CN1185985A - 用于射击游戏机的模拟枪 - Google Patents

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Abstract

一种用于射击游戏机的模拟枪,它具有如范围感应器的成像装置,该成像装置用于使由位于射击游戏机监视器显示屏上方的光源发射的、波长在可见光波长范围以外的红外辐射光点成像。成像装置安在枪壳内的壳体中,并具有朝向模拟枪枪口所面对的方向的开口、与开口相对的底壁和在开口与底壁之间延伸的圆周壁。壳体由减震件支撑于枪壳的腔室中,上述减震件包括绕在圆周壁上的减震环、紧靠开口的减震片和紧靠底壁的减震片。

Description

用于射击游戏机 的模拟枪
本发明涉及一种用于射击游戏机的模拟枪，它具有用于形成包括监视器显示屏的预定区域图像的成像装置，以检测出在监视器显示屏上的击中位置，本发明尤其涉及一种用于射击游戏机的模拟枪，它具有可将成像装置安装到位的改进结构。
传统的射击游戏机具有在枪口上带有光敏器件的模拟枪。当该游戏机的使用者扣动模拟枪的扳机时，模拟枪便发出信号，在一些游戏图像之间在用于显示游戏图像的如具有阴极射线管(CRT)的投影屏的监视器显示屏上显示出一帧扫描图像。当光敏器件测出所显示的扫描图像时，也测出了枪口在监视器显示屏上指到的位置，即模拟枪击中的位置。同时，射击游戏机确定标靶是否显示在射击位置上，即模拟枪是否击中目标。
如果，上述模拟枪是当使用者扣动扳机时便可连续射击的模拟机枪，则在模拟机枪射击的每一时刻，监视器显示屏显示扫描图像(白色图像)，以测出射击位置。但是，因在短时间内连续显示白色图像，所以用肉眼便可看到白色图像，减少了游戏图像的帧数，因此降低了游戏图像的质量。
鉴于上述不足，还提出了一种在监视器显示屏附近产生红外辐射光点的射击游戏机。所产生的红外辐射光点由安装在模拟枪上的范围感应器成像，该范围感应器包括如电荷耦合器件(CCD)或其它类似器件的成像装置。从范围感应器上测出的红外辐射光点的位置可确定监视器显示屏上被模拟枪射中的位置，由此确定模拟枪是否击中监视器显示屏上显示的目标。这种射击游戏机不存在游戏成像质量低劣的问题，因为不必将几帧游戏图像转换成一帧扫描图像(白色图像)。
还需要一种包括可将连续振动传送给模拟机枪本身的机构的模拟机枪，以模拟真机枪的真实射击。但该种机构产生的连续振动易使模拟机枪上的范围感应器或成像装置在剧烈振动时逐渐改变位置和/或角度，结果导致成像装置不能精确测定位置。另外，如果使用者不小心将模拟枪掉到地上，成像装置有可能由于受到冲击而损坏。
由此本发明的目的是提供一种用于射击游戏机上的模拟枪，当模拟枪开火射击时，可防止模拟枪上的范围感应器改变位置和/或角度，当不小心将模拟枪掉到地上时，还可以防止范围感应器受损。
根据本发明的一个方面，提供一种用于带有监视器显示屏的射击游戏机的模拟枪，它包括枪壳，在该枪壳的枪管末端有枪口；位于枪壳中的范围感应器，该感应器用于沿枪口在监视器显示屏上所指的方向映射监视器显示屏上的预定区域，以测定在监视器显示屏上射中的位置；限定在枪壳中并沿枪管延伸的腔室；在腔室中的壳体，所述范围感应器设于该壳体内；装在壳体和腔室之间的若干减震件。
壳体具有一个沿上述方向加工出的开口，一个与该开口相对的底壁，和在开口和底壁之间延伸的周边壁，紧靠上述周边壁、开口和底壁处分别装放有一些减震件。
紧靠周边壁的减震件是一个绕周边壁放置的减震环，紧靠开口和底壁上的减震件分别由减震片构成。
模拟枪还包括监视器显示屏附近的光源，上述光源用于发射由范围感应器成像的辐射光点，以确定监视器显示屏上的击中位置。范围感应器具有倾斜于枪口平面的光敏器件表面，以便当枪口指向监视器显示屏的基本为中心的区域时，在光敏器件表面的基本为中心的区域使来自光源的辐射点成像。
至少有一个减震件由凝胶体制成，上述绕周边壁放置的减震环由凝胶体制成。
紧靠底壁的减震片比紧靠开口的减震片厚。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于带监视器显示屏的射击游戏机的模拟枪，它包括端部带有枪口、内部有腔室的枪壳；在腔室中的壳体；在壳体中的用于使相对于监视器显示屏发射的辐射光点成像的范围感应器，以测出在监视器显示屏上枪口所指到的位置；和装在壳体和腔室之间的若干弹性减震件。
下面参照本发明实施例的附图进行描述，描述中可更加清楚地理解本发明的其它目的、特征和优点。
图1是本发明的带有模拟枪的射击游戏机的透视图；
图2是本发明的模拟枪的局部剖开的侧视图；
图3是模拟枪中含有成像装置的腔室的放大正视图；
图4是图3中沿IV-IV剖切的横截面图；
图5是位于模拟枪腔室中、含有成像装置的壳体的局部放大横截面图；
图6是在壳体的开口末端的减震片的平面图；
图7是在壳体底端的减震片的平面图。
如图1所示，射击游戏机一般由游戏机装置10和与其电连接的模拟枪20组成。
游戏机装置10包括装在壳体101前板上的监视器显示屏11；装在壳体101中的、带有用于将标靶投影到监视器显示屏11上的光学投影器121的视频投影机12；和装在壳体101中的控制器13，该控制器13用于根据以模拟枪20的命中数据为基础的射击游戏程序而执行射击游戏，并向视频投影机12发出成像信号。游戏机装置10还包括一对光源14，15和一个位置测定器16，每个光源都由红外发光二极管(LED)组成，上述二极管装在监视器显示屏11上方、壳体101的前板上，它用于发射波长在可见光波长范围之外的红外辐射光点，上述位置测定器16位于壳体101中控制器13之上，它用于测定在监视器显示屏11上由模拟枪20击中的位置。电缆17将控制器13与位置测定器16和模拟枪20连接起来。
光学投影器121在镜子122上投影出射击游戏的图像，该镜子122位于壳体101中视频投影机12的后面。射击游戏的图像由镜子反射到监视器显示屏11上，于是该监视器显示屏显示射击游戏图像，从而使射击游戏机的使用者看到。光源14，15由发光二极管(LED)驱动电路(未示出)供给能量，以在监视器显示屏11上方发射相应的红外辐射光点。也可将光源14，15安装到监视器显示屏11上边缘处，使光源14，15不受所显示的射击游戏图像的干扰。
图2示出了模拟枪20的内部结构，该图为模拟枪局部剖开的侧视图。如图2所示，模拟枪20包括枪壳21；在枪壳21下部中心处的扳机22；位于枪壳21中、用于确定扳板22是否被扣动的开关23；位于枪壳21中扳机22上方、用于当扣动扳机22时产生振动并将振动传送到枪壳21的振动发生器24；和位于枪壳21前方枪口端部的成像系统25，该成像系统用于使光源14，15发射的红外辐射光点成像。当使用者用模拟枪20指向监视器显示屏11并扣动扳机22时，开关23通过电缆17将扳机信号传送到控制器13，以使控制器13确认模拟枪20产生的假想射击。同时，成像系统25测出光源14、15发射的红外辐射光点，并通过电缆17将对应于测出光点的信号传送到位置控制器16，最终确定出模拟枪20在监视器显示屏11上指向，即击中的位置。控制器13根据击中位置和目标的位置确定模拟枪20是否击中监视器显示屏11上显示的标靶。
扳机22包括向下突出于枪壳21的、用于接触使用者手指的指柄221和与指柄221连接的置于枪壳21内的作用杆223，该作用杆223具有后倾斜销222。作用杆223的中部枢轴式地支撑在枪壳21内。扳机22通常由连接于枪壳21与作用杆223前端之间的螺旋形弹簧225限制于如图2所示的向前的位置。
开关23包括容纳有开关构件(未示出)的开关壳231，装在开关壳231上并与开关构件连接的按钮232，和与开关构件连接、用于传送开关构件发出的开关信号的导线233。导线233与电缆17电连接。当扣动扳机22时，作用杆223的后倾斜销222克服螺旋形弹簧225的偏压力推动按钮232，开启开关构件，以通过导线233将开关信号传送给电缆17。
振动发生器24包括带有向前伸向枪口前端、即图2中左端的可旋转驱动轴241的马达242；沿枪壳21的枪管211延伸、并且沿其轴向往复运动的轴243；固定在轴243前端(图2中的左端)的、与轴243一起作往复运动的一对配重244；和用于将马达242的旋转驱动轴241的旋转转换为轴243的轴向往复运动的传送装置245。传送装置245包括启动马达242时绕旋转驱动轴241的轴线转动的回转轴246，和一对根据回转轴246转动沿增加减小角度θ的方向摆动的前、后连杆247，248。具体地说，该回转轴246平行于旋转式驱动轴241，并与该驱动轴241偏心连接，前、后连杆247，248的下端与回转轴248中部枢轴式连接。后连杆248的上端与枪壳21上的部件枢轴式连接，前连杆247的上端与轴243枢轴式连接。
当启动马达242时，回转轴246偏心地与绕旋转式驱动轴241轴线转动的旋转驱动轴241相连，以使前、后连杆247，248摆动以增加、减小角度θ。由此，轴243和配重244在枪管211中沿着枪管211以每秒钟多次，如几次至二十次的速度作往复运动。在如此运动的同时，配重244积蓄大量动能，所积蓄的动能传送到枪壳21。结果，振动连续不断地沿枪管211传送到枪壳21，当连续发射时，可以模仿真机枪真实的振动效果。
成像系统25具有成像装置251，该成像装置251由对红外辐射有足够敏感度的CCD范围感应器构成。成像装置251置于枪壳21中位于枪管211的枪口213之下的圆柱形壳体252中，该圆柱形壳体252具有开向图2中左侧即枪口213面对方向的开口253。成像装置251具有前端通过开口253面向图2中左侧的光敏器件表面。成像装置251还具有置于开口253前端、因此也位于成像装置251的光敏器件表面前端的过滤器255，该过滤器255只使光源14，15发出的红外辐射光点通过。成像装置251还包括用于将红外辐射光点聚焦到成像装置251的光敏器件表面的聚焦镜(未示出)。成像装置251不需要显示在监视器显示屏11上总的射击游戏图像，因为在监视器显示屏11上由模拟枪20击中的位置可以根据对应于光源14，15发出的红外辐射光点的检测信号确定。
如图3和4所示，壳体252中在与开口253相对的底壁254上即距枪口213的距离比距开口253距离远的位置开有通孔254a。通孔254a允许成像装置251产生的辐射热通过并进入枪壳21。从成像装置251引出的导线251a(见图5)穿过通孔254a与电缆17连接。底壁254具有四个螺丝套254b，254c，254d，254e，即上螺丝套254b，254c和下螺丝套254d，2534e，它们位于底壁254内表面通孔254a周边等间距的位置上。成像装置251由螺钉支撑固定在螺丝套254b，254c，254d，254e上。
上螺丝套254b，254c比下螺丝套254d，254e短。螺丝套254b，254c，254d，254e分别具有落于同一平面254j上的倾斜末端平面，该平面254j相对于底壁254倾斜5°。因此，成像装置251相对于枪口213的竖直平面倾斜5°。
根据监视器显示屏11的尺寸和监视器显示屏11与模拟枪20之间的距离等因素确定共同平面254j相对于底壁254的倾斜度或角度的适当值。通过与螺丝套和壳体252整体地形成的交叉加强壁254f，254g，254h，254i加强螺丝套254b，254c，254d，254e。壳体252在其外圆周壁表面具有两个沿轴线方向间隔开的环形槽252a，252b、以在其中容纳各自的减震环256，257(以后详述)。
如图5所示，成像装置251固定于螺丝套254b，254c，254d，254e上，壳体252位于腔室212中，该腔室212位于枪壳21中枪口213附近的枪管211前端之下，并沿枪管211延伸，其中较短的螺丝套254b，254c位于上部，较长的螺丝套254d，254e位于下部。腔室212中的壳体252如上定位后，当模拟枪20指向监视器显示屏11而使枪管211垂直于监视器显示屏11时，成像装置251的光敏器件表面相对于监视器显示屏11向上倾斜约5°。当模拟枪20的枪口213指向监视器显示屏11的基本为中心的区域时，从光源发出的红外辐射光点的影像聚焦到成像装置251的光敏器件表面的基本为中心的区域。结果，即使当模拟枪20的枪口213指向监视器显示屏11的较低位置时，成像装置251的光敏器件表面也能捕捉到从位于监视器显示屏11上方的光源14，15发出的红外辐射光点，从而成像装置251可以很容易地使红外辐射光点成像。无论枪口213指向监视器显示屏11上的任何位置，成像装置251都可以捕捉到红外辐射光点的影像。
减震环256，257分别位于环形槽252a，252b中，每个减震环都由凝胶体制成，该凝胶体由特种聚合物和积聚在缠绕一起的细丝的立体网状结构中的液体构成。中间带有圆孔258a的减震片258位于与壳体252的开口253邻接的腔室212中。减震片258由软制聚氯丁橡胶海绵制成。另一个中间带有方形中心通孔259a的减震片259位于与壳体252的底壁254邻接的腔室212中。减震盘259由硅基橡胶海绵或高密度细蜂窝状尿烷泡沫材料制成。减震环256，257和减震片258，259与腔室212的内表面紧密接触。因此，减震环256，257和减震片258，259吸收并减小由振动发生器24产生的、传送到模拟枪20上的振动和模拟枪20的摆动，从而在壳体252中的成像装置251没有较大的振动和摆动。
与底壁254邻接的减震片259比与开口253邻接的减震片258厚。当使用者不小心将模拟枪20掉到地上时，通常是模拟枪的枪口213向上地落下，因为模拟枪20的重心位置靠下。由此，当模拟枪20落到地面时，较厚的减震片259可以高效地减小作用于成像装置251上的振动。
减震环256，257用于吸收垂直于枪管211传送到成像装置251上的振动或冲击，还吸收平行于枪管211传送到成像装置251上的振动或摆动。因此，如上所述，减震环256，257由凝胶体制成，尽管它比较昂贵但减震的能力比减震片258，259大。减震片258，259也可以用与减震环256，257相同的凝胶体制成。
每个减震环256，257和减震片258，259都可由软聚氯丁橡胶海绵、硅基橡胶海绵或高密度细蜂窝状尿烷泡沫材料制成。此外，减震环256，257和减震片258，259也可以由普通的弹性材料如硅橡胶或类似物制成。
如图6所示，邻接于壳体252的开口253处的减震片258包括一对拼在一起的半环形减震片258b。半环形减震片258b具有各自的半环开口，当将半环形减震片258b彼此拼接在一起时，该开口对接构成中心穿孔258a。如图7所示，邻接于壳体252底壁254的减震片259由一对经截切的半环形减震片259b拼接而成。经截切的半环形减震片259b具有各自的方形开口，当将半环形减震片259b彼此拼接在一起时，该开口对接构成中心穿孔259a。减震片258b，259b用贴在各自表面上的双面胶带(未示出)牢固地粘在腔室212的内表面上。
如图2所示，金属板26用螺钉固定于扳机221之后的枪壳21上，以加强枪壳21。另一金属板27用螺钉固定于枪壳21上的远离枪管211方向向下伸出的握柄212上，以加强握柄212。
下面描述带有模拟枪20的射击游戏机的操作。当射击游戏机的使用者投入硬币之后按动开始钮(未示出)时，控制器13开始运行射击游戏，并在监视器显示屏11上显示包含有标靶的射击游戏图像。使用者用模拟枪20指向监视器显示屏11并对准标靶。当使用者扣动扳机22时，开关23启动，通过电缆17向控制器13发出信号。在使用者扣动扳机22的同时，控制器13通过电缆17发出马达驱动信号，马达242驱动使枪壳21产生振动的振动发生器24。
当使用者扣动扳机22时，从开关23发出的信号也传送到位置检测装置16上，该位置检测装置16根据从光源14，15发射的由成像装置251形成的红外辐射光点影像，测出在监视器显示屏11上击中的位置。位置检测装置16向控制器13发出连续击中位置的数据，控制器13根据位置检测装置16提供的击中位置的数据和所显示的靶标位置数据，确定模拟枪20发出的每一连续射击是否击中标靶。控制器13可与刷新的射击游戏图像同步地作出有间断的连续判断，因为它不象普通射击游戏机那样，不必使控制器13将数帧游戏图像转换成一帧扫描图像(白色图像)。
当使用者松开扳机22时，开关23断开，控制器13停止发出马达驱动信号。由此，马达242停转，振动发生器24停止向枪壳21传送振动。控制器13也停止判断是否击中标靶。
在图示的实施例中，成像装置251具有相对于监视器显示屏11向上倾斜的光敏器件表面。但是如果光源14，15位于监视器显示屏11底部，成像装置251的光敏器件表面则相对于监视器显示屏11向下倾斜。如果监视器显示屏11具有较小的尺寸，可将光源14，15分别装于监视器显示屏11中心区域的左、右端。在这种情况下，成像装置251的光敏器件表面正对监视器显示屏11。也可以省略光源14，15，而在光源14，15的位置上，由壳体101中的红外辐射发射装置发射辐射影像光点。
在图示的实施例中，成像装置251直接置于壳体252的螺丝套254b，254c，254d，254e上。当然，成像装置251也可通过由橡胶或类似物制成的各种减震件安装在螺丝套254b，254c，254d，254e上，以进一步减小成像装置251上的振动和冲击。
在图示的实施例中，腔室212形成于枪壳21中，位于枪口213附近的枪管211前端之下，并沿枪管211延伸。当然，腔室212也可形成于枪管211中，并沿枪管211延伸。
虽然上面已详细描述了本发明的优选实施例，但应理解在不超出本发明构思的前提下本领域所属普通技术人员可进行各种修改和变换。

Claims (21)

1.一种用于带有监视器显示屏的射击游戏机的模拟枪，它包括：
枪壳，在该枪壳的枪管末端有枪口；
一个位于枪壳中的范围感应器，它用于沿枪口所指的方向映射在监视器显示屏上的预定区域，以测定在监视器显示屏上击中的位置；
一个在枪壳中沿枪管延伸的腔室；
在腔室中的一个壳体，所述范围感应器设于该壳体内；
装在壳体和腔室之间的若干减震件。
2.如权利要求1所述的模拟枪，其特征在于，所述壳体具有沿所述枪口所指的方向加工的开口，与开口相对的位置有底壁，在开口和底壁之间延伸有周边壁，紧靠周边壁、开口和底壁处分别装放有减震件。
3.如权利要求2所述的模拟枪，其特征在于，所述紧靠周边壁的减震件包括绕在周边壁上的减震环，紧靠开口和底壁上的减震件分别包括减震片。
4.如权利要求1、2或3所述的模拟枪，它还包括与监视器显示屏连接的光源，上述光源用于发射由范围感应器成像的辐射光点，以确定监视器显示屏上的击中位置，其中所述范围感应器具有倾斜于枪口平面的光敏器件表面，该表面用于当枪口指向监视器显示屏的基本为中心的区域时，使从光源处发出的辐射光点在光敏器件表面基本为中心的区域成像。
5.如权利要求1所述的模拟枪，其特征在于，至少有一个所述减震件由凝胶体制成。
6.如权利要求3所述的模拟枪，其特征在于，所述绕在周边上的减震环由凝胶体制成。
7.如权利要求3所述的模拟枪，其特征在于，所述紧靠底壁的减震片比紧靠开口的减震片厚。
8.如权利要求4所述的模拟枪，其特征在于，所述光敏器件表面倾斜于所述枪口平面5°。
9.如权利要求1所述的模拟枪，其特征在于，所述范围感应器具有用于检测相对于监视器显示屏发射的辐射光点的光敏器件表面，所述壳体内装有若干螺丝套，通过上述螺丝套所述范围感应器支撑于所述壳体中，所述螺丝套具有不同的长度，以使光敏器件表面相对于所述枪口竖直平面倾斜。
10.如权利要求1所述的模拟枪，其特征在于，所述壳体为圆柱形，并具有一对相对的端面和在该对端面之间延伸的圆周壁，在所述相对端面和圆周壁周围分别装有减震件。
11.如权利要求1所述的模拟枪，其特征在于，所述壳体为圆柱形，并具有一对相对的端面和在该对端面之间延伸的圆周壁，所述减震件包括至少一个绕在所述圆周壁上的减震环，和分别紧靠相对两端面的减震片。
12.如权利要求11所述的模拟枪，其特征在于，所述减震环由凝胶体制成，所述紧靠一个相对端面的减震片由软聚氯丁橡胶海绵制成，所述紧靠另一个相对端面的减震片由硅基橡胶海绵或高密度细蜂窝状尿烷泡沫材料制成。
13.如权利要求12所述的模拟枪，其特征在于，所述另一相对端面距所述枪口的距离比所述一个相对端面的距离远，所述紧靠在另一端面的减震片比所述紧靠一个相对端面的减震片厚。
14.如权利要求10所述的模拟枪，其特征在于，所述圆周壁具有环形槽，所述减震环置于该环形槽内。
15.一种用于带监视器显示屏的射击游戏机的模拟枪，它包括：
端部带有枪口、内部有一个腔室的枪壳；
在腔室中的一个壳体；
一个装在壳体中的范围感应器，该感应器用于使相对于监视器显示屏发射的辐射光点成像，以测出枪口在监视器显示屏上所指到的位置；
装在壳体和腔室之间的若干弹性减震件。
16.如权利要求15所述的模拟枪，其特征在于，所述范围感应器具有用于检测辐射光点的光敏器件表面，所述壳体中装有若干螺丝套，通过所述螺丝套所述范围感应器支撑于所述壳体中，螺丝套具有不同的长度，以使光敏器件表面相对于所述枪口竖直平面倾斜。
17.如权利要求15所述的模拟枪，其特征在于，所述壳体为圆柱形，并具有一对相对的端面和在该对端面之间延伸的圆周壁，在所述相对端面和圆周壁周围分别装有弹性减震件。
18.如权利要求15所述的模拟枪，其特征在于，所述壳体为圆柱形，并具有一对相对的端面和在该对端面之间延伸的圆周壁，所述弹性减震件包括至少一个绕在所述圆周壁上的减震环和分别紧靠相对两端面的减震片。
19.如权利要求17所述的模拟枪，其特征在于，所述减震环由凝胶体制成，所述紧靠一个相对端面的减震片由软制聚氯丁橡胶海绵制成，所述紧靠另一个相对端面的减震片由硅基橡胶海绵或高密度细蜂窝状尿烷泡沫材料制成。
20.如权利要求19所述的模拟枪，其特征在于，所述另一相对端面距所述枪口的距离比所述一个相对端面的距离远，所述紧靠在另一端面的减震片比所述紧靠一个相对端面的减震片厚。
21.如权利要求18所述的模拟枪，其特征在于，所述圆周壁具有环形槽，所述减震环置于所述环形槽内。
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