DE69609212T2

DE69609212T2 - Schiessspielmaschine

Info

Publication number: DE69609212T2
Application number: DE69609212T
Authority: DE
Inventors: Ketsu Oh
Original assignee: Konami Corp
Current assignee: Konami Digital Entertainment Co Ltd
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2016-02-22
Also published as: EP0728503A1; US6110039A; TW299430B; EP0728503B1; DE69609212D1; JP2681454B2; JPH08226793A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Schießspielmaschine, mit welcher ein auf einem Anzeigeschirm angezeigtes Ziel mit einer Modellschußwaffe getroffen wird und eine Entwicklung eines Spiels in Übereinstimmung mit einer Positionsbeziehung zwischen einer Trefferposition und dem Ziel gesteuert bzw. geregelt ist.
Schießspielmaschinen dieses Typs sind gemäß dem Stand der Technik derart, daß eine Modellschußwaffe mit einem Fotodetektor ausgestattet ist; ein Anzeigeschirm einer Anzeigevorrichtung zur selben Zeit weiß wird, wenn ein Spieler einen Abzug der Modellschußwaffe zieht; ein Rasterabtasten an dem weißen Schirmbild von einer Ecke der Anzeigevorrichtung aus durchgeführt wird; und eine Trefferposition basierend auf einem Zeitpunkt detektiert wird, zu welchem der Fotodetektor Licht von dem Rasterabtastschirm (d. h. der Rasterabtastposition) erhält.
Jedoch weisen die Maschinen gemäß dem Stand der Technik die folgenden Probleme auf:
(1) Der Anzeigeschirm wird immer weiß, wenn der Abzug der Modellschußwaffe gezogen wird, und die Intensität des Lichts von dem weißen Schirm reizt die Augen des Spielers stark, was ein Hindernis für eine Verbesserung der Qualität des Spielschirmbilds ist und den Spieler blendet.
(2) Da die Trefferposition nicht detektiert werden kann, außer der Schirm wird auf den weißen Schirm geschaltet, ist es schwierig, kontinuierlich die Trefferposition zu detektieren, wie eine Anzeige der Trefferposition während einer Kalibrierung. Mit anderen Worten kann, selbst wenn das Spielschirmbild und das weiße Schirmbild alternierend angezeigt werden, die kontinuierliche Detektion mit einem Intervall, das zweimal so lang wie ein Schreibzyklus des Spielschirmbilds ist, durchgeführt werden.
Im Hinblick auf die obigen Probleme wurde eine Schießspielmaschine vorgeschlagen, in welcher ein Bild von einer Anzeigevorrichtung durch einen halbtransparenten bzw. halbdurchlässigen Spiegel reflektiert wird; lichtemittierende Elemente in einer Matrix hinter dem halbdurchlässigen Spiegel angeordnet sind, so daß Lichtstrahlen von den lichtemittierenden Elementen dem Bild überlagert werden; und eine Trefferposition basierend auf einer Position detektiert wird, wo das Licht von dem lichtemittierenden Element empfangen wird (siehe japanische, ungeprüfte Gebrauchsmusterpublikation Nr. 2-65983). Jedoch erfordert diese Maschine eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen, die in einer Matrix angeordnet sind, und eine genaue Positionierung der lichtemittierenden Elemente in bezug auf das Bild von der Anzeigevorrichtung, wodurch die Konstruktion kompliziert wird und eine präzise Anordnung und einen präzisen Zusammenbau erfordert.
Es ist auch eine Schießspielmaschine bekannt, in welcher eine Trefferposition durch Detektieren der Position einer Lichtquelle, die in der Mitte eines Schießziels bzw. einer Schießscheibe angeordnet ist, durch einen Halbleiter-Positionsdetektor detektiert wird, der in einer Modellschußwaffe zur Verfügung gestellt ist, (siehe japanische, ungeprüfte Patentpublikation Nr. 60-111676). Die Lichtquelle kann in der feststehenden Mittelposition angeordnet sein, da das Ziel fixiert ist. Jedoch kann dieses Konzept nicht auf eine Schießspielmaschine angewandt werden, die ein Spielschirmbild, welches sich von Moment zu Moment ändert, oder ein Ziel aufweist, dessen Position sich von Moment zu Moment ändert.
WO-A-93/07437 offenbart eine Zielerfassungs-Trainingsvorrichtung, die für Truppenteams bzw. Sonderkommandos verwendet wird, in welcher ein Projektor auf einen Schirm ein optisches Bild projiziert, welches ein Ziel und hochsichtbare Strichmuster aufweist, welche sich quer zu den Abtastlinien des projizierten, optischen Bilds auf jeder Seite des Ziels erstrecken und eine Vielzahl von hochsichtbaren, unterschiedlichen Zonen voreinstellen, die ein schwarz/weißes Muster aufweisen. Eine Videokamera, die auf einer Waffe vorgesehen ist, bildet Kameravideosignale, die für ein Sichtfeld um den Zielpunkt der Waffe repräsentativ sind. Die Kameravideosignale, die für die hochsichtbaren Muster repräsentativ sind, werden durch einen Mikroprozessor verarbeitet, um den Zielpunkt unter Durchführung der folgenden Schritte zu bestimmen:
(a) Detektieren einer Peak- bzw. Spitzenposition in jedem weißen Bereich bzw. Abschnitt von jedem Strichmuster;
(b) Erhalten eines Mittelwerts für Peakpositionen in jedem weißen Bereich, um einen Schwerpunkt bzw. ein Zentrum für jeden weißen Bereich zu finden;
(c) Mitteln der Schwerpunkte bzw. Zentrumspositionen, um eine Bezugsposition zu erhalten; und
(d) Verwenden dieser Bezugsposition, um eine Trefferposition in dem Schirm auszuwerten.
Dieses System erlaubt eine präzise Rekonstruktion des Auftreffpunkts auf dem Schirm, was in einer hohen Genauigkeit bei der Bestimmung, ob der Zielpunkt mit dem Zielobjekt übereinstimmt, resultiert, was für eine Zielerfassungs- Trainingsvorrichtung, die für Truppenteams verwendet wird, erforderlich ist. Jedoch müssen die hochsichtbaren Strichmuster Teil des auf den Schirm projizierten Bilds sein.
Ein weiterer elektronischer Scharfschützenrekorder ist aus der EP-A 0 285 586 bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schießspielmaschine zur Verfügung zu stellen, welche genau eine Trefferposition einer Modellschußwaffe mit einem einfachen Aufbau detektieren kann und die eine erhöhte Flexibilität in der Anordnung eines für die Detektion des Trefferpunkts erforderlichen Bezugs bzw. einer Referenz erlaubt.
Dieses Ziel wird durch die Schießspielmaschine erfüllt, die die Merkmale, die in Anspruch 1 geoffenbart sind, aufweist. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Schießspielmaschine gerichtet, umfassend eine Anzeigevorrichtung, die einen Anzeigeschirm zum Anzeigen eines Bilds, beinhaltend ein Ziel, aufweist, und eine Treffvorrichtung zum Treffen des Ziels, und weiters umfassend wenigstens eine auf dem Anzeigeschirm angeordnete Referenz, eine Bildaufnahmevorrichtung, welche ein Bild in einem Bildbereich auf dem Anzeigeschirm aufnimmt, einen Referenzpositionsdetektor, welcher die Position des Bezugs bzw. der Referenz in dem durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bild detektiert, und einen Treffpositionsdetektor, welcher die Position auf dem Anzeigeschirm, die durch die Treffvorrichtung getroffen ist, basierend auf der durch den Referenzpositionsdetektor detektierten Position der Referenz detektiert, worin eine Position der Referenz in bezug auf den Anzeigeschirm festlegbar ist und unabhängig von dem auf dem Anzeigeschirm angezeigten Bild ist.
In dem Fall, daß die Bildaufnahmevorrichtung bildempfangende Elemente, die in einer Matrix angeordnet sind, zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen von dem Bildbereich für jede Abtastung beinhaltet, kann der Referenzpositionsdetektor die Position der Referenz bzw. des Bezugs in Übereinstimmung mit einem von der Bildaufnahmevorrichtung für jedes Abtasten ausgegebenen Bildsignal detektieren.
Weiters kann in dem Fall, daß der Referenzpositionsdetektor einen Bild- bzw. Rahmenspeicher zum Speichern des Bildsignals, das von der Bildaufnahmevorrichtung ausgegeben ist, und einen Bereichsbezeichner zum Bezeichnen von wenigstens einem Teilbereich des Bild- bzw. Rahmenspeichers umfaßt, der Referenzpositionsdetektor in dem Bereich des Bildspeichers, der durch den Bereichsbezeichner bezeichnet ist, gespeicherte Inhalte lesen und die Position des Bezugs basierend auf den gelesenen Inhalten detektieren.
Weiters kann in dem Fall, daß der Bezugspositionsdetektor einen Zähler zum Zählen der Anzahl der bildempfangenden Elemente, welche das Bild des Bezugs basierend auf den in dem Bereich des Bildspeichers, der durch den Bereichsbezeichner bezeichnet ist, gespeicherten Inhalten aufgenommen haben, und einen Koordinatenwerte-Integrator zum Integrieren von Koordinatenwerten der bildempfangenden Elemente in dem Bildspeicher, welche durch den Zähler gezählt wurden, aufweist, der Bezugspositionsdetektor die Position des Bezugs basierend auf Ausgaben des Zählers und des Koordinatenwerte-Integrators detektieren.
Es können wenigstens zwei Bezüge zur Verfügung gestellt sein. In einem derartigen Fall bezeichnet der Bereichsbezeichner vorzugsweise den Bereich in Übereinstimmung mit dem Bildsignal von der Bildaufnahmevorrichtung, so daß nur ein Bezug in einem Bereich angeordnet ist.
Es kann auch ein Distanzabschätzer zum Abschätzen eines Abstands zwischen der Treffvorrichtung und dem Anzeigeschirm basierend auf einer Distanz zwischen den Bezügen in der Bildaufnahmevorrichtung und einer aktuellen Distanz zwischen den Bezügen zur Verfügung gestellt sein. Weiters kann in dem Fall, daß der (die) Bezug (Bezüge) die elektromagnetischen Wellen, die eine Wellenlänge außerhalb des Bereichs von sichtbaren Strahlen aufweisen, emittiert(en), die Bildaufnahmeeinrichtung selektiv die elektromagnetischen Wellen von dem (den) Bezug (Bezügen) empfangen.
Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden, detaillierten Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtkonstruktion einer Schießspielmaschine als eine Ausbildung der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine andere, perspektivische Ansicht, die die Gesamtkonstruktion der Schießspielmaschine zeigt;
Fig. 3 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines Positionsdetektors;
Fig. 4A bis 4C sind Diagramme, die die Arbeitsweise eines Datenintegrators zeigen, wobei Fig. 4A einen Anzeigeschirm innerhalb des Sichtfelds einer CCD-Kamera zeigt, Fig. 4B ein Bild zeigt, das durch die CCD-Kamera erhalten wird, wenn ein Bild auf dem Anzeigeschirm aufgenommen ist, und Fig. 4C vergrößert einen Zählblock zeigt;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise eines durch eine Spielregel- bzw. -steuereinrichtung implementierten Programms zeigt;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise des durch den Positionsdetektor implementierten Programms zeigt;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Interrupt- bzw. Unterbrecherroutine I zeigt;
Fig. 8 und 9 sind Flußdiagramme, die eine Unterbrecherroutine II zeigen;
Fig. 10A bis 10C sind Diagramme, die zeigen, wie ein Bereich des Zählerblocks gesetzt wird;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das zeigt, wie eine Trefferposition detektiert wird;
Fig. 12A bis 12E sind Zeitsteuerdiagramme bzw. Zeitsteuertafeln von Hauptsignalen, die in einer Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik verwendet werden; und
Fig. 13A bis 13E sind Zeitsteuertafeln von Hauptsignalen, die in der Schießspielmaschine verwendet werden.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausbildung der Erfindung

Nachfolgend ist eine Ausbildung der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, die eine Gesamtkonstruktion einer Schießspielmaschine gemäß einer Ausbildung der Erfindung zeigen. In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Rahmen der Spielmaschine angedeutet. Ein Anzeigeschirm 1a ist auf der vorderen Oberfläche des Rahmens 1 zur Verfügung gestellt. Ein Projektor 2 ist in dem Rahmen 1 enthalten und projiziert in Übereinstimmung mit einem Videosignal von einer Spielsteuer- bzw. -regeleinrichtung 5, die später beschrieben wird, ein Licht zum Generieren eines Spiel schirmbilds auf einen Projektionsbereich 2a. In dieser Ausbildung wird das Licht von dem Projektor 2 nach hinten in den Rahmen 1 projiziert und hat seinen Weg nach vorwärts zu dem Rahmen 1 durch einen halbtransparenten Spiegel 3, der in einer rückwärtigen Position des Rahmens 1 angeordnet ist, umgekehrt, wodurch es folglich auf den Anzeigeschirm 1a projiziert wird. Auf diese Weise wird das Spielschirmbild auf dem Anzeigeschirm 1a angezeigt.
Bei 4 ist der Infrarotprojektor angedeutet, der in dem Rahmen 1 aufgenommen ist. Wie dies insbesondere deutlich in Fig. 2 gezeigt ist, werden Infrarot-Punktstrahlen von einem Paar von Projektionsbereichen 4a, 4b, die nebeneinander angeordnet sind, projiziert. In dieser Ausbildung wird das Paar von Infrarotstrahlen von dem Infrarotprojektor 4 auch nach rückwärts von dem Rahmen 1 projiziert und weisen ihre Wege nach vorwärts von dem Rahmen 1 durch den halbtransparenten Spiegel 3 umgekehrt auf, so daß sie auf dem Anzeigeschirm 1a angezeigt werden. Die projizierten Positionen der Infrarot-Punktstrahlen LS können frei durch Ändern der Position des Infrarotprojektors 4 oder der Wege der Strahlen, die von dem Projektor 4 projiziert sind, eingestellt werden. Es sollte festgehalten werden, daß die projizierte Position der Infrarot-Punktstrahlen LS an den gegenüberliegenden seitlichen Endpositionen des Anzeigeschirms 1a (siehe Fig. 2 und 4A) festgelegt sind. Da die Infrarotstrahlen eine Wellenlänge außerhalb der sichtbaren Strahlen aufweisen, kann ein Spieler sie nicht sehen.
Bei 5 ist die Spielregel- bzw. -steuereinheit gezeigt, welche vorzugsweise auf einem Einzelsubstrat bzw. einem einzelnen Träger ausgebildet ist. Die Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 umfaßt ein ROM zum Speichern eines Spielprogramms etc., ein RAM zum Speichern von Variablen, die notwendig sind, um das Spielprogramm zu implementieren, einen Prozessor zum Implementieren des Spielprogramms und zum Generieren der notwendigen Spielschirmbilder und andere, notwendige Peripherieschaltungen, wie beispielsweise ein Interface. Der Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 werden Trefferpositionsdaten einer Modellschußwaffe 10 von einem Positionsdetektor 6 eingegeben. Die Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 sendet ein Videosignal, das verwendet wird, um ein Spielschirmbild zu generieren, und ein Leistungssignal aus, das verwendet wird, um die projizierten Bereiche auf dem Projektor 2 bzw. dem Infrarotprojektor 4 zu drehen. Die Spielschirmbilder beziehen sich auf ruhende Bilder und belebte bzw. bewegte Bilder, welche ein durch die Modellschußwaffe 10 zu treffendes Ziel beinhalten.
Bei 6 ist der Positionsdetektor gezeigt, welcher vorzugsweise auf einem Einzelsubstrat ausgebildet ist. Der Positionsdetektor 6 detektiert die Trefferposition der Modellschußwaffe 10 in Übereinstimmung mit einem Bildsignal von der Modellschußwaffe 10 und gibt die Trefferpositionsdaten an die Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 aus. In dieser Ausbildung ist der Positionsdetektor 6 mit drei Bildsignal- Eingabeanschlüssen 6a bis 6c, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ausgebildet. Maximal 3 Modellschußwaffen sind mit dem Positionsdetektor 6 verbindbar. Die Details des Positionsdetektors 6 werden später beschrieben.
Bei 10 ist die Modellschußwaffe, die die Form einer realen Schußwaffe simuliert, gezeigt. Die Modellschußwaffe 10 ist mit einem schwenkbaren Abzug 11 analog zu einer realen Schußwaffe ausgestattet. Die Modellschußwaffe 10 hat einen eingebauten Abzugssignalgenerator (nicht dargestellt) zum Generieren eines Trigger- bzw. Abzugssignals, wenn der Spieler den Abzug 11 zieht. Das Abzugssignal wird der Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 über den Positionsdetektor 6 eingegeben.
Eine CCD-Kamera 13 ist in einer Mündung 10a der Modellschußwaffe 10 über ein vibrationsisolierendes Element 12 aus Gummi oder ähnlichem Material vorgesehen. Die CCD-Kamera 13 umfaßt einen CCD-Sensor (nicht dargestellt) als eine Bildaufnahmevorrichtung und bildet ein Bild basierend auf einer Lichtintensitätsverteilung auf einer lichtempfindlichen bzw. -aufnehmenden Oberfläche des Sensors. In dieser Ausbildung wird als die CCD-Kamera 13 ein CCD-Bereichssensor mit einer Empfindlichkeit verwendet, welche einen ausreichend großen Wellenlängenbereich, umfassend einen Bereich von Infrarotstrahlen, überdeckt. Die CCD-Kamera 13 ist in der Modellschußwaffe 10 derart aufgenommen, daß sie ein Bild aufnehmen kann, das sich vor der Mündung 10a der Modellschußwaffe 10 entlang der Erstreckung der Mündung 10a ausbreitet. Ein Bildsignal, welches repräsentativ für ein durch die CCD-Kamera 13 aufgenommenes Bild ist, wird an den Positionsdetektor 6 ausgegeben. In dieser Ausbildung ist die CCD-Kamera 13 derart angeordnet, daß die lichtempfangende Oberfläche derselben senkrecht auf eine zentrale Achse entlang der Erstreckung der Mündung 10a liegt (äquivalent einer Achse, die die Trefferposition auf dem Anzeigeschirm 1a und die Modellschußwaffe 10 verbindet).
Bei 14 ist eine Fokussierlinse und bei 15 ein Infrarotstrahlen-Übertragungsfilter angedeutet. Die Fokussierlinse 14 und das Filter 15 sind vor der lichtempfangenden Oberfläche des CCD-Sensors angeordnet. Genauer sind die Brennweite der Fokussierlinse 14 und ein Abstand derselben zu dem CCD-Sensor derart eingestellt, daß ein deutliches Bild auf der lichtempfangenden Oberfläche des CCD-Sensors gebildet wird. Das Filter 15 läßt nur das Licht durchtreten, welches eine Wellenlänge innerhalb des Bereichs von Infrarotstrahlen aufweist. Bevorzugter läßt das Filter 15 nur das Licht hindurchtreten, das eine Wellenlänge entsprechend den Infrarotstrahlen aufweist, die von dem Infrarotstrahlprojektor 4 emittiert werden.
Fig. 3 ist ein detailliertes Blockdiagramm des Positionsdetektors 6.
Ein binärer Prozessor 62 wandelt das durch die CCD-Kamera 13 aufgenommene Bild in binäre Daten um, die zwei Niveaus, hoch und niedrig, aufweisen, und gibt sie in einen Bildspeicher 60 ein. Bei dieser Verarbeitung können die binären Niveaus (d. h. Schwellwerte) geeignet durch Ändern einer Referenzspannung entsprechend einer Lichtempfangsempfindlichkeit eingestellt werden. Der Rahmen- bzw. Bildspeicher 60 umfaßt Bildspeicher 601, 602, die jeweils eine Speicherkapazität entsprechend der Anzahl der Pixel der CCD-Kamera 13 aufweisen. Die Bilddaten werden durch Auswahl in dem Bildspeicher 60 durch alternierendes Schalten der Bildspeicher 601, 602 in einem Halbbild- bzw. Feldzyklus (Hälfte eines Vollbild- bzw. Bildzyklus) oder in einem Bildzyklus gespeichert. In dieser Ausbildung gibt die CCD-Kamera 13 Bilddaten, die durch die in einer Matrix (512 · 512) angeordneten Pixel erhalten werden, aus und die Speicherkapazität und die Adressen der Bildspeicher 601, 602 werden basierend auf diesen Pixeln bestimmt.
Bei 63 ist ein Schreibadreßgenerator zum Generieren einer Schreibadresse des Bildspeichers 60 gezeigt und umfaßt einen Bezugstaktgenerator 631 (CLK) zum Ausgeben eines Bezugstaktungspulses von beispielsweise 14 MHz und einen (H, V)-Zähler 632 zum Bilden einer Adresse (H, V). Der Zähler 632 gibt eine Schreibadresse aus, die verwendet wird, um alle Adressen des Bildspeichers 60 mit einer mit dem Feldzyklus synchronisierten Geschwindigkeit abzutasten. Die von dem Binärprozessor 62 ausgegebenen Binärdaten werden alter nierend in die Bildspeicher 601, 602 in Übereinstimmung mit der Adreßausgabe von dem Zähler 632 geschrieben.
Bei 64 ist ein Leseadreßgenerator zum Generieren einer Leseadresse entsprechend einem spezifizierten Bereich innerhalb des Bildspeichers 60 (nachfolgend "Zählblock") gezeigt und umfaßt eine Zählpositions-Steuer- bzw. -Regeleinheit 641 zum Setzen bzw. Einstellen einer Startposition in einem Zählblock und einen (H, V)-Zähler 642. Der Leseadreßgenerator 64 beginnt nach einer Anfangspositionsbestätigung, die später zu beschreiben ist, zu arbeiten und generiert eine Leseadresse des Zählblocks in Übereinstimmung mit einer Startadresse (Hs, Vs) des Zählblocks und Zählblockgrößendaten. Auf diese Weise werden nur die Binärdaten innerhalb des Zählblocks gelesen.
Eine CCD-Kamera-Steuer- bzw. -Regeleinheit 66 generiert ein Synchronisiersignal und ein Kamerasynchronisiersignal in Übereinstimmung mit dem Bezugstakt von dem Bezugstaktgenerator 631. In Übereinstimmung mit diesen Signalen schaltet die Steuer- bzw. Regeleinheit 66 die Bildspeicher und synchronisiert einen Abtastzyklus und eine Abtastzeitsteuerung der CCD-Kamera 13 mit einer Bildung von Adressen der Bildspeicher.
Bei 671, 672 sind Multiplexer als Bereichs- bzw. Gruppenwähler angezeigt. Der Multiplexer 671 schaltet geeignet PC- Adressen von den (H, V)-Zählern 632, 642 und einer CPU 61 für eine Positionsdetektion und gibt diese dem Bildspeicher 60 ein. Der Multiplexer 672 schaltet die Ausgabeseiten der Bildspeicher 601, 602.
Bei 68 ist ein Datenintegrator, umfassend einen Addierschaltkreis 681, einen Latch- bzw. Zwischenspeicherschaltkreis 682 und einen Punktzähler 683, gezeigt. Die Integra tionsergebnisse werden der CPU 61 übersandt, wo die Trefferposition basierend auf dem Integrationsergebnis berechnet wird.
Fig. 4A bis 4C sind Diagramme, die die Arbeitsweise eines Datenintegrators zeigen, wobei Fig. 4A einen Anzeigeschirm 1a innerhalb eines Sichtfelds einer CCD-Kamera zeigt, Fig. 4B ein Bild zeigt, das durch die CCD-Kamera erhalten wird, wenn ein Bild auf dem Anzeigeschirm 1a aufgenommen wird, und Fig. 4C vergrößert einen Zählblock (BL) zeigt.
In der nachfolgenden Beschreibung entsprechen, außer es wird dies speziell angeführt, H- und V-Achsen Seiten- bzw. Längsrichtungen des Anzeigeschirms 1a und ein Ursprung des Koordinatensystems ist an der oberen, linken Ecke des Anzeigeschirms 1a angeordnet. Analog entsprechen X- und Y- Achsen Seiten- und Längsrichtungen des durch die CCD-Kamera 13 aufgenommenen Bilds. Die Koordinaten in Fig. 4B an der oberen, linken Ecke sind (1, 1) und die Koordinaten an der unteren, rechten Ecke sind (512, 512).
In Fig. 4A wird ein Spielschirmbild GP auf den Anzeigeschirm 1a projiziert und die Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr werden auch an seinen gegenüberliegenden, seitlichen Enden darauf projiziert. In Fig. 4B sind die Punktstrahlendaten Dl, Dr, die den linken und rechten Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr entsprechen, hoch im Niveau. Es sollte festgehalten werden, daß BL einen Zählblock bezeichnet.
In Fig. 4C bezeichnet jedes Quadrat innerhalb des Zählblocks BL ein Pixel der CCD-Kamera 13, d. h. jede Adresse des Bildspeichers 60. Eine Adresse (Hs, Vs) an der linken, oberen Ecke des Zählblocks BL ist eine Startadresse des Zählblocks und wird durch die Zählpositions-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 641 gesetzt bzw. eingestellt. Der (H, V) -Zähler 642 bezeichnet Adressen von der Startadresse (Hs, Vs) in einer Reihenrichtung (einer Richtung, die durch einen Pfeil in Fig. 4C gezeigt ist): (Hs + 1, Vs), ..., (Hs + h, Vs). Nach Vervollständigung einer Reihe werden Adressen für eine nächste Reihe bezeichnet. Die Adreßbezeichnung ist an einer Endadresse (Hs + h, Vs + v) beendet. Auf diese Weise kann der Zählblock BL als eine Matrix von h · v bezeichnet werden.
Indem eine als auf einer Abtastoberfläche der CCD-Kamera 13 anzuordnende Linse und die Form und die Lichtstärke der Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr geeignet ausgewählt werden, können die Punktstrahldaten Dl, Dr über eine Mehrzahl von Adressen, wie dies durch einen schraffierten Bereich in Fig. 4C gezeigt ist, geschrieben werden. Indem die Punktstrahldaten auf diese Weise durch eine Vielzahl von Punkten ausgebildet werden, können sie von einem Rauschen unterscheidbar gemacht werden.
Ein Integrationsverfahren wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 4C beschrieben. Bei einer Adressenbezeichnung für den Zählblock BL von dem Leseadreßgenerator 64 werden die in den Adressen des Bildspeichers 601 (oder 602) gespeicherten Inhalte sukzessive gelesen und die gelesenen Adressen werden dem Addierschaltkreis 681 übersandt.
Jedesmal, wenn die Punktdaten (Hochniveaudaten), die die Punktstrahldaten Dl darstellen, aus dem Bildspeicher 601 gelesen werden, wird ein Zählwert des Punktzählers 683 inkrementiert bzw. erhöht und die gelesenen Punktdaten werden dem Latchschaltkreis 682 zugeführt. Der Latchschaltkreis 682 speichert einen Adreßwert, der von dem Addierschaltkreis 681 ausgegeben ist, nur dann zwischen, wenn er die Punktdaten empfängt und sendet diese Werte neuerlich zu dem Addierschaltkreis 681 zurück. Auf diese Weise werden jedes mal, wenn die Punktdaten von dem Bildspeicher 601 ausgegeben werden, die Werte der Adresse, in welcher die Punktdaten gespeichert sind, ausgegeben und durch den Addierschaltkreis 681 addiert.
Als ein Ergebnis wird die Anzahl von in dem Zählblock BL existierenden Punkten durch den Punktzähler 683 gezählt und ein integrierter Wert der Adressen, in welchen die Punktdaten gespeichert sind, wird durch den Latchschaltkreis 682 gelesen. Nach Vervollständigung der Adreßbezeichnung für den Zählblock BL liest die CPU 61 die von dem Latchschaltkreis 682 und dem Punktzähler 683 erhaltenen Daten. Die CPU 61 unterscheidet basierend auf der Anzahl der Punkte, ob die Punktstrahldaten ein Rauschen sind, und berechnet eine Adresse eines zentralen Punkts (Hc, Vc) durch Dividieren des integrierten Werts durch die Anzahl der Punkte. Diese Zentraladresse wird als ein Schwerpunkt bzw. Zentrum des gesamten Schirmbilds angenommen. Der Zählblock wird gesetzt und die Trefferposition wird basierend auf den Zentrumsdaten detektiert.
Eine verwendete Technik, um zu unterscheiden, ob die Punktstrahldaten ein Rauschen sind, kann derart sein, daß beispielsweise ein Schwellwert für die Anzahl der Punkte zur Verfügung gestellt wird und Daten als Punktstrahldaten bezeichnet werden, wenn die Anzahl der Punkte größer als der Schwellwert ist. Weiters kann die Zentraladresse durch eine Hardwarekonstruktion berechnet werden und nur das Berechnungsergebnis kann an die CPU 61 gesandt werden. Weiters können anstelle von absoluten Koordinaten relative Koordinaten von Bezugskoordinaten verwendet werden, um Werte der Koordinaten zu integrieren, und die integrierten Werte können zu den Bezugskoordinaten am Ende addiert werden, um Zielkoordinaten zu erhalten. Dies führt vorzugsweise zu einer schnelleren Addieroperation der Hardware, da die Anzahl von Punkten, die zu behandeln sind, reduziert ist.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Schießspielmaschine gemäß dieser Ausbildung unter Bezugnahme auf die in Fig. 5 bis 9, 10 und 11 gezeigten Flußdiagramme beschrieben.

(1) Spielablauf bzw. Spielverarbeitung (Fig. 5)

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise des durch die Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 implementierten Programms zeigt. Zuerst wird das gesamte System in Schritt S1 initialisiert und eine Spieldatenbearbeitung wird durchgeführt, um ein Spielschirmbild in Schritt S2 zu bilden. Die Spieldatenverarbeitung umfaßt beispielsweise eine Polygonbearbeitung zum Bilden eines bzw. von Buchstaben und dgl. in dem Schirmbild mittels eines Polygons. Die Spieldatenbearbeitung wird in jedem Halbbild- bzw. Feldzyklus durchgeführt. Mit anderen Worten wird in jedem Feldzyklus ein Videosignal von der Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 dem Projektor 2 übersandt, um ein neues Spielschirmbild über das alte zu schreiben.
Das Auslöse- bzw. Triggersignal von der Modellschußwaffe 10 wird in Schritt S3 überprüft und wird es wird in Schritt S4 überprüft, ob das Auslösesignal in einem ON-Zustand ist. Wenn das Auslösesignal in einem ON(EIN)-Zustand ist, d. h. der Spieler den Abzug 11 der Modellschußwaffe 10 gezogen hat, folgt Schritt S5. Im Gegensatz dazu folgt, wenn das Trigger- bzw. Auslösesignal im OFF(AUS)-Zustand ist, d. h. der Spieler den Abzug 11 nicht gezogen hat, Schritt S9.
In Schritt S5 werden Daten betreffend die Trefferposition (H, V)-Daten, die durch den Positionsdetektor 6 detektiert werden, gelesen. Die Arbeitsweise des Positionsdetektors 6 wird später beschrieben. In Schritt S6 wird unterschieden, ob die Trefferposition (II, V), die in Schritt S5 gelesen wurde, (0, 0) ist, d. h. die Trefferposition außerhalb des Spielschirmbilds liegt. Schritt S8 folgt, wenn das Unterscheidungsergebnis dies bestätigt, wohingegen Schritt S7 folgt, wenn dies negativ ist. In Schritt S7 wird eine Datenverarbeitung entsprechend der detektierten Trefferposition durchgeführt. Diese Datenverarbeitung umfaßt z. B. ein Zählen der Anzahl von Schüssen, eine Unterscheidung bzw. Bestimmung, ob das Ziel getroffen wurde, und eine Verringerung der Anzahl der verbleibenden Kugeln.
Andererseits wird in Schritt S8 eine Verarbeitung entsprechend dem Fall, in dem die Trefferposition außerhalb des Spielschirmbilds lokalisiert wurde, durchgeführt. Spezifisch kann keine Bearbeitung durchgeführt werden oder eine Botschaft, wie beispielsweise "MISSED" (verfehlt), kann angezeigt werden. In dieser Ausbildung wird die Modellschußwaffe 10 geladen.
In Schritt S9 wird eine Endüberprüfung in Übereinstimmung mit einer spezifizierten Spielregel durchgeführt. Das Spielprogramm endet, wenn Endbedingungen erfüllt sind, und, falls nichts anderes bestimmt, geht diese Routine zu Schritt S2 zurück, um die obige Operation zu wiederholen.

(2) Positionsdetektion (Fig. 6)

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise des durch den Positionsdetektor 6 implementierten Programms zeigt.
Als erstes wird in dieser Ausbildung der Zählblock BL so gesetzt, um das gesamte, durch die CCD-Kamera 13 aufgenommene Bild, wie dies in Fig. 10A gezeigt ist, zu überdecken, und das Zentrum bzw. der Schwerpunkt D (X, Y) der linken und rechten Punktstrahldaten Dl (Xl, Yl) und Dr (Xr, Yr) wird berechnet. Nachfolgend wird der Zählblock BL so gesetzt, daß er das Bild links von der zentralen Position bzw. dem Schwerpunkt D überdeckt, wie dies in Fig. 10B gezeigt ist, um die linken Punktstrahldaten Dl (Xl, Yl) zu berechnen. Weiters wird der Zählblock BL so gesetzt, daß er das Bild rechts von dem Zentrum D, wie dies in Fig. 10C gezeigt ist, überdeckt, um die rechten Punktstrahldaten Dr (Xr, Yr) zu berechnen. Die Trefferposition wird basierend auf den linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr und einem Abstand zwischen diesen Daten detektiert.
Während dieses Verfahrens ist der Zählblock BL unter der Annahme gesetzt bzw. eingestellt, daß die Punktstrahldaten Dl, Dr nicht in einem Bereich existieren, der durch die Breite der Punktstrahldaten Dl, Dr, die das Zentrum D zentrieren, definiert ist (einem Bereich, der durch t Pixel links und rechts von dem Zentrum bzw. Schwerpunkt D definiert ist), wie dies in Fig. 10B und 10C gezeigt ist. Dementsprechend werden die Startadressen und die Endadressen der Fig. 10A bis 10C wie folgt gesetzt.

[Gleichung 1]

1. Gesamtes Bild (Fig. 10A)
Hs = 1 h = 511 (Hs + h = 512)
Vs = 1 v = 511 (Vs + v = 512)
2. Linkes Bild (Fig. 10B)
Hs = 1 h = x - t - 1 (Hs + h = x - t)
Vs = 1 v = 511 (Vs + v = 512)
3. Rechtes Bild (Fig. 10C)
Hs = X + t h = 512 - X - t (Hs + h = 512)
Vs = 1 v = 511 (Vs + v = 512)
Die Datenbreite t kann ein empirisch erhaltener, bekannter Wert sein oder kann unter Verwendung eines aktuellen Meßwerts, der erhalten wird, wenn der Zählblock BL gesetzt ist, um das gesamte Bild zu überdecken, berechnet werden.
In Fig. 6 wird das gesamte System in Schritt S10 initialisiert. In Schritt S11 werden die entsprechenden Zähler (die (H, V)-Zähler 632, 642 und der Punktzähler 683) in dem Positionsdetektor 6 rückgesetzt. In Schritt S12 wird eine Interrupt- bzw. Unterbrechungsmaske freigegeben, wodurch ein Interrupt-Wartezustand eintritt. In dieser Ausbildung werden zwei Unterbrechungsroutinen vorbereitet.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise einer Interrupt- bzw. Unterbrechungsroutine I zeigt. Die Unterbrechungsroutine I beginnt nach Erhalt eines Unterbrechungssignal, welches jedesmal gebildet wird, wenn die Bilddaten vollständig in den Bildspeicher 601 (oder 602) geschrieben sind. Zuerst wird in Schritt S100 ein Signal, das verwendet wird, um eine Ausgabegruppe an den Bildspeicher 601 (oder 602) zu schalten, in welchen die Bilddaten vollständig geschrieben wurden, an den Multiplexer 672 ausgegeben.
Nachfolgend wird in Schritt S101 der Zählblock BL gesetzt. Spezifisch werden die Startadresse (Hs, Vs) und die Endadresse (Hs + h, Vs + v) des Zählblocks BL gesetzt. In diesem Schritt überdeckt der Zählblock BL das gesamte, durch die CCD-Kamera 13 aufgenommene Bild (siehe Fig. 10A). In Schritt S102 wird ein Zählflag F auf 0 gesetzt. Das Zählflag F zeigt an, welche Art von Block als der Zählblock BL gesetzt ist. Der Wert des Flags F hat die folgenden Bedeutungen:
F = 0... Gesamtbild (Fig. 10A)
F = 1... linkes Bild (Fig. 10B)
F = 2... rechtes Bild (Fig. 10C)
In Schritt S103 gibt die CPU 61 die Startadresse (Hs, Vs) und die Zählblockgröße (h, v) an die Zählpositions-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 641 aus, wodurch der Start eines Zählens instruiert wird. In Schritt S104 wird eine Unterbrechungsmaske freigegeben, wodurch in den Unterbrechungs-Wartezustand eingetreten wird.
Fig. 8 und 9 sind Flußdiagramme, die die Arbeitsweise einer Interrupt- bzw. Unterbrechungsroutine II zeigen. Die Unterbrechungsroutine II startet nach Erhalt eines Unterbrechungssignals, das jedesmal generiert wird, wenn der (H, V)-Zähler 642 die Adreßbezeichnung des Zählblocks BL vervollständigt.
Zuerst wird in Schritt S110 die Punktzahl aus dem Punktzähler 683 gelesen. In Schritt S111 wird ent- bzw. unterschieden, ob die gezählte Punktzahl 0 ist. Wenn das Unterscheidungsergebnis bestätigend ist, folgt Schritt S132, in welchem spezifische Zentrumsdaten (X, Y) = (0, 0) nach einer Bestätigung, daß die linken und rechten Punktstrahlen LSl, LSr nicht durch die CCD-Kamera 13 abgetastet bzw. erfaßt wurden, gesetzt werden. Andererseits folgt, wenn das Unterscheidungsergebnis negativ ist, Schritt S112, in welchem die X- und Y-Richtungskoordinaten-Werteintegrationsdaten von dem Latchschaltkreis 682 gelesen werden.
In Schritt S113 wird unterschieden, ob das Zählflag F auf 0 gesetzt ist. Wenn das Unterscheidungsergebnis bestätigend ist, folgt Schritt S114, in welchem die Koordinaten (X, Y) der Zentrumsdaten D der linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (3) berechnet werden:
X = integrierter Wert des Punktzählers in X-Richtung/Wert des Punktzählers
Y = integrierter Wert des Punktzählers in Y-Richtung/Wert des Punktzählers
In Schritt S115 wird der Zählblock BL neuerlich gesetzt. In Schritt S115 überdeckt der Zählblock BL das Bild links von dem Zentrum D (siehe Fig. 10B). In Schritt S116 gibt die CPU 61 die Startadresse (Hs, Vs) und die Zählblockgröße (h, v) an die Zählpositions-Steuer- bzw. -Regeleinrichtung 641 aus, wodurch der Start eines Zählens instruiert wird. In Schritt S117 wird das Zählflag F auf 1 gesetzt. In Schritt S118 wird die Unterbrechungsmaske freigegeben, wodurch in den Interrupt-Wartezustand eingetreten wird.
Andererseits folgt, wenn das Unterscheidungsergebnis in Schritt S113 negativ ist, Schritt S120, in welchem unterschieden bzw. bestimmt wird, ob das Zählflag F auf 1 gesetzt ist. Wenn das Unterscheidungsergebnis bestätigend ist, folgt Schritt S121, in welchem die Koordinaten (X, Y) der Zentrumsdaten D der linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (4) berechnet werden:
Xl = integrierter Wert des X-Richtung-Koordinatenwerts des L-Blocks/Wert des Punktzählers
Yl = integrierter Wert des Y-Richtung-Koordinatenwerts des L-Blocks/Wert des Punktzählers
In Schritt S122 wird unterschieden, ob die Koordinaten (X1, Yl) der linken Punktstrahldaten Dl, die in Schritt S121 berechnet wurden, (0, 0) sind. Wenn das Unterscheidungsergebnis zustimmend ist, folgt Schritt S132, in welchem die spezifischen Trefferpositionsdaten (H, V) = (0, 0) nach einer Bestimmung, daß der linke Infrarot-Punktstrahl LSl nicht durch die CCD-Kamera 13 erfaßt wurde, gesetzt werden. Wenn andererseits das Unterscheidungsergebnis negativ ist, folgt Schritt S123, in welchem der Zählblock BL neuerlich gesetzt wird. In Schritt S123 bedeckt der Zählblock das Bild rechts vom Zentrum D (siehe Fig. 10C). In Schritt S124 gibt die CPU 61 die Startadresse (Hs, Vs) und die Zählblockgröße (h, v) an die Zählerpositions-Steuer- bzw. -Regeleinrichtung 641 aus, wodurch ein Start eines Zählens instruiert wird. In Schritt S125 wird das Zählflag F auf 2 gesetzt. Danach folgt Schritt S118, wodurch in den Unterbrechungs-Wartezustand eingetreten wird.
Andererseits folgt, wenn das Unterscheidungsergebnis in Schritt S120 negativ ist, Schritt S130, in welchem die Koordinaten (Xr, Yr) der rechten Punktstrahldaten Dr in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (5) berechnet werden:
Xr = akkumulierter Wert des X-Richtung-Koordinatenwerts des R-Blocks/Wert des Punktzählers
Yr = akkumulierter Wert des Y-Richtung-Koordinatenwerts des R-Blocks/Wert des Punktzählers
In Schritt S131 wird unterschieden, ob die Koordinaten (Xr, Yr) der rechten Punktstrahldaten Dr, die in Schritt S130 berechnet wurden, (0, 0) sind. Wenn das Unterscheidungsergebnis bestätigend ist, folgt Schritt S132, in welchem die spezifischen Trefferpositionsdaten (H, V) = (0, 0) nach einer Bestimmung, daß der rechte Infrarot-Punktstrahl LSr nicht durch die CCD-Kamera 13 abgetastet wurde, gesetzt werden. Andererseits folgt, wenn das Unterscheidungsergebnis negativ ist, Schritt S118, wodurch in den Unterbrechungs-Wartezustand eingetreten wird.
Indem wiederum auf Fig. 6 Bezug genommen wird, wird nach Vervollständigung der Unterbrechungsroutine II jede weitere Unterbrechung in Schritt S13 verhindert. Nachfolgend werden in Schritt S14 die Koordinaten (Xl, Yl), (Xr, Yr) der linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr und die Koordinaten (X, Y) des Zentrums D gelesen.
In Schritt S15 wird bestimmt, ob die Koordinaten (X, Y) des Zentrums D, die in Schritt S14 gelesen wurden, (0, 0) sind. Wenn das Unterscheidungsergebnis zustimmend ist, werden die spezifischen Trefferpositionsdaten (H, V) = (0, 0) in Schritt S17 nach einer Bestimmung, daß einer der linken oder rechten Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr nicht durch die CCD-Kamera 13 abgetastet wurde (entsprechend Schritt S132 der Fig. 9) gesetzt, d. h. die Trefferposition ist außerhalb des Anzeigeschirms 1a gelegen. Andererseits werden, wenn das Unterscheidungsergebnis nach einer Bestimmung, daß sowohl die linken als auch die rechten Infrarot- Punktstrahlen LSl, LSr durch die CCD-Kamera 13 abgetastet bzw. erfaßt wurden, negativ ist, d. h. die Trefferposition innerhalb des Anzeigeschirms 1a liegt, in Schritt S26 der Abstand d zwischen den linken und rechten Punktstrahldaten Dl und Dr und die Koordinaten (H, V) der Trefferposition auf dem Anzeigeschirm 1a berechnet.
Das Berechnungsverfahren wird spezifisch beschrieben. Der Abstand d zwischen den linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr wird basierend auf den Koordinaten (Xl, Yl), (Xr, Yr) der linken und rechten Punktstrahldaten Dl, Dr in Übereinstimmung mit der Gleichung (6) berechnet:
d = (Xl - Xr)² + (Yl -Yr)²
Als nächstes wird eine Koordinatentransformation angewandt, um den Ursprung 0 in das Zentrum des durch die CCD-Kamera 13 aufgenommenen Bilds, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, zu legen. Ein virtuelles Fenster GP' entsprechend dem Spielschirmbild GP (die Breite des Fensters GP' ist gleich dem zuvor beschriebenen Abstand d) wird innerhalb des Bilds nach der Koordinatentransformation ausgebildet. Da die Form des Spielschirmbilds GP ähnlich jener des Anzeigeschirms 1a, wie in Fig. 4A gezeigt, ist, ist die Form des virtuellen Fensters GP' ähnlich zu jener des Anzeigeschirms 1a. Dementsprechend werden, wenn angenommen wird, daß W, T die Breite bzw. Höhe des Anzeigeschirms 1a bezeichnen, Abstände ΔX, ΔY des Zentrums D vom Ursprung O in den X- und Y-Richtungen in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (7) erhalten:
ΔX = X - 256 + d/2
ΔY = Y - 256 + d/2 · T/W
Dementsprechend werden die Koordinaten des Ursprungs des virtuellen Fensters GP' auf dem Anzeigeschirm 1a, d. h. die Koordinaten (H, V) der Trefferposition, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (8) erhalten:
H = (W - L)/2 + ΔX · L/d
V = (W - L) T/(2 · W) + ΔY · L/d
Wenn das Spielschirmbild GP im wesentlichen über den gesamten Anzeigeschirm 1a projiziert wird, können die Koordina tenwerte H und V in der folgenden Gleichung (9) durch Weglassen der ersten Terme auf der rechten Seite der obigen Gleichungen unter der Annahme, daß W = L, und durch Ersetzen von L durch W berechnet werden:
H = ΔX · W/d
V = ΔY · W/d
Andererseits kann ein Abstand D zwischen der Modellschußwaffe 10 und dem Anzeigeschirm 1a in Übereinstimmung mit der Gleichung (10): D = f · L/d berechnet werden. In dieser Gleichung bezeichnet f eine Brennweite der Fokussierungslinse 14.
Indem neuerlich auf Fig. 6 Bezug genommen wird, werden in Schritt S18 die Koordinaten (H, V) der Trefferposition, die in Schritt S16 (oder in Schritt S17) berechnet wurden, der Spielregel- bzw. -steuereinheit 5 übersandt. In Schritt S19 wird die Unterbrechungsmaske freigegeben, wodurch in den Unterbrechungs-Wartezustand eingetreten wird. Nach Vervollständigung einer Implementierung der Unterbrechungsroutine werden die Vorgänge nach Schritt S13 wiederholt.
Gemäß der Schießspielmaschine der vorhergehenden Ausbildung werden die Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr, die an die gegenüberliegenden Seitenenden des Spielschirmbilds projiziert sind, durch die CCD-Kamera 13, die in der Modellschußwaffe 10 eingebaut ist, abgetastet bzw. erfaßt und die Trefferposition der Modellschußwaffe 10 wird basierend auf den Positionen der abgetasteten Punktstrahlen detektiert. Dementsprechend ist es ungleich einer Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik nicht notwendig, daß der Anzeigeschirm jedesmal, wenn das Triggersignal von der Modellschußwaffe 10 erhalten wird, weiß wird. Daher können die Spielschirmbilder kontinuierlich angezeigt werden, wodurch die Qualität der Spielschirmbilder verbessert wird und eine Wahrscheinlichkeit, daß der Spieler geblendet wird, reduziert wird.
Weiters kann gemäß der Schießspielmaschine der vorhergehenden Ausbildung die Position in Intervallen, die mit einem Spielschirmbild-Schreibzyklus (Feldzyklus in dieser Ausbildung) synchronisiert sind, detektiert werden. Daher kann die Position im wesentlichen kontinuierlich detektiert werden, wenn es notwendig ist, die Trefferposition wie eine Anzeige der Trefferposition während der Kalibrierung kontinuierlich anzuzeigen. Die Positionsdetektion wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 und 13 beschrieben.
Fig. 12A bis 12E sind Zeitsteuerdiagramme von Hauptsignalen, die in einer Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, wobei Fig. 12A ein Ausblend- bzw. Überlagerungssignal der Anzeigevorrichtung zeigt, Fig. 12B ein I/O-Lesesignal der Spielregel- bzw. -steuereinheit, Fig. 12C ein Auslöse- bzw. Triggersignal der Modellschußwaffe, Fig. 12D ein Ausgabesignal des in der Modellschußwaffe zur Verfügung gestellten Fotodetektors und Fig. 12E ein Latchsignal des (H, V)-Zählers. Bei Ausgabe des Triggersignals wird der Anzeigeschirm weiß, mit dem Ergebnis, daß der Schirm blitzt. Gleichzeitig wird ein Rasterabtasten auf dem weißen Schirmbild durchgeführt und der Wert des (H, V) -Zählers wird zwischengespeichert, wenn der Rasterabtaststrahl durch den Fotodetektor detektiert wird. Nach Vervollständigung der Rasterabtastung für ein Schirmbild wird die Trefferposition zu einer Latchzeitsteuerung des Werts des (H, V)-Zählers detektiert und durch die Spielregel- bzw. -steuereinrichtung gelesen. Dementsprechend kann der Positionsdetektionszyklus nicht kürzer als der Spielschirmbild-Schreibzyklus sein, da die Rasterabtastung für ein Schirmbild durchgeführt werden muß, bis die Positions detektion vervollständigt ist, nachdem das Triggersignal von der Modellschußwaffe ausgegeben wurde.
Fig. 13A bis 13E sind Zeitsteuerdiagramme von in der Schießspielmaschine der vorhergehenden Ausbildung verwendeten Hauptsignalen, wobei Fig. 13A ein Ausblend- bzw. Überlagerungssignal des Projektors 2 zeigt, Fig. 13B ein Überlagerungssignal der CCD-Kamera 13, Fig. 13C ein Trefferpositions-Detektionssignal, das von dem Positionsdetektor 6 ausgegeben wird, Fig. 13D das Triggersignal der Modellschußwaffe und Fig. 13E ein I/O-Lesesignal der Spielregel- bzw. -steuereinheit 5. Das Überlagerungssignal des Projektors 2 und jenes der CCD-Kamera 13 werden synchronisiert und das Trefferpositions-Detektionssignal wird in jedem Feldzyklus ausgegeben. Unmittelbar nachdem das Triggersignal von der Modellschußwaffe 10 ausgegeben wurde, wird die Trefferposition in diesem Moment durch die Spielregel- bzw. -steuereinrichtung 5 gelesen. Dementsprechend kann die Trefferposition kontinuierlich durch Synchronisieren des Feldzyklus mit dem Positionsdetektionszyklus detektiert werden.
Weiters wird gemäß der vorherigen Ausbildung die Trefferposition unter Verwendung des Infrarotstrahlen-Projektors 4 zum Projizieren der zwei Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr und der in der Modellschußwaffe 10 eingebauten CCD-Kamera 13 detektiert. Dementsprechend ist die Konstruktion einfacher als jene der Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik, in welcher die lichtemittierenden Elemente in einer Matrix angeordnet sind. Weiters sind ein genauer Zusammenbau und eine Anordnung nicht erforderlich, da die Trefferposition detektiert werden kann, wenn der Abstand zwischen den Infrarot-Punktstrahlen LSl, LSr und die Abmessungen des Anzeigeschirms 1a (die Breite des Anzeigeschirms 1a) gemessen werden.
Da die Positionen der Infrarot-Punktstrahlen durch die Infrarot-CCD gemäß der vorhergehenden Ausbildung detektiert werden, kann weiters ein Einfluß von Störstrahlen, die eine Wellenlänge innerhalb des Bereichs von sichtbaren Strahlen aufweisen, reduziert werden, mit dem Ergebnis, daß das System im wesentlichen unbeeinflußt durch externes Rauschen gebaut werden kann.
Gemäß der vorhergehenden Ausbildung kann nicht nur die Trefferposition auf dem Anzeigeschirm 1a, sondern auch der Abstand D zwischen der Modellschußwaffe 10 und dem Anzeigeschirm 1a abgeschätzt werden. Daher kann das Spiel diversifiziert werden, indem ein Punkt entsprechend dem Abstand D, wenn das Ziel getroffen wird, gegeben wird. Dies macht das Spiel interessanter.
Die Details der Schießspielmaschine gemäß der Erfindung sind nicht auf die vorhergehende Ausbildung beschränkt, sondern können auf zahlreiche Arten modifiziert werden. Obwohl die Trefferposition durch die Positionen der zwei aufgenommenen Bilder, die die Infrarot-Punktstrahlen in der vorhergehenden Ausbildung zeigen, detektiert wird, ist beispielsweise die Anzahl der Infrarot-Punktstrahlen nicht auf zwei begrenzt. Weiters kann ein Mittel zum Generieren bzw. Bilden der Infrarot-Punktstrahlen geeignet aus bekannten Einrichtungen bzw. Mitteln gewählt werden. Beispielsweise kann es eine Infrarot-emittierende Diode (IRED), ein Laser (kann ein Gaslaser, Flüssigkeitslaser, Feststofflaser oder Halbleiterlaser sein) oder eine weißglühende Lampe mit einer Emissioncharakteristik innerhalb des Bereichs von Infrarotstrahlen sein. Die Position der Mittel zum Bilden der Infrarot-Punktstrahlen ist nicht auf die Position gemäß der vorhergehenden Ausbildung beschränkt. In dem Fall, daß der Lichtweg durch den halbdurchlässigen Spiegel wie in der vorhergehenden Ausbildung gedreht wird, können die Mittel beispielsweise hinter dem halbtransparenten Spiegel angeordnet sein.
Wenn eine Bildaufnahmevorrichtung, die eine "CCD-Lochkamera" genannt wird, in welcher ein CCD-Sensor und ein Prozessor auf einem Einzelsubstrat bzw. -träger gebildet sind, verwendet wird, macht dies die Modellschußwaffe leichter und führt zu einer einfacheren Handhabung. Andererseits kann es auch geeignet sein, daß nur der CCD-Sensor in der Modellschußwaffe vorhanden ist und daß alle Prozessoren auf dem Substrat, wo der Positionsdetektor ausgebildet ist, gebildet sind.
Obwohl die Trefferposition durch Aufnehmen der Bilder der Infrarot-Punktstrahlen als Referenzen mittels der CCD-Kamera in der vorhergehenden Ausbildung detektiert wurden, müssen die Referenzen nicht auf die Infrarot-Punktstrahlen beschränkt sein. Beispielsweise können Ultraviolettstrahlen, akustische Wellen, elektromagnetische Wellen vor den Schirm projiziert werden. Unter Berücksichtigung der Möglichkeit, daß sie durch den Spieler gesehen werden und einem Störlicht unterworfen zu sein, können sichtbare Strahlen vor den Schirm projiziert werden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der Erfindung das Bild des Bezugs, der in der Nachbarschaft des Anzeigeschirms angeordnet ist, durch die Bildaufnahmevorrichtung, die in der Treffvorrichtung eingebaut ist, aufgenommen und die Position, die durch die Treffvorrichtung getroffen ist, wird basierend auf der detektierten Position des Bezugs detektiert. Dementsprechend ist es anders als bei der Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik nicht notwendig, daß der Anzeigeschirm jedesmal, wenn das Triggersignal von der Modellschußwaffe oder der Treffvorrichtung ausgegeben wird, weiß wird. Daher kann das Spielschirmbild kontinuierlich angezeigt werden, wodurch die Qualität des Spielschirmbilds verbessert wird und eine Wahrscheinlichkeit, daß ein Spieler geblendet wird, verringert wird.
Die Trefferposition wird unter Verwendung des Bezugs detektiert, der in der Nachbarschaft des Anzeigeschirms und der Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen des Bilds des Bezugs angeordnet ist. Dementsprechend ist die Konstruktion einfacher als die Schießspielmaschine gemäß dem Stand der Technik, in welcher lichtemittierende Elemente in einer Matrix angeordnet sind, und ein präziser Zusammenbau und präzise Anordnung sind nicht notwendig.
Weiters kann die Position des Bezugs mit hoher Geschwindigkeit während eines Abtastens detektiert werden, d. h. in Intervallen, die mit dem Schreibzyklus des Anzeigeschirms synchronisiert sind. Daher kann die Position im wesentlichen kontinuierlich detektiert werden, wenn es notwendig ist, die Trefferposition kontinuierlich anzuzeigen, wie eine Anzeige der Trefferposition während der Kalibrierung.
Da die Daten innerhalb des bezeichneten Bereichs (Zählblock) verwendet werden, kann weiters die Trefferposition schneller detektiert werden.
Zusätzlich kann die Trefferposition durch einen einfacheren Aufbau detektiert werden.
Die Trefferposition kann genauer unter Verwendung einer Mehrzahl von Bezügen detektiert werden. Insbesondere durch Eliminieren von anderen Rauscheinflüssen als den Bezügen kann die Trefferposition viel genauer detektiert werden.
Weiters diversifiziert die Verwendung des Abstands zwischen der Treffvorrichtung und dem Anzeigeschirm das Spiel, was es interessanter macht.
Weiters kann ein System konstruiert werden, welches nicht Störlicht unterworfen ist, das eine Wellenlänge innerhalb des Bereichs von sichtbarem Licht aufweist, und es ist dementsprechend von äußerem Rauschen unbeeinflußt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen dem Fachmann offensichtlich sein werden. Daher sollten sie als darin umfaßt betrachtet werden, außer falls derartige Änderungen und Modifikationen den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen.

Claims

1. Schießspielmaschine, umfassend: eine Anzeigevorrichtung (2) mit einem Anzeigeschirm (1a) zum Anzeigen eines Bilds, beinhaltend ein Ziel; eine Treffvorrichtung (10), welche das Ziel trifft; einen Bezug bzw. eine Referenz (LSl; LSr), der auf dem Anzeigeschirm (1a) angeordnet ist; eine Bildaufnahmevorrichtung (13), die auf bzw. an der Treffvorrichtung (10) montiert ist, welche ein Bild in einem Bildbereich (BL) auf bzw. an dem Anzeigeschirm (1a) aufnimmt; einen Bezugspositionsdetektor (5; 6), welcher die Position ((Xl, Yl); (Xr, Yr)) des Bezugs bzw. der Referenz (LSl; LSr) in dem durch die Bildaufnahmevorrichtung (13) aufgenommenen Bild detektiert; und einen Treffpositionsdetektor (5; 6; 61), welcher die Position auf dem Anzeigeschirm (1a), die durch die Treffvorrichtung (10) getroffen ist, basierend auf der durch den Bezugspositionsdetektor (5; 6) detektierten Position ((Xl, Yl); (Xr, Yr)) des Bezugs (LSl; LSr) detektiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Position des Bezugs (LSl; LSr) in bezug auf den Anzeigeschirm (1a) fixierbar ist und unabhängig von dem auf dem Anzeigeschirm (1a) angezeigten Bild ist.

2. Schießspielmaschine nach Anspruch 1, worin die Bildaufnahmevorrichtung (13) Bildempfangselemente, die in einer Matrix angeordnet sind, zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen von dem Bildbereich (BL) für jede Abtastung umfaßt, und der Referenz- bzw. Bezugspositionsdetektor (5; 6) die Position ((Xl, Yl); (Xr, Yr)) des Bezugs (LSl; LSr) in Übereinstimmung mit einem Bildsignal, das von der Bildaufnahmevorrichtung (13) ausgegeben wird, für jede Abtastung detektiert.

3. Schießspielmaschine nach Anspruch 2, worin der Bezugspositiondetektor (5; 6) umfaßt einen Bild- bzw. Rahmenspeicher (60), welcher das Bildsignal, das von der Bildaufnahmevorrichtung (13) ausgegeben ist, speichert und einen Bereichsbezeichner bzw. -bestimmungseinrichtung (63; 64), welcher wenigstens einen Teilbereich des Rahmenspeichers (60) bezeichnet bzw. bestimmt, wodurch der Bezugspositiondetektor (5; 6) in dem durch den Bereichsbezeichner (63; 64) bezeichneten Bereich des Rahmenspeichers (60) gespeicherte Inhalte liest und die Position ((Xl, Yl); (Xr, Yr)) des Bezugs (LSl; LSr) basierend auf den gelesenen Inhalten detektiert.

4. Schießspielmaschine nach Anspruch 3, worin der Bezugspositionsdetektor (5; 6) weiters umfaßt einen Zähler (632; 642), welcher die Anzahl von Bildempfangselementen, welche das Bild des Bezugs (LSl; LSr) aufgenommen haben, basierend auf den in dem durch den Bereichsbezeichner (63; 64) bezeichneten Bereich des Rahmenspeichers (60) gespeicherten Inhalten zählt, und einen Koordinatenwerte-Integrator (68), welcher Koordinatenwerte der Bildempfangselemente in dem Rahmenspeicher (60) integriert, welche durch den Zähler (632; 642) gezählt wurden, wodurch der Bezugspositionsdetektor (5; 6) die Position ((Xl, Yl); (Xr, Yr)) des Bezugs (LSl; LSr) basierend auf Ausgaben des Zählers (632; 642) und des Koordinatenwerte-Integrators (68) detektiert.

5. Schießspielmaschine nach Anspruch 4, umfassend zwei oder mehr Bezüge (LSl; LSr), worin der Bereichsbezeichner (63; 64) den Bereich in Übereinstimmung mit dem Bildsignal von der Bildaufnahmevorrichtung (13) so bezeichnet, daß nur ein Bezug (LSl; LSr) in einem Bereich angeordnet ist.

6. Schießspielmaschine nach Anspruch 5, umfassend weiters einen Distanzabschätzer, welcher eine Distanz (D) zwischen der Treffvorrichtung (10) und dem Anzeigeschirm (1a), basierend auf einer Distanz (d) zwischen den Bezügen (LSl; LSr) in der Bildaufnahmevorrichtung (13) und einer tatsächlichen Distanz (L; W) zwischen den Bezügen (LSl; LSr) abschätzt.

7. Schießspielmaschine nach Anspruch 1, umfassend zwei oder mehr Bezüge bzw. Referenzpunkte (LSl; LSr).

8. Schießspielmaschine nach Anspruch 1, worin der Bezug (LSl; LSr) die elektromagnetischen Wellen aussendet, die eine Wellenlänge außerhalb des Bereichs von sichtbaren Strahlen aufweisen, und die Bildaufnahmevorrichtung (13) selektiv die elektromagnetischen Wellen von dem Bezug (LSl; LSr) empfängt.

9. Schießspielmaschine nach Anspruch 1, weiters umfassend einen ersten Projektor (2), welcher das Zielbild auf den Anzeigeschirm (1a) projiziert, und einen zweiten Projektor (4), welcher ein Bild entsprechend dem Bezug (LSl; LSr) auf den Anzeigeschirm (1a) projiziert.

10. Schießspielmaschine nach Anspruch 1, worin ein binärer Prozessor (62) zum Umwandeln des Bilds entsprechend dem Bezug (LSl; LSr), das durch die Bildaufnahmevorrichtung (13) aufgenommen ist, in binäre Daten, welche zwei Niveaus, hoch und niedrig, aufweisen, vorgesehen ist.