DE2727258A1

DE2727258A1 - Lichtkanone und deren verwendung

Info

Publication number: DE2727258A1
Application number: DE19772727258
Authority: DE
Inventors: Alvaro J Villa
Original assignee: Walt Disney Productions Ltd
Current assignee: Walt Disney Co
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1977-12-29
Also published as: FR2355309A1; GB1534447A; US4054290A; JPS5319700A; JPS6055758B2

Description

.JAlCGEH, GRAMS & PONTANI

I¹ATI(NTANWAi₁TH 2 7 2 7 9 ζ 8

DII'L.CHLM. DIi. KLAUS JAEGER DIPL-ING. KLAUS D. GFiAMS DR-ING. HANS H. PONTANI UOJb GAUTING · BtRGSTH. 4HVi 8O31 STOCKDORK · KREUZWEG 34 BVt.2 KLtINOSTHElM · HIRSCHPFAD 3

WDP-3

Walt Disney Productions,

500 South Buena Vista Street

Burbank, California 91521, U.S.A.

LichLi.anone und deren Verwendung

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TELEPHON: (O89) B5O2O3O; 85 74O8O; (06027)8025 · TELEX: 5 21 777 isar d

B eschreibung

Die Erfindung betrifft eine Lichtkanone der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Im allgemeinen betrifft die Erfindung eine richtbare Lichtstrahlenquelle, speziell eine im Rahmen dieser Beschreibung "Lichtkanone" genannte Vorrichtung zum Erzeugen auf ein Ziel richtbarer Lichtstrahlen für die Verwendung in Amüsierbetrieben. Nach Betätigen eines als Abzug ausgebildeten Schalters sendet eine solche Lichtkanone einen Lichtstrahl aus, der bei zielgerechter Ausrichtung der Kanone eine Empfängervorrichtung auf dem Ziel aktiviert.

Gebräuchliche Lichtkanonen dieser Art sind stationär montiert. Der Benutzer ("Schütze") steht ortsfest und betätigt einen einfachen EIN/AUS-Schalter für die in der Kanone eingebaute Lichtquelle. Das bei zielgerechter Ausrichtung nach Einschalten des Schalters ("Ziehen des Abzuges") ausgesandte Licht trifft auf einen lichtempfindlichen Detektor im Ziel, der dadurch angeregt wird und beispielsweise eine Anzeige ansteuert. Eine solche gebräuchliche Lichtkanone wird üblicherweise durch eine Zielvorrichtung gerichtet. Der Schütze geht beim Richten der Kanone mit seinem Auge dicht an ein Okular, eine Kimme oder eine anders ausgebildete Zielvorrichtung heran. Die Lichtquelle ist nur bei Betätigung des Abzuges eingeschaltet. Nachteilig und nicht ganz ungefährlich bei dieser Lichtkanone ist die Notwendigkeit, daß der Schütze mit dem Auge dicht an die Zielvorrichtung herangeht. Dies kann zu Verletzungen führen, wenn der Schütze beim Zielen beispielsweise von einem der Umstehenden unglücklich angestoßen wird. Eine solche Zielvorrichtung ist auch dann gefährlich, wenn man die Lichtkanone nicht stationär, sondern beispielsweise auf einem sich bewegenden Fahrzeug montieren wollte.

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Ein weiterer Gebrauchsnachteil der gebräuchlichen Lichtkanonen ist, daß diese alle Licht ein und derselben Wellenlänge aussenden. Wenn von mehreren solcher Lichtkanonen gleichzeitig auf ein und dasselbe Ziel geschossen wird ist nicht zu unterscheiden, weiche der Kanonen den Treffer ausgelöst hat. Schließlich sind die in den Zielen verwendeten Sensoren so ausgelegt, daß sie in einem breiten Sprektralbereich ansprechen. Das führt dazu, daß "Treffer" häufig auch bereits durch Streulicht ausgelöst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtkanone der genannten Art zu schaffen, die ungefährlicher zu benutzen sind, insbesondere auch von bewegten Halterungen aus zu benutzen sind und einen erhöhten Spielwert durch erhöhte Trefferdiskriminierung aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Lichtkanone der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patenanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist .

Zusammengefaßt schafft die Erfindung also eine Lichtkanone, die ständig einen sichtbaren Ziellichtstrahl aussendet und bei der zur Aktivierung des Ziels auswählbar modulierte IR-Frequenzen abgestrahlt werden können. Der in der Kanone ausgebildete optische Strahlengang ist für sichtbares Licht vollständig durchlässig, während der IR-Teil des Spektrums durch einen Stimmgabelunterbrecher modulierbar ist und mittels eines IR-Filters wahlweise in den optischen Strahlengang einschaltbar ist. Die Schaltstellung des IR-Filters wird dabei durch den Abzug der Lichtkanone gesteuert.

Mit Hilfe des von der Lichtkanone ständig imitierten sichtbaren Lichtstrahles kann die Kanone auf ein Ziel ausgerichtet werden. Dazu braucht der Schütze nicht mehr wie bei den gebräuchlichen Lichtkanonen mit dem Auge dicht an eine Zielvorrichtung heran-

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zugehen. Mit ausreichend sicherem Abstand der Augen von der Lichtkanone kann er diese unter Leitung durch den sichtbaren Lichtstrahl richten. Durch unterschiedliche Modulierung der zuschaltbaren IR--Anteile für verschiedene auf dasselbe Ziel richtbare Lichtkanonen kann der Detektor im Ziel auch ermitteln, durch welche der Lichtkanonen der Treffer ausgelöst wurde.

Der IR-Teil des Spektrums dieser Lichtquelle in der Lichtkanone ist auf eine vorgegebene Frequenz moduliert und ist selektiv zum optischen Strahlengang in der Lichtkanone addierbar oder von diesem subtrahierbar. Ein in an sich bekannter Weise aufgebauter Empfänger im Ziel ist nur für moduliertes IR-Licht der entsprechenden Frequenz empfindlich, so daß nur diese Spektralkombination das Ziel aktiviert. Der Empfänger ist dadurch gegen Streulicht und Interferenzen praktisch unempfindlich. Die Lichtkanone der Erfindung liefert also zur Aktivierung des Ziels ein kontinuierlich ausgestrahltes sichtbares Licht und ein wählbar moduliertes IR-Licht.

Der in der Lichtkanone der Erfindung verwendete Stimmgabelunterbrecher weist ein Fenster mit einem Mittelteil auf, das sowohl für sichtbares Licht als auch für IR-Licht durchlässig ist und weist zwei Seitenbereiche auf, die IR-Strahlung ausfiltern. Durch das Schwingen der Stimmgabel wird das IR-Licht periodisch aus dem optischen Strahlengang ausgeblendet oder moduliert. Die Unterbrecherfrequenz liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 400 Hz. Diese Frequenz liegt praktisch außerhalb des Bereiches von IR-Streulichtquellen und anderer Interferenzquellen, insbesondere außerhalb des Rauschens in der Stromversorgung.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die IR-Frequenzen kontinuierlich moduliert und selektiv in den optischen Strahlengang eingeschaltet und ausgeschaltet. Dieses Zuschalten und

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Ausschalten der IR-Frequenzen erfolgt durch ein IR-Filter, das über ein Solenoid in den optischen Strahlengang einführbar und aus diesem herausnehmbar ist. Das Solinoid wird durch den Abzug der Lichtkanone gesteuert.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine Lichtkanone der Erfindung;

Fig. 2 das Blockschaltbild und einen schematischen

Strahlengang einer Lichtkanone der Erfindung;

Fig. 3 das ünterbrecherfenster in Richtung des optischen Strahlenganges und

Fig. 4 in perspektivischer Teildarstellung den

Stimmgabelunterbrecher vor der Blende in der Lichtkanone.

Die in der Fig. 1 gezeigte Lichtkanone 10 ist in einem Gehäuse untergebracht, wie es in Amüsierbetrieben Verwendung finden kann. Die Plattform 11, auf der die Kanone gehaltert ist, ist vorzugsweise Teil eines frei beweglichen Fahrgestells. Für den Spieler ("Schützen") wird durch die bewegliche Anordnung der Lichtkanone das Ausrichten auf ein vorgegebenes Ziel erschwert. Dabei ist es besonders wichtig, daß der Schütze nicht mit dem Auge dicht an die Kanone heranzugehen braucht. Zum Richten emittiert die Lichtkanone 10 ununterbrochen einen sichtbaren Lichtstrahl, der auf einem vorgegebenen optischen Strahlengang 12 auf eines von mehreren Zielen 14 gerichtet ist. Bei mehreren gleichzeitig zur Verfügung stehenden Kanonen strahlt jede dieser Kanonen 10 einen speziell gefärbten optischen Lichtstrahl aus, so daß jeder Schütze den von der von ihm bedienten

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Kanone ausgesandten Lichtstrahl leicht identifizieren kann. Wenn der speziell gefärbte sichtbare Lichtstrahl auf dem optischen Strahlengang 12 auf das Ziel 14 gerichtet ist, wird ein Abzug 16 der Kanone 10 betätigte Dadurch Wird auf demselben optischen Strahlengang 12, auf dem das sichtbare Licht abgestrahlt wird; 'zusätzlich ein moduliertes IR-Lxcht auf das Ziel ausgestrahlt. Dabei wird das Ziel 14 nur durch ein IR-Licht aktiviert, das auf eine vorgegebene Frequenz moduliert ist.

Durch das auf dem Optischen Strahlengang 12 von der Liciitkanone 10 kontinuierlich ausgesandte sichtbare Licht wird ein für den Benutzer ungefährliches Richten der Kanone auch von einer bewegten Plattform 11 aus ermöglicht. Diese Plattform 11 kann beispielsweise auf einem Fahrzeug ausgebildet sein, das auf einer vorgegebenen Bahn auf einem Rundkurs durch einen Vergnügungspark geführt wird. Insbesondere bei dem Einsatz in solchen Vergnügungsparks ist durch die Lichtkanone der Erfindung gewährleistet, daß das Ziel nicht durch andere Lichtquellen wie beispielsweise Blitzlichtlampen oder Blinklichter aktiviert wird.

Der konstruktive Aufbau der Lichtkanone ist im Blöckschaltbild der Fig. 2 dargestellt. In einem röhrenförmigen Gehäuse 18 ist ein an sich bekanntes optisches System angeordnet. Das optische System enthält zur Fokussierung und zum Kollimieren des erzeugten Lichtes zu einem scharfen, enggebündelten Lichtstrahl ein im Gehäuse 18 axial verschiebbar gehalterten Tubus 20. Die Lichtkanone enthält weiterhin ein IR-Steuerteil 22 zur Modulierung und Einblendung oder Ausblendung des IR-Lichts in den bzw. aus dem Lichtstrahl.

Das optische System der Lichtkanone enthält als Lichtquelle eine leistungsstarke Lampe 24, vorzugsweise eine gebräuchliche Projektorlampe, die vor einem Parabolreflektor 26 angeordnet ist. Das von der Lampe 24 abgestrahlte Licht wird vom Parabol-

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reflektor 26 parallelisiert und auf eine Sammellinse 28..ge-r , worfen, die das Licht in einem Brennpunkt sammelt/, der innerhalb einer relativ kleinen Blendenöffnung 30 liegt.

Blendenöffnung 30 ist in einer undurchsichtigen 32 ausgebildet, die ihrerseits im Gehäuserohr 18 gehaltert ist.

Das durch die Blende 30 ,abgestrahlte Licht wir/,4.,dann duttch einne am Außenrand des Tubus 20 gehalterte Uns^ 34 zu ,ei^eiB; intensiven scharfen engen Strahl gebündelt. Um das von yersehteKd^en- ;Ka.npnen ausgesandte sichtbare Licht eindeutig den efin^e zuordnen zu können ist das sichtbare Lieht vor3ug§we.j.s_,e färbt. Diese Färbung wird durch ein Farbfilter 36 ,fee^iE im Tubus 20 vor der Linse 34 angeordnet ist. . , I^ ■;:: _.-■;.:

Das IR-Steuerteil 22 enthält einen optischen Unterbrecher 38* der unmittelbar vor der Blende 30 auf einer Seite .derr .Blendenscheibe 32 angeordnet ist. Zum IR-Steuerteil 22 gehört weiterhin ein IR-Filter 40, dessen Lage relativ zum Strahlengang durch ein Solenoid 42 veränderbar ist. Das IR-Filter 4Q ist durch das Solenoid 42 in den Strahlengang einfi^rbar-und. aus, diesem entfernbar. Das IR-Filter 40 ist auf der den},,,o,gl;jsqhen Unterbrecher 38 gegenüberliegenden Seite der Blend§nseheibe,32 ebenfalls relativ dicht vor der Blende 30 angordnet. -_;; ■ .·.,-. ₉

Die Lampe 24 wird ständig über eine Zuleitung 46 von.e^ner _; Stromquelle 44 gespeist. Auch der Unterbrecher 38■istjständig von der Stromquelle 44 beaufschlagt. Nach Einschalten.; der Stromquelle 44 sind also sowohl die Lampe 24 als auch.der Unterbrecher 38 ständig in Betrieb. Die Stromquelle 44rspeist weiterhin über eine Zuleitung 48, einen Schalter 50, den "Abzug", und eine Leitung 52 das Solenoid 42. Das Solenoid 42 ist nur dann erregt, wenn der Abzugsschalter 50 geschlossen, ist ι

Die eingeschaltete Lampe 24 erzeugt Licht sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich. Der sichtbare Teil.des von der Lampe 24 erzeugten Lichtes läuft dabei ununterbrochen und ungehindert durch das optische System.der Lichtkanone 10;:

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und tritt aus dieser als sichtbarer Lichtstrahl auf dem optischen Strahlengang 12 aus. Das IR-Steuersystem mit dem Unterbrecher 38 und dem IR-Filter 40 ist für sichtbares Licht vollkommen durchlässig.

Das von der Lampe 34 erzeugte Licht im IR-Spektralbereich wird zunächst vom Unterbrecher 38 moduliert. Wenn der Abzug nicht gezogen ist, der Schalter 50 also nicht geschlossen ist, verhindert das IR-Filter 40, daß das IR-Licht aus der Lichtkanone austritt. Bei Betätigung des Abzuges 16, also beim Schließen des Schalters 50, wird das IR-Filter 40 durch das Solenoid 42 aus dem optischen Strahlengang 12 herausgenommen, so daß nun auch das modulierte IR-Licht zusammen mit dem sichtbaren Licht auf dem optischen Strahlengang 12 aus der Lichtkanone 10 austreten kann.

In den Figuren 3 und 4 ist das Unterbrecherfenster des Unterbrechers 38 näher dargestellt. Der Unterbrecher 38 ist ein gebräuchlicher und im Handel erhaltlicher optischer Miniaturunterbrecher, bei dem lediglich die gebräuchlicherweise völlig undurchsichtig ausgebildeten Verschlußelemente durch IR-Filter ersetzt sind. Dieser optische Unterbrecher ist ein Stimmgabelunterbrecher mit gebräuchlichen Schwingarmen 54, deren Funtionsprinzip in der Fig. 3 durch unterbrochen dargestellte Linien angedeutet ist. Auf den Schwingarmen 54 sind für die Lichtkanone der Erfindung IR-Filter 56 gehaltert. Die Schwingarme werden in gebräuchlicher Weise elektromagnetisch angeregt. Durch diese Schwingbewegung werden die auf den Schwingarmen gehalterten IR-Filter periodisch versperrend vor die Blende 30 und diese wieder freigebend geführt. Die Anordnung der Stimmgabelstruktur in unmittelbarer Nähe der Blende 30 ist in der Fig. 4 noch einmal vergrößert dargestellt, wobei auch die Halterung der IR-Filter 56 auf den Köpfen der Schwingarme 54 der Stimmgabel dargestellt ist.

Die Betriebsfrequenz des optischen Miniaturunterbrechers 38

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liegt bei etwa 400 Hz. Dies ist eine Betriebsfrequenz, die eine mögliche Interferenz mit von Streulichtquellen stammendem Licht und anderen elektromagnetischen Interferenzen, insbesondere Rauscheffekten aus den Versorgungsleitungen, praktisch ausschließt.

Auf diese Weise liefert die Lichtkanone der Erfindung zur Ziülhilfe beim Richten der Kanone einen kontinuierlicha^sgestrahlten sichtbaren Lichtstrahl. Durch diese Zielhilfe kann die Lichtkanone der Erfindung auch auf bewegten Plattformen gehaltert werden, insbesondere auf Land- oder Wasserfahrzeugen, die beispielsweise auf vorgegebenen Grundkurven durch einen Vergnügungspark geführt werden. Zur Aktivierung eines Zielempfängers kann in der Lichtkanone die Zuschaltung einer Quelle für modulierte IR-Strahlung nach Belieben auslösbar zugeschaltet und ausgeschaltet werden. Da der Zielempfänger nur durch modulierte IR-Strahlung einer bestimmten vorgegebenen Frequenz aktivierbar ist, wird der Zielempfänger nicht durch erratische Lichtquellen oder Streulichtquellen oder andere Arten elektromagnetischer Interferenzen aktiviert.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1^ Vergnügungszwecken dienende Lichtkanone mit einem Abzugsschalter, durch dessen Betätigung von der Vorrichtung ein Lichtstrahl ausgesandt wird, der in der Lage ist, einen Zieldetektor zu aktivieren, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (24), die ununterbrochen sichtbares Licht und IR-Strahlung aussendet, durch einen in den Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes eingeschalteten Unterbrecher (38), der den IR-Strahl periodisch unterbricht, das sichtbare Licht aber ungehindert hindurchtreten läßt, und durch einen Verschluß (22), der für die periodisch unterbrochene IR-Strahlung undurchlässig, für sichtbares Licht dagegen vollkommen durchlässig ist, und wahlweise in den Strahlengang einschaltbar oder aus diesem herausnehmbar ist, so daß die Vorrichtung bei eingeschalteter Lichtquelle ununterbrochen einen scharf gebündelten sichtbaren Lichtstrahl und wahlweise additiv zuschaltbar einen modulierten IR-Strahl aussenden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die IR-Strahlung modulierende optische Unterbrecher ein unmittelbar vor einer im Strahlengang angeordneten Blende (30) angeordnetes optisches Fenster aufweist, das aus einem mittleren Bereich, der für sichtbares Licht und

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IR-Strahlung praktisch vollkommen durchlässig ist, und einen oder mehrere Seitenbereiche (56) aufweist, die für die IR-Strahlung undurchlässig sind, wobei dieses optische Fenster periodisch so über die Blende (30) führbar ist, daß die IR-undurchlässigen Bereiche (56) des optischen Fensters periodisch die Blendenöffnung (30) verdecken und freigeben.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß (22) ein IR-Absorptionsfilter (40) enthält, der auf dem Anker eines Solenoids (42) gehaltert ist, das durch den Abzugsschalter (16,50) der Vorrichtung erregbar ist, wobei das Solenoid so angeordnet ist, daß das Filter bei nicht erregtem Solenoid vor der Blendenöffnung (30) steht und bei erregtem Solenoid das Filter die Blendenöffnung freigibt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein das optische System einschließendes röhrenförmiges Gehäuse (18), in dem das Licht einer Lichtquelle (24) auf der Zentralachse des Gehäuses zu einer praktisch punktförmigen Lichtquelle in einer Blendenöffnung (30) fokussiert wird, durch einen vor der Blendenöffnung angeordneten IR-Modulator, der die von der Lichtquelle neben den sichtbaren Anteilen abgestrahlten IR-Frequenzen moduliert bevor diese in die Blendenöffnung gelangen, durch eine auf

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der gegenüberliegenden Seite der Blendenöffnung (30) angeordnete Vorrichtung zum wahlweisen Ausblenden der modulierten IR-Frequenz aus dem Strahlengang und durch einen in Richtung des Strahlenganges hinter der Ausblendvorrichtung teleskopartig im Gehäuse (18) verschiebbar gelagerten Tubus (20), der austrittseitig eine Linse oder ein Linsensystem (34) trägt, der das von der Blendenöffnung (30) ausgehende Licht zu einem scharf begrenzten parallelen Lichtstrahl bündelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Tubus ein Farbfilter angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das von der Lichtquelle (24) ausgestrahlte Licht durch einen Parabolspiegel (26) und eine Sammellinse (28) auf der Zentralachse des Gehäuses (18) fokussiert wird.
7. Verwendung der Lichtkanone nach einem der Ansprüche 1 bis

in Vergnügungsbetrieben und Vergnügungsparks von verfahrbaren, insbesondere mit dem Benutzer verfahrbaren Plattformen und Halterungen aus.