FR2533449A1 - Jeu a projectile, et capteur magnetique pour la detection du projectile d'un tel jeu - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CAPTEUR ELECTROMAGNETIQUE QUI DETECTE ET SIGNALE LE PASSAGE RAPPROCHE D'UN PROJECTILE FERROMAGNETIQUE. LE CAPTEUR 44 EST PLACE DE MANIERE A EVITER TOUT CONTACT AVEC LE PROJECTILE 18, PAR EXEMPLE UNE BILLE DE BILLARD ELECTRIQUE, ET IL COMPORTE UN BARREAU AIMANTE 110 ENTOURE D'UNE BOBINE 112 DANS LAQUELLE LA VARIATION DU FLUX MAGNETIQUE, RESULTANT DU PASSAGE DE LA BILLE 18 ENGENDRE UNE TENSION QUI, AU-DELA D'UN CERTAIN SEUIL, PEUT DECLENCHER UN DISPOSITIF DE COMPTAGE. DOMAINE D'APPLICATION: BILLARDS ELECTRIQUES ET AUTRES JEUX DE TYPE ANALOGUE.

Description

L'invention concerne d'une manière générale des jeux comportant des

télédétecteurs L'invention concerne plus particulièrement des capteurs magnétiques destinés

à des jeux à projectiles ferromagnétiques mobiles L'in-

vention concerne d'une manière encore plus particulière des capteurs magnétiques destinés à être utilisés dans

des jeux caractérisés par au moins un projectile ferro-

magnétique se déplaçant sur une surface Le jeu bien connu de billard électrique constitue un exemple non limitatif

de tels jeux.

Il existe de nombreux jeux d'amusement connus, caractérisés par la présence d'une surface ou d'un champ de jeu sur lequel se déplace un projectile ferromagnétique tel qu'une bille d'acier Le projectile peut recevoir d'un joueur une impulsion initiale faisant passer dfun point bas à un point plus élevé du champ de jeu o il rebondit sur une butée et redescend le long du champ de jeu d'une manière apparemment aléatoire, rebondissant sur des colonnettes ët d'autres obstacles Dans une autre variété d'un tel jeu, une bille d'acier peut être dirigée et projetée vers une cible d'un champ de-jeu plan qui est sensiblement de niveau par rapport au vecteur gravité local Dans un autre exemple d'un tel jeu, le champ de jeu peut ne pas être plat; par exemple, il peut avoir une forme bombée Les indications précédentes ne sont données qu'à titre d'exemple et ne sont pas limitatives de la classe des jeux considérée ici On peut considérer

d'autres jeux dans lesquels le projectile suit une tra-

jectoire en chute libre sur au moins une partie de sa

course.

Dans l'un quelconque des jeux considérés, il peut être souhaitable de détecter la position du projectile ferromagnétique en mouvement sans en affecter de façon perceptible le déplacement sur le champ de jeu Un jeu de billard électrique, par exemple, peut comporter un couloir spécial permettant le passage libre d'une bille mais, si le passage de la bille se produit à certains moments, un bonus est octroyé-au joueur Les périodes actives ou de bonus peuvent être indiquées par l'allumage de lampes indicatrices appropriées En variante, dans des jeux dans lesquels des projectiles sont dirigés sur une surface sensiblement plate et de niveau, il peut être souhaitable de déplacer au cours de certaines séquences les cibles ponctuelles, séquences pendant lesquelles les

billes d'acier peuvent être tirées et des points récompen-

sent le joueur si la bille roule sur les cibles ponctuelles en-mouvement Le jeu, connu sous le nom de "jeu de tir", peut être réalisé de façon à se comporter d'une manière très analogue aux vidéojeux affichant des cibles qui

peuvent être tirées et "détruites" par un joueur.

L'invention concerne un dispositif destiné à détecter le passage d'un projectile ferromagnétique en mouvement sans affecter de façon perceptible le mouvement de ce projectile, et elle concerne également des jeux utilisant un tel dispositif Dans la plupart des jeux considérés dans le présent mémoire, le projectile se déplace sur la surface d'un champ de jeu Les moyens et le procédé prévus utilisent la propriété ferromagnétique

du projectile à des fins de détection.

D'une façon générale, une forme de réalisation de l'invention est utilisée dans un jeu présentant une

surface de jeu sur laquelle au moins un projectile ferro-

magnétique se déplace Des détecteurs ou capteurs sont placés à l'écart de la surface Par exemple, ils sont encastrés au-dessous de points de la surface afin que le projectile n'entre pas en contact avec eux Un capteur réalisé conformément à un aspect de l'invention comporte des moyens destinés à produire un flux magnétique et des

moyens destinés à produire une tension électrique propor-

tionnelle au rythme de variation du flux, la tension étant utilisée comme signal électrique Le capteur est placé par rapport à un point situé sur la surface de jeu de manière à provoquer une variation maximale du flux

lorsqu'un projectile ferromagnétique passe directement au-

dessus de ce point Des moyens de comptage, par exemple un amplificateur destiné à amplifier le signal électrique

et un compteur numérique, sont associés au capteur L'am-

plificateur et le compteur ne réagissent qu'à des tensions de seuil supérieures à une certaine valeur déterminée

par les caractéristiques de l'amplificateur et du compteur.

En variante, les moyens de comptage peuvent comprendre tout autre dispositif électronique convenable tel qu'une bascule de Schmitt dont le signal de sortie peut être utilisé comme signal d'entrée d'un microordinateur ou pour commander directement des lumières-et des sons associés

au'jeu.

Une forme particulière de réalisation constituant un exemple de l'invention peut comprendre un jeu de

billard électrique tel que celui décrit dans la demande -

de brevet des Etats-Unis d'Amérique No 349 298, déposée par Halliburton, Re D, Pearson, J H et Sava R J sous

le titre "Panic Post for Pinball Games" La forme parti-.

culière de réalisation à utiliser avec le jeu de billard

électrique peut comprendre, comme source de flux magné-

tique, un barreau aimanté fixé à la surface inférieure d'une planche de jeu dont la surface supérieure constitue le champ de jeu du billard électrique Cet exemple de billard électrique comprend donc également une bille, des moyens destinés à propulser la bille sur le champ de jeu, un ou plusieurs leviers pivotants ou "flippers" disposés à proximité du champ de jeu pour modifier le mouvement de la bille, des points de contact situés sur le champ de jeu et coopérant avec des moyens destinés à compter les contacts entre la bille et les points de contact, un trou de sortie et des couloirs conduisant à ce trou de sortie par lequel la bille peut passer pendant le déroulement du jeu La bille, qui doit être en acier dans le cadre de la présente invention, est propulsée sur le champ de jeu à une vitesse substantielle, dans le sens de la montée du champ de jeu La bille rebondit ensuite au sommet du champ de jeu ou sur des obstacles situés sur ce dernier, d'une manière bien connue-des observateurs de tels jeux Dans le jeu particulier décrit, la bille assume donc la fonction d'unprojectileferromagnëtique se déplaçant sur la planche de jeu Le barreau aimanté fixé au-dessous de la planche de jeu peut être orienté de manière qu'un axe passant par lés pôles Nord et Sud de ce barreau et sensiblement centré dans le barreau soit perpendiculaire au champ de jeu Le pôle Nord ou le pôle Sud du barreau aimanté est alors placé à une faible distance au-dessous de la surface du champ de jeu sur lequel le projectile se déplace Le capteur magnétique de détection comporte nécessairement des moyens destinés à retenir l'élément magnétique, qui, dans ce cas, est le barreau aimanté, contre la surface inférieure de la planche de jeu Le barreau aimanté de cette forme de réalisation est entouré d'une bobine de fil électriquement conducteur qui constitue donc un solénoïde dont l'axe est maintenu dans une position coïncidant sensiblement avec l'axe du barreau aimanté Une extrémité de la bobine peut être raccordée à une connexion de masse et l'autre extrémité peut constituer un conducteur de sortie de

la bobine.

Il ressort de la description précédente que

le passage d'un projectile ferromagnétique sur la surface du champ de jeu peut modifier momentanément le champ magnétique du barreau aimanté Cette modification résulte du changement causé au circuit magnétique par la bille ferromagnétique et elle est notable si la bille passe à proximité d'un pôle du barreau aimanté La modification du champ magnétique-du barreau aimanté entraîne une variation momentanée du flux magnétique à l'intérieur du solénoïde ce qui, par suite, conformément aux lois bien connues de l'électromagnétisme, induit une tension entre les bornes du solénoïde La tension est proportionneli au rythme de variation du flux qui, sur tout circuit donné, est:sensiblement proportionnel à la vitesse de passage de la bille La détection de tensions supérieures à une valeur minimale établit une vitesse minimale à laquelle une bille en mouvement peut être détectée La vitesse minimale de la bille sur un trajet quelconque s'accroit évidemment avec la distance du point d'approche le plus près du trajet au point directement opposé à

la pièce polaire la plus proche du barreau aimanté.

Le solénoïde peut être connecté au circuit d'entrée d'un amplificateur à transistors Le signal de sortie de l'amplificateur peut être soumis à une conver- sion analogique/numéri*e par une bascule de Schmitt, et le signal numérique peut être appliqué au circuit de commande principal du jeu Ce signal d'entrée peut alors être utilisé par le circuit du jeu pour l'exécution

de fonctionsde jeu souhaitées L'amplificateur à transis-

tors et la bascule de Schmitt constituent ainsi un élé-

ment de comptage monté entre les bornes du solénoïde et qui réagit aux tensions de sortie apparaissant entre

les bornes, supérieures à une certaine valeur de seuil.

L'élément de comptage présente donc un seuil préalabl'ement réglé au-delà duquel il signale des événements lorsque la différence de tension électrique entre les bornes du solénoïde dépasse ce seuil En conséquence, l'uélément de comptage indique le passage d'un projectile, à une vitesse supérieure au minimum, en un point suffisamment rapproché du point situé directement au-dessus du pale

du barreau aimanté.

L'invention concerne donc un capteur convenant à une utilisation dans des jeux d'amusement et destiné

à détecterlle passage d'objets ferromagnétiques L'inven-

tion a également pour objet d'accroître l'intérêt de jeux à projectile au moyen d'un capteur capable de détecter le passage du projectile ferromagnétique sans

affecter de façon perceptible le mouvement de ce projectile.

L'invention a également pour objet un capteur destiné à.

des jeux à projectiles, qui détecte le passage, sur un champ de jeu, d'objets magnétiques suffisamment rapides mais qui ne réagit pas à des projectiles très lents

ou à des objets fixes, paramagnétiques ou diamagnétiques.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective d'un billard électrique dans lequel l'invention peut être utiliséecette vue montrant des exemples de couloirs de sortie, ainsi que deux leviers ou "flippers"; la figure 2 est une coupe transversale partielle d'un capteur de détection magnétique fixé sur la surface inférieure d'une planche de jeu, conformément aux principes de l'invention; et la figure 3 est un schéma d'un circuit de

comptage pouvant être utilisé avec le capteur selon l'in-

vention, montré sur la figure 1.

La figure 1 représente un billard électrique 10

comprenant une caisse 12 reposant par des pieds 13 sensi-

blement au niveau de la ceinture d'un joueur normal La caisse 12 comporte un dessus en verre au-dessous duquel

est disposé un champ de jeu bordé et légèrement incliné 15.

Un mécanisme manuel 16 d'alimentation en billes est placé

dans l'angle inférieur droit du champ de jeu et est uti-

lisé pour projeter une bille 18 jusqu'à l'extrémité supé-

rieure du champ de jeu 15, au début d'une partie La bille redescend ensuite en roulant, sous l'effet de la pesanteur, sur le champ de jeu légèrement incliné, en rebondissant contre des cibles et des éléments qui en modifient la direction et qui sont situés sur le champ de jeu, éléments

et cibles qu'elle dépasse.

Dans l'appareil représenté, les cibles et les éléments dirigeant la bille, tels que montrés, comprennent des trous éjecteurs 19, des rails supérieurs 20 de guidage, des cibles espacées en creux 22, des butoirs frappeurs 24 et des bandes catapultes 25 De plus, deux leviers ou "flippers" 26, commandés sélectivement par des boutons 28 gauche et droit actionnés à la main, sont disposés de part et d'autre d'un couloir central 30 de sortie de jeu qu'ils définissent Deux couloirs latéraux 32 de sortie de jeu sont également définis sur les côtés du champ de

jeu Une fois que la bille est passée dans l'un des cou-

loirs de sortie, elle est perdue, et soit une autre bille est alors disponible pour être mise en jeu, soit le jeu

est fini.

Un mécanisme à pièces 34 est placé sur-le devant de la caisse afin de recevoir des pièces constituant la somme appropriée pour permettre au nombre souhaité de joueurs de jouer Une armoire 36 est en général également prévue, cette armoire étant fermée par une plaque de verre et portant des décorations et des indications de jeu convenables Ainsi, des indicateurs de joueurs 38 donnent une indication visuelle du joueur en cours de jeu, et des fenêtres 40 affichent en continu les marques mises

à jour, sous forme numérique, pour les joueurs respectifs.

D'autres indicateurs peuvent comprendre un indicateur "tilt" d'inclinaison, des indicateurs de bille en jeu,

et des lampes clignotantes de marque,qui ne sont pas repré-

sentés de façon détaillée ' Le champ de-jeu peut comporter des zones plates

42 de marque comprenant des pièces de matière plastique trans-

lucide et au-dessous de chacune d'elles est placée une lampe Chaque zone 42 de marque est associée à un capteur 44 marqué au-dessous du champ de jeu, comme montré sur la figure 2, par exemple Lorsque la bille passe à proximité de l'un des capteurs 44, la lampe correspondante peut clignoter ou s'éteindre La zone 42 de marque donne' donc une indication du passage de la bille au-dessus du

capteur.

L'appareil de jeu peut varier largement en ce qui concerne les détails d'enregistrement des points à la-marque lorsque la bille se déplace sur le champ de jeu et porte contre les divers éléments en modifiant la direction et/ou les cibles Cependant, fondamentalement,

chaque élément dirigeant la bille ou chaque cible, lors-

qu'il est frappé par la bille, renvoie cette dernière et/ou additionne des points à la marque du joueur Une commande, telle que celles décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 093 232 et N O 4 198 051, peut être prévue pour totaliser la marque et allumer les lampes conformément à une certaine logique préalablement établie de l'appareil de jeu, alors que la bille carambole sur

le champ de jeu.

Comme représenté sur la figure 2, le capteur 44 peut comprendre un barreau aimanté 110 entouré d'une bobine 112 qui peut être logée à l'intérieur des limites 114 d'une ouverture ménagée dans la face inférieure 116 d'une planche de jeu 118 La surface supérieure de la planche de jeu 118 constitue le champ de jeu 15 La bille 18 est réalisée en acier et elle se comporte comme un projectile ferromagnétique, dans le jeu, se déplaçant dans une direction indiquée par une flèche 124 Les bornes et 132 de la bobine 112 sont connectées à un circuit 134 de comptage qui peut être monté sur une équerre 136 de retenue destinée également à maintenir en position l'aimant 110 et la bobine 112 On peut voir sur la figure 2, qui représente un exemple d'une réalisation possible d'une forme préférée de l'invention, que le passage de la bille d'acier 18 directement au-dessus du barreau aimanté a pour effet de modifier le flux magnétique couplant la bobine 112 à ce barreau Une tension est ainsi engendrée entre les bornes 130 et 132 de la bobine, cette tension étant proportionnelle au rythme de variation du flux magnétique couplant la bobine, lequel rythme de variation est lui-même en relation avec la vitesse et la position

relative de la bille d'acier 18 Si la tension est suffi-

samment grande, elle provoque une réponse de la part du circuit 134 de comptage et cette réponse peut être utilisée

comme signal d'entrée pour le jeu.

Il apparaît donc que la figuré 2 représente un capteur de détection magnétique pouvant être utilisé

avec un jeu de billard électrique.

La figure 3 représente une forme de réalisation d'un circuit de comptage convenant à une utilisation dans la réalisation particulière montrée sur la figure 2 La borne 130 de la bobine 112 est représentée comme étant connectée à la masse et sa borne 132 est connectée à une borne d'un condensateur 140 d'entrée dont l'autre borne est reliée à la base d'un transistor 142, à savoir un transistor NPN tel que montré sur la figure 3 Deux résistances 144 et 146 de polarisation sont montées en série entre les bornes d'une alimentation 148 et leur

point commun est connecté à la base du transistor 142.

La borne positive de l'alimentation 148 est reliée au collecteur du transistor 142 par l'intermédiaire d'une résistance de charge 150 La borne négative est connectée à l'émetteur du transistor 142 par l'intermédiaire d'une résistance 152 shuntée par un condensateur 154 La borne négative est également connectée par une résistance 156 à l'entrée d'une bascule de Schmitt 160 L-'entrée de

cette bascule est également reliée au collecteur du transis-

tor par l'intermédiaire d'un condensateur 162.

Les variations de tension provenant de la bobine 112 sont appliquées à l'entrée du transistor 142 par l'intermédiaire du condensateur 140 Les résistances 144,

146, 150 et 152 et le transistor 142 constituent un cir-

cuit amplificateur classique Le condensateur 154 empêche

la tension d'émetteur de varier avec la tension de base.

Le condensateur 162 et la résistance 156 forment le cir-

cuit d'entrée de la bascule de Schmitt 160 La sortie 164 de la bascule de Schmitt peut être utilisée comme entrée

de l'électronique commandant le jeu.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention Par exemple, l'uti-

lisation d'aimants autres que des barreaux magnétiques

ainsi que d'autres sources de flux magnétique est possible.

Il n'est pas nécessaire que tous les projectiles du jeu soient ferromagnétiques; on peut souhaiter, dans le jeu, que certains projectiles ne puissent être détectés par les capteurs Selon l'invention Il n'est pas non plus nécessaire que la surface du jeu soit plane, cette surface

pouvant être ondulée ou bosselée En variante, le mouve-

ment du projectile peut ne pas être totalement limité à une surface, mais peut comprendre une composante de

chute libre.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Jeu, caractérisé en ce qu'il présente une surface ( 15) ayant au moins un point prédéterminé ( 42), un dispositif ( 16) destiné à projeter un projectile ferromagnétique ( 18) pour le mettre en mouvement sur la- dite surface, un élément ( 110) destiné à produire un flux magnétique de force maximale sensiblement audit point prédéterminé, et un capteur ( 44) qui réagit au rythme de variation du flux magnétique en produisant un signal électrique, le capteur et l'élément produisant le flux magnétique étant positionnés par rapport à la surface afin

d'éviter tout contact avec le projectile ferromagnétique.

2 Jeu, caractérisé en ce qu'il présente une surface ( 15) ayant au moins un point prédéterminé ( 42), au moins un projectile ferromagnétique ( 18) se déplaçant sur cette surface pendant le déroulement du jeu, un aimant ( 110) entouré d'une bobine ( 112) et disposé, par rapport au point prédéterminé, afin d'éviter tout contact avec le projectile, et un capteur ( 44) destiné à produire

un signal électrique lorsque le projectile suit une tra-

jectoire passant à proximité du point prédéterminé, ledit signal étant maximal, à une vitesse établie du projectile, lorsque la trajectoire passe directement au-dessus dudit point.

3 Jeu selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la surface est sensiblement plane.

4 Jeu selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface est inclinée pour permettre au projectile de se déplacer, sous l'effet de la gravité, d'un E

zone relativement haute vers une zone relativement basse.

Jeu selon la revendication 4, caractérisé

en ce qu'il s'agit d'un billard électrique.

6 Jeu selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que l'élément produisant un flux magné-

tique comprend un élément magnétique ( 110) destiné à produire un champ magnétique ayant des pôles Nord et Sud et un axe passant par ces pôles, un élément ( 136) destiné à retenir l'élément magnétique en position de façon que 1 1 l'axe soit sensiblement perpendiculaire à ladite surface,

une bobine ( 112) de solénoïde constituée d'un fil électri-

quement conducteur et dont l'axe de soléno Ide coïncide sensiblement avec l'axe de l'élément magnétique, la bobine comportant des bornes ( 130, 132) , des variations du champ magnétique induisant une différence de tension électrique entre les bornes, proportionnelle au rythme

de ces variations.

7 Jeu selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément magnétique et la bobine comprennent un

barreau aimanté entouré d'un fil conducteur.

8 Jeu selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le capteur possède un seuil prédé-

terminé et réagit au signal électrique lorsque ce dernier

dépasse ce seuil.

9 Jeu selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur comprend un amplificateur et une bascule

de Schmitt ( 160).

Capteur magnétique destiné à être utilisé avec un jeu de billard électrique comportant au moins un projectile ferromagnétique ( 18) se déplaçant sur une planche de jeu ( 118) pendant le déroulement du jeu, caractérisé en ce qu'il comporte 3 un élément magnétique ( 110) ayant des pâles Nord et Sud et un axe passant par ces pâles, cet élément étant destiné à produire un champ

magnétique, un élément ( 136) destiné à maintenir l'élé-

ment magnétique au-dessous de la planche de jeu de manière que l'axe soit sensiblement perpendiculaire à la surface de la planche de jeu, une bobine ( 112) de solénoïde, constituée d'un fil électriquement conducteur et ayant des bornes ( 130, 132), l'axe du soléno Ide étant maintenu de façon à coincider sensiblement avec l'axe de l'élément

magnétique de manière que des variations de champ magné-

tique induisent, entre lesdites bornes, des différences de tension électrique, le capteur magnétique comportant

également des moyens de comptage ayant un seuil prédé-

terminé, montés entre lesdites bornes et destinés à indi-

quer des événements lorsque les différences de tension

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électrique dépassent le seuil afin de signaler le passage du projectile, à une vitesse supérieure à un minimum, à

proximité de l'élément magnétique.

11 Capteur magnétique selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément magnétique et la bobine comprennent un barreau aimanté entouré d'un fil conducteur. 12 Capteur magnétique selon la revendication

, caractérisé en ce que les moyens de comptage compren-

nent un amplificateur et une bascule de Schmitt ( 160).

13 Détecteur de projectile dans un jeu dans lequel au moins un projectile ferromagnétique ( 18) se déplace sur la surface ( 15) d'une planche de jeu ( 118),

caractérisé en ce qu'il comporte un élément ( 110) produi-

sant un flux magnétique, disposé au-dessous de ladite surface, et un élément de détection magnétique ( 44) disposé au-dessous de la surface, sans contact avec un projectile de jeu quelconque, cet élément de détection réagissant au rythme de variation du flux passant dans ledit élément

de détection en-_produisant un signal électrique en rela-

tion systématique avec ce rythme de variation, la dispo-

sition de l'élément produisant un flux magnétique par rapport à un point prédéterminé de la surface ayant pour effet que le rythme de variation du flux est maximal

lorsque le projectile de jeu passe par ce point.