DE69215921T2

DE69215921T2 - Beleuchtungskontrollsystem für Handspiele

Info

Publication number: DE69215921T2
Application number: DE69215921T
Authority: DE
Inventors: Charles R C O Williams Bleich; Mark C O Williams E Coldebella; Lawrence E C O Williams Demar
Original assignee: Williams Electronics Games Inc
Current assignee: Williams Electronics Games Inc
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-01-28
Also published as: EP0499377A1; DE69215921D1; JPH0557044A; EP0499377B1; CA2060129A1; TW213990B; US5091677A; AU1069792A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssteuersystem und insbesondere ein solches System, das speziell für die Verwendung mit Flipperspielen ausgelegt ist.
Typischerweise wird eine Flipperspielbeleuchtung dazu verwendet, das Spielfeld zu beleuchten, um dem/der Spieler/in des Spiels zu ermöglichen, die Handlung auf dem Spielfeld deutlich zu sehen. Eine Beleuchtung wird ferner dazu eingesetzt, die Rückkastenbebilderung hervorzuheben, um das Spiel für Spieler/innen attraktiv zu machen. Eine Beleuchtung ist auch dazu eingesetzt worden, den Betrieb von Spielfeldmerkmalen zu betonen und interessante visuelle Effekte zu erzeugen. Mit der zunehmenden Komplexität von Flipperspielen ist eine verbesserte Mikroprozessorsteuerung der Spielbeleuchtung wünschenswert geworden.
Der Einsatz von Mikroprozessoren zur Steuerung parallel geschalteter Ketten von Glühbirnen ist im Fachgebiet wohlbekannt. Ein Mikroprozessor wird dazu verwendet, Treibertransistoren einzuschalten, um die Beleuchtungsketten zu erregen. Dies erfordert jedoch einen hohen Stromverbrauch und ermöglicht lediglich eine einfache "Ein/Aus"-Steuerung der Beleuchtungsketten. Ein flexibleres Mittel zur Steuerung der Spielbeleuchtung ist wünschenswert.
Ein verbessertes Verfahren zur Beleuchtungssteuerung verwendet Triacs zur Erregung von Beleuchtungsketten. Ein solches Verfahren wird zum Beispiel im an Slobodzian vergebenen US-patent Nr. 3.941.926 und im an Payne vergebenen US-Patent Nr.3.961.365 beschrieben. Diese Patente offenbaren ein Triac-gesteuertes Beleuchtungssystem, das dazu verwendet wird, Beleuchtungselemente auf einem großen Anzeigesystem zu erregen. Die Verwendung von Triacs verringert den Stromverbrauch. Triacs ermöglichen ferner eine verbesserte Steuerung der Beleuchtungsstärke, da sie dazu verwendet werden können, die Beleuchtungsketten mit Wechselstrom- Betriebsspannungen zu versorgen. Eine Schaltung zur Erfassung des Nulldurchgangs kann dazu verwendet werden, ein Signal an den Mikroprozessor zu schicken, wenn das Wechselspannungsniveau null Volt durchläuft. Der Mikroprozessor kann die Beleuchtungsstärke steuern, indem er die Zündung der Triacs abhängig von der Phase der Wechselspannung verzögert. Diese Technik ist als Phasenwinkelzündung bekannt.
Triac-Systeme ermöglichen zwar eine bessere Steuerung, jedoch stellen die gegenwärtigen Systeme immer noch keine maximale Flexibilität bei der Spielbeleuchtung bereit. Es ist ein Beleuchtungssystem wünschenswert, das dazu in der Lage ist, die Spielfeldaktivität zu überwachen und die Spielbeleuchtung einzustellen, um bei optimiertem Stromverbrauch eine maximale Anziehungskraft auf Spieler/innen zu erzielen.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssteuersystem für Flipperspiele bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, unabhängig die Stärke eine Mehrzahl von Beleuchtungsketten einzustellen.
Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, ein solches System bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, Spielfeldzustände zu überwachen und, ansprechend darauf, die Stärke der Spielbeleuchtung einzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine solches System bereitzustellen, das die Lebensdauer von Lampen, die in Verbindung damit verwendet werden, maximiert.
Diese Aufgaben, wie auch andere, werden Fachleuten anhand der untenstehend vorgenommenen ausführlichen Beschreibung der Erfindung deutlich werden.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Das Beleuchtungssteuersystem der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine verbesserte Steuerung einer Flipperspielbeleuchtung, indem eine unabhängige Steuerung der Stärke einer Mehrzahl von Beleuchtungsketten bereitgestellt wird. Die Beleuchtungsketten werden von einer Wechselstromversorgung mit schaltbarem Strom versorgt. Die Ausgabe der Stromversorgung wird vom System überwacht, das ein Ausgabesignal bereitstellt, wenn die Versorgungsspannung null Volt durchläuft. Ein Triac wird dazu verwendet, Strom auf die zugeordnete Beleuchtungskette aufzuschalten, und zwar für verschiedene Zeitintervalle relativ zur Nulldurchgangsstelle, abhängig von dem gewünschten Stärkeniveau für diese Beleuchtungskette.
Das System überwacht Spielzustände, wie zum Beispiel die verstrichene Zeit, seit das Spiel zuletzt gespielt wurde, und steuert, ansprechend darauf, die Stärke der Beleuchtungsketten. Das Stärkeniveau der Lampen in jeder Beleuchtungskette kann so gesteuert werden, daß ihre Lebensdauer verlängert wird, wodurch die Stillstandszeit zur Ersetzung von Lampen so klein wie möglich gehalten wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist ein Blockdiagramm des Beleuchtungssteuersystems der vorliegenden Erfindung.
FIG. 2 ist ein schematisches Diagramm einer Schaltplatine zur Beleuchtungssteuerung der vorliegenden Erfindung.
FIG. 3 ist ein Diagramm der Schwingungsform der Ausgangsspannung, die dazu verwendet wird, die Lampen der vorliegenden Erfindung mit Strom zu versorgen.
FIG. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das zur Erklärung des Beleuchtungssteuersystems der vorliegenden Erfindung nützlich ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. FIG. 1 zeigt ein Blockdiagramm des Beleuchtungssteuersystems der vorliegenden Erfindung. Ein Mikroprozessor 10 ist über einen Bus 12 an eine Schaltplatine 14 zur Beleuchtungssteuerung angeschlossen. Die Beleuchtungsplatine 14 steuert den Betrieb einer Mehrzahl gesonderter Beleuchtungsketten 15, wie hierin im folgenden beschrieben werden wird. Die Beleuchtungsketten 15 können an verschiedenen Stellen auf einem Spielfeld eines Flipperspiels angeordnet sein. Sie können dazu verwendet werden, den Betrieb bestimmter Spielfeldmerkmale, wie zum Beispiel unter anderem Puffer, Kugel-Ausstoßvorrichtungen oder Rampen, zu betonen. Beleuchtungsketten können auch im Spiel- Rückkasten angeordnet sein. Diese Ketten können so gesteuert werden, daß sie die Rückkastenbebilderung hervorheben und so die visuelle Wirkung des Spiels verbessern. Die tatsächliche Anzahl von Beleuchtungsketten, die dazu eingesetzt werden, das Spielfeld und/oder den Rückkasten zu beleuchten, variiert von Spiel zu Spiel. Die Verwendung von fünf solcher Ketten bei einem gegebenen Spiel ist jedoch nicht selten.
Der Einfachheit halber wird der Betrieb der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Steuerung der Stärke der Beleuchtungsketten durch den System-Mikroprozessor 10 beschrieben. Für Fachleute mit üblichen Kenntnissen wird offensichtlich sein, daß der Logik-Schaltungskomplex zur Steuerung der Beleuchtungsstärke dafür ausgelegt sein kann, unabhängig vom Mikroprozessor zu arbeiten, wobei der Mikroprozessor den Schaltungskomplex lediglich mit dem gewünschten Beleuchtungsniveau versorgt.
FIG. 2 zeigt ein schematisches Diagramm der Beleuchtungsplatine 14. Eine Wechselstrom-Stromversorgung 20 ist an eine Beleuchtungskette 15 angeschlossen, die bis zu 18 einzelne parallel geschaltete Lampen umfassen kann. Über ein Triac 24, das mittels eines Signalspeichers 26 (zum Beispiel ein D-Flipflop) über einen Pull-up-Transistor 28 gezündet wird, wird Strom von der Wechselstromversorgung auf die Lampen aufgeschaltet. Die Beleuchtungsplatine 14 trägt für jede zum Spiel gehörige Beleuchtungskette 15 ein gesondertes Triac. Der Signalspeicher 26 ist über den Bus 12 an den Mikroprozessor angeschlossen. Wenn der Signalspeicher 26 ein entsprechendes Signal vom Mikroprozessor 10 empfängt, schaltet er den Pull-up-Transistor ein, der seinerseits das Triac 24 zündet.
Die Ausgabe der Wechselstromversorgung 20 wird von einer Schaltung 30 zur Erfassung des Nulldurchgangs überwacht, deren Ausgang an den Mikroprozessor 10 angeschlossen ist. Wenn die Ausgabe der Wechselstrom-Stromversorgung 20 null Volt durchläuft, wird ein Signal an den Mikroprozessor 10 geschickt. Wie hierin im folgenden beschrieben werden wird, verwendet der Mikroprozessor diese Information dazu, ansprechend auf die zustände auf dem Spielfeld den Betrieb der Beleuchtungsketten 15 zu steuern.
FIG. 3, in der die Spannungsausgabe der Wechselstrom- Stromversorgung 20 gezeigt wird, ist hilfreich, um zu erklären, wie die Stärke der Beleuchtungsketten 15 gesteuert wird. Ein Pfeil 32 zeigt die Nulldurchgangsstelle der Ausgangsschwingungsform. Wie bereits bemerkt, wird an dieser Stelle von der Schaltung 30 zur Erfassung des Nulldurchgangs ein Signal an den Mikroprozessor 10 (bzw., wie bereits bemerkt, an einen anderen Logik-Schaltungskomplex auf der Beleuchtungsplatine 14) gesendet. Abhängig vom gewünschten Beleuchtungsniveau für eine gegebene Beleuchtungskette 15 kann das Triac 24 sofort gezündet werden oder verzögert werden, bis einer der Punkte, die durch die Bezugsnummern 34-46 an der Ausgangsschwingungsform gekennzeichnet sind, erreicht ist.
Durch ein Variieren der Zeitverzögerung, bevor das Triac 24 gezündet wird, kann die "Ein"-Zeit der Glühbirnen in der Beleuchtungskette 15 gesteuert werden. Wie Fachleuten mit üblichen Kenntnissen offensichtlich sein wird, ist die Stärke der Beleuchtungskette 15 umso größer, je eher nach der Nulldurchgangsstelle 32 das Triac gezündet wird. Das Triac 24 unterbricht, wenn die Schwingungsform erneut null Volt durchläuft. Wenn das Triac 24 an der Stelle 34 gezündet wird, bleibt die Beleuchtungskette 15 fur eine längerer Zeitdauer eingeschaltet, als wenn die Zündung an der Stelle 46 erfolgt.
Während des Betriebs empfängt der Mikroprozessor 10 von der Schaltung 30 zur Erfassung des Nulldurchgangs jedesmal ein Signal, wenn die Ausgabe der Wechselstrom-Stromversorgung 20 null Volt durchläuft. Der Mikroprozessor bestimmt die Zeitverzögerung, die dazu benötigt wird, das gewünschte Beleuchtungsniveau zu erhalten. Wenn das Verzögerungsintervall verstrichen ist, bedient der Mikroprozessor den Signalspeicher 26, der den Pull-up-Transistor 28 einschaltet, welcher das Triac 24 zündet. Die Beleuchtungskette 15 wird bis zum nächsten Nulldurchgang mit Strom versorgt. Zu diesem Zeitpunkt hört das Triac 24 auf zu leiten, bis es nach Verstreichen des nächsten Verzögerungsintervalls erneut gezündet wird.
FIG. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das hilfreich ist, um zu erklären, wie der Mikroprozessor das gewünschte Beleuchtungsniveau für die Beleuchtungsketten 15 bestimmt. Die Programmierung des Mikroprozessors 10 umfaßt eine, bei 48 beginnende, Routine zur Steuerung der Beleuchtungsstärke, ansprechend auf Zustände auf dem Spielfeld. Wie bereits bemerkt, ist der Mikroprozessor 10 dazu in der Lage, mehrere Beleuchtungsketten zu steuern. Die Routine zum Einstellen der Beleuchtungsstärke wird normalerweise auf sich wiederholende Weise für jede Beleuchtungsplatine 14 ausgeführt. Bei 50 bestimmt der Mikroprozessor 10 somit die nächste Beleuchtungsplatine, für die die Stärkeneinstellung ausgeführt werden soll.
Bei 52 verwendet der Mikroprozessor Informationen über Spielfeldzustände, die im Systemspeicher gespeichert sind, um zu bestimmen, ob das Spiel gerade gespielt wird. Wenn das Spiel in Betrieb ist, bestimmt der Mikroprozessor als nächstes bei 54 das gewünschte Beleuchtungsniveau. Wenn das Spiel in Betrieb ist, kann die Beleuchtungskette hell erleuchtet werden, insbesondere dann, wenn es wünschenswert ist, die Aufmerksamkeit des/der Spielers/in auf das Gebiet des Spielfelds zu lenken, das durch die Beleuchtungskette beleuchtet wird, die gerade eingestellt wird.
Wenn das Spiel zur Zeit nicht in Betrieb ist, bestimmt der Mikroprozessor 10 bei 53 die Zeit, die verstrichen ist, seit es zuletzt gespielt wurde, bevor er das gewünschte Beleuchtungsniveau bestimmt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel veranlaßt die Programmierung des Mikroprozessors 10 die Lampen dazu, zunehmend schwächer zu leuchten, während die Zeitdauer, seit das Spiel zuletzt gespielt wurde, wächst, bis ein vorgegebenes minimales Stärkeniveau erreicht ist, wodurch der Stromverbrauch des Spiels zu Ruhezeiten verringert wird. Auf diese Weise minimiert die verbesserte Steuerung der allgemeinen Beleuchtung einen unnötigen Verschleiß von Spielelementen.
Es hat sich ferner erwiesen, daß eine Verringerung der Beleuchtungsstärke die Lebensdauer der Glühbirnen in den Beleuchtungsketten 15 erhöht. Eine Verringerung der Stärke von voll bis auf etwa 90% erhöht die Lebensdauer der Glühbirnen um etwa das Vierfache. Der Mikroprozessor 10 kann ferner die Lichter dazu bringen, gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Abfolge auf zuleuchten, um die Aufmerksamkeit potentieller Spieler/innen auf das Spiel zu lenken.
Bei 56 bestimmt der Mikroprozessor dann, abhängig vom Nulldurchgang-Erfassungssignal, die entsprechende Verzögerungszeit für die Zündung des Triacs. Bei 58 schließlich zündet der Mikroprozessor das Triac zur entsprechenden Zeit.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele und Zustände beschrieben, die die Erfindung nicht begrenzen sollen. Fachleuten wird klar sein, daß Änderungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele und Zustände vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargestellt ist, abzuweichen.

Claims

1. Interaktives Beleuchtungssteuersystem für Flipperspiele des Typs mit geneigtem Spielfeld und Rückkasten, das folgendes umfaßt:

a) eine Beleuchtungsplatine mit mindestens einer Beleuchtungskette, die eine Mehrzahl parallel geschalteter Lampen zur Beleuchtung des Spielfelds bzw. des Rückkastens umfaßt;

b) eine Wechselstrom-Stromversorgung zur Versorgung der Beleuchtungsplatine mit Strom zum Erregen jeder zugehörigen Beleuchtungskette;

c) Mittel zum Erfassen der Nulldurchgangsstelle der Wechselstrom-Sromversorgung und zum Erzeugen eines Steuersignals, wenn ein Nulldurchgang stattfindet;

d) Mittel zum Schalten des Wechselstroms auf die Beleuchtungsketten zu ausgewählten Zeiten relativ zur Nulldurchgangsstelle;

e) einen Mikroprozessor zum Empfangen des Steuersignals und zum Steuern des Schaltmittels, um die Zeitdauer zu variieren, für die Strom auf die Lichtplatine aufgeschaltet wird, wobei der Mikroprozessor Mittel zum Bestimmen der Dauer von Spieluntätigkeiten und, ansprechend darauf, zum Einstellen der Stärke der Beleuchtungskette umfaßt.

2. Interaktives Beleuchtungssteuersystem für Flipperspiele des Typs mit geneigtem Spielfeld und Rückkasten, das folgendes umfaßt:

d) Mittel zum Aufschalten des Wechselstroms auf die Beleuchtungsketten zu ausgewählten Zeiten relativ zur Nulldurchgangsstelle;

e) einen Mikroprozessor zum Empfangen des Steuersignals und zum Steuern des Schaltmittels, um die Zeitdauer zu variieren, für die Strom auf die Lichtplatine aufgeschaltet wird, wobei der Mikroprozessor Mittel zum Bestimmen eines bestimmten Bereichs des Spielfelds bzw. des Rückkastens, der hervorgehoben werden soll, und zum Erhöhen der Stärke der dazugehörigen Beleuchtungskette, um die Aufmerksamkeit des Spielers des Spiels auf den bestimmten Bereich zu lenken, umfaßt.

3. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem jede Beleuchtungsplatine eine Mehrzahl von Beleuchtungsketten umfaßt, wobei die Stärke jeder Beleuchtungskette unabhängig steuerbar ist.

4. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Zeit zwischen Nulldurchgangsstellen in gleichformige Inkremente aufgeteilt ist, wobei die Stärke der Beleuchtungskette durch die Steuerung der Anzahl derjenigen Inkremente, während deren das Schaltmittel zuläßt, daß die Beleuchtungskette mit Strom versorgt wird, bestimmt wird.

5. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem mit einer Zunahme der Spieluntätigkeitszeit die Stärke der Beleuchtungskette zunehmend schwächer wird, bis ein vorgegebenes Mindeststärkenniveau erreicht ist.

6. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Schaltmittel ein Triac umfaßt.

7. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Schaltmittel ein Mittel zum Einstellen der Stärke der Beleuchtungskette umfaßt, um die Aufmerksamkeit des Spielers des Spiels auf einen bestimmten Bereich des Spielfelds bzw. des Rückkastens zu lenken.

8. Beleuchtungssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem mit einer Zunahme der Spieluntätigkeitszeit die Stärke der Beleuchtungskette von einem Höchstniveau voller Stärke bis zu einem Mindestniveau von etwa 90% reicht.