JP2000300857A - 家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 家庭用ゲーム機にコントローラおよび制御ユ
ニットを接続し、制御ユニットに模型線路を接続するこ
とにより、家庭用ゲーム機により実現することができ、
かつ、実際の鉄道車両と同じ力行，惰行，制動ができリ
アルな走行ができる家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型シ
ステムを提供する。 【解決手段】 家庭用ゲーム機１にコントローラ２およ
び制御ユニット３が接続され、さらに模型線路５が接続
されている。ソフト１ｂに格納されている鉄道模型シス
テムのプログラムを読み込むことにより模型車両６を走
行させることができる。マスコン２ａおよび制動レバー
２ｂによる操作により家庭用ゲーム機で現在の車両速
度，重量と操作信号に基づき制御電圧が演算出力され、
模型車両６は力行，惰行および制動特性のリアル走行が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用ゲーム機を
用い、コントローラにより模型車両の走行を運転操作す
ることができる鉄道模型システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ミニチュアの模型線路に模型車両を走ら
せるシステムが従来より存在する。このシステムは、プ
レーヤがコントローラを操作して車両を走行させるもの
である。模型車両に模型線路を介して制御電圧を送り、
模型車両の速度制御は制御電圧の値を変えることにより
行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の鉄道
車両は、列車本来の運動特性である力行，惰行，制動の
特性により運行されるものである。ここで、力行とは、
車両に駆動力を与えて加速走行するものであり、惰行と
は慣性走行のことで、車両慣性重量が大きく、走行抵抗
も小さいことから列車加速後はこの惰行走行となる。従
来のミニチュアの鉄道模型システムでは、コントローラ
のダイヤル操作と模型車両の走行速度が１：１に連動し
ており、ダイヤル操作で指示される電圧値が車両を駆動
するモータの入力電圧となり、実際の車両のように惰行
走行などのリアルな走行を再現することはできない。

【０００４】また、上記ミニチュアの鉄道模型システム
は、家庭で楽しむ場合、専用のセットになっているシス
テムを入手する必要があり、鉄道模型システム以外には
その装置の一部を他に利用することもできず、コストパ
フォーマンスが良くないという欠点があった。そこで、
本件発明者は、ＣＤ−ＲＯＭやカセットなどの各ゲーム
のソフトを変えれば、種々のゲームを楽しむことができ
る家庭用ゲーム機を利用して鉄道模型システムを構築す
ることを検討し本発明に至った。

【０００５】本発明は上記背景に基づくもので、その目
的は、家庭用ゲーム機にコントローラおよび制御ユニッ
トを接続し、制御ユニットに模型線路を接続することに
より、家庭用ゲーム機により実現することができ、か
つ、実際の鉄道車両と同じ力行，惰行，制動ができリア
ルな走行ができる家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型シス
テムを提供することにある。本発明の他の目的は、リア
ル走行ができるとともに模型車両の運転席から前方の風
景を見ながら操作することができ、さらには模型車両の
位置検出手段を搭載することによりダイヤなどの高度な
車両運行管理を可能とする家庭用ゲーム機を用いた鉄道
模型システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システ
ムは、模型線路上の模型車両に駆動手段を搭載し、前記
駆動手段に所定の電圧を供給することにより模型車両を
走行制御できる鉄道模型部と、前記模型車両を操作する
ための操作部を有するコントローラと、鉄道模型制御プ
ログラムに基づき走行操作制御を可能とし、前記コント
ローラからの操作信号を受け、該操作信号，現在の車両
速度および車両重量などの車両情報に基づき力行，惰
行，制動特性に則った走行を可能にするディジタル車両
制御信号を演算出力する演算処理手段を有するゲーム機
と、前記演算処理手段より出力されるディジタル車両制
御信号に対応したアナログ制御電圧に変換し、該アナロ
グ制御電圧を前記駆動手段に加える制御ユニット手段と
を備えている。また、本発明は、前記目的を達成するた
めに上記構成に加えてモニタ手段を有し、運転状況の情
報や運転演出音声を出力するように構成されている。さ
らに、本発明は、前記他の目的を達成するために上記構
成に加えてモニタ手段と、前記模型車両に搭載され、模
型車両の前方を撮像するカメラ手段と、前記カメラ手段
から取り入れた映像を送信する映像送信手段と、前記映
像送信手段からの映像信号を受信し、該映像信号に前記
ゲーム機からの運転状況を示す表示用データを挿入し、
合成画像を作る合成画像形成手段とを有し、前記合成画
像を前記モニタ手段に出力するように構成されている。
さらには本発明は、前記他の目的を達成するために上記
構成に加えて前記模型車両に、車両の位置を検出し位置
検出信号を出力する位置検出手段を搭載し、前記映像送
信手段は、前記位置検出信号を前記カメラ手段からの映
像信号とともに送信し、前記ゲーム機は受信した位置検
出信号により模型車両の位置を判定し、ダイヤ，信号シ
ステムに情報として加えるように構成されている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、鉄道模型システムを家庭用
ゲーム機により実現でき、実際の鉄道車両と同じような
リアル走行ができる。また、運転席から前方を見ている
状態と同じ状態でコントロール操作ができ、車両の位置
を検出する手段を設けることによりこの情報をダイヤあ
るいは信号システムに良好に取り入れることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態をさらに詳しく説明する。図１は本発明による
家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システムの外観図であ
る。家庭用ゲーム機１の前面のコネクタ１ａには、コン
トローラ２と制御ユニット３が接続される。また、背面
の図示しないコネクタにはモニタ手段であるテレビが接
続される。家庭用ゲーム機１に鉄道模型制御プログラム
が格納されているＣＤ−ＲＯＭ１ｂを装着し電源をオン
すると、該プログラムが立ち上がる。コントローラ２の
発進加速を行うマスコン２ａ，制動を行う制動レバー２
ｂを操作することにより、コントローラ２から操作信号
が家庭用ゲーム機１に送られ、該ゲーム機１で内部演算
処理が行われてディジタル車両制御信号が出力される。
制御ユニット３はディジタル車両制御信号をＤＣ電圧に
変換し、ＤＣ電圧は線路５に入力される。模型車両６は
走行用モータを搭載しており、走行モータに線路５を介
してＤＣ電圧が供給される。

【０００９】家庭用ゲーム機１はＣＤ−ＲＯＭ装着タイ
プではなく、他の記憶媒体を装着するタイプのものでも
良く、コネクタ１ａに通常のパッドなどを接続すること
により、他のアプリケーションソフトのゲームを行うこ
とができる。

【００１０】図２（ａ）は、本発明によるシステムの第
１の実施の形態を示す回路ブロック図で、家庭用ゲーム
機の回路例を示したものである。図２（ｂ）はメイン演
算部の演算処理手段の詳細機能を示す図である。図２
（ａ）において、点線で囲んだ部分が家庭用ゲーム機内
の回路部であり、ＲＯＭメモリ７は、ＣＤ−ＲＯＭ，Ｒ
ＯＭカセット，メモリカードなどであり、装脱着可能で
ある。電源部１３より電源ＤＣ電圧が供給される。鉄道
模型制御プログラムおよびデータ情報が格納されたＲＯ
Ｍメモリ７が装着され、図示しない電源スイッチオンに
より、鉄道模型制御プログラムおよびデータ情報がＲＡ
Ｍメモリ９に読み込まれる。メイン演算部１０は、ＲＡ
Ｍメモリ９からの情報に基づきオープニング画面および
サウンドを画像出力部１４およびサウンド出力部１５に
送出する。

【００１１】コントローラ２のマスコンレバー２ａから
の発進・加速・減速信号を示すステップ値または制動レ
バー２ｂからの制動信号を示すステップ値は、Ｉ／Ｏ制
御部１１を介してメイン演算部１０に送られる。メイン
演算部１０は、送られてきた加速などを示すステップ値
および現在の模型車両６の速度などに基づき演算を行
い、制御ユニット３に送出すべきディジタル車両制御信
号を算出する。

【００１２】図３Ａは、ゲーム機が加速処理を行うとき
の流れを説明するためのフローチャートである。コント
ローラ２のマスコン２ａが操作されて加速信号が送られ
る（ステップ（以下「Ｓ」という）３０１Ａ）と、メイ
ン演算部１０の発進・加速演算部１０ｂは加速信号，現
在の走行速度および車両重量データから加速率を算出す
る（Ｓ３０２Ａ）。そして、加速率算出結果をもとに所
定の傾きの電圧上昇命令であるディジタル車両制御信号
を出力する（Ｓ３０３Ａ）。制御ユニット３は、このデ
ィジタル車両制御信号を受けて線路電圧を上昇させる
（Ｓ３０４Ａ）。模型線路５のＤＣ電圧はメイン演算部
１０で算出された加速率に対応した傾きで上昇する（Ｓ
３０５Ａ）。

【００１３】図３Ｂは、ゲーム機が惰性走行処理を行う
ときの流れを説明するためのフローチャートである。コ
ントローラ２のマスコン２ａが操作されて惰行信号が送
られる（Ｓ３０１Ｂ）と、メイン演算部１０の惰性走行
演算部１０ｃは惰行信号，現在の走行速度および車両重
量データから惰性走行減速率を算出する（Ｓ３０２
Ｂ）。そして、減速率算出結果をもとに所定の傾きの電
圧降下命令であるディジタル車両制御信号を出力する
（Ｓ３０３Ｂ）。制御ユニット３は、このディジタル車
両制御信号を受けて線路電圧を降下させる（Ｓ３０４
Ｂ）。模型線路５のＤＣ電圧はメイン演算部１０で算出
された減速率に対応した傾きで降下する（Ｓ３０５
Ｂ）。

【００１４】図３Ｃは、ゲーム機が減速処理を行うとき
の流れを説明するためのフローチャートである。コント
ローラ２の制動レバー２ｂが操作されて減速信号が送ら
れる（Ｓ３０１Ｃ）と、メイン演算部１０の減速演算部
１０ｃは減速信号，現在の走行速度および車両重量デー
タから減速率を算出する（Ｓ３０２Ｃ）。そして、減速
率算出結果をもとに所定の傾きの電圧降下命令であるデ
ィジタル車両制御信号を出力する（Ｓ３０３Ｃ）。制御
ユニット３は、このディジタル車両制御信号を受けて線
路電圧を降下させる（Ｓ３０４Ｃ）。模型線路５のＤＣ
電圧はメイン演算部１０で算出された減速率に対応した
傾きで降下する（Ｓ３０４Ｃ）。

【００１５】図４は、コントローラ操作とディジタル車
両制御信号，線路電圧の関係の一例を示す図で、発進・
加速処理を行う力行，惰性減速する惰行および減速を行
う制動の具体例である。マスコンレバーは５段階の位置
に操作することができ、ステップ位置が大きくなれば、
線路に加えられる供給電圧はそれに比例して大きくな
り、列車はその供給電圧に比例する速度となる。また、
制動レバーも５段階の制動位置を持ち、ステップ位置が
大きいほど、制動の効き具合は大きくなる。マスコンレ
バー，制動レバーの操作位置を示す操作信号，車両速度
および車両重量により演算して発生するディジタル車両
制御信号（供給電圧）は、図４に示すような特性とな
り、列車は力行，惰行，制動特性に則った走行駆動が行
われる。

【００１６】図４において、時刻ｔ₁ で発進操作が行わ
れマスコンレバーが時刻ｔ₂ までに４ステップ分加速調
整され、そのときの演算された電圧の傾きはｍ₁ で上昇
する。マスコンレバーがステップ４の位置になって（時
刻ｔ₂ ）、この位置がしばらく保持されているが、時刻
ｔ₃ までの間、上記傾きｍ₁ で電圧上昇を続けた後、時
刻ｔ₃ で所定電圧値（ステップ４対応の電圧）になって
保持され、時刻ｔ₄ まで所定の等速度走行となる。さら
に時刻ｔ₄ で１ステップ分上昇させステップ５の位置に
すると、時刻ｔ₅ まで傾きｍ₂ で電圧上昇する。その後
は時刻ｔ₆ まで最大電圧である１２Ｖが維持され列車は
所定の最高速度に維持される。

【００１７】この状態において、時刻ｔ₆ でマスコンレ
バーのステップ位置を０にすると、惰行走行に移行す
る。すなわち、そのときの車両速度，重量および操作位
置信号により演算されたディジタル車両制御信号の特性
は、慣性重量に応じた傾斜ｍ₃ で下がり、列車は惰行走
行によって徐々に速度が小さくなる。時刻ｔ₇ で制動レ
バーのステップ位置を５にすると、傾斜はｍ₄ と大きく
なり、その傾斜に沿って電圧は少しずつ低下し、列車の
速度の降下が続く。時刻ｔ₈ で制動レバーのステップ位
置を４にし，ある時間間隔でステップ位置を小さくして
いき時刻ｔ₉ でステップ位置０にすると、そのときの時
間間隔で小さくなる操作信号，車両速度，重量により算
出された傾きｍ₅ で電圧値が降下をつづける。時刻ｔ₉
を過ぎた後も降下を続け、遂に電圧値は０Ｖとなって列
車は停止する。

【００１８】図５は、本発明によるシステムの第２の実
施の形態を示す概略図である。この実施の形態は、列車
にカメラを搭載し、カメラで撮影した運転席からの前方
の景色を家庭用ＴＶに映し出すとともにそのときの家庭
用ゲーム機からのデータ情報を同じ画面に合成表示する
ようにした例である。先頭車両２３にはカメラ２３ａ，
送信部２３ｂおよび送信アンテナ２２が搭載されてい
る。中間車両２４にはカメラ用バッテリー２４ａが搭載
され、カメラ用バッテリー２４ａの出力はカメラ２３ａ
および送信部２３ｂに供給される。最後部車両２５には
走行モータ２５ａが搭載され、走行モータ２５ａは線路
２６を通して供給されるＤＣ電圧によって駆動させられ
る。

【００１９】コントローラ１９のマスコンレバーおよび
制動レバーの操作による操作信号は、家庭用ゲーム機１
６に入力し、図４に示すような特性に基づき所要のディ
ジタル車両制御信号が制御ユニット１８に送られる。制
御ユニット１８はディジタル車両制御信号を受信し対応
のアナログＤＣ電圧を出力し線路２６に供給する。家庭
用ゲーム機１６は同時に運行状況などの情報を表示する
ための映像信号をチューナ１７に出力する。一方、カメ
ラ２３ａで電車前方を撮像した映像信号は送信部２３ｂ
に送られる。送信部２３ｂは、所定のチャネルに対応す
る搬送波を映像信号で変調し、変調した搬送波をアンテ
ナ２２より発射する。

【００２０】図６は、図５のチューナ部の詳細を示す回
路ブロック図である。チューナ１７は、搬送波をアンテ
ナ２１を介して受信する。検波回路３０で所定のチャネ
ルに対応する搬送波を混合して上記カメラからの映像情
報を抽出する。映像情報の一部は同期信号分離処理回路
３４に導かれ、水平および垂直同期信号が分離処理され
る。また、コンポジット映像信号は、コンポジット処理
回路３１でＲ，Ｇ，Ｂ復調される。また、家庭用ゲーム
機１６から送られてくる運行状況などの表示データのコ
ンポジット映像信号は、コンポジット処理回路３５で同
様にＲ，Ｇ，Ｂ復調される。Ｒ，Ｇ，Ｂインタフェース
部３２では、水平および垂直同期信号に基づき模型車両
からの映像のＲ，Ｇ，Ｂ信号と家庭用ゲーム機１６から
の表示データのＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力されて合成処理さ
れる。映像合成信号は、コンポジット変換処理回路３３
でコンポジット信号に戻され、家庭用ＴＶ２０に出力さ
れる。

【００２１】図７は、家庭用テレビに映し出された鉄道
模型システムの画像の一例を示す図である。画像の上部
には家庭用ゲーム機からの現在時刻，到着時刻および次
の駅名の表示データが、下部には模型車両で撮影した前
方の風景が表示される。

【００２２】図８は、本発明によるシステムの第３の実
施の形態を示す概略図である。この実施の形態は、第２
の実施の形態にさらに位置検出車両３６を設けたもので
ある。車両位置検出車両３６には位置検出部３６ａが搭
載されている。 位置検出部３６ａは、線路
に向かって赤外線を投光する発光器と、線路からの反射
波を受信する受光器とからなる光検出器を列車に搭載
し、線路には一定間隔で、その位置を示すバーコードラ
ベルを貼り付けたものである。発光器から線路に向けて
発光しバーコードラベルからの反射光を受光器で読み取
ることにより、位置信号を得ることができる。

【００２３】位置検出部３６ａで検出した位置信号は、
送信部２３ｂにおいてカメラ２３ａからの映像信号に重
畳される。送信部２３ｂは所定のチャネルに対応する搬
送波を重畳信号で変調し、変調した搬送波をアンテナ２
２より発射する。チューナ１７は、搬送波をアンテナ２
１を介して受信し、所定のチャネルに対応する搬送波を
混合して重畳信号を抽出し、さらに映像情報と位置信号
を分離する。カメラ２３ａからの表示データの映像信号
は、家庭用ゲーム機１６からの映像信号と合成（スーパ
ーインポーズ）され、家庭用ＴＶ２０に出力される。

【００２４】この実施の形態では、位置検出部として赤
外線発光受信器を用いた例を示してたが、他の構成の位
置検出器も同様に適用できる。例えば、列車側にコイル
を搭載しておき、線路側に所定間隔でマグネットを配置
し、コイルに流れる電流を検出することにより列車の位
置信号を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、模型線
路上の模型車両に駆動手段を搭載し、駆動手段にに所定
の電圧を供給することにより模型車両を走行制御できる
鉄道模型部と、模型車両を操作するための操作部を有す
るコントローラと、列車制御プログラムに基づき走行操
作制御を可能とし、コントローラからの操作信号を受
け、該操作信号，現在の車両速度および車両重量などの
車両情報に基づき力行，惰行，制動特性に則った走行を
可能にするディジタル車両制御信号を演算出力する演算
処理手段を有するゲーム機と、演算処理手段より出力さ
れるディジタル車両制御信号に対応したアナログ制御電
圧に変換し、該アナログ制御電圧を前記駆動手段に加え
る制御ユニット手段とを備えたものである。したがっ
て、家庭用ゲーム機により鉄道模型システムを実現する
ことができる。また、鉄道模型システムにおいて車両走
行音や戸締め音，駅アナウンスのサウンドを再現するこ
とができる。さらに、車載カメラシステムを付加するこ
とによって、より臨場感のある模型列車運転が楽しめ
る。さらには車両位置検出を併用することにより高度な
車両運行管理が可能となり、ダイヤや信号システム等を
取り入れた列車運転ゲームの要素を盛り込むことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型
システムの外観図である。

【図２】本発明による鉄道模型システムの第１の実施の
形態を示す回路ブロック図である。

【図３Ａ】ゲーム機が加速処理を行うときの流れを説明
するためのフローチャートである。

【図３Ｂ】ゲーム機が惰性走行処理を行うときの流れを
説明するためのフローチャートである。

【図３Ｃ】ゲーム機が減速処理を行うときの流れを説明
するためのフローチャートである。

【図４】コントローラ操作とディジタル車両制御信号，
線路電圧の関係の一例を示す図である。

【図５】本発明による鉄道模型システムの第２の実施の
形態を示す概略図である。

【図６】図５のチューナ部の詳細を示す回路ブロック図
である。

【図７】家庭用テレビに映し出された鉄道模型システム
の画像の一例を示す図である。

【図８】本発明による鉄道模型システムの第３の実施の
形態を示す概略図である。

【符号の説明】

１，１６…家庭用ゲーム機 ２，１９…コントローラ ３，１８…制御ユニット ４，２０…家庭用テレビ ５…線路 ６…模型車両（列車） ７…ＲＯＭメモリ ８…ＲＯＭメモリ読み出し部 ９…ＲＡＭメモリ １０…メイン演算部（ＣＰＵ） １０ａ…演算処理手段 １０ｂ…発進・加速演算部 １０ｃ…惰性走行演算部 １０ｄ…減速演算部 １１…Ｉ／Ｏ制御部 １３…電源部 １４…画像出力部 １５…サウンド出力部 １７…チューナ ２１，２２…アンテナ ２３…カメラ・送信部搭載車両（先頭車両） ２４…カメラバッテリー搭載車両（中間車両） ２５…走行用モータ車両（最後部車両） ３０…検波回路 ３１，３５…コンポジット処理回路 ３２…ＲＧＢインタフェース部 ３３…コンポジット変換処理回路 ３４…同期信号分離処理回路 ３６…車両位置検出部搭載車両

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 模型線路上の模型車両に駆動手段を搭載
   し、前記駆動手段にに所定の電圧を供給することにより
   模型車両を走行制御できる鉄道模型部と、前記模型車両
   を操作するための操作部を有するコントローラと、鉄道
   模型制御プログラムに基づき走行操作制御を可能とし、
   前記コントローラからの操作信号を受け、該操作信号，
   現在の車両速度および車両重量などの車両情報に基づき
   力行，惰行，制動特性に則った走行を可能にするディジ
   タル車両制御信号を演算出力する演算処理手段を有する
   ゲーム機と、前記演算処理手段より出力されるディジタ
   ル車両制御信号に対応したアナログ制御電圧に変換し、
   該アナログ制御電圧を前記駆動手段に加える制御ユニッ
   ト手段と、を備えたことを特徴とする家庭用ゲーム機を
   用いた鉄道模型システム。
2. 【請求項２】 モニタ手段を有し、運転状況の情報や運
   転演出音声を出力することを特徴とする請求項１記載の
   家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システム。
3. 【請求項３】 モニタ手段と、前記模型車両に搭載さ
   れ、模型車両の前方を撮像するカメラ手段と、前記カメ
   ラ手段から取り入れた映像を送信する映像送信手段と、
   前記映像送信手段からの映像信号を受信し、該映像信号
   に前記ゲーム機からの運転状況を示す表示用データを挿
   入し、合成画像を作る合成画像形成手段とを有し、前記
   合成画像を前記モニタ手段に出力することを特徴とする
   請求項２記載の家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システ
   ム。
4. 【請求項４】 前記模型車両に、車両の位置を検出し位
   置検出信号を出力する位置検出手段を搭載し、前記映像
   送信手段は、前記位置検出信号を前記カメラ手段からの
   映像信号とともに送信し、前記ゲーム機は受信した位置
   検出信号により模型車両の位置を判定し、ダイヤ，信号
   システムに情報として加えることを特徴とする請求項３
   記載の家庭用ゲーム機を用いた鉄道模型システム。