결되어질 수 있게 구성된 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트로서,
디스플레이 영역을 포함하는 바디를 포함하며, 디스플레이 영역은 커플링 소자와 과 커플링 소자에 인접한 영역을 포함하며, 커플링 소자에 의해 플레잉 조각은 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착될 수 있으며;
바다는 추가로 내부 영역을 포함하며, 내부 및 디스플레이 영역은 바디의 반대측면에 있으며;
장착 구조가 이미지 생성기에 바디를 착탈가능하게 장착하는데 사용될 수 있어서, 바디의 내부 영역은 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 인접해서 위치하며;
내부 영역과 디스플레이 영역 사이의 바디의 적어도 부분이 일반적으로 투명하여, 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 생성된 이미지는 바디를 통해 디스플레이 영역을 통과하고 커플링 소자 및 커플링 소자에 인접한 영역에서 볼 수 있다.
43. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호작용 조립체로서,
생성된 이미지가 디스플레이될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성 장치를 포함하며;
생성된 이미지는 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하며;
이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터를 포함하며;
디스플레이 스크린에 대해 제1위치에 있는 제1플레잉 조각을 포함하며;
제1플레잉 조각은 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함하며, 광학 디스플레이 메시지 센서는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하고 상기 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 적어도 부분적으로 근거해서 제1신호를 생성하도록 구성되며;
메시징 트랜스폰더는 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 적어도 제1신호의 수신을 위해 광학 디스플레이 메시지 센서에 연결된다. 메시징 프랜스폰더는 또한 적어도 부분적으로 제1신호에 근거해서 제2신호를 생성하고 리셉터에 보내기 위해서 리셉터에 연결된다.
44. 항 43에 따라서, 리셉터는 사운드 리셉터, 전자기 방사선 리셉터 및 자계 리셉터중 적어도 하나이고, 제2신호는 사운드 제2신호, 전자기 방사선 필드 제2신호 및 자기장 제2신호중 대응하는 하나이다.
45. 항 43 또는 44에 따라서, 조립체는 디스플레이 스크린상에 장착가능한 베이스플레이트를 포함하며, 베이스플레이트는 디스플레이 영역을 포함하며, 디스플레이 영역은 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착시킬 수 있는 커플링 소자를 포함한다.
46. 항 43-45중 어느 한 항에 따라서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 사용자에게 시각적으로 감지될 수 있다.
47. 항 43-46중 어느 한 항에 따라서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 특정 플레잉 조각에 관련되어진 것으로서 인코딩된 정보를 포함한다.
48. 항 43-47중 어느 한 항에 따라서, 제2신호는 다음중 하나 이상을 포함할 수 있으며; 제1플레잉 조각에 대한 정보를 가지고 있는;(1) 제1플레잉 조각에 대한 그래픽 표현,(2) 제1플레잉 조각에 대한 다른 정보 및(3)로컬 데이터베이스, 원격데이터베이스, 룩업 테이블중 적어도 하나로의 어드레스.
49. 항 43-48중 어느 한 항에 따라서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린에 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 물리적 위치에 따라 변경한다.
50. 항 49에 따라서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 (1) 물리적 위치에 대한 좌표,(2) 물리적 위치에서 생성된 이미지의 시각 이미지 부분에 관한 정보,(3) 플레잉 조각에 대한 게밍 데이터(gaming data) 및(4) 플레잉 조각상의 액츄에이터에 대한 데이터중 적어도 하나에 대한 정보를 포함한다.
51. 항 43-50중 어느 한 항에 따라서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린상의 다수의 물리 위치에서 생성되고, 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있다.
52. 항 43-51중 어느 한 항에 따라서, 조립체는 추가로 제2이미지 생성 장치, 제2이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린에 대한 제2위치에서의 제2플레잉 조각을 포함하며;
제1및 제2이미지 생성 장치는 작동가능하게 연결되며;
제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 플레잉 조각으로부터의 제2신호에 적어도 부분적으로 근거된다.
53. 항 43-51중 어느 한 항에 따라서, 조립체는 추가로 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있는 제2플레잉 조각을 포함하며, 제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터 제2신호에 적어도 부분적으로 근거된다.
54. 항 53에 따라서, 제1및 제2플레잉 조각의 각각은 이들 사이의 메시지의 전송을 허용하는 플레잉 조각 대 플레잉 조각 통신 장치(a playing-piece-to-playing-piece communication device)을 포함한다.
55. 항 43-54중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더에 작동가능하게 결합된 제2광학 디스플레이 메시지 센서를 포함한다.
56. 항 43-55중 어느 한 항에 따라서, 제2신호는 제1플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지를 디스플레이하는 곳에 대해서 이미지 생성 장치에 정보를 제공한다.
57. 항 43-56중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각에 의해 생성된 제1신호는 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 수신으로, 추가의 사용자 상호작용 없이 자동적으로 생성된다.
58. 항 43-57중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각은 센서 데이터를 메시징 트랜스폰더에 제공하도록 메시징 트랜스폰더에 연결된 센서를 포함하므로, 제2신호는 센서 데이터에 근거해서 적어도 부분적으로 생성될 수 있다.
59. 항 43-58중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각은 (1) 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터 및(2) 메시징 트랜스폰더로부터 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 포함하며;
메시지는 액츄에이터의 작동용 데이터를 포함한다.
60. 항 59에 따라서, 액츄에이터의 작동용 데이터는 액츄에이터가 다음 중 적어도 하나를 하도록 하며;
색채 광 생성, 이미지 생성, 사운드 생성, 이동 야기.
61. 항 43-60에 따라서, 제1위치에 디스플레이된 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 시간에 따라 변경가능하다.
62. 항 43-61에 따라서, 조립체는 추가로 에너지 전송 근접 통신(NFC) 안테나를 포함하며, 플레잉 조각은 에너지 수신 안테나를 포함하며, NFC 안테나는 제1플레잉 조각에 전력을 제공할 수 있다.
63. 항 43-62에 따라서, 제1플레잉 조각은 메시지를 생성할 수 있으며;
제1플레잉 조각 및 이미지 생성 장치중 적어도 하나는 프로세서에서 실행될 때 프로세서가 메시지에 의존한 플루우 또는 브랜칭을 포함하는 액션을 수행하게 하는 비전이 저장 매체내에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함한다.
64. 플레잉 조각이 서로에 대해 해제가능하게 연결되어질 수 있게 구성된 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트와 플레잉 조각 조립체로서,
디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트를 포함하며, 디스플레이 영역은 커플링 소자와 과 커플링 소자에 인접한 영역을 포함하며, 커플링 소자에 의해 플레잉 조각은 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착될 수 있으며;
이미지가 생성될 수 있는 디스플레이 스크린을 포함하는 컴퓨터를 포함하며;
베이스플레이트는 디스플레이 스크린을 덮도록 컴퓨터에 해제가능하게 장착되며; 베이스플레이트는 디스플레이 스크린상에 생성된 이미지가 베이스플레이트를 통과해서 커플링 소자를 통해 볼 수 있고, 커플링 소자에 인접한 영역을 통해 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 뷰될 수 있도록, 일반적으로 투명한 부분을 포함하며;
커플링 소자를 사용하는 디스플레이 영역상의 한 위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각은 메시지를 생성할 수 있으며;
컴퓨터, 플레잉 조각 및 베이스플레이트중 적어도 하나는 프로세서에서 실행될 때 프로세서가 메시지에 의존한 플루우 또는 브랜칭을 포함하는 액션을 수행하게 하는 비전이 저장 매체내에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함한다.
65. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호작용 조립체로서,
생성된 이미지가 디스플레이될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성 장치를 포함하며;
생성된 이미지는 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하며, 광학 인코딩된 메시지 이미지는 사용자에게 시각적으로 감지할 수 없으며;
광학 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린상의 다수의 물리적 위치에서 생성되며, 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있으며.
이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터를 포함하며;
디스플레이 스크린에 대해 제1및 제2위치에 있는 제1및 제2플레잉 조각을 포함하며;
각 플레잉 조각은 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함하며, 광학 디스플레이 메시지 센서는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하고 상기 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 적어도 부분적으로 근거해서 제1신호를 생성하도록 구성되며;
메시징 트랜스폰더는 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 적어도 제1신호의 수신을 위해 광학 디스플레이 메시지 센서에 연결되며;
메시징 프랜스폰더는 또한 적어도 부분적으로 제1신호에 근거해서 제2신호를 생성하고 리셉터에 보내기 위해서 리셉터에 연결되며;
제1플레잉 조각에 의해 생성된 제2신호는 제1플레잉 조각의 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 수신으로, 추가의 사용자 상호작용 없이 자동적으로 생성되며;
제1및 제2플레잉 조각중 적어도 하나는 센서 데이터를 메시징 트랜스폰더에 제공하도록 메시징 트랜스폰더에 연결된 센서를 포함하므로, 제2신호는 센서 데이터에 근거해서 적어도 부분적으로 생성될 수 있으며;
제1및 제2플레잉 조각중 적어도 하나는 (1) 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터 및(2) 메시징 트랜스폰더로부터 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 포함한다.
방법 항
66. 베이스플레이트 조립체에, 플레잉 조각이 서로에 대해 해제가능하게 연결되어질 수 있게 하는 제1커플링 소자를 가지는 플레잉 조각을 사용하기 위한 방법으로서,
디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트상에 플레잉 조각을 선택적으로 장착하는 단계, 이 단계에서 디스플레이 영역이 제2커플링 소자를 포함하며, 제1및 제2커플링 소자는 보충적인 커플링 소자이므로 플레잉 조각은 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착될 수 있고, 베이스플레이트이 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결되어 있음;
이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지를 적어도 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 전송하는 단계를 포함한다.
67. 항 66에 따라서, 이미지 전송 단계는 이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린에서 생성된 이미지를 전송하는 단계와;
디스플레이 스크린을 향하도록 베이스플레이트의 내부 영역을 위치설정하는 단계를 포함하며, 디스플레이 영역과 내부 영역은 베이스플레이트의 반대 측면에 있다.
68. 항 66 또는 67에 따라서, 이미지 전송 단계는 이미지를 베이스플레이트의 일반적으로 투명한 부분을 통해 전송하는 단계를 포함하므로, 디스플레이 스크린상에 생성된 이미지는 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 뷰하기 위해 베이스플레이트를 통과한다.
69. 항 66에 따라서, 이미지 전송 단계는 이미지 생성 장치를 디스플레이 영역에 작동가능하게 연결하는 광학 신호 전송 라인을 통해 이미지를 전송하는 단계를 포함한다.
70. 항 66-69중 어느 한 항에 따라서, 방법은 추가로 베이스플레이트의 액세스 영역을 통해 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 터치 감지 막을 액세스하는 단계로, 사용자가 액세스 영역의 적어도 선택된 하나에서 막에 터치 입력을 제공하는 것을 허용한다.
71. 항 66-70중 어느 한 항에 따라서, 선택적으로 장착하는 단계는 디스플레이 영역상에 제1위치에 제1플레잉 조각을 해제가능하게 장착하는 단계;
베이스플레이트 조립체와 관련된 적어도 3개의 공간 분리형 위치 이미터에 의해 제1위치 신호를 생성하는 단계;
제1위치 신호에 응답해서 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터에 제1위치 신호 생성 플레잉 조각에 의해 제2신호를 생성함으로서 제1위치에 제1플레잉 조각의 존재를 신호화하는 단계;
제2신호를 근거해서 플레잉 조각의 위치를 연산하는 단계를 포함한다.
72. 항 66-70중 어느 한 항에 따라서, 선택적으로 장착하는 단계는 디스플레이 영역상에 제1위치에 제1플레잉 조각을 해제가능하게 장착하는 단계;
제1플레잉 조각에 의해 제1위치 신호를 생성하는 단계;
제1위치 신호에 응답해서 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 적어도 3개의 공간 분리형 위치 이미터에 의해 제2신호를 생성함으로서 제1위치에 제1플레잉 조각의 존재를 신호화하는 단계;
제2신호를 근거해서 플레잉 조각의 위치를 연산하는 단계를 포함한다.
73. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호 작용 방법으로서,
이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린상에 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하는 이미지를 디스플레이하는 단계;
디스플레이 스크린에 대해 제1위치에 제1플레잉 조각을 배치하는 단계로, 제1플레임 조각이 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함함;
광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 수신하는 단계;
광학 인코딩된 메시지 이미지를 근거로 적어도 부분적으로 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제1신호를 생성하는 단계;
제1신호를 메시징 트랜스폰더에 전송하는 단계;
메시징 트랜스폰더에 의해 제2신호를 생성하는 단계로, 제2신호는 제1신호를 적어도 부분적으로 근거함;
제2신호를 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터에 보내는 단계를 포함한다.
74. 항 73에 따라서, 배치 단계는 베이스플레이트의 디스플레이 영역의 커플링 소자상에 제1플레잉 조각을 해제가능하게 장착함으로서 실행된다.
75. 항 73 또는 74중 어느 한 항에 따라서, 이미지 디스플레이 단계는 사용자에게 시각적으로 감지할 수 없는 광학 인코딩된 메시지 이미지를 디스플레이 하는 단계를 포함한다.
76. 항 73 -75중 어느 한 항에 따라서, 배치 단계는 다른 위치에서 다수의 플레잉 조각을 배치하는 단계를 포함하며, 이미지 디스플레이 단계는 특정 플레잉 조각에 어드레스되는 것처럼 인코딩된 정보를 포함하는 광학 인코딩 메시지 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
77. 항 73 -76중 어느 한 항에 따라서, 이미지 디스플레이 단계는 디스플레이 스크린상에 광학 인코딩된 메시지 이미지의 물리적 위치에 따라서 변경하는 광학 인코딩 메시지 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
78. 항 73 -77중 어느 한 항에 따라서, 방법은 추가로,
제2이미지 생성 장치의 제2디스플레이 스크린상에 제2통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하는 제2이미지를 디스플레이하는 단계로, 제2플레임 조각이 제2광학 디스플레이 메시지 센서와 제2메시징 트랜스폰더를 포함함;
제2디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 제2플레잉 조각을 배치하는 단계;
제2광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제2통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 수신하는 단계;
제2광학 인코딩된 메시지 이미지를 근거로 적어도 부분적으로 제2광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제1신호를 생성하는 단계;
제2광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 제1신호를 제2메시징 트랜스폰더에 전송하는 단계;
제2메시징 트랜스폰더에 의해 제2신호를 생성하는 단계로, 제2신호는 제1신호를 적어도 부분적으로 근거함;
제2메시징 트랜스폰더부터의 제2신호를 제2이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 제2리셉터에 보내는 단계를 포함한다.
79. 항 73 -77중 어느 한 항에 따라서, 방법은 추가로, 제2광학 인코딩된 메시지 이미지의 수신을 위해 디스플레이 영역에 대해서 제2위치에 제2플레잉 조각을 배치하는 단계를 포함하며, 제2광학 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터 제2신호를 적어도 부분적으로 근거한다.
80. 항 79중 어느 한 항에 따라서, 추가로 제1및 제2플레잉 조각 사이의 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
81. 항 73 -80중 어느 한 항에 따라서, 제2신호 생성 단계는 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 광학 인코딩된 메시지 이미지의 수신으로, 추가의 사용자의 상호작용 없이 일어난다.
82. 항 73 -81중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더에 연결된 센서를 포함하며, 추가로 센서에 의해 센서 데이터를 생성하고 센서 데이터를 메시징 트랜스폰더에 전송하는 단계를 포함하므로, 제2신호는 센서 데이터를 적어도 부분적으로 근거해서 생성될 수 있다.
83. 항 73 -82중 어느 한 항에 따라서, 제1플레잉 조각은 액츄에이터를 포함하며, 추가로 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더중 적어도 하나로부터 액츄에이터로 메시지를 전달하는 단계를 포함하며, 메시지는 액츄에이터의 작동용 데이터를 포함한다.
장난감 조각 항
84. 장난감 조각으로서,
하우징;
하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자와 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며, 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자가 감지된 입력 값에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며, 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함한다.
85. 장난감 조각으로서,
하우징;
하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 연산 제어 소자와; 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며; 연산 제어 소자가 현재 감지된 입력 값과 이전에 감지된 입력 값에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며; 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함한다.
86. 장난감 조각으로서,
하우징;
하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 연산 제어 소자와; 입력 값의 연속성을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며; 연산 제어 소자가 감지된 입력 값의 연속성에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며; 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함한다.
87. 항 84 -86중 어느 한 항에 따라서, 연산 제어 소자는 펌웨어가 내장된 마이크로 프로세서 또는 마이크로제어기중 선택된 하나를 포함한다.
88. 항 84 -87중 어느 한 항에 따라서, 연산 제어 소자는 디지털 로직 칩, FPGA, ROM 또는 RAM내의 룩업 테이블, 퍼지 로직, 아날로그 회로들 중 적어도 하나를 포함한다.
89. 항 84 -88중 어느 한 항에 따라서, 연산 제어 소자는 추후 검색을 위한 작동 데이터 및 감지의 저장을 위해 구성된다.
90. 항 85중 어느 한 항에 따라서, 연산 제어 소자는 사용자 재프로그램가능한 연산 제어 소자이다.
91. 항 86중 어느 한 항에 따라서, 연산 제어 소자는 사용자 재프로그램가능한 연산 제어 소자이다.
92. 항 84 또는 85중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터 출력은 액츄에이터 출력의 시간 코스를 포함한다.
93. 항 86중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터 출력은 액츄에이터 출력의 시간 코스를 포함한다.
94. 항 84 -93중 어느 한 항에 따라서, 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자와; 충전식 전기 에너지 저장 소자에 작동가능하게 연결된 유도식 충전 장치를 포함한다.
95. 항 84 -93중 어느 한 항에 따라서, 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자와; 작동가능하게 연결된 태양 수집기 충전 장치를 포함한다.
96. 항 84 -93중 어느 한 항에 따라서, 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자와; 하우징에 의해 지지되고 재충전가능한 전기 에너지 저장 소자에 연결된 전기 커넥터를 포함하며, 재충전가능한 전기 에너지 저장 소자는 외부 전기 에너지 충전원에 연결된다.
97. 항 84 -96중 어느 한 항에 따라서, 전원은 제거가능하고 교체가능한 배터리 형태의 전기 에너지 저장 소자를 포함하며, 하우징은 제거가능하고 교체가능한 배터리에 사용자 액세스를 허용하는 배터리 액세스 소자를 포함한다.
98. 항 84 -97중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 무선 주파수 수신기 및 무선 주파수 송수신기중 적어도 하나를 포함한다.
99. 항 84 -98중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 사운드 수신기를 포함한다.
100. 항 84 -99중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 가시광 및 비가시광중 적어도 하나를 감지할 수 있는 광 센서를 포함한다.
101. 항 84 -100중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 하나 이상의 다음을 포함하며: 축 틸트 센서, 자이로스코프 모션 센서, 중력 센서, 및 가속도 센서.
102. 항 84 -101중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 정지 이미지 및 이동 이미지중 적어도 하나를 캡처할 수 있는 디지털 카메라를 포함한다.
103. 항 84 -102중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 주변에 대해 장난감 조각의 위치의 삼각구도를 허용하는 위치 삼각 구도 가능한 수신기를 포함한다.
104. 항 84 -103중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 그립핑 힘 센서를 포함한다.
105. 항 84 -104중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 스위치를 포함한다.
106. 항 84 -105중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 자기장 센서를 포함한다.
107. 항 84 -106중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 전계 센서를 포함한다.
108. 항 84 -107중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 온도 센서를 포함한다.
109. 항 84 -108중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 다수의 감지 소자를 포함한다.
110. 항 84 -109중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 연산 제어 소자에 의한 수신을 위해 데이터 신호를 생성하도록 구성된 데이터 감지 소자를 포함한다.
111. 항 84 -110중 어느 한 항에 따라서, 감지소자는 감지 소자에, 입력을 근거한 아날로그 신호를 생성하도록 구성되어 있으며, 연산 제어 소자는 작동 소자에 의한 수신을 위해서 감지 소자로부터의 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 전환하기 위한 아날로그 대 디지털 전환 성능을 포함하는 마이크로제어기를 포함하며, 작동 소자는 전송기의 형태이다.
112. 항 111에 따라서, 전송기는 외부 컴퓨팅 장치에 데이터를 전송하도록 구성된다.
113. 항 111에 따라서, 데이터 수집 감지 소자는 무선으로 수집된 데이터를 전송하도록 구성된다.
114. 항 111에 따라서, 데이터 수집 감지 소자는 다음 중 적어도 하나에 따른 연산 제어 소자에 수집된 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다:(1) 실시간, 또는(2)지연 후.
115. 항 84 -114중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 샤프트 축에 대해 상기 하우징에 대해 회전가능한 샤프트를 포함한다.
116. 항 115중 어느 한 항에 따라서, 감지 소자는 샤프트에 작동가능하게 연결된 샤프트 각도 센서를 포함한다.
117. 항 84 -116중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 샤프트 축을 따라서 하우징에 대해 선형 방식으로 이동가능한 샤프트를 포함한다.
118. 항 117에 따라서, 감지 소자는 샤프트에 작동가능하게 연결된 샤프트 선형 위치 센서를 포함한다.
119. 항 84 -118중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 적어도 하나의 모터를 포함한다.
120. 항 84 -119중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 적어도 하나의 사운드 방출 소자를 포함한다.
121. 항 84 -120중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 가변 또는 고정 강도 및 색의 적어도 하나의 광원을 포함한다.
122. 항 84 -121중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 색 또는 흑백 그래픽이나 텍스트 디스플레이를 포함한다.
123. 항 84 -122중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 하나 이상의 전기 솔레노이드를 포함한다.
124. 항 84 -123중 어느 한 항에 따라서, 액츄에이터는 적어도 하나의 무선 주파수 전송기 또는 송수신기를 포함한다.
125. 항 84 -124중 어느 한 항에 따라서, 다수의 액츄에이터는 하나의 장난감 조각에 동시에 존재한다.
126. 항 84 -125중 어느 한 항에 따라서, 조각은 비직사각형 형상을 가진다.
127. 항 84 -126중 어느 한 항에 따라서, 조각은 제1표면, 제2표면, 제 3표면, 제 4표면, 제5표면 및 제6표면을 포함하며;
제1표면과 제2표면은 서로 평행하게 이격되고 서로 대향하고 있으며;
제 3표면과 제 4표면은 제1표면과 제2표면에 직각으로 결합되어 방위설정되며, 제 3표면과 제 4표면은 서로 평행하게 이격되고 서로 대향하고 있으며;
제5표면 및 제6표면은 제1표면, 제2표면, 제 3표면, 제 4표면에 결합되고, 서로 평행하게 이격되고 서로 대향하고 있으며;
제1표면, 제2표면, 제5표면 및 제6표면은 비직사각형 형상을 이룬다.
128. 항 127에 따라서, 비직사각형 형상은 부등변 사각형이다.
129. 항 84 -128중 어느 한 항에 따라서, 장난감 조각은 독특한 전자 식별자 어드레스를 가진다.
130. 항 129에 따라서, 장난감 조각은 또한 그룹 전자 식별자 어드레스를 가질 수 있어서, 다수의 장난감 벽돌은 그룹 전자 식별자 어드레스를 사용하여 동시에 어드레싱될 수 있다.
131. 항 84 -130중 어느 한 항에 따라서, 하우징은 밀봉 시일된 하우징이다.
132. 항 84 -131중 어느 한 항에 따라서, 작동 조립체는 추가로, 입력을 수신하고 입력에 근거해서 신호를 생성하기 위해 구성된, 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 센서와,
프로세서에서 실행될 때 프로세서가 프로그램의 시작, 중단을 넘어서 센서로부터의 신호에 의존한 플루우 또는 브랜칭을 포함하는 액션을 수행하게 하는 비전이 저장 매체내에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함한다.
133. 항 84 -132중 어느 한 항에 따라서, 작동 조립체는 추가로, 광학 입력을 수신하고 광학 입력에 근거해서 신호를 생성하기 위해 구성된, 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 광학 센서와,
광학 센서에 작동가능하게 연결되고 광학 신호의 수신시 작동가능한, 무선 주파수 식별(RFID) 장치와 근접 통신(NFC)중 적어도 하나를 포함한다.
위에 언급되어진 임의 및 모든 특허, 특허 출원 및 인쇄물은 본 발명의 참고로 사용된다.

Claims (44)

  1. 플레잉 조각이 해제가능하게 서로 연결될 수 있도록 구성되어진 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트 조립체로서,
    플레잉 조각이 해제가능하게 장착될 수 있게 하는 커플링 소자와 커플링 소자에 인접한 영역을 포함하는 디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트;
    베이스플레이트에 작동가능하게 연결된 이미지 생성 장치와;
    적어도 베이스플레이트의 디스플레이 영역에 이미지 생성 장치에 의해 생성된 이미지를 전송하기 위한 수단을 포함하는 베이스플레이트 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 베이스플레이트는 이미지 생성 장치에 제거가능하게 장착되어 있는 베이스플레이트 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 이미지 생성 장치는 컴퓨터를 포함하는 베이스플레이트 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역에 제1위치에 해체가능하게 장착되고 메시지를 생성할 수 있는 플레잉 조각을 더 포함하며;
    이미지 생성 장치, 플레잉 조각 및 베이스플레이트중 적어도 하나는 비 전송 스토리지에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함할 수 있어, 프로세서상에서 실행될 때, 상기 프로세서가 메시지에 의존하는 플루우 또는 브랜칭(flow or branching)을 포함하는 액션을 수행하게 하는 베이스플레이트 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 더 포함하며;
    상기 플레잉 조각은 다음 중 적어도 하나를 포함하며:
    (a) (1) 베이스플레이트로부터 에너지를 플레잉 조각으로 전송 및 (2) 플레잉 조각으로 신호를 전송하고 이로부터 신호를 수신중 적어도 하나를 위해서 자계를 생성시키기 위한 코일과;
    (b) 플레잉 조각에 의해 광학 신호의 수신시에 작동가능한 무선 주파수 식별(RFID)장치와 근접 통신(NFC) 트랜스폰더중 적어도 하나를 포함하는 베이스플레이트 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 커플링 소자를 이용한 디스플레이 영역상의 제1위치에 해제가능하게 장착된 플레잉 조각을 더 포함하며,
    플레잉 조각은 디스플레이 영역과 직면하는 제1외면 영역과 제2외면 영역을 포함하는 외면을 가진다.
    플레잉 조각은 제1외면 영역으로부터 제2외면 영역으로 연장하는 광학 가이드 소자를 포함하므로,
    디스플레이 영역에 제공된 이미지는 제2외면 영역에 나타날 수 있는 베이스플레이트 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 베이스플레이트는 이격된 전극의 제1및 제2세트의 그리드를 포함하며, 전극의 제1세트는 전극의 제2세트에 횡단하는 방향으로 연장하고, 제1및 제2세트는 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결되며;
    전극의 제1세트와 전극의 제2세트는 다수의 크로스오버 점에서 제1및 제2전극에 전기적으로 연결된 신호 전송기 및 신호 수신기중 적어도 하나와 서로교차하는 크로스오버 점을 가지는 베이스플레이트 조립체.
  8. (1) 이미지가 생성될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성기와 (2)서로 해제가능하게 연결되도록 구성된 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트로서,
    플레잉 조각이 해제가능하게 장착될 수 있게 하는 커플링 소자와 커플링 소자에 인접한 영역을 포함하는 디스플레이 영역을 포함하며, 추가로 디스플레이 영역과 대향 측면에 있는 내부 영역을 포함하는 바디와;
    바디의 내부 영역이 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 인접해서 위치설정되도록 이미지 생성기에 바디를 제거가능하게 장착될 수 있게 장착 구조물을 포함하며,
    내부 영역과 디스플레이 영역 사이의 바디의 적어도 부분이 일반적으로 투명하여, 이미지 생성기의 디스플레이 스크린에 생성된 이미지는 바디를 통해 디스플레이 영역을 통과하고 커플링 소자 및 커플링 소자에 인접한 영역에서 볼 수 있는 베이스플레이트.
  9. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호작용 조립체로서,
    통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하는, 생성된 이미지가 디스플레이될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성 장치;
    이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터;
    디스플레이 스크린에 대해 제1위치에 있는 제1플레잉 조각을 포함하며;
    제1플레잉 조각은 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함하며, 광학 디스플레이 메시지 센서는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하고 상기 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 적어도 부분적으로 근거해서 제1신호를 생성하도록 구성되며;
    메시징 트랜스폰더는 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 적어도 제1신호의 수신을 위해 광학 디스플레이 메시지 센서에 연결되며;
    메시징 프랜스폰더는 또한 적어도 부분적으로 제1신호에 근거해서 제2신호를 생성하고 리셉터에 보내기 위해서 리셉터에 연결되는 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 디스플레이 스크린상에 장착가능한 베이스플레이트를 포함하며, 베이스플레이트는 디스플레이 영역을 포함하며, 디스플레이 영역은 플레잉 조각이 디스플레이 영역에 해제가능하게 장착시킬 수 있는 커플링 소자를 포함하는 조립체.
  11. 제9항에 있어서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 특정 플레잉 조각에 관련되어진 것으로서 인코딩된 정보를 포함하는 조립체.
  12. 제9항에 있어서, 제2신호는 다음 중 하나 이상; 제1플레잉 조각에 대한 정보를 가지고 있는;(1) 제1플레잉 조각에 대한 그래픽 표현,(2) 제1플레잉 조각에 대한 다른 정보 및 (3)로컬 데이터베이스, 원격데이터베이스, 룩업 테이블중 적어도 하나로의 어드레스, 를 포함하는 조립체.
  13. 제9항에 있어서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린에 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 물리적 위치에 따라 변경하는 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 (1) 물리적 위치에 대한 좌표,(2) 물리적 위치에서 생성된 이미지의 시각 이미지 부분에 관한 정보,(3) 플레잉 조각에 대한 게밍 데이터(gaming data) 및(4) 플레잉 조각상의 액츄에이터에 대한 데이터중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 조립체.
  15. 제9항에 있어서, 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린상의 다수의 물리 위치에서 생성되고, 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있는 조립체.
  16. 제9항에 있어서, 제2이미지 생성 장치;
    제2이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린에 대한 제2위치에서의 제2플레잉 조각을 더 포함하며;
    제1및 제2이미지 생성 장치는 작동가능하게 연결되며;
    제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터의 제2신호에 적어도 부분적으로 근거되는 조립체.
  17. 제9항에 있어서, 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있는 제2플레잉 조각을 더 포함하며, 제2플레잉 조각에 대한 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터 제2신호에 적어도 부분적으로 근거되는 조립체.
  18. 제9항에 있어서, 제1플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더에 작동가능하게 결합된 제2광학 디스플레이 메시지 센서를 포함하는 조립체.
  19. 제9항에 있어서, 제1플레잉 조각은 센서 데이터를 메시징 트랜스폰더에 제공하도록 메시징 트랜스폰더에 연결된 센서를 포함하므로, 제2신호는 센서 데이터에 근거해서 적어도 부분적으로 생성될 수 있는 조립체.
  20. 제9항에 있어서, 제1플레잉 조각은 (1) 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터 및(2) 메시징 트랜스폰더로부터 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 포함하며;
    메시지는 액츄에이터의 작동용 데이터를 포함하는 조립체.
  21. 제9항에 있어서, 제1위치에 디스플레이된 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지는 시간에 따라 변경가능한 조립체.
  22. 제9항에 있어서, 에너지 전송 근접 통신(NFC) 안테나를 더 포함하며, 플레잉 조각은 에너지 수신 안테나를 포함하며, NFC 안테나는 제1플레잉 조각에 전력을 제공할 수 있는 조립체.
  23. 플레잉 조각이 서로에 대해 해제가능하게 연결되어질 수 있게 구성된 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트와 플레잉 조각 조립체로서,
    플레잉 조각이 해제가능하게 장착될 수 있게 하는 커플링 소자와 커플링 소자에 인접한 영역을 포함하는 디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트;
    이미지가 생성될 수 있는 디스플레이 스크린을 포함하는 컴퓨터와;
    커플링 소자를 사용하는 디스플레이 영역상의 한 위치에 해제가능하게 장착되고 메시지를 생성할 수 있는 플레잉 조각을 포함하며;
    베이스플레이트는 디스플레이 스크린을 덮도록 컴퓨터에 해제가능하게 장착되며; 베이스플레이트는 디스플레이 스크린상에 생성된 이미지가 베이스플레이트를 통과해서 커플링 소자를 통해 볼 수 있고, 커플링 소자에 인접한 영역을 통해 베이스플레이트의 디스플레이 영역에서 뷰될 수 있도록, 일반적으로 투명한 부분을 포함하며;
    컴퓨터, 플레잉 조각 및 베이스플레이트중 적어도 하나는 프로세서에서 실행될 때 프로세서가 메시지에 의존한 플루우 또는 브랜칭을 포함하는 액션을 수행하게 하는 비전이 저장 매체내에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 포함하는 조립체.
  24. 이미지 생성 및 플레잉 조각 상호작용 조립체로서,
    생성된 이미지가 디스플레이될 수 있는 디스플레이 스크린을 가지는 이미지 생성 장치를 포함하며;
    생성된 이미지는 통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하며, 광학 인코딩된 메시지 이미지는 사용자에게 시각적으로 감지할 수 없으며;
    광학 인코딩된 메시지 이미지는 디스플레이 스크린상의 다수의 물리적 위치에서 생성되며, 제2플레잉 조각은 디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 있으며.
    이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터를 포함하며;
    디스플레이 스크린에 대해 제1및 제2위치에 있는 제1및 제2플레잉 조각을 포함하며;
    각 플레잉 조각은 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함하며, 광학 디스플레이 메시지 센서는 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하고 상기 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 적어도 부분적으로 근거해서 제1신호를 생성하도록 구성되며;
    메시징 트랜스폰더는 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 적어도 제1신호의 수신을 위해 광학 디스플레이 메시지 센서에 연결되며;
    메시징 프랜스폰더는 또한 적어도 부분적으로 제1신호에 근거해서 제2신호를 생성하고 리셉터에 보내기 위해서 리셉터에 연결되며;
    제1플레잉 조각에 의해 생성된 제2신호는 제1플레잉 조각의 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지의 수신으로, 추가의 사용자 상호작용 없이 자동적으로 생성되며;
    제1및 제2플레잉 조각중 적어도 하나는 센서 데이터를 메시징 트랜스폰더에 제공하도록 메시징 트랜스폰더에 연결된 센서를 포함하므로, 제2신호는 센서 데이터에 근거해서 적어도 부분적으로 생성될 수 있으며;
    제1및 제2플레잉 조각중 적어도 하나는 (1) 광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터 및(2) 메시징 트랜스폰더로부터 메시지를 수신하도록 작동가능하게 연결된 액츄에이터를 포함하는 조립체.
  25. 이미지를 생성하고 플레잉 조각과 상호작용하기 위한 방법으로서,
    이미지 생성 장치의 디스플레이 스크린상의 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 포함하는 이미지를 디스플레이하는 단계;
    디스플레이 스크린에 대해 제1위치에서, 광학 디스플레이 메시지 센서와 메시징 트랜스폰더를 포함하는 제1플레잉 조각을 배치하는 단계;
    광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 통합된 시각 및 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지를 수신하는 단계;
    광학 인코딩된 메시지 이미지를 근거로 적어도 부분적으로 광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제1신호를 생성하는 단계;
    제1신호를 메시징 트랜스폰더에 전송하는 단계;
    메시징 트랜스폰더에 의해, 제1신호를 적어도 부분적으로 근거한 제2신호를 생성하는 단계;
    제2신호를 이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 리셉터에 보내는 단계를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 이미지 디스플레이 단계는 디스플레이 스크린상에 광학 인코딩된 메시지 이미지의 물리적 위치에 따라서 변경하는 광학 인코딩 메시지 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 제2이미지 생성 장치의 제2디스플레이 스크린상에 제2통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 포함하는 제2이미지를 디스플레이하는 단계로서, 제2플레임 조각이 제2광학 디스플레이 메시지 센서와 제2메시징 트랜스폰더를 포함하는 단계;
    제2디스플레이 스크린에 대해 제2위치에 제2플레잉 조각을 배치하는 단계;
    제2광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제2통합된 시각 및 광학 인코딩된 메시지 이미지를 수신하는 단계로서, 제2플레잉 조각에 대해 광학적으로 인코딩된 메시지 이미지가 제1플레잉 조각으로부터의 제2신호에 적어도 부분적으로 근거하는 단계;
    제2광학 인코딩된 메시지 이미지를 근거로 적어도 부분적으로 제2광학 디스플레이 메시지 센서에 의해 제1신호를 생성하는 단계;
    제2광학 디스플레이 메시지 센서로부터의 제1신호를 제2메시징 트랜스폰더에 전송하는 단계;
    제2메시징 트랜스폰더에 의해 제2신호를 생성하는 단계로서, 제2신호가 제1신호를 적어도 부분적으로 근거하는 단계;
    제2메시징 트랜스폰더부터의 제2신호를 제2이미지 생성 장치에 작동가능하게 연결된 제2리셉터에 보내는 단계를 더 포함하는 방법.
  28. 제25항에 있어서, 제2광학 인코딩된 메시지 이미지의 수신을 위해 디스플레이 영역에 대해서 제2위치에 제2플레잉 조각을 배치하는 단계를 더 포함하며, 제2광학 인코딩된 메시지 이미지는 제1플레잉 조각으로부터 제2신호를 적어도 부분적으로 근거하는 방법.
  29. 장난감 조각으로서,
    하우징;
    하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
    하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자와 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며, 사용자 재프로그래밍 연산 제어 소자가 감지된 입력 값에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며, 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
    전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함하는 장난감 조각.
  30. 장난감 조각으로서,
    하우징;
    하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
    하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 연산 제어 소자와; 입력 값을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며; 연산 제어 소자가 현재 감지된 입력 값과 이전에 감지된 입력 값에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며; 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
    전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함하는 장난감 조각.
  31. 장난감 조각으로서,
    하우징;
    하우징을 적어도 다른 하나의 장난감 벽돌의 하우징에 해제가능하게 연결하기 위한 제1커플링 소자;
    하우징에 의해 지지되는 작동 조립체로서, 작동 조립체가 연산 제어 소자와; 입력 값의 연속성을 감지할 수 있는 적어도 하나의 감지 소자를 포함하며, 감지 소자가 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결되며; 연산 제어 소자가 감지된 입력 값의 연속성에 적어도 부분적으로 근거해서 액츄에이터 출력을 생성하도록 구성되어 있으며; 또한 액츄에이터 출력을 수신하도록 연산 제어 소자에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 작동 조립체;
    전기를 작동 조립체에 공급하도록 작동 조립체에 연결된 전원을 포함하는 장난감 조각.
  32. 제29항 내지 제 31항중 어느 한 항에 있어서, 연산 제어 소자는 펌웨어가 내장된 마이크로 프로세서 또는 마이크로제어기중 선택된 하나를 포함하는 장난감 조각.
  33. 제 30항 또는 제 31항에 있어서, 연산 제어 소자는 사용자 재프로그램가능한 연산 제어 소자인 장난감 조각.
  34. 제29항 내지 제 31항중 어느 한 항에 있어서, 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자와; 충전식 전기 에너지 저장 소자에 작동가능하게 연결된 유도식 충전 장치를 포함하는 장난감 조각.
  35. 제29항 내지 제 31항중 어느 한 항에 있어서, 전원은 충전식 전기 에너지 저장 소자와; 작동가능하게 연결된 태양 수집기 충전 장치를 포함하는 장난감 조각.
  36. 제29항 내지 제 31항중 어느 한 항에 있어서, 장난감 조각은 독특한 전자 식별자 어드레스를 가지는 장난감 조각.
  37. 적어도 하나의 플레잉 조각에 사용하기 위한 베이스플레이트 조립체로서,
    리셉터와 트랜스폰더중 적어도 하나를 포함하는 베이스플레이트 신호 소자; 플레잉 조각 지지면 및 디스플레이 영역을 포함하는 베이스플레이트 바디;
    베이스플레이트의 디스플레이 영역과 베이스플레이트 신호 소자에 작동가능하게 연결된 이미지 생성 장치;
    디스플레이 영역에서 적어도 부분적으로 있으며, 신호 전송기와 신호 수신기중 적어도 하나를 포함하는 베이스플레이트 신호 장치의 어레이;
    플레잉 조각 지지면상의 한 위치에 있는 플레잉 조각;
    메시징 트랜스폰더를 포함하며,
    상기 플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더에 연결되며 신호 전송기와 신호 수신기중 적어도 하나와, 플레잉 조각 신호 장치가 신호 전송기를 포함할 때 (1) 메시징 트랜스폰더 또는 (2) 플레잉 조각 신호 장치에 의해 베이스플레이트 신호 소자에 전송하기 위한 플레잉 조각 식별자를 포함하는 조립체.
  38. 제 37항에 있어서, 베이스플레이트 신호 장치는 가시광 신호 장치, 비가시광 신호 장치, 전계 기반 신호 장치, 자계 기반 신호 장치, RFID/RF 신호 기반 신호 장치, 사운드 기반 신호 장치, 가시광 트랜스폰더, 비가시광 트랜스폰더, 전계 기반 트랜스폰더, 자계 기반 트랜스폰더, RFID/RF 신호 기반 트랜스폰더 및 사운더 기판 트랜스폰더중 적어도 하나를 포함하는 조립체.
  39. 제 37항에 있어서, 베이스플레이트 신호 소자는 상기 트랜스폰더를 포함하며, 상기 트랜스폰더는 가시광 트랜스폰더, 비가시광 트랜스폰더, 전계 기반 트랜스폰더, 자계 기반 트랜스폰더, RFID/RF 신호 기반 트랜스폰더 및 사운더 기판 트랜스폰더중 적어도 하나를 포함하는 조립체.
  40. 제 37항에 있어서, 베이스플레이트 신호 장치는 가시광 신호 장치, 비가시광 신호 장치, 전계 기반 신호 장치, 자계 기반 신호 장치, RFID/RF 신호 기반 신호 장치 및 사운드 기반 신호 장치중 적어도 하나를 포함하는 조립체.
  41. 제 37항에 있어서, 베이스플레이트 신호 장치는 가시광 트랜스폰더, 비가시광 트랜스폰더, 전계 기반 트랜스폰더, 자계 기반 트랜스폰더, RFID/RF 신호 기반 트랜스폰더 및 사운더 기판 트랜스폰더중 적어도 하나를 포함하는 조립체.
  42. 제 37항에 있어서, 상기 플레잉 조각은 상기 플레잉 조각 신호 장치들중 적어도 두 개를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 플레잉 조각 신호 장치는 서로로부터 이격되어 있는 조립체.
  43. 제 37항에 있어서, 플레잉 조각 지지면상의 다수의 위치에 다수의 상기 플레잉 조각을 포함하는 조립체.
  44. 제 37항에 있어서, 플레잉 조각은 메시징 트랜스폰더를 포함하는 조립체.
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