Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer, den Spielverlauf wiedergebender bzw. bestimmender Signale für ein Spielgerät, welches zur Sichtbarmachung des Spielverlaufes einen Bildwiedergabeteil mit einer Kathodenstrahlröhre aufweist.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen, rein mechanischen Spielgeräten (z. B. Tischfussball) oder mechanisch-elektrischen Spielgeräten (z. B. die sogenannten Geschicklichkeitsautomaten ), wird somit bei einem die vorliegende Einrichtung enthaltenden Spielgerät das gesamte Spielgeschehen auf elektronischem Wege simuliert und erst auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre in eine wahrnehmbare Form umgewandelt. Während bei den herkömmlichen Spielgeräten die Art des durchführbaren Spieles in der Regel ein für alle Male festliegt, soll mit der vorliegenden Einrichtung angestrebt werden, die Art des Spieles z. B. durch Umschaltung oder durch Austausch einer Schaltgruppe auf einfache Weise wechseln zu können.
Ein weiterer, wichtiger Zweck der Erfindung liegt darin, eine Möglichkeit zu schaffen, mit den heute weitverbreiteten Fernsehempfangsgeräten - die im Prinzip einem Kathodenstrahloszillographen für ganz spezielle Zwecke entsprechen - auch dann dem Benützer Unterhaltungsmöglichkeiten zu bieten, wenn von den Fernsehsendern keine oder nicht zusagende Programme ausgestrahlt werden.
Mit anderen Worten soll die Erfindung die Möglichkeit schaffen, kommerzielle Fernsehempfänger weiteren Zwecken zuzuführen.
Dieser Zweck wird mit der vorgeschlagenen Einrichtung dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss ein erster, die Regeln eines Spieles darstellende Signale erzeugender Signalgenerator und ein zweiter, von Hand beeinflussbarer und das Spielgeschehen darstellende Signale erzeugender Generator an eine Misch- und Modulatorstufe angeschlossen sind, deren Ausgangssignal dem Bildwiedergabeteil zugeführt wird.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschema eines ersten Ausführungsbeispiels, mit welchem ein Feldspiel, z. B. das Fussballspiel, simuliert werden kann,
Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf den Leuchtschirm und die Handgriffe des Ausführungsbeispiels der Fig. 1,
Fig. 3 ein detailliertes Blockschema des Ausführungsbeispieles der Fig. 1,
Fig. 4 ein Blockschema eines weiteren Ausführungsbeispieles,
Fig. 5 eine Variante zu Fig. 4 und
Fig. 6 ein detailliertes Blockschema dieser Variante.
Wie bereits erwähnt, ist in Fig. 1 ein Spielgerät dargestellt, das die Simulierung eines Feldspieles, z. B. Fuss- oder Handball, gestattet. Auf die bei der Durchführung des Spieles ablaufenden Vorgänge soll indessen nach Beschreibung des Blockschaltbildes eingegangen werden.
In Fig. 1 sind mit gestrichelten Linien zwei Blöcke umrahmt, von denen der Block 10 im wesentlichen einem Generator zur Erzeugung von die Regeln eines Spieles darstellenden Signalen entspricht. Zu diesen Regeln gehören im vorliegenden Falle selbstverständlich z. B. auch die Grösse des Spielfeldes, das Vorhandensein von zwei Torräumen und deren Grösse, eines Balles und eines Torwartes.
Der andere Block 11 kann als Generator zur Erzeugung von den Spielverlauf darstellenden Signalen angesprochen werden, welcher, wie noch zu erläutern sein wird, von Hand beeinflussbar ist.
Im Block 10 ist eine elektrische Zählerkette 12 vorhanden, die im wesentlichen aus einem Oszillator aufgebaut ist, der mit einer vielfachen Frequenz der CCIR Fernsehzeilenfrequenz schwingt. Ausserdem beinhaltet der Block 10 eine Folge von bistabilen Multivibratoren, die als Frequenzteiler geschaltet sind und die Frequenz des Oszillators auf eine Frequenz von z. B. 50 Hz herunterteilen, d. h. auf die herkömmliche Bildwechselfrequenz.
An die Zählerkette 12 ist eine TV-Sync-Logikschaltung 13 angeschlossen, die eine Folge logischer Torschaltungen aufweist, die ihrerseits aus den von der Zählerkette anfallenden Impulsfolgen geeignete Impulse auslesen und aus diesen eine Folge von Femseh-Synchronisationsimpulsen erzeugt.
Die Zählerkette 12 ist weiterhin an eine als (Spiel-) Feld-Logik bezeichnete Logikschaltung 14 angeschlossen, welche ebenfalls eine Folge von Torschaltungen aufweist, die indessen so geschaltet sind, dass sie aus der von der Zählkette anfallenden Impulsfolge jene ausliest und als Bildsignale weitergibt, die den Konstanten für das vorgesehene Spiel entsprechen, z. B. die Feldumrandung, das Vorhandensein, Ort und Mass der beiden Torräume und verschiedene Spielfeldzonen zur Anzeige des Spielstandes.
Schliesslich ist die Zählerkette 12 auch mit einer als (Spiel-) Ablauf-Logik bezeichneten Logikschaltung 15 im Block 11 verbunden. Diese Logikschaltung beinhaltet im wesentlichen jene Schaltgruppen, die die vom Spielablauf abhängigen Signale erzeugen. Im vorliegenden Fall enthält die Logikschaltung 15 eine Folge von Integratoren, deren Anfangswerte konstant bzw. von Hand wählbar sind, eine Folge elektrischer Komparatoren, mit deren Hilfe die zeitlich veränderlichen Ausgangsspannungen mit den amplitudennormalisierten Ausgangs-Signalen von zeilen- bzw. bildfrequenten Sägezahngeneratoren verglichen werden, und daraus ein Signal herleiten, das die Elemente darstellt, deren Lage auf dem Leuchtschirm veränderbar ist.
Ferner enthält die Logikschaltung 15 eine Reihe von Koinzidenzgattern, welche zeitliche Koinzidenzen zwischen Signalen der Spielablauf-Logik und Signalen der Spielfeld Logik ermitteln und eine Anzahl von elektronischen Schaltern steuert, die ihrerseits die Integrationsvorgänge in den Integratoren freigeben, umkehren oder rückgängig machen.
An die Logikschaltung 15 ist ein mit Symbolgenerator bezeichneter Signalformer 16 angeschlossen, welcher auf die aus den Komparatoren anfallenden, die Lage der lagever änderlichen Elemente darstellenden Signale anspricht und diesen Signalen ein ein wahrnehmbares Abbild ergebendes Bildsignal zuordnet. Für einen Ball kann z. B. dieses Abbild ein Quadrat mit einer bestimmten Seitenlänge, für einen Spieler ein langgestrecktes Rechteck sein.
An die Logikschaltungen 13, 14 und 16 ist eine mit Misch- und Modulatorstufe bezeichnete weitere Schaltung 17 angeschlossen, welche ein algebraisches Addierwerk für die aus den Schaltungen 13, 14 und 16 anfallenden Signale enthält sowie einen Modulator, mit dessen Hilfe das aus dem Addierwerk anfallende Signalgemisch auf eine einem Fernsehband entsprechende Trägerfrequenz aufmoduliert wird.
Der Ausgang der Misch- und Modulatorstufe 17 ist an die Antennenbuchsen eines herkömmlichen Schwarz-weiss- oder Farbfernsehempfängers 18 angeschlossen, der in einer fahrbaren Konsole 19 (Fig. 1) mit nach oben gerichtetem Leuchtschirm 20 eingebaut ist. An dieser Konsole 19 sind auch die Elemente angebaut, mit welchen sich die Logikschaltung 15 im Block 11 von Hand beeinflussen lassen. Es sind dies die Knüppel 21 und 22, die je einen Griff 23 bzw. 24 sowie eine Drucktaste 25 bzw. 26 aufweisen. Die Knüppel 21, 22 lassen sich im Sinne der Pfeile 27 verschwenken und die Griffe im Sinne der Pfeile 28 verdrehen. Mit den Knüppeln 21, 22 bzw.
mit den Griffen 23, 24 sind z. B. Potentiometer (nicht dargestellt) in Wirkverbindung, mit welchen ein Teil der Integratoren in der Logikschaltung 15 beeinflusst werden kann.
Mit Drucktasten 25, 26 sind dagegen Schalter betätigbar, die einen Teil der Koinzidenzgatter in der Logikschaltung 15 aktivieren, die ihrerseits, wie erwähnt, die Integratoren beeinflussen, z. B. zurückstellen.
Ein möglicher Spielablauf sei anhand der Fig. 2 und am Beispiel des Fussballspiels nachstehend näher erläutert.
Man erkennt in Fig. 2 schematisch den Leuchtschrim 20 des Fernsehempfängers sowie die aus der Konsole 19 ragenden Knüppel 21, 22. Auf dem Leuchtschirm 20 erscheint hell ein Spielfeld 29, das von einer gerastert angegebenen Zone 30 (out) umgeben ist. Damit ist auch eine Linie 31 bestimmt, welche als Spielfeldgrenze bezeichnet werden kann und welche auch zwei Aussparungen 32, 33 begrenzt, die ihrerseits Tore darstellen sollen. Auf dem Leuchtschirm erkennt man ferner einen quadratischen Fleck 34 und einen rechteckigen Fleck 35, die den Ball bzw. einen Torwart darstellen sollen.
Das Bildsignal, das auf dem Leuchtschirm 20 die Spielfeldgrenze, d. h. die Linie 31 erscheinen lässt, ist durch die Logikschaltung 14 erzeugt, während sowohl die Bildinformation, die zur Abbildung der Flecken 34, 35 führt, aus der Logikschaltung 15 im Zusammenhang mit dem Symbolgenerator 16 stammt.
Wenn nun beispielsweise angenommen wird, der den Knüppel 22 bedienende Spieler sei an der Reihe, so kann ein mögliches Spiel wie folgt verlaufen: durch seitliches (links rechts) Schwenken des Knüppels 22 verschiebt sich der Fleck
34 (Ball) entlang einer nicht näher eingezeichneten Basislinie vor dem Torraum 33. Durch Betätigen der Drucktaste
26 am Knüppel 22 wird der Fleck 34 von seiner jeweiligen Basislinienposition weg in Richtung auf das Tor 32 geschlos sen. Die Schussrichtung lässt sich mit Hilfe des drehbaren
Handgriffes 24 am Knüppel 22 einstellen und vor der Betä tigung der Drucktaste 26 beliebig wählen.
Durchläuft der als Ball bezeichnete Fleck 34 die gegen überliegende, d. h. die gegnerische Torlinie, so ertönt beispielsweise ein akustisches Signal und der Fleck 34 wird automatisch auf die Ausgangsposition entlang der Basislinie vor dem Tor 33 zurückgeführt. Verfehlt der Fleck 34 das Tor 32, indem er beispielsweise auf die Spielfeldbegrenzung zur Rechten oder zur Linken des Tores 32 trifft, so wird der Fleck 34 automatisch und ohne akustische Anzeige auf eine Ausgangsposition entlang der Basislinie vor dem Tor zurückgeführt. Trifft der Fleck 34 auf die linke bzw. die rechte Bande der Spielfeldbegrenzung 31, so prallt er unter Wahrung des Reflexionsgesetzes von diesen Banden ab und setzt seinen Lauf in Richtung auf das Tor 32 fort.
Durch seitliches (links-rechts) Schwenken des Knüppels 21 verschiebt sich der den Torwart darstellende Fleck 35 sinngemäss entlang einer nicht näher eingezeichneten Basislinie vor dem Tor 32.
Gelingt es, den Lauf des auf das Tor 32 zusteuernden Fleckes 34 mit Hilfe eines richtig plazierten Fleckes 35 zu unterbrechen (Kollision zwischen Torwart und Ball), so wird dies als Abwehr gewertet und sämtliche Vorzeichen des Spielablaufes erfahren automatisch eine Änderung, d. h. der dem Steuerknüppel 21 zugeordnete Fleck wird nun zum Ball und der dem Knüppel 22 zugehörige Fleck verwandelt sich sinngemäss in den Torwart. Jeder Abwehrerfolg führt somit automatisch und zwangläufig zu einer Vertauschung der Rollen der am Spiel beteiligten Personen.
Aus dem Blockschema der Fig. 3 ist dieser funktionelle Ablauf in ausführlicherer Form herleitbar.
Eine während des Spielverlaufes erfolgte Kollision zwischen dem Torwart (Fleck 35) und Ball (Fleck 34) wird in einer Koinzidenz-Logik 36 registriert und bewirkt über einen Anschluss 68 in einer Seitenwechsel-Logik 60 eine Vertau schung der Flecken 34 und 35 (Fig. 2). Dies bedeutet, dass die vom Knüppel 21 auf einer Leitung 69 erzeugten Signale (Anfangsposition des Fleckes) sowie die auf einer Leitung 70 erzeugten Signale (Schusswinkel für den den Ball darstellenden Fleck) von einem Schaltungskreis horizontale Torwartposition 64 zu einem Schaltungskreis horizontale und vertikale Ballposition 62 bzw. 63 gewechselt werden. Gleichzeitig wechseln diese Schaltungskreise für die vom Knüppel 22 auf den Leitungen 72 und 73 erzeugten Signale.
Die Auslösung eines Schusses durch Drucktaste 25 bzw. 26 bewirkt, über die Anschlussleitungen 71 bzw. 74 in der Spiel-Logik 61 den Start der Beeinflussung der Integratoren. Diese bestimmen im Schaltkreis 63 die auf dem Bildschirm sichtbare vertikale zeitliche Verschiebung des den Ball darstellenden Fleckes 34. Die zugehörige horizontale zeitliche Verschiebung des Balles ist durch den Schaltkreis 62 bestimmt.
Die Erzeugung des Fleckes 34 erfolgt im Symbol-Generator 65 (Ball) und diejenige des Fleckes 35 im Symbol-Generator 66 (Torwart). Diese zwei Signale sind in einem Ober Gatter 67 verknüpft, und das daraus resultierende Signal ist dem im Schaltkreis 17 befindlichen algebraischen Addierwert (Summierer) zugeführt.
Jede Kollision zwischen dem Fleck 34 (Ball) und der Begrenzung der Aussparung 32 oder 33 (Tor) bewirkt in der Koinzidenz-Logik 56 ein Signal, welches eine von der Zählerkette 12 abgeleitete digitale Frequenz im Schaltkreis 50 auslöst. Dieses, ein Treffer anzeigendes Signal, wird in einem Verstärker 51 verstärkt und durch einen Lautsprecher 52 hörbar gemacht.
In Fig. 1 ist ein mit 36 bezeichneter Zufallsgenerator ebenfalls an die Logikschaltung angeschlossen. Dieser Zufallsgenerator, der in vorliegendem Falle wahlweise anschaltbar oder abschaltbar sein kann, dient beispielsweise dazu, eine oder mehrere Schaltelemente der Logikschaltung 15 auf eine nicht voraussehbare Weise zu beeinflussen, um den spielenden Personen ein weiteres Spannungsmoment zu bieten.
Ein solcher Zufallsgenerator erscheint auch in der Aus führungsform der Fig. 4, in der die der Fig. 1 funktionsmässig entsprechenden Schaltgruppen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Diese Ausführungsform ist insofern verschieden von der Ausführungsform der Fig. 1-3, als die Anzahl der mit dem Gerät spielenden Personen nicht praktisch auf zwei beschränkt ist. Bei dieser Ausführungsform gilt es, ein auf dem nunmehr aufrecht angeordneten Leuchtschirm 20 des Fernsehempfängers 18 erscheinendes, ortsveränderliches Element, nämlich einen Leuchtfleck 37 mit einer Zieleinrichtung, z. B.
einer Pistolenatrappe 38 mit Korn 39 und Kimme 40 zu erfassen.
Der Leuchtfleck 37 wird seiner Form nach vom Symbolgenerator 16 und seiner Lage nach vom Zufallsgenerator 36 bestimmt.
Da der Leuchtfleck als Fernsehbild erscheint, besitzt er auch eine typische Leuchtcharakteristik, die im wesentlichen von den Eigenschaften des Leuchtphosphors auf dem Leuchtschirm abhängt. Diese typische Leuchtcharakteristik wird im vorliegenden Beispiel, wie noch zu erläutern sein wird, besonders ausgenützt.
Die bereits erwähnte Pistole 38 weist anstelle eines eigentlichen Laufes ein Fernrohr auf, dessen optische Achse genau nach der durch Korn 39 und Klimme 40 gegebenen Zielvorrichtung ausgerichtet ist. Etwa im Brennpunkt des Objektives 41 dieses Fernrohres ist eine Photozelle (nicht dargestellt) angeordnet, welche (sofern die optische Achse des Fernrohres auf den Leuchtfleck 37 auftrifft) ein elektrisches Signal liefert, dessen Verlauf der Leuchtcharakteristik des Leuchtfleckes entspricht. Diese Photozelle ist über einen Leiter an die Logikschaltung 15 angeschlossen, in welcher das Photozellensignal weiter verarbeitet wird.
In der Pistole 38 ist weiterhin ein durch den Abzug 43 betätigbarer Schalter eingebaut, durch dessen Betätigung über Ausschluss (Fig. 6) die Logikschaltung 15 während einer beschränkten Zeitdauer zur Weiterverarbeitung des allenfalls eintreffenden Photozellensignals freigegeben wird. Dabei durchläuft das Photozellensignal zuerst eine auf die Leuchtcharakteristik des Leuchtileckes abgestimmte Diskriminatorstufe, die z. B. auf ein kontinuierliches, etwa durch Lichteinfall einer gleichstromgespeisten Lampe erzeugtes Signal oder auf ein sinusförmiges Signal (wechselstromgespeiste Lampe), nicht anspricht. Entspricht dagegen das Photozellensignal der Leuchtcharakteristik des Leuchtfleckes 37, so bringt dieses eine in der Logikschaltung 15 vorhandene bistabile Vorrichtung zum Ansprechen bzw. in den Zustand Dunkelsteuerung und der Leuchtfleck 27 verschwindet.
Durch Loslassen des Abzuges 43 kann dann der Leuchtfleck 37 wieder zum Erscheinen gebracht werden, allerdings an einer anderen, durch den Zufallsgenerator 36 bestimmten Stelle des Leuchtschirmes, und die Zielübung kann von neuem beginnen.
Ein Spiel unter Verwendung von zwei Pistolen 38 und 44 benützt ein in Zonen 45 und 46 von gleicher Breite eingeteiltes Spielfeld, das in Fig. 5 dargestellt ist. Die leuchtenden Zonen 45 und 45' sind relativ zum Leuchtfleck 37 von halber Helligkeit und werden ihrer Anordnung nach von der Spielfeldlogik 14 erzeugt. Die Einteilung des Spielfeldes in Zonen dient zur Ermittlung des jeweiligen Spielstandes während des Wettkampfes.
Beispiel: Zu Beginn erscheint der Leuchtfleck im mittleren Zonenstreifen 45. Erzielt nun zum Beispiel die Pistole 38 einen Treffer so erscheint, nach der Dunkelsteuerung beim Loslassen des Abzuges 43, der Leuchtfleck in der nächstliegenden Zone, beispielsweise auf der rechten Seite der Ausgangslage in der Zone 46. Erzielt jedoch die Pistole 44 einen Treffer , so wird der Leuchtfleck eine Zone weiter in entgegengesetzter Richtung, im vorliegenden Beispiel also nach links, springen.
Der Wettkampf wird von der Person gewonnen, die diejenige Pistole bedient, die den Leuchtfleck zuerst, mit der dazu notwendigen Anzahl Differenztreffern, in die entsprechende Randzone bringen kann, d. h. in vorliegendem Beispiel für Pistole 38 die Randzone 47, für die Pistole 44 die Randzone 48, und schliesslich in dieser Randzone einen zusätzlichen Treffer erzielt. Der Leuchtfleck erscheint sodann wieder in der mittleren Zone 45, so dass eine neue Spielrunde beginnen kann.
Die Treffen der beiden Pistolen und die am Ende des Spieles erfolgten Treffer werden durch verschiedene akustische Signale, die im digitalen Schaltkreis 50 erzeugt und durch den Verstärker 51 an den Lautsprecher 52 geführt sind, betätigt (Fig. 6).
Diese Signale werden aus einer Folge von logischen Vorschaltungen, die ihrerseits aus den von der Zählerkette 12 anfallenden Impulsfolgen geeignete Impulse auslesen, abgeleitet, welche zur Erzeugung von drei verschiedenen digita lenTönenundTonfolgenimSchaltkreis 50Verwendung finden.
Weitere Impulse werden durch Torschaltungen aus der Zählerkette 12 abgeleitet, welche in der Spielfeld-Logik 14 zur Erzeugung der vertikalen Spielfeldzonen benützt werden.
Die Position des am Bildschirm erscheinenden Leuchtflecks wird durch die beiden Zähler 53 und 54 bestimmt:
Der Zähler 53 ist ein mehrstufiger Vorwärts-/Rückwärts Zähler und dient zur horizontalen Verschiebung des Leuchtfleckes in Schritten, die der Breite der auf dem Bildschirm sichtbaren vertikalen Zonen entsprechen. In der Null-Stellung des Zählers 53 erscheint der Leuchtfleck am Bildschirm in der mittleren Zone 45. Der Zähler wird für den Spielbeginn durch eine Einschalt- und Rückstell-Logik 55 in die Null-Stellung gebracht. Dies erfolgt automatisch, während des Einschaltvorganges des Gerätes oder auch manuell durch eine Rückstelltaste.
Jeder von der Pistole 38 erzielte Treffer bewirkt in der Koinzidenz-Logik 56 ein Signal, welches über Anschluss 57 den Zähler 53 jeweils um einen Schritt vorwärts schaltet und so den Leuchtfleck horizontal, in unserem Beispiel nach rechts, verschiebt. Eine entsprechende Verschiebung des Leuchtfleckes nach links erfolgt somit durch jeden Treffer der Pistole 44, wobei der Zähler 53 durch ein Signal der Koinzidenz-Logik über Anschluss 58 entsprechend rückwärts geschaltet wird.
Der Zähler 53 ist so verknüpft, dass er in einer bestimmten Stellung des Vor- und Rückwärtszählens, die der Leucht fleckposition in einer der Randzonen entspricht, beim nächsten Schritt in der gleichen Zählrichtung automatisch in die Null-Position zurückspringt.
Der Zähler 54 bestimmt die vertikale Position des Leuchtfleckes in den jeweiligen Zonen in einer nicht voraussehbaren, zufälligen Reihenfolge.
Das bei jedem Treffer der beiden Pistolen einen Ton auslösende Signal ist über einen Anschluss 59 dem Zähler 54 zugeführt.
Dieser zählt so lange, bis der Abzug derjenigen Pistole, die den Treffer erzielt hat, losgelassen wird. Der Zähler 54 bleibt dann in einer beliebigen Stellung stehen und bestimmt die vertikale Position des Leuchtfleckes auf dem Bildschirm.