CN1671988A - 交互式模块系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于与一个或多个个人互动的系统和方法，该设备和方法允许操作面(90)与用户或物理物品互动。

Description

交互式模块系统

                    相关专利申请

本专利申请主张2002年5月21日提交的、美国临时专利申请No.60/382,511和2002年10月30日提交的、美国专利申请No.10/285,342的权益，这两项专利申请在此引用，以供参考。

                    发明技术领域

本发明涉及可照明系统，更具体地，涉及与用户互动的交互式模块系统。

                       发明背景

今天有许多利用感官刺激源(诸如声音和灯光)来娱乐用户和与用户互动的、许多不同的可照明的文娱和娱乐系统正在使用。这样的系统的例子是在娱乐综合设备中出现的、照亮的跳舞地板或视频游戏系统。不幸地，在娱乐综合设备中出现的这些娱乐和文娱系统具有固定的尺寸体积。因此，这些娱乐系统的安装和拆卸是麻烦的和花费的。

另外，传统的娱乐或文娱系统在与用户互动的能力方面是有限的。例如，典型的照亮的跳舞地板，即使有的话，也只提供非常少的、与用户的互动。跳舞地板提供由唱盘操作者或照明操作个人控制的、或与声音输出协调的预置的视觉输出。

而且，由各个制造商，诸如Microsoft，Sega，Sony等等，当前可提供的视频游戏系统在它们与用户互动的能力方面也是有限的。例如，用户的数目是有限的，每个用户必须使用手持控制器来与视频游戏系统互动。

虽然在娱乐综合设备中的文娱与娱乐系统比起照亮的跳舞地板有更多的互动，但它们依赖于在地板部分中的压力传感器来感知和跟踪用户。这样，传统的文娱和娱乐系统在用户走到地板部分的另一段时，易对用户起反应，以及不能检测用户向哪个方向行进以及用户沿哪个方向多快地行进。而且，在娱乐综合设备中典型地出现的文娱与娱乐系统具有有限的尺寸，这对于可与系统互动的用户的数目设置很大的限制。结果，当用户、用户的一部分、或实际的物体在地板上移动或定位时，传统的文娱与娱乐系统缺乏确定它们可能的将来位置的能力。

                      发明概要

本发明通过提供一种可适配于物理位置的模块式系统而解决上述的限制，以及提供用于使该系统即使在用户没有站在系统的模块式地板元件上时也能感知和跟踪用户或物理物品(physical object)的方法。本发明提供交互式模块式系统，它包括感知和预测用户移动的方向的能力而不需要在系统的模块式地板单元中有压力类的传感器。另外，本发明由于多个模块式可照明组件，允许系统从第一物理位置重新定位第二物理位置，而不需要修正任意一个物理位置。

按照本发明的一个实施例，提供了用于娱乐一个或多个用户的系统，使得一个物理物品能够发送数据到系统的一部分或接收来自系统的一部分的数据。该系统也提供用于控制系统的运行的电子装置。可照明的系统的运行部分地基于由物理物品发送的数据。而且，提供了模块式可照明组件，它可与电子装置和物理物品通信。模块式可照明组件把由物理物品发送的数据提供给电子装置，以及对于由电子装置为一个或多个用户的娱乐所提供的数据作出应答。

上述的方法允许系统以最小的时间量和花费从第一物理位置移到第二物理位置。而且，这允许系统适配于各种尺寸和形状的多个物理位置。例如，系统可被配置成用作为健身俱乐部中的有氧运动系统或作为夜总会中的跳舞地板或作为覆盖体育场的整个场地部分的游戏系统。这样，系统可配置成多个不同的形状和尺寸。而且，物理物品典型地与用户相关联，因此允许系统识别和跟踪每个用户而不需要用户在系统的地板单元上走步。结果，系统能够以积极的方式起作用，感知每个用户和每个物理物品位于系统的何处，反过来，系统能够预测特定的用户的将来的位置，以及与所选择的用户互动，以提供被提升的娱乐环境。

按照本发明的另一个方面，执行一种用于娱乐个人的方法。该方法包括以无线方式接收来自物理物品的数据以确定物理物品的位置的步骤。最后，根据物理物品的位置照明一个或多个照明源。该一个或多个照明源的照明可以部分地基于物理物品的位置和部分地基于被提供的娱乐的方案或类型。

上述的方法使利用物理物品，诸如球、球拍或其他类似体育用品来娱乐用户的的娱乐系统获益。该方法允许一个或多个照明源根据物理物品的当前的位置、物理物品的预测的将来的位置或二者进行照明。因此，当物理物品经过时，照明源可以形成灯光的痕迹或可以形成向用户表示物理物品行进的方向的光的路径。例如，如果有人投掷或击打包含物理物品的球，则一个或多个照明源可以以各种彩色和强度发光，以表示物理物品的轨迹。这样，照明源可以响应于物理物品的当前的位置或预测的位置以多种方式被控制和被照明。这样，个人具有更紧密地与娱乐系统互动的能力，以增强他们的总的娱乐经验。

在本发明的再一个实施例中，提供了运动换能器，它提供对物理刺激源的响应，该响应表示运动换能器当前速度。运动换能器包括感知物理刺激源的传感器电路和控制传感器的运行的控制电路，控制电路能够与电子装置通信，以便把传感器响应传送到物理刺激源。

上述的本发明使得能够与用户互动的文娱或娱乐系统获益。运动换能器可以是可附着到用户的物理物品，或被合并到结合文娱或娱乐系统一起使用的多种物品。适合于与系统一起使用的物品的例子包括球鞋、衣服、或运动物品。结果，文娱或娱乐系统可被增强从而基于个人地跟踪一个或多个用户或一个或多个物品。因此，增强的文娱或娱乐系统可以检测每个用户或每个物品的当前的位置，而不需要压力传感器。而且，增强的系统可以预测每个用户或物品的将来的位置，以提供加强用户的娱乐环境的文娱或娱乐系统。

按照本发明的又一个实施例，提供了用于控制能够给人提供感官刺激的物理物品的运行的方法。物理物品以无线方式与电子装置通信。从物理物品发送第一数据组到电子装置。第一数据组表示物理物品在三个轴(例如X-轴、Y-轴、和Z-轴)中的至少一个轴上的加速度数值。最后，电子装置发送第二数据组到物理物品。第二数据组把使得物理物品能够生成给人们提供感官刺激的输出的指令提供给物理物品。在第二数据组中的数据部分地基于在第一数据组中发送的数据，以便给人提供感官刺激。任选地，物理物品能够检测它自己的位置和发送表示物理物品的位置的数据。

上述的方法允许文娱或娱乐系统以无线的方式与物理物品互动，以便给用户提供与系统互动的增强的感知。该方法允许用户感知感官刺激(诸如音频、视觉、或振动刺激源)，使得用户与系统的互动最大化。这样，系统可以在标记的游戏中随机地选择各种用户，给所选择的用户分配标签“it(它)”。

在本发明的又一个实施例中，提供了用于给人提供感官刺激源的设备。设备包括能够生成感官刺激源的电子组件。电子组件与一个或多个电子装置通信，以控制生成感官刺激源。而且，电子组件能够支持一个个人的重量，以允许该个人踩踏在电子组件上或离开电子组件。

                      附图简述

下面相对于以下的附图描述本发明的说明性实施例。

图1显示适合于实践本发明的说明性实施例的系统的方框图。

图2显示适合于产生本发明的说明性实施例的系统的示例性结构。

图3显示说明对于实践本发明的说明性实施例所采取的步骤的流程图。

图4显示适合于实践本发明的说明性实施例的可照明的组件的方框图。

图5显示适合于实践本发明的说明性实施例的可照明的组件的方框图。

图6是适合于与图4或5显示的可照明的组件一起使用的方框图。

图7是适合于与图4或5显示的可照明的组件一起使用的像素的方框图。

图8是适合于与图4或5显示的可照明的组件一起使用的接收机的方框图。

图9是适合于与图4或5显示的可照明的组件一起使用的扬声器的方框图。

图10是适合于与图4或5显示的可照明的组件一起使用的压力敏感元件的方框图。

图11是适合于实践本发明的说明性实施例的物理物品的方框图。

图12是说明对于与适用于实践本发明的说明性实施例的物理物品通信所采取的步骤的流程图。

图13是适合于与图11所示的物理物品一起使用的控制器的方框图。

图14是适合于与图11所示的控制器一起使用的第一接口电路的方框图。

图15是适合于与图11所示的控制器一起使用的第二接口电路的方框图。

图16是图4所示的可照明的组件的分解图。

图17是图16所示的可照明的组件的顶部的底视图。

图18是与图16所示的可照明的组件一起使用的像素外壳的侧视图。

图19是与图16所示的可照明的组件的像素外壳一起使用的反射单元的透视图。

图20是图16所示的可照明的组件的中部的底视图。

图21A是在物理物品上的发射机的方框图。

图21B是在模块式可照明组件上的接收机形成的图案的方框图，该接收机正在水平面向模块式可照明组件地接收来自图21A所示的发射机的信号。

图22是由本发明的说明性实施例采用的、确定物理物品相对于模块式可照明组件的位置和方向的步骤序列的流程图。

                      详细描述

本发明的说明性实施例提供交互式模块系统，它通过以无线方式与用户通信而与用户互动。基于与用户通信的系统生成一个或多个输出，用于与用户的附加互动。具体地，交互式模块系统检测和跟踪每个用户或作为不同的实体的物理物品，以允许系统与每个用户个别地互动和娱乐每个用户。这样，系统利用多个变量(诸如特定的用户的用户资料、每个用户的当前的位置、每个用户的可能的将来的位置、正在进行的娱乐事件或游戏的类型等等)来生成一个或多个效果以便与一个或多个用户互动。由系统生成的效果典型地影响一个或多个人的感觉，以便与每个用户互动。

在说明性实施例中，交互式模块系统包括与至少一个每个用户有关的物理物品和一个或多个耦合的模块式可照明组件，以形成一个娱乐面(entertainment surface)。每个物理物品与该一个或多个模块式可照明组件的至少一部分通信。物理物品和模块式可照明组件能够提供加强至少一个用户实际感觉的输出。

按照一个实施例，本发明对于在用于提供有氧锻炼的健身俱乐部环境中的使用是有吸引力的。本发明的系统适配于结合与每个用户有关的多种物理物品一起运行。物理物品互相独立地运行，以及允许系统确定每个用户的当前的位置和每个用户的可能的将来的位置。这样，系统能够与每个用户基于个人地互动。为了与每个用户互动，系统典型地通过生成能够刺激或加强用户的其中一个感觉的输出信号而提供反馈给每个用户。典型的输出信号包括音频输出、视觉输出、振动输出或任何其他适当的、能够加强用户的其中一个感觉的输出信号。这样，娱乐系统能够通过各种输出信号的生成指挥用户的运动而提供有氧锻炼。而且，本发明的系统适合于在其他场所使用，例如舞台地板或用作为舞台照明、跳舞地板、墙壁或天花板显示、其他健身俱乐部活动，诸如涉及到球和球拍的一种或多种运动，例如，网球、板球或不需要球拍的运动，诸如篮球或排球，或其他类似的场所。

图1显示适合于实践本发明的说明性实施例的、示例性交互式模块系统10的方框图。按照说明性实施例，物理物品12与模块式可照明组件14通信，以允许交互式模块系统10确定物理物品12相对于模块式可照明组件14的当前的位置。模块式可照明组件14也与电子装置16通信，给电子装置16提供从物理物品12接收的数据。从物理物品12接收的数据允许电子装置16识别和确定物理物品12的位置和控制模块式可照明组件14的运行。电子装置16包括一个或多个处理器(未示出)，用来处理从物理物品12接收的数据和控制交互式模块系统10的运行。适合于与交互式模块系统10一起使用的电子装置包括但不限于个人计算机、工作站、个人数字助理(PDA)或能够以规定的方式响应于一个或多个指令的、任何其他电子装置。本领域技术人员将会看到，交互式模块系统10可包括一个以上的模块式可照明组件14、一个以上的物理物品12和一个以上的电子装置16和一个以上的通信模块18，如在下面更详细地讨论的。

在模块式可照明组件14与电子装置16之间的通信链路典型地被配置为总线拓扑，以及可以遵守可应用的以太网标准，例如，10Base-2、10 Base-T、或100 Base-T标准。本领域技术人员将会看到，在模块式可照明组件14与电子装置16之间的通信链路也可被配置成星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑、或网形拓扑。另外，本领域技术人员将会看到，也可以采用遵守其他局域网标准和协议的通信链路，诸如令牌总线网络、令牌环状网络、苹果令牌网络或包括定制的网络的任何其他适用的网络。无论如何，本领域技术人员将会看到，在模块式可照明组件14与电子装置16之间的通信链路可以是适用于在无线网，诸如可兼容Wi-Fi的网络或可兼容蓝牙的网络或其他类似的无线网中使用的无线链路。

电子装置16以无线方式经由通信模块18与物理物品12通信，使得物理物品12生成能够提供反馈给与物理物品有关的用户的输出。通信模块18通过使用有线通信链路，例如同轴电缆、光纤光缆、双绞线或其他适当的有线通信链路，与电子装置16通信。无论如何，通信模块18以无线方式与电子装置16通信。通信模块18提供对于从电子装置16以无线方式发送数据到物理物品12所必须的装置。无论如何，物理物品12能够通过使用能量导体，诸如一个或多个光纤、同轴电缆、三轴电缆、双绞线、可弯曲印刷电缆、单条线或其他类似的能量导体，以有线方式电子装置16或与模块式可照明组件14通信，或与二者通信。

运行时，通信模块18通过使用载有来自电子装置16的一个或多个分组的射频(RF)信号，与物理物品12通信。RF数据分组的每个具有识别该分组打算用于的物理物品12的唯一识别数值。物理物品12收听具有它的唯一识别数值的数据分组，以及接收每个这样的分组。本领域技术人员将会看到，其他的无线格式，诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)蓝牙技术和按照IEEE 802.11b的无线保真度，也是用于交互式模块系统10的适当的无线格式。而且，本领域技术人员将会看到，通信模块18可被合并到电子装置16，例如作为无线调制解调器或作为能够运行蓝牙的装置。而且，本领域技术人员将会看到，由交互式模块系统10利用的各种无线通信可以是在一个或多个频率范围，诸如射频范围、红外范围、和超声范围，或看到由交互式模块系统10利用的无线通信包括磁场。

任选地，模块式可照明组件14可被配置成以无线方式发送数据到每个物理物品12。以这种方式，模块式可照明组件14能够发送数据，诸如指令、控制信号或其他类似的数据到每个物理物品12。这样，模块式可照明组件14能够发送数据到物理物品12而不必首先把数据传送到用于经由通信模块18发送到物理物品12的电子装置16。

典型地，每个用户被指定一个物理物品12。另外，物理物品12适合于合并到与文娱或娱乐系统10一起使用的一个或多个物品。适当的物品包括，但不限于，球鞋，球，球拍和在文娱、娱乐、锻炼和体育中使用的其他类似的物品。这样，物理物品12到选择的物品的合并允许交互式模块系统10添加与用户互动的附加层次，以增强用户的总的娱乐体验。

在运行时，模块式可照明组件14、电子装置16和物理物品12通过使用数据分组和数据帧互相通信。数据分组在模块式可照明组件14与电子装置16之间传送，它们遵守可应用的以太网标准或其他适当的协议，诸如RS-485，RS-422，或RS-232。数据帧通过使用与红外数据协会(IrDA)建立的标准兼容的或与一个或多个其他红外通信协议兼容的红外通信，在物理物品12与模块式可照明组件14之间传送。下面参照图3更详细地讨论交互式模块系统10的运行。

图2显示适交互式模块系统10的示例性结构。如图2所示，交互式模块系统10不仅仅是连续可配置的，这样，多个模块式可照明组件14A到14D被耦合成形成连续的或接近于连续的平台，地板或地板的一部分的形式，或被耦合成覆盖所有的或一部分天花板，或一个或多个墙壁或二者的形式。例如，模块式可照明组件14A邻接模块式可照明组件14B、模块式可照明组件14C和模块式可照明组件14D。另外，交互式模块系统10能够娱乐多个用户，用户的数目典型地只限于互相耦合在一起的模块式可照明组件14的数目。本领域技术人员将会看到，交互式模块系统10除了用模块式可照明组件14覆盖房间的地板以外，可以把多个模块式可照明组件14放置在房间的墙壁部分和房间的天花板部分。无论如何，本领域技术人员还将会看到，交互式模块系统10可以把多个模块式可照明组件14放置在房间的地板部分和把可呈现由交互式模块系统10提供的图像的、一个或多个其它显示装置放置在房间中。这样，其他显示装置可以形成一个或多个墙壁，或部分墙壁可以把模块式可照明组件14周围的一个或多个图像呈现在房间的地板上，而同时房间的地板部分的模块式可照明组件14跟踪一个或多个用户或物理物品。每个模块式可照明组件14A到14D包括在它的每个面的部分上或在模块式可照明组件的单个面的部分上的多个连接器(未示出)，它们允许每个模块式可照明组件传送控制信号、数据信号和功率信号到每个邻接的模块式可照明组件14。

另外，每个模块式可照明组件14包括唯一的序列号或识别号。这样，唯一的识别号允许电子装置16和物理物品12任选地选择或识别在一个或多个模块式可照明组件14A-14D中的哪些与其通信。本领域技术人员将会看到，交互式模块系统10可被配置成使得多个模块式可照明组件形成在地板、墙壁、天花板或它们的组合上的各种形状或图案。而且，交互式模块系统10可被配置成一组或多组模块式可照明组件，以使得第一组模块式可照明组件不与第二组模块式可照明组件邻接。

图3显示为实践本发明的说明性实施例采取的步骤。在把模块式可照明组件14物理地耦合到电子装置16和给模块式可照明组件14、电子装置16、物理物品12(和如有必要，则还包括通信模块18)加电源后，交互式模块系统10开始初始化。在初始化期间，电子装置16、模块式可照明组件14和物理物品12中的每个执行一个或多个自诊断例程。在被选择来允许整个交互式模块系统10加电源和执行一个或多个自诊断例程的一段时间间隔后，电子装置16建立与模块式可照明组件14和物理物品12的通信，以确定每个部件的工作状态和建立每个部件的识别号(步骤20)。

一旦电子装置16识别在电子系统10中的每个模块式可照明组件14和物理物品12，电子装置16就轮询选择的模块式可照明组件14，以识别所有的邻接的模块式可照明组件，例如模块式可照明组件14A-14D(步骤22)。电子装置16这样地轮询每个识别的模块式可照明组件14，以便允许电子装置16生成识别在交互式模块系统10中每个模块式可照明组件14的位置的映射图。除了映射每个模块式可照明组件14作为交互式模块系统10的初始化的一部分映射以外，电子装置16从每个物理物品12接收用品的唯一的识别数值，以及反过来，它分配给每个物理物品12一个时隙，用于与交互式模块系统10中的每个模块式可照明组件14通信(步骤22)。在映射每个模块式可照明组件14和分配时隙给每个物理物品12后，交互式模块系统10能够文娱式娱乐一个或多个用户。

在运行时，模块式可照明组件14接收来自物理物品12的数据帧。数据帧包含标识物理物品12的索引号，和关于物理物品12的加速度数值的数据(步骤24)来自物理物品12的数据帧的适当的尺寸约为56比特，物理物品12的适当的帧的速率约为每秒20帧。在一个实施例中，每个用户被分配两个物理物品12。用户把第一物理物品12附着到第一球鞋物品的鞋舌或鞋带部分以及把第二物理物品12附着到第二球鞋物品的鞋舌或鞋带部分。下面参照图10更详细地讨论物理物品12。

当模块式可照明组件14接收来自物理物品12的数据帧时，模块式可照明组件14处理数据帧，以识别数据帧的源以及如果被指令，则通过确认循环冗余检验(CRC)数值或校验和值或在帧中提供的其他的检错方法来验证该帧中的数据(步骤24)。一旦模块式可照明组件14处理来自物理物品12的数据帧，模块式可照明组件14就生成包含来自物理物品12的数据的、以太网兼容的数据分组，以及把新形成的以太网分组传送到电子装置16，它又确定在交互式模块系统10中物理物品12的现在的位置。电子装置16根据由物理物品12发送的数据连同从交互式模块系统10的物理物品12传送数据的、模块式可照明组件14的源地址，确定物理物品12的现在的位置。这样，如果物理物品12被特定的用户附着或被固定，则交互式模块系统10中的用户的位置是已知的。本领域技术人员将会看到，模块式可照明组件14能够使用IR信号发送数据到物理物品12。

电子装置16处理由物理物品12提供的加速度数值或位置数据，以确定物理物品12的位置和任选地确定物理物品12的速度或物理物品12相对于物理物品的最后的报告的位置的距离或在交互式模块系统10中的固定位置，或物理物品12的速度和距离(步骤26)。电子装置16引导模块式可照明组件14生成基于物理物品12的位置的输出和任选地生成，基于物理物品12的速度的输出和任选地生成，由物理物品12行进的距离。输出能够刺激其中一个用户的感官，以娱乐用户并与用户互动(步骤28)。另外，电子装置16可以引导物理物品12生成能够刺激其中一个用户的感官的输出，以娱乐用户并与用户互动。

模块式可照明组件14能够以一个或多个颜色生成视觉输出，以刺激用户视觉感官。取决于交互式模块系统10的娱乐模式，由模块式可照明组件14生成的视觉输出可以藉助于指令或线索，提供反馈到用户。例如，模块式可照明组件14可以以绿色照明，以便向用户表示它们应当沿该方向移动或踩踏在被照明为绿色的模块式可照明组件14上，或击打或投掷物理物品12，这样它接触被照明为绿色的模块式可照明组件14。类似地，模块式可照明组件14可被指令以红色照明，用以指令用户不沿特定的方向移动或不踩踏在被照明为红色的模块式可照明组件14上。无论如何，本领域技术人员将会看到，模块式可照明组件14是可控制来照明或显示广泛的颜色光谱。

物理物品12也给用户提供反馈或指令，用以与交互式模块系统10互动。例如，与选择的用户有关的选择的物理物品12可以生成以特定的颜色的视觉输出，以照明选择的物理物品12。这样，交互式模块系统10提供与用户互动的附加程度。例如，物理物品12的视觉输出可以表示，选择的用户不再是游戏或事件中的主动参加者，或选择的用户应当被取消，诸如在标记的游戏中被标签为“it(它)”的个人。

图4更详细地示意显示模块式可照明组件14。下面相对于图15更详细地描述模块式可照明组件14的适当的机械布局。模块式可照明组件14被配置成包括被耦合到控制器34的接口电路38、扬声器电路40和电子装置16。接口电路38与电子装置16执行以太网分组发送和接收，以及其给扬声器电路40提供适合于变换成声音的电信号。接口电路38也传送和分析从电子装置16接收的数据分组到控制器34，以供进一步处理。

模块式可照明组件14还包括压力传感器电路30、接收机电路32和被耦合到控制器34的像素36。控制器34还提供由电子装置16发送的数据分组的进一步处理，以确定电子装置16选择的那些像素36以及用于选择的像素36的彩色值。压力传感器电路30给控制器34提供具有可变频率值的输出信号，以表示在模块式可照明组件14的部分上的用户的存在。接收机电路32与物理物品12接口，以接收由物理物品12发送的数据帧。接收机电路32处理和验证从物理物品12接收的数据帧，正如以上讨论的，以及把验证的数据帧从物理物品12转发到控制器34，用于传送到接口电路38。

在运行时，接收机电路32接收来自在模块式可照明组件14的特定的距离内的每个物理物品12的数据帧。接收机电路32处理接收的数据帧，正如以上讨论的，以及把接收的数据转发到控制器34。控制器34把来自接收机电路32的数据转发到接口电路38，以允许接口电路38形成以太网分组。一旦以太网分组被形成，接口电路38就把分组传送到电子装置16以供处理。电子装置16处理从接口电路38接收的数据分组，以识别物理物品12和确定识别的物理物品12的速度值。

电子装置16使用来自模块式可照明组件14的源标识连同从物理物品12接收的标识值和任选地来自物理物品12的速度值，以确定物理物品12的当前的位置。任选地，电子装置16也确定物理物品12的可能的将来的位置。电子装置16也可从提供的数据确定在交互式模块系统10中活动的每个物理物品12之间的距离。

电子装置16在处理来自物理物品12的数据后，把数据发送到模块式可照明组件14，它指令模块式可照明组件14生成适当的输出，诸如视觉输出或可听见的输出或二者。任选地，电子装置16还发送数据到识别的物理物品12，以指令物理物品12生成适当的输出，例如，视觉输出或振动输出或二者。

接口电路38在接收来自电子装置16的以太网分组后把它存储在集成电路片存储器以及确定帧的目的地地址是否与接口电路38的地址滤波器中的准则相匹配。如果目的地地址与滤波器中的准则相匹配，则分组被存储在接口电路38内的内部存储器。接口电路38还能够提供检错，诸如CRC验证或校验和值验证，以验证数据分组的内容。接口电路38分析数据，以识别负责控制选择的像素的控制器34，和把来自以太网分组的适当的像素数据传送到识别的控制器34。另外，接口电路38负责使得扬声器电路40能够根据从电子装置16接收的数据启动。

模块式可照明组件14允许交互式模块系统10有利地检测和定位物理物品12，即使物理物品12没有直接接触模块式可照明组件14。这样，当用户把物理物品12附着到他们的球鞋的一部分上时，交互式模块系统10可以检测在一个或多个模块式可照明组件14上面的用户的脚的存在，以及确定用户的脚是静止的还是运动的。如果运动数值被检测，交互式模块系统10可有利地确定用户的脚相对于模块式可照明组件14行进的方向。结果，交互式模块系统10可以预测用户下一步可能踩踏在哪个模块式可照明组件14上，以及提供指令给每个可能的模块式可照明组件14，以生成输出应答，不管其对于与用户互动和娱乐用户来说是视觉的或是可听见的。因此，交互式模块系统10可以在用户踩踏另一个步之前阻挡用户沿特定的方向移动。这样，电子系统10能够跟踪每个用户和与每个用户互动，即使每个压力传感器电路30成为以某种形式的关断或被禁止。

图5显示具有一个以上的像素36和一个以上的控制器34的示例性模块式可照明组件14。图4所示的模块式可照明组件14以与以上参照图2和3描述的相同的方式和相同的形式运行。图5显示模块式可照明组件14根据像素结构被适配来保证在多个物理位置上适当的视觉效果。例如，图5所示的模块式可照明组件14被划分成四个象限。第一象限包括被耦合到接收机32A的控制器34A、压力传感器电路30A、像素36A-36D、和接口电路38。这样，接口电路38能够分析从电子装置16接收的数据，以及把适当的数据引导到适当的控制器34A-34D，以控制它们的相关的像素。模块式可照明组件14配置成象限，也提供如果控制器34A-34D或如果一个或多个实施例各个像素36A-36Q无法正确地运行，则能够禁止或启动选择的象限的好处。

图6更详细地描述接口电路38。接口电路38适合于包括物理网络接口56，以允许接口电路38通过以太网链路与电子装置16通信。接口电路38还包括与物理网络56通信的网络收发信机54，以提供分组发送和接收。与网络收发信机54和集成电路片(chip)选择50(下面描述的)通信的第一控制器52也被包括在接口电路38中，以分析来自电子装置16的数据并将其传送到控制器14。

物理网络接口56提供功率和隔离要求，允许接口电路38通过以太网可兼容的局域网与电子装置16通信。适合于在接口电路38中使用的收发信机是由Halo Electronics公司(Mountain View，Califonia)可提供的，零件号MDQ-001。

网络收发信机54经由物理网络接口56执行以太网分组发送和接收的功能。第一控制器52执行分析从电子装置16接收的每个数据分组和确定控制器34A到34D中的哪一个应当接收该数据的操作。第一控制器52利用集成电路片选择50来选择适当的控制器34A到34D，以接收来自电子装置16的数据。集成电路片选择50控制启动或禁止到模块式可照明组件14中的每个控制器34A到34D的集成电路片选择信号。每个控制器34A到34D也被耦合到相应的接收机电路32A到32D。接收机电路32A到32D运行来接收来自物理物品12的数据和把接收的数据转发到各个控制器34A到34D，以便转发到电子装置16。接收机34A到34D在下面参照图8更详细地被讨论。这样，第一控制器52能够以更有效地的方式处理来自电子装置16的数据，以增加数据在模块式可照明组件14内以及在模块式可照明组件14与电子装置16之间被传送的速度。另外，如果控制器或多个像素36A到36Q无法正确地运行的话，集成电路片选择50的使用给模块式可照明组件14提供禁止一个或多个控制器34A到34D的好处。本领域技术人员将会看到，接口电路38可被配置成无需集成电路片选择50和第一控制器52而运行。

适合于用作为第一控制器52和控制器34的控制器是由MicrochipTechnology公司(Chandler，Arizona)可提供的，零件号PIC16C877。适用于用作为网络收发信机54的控制器是由Cirrus Logic公司(Austin，Texas)可提供的，零件号CS8900A-CQ。适合于用作为集成电路片选择50的集成电路片选择器件是由PhillipsSemeconductors公司(纽约)可提供的，零件号74AHC138。

图7更详细地显示像素36。像素36包括照明源58，用来照明像素36。照明源58典型地被配置为三个发光二极管(LED)，诸如红色LED、绿色LED和蓝色LED。照明源58也可被配置为电照明度(EL)背面发光驱动器、一个或多个白炽灯泡、或一个或多个氖光灯泡，以使用想要的颜色和强度照明像素36，以生成视觉输出。电子装置16把表示用于要发射的照明源58的颜色和照明强度的数据提供给模块式可照明组件14。本领域技术人员将会看到，其他照明技术，诸如光纤和气体放电发光源或白炽光源，适合于用作为照明源58。

表示用于要发射的照明源58的颜色和照明强度的数据被照明的组件14通过一个或多个数字到模拟变换器(DAC)(未示出)从数字域变换成模拟域。DAC是8比特DAC，虽然本领域技术人员将会看到也可以使用具有更高的或更低的分辨率的DAC。DAC的模拟输出信号被馈送到运算放大器，被配置成作为电压到电流变换器运行。由运算放大器生成的电流的数值正比于来自DAC的模拟信号的电压值。由运算放大器生成的电流值被使用来驱动照明源58。这样，照明源58的颜色和照明强度用连续的电流值控制。这样，交互式模块系统10能够避免或缓和与照明源的脉宽调制有关的噪声问题。而且，通过用连续电流值供应照明源58，用于照明源58的该电流值实际上被锁存，反过来它比起接收脉冲宽度调制电流信号的照明源需要较少的处理器资源。

图8更详细地显示接收机电路32。接收机电路32被配置成包括接收机60，接收来自物理物品12的数据；和接收机控制器64，用于验证和传送接收数据到控制器34。更详细地，接收机的是红外接收机，其支持载有一个或多个数据帧的红外信号的接收。接收机60把由物理物品12发送的电流脉冲变换成数字TTL输出，同时拒绝来自会干扰模块式可照明组件14的运行的源的信号。这样的源包括太阳光、白炽灯和荧光灯。适合于在接收机电路32中使用的接收机是由LinearTechnology公司(Milpatis，California)可提供的，零件号LT1328。

接收机控制器64接收接收机60的输出，识别发送数据帧的物理物品12和任选地通过确认CRC数值、校验和值、或与帧一起发送的其他检错值来验证该帧。一旦接收机控制器64验证数据帧，它就把数据帧转发到控制器34，用于传送到电子装置16。适合于在接收机电路32中使用的接收机控制器是由Microchip Technology公司(Chandler，Arizona)可提供的，零件号PIC16C54C。

图9显示用于生成音频输出以增强用户感觉的扬声器电路40。扬声器电路40被配置成包括放大器70和扬声器72。放大器70是音频放大器，其放大来自接口电路38的音频输入信号以驱动扬声器72。扬声器72把由放大器70提供的电信号变换成声音，以生成可听见的输出。本领域技术人员将会看到，可听见的输出可以以其他适当的方式生成，例如每个用户头戴的无线耳机。而且本领域技术人员将会看到，模块式可照明组件14形成扬声器72的外壳。

图10更详细地显示压力传感器电路30。压力传感器电路30包括电感76、磁铁78和放大器80。电感76位于磁铁78的磁区域中并与放大器80耦合。电感76和放大器80形成振荡器电路，它以约200kHz的基频振荡。磁铁78在垂直于电感76的平面上向上和向下移动，这样，由磁铁78加到电感76上的磁力随磁铁78的运动变化。磁铁78的向上和向下运动是基于用户加到模块式可照明组件14的部分上的压力大小。这样，由磁铁78加到电感76上的磁力随磁铁78的运动变化，造成振荡器电路的频率变化。由电感76和放大器80形成的振荡器电路给控制器34提供输出信号，它表示由一个或多个用户加到模块式可照明组件14的至少一部分上的压力值。

图11更详细地显示物理物品12。物理物品12包括与电子装置16和模块式可照明组件14通信的接口电路118。物理物品12还包括与接口电路118通信的照明电路110、传感器电路112、振动器电路114和声音电路116。照明电路110提供视觉输出，以照明物理物品12。传感器电路112测量物理物品12的物理刺激源，诸如物理物品12在X轴、Y轴、和Z轴的运动，以及为接口电路118提供响应，表示物理物品12沿三个轴的至少一个轴的加速度值。振动器电路114当被接口电路118启动时能够生成振动输出，以提供能够加强用户的其中一个感觉的输出。声音电路116也处在接口电路118的控制下，以及能够输出可听见的输出。

照明电路110典型地包括三个LED(未示出)，诸如红色、蓝色和绿色LED，当被接口电路118启动时照明物理物品12。本领域技术人员将会看到，照明电路110可包括三个以上的LED或三个以下的LED。而且，本领域技术人员将会看到，照明电路100可包括电照明度(EL)背面发光驱动器、一个或多个白炽灯泡、或一个或多个氖光灯泡，以生成视觉输出或其他照明技术。

传感器电路112典型地包括三个加速度仪(加速度仪131A-131C)，或替换地，三个倾斜仪，以测量在物理物品12上的物理刺激源。传感器电路112能够感知在三个轴例如X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴，上的物理刺激源，以及提供响应到接口电路118，表示物理物品12在三个轴的至少一个轴上的加速度值。替换地，如果传感器电路112适配于一个或多个倾斜仪(未示出)，则传感器电路112提供响应到接口电路118，其表示物理物品12相对于三个轴的至少一个轴的水平线的倾斜度。本领域技术人员将会看到，物理物品12可被适配于包括其他传感器元件或类似于传感器的元件，诸如能够提供方位信息的陀螺仪，或全球定位系统。

振动器电路114包括一种机构(未示出)，诸如电动机，当被接口电路118启动时输出振动力。当物理物品12被耦合到用户的球鞋时，由振动器电路114生成的振动力具有足够的力、持续时间和频率，从而允许用户感知振动。

声音电路116包括扬声器(未示出)，以及可任选地包括放大器，放大由接口电路118提供的电信号，以及用放大的信号驱动扬声器。当被电子装置16引导成这样做时，扬声器允许物理物品12生成声音输出。

物理物品12配备有独特的序列号，其被交互式模块系统10使用来识别物理物品12。物理物品12的唯一的序列号可以通过用户资料、用户帐户、用户名称、或其他类似的数据记录与特定的用户相联系，以便选择用户希望参加的游戏或活动，或跟踪用户的系统使用量。

图12显示在交互式模块系统10中对于操控物理物品12所采取的步骤。物理物品12在接通电源时执行自诊断例程。在完成自诊断例程后，物理物品12等待来自电子装置16的帧同步脉冲(步骤120)。一旦物理物品12与电子装置16同步，物理物品12就发送数据帧，以便给电子装置16提供识别特定的物理物品12的索引(步骤120)。一旦电子装置16接收来自物理物品的标识，如果检测到在其他的物理物品之间的冲突，电子装置16就可分配给物理物品12一个新的标识，否则，电子装置16利用提供的标识与物理物品12通信。由电子装置16发送的每个数据分组包括识别打算的物理物品12的唯一的识别号。唯一的识别号典型地是物理物品的唯一的标识，除非它被重新分配(步骤120)。

在运行时，物理物品12经由模块式可照明组件14在它的分配的时隙与电子装置16通信，把来自传感器电路112的响应提供给电子装置16(步骤122)。电子装置16处理由物理物品12提供的响应数据，以确定物理物品12相对于选择的模块式可照明组件14的至少当前的位置(步骤124)。如果想要的话，电子装置16可以确定选择的物理物品12相对于一个或多个其他物理物品12的位置。本领域技术人员将会看到，模块式可照明组件可被配置成以有线或无线方式发送数据到物理物品12。而且，本领域技术人员将会看到，物理物品12可被配置成以有线或无线方式与其他物理物品12通信。无论如何，本领域技术人员将会看到，物理物品12和模块式可照明组件14可以以不干扰在物理物品与模块式可照明组件之间的通信的方式通信。

一旦电子装置16确定物理物品12的位置，电子装置16就能够指令物理物品12根据各种系统变量的分析生成输出(步骤126)。可能的变量包括，但不限于，用户的数目、物理物品12的位置、物理物品12的速度、和所提供的娱乐的类型，诸如有氧锻炼。

图13更详细地显示接口电路118。接口电路118包括第一接口电路130，它与控制电路132通信，控制电路接下来又与第二接口电路134通信。控制电路132还与照明电路110、传感器电路112、振动器电路114和声音电路116通信。第一接口电路130也与电子装置16通信，而第二接口电路134还与照明电路110、传感器电路112、振动器电路114和声音电路116通信。

第一接口电路130用来接收和调节来自电子装置16的、由通信模块18发送的数据。一旦第一接口电路130接收和调节来自电子装置16的数据，第一接口电路130就把数据传送到控制电路132，供进一步处理。控制电路132处理接收的数据，协调物理物品12内照明电路110、传感器电路112、振动器电路114和声音电路116的运行。控制电路132还通过将数据数字化而处理来自传感器电路112的响应，以及协调在分配的数据帧期间传感器响应的发送。第二接口电路134发送数据到模块式可照明组件14，以便把来自传感器电路112的响应提供给电子装置16。适合于在控制电路132中使用的控制器是由Microchip Technology公司(Chandler，Arizona)可提供的，零件号PIC16C877。

图14更详细地显示第一接口电路130。第一接口电路130包括与接收机142通信的天线140。接收机142还与缓存器144通信。天线140接收由电子装置16经由通信模块118发送的数据，和把该数据转发到接收机142。接收机142在数据被传送到缓存器之前通过把数据从模拟状态变换成数字状态而处理和调节接收的数据。缓存器144缓存来自接收机142的数据，使得接收机电路142对控制电路132的影响最小化。适合于在第一接口电路142中使用的接收机是由RFMonolithics公司(Dallas，Texas)可提供的，型号DR5000。

图15更详细地显示第二接口电路134。第二接口电路134包括发射机140，把来自传感器电路112的响应发送到模块式可照明组件14。发射机电路140包括一个或多个红外LED，通过使用适合于由模块式可照明组件14内的接收机电路32接收的红外输出信号发送响应。

图16显示模块式可照明组件14的机械布局。模块式可照明组件14包括顶部部分90、模块中间部分88和基底部分94。顶部部分90包括滤波器部分102，它与接收机电路32相结合地运行，衰减接收机频率范围以外的频率。顶部部分90是由具有透明性质的材料制造的，允许光传送通过。顶部部分90用作为对于模块中间部分88的保护层，防止在用户踩踏模块式可照明组件14时损坏模块中间部分88。顶部部分90可被配置成具有连续的侧面剖面的组件，或具有分层的所述侧面剖面的组件，所述剖面代表在顶部层损坏或变肮脏时可以去除的多个一次性使用的层。顶部部分90也用作为机械基底，支撑住结合上面更详细地讨论的一个或多个压力传感器电路10一起使用的一个或多个磁铁。

模块中间部分88包括放置像素36A到36Q的像素外壳92A到92Q。像素外壳92A到92Q具有统一的形状和尺寸，以及是可互相交换的。每个像素外壳92A到92Q可以用用于支撑人的重量的适当的强度的聚碳酸酯材料模压制成。像素外壳被分组为四个外壳的组，例如，92A、92B、92G和92H。当四个像素外壳，诸如92A、92B、92G和92H被联系在一起时，它们在所有的四个像素外壳互相接触的地方形成第一径向外壳98和第二径向外壳100。第一径向外壳98放置以上详细讨论的接收机60的一部分。第二径向外壳100放置以上详细讨论的磁铁。每个像素外壳92A到92Q还包括被适配于包括用来接纳紧固机构的紧固器部分96的部分，诸如把每个像素外壳92A到92Q互相固定和固定到基底部分94的紧固器97。

基底部分94上安装有压力传感器电路30、接收机电路32、控制电路34、接口电路38、和扬声器电路40。安装在基底部分94上的还有各种互连部件，互连在图4和5的模块式可照明组件14中显示的每个部件。

典型地，模块式可照明组件14被配置为具有约16英寸的长度和约16英寸的宽度的方形模块。模块中间部分88典型地被配置为具有16个像素外壳92A到92Q，放置16个像素36A到36Q、四个接收机32、和四个磁铁78。无论如何，本领域技术人员将会看到，模块式可照明组件14可被配置为具有较小的总的机械覆盖区(footprint)，它可包括较小的数目的像素外壳，诸如四个像素外壳或更少，或替换地，可被配置为具有较大的总的机械覆盖区，包括大于16的像素外壳，诸如24个像素外壳或32个像素外壳或更多。而且，模块式可照明组件14易于实现交互式模块系统10的输送，以允许交互式模块系统10从第一娱乐场所运输到第二娱乐场所，而不需要专门的商人。

图17显示顶部部分90的底视图。如图所示，顶部部分90被配置成具有一个或多个支撑列104。支撑列104的大小被做成适配于第二径向外壳100。支撑列104在被放置成与模块中间部分88通信时，为顶部部分90提供支撑。每个支撑列104包括的直径与壁厚，同位于模块的中间的部分88中的第二径向外壳100的直径与开孔距离相一致，典型地，每个支撑列104在第二径向外壳100内沿垂直方向向上和向下移动以及靠在被插入到第二径向外壳100中的可弯曲的面上。每个支撑列104也与磁铁78(未示出)相耦合，这样磁铁78在支撑列104内沿向上和向下的方向移动。磁铁78与每个支撑列104的耦合允许每个压力传感器电路30检测由用户加到模块式可照明组件14的一部分上的压力的大小。

图18显示像素外壳92的侧视图。如图所示，每个像素外壳92包括与模块式可照明组件14的底边部分94相接触的第一侧壁部分93A、形成第二径向外壳100的一部分的第二侧壁部分93B和第三侧壁部分93C。第三侧壁部分93C和第四侧壁部分93D也与模块式可照明组件14的底边部分94相接触，以提供对像素外壳92的附加支撑。第三侧壁部分93C和第四侧壁部分93D形成第一像素外壳98的一部分。每个像素外壳92还包括顶部部分91。图18还显示以上结合图10讨论的电感76的适当的位置。每个像素外壳92包括打开的基底部分95，以适配于以上参照图7讨论的照明源58。

像素外壳92提供低成本的耐用外壳，它可被使用于在模块中间部分88的任何位置。结果，在模块中间部分88内损坏的像素外壳92可以以方便的方式被替换。结果，如果像素外壳92变为损坏的，模块式可照明组件14提供可修理的组件，这使得替换整个模块式可照明组件14的需要最小化。

图19显示适用于每个像素外壳92A到92Q的漫射器元件110，以漫射由照明源58发射的光。漫射器元件110有助于保证从照明源58发射的光在像素外壳92的整个顶部部分91上呈现均匀的颜色和颜色强度。漫射器元件110适配于像素外壳92内，以及包括开孔119，以接收照明源58。漫射元件110包括基底部分111，它把从照明源58发射的光向像素外壳92的顶部部分91向上反射，用以投射到模块式可照明组件14的顶部部分90。

漫射器元件110还包括第一楔形侧面部分117，被连接到第一斜接拐角部分115，它被连接到第二楔形侧面部分113。第二楔形侧面部分113也被连接到第二斜接拐角部分127，它被连接到第三楔形侧面部分125。第三楔形侧面部分125也被连接到第三斜接拐角部分123，它被连接到第四楔形侧面部分121。漫射器元件110包括打开的顶部部分。

图20提供模块中间部分88的底视图。更详细地，漫射元件110被插入到像素外壳92的基底部分，正如由像素外壳92A表示的。照明元件58A适合于穿过开孔119，当被启动时照明像素外壳92A。图20也显示模块式可照明组件14的有利的布局，使得被使用来操控模块式可照明组件14的互连的长度最小化。而且，像素外壳92的结构允许可替换零件和大大地减小在模块式可照明组件14的制造期间制造误差的可能性。

本发明的说明性实施例跟踪一个或多个物理物品相对于照明的模块系统10的模块式可照明组件14(即，游戏面)的位置。物理物品或物品的位置通过解译从位于模块式可照明组件14的接收机发送到电子装置16的数据而被跟踪。具体地，与未接收到信号的那些接收机相反的、接收来自物理物品的信号的那些接收机，被使用来确定物理物品相对于模块式可照明组件14的位置。

在一个实施例中，大约是标准计算机鼠标大小的物理物品被附着到照明的模块系统10的用户的鞋子上。物理物品包括位于物理物品的外边缘的三个信号发射机。信号发射机被放置为投射信号远离物理物品。三个信号发射机以互相大约相等的距离被放置，以便在物理物品的外部周围以大约每120°发出信号。当用户相对于模块式可照明组件14移动时，信号图案随着接收由信号发射机生成的信号的不同的接收机移动。另外，物理物品相对于照明的组件的取向对于哪些接收机拾取信号将发生影响。例如，如果用户正在跑步以及鞋尖朝下，则第三发射机可以生成直接远离模块式可照明组件14的信号，该信号不被拾取，导致照明的组件的接收机只拾取两个图案。本领域技术人员将会看到，信号发射机的数目可以大于或小于这里的描述的三个发射机，以及信号发射机在物理物品上的位置可以变化，而不背离本发明的范围。

图21A显示计算机鼠标大小的物理物品160。物理物品160包括信号发射机162、164和166，它们在物理物品160的外围周围以互相大约相等的距离被放置。信号发射机162、164和166生成指向远离物理物品160方向的信号，这些信号被模块式可照明组件14中的接收机接收。

在模块式可照明组件14上的、接收来自发射机162、164和166的信号的接收机通知电子装置16。信号的接收机的位置形成模块式可照明组件14的图案。这些图案被编程地分析，以产生物理物品的当前的位置和任选地预测的将来的趋势的估计。本发明的说明性实施例也把信号ID与以前确定的位置和参数进行比较，以验证当前的位置(即，在鞋上的物理物品在选择的采样时间间隔内不能移动大于某个距离)。模块式可照明组件14被映射为由坐标画出的网格168(见下面的图21B)。

图21B显示具有已被模块式可照明组件14的接收机检测的三个叠加的图案172、174和176的网格168。注册从发射机发送的信号的每个接收机以通过连接外部的接收机坐标而形成的图案的形式被画在网格168。每个相邻的外部坐标通过线段被连接到下一个外部坐标。在这种情形下的图案在大小和密度上都是相等的，所以，它们由物理物品在模块式可照明组件14上或水平方向上产生。图案172、174和176被分析来确定每个图案的中心178、180和182。图案的中心178、180和182代表被利用来确定信号184的发源点(即是，物理物品160的位置)的各个信号路径的中心。通过利用越靠近信号源，强度将越大的物理原理，模拟信号强度也可被使用来增强信号发源点的估计。在本实施例中，使用数字信号，以减小对于处理信号噪声的需要。

可照明的模块系统10确定接收发射机162、164和166信号的接收机在网格168上的坐标，以便建立图案。该过程类似于围绕凸出在一个木片外的一组钉子设置一个橡皮带(那些响应的接收机的位置相应于这些钉子)。橡皮带形成一个圆周图案。类似地，该接收机图案可通过在网格168上画出连接外部的响应的接收机的坐标的一条线而被形成。相邻的外部坐标被各个线段连接。在图案内的某些接收机可能没有响应，这或许由于在游戏中的竞争者站在接收机上和阻挡信号，或因为故障。为了确定图案的中心，在图案内未响应的接收机被忽略。为了确定图案的中心坐标，计算外部线段的加载平均。较长的线段正比于较大的加载而被给出一旦图案172的中心被计算，就通过计算从中心到每个外部坐标点的角度而对于概率密度函数建立概率区域。然后对于其他图案174和176进行类似的过程。

在计算三个图案172、174和176的中心后，三个图案的中心坐标178、180和182被平均，作出物理物品160的位置的粗略的预测。这个粗略的位置预测然后在采样算法中被使用，它测试在从粗略的预测中心点作出的扩展的同心圆中物体的位置点的概率密度函数(pdf)。该pdf是一个函数，它在给定涉及到的信号的物理性质和噪声的模型和其他因素后，具有精确的解。给定足够的计算能力，可以计算最佳的pdf。

在本实施例中，近似值被使用来使得计算更有效。在本实施例中使用以下的近似和模型。通过使用已计算的概率区域，样本点首先通过检查该点相对于图案中心作出的矢量角，而被归类到一个区域。接着，确定该点是否位于包围的图案周界内。如果该点位于限定的图案周界内，则在计算正态概率密度函数时使用小得多的方差值，当样本点到线段的距离增加时该概率密度函数下降。这个函数代表理想的物理原理，信号源最可能接近于信号图案的边缘。如果信号源离得很远，则附加接收机将可能发现信号，以及如果信号源更接近于图案的中心，则信号必须反向行进。由于假设在环境中有噪声，这个物理原理通过使用概率方法被建模为有噪声的。这个算法也假设一个定向信号，以及该信号的方向表示到物理物品的一个取向角度。给定建立的概率区域后，样本点到图案中心的角度被用作为在估计物体的取向角度时的附加概率因子。当可能的取向角度不同于样本点到图案中心的角度时，概率函数下降。给定多个信号图案后，对于每个图案计算样本点的pdf以及把它们相乘起来，以计算总的pdf。通过使用物理物品只有一个取向角度的事实，每个pdf的取向角度必须与其他的pdf协调(例如，如果各信号方向是间隔开120度，则在pdf中使用的角度必须间隔开120度)。在计算总的pdf时可以使用在所有可能的角度上积分或只使用平均的最佳的角度。

采样算法把给定对于第一图案的x和y中心坐标(它代表离模块式可照明组件14的边缘的距离)和在中心坐标与物理物品的位置之间的角度的概率与给定对于第二图案和第三图案的、x和y中心坐标和在中心坐标与物理物品的位置之间的角度的概率相乘，从而得到一个总的数值。在利用最小数目的采样环后采样算法返回一个小于至今看到的最高值的1％的数值时，它就停止，以及其最高值或一组最高值的pdf加载平均被选择作为代表物理物品160的位置的x，y坐标。本领域技术人员将会看到，一旦为物理物品160计算了最后的位置，它还可以藉助于包括物理物品的历史位置和来自模块式可照明组件的、被嵌入在地板中的压力传感器的压力读数的附加信息而被进一步验证。在替换实施例中，可以只从压力读数、加速度表读数、或组合或接收机图案、加速度表读数、历史数据和压力读数、或陀螺仪读数，来计算位置。而且，每个这些信息段表示物体的位置上的pdf，以及当在类似于对于定向信号算法描述的算法中可提供时可以相乘起来，以得到最后的概率估值。

一旦最后的位置被确定，就计算物理物品160的方向。该方向是通过或单独地或组合地利用多个因子(包括发射机的已知的范围、接收机的接收能力、来自被附着到物理物品160的加速度表的加速度表读数、来自被附着到物理物品的陀螺仪的陀螺仪读数、和发射信号的宽度)而被计算的。方向计算通过测试能够产生检测的图案的方向值而确定物理物品在特定的位置上方向的相对概率。

在图22的流程图上显示由本发明的说明性实施例遵循的步骤序列。当在物理物品上的物理物品发射机生成信号时，该序列开始(步骤200)。在照明的组件中的某些接收机接收信号(步骤202)，以及把信号报告给电子装置16。模块式可照明组件14的表面被表示为网格168，以及在网格上画出相应于检测信号的接收机的位置的坐标(步骤204)。每个信号由物理物品ID和发射机ID标识，以及坐标当被映射在网格168上时形成图案。信号图案的中心如以上讨论的那样被确定(步骤206)。如果检测到一个以上的信号(步骤207)，则过程进行迭代，直至每个图案的中心被确定为止。然后实施加载平均，以估计相应于物理物品160的位置的信号的所有的源(步骤208)。通过使用历史数据和根据参数比较预测值(即，跑步人在一秒内不能行进50码以及左脚和右脚鞋物体不应当间隔开15英尺)，可以进行错误检验，以确定预测的位置的精度。一旦物理物品160的位置被粗略地估计，就从粗略估计值的开始实施pdf采样算法，以便更加精确地估计物理物品相对于模块式可照明组件的位置和方向(步骤210)。加速度表读数、历史数据、压力读数、陀螺仪读数、或其他可得的位置数据的组合也可以被使用来提供附加参数给pdf以达到更高的精度。

交互式模块系统10跟踪物理物品160的当前的位置，这样，它在发送命令到模块式可照明组件14时可以参考物理物品的位置。命令可以是用于由被嵌入在模块式可照明组件14中的LED生成发光显示的指令。从电子装置16经由发射机发送的命令可包括用于在物理物品160的当前的位置处或在偏离物理物品160的当前的位置的位置处生成光。发光显示可以是白色光或具有在命令中分开的区中表示的颜色的彩色光(即，对于在RGB二极管中对于红色、蓝色和绿色二极管的分开的命令区，保存对于每个分开的彩色二极管的信号强度的指令)。替换地，从电子装置发送的命令可涉及到通过交互式模块系统10的不同的部分相对于物理物品160的当前的位置生成音频效果。例如，在游戏期间，模块式可照明组件可以在一个穿戴物理物品160的游戏者的每一步时发出声音。替换地，游戏可能需要游戏者响应于从模块式可照明组件14的远端区域发出的声音而改变方向。被附着到球上的物理物品(或作为物理物品的球)可以在球被投掷到模块式可照明组件14的表面以上时引起生成噪声或遮蔽球的路径的光。

在另一个实施例中，根据由在模块式可照明组件14中的接收机接收的信号的强度，确定物理物品160的位置。通过比较来自不同的接收机的信号强度，物理物品160的位置被组成三角形。本领域技术人员将会看到，本发明的说明性实施例藉以确定物理物品160的当前的位置的方法有许多种。物理物品160可以仅仅包含一个或两个信号发射机，而不是三个发射机。信号发射机可以安排成不同的方向，这些方向在物理物品160上是互相不相等的，以便在由电子装置可识别的接收机中间造成特别的图案。另外，物理物品160可以大于或小于这里给出的例子，而不背离本发明的范围。

在本发明的一个实施例中，物理物品160的位置仅仅通过使用在模块式可照明组件14中的压力传感器被确定。在模块式可照明组件14中的传感器把压力改变报告给电子装置16。集群算法通过把压力报告分组成相邻的坐标的集群而确定物理物品160的位置。坐标从最大压力到最小压力的读数进行分类。压力读数然后从最高压力读数开始顺序地被检验。如果压力读数靠近现有的集群，则把它加到该集群。否则，该压力读数被使用来开始一个新的集群，直至所有的读数都通过检验为止。作为这个算法的基础的物理原理是，单个压力源将导致远离压力源的中心的、严格的单调减小的压力读数。所以，如果压力读数减小以及然后沿着传感器的共线组增加，则这必须由一个以上的压力源造成。假设脚的长度不大于16英寸，这样，如果集群的间距大于三个网格坐标，假设它代表大于1英尺。每个集群的压力读数被相加，得到加到集群的总的加载值。总的加载值被用作为物理物品160正在着地、上升、还是停留不动的一个指示。本领域技术人员将会看到，压力集群算法也可以与包括上面列出的那些方法的其他定位方法相组合地使用，而不是仅仅作为的定位过程使用。另外，这些压力位置估值被用于通过装置的状态或施加的压力到或不施加压力到表面上的装置连接的臂来协调先前描述的装置的位置估计。压力定位技术本身也可用作为用于完全不需要跟踪装置而仅仅是由用户或其他物体加到表面的压力的应用的基础。

虽然本发明是参照其优选实施例描述的，但本领域技术人员将会看到，可以在不背离在待决的权利要求中规定的本发明的打算的范围的条件下在形式和细节上作出各种改变。例如，照明的组件可被配置成使用少于16个像素，或每个照明的组件可以以星形拓扑或总线拓扑被利用，或甚至被耦合到中心站或路由器，以增加娱乐系统的游戏面。

Claims (94)

1.能够与一个或多个用户互动的可照明系统，该可照明系统包括：

物理物品，能够发送数据到可照明系统的至少一部分；

电子装置，适用于控制可照明系统的运行，可照明系统的运行部分地基于由物理物品发送的数据；以及

与电子装置和物理物品通信的模块式可照明组件，模块式可照明组件给电子装置提供从物理物品发送的数据和由模块式可照明组件生成的数据，模块式可照明组件能够提供对于来自电子装置的数据的响应，以用于娱乐一个或多个用户。

2.权利要求1的可照明系统，还包括发射机模块，允许电子装置与物理物品通信，以允许电子装置控制物理物品的一部分。

3.权利要求1的可照明系统，其中物理物品包括换能器。

4.权利要求3的可照明系统，其中换能器包括从加速度表、倾斜仪、音频换能器、陀螺仪、和指南针的至少一个中选择的装置。

5.权利要求3的可照明系统，其中物理物品能够发送数据分组，该数据分组持有标识物理物品的信息、换能器数据和错误检测信息。

6.权利要求5的可照明系统，其中换能器数据包括来自一个或多个加速度表的、表示物理物品的加速度值的数据。

7.权利要求5的可照明系统，其中换能器数据包括来自一个或多个陀螺仪的、表示物理物品的位置的数据。

8.权利要求5的可照明系统，其中换能器数据包括来自一个或多个倾斜仪的、表示物理物品的位置的数据。

9.权利要求3的可照明系统，其中物理物品还包括照明源，用于以选择的颜色来照明物理物品。

10.权利要求1的可照明系统，其中电子装置包括一个以严格规定的方式响应一组指令的装置，该电子装置具有至少一个集成电路。

11.权利要求1的可照明系统，其中物理物品可附着到一个或多个用户中的每个。

12.权利要求1的可照明系统，其中物理物品被合并到一个或多个物品。

13.权利要求1的可照明系统，其中模块式可照明组件在被至少一个用户踩踏时能够支撑该一个或多个用户的至少一个用户。

14.权利要求1的可照明系统，其中模块式可照明组件能够被附着到墙壁上。

15.权利要求1的可照明系统，其中模块式可照明组件包括：

接收机，用于接收由物理物品发送的数据；

到素组件，照明模块式可照明组件的至少一部分；以及

与电子装置的接口，用于在模块式可照明组件与电子装置之间传送数据。

16.权利要求15的可照明系统，还包括第二接口，以用于在模块式可照明组件与电源之间传送电力。

17.权利要求15的可照明系统，其中模块式可照明组件还包括压力传感器组件，以用于感知施加到模块式可照明组件的一部分上的力。

18.权利要求15的可照明系统，其中模块式可照明组件还包括扬声器组件，它允许模块式可照明组件生成声音，以用于娱乐一个或多个用户。

19.权利要求15的可照明系统，其中模块式可照明组件还包括与接口通信的控制电路，以用于控制像素组件。

20.权利要求15的可照明系统，其中像素组件包括：

照明源，用于照明像素组件；以及

外壳，用于放置照明源。

21.权利要求20的可照明系统，其中外壳包括反射元件，用来漫射来自照明源的照明。

22.权利要求21的可照明系统，其中外壳还包括：

基底部分，适配于安放照明源；

顶部部分，适配于形成接收机外壳的一部分；以及

多个侧面部分，被耦合到顶部部分，以形成开放的基底部分和接收机外壳从部分，该多个侧面部分适配于接纳紧固装置，以用于把外壳与模块式可照明组件的基底部分相连接。

23.权利要求15的可照明系统，其中模块式可照明组件还包括：

机械接口，用于把模块式可照明组件与第二模块式可照明组件在机械上相连接；以及

电气接口，允许模块式可照明组件与第二模块式可照明组件通信。

24.权利要求1的可照明系统，其中物理物品能够以无线方式发送数据到可照明系统的至少一部分。

25.权利要求1的可照明系统，其中物理物品能够以使用一个或多个能量传导器的方式发送数据到可照明系统的至少一部分。

26.在能够与个人互动的系统中的用于与个人互动的方法，该方法包括以下步骤：

以无线方式接收来自物理物品的数据，以确定物理物品的至少一部分，该物理物品具有用于标识物理物品的唯一作用；以及

部分地根据物理物品的位置点亮一个或多个照明源，以便与个人互动。

27.权利要求26的方法，还包括不用接收来自物理物品的数据而指令该一个或多个照明源点亮的步骤。

28.权利要求26的方法，还包括根据由物理物品发送的换能器数据确定物理物品的速度的步骤。

29.权利要求28的方法，还包括部分地根据物理物品的速度点亮一个或多个照明源的步骤。

30.权利要求26的方法，还包括以下步骤：

感知在至少一个个人的位置处一个或多个照明源的一部分上个人的存在；以及

确定在一个或多个照明源的一部分上个人的存在和来自与个人有关的物理物品的数据。

31.权利要求26的方法，还包括生成声音以便与个人互动的步骤。

32.权利要求26的方法，还包括部分地根据物理物品的位置生成声音，以便与个人互动的步骤。

33.权利要求26的方法，还包括根据物理物品的数据预测物理物品的将来的位置的步骤。

34.权利要求33的方法，还包括部分地根据物理物品的预测的将来的位置点亮一个或多个照明源的步骤。

35.用于提供对于刺激源的响应的运动换能器，该响应表示运动换能器的加速度值，该运动换能器包括：

控制电路，用于控制运动换能器的运行，该控制电路能够与至少一个其他电子装置通信，以表示对于刺激源的响应；以及

传感器电路，用于感知刺激源和提供输出信号给控制电路，该输出信号给控制电路提供用于表示对于刺激源的响应的数据。

36.权利要求35的运动换能器，还包括与控制电路通信的振动器电路，以便当控制电路启动振动器电路时使得运动换能器振动。

37.权利要求35的运动换能器，还包括与控制电路通信的声音电路，以便当控制电路启动声音电路时声音电路能够输出声音。

38.权利要求35的运动换能器，还包括与控制电路通信的照明电路，以便当控制电路启动照明电路时照明电路能够照亮运动换能器的至少一部分。

39.权利要求35的运动换能器，其中控制电路包括：

第一接口电路，用于接收来自至少一个其他电子装置的数据；

控制器，用于处理由第一接口电路接收的数据和由传感器电路生成的输出信号；以及

第二接口电路，用于发送来自控制器的数据，所发送的数据提供表示运动换能器的加速度值的响应。

40.权利要求39的运动换能器，其中第一接口电路包括，能够以无线方式接收数据的接收机。

41.权利要求39的运动换能器，其中第二接口电路包括，能够以无线方式发送数据的发射机。

42.权利要求35的运动换能器，其中传感器电路包括：

加速度表电路，它能够提供三轴加速度表输出。

43.权利要求42的运动换能器，其中加速度表电路能够测量动态加速度和静态加速度。

44.权利要求25的运动换能器，还包括外壳，用于放置控制电路和传感器电路。

45.权利要求44的运动换能器，其中外壳是从模压外壳、防水外壳、抗冲击外壳、衣服物品、球鞋物品、和运动物品之一中选择的。

46.用于控制能够生成刺激人的输出的物理物品的运行的方法，该物理物品以无线方式与电子装置通信，该方法包括以下步骤：

把来自物理物品的第一数据组发送到电子装置，第一数据组表示物理物品在三个轴的至少一个轴上的加速度值，三个轴相应于x轴、y轴、和z轴；以及

把来自电子装置的第二数据组发送到物理物品，第二数据组给物理物品提供数据，使得物理物品能够生成刺激人的输出，第二数据组包含基于物理物品的加速度值的数据。

47.权利要求46的方法，还包括给物理物品分配一个标识的步骤。

48.权利要求46的方法，其中物理物品生成用于刺激人的振动输出。

49.权利要求46的方法，其中物理物品生成用于刺激人的视觉输出。

50.权利要求46的方法，其中物理物品生成用于刺激人的可听见的输出。

51.权利要求46的方法，还包括处理来自第一数据组的数据以确定物理物品的速度值的步骤。

52.权利要求46的方法，还包括处理来自第一数据组的数据以确定物理物品相对于参考点的距离值的步骤。

53.用于给个人的至少一种人的感觉提供至少一个感官刺激源的设备，设备包括：

能够生成至少一个感官刺激源的电子组件，该电子组件与一个或多个电子装置通信，以控制至少一个感官刺激源的生成，以及在人踩踏在该电子组件上时该电子组件能够支撑人。

54.权利要求53的设备，其中电子组件还包括：

一个或多个模块的模块中间部分，在模块中间部分中的每个模块具有打开的底部部分，以接纳感官刺激电路的一部分；

顶部部分，与模块中间部分的一部分接触，以防止在人踩踏在电子组件上时损坏模块中间部分；以及

基底部分，被耦合到模块中间部分中的每个模块的至少一个侧面部分，基底部分具有接口电路和安装在其上的感官刺激电路，接口电路允许电子组件与一个或多个电子装置通信，以及感官刺激电路根据来自该一个或多个电子装置的数据生成至少一个感官刺激源。

55.权利要求54的设备，其中在模块中间部分中的每个模块还包括漫射器元件，以帮助分布由感官刺激电路生成的照明。

56.权利要求54的设备，其中在模块中间部分中的每个模块还包括适配于放置传感器的一部分的顶部部分，该传感器能够接收来自一个或多个电子装置的数据。

57.权利要求56的设备，其中在模块中间部分中的每个模块的顶部部分还适配于放置第二传感器的一部分，第二传感器与感官刺激电路通信，以提供一个表示加到顶部部分的至少一部分上的力的数值的输入。

58.权利要求54的设备，其中感官刺激电路包括：

照明源，用于照亮在模块中间部分中的至少一个模块，以生成感官刺激源。

59.权利要求58的设备，其中感官刺激电路还包括控制电路，控制照明源的运行，控制电路被耦合到接口电路，以便与一个或多个电子装置通信，控制电路和该一个或多个电子装置传送数据，以便控制照明源的照明。

60.权利要求58的设备，其中感官刺激电路还包括扬声器电路，用于把来自控制电路的电信号变换成声音，以生成感官刺激源。

61.权利要求58的设备，其中感官刺激电路还包括传感器电路，用于以无线方式接收来自一个或多个电子装置的数据，由传感器接收的数据表示个人相对于电子组件的至少现在的位置。

62.权利要求58的设备，其中感官刺激电路还包括第二传感器电路，用于感知传送到设备的一部分上的压力值，该压力值提供至少一个人与设备的实际接触的表示。

63.权利要求54的设备，其中接口电路包括：

第一控制器，它与感官刺激电路接口，以协调一个或多个感官刺激源的生成；以及

第二控制器，它与一个或多个电子组件和一个或多个电子装置接口，以允许该一个或多个电子组件被配置成网络。

64.在系统中的一个方法，包括以下步骤：

提供配备有至少一个信号发射机的物理物品；

提供配备有多个接收机的表面，接收机能够检测来自所述至少一个信号发射机的信号，所述表面还配备有多个显示部件；

利用至少一个所述接收机接收来自所述至少一个信号发射机的信号；

根据所述信号计算所述物理物品相对于所述多个接收机的位置；以及

用至少一个所述显示部件根据所述物理物品的计算的位置生成显示信号。

65.权利要求64的方法，还包括以下步骤：

用多个所述接收机接收来自至少一个信号发射机的所述信号；

通过所述多个接收机接收所述信号，确定在所述表面上形成的图案；以及

通过使用所述图案的中心，计算所述物理物品的所述位置。

66.权利要求65的方法，还包括以下步骤：

把所述表面表示为网格，所述多个接收机在所述网格上的每个位置相应于一组坐标；

通过把概率密度函数应用于相应于接收信号的多个接收机的位置的坐标，计算所述物理物品相对于所述表面的方向。

67.权利要求66的方法，其中所述位置被计算为包括相对于所述表面的第三维度。

68.权利要求66的方法，还包括以下步骤：

提供配备有信号发射机的至少一个附加物理物品；

根据所述信号计算所述至少一个附加物理物品相对于所述多个接收机的位置；以及

根据所述至少一个附加物理物品的计算的位置，用至少一个所述显示部件生成显示信号。

69.权利要求68的方法，其中为所述至少一个附加物理物品计算的位置包括相对于所述表面的第三维度。

70.权利要求64的方法，其中所述显示信号是光的发射，所述光是多种颜色的任一种颜色。

71.权利要求70的方法，其中所述信号显示部件是发光二极管。

72.权利要求64的方法，其中所述位置是根据接收信号的强度计算的。

73.权利要求64的方法，还包括以下步骤：

用多个所述接收机接收来自至少一个信号发射机的所述信号；

确定在每个多个接收机处接收的信号的强度；以及

根据在接收所述信号的每个多个接收机处信号的相对强度，计算所述物理物品的所述位置。

74.在系统中的一个方法，包括以下步骤：

提供配备有三个信号发射机的物理物品，所述信号发射机被取向成远离所述物理物品发射信号，所述信号发射机之间在所述物理物品上互相大约是等距离的；

提供配备有多个接收机的表面，接收机能够检测来自三个信号发射机的信号，所述表面还配备有多个显示部件；

用多个所述接收机接收来自三个信号发射机中至少一个的信号；

根据所述信号计算所述物理物品相对于所述多个接收机的位置；以及

用至少一个所述显示部件根据所述物理物品的计算的位置生成显示信号。

75.权利要求74的方法，还包括以下步骤：

用多个所述接收机接收来自至少一个信号发射机的所述信号；

通过所述多个接收所述信号的接收机，确定在所述表面上形成的图案；以及

通过使用所述图案的中心，计算所述物理物品的所述位置。

76.权利要求75的方法，还包括以下步骤：

把所述表面表示为网格，在所述网格上的每个位置相应于一组坐标；

通过把概率密度函数应用到相应于接收所述信号的多个接收机的位置的坐标，计算所述物理物品的方向。

77.权利要求74的方法，还包括以下步骤：

用多个所述接收机接收来自所述三个信号中的一个以上的发射机的所述信号；

通过接收所述信号的所述多个接收机，确定在所述表面上形成的图案；

计算每个所述图案的中心；以及

确定每个所述图案的中心的加载平均值，所述加载平均值表示所述物理物品的位置。

78.权利要求77的方法，还包括以下步骤：

把所述表面表示为网格，在所述网格上的每个位置相应于一组坐标；

通过把概率密度函数应用到相应于接收所述信号的多个接收机的位置的坐标，计算所述物理物品相对于所述表面的方向。

79.权利要求78的方法，其中所述最后的位置被计算为包括相对于所述表面的第三维度。

80.权利要求79的方法，还包括以下步骤：

提供配备有信号发射机的至少一个附加物理物品；

根据所述信号计算所述至少一个附加物理物品相对于所述多个接收机的位置；以及

用至少一个所述显示部件根据所述至少一个附加物理物品的计算的位置生成显示信号。

81.在系统中，保存用于一种方法的计算机可执行的步骤的媒体，所述方法包括以下步骤：

提供配备有至少一个信号发射机的物理物品；

提供配备有多个接收机的表面，接收机能够检测来自所述至少一个信号发射机的信号，所述表面还配备有多个显示部件；

用至少一个所述接收机接收来自所述至少一个信号发射机的信号；

根据所述信号计算所述物理物品相对于所述多个接收机的位置；以及

用至少一个所述显示部件根据所述物理物品的计算的位置生成显示信号。

82.权利要求81的媒体，其中所述方法还包括以下步骤：

用多个所述接收机接收来自至少一个信号发射机的所述信号；

通过所述多个接收所述信号的接收机，确定在所述表面上形成的图案；以及

通过使用所述图案的中心，计算所述物理物品的所述位置。

83.权利要求82的媒体，其中所述方法还包括以下步骤：

把所述表面表示为网格，所述多个接收机在所述网格上的每个位置相应于一组坐标；

通过把概率密度函数应用到相应于接收信号的多个接收机的位置的坐标，计算所述物理物品相对于所述表面的方向。

84.能够呈现从颜色谱中选择的一个或多个颜色的系统，该系统包括：

电子装置，适合于控制系统的运行；以及

一个或多个可照明组件，被耦合成使得每个一个或多个可照明组件与电子装置通信，以允许该一个或多个可照明组件按照来自电子装置的指令呈现从彩色谱中选择的一个或多个颜色，每个一个或多个可照明组件包括：

控制器，用于与另一个可照明组件和电子装置通信；

传感器电路，用于检测系统的至少一个用户的位置；以及

一个或多个照明源，能够以从彩色谱中选择的一个或多个颜色照亮可照明组件。

85.权利要求84的系统，其中传感器电路包括响应于力的压力传感器电路，其中该力是由至少一个用户提供的。

86.权利要求83的系统，还包括能够与该一个或多个可照明组件的每个可照明组件通信的物理物品，该物理物品把物理物品的位置的指示提供给该一个或多个可照明组件。

87.权利要求86的系统，其中该一个或多个可照明组件中的每个可照明组件还包括响应于由物理物品发送的信号的通信电路，该通信电路与控制器通信，以便把有关物理物品的信息提供给控制器。

88.权利要求85的系统，其中压力传感器电路包括：

电感器；以及

可以响应于力沿相对于电感器的至少第一方向运动的磁铁，其中磁铁沿相对于电感器的至少第一方向的运动影响通过电感器传播的信号的频率值，从而使压力传感器按照通过电感器传播的信号的频率值生成对于力的响应。

89.用于提供对于刺激源的响应的运动换能器，该响应表示运动换能器的位置，该运动换能器包括：

控制电路，用于控制运动换能器的运行，该控制电路能够与至少一个其他电子装置通信，以表示对于刺激源的响应；以及

传感器电路，用于感知刺激源和把输出信号提供给控制电路，该输出信号把用于表示对于刺激源的响应的数据提供给控制电路。

90.权利要求89的运动换能器，还包括与控制电路通信的振动器电路，以便当控制电路启动振动器电路时使得运动换能器振动。

91.权利要求89的运动换能器，还包括与控制电路通信的声音电路，以便当控制电路启动声音电路时声音电路能够输出声音。

92.权利要求89的运动换能器，还包括与控制电路通信的照明电路，以便当控制电路启动照明电路时照明电路能够照亮运动换能器的至少一部分。

93.权利要求89的运动换能器，其中传感器电路包括陀螺仪。

94.权利要求93的运动换能器，其中陀螺仪提供有关运动换能器的位置的角度数据。

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