JP2016114321A - エアガン用の標的及び着弾検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアガン等の遊戯銃でも、標的着弾時の衝撃が大きいものについて着弾検出を行うと、センサーの破損等が多く、また、検出精度を向上させようとすると、コストが上昇するという問題点があった。
【解決手段】センサー２と、１個のマイコン４とで着弾検知ユニット１を構成する。センサー２の出力をマイコン４に内蔵されているＡ/Ｄ変換器４ａでデジタルデータに変換してマイコン４に取り込み、このデータをプログラム実行処理して着弾判定４ｃを行う。この着弾判定に際しては、Ａ/Ｄ変換後のデータに周波数フィルタリング処理４ｂを行い、着弾判定の精度を向上させる。このプログラム実行処理に用いる諸設定値は、後からでも変更可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に遊戯銃として使用されるエアガンないしエアソフトガン、ガスガンやエアライフル等の標的及びその標的に用いる着弾検知装置に関するものである。

エアガンやガスガン等の遊戯銃では、弾丸が命中しても破壊されない標的が使用される場合が多い。そうした標的への着弾有無の検知は、着弾によって標的板へ加わる衝撃力や、標的背後空間の圧力上昇等を利用して機械的に電気接点を開閉し、又は着弾による標的板の振動、標的背後空間に生じる衝撃音や圧力変動に対するセンサーの出力信号を処理して行われている。

例えば、標的背後に閉空間を形成し、着弾による衝撃によってこの閉空間の圧力が上昇することを利用して、機械的に電気接点を開閉するよう、機構的に圧力スイッチを構成して“命中”を検知するものが特許文献１及び特許文献２に記載されている。

また、特許文献３には、標的背後に閉空間を形成する点は同様ながら、圧電センサーやマイクロホンの出力信号を電気的に処理して“当り”を判定するものが記載されている。この電気的処理には、出力信号に含まれるノイズの除去も含まれている。

特許文献４には、標的板へ加わる衝撃を振動センサーにより検出し、その出力信号をＡ/Ｄ変換した後、低域フィルタを通過した信号と、広域フィルタを通過した信号とを演算処理することによって“弾着”を検出する装置が記載されている。

実登３１６２４６９号公報 実開昭４９−７９１００号公報 特開平７−４３０９７号公報 特開２００６−３１７０３０号公報

標的までの距離が１０ｍ程度又はそれ以上となるエアガン等遊戯銃の標的には、次のような問題点がある。
（１）弾丸の運動エネルギーが大きいため、標的裏面にスイッチを構成したり、センサーを設置したりすると、その損耗率・破損率が高い。
（２）着弾検出要素としてスイッチやセンサーを構成ないし利用する場合には、形状、大きさ等の異なる標的ごとに、個別にスイッチを構成したり、着弾判定手段を講じたりしなければならない。
（３）着弾検出要素としてセンサーを用いる場合には着弾判定の精度が低くなりがちであり、この検出精度を高めようとすると、コスト高になりがちである。

請求項１に記載した発明は、着弾が誘起する物理現象を検出可能なセンサーと、そのセンサー出力をＡ/Ｄ変換処理するＡ/Ｄ変換器と、そのＡ/Ｄ変換器出力を周波数フィルタリング処理する周波数フィルタと、その周波数フィルタ出力を用いて着弾判定処理を行う判断手段と、着弾ありを判定した場合に着弾信号及び報知信号を発する報知処理を行う出力手段とを備えた、エアガン標的用の着弾検知ユニットを構成する。
この着弾検知ユニットは、
（１）Ａ/Ｄ変換処理から報知処理までをＡ/Ｄ変換器を内蔵した１個のマイクロコントローラで行い、
（２）周波数フィルタリング処理から報知処理までをプログラム実行処理し、
（３）そのプログラム実行処理に用いる設定値を、通信手段によって、又はプログラムの書換えによって変更可能とする、
ものとする。

これは、着弾が誘起する物理現象を検出し、かつ、センサーの破損や破壊を防止するため、標的の背後に一定の空間を形成し、その後方にセンサーを設置するものである。そして、センサーにより、着弾時に標的板へ加わる衝撃力によって誘起される標的背後空間の圧力上昇や、標的背後空間を伝播する衝撃音ないし圧力波又は振動を検出する。

センサーの出力はＡ/Ｄ変換によりデジタル化する。センサーからの電圧出力は、時系列のデジタルデータに変換される。

このＡ/Ｄ変換処理は、「マイコン」として一般に流通しているマイクロコントローラ（以下、「マイコン」という。）に内蔵されたＡ/Ｄ変換器で行う。Ａ/Ｄ変換器出力はマイコン内メモリにデータとして格納される。

Ａ/Ｄ変換器出力データに含まれる周波数成分のうち、着弾判定処理に利用する周波数帯域より低い周波数帯域を高域通過フィルタで遮断し、着弾判定処理に利用する周波数帯域より高い周波数帯域を低域通過フィルタで遮断することを目的として、周波数フィルタリング処理を行う。

この周波数フィルタリング処理は、マイコン内でＡ/Ｄ変換器出力データをプログラム実行処理することによって行う。

高域通過フィルタとして微分処理を行い、これを差分演算で実現する。サンプリング周期を T 、時刻 t のデータを u_t 、時刻 t のデータに対応する差分を δu_t 、とすると、一階微分は一次精度の差分で、例えば、
δu_t ＝ u_t−u_t-T
又は二次精度の差分で、例えば、
δu_t ＝ ( u_t+T−u_t-T ) / 2
といった演算処理で置き換えることができる。

低域通過フィルタとして積分処理を行い、これを総和演算で実現する。例えば、時刻 t のデータに対応する総和 S_t は、データ数を N+1 、総和範囲を n ＝ t から n ＝ (ｔ-NT) として総和記号 Σ を用いて表すと、
S_t ＝ Σu_n
あるいは計算値の増大を避けるために単純移動平均法を用いれば、時刻 t に対応する平均値データ U_t は、例えば、
U_t ＝ ( Σu_n ) / ( N+1 )
と表せる。こうした演算処理によって、積分を総和で置き換えることができる。

着弾判定処理は、周波数フィルタリング処理によって得られたデータと、予め設定した閾値 L とを比較して着弾の有無を判断する処理であり、マイコン４内でのプログラム実行処理によって行う。

上述のように、演算量を少なくして処理内容を簡単化することにより、安価なマイコンでも周波数フィルタリング処理を行ったうえでの着弾判定が可能となる。

なお、上述の演算処理における除算は、２の累乗による除算であればビットシフトで行えば演算量を抑えることもできるが、得られたデータを閾値 L と比較するために用いるだけならば、必ずしも除算演算を行う必要はない。

着弾ありを判定した場合には、出力手段により着弾信号及び報知信号を発する報知処理を行う。ここに、出力手段とはマイコンに内蔵されているＩ/Ｏユニットのうち、特に出力ユニットを差していうものであり、報知処理とは、Ｉ/Ｏユニットから電気信号を送出する処理である。

着弾信号とは、通信線を介して別体のコントロールユニットやパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という。）へ着弾ありの判定を伝達する信号である。着弾信号を受信したコントロールユニット等は、さらに別の報知手段、例えばＬＥＤやブザー等、を駆動する。

また、報知信号とは、着弾検知ユニットにＬＥＤやブザー等といった報知手段を実装ないし接続してある場合に、マイコンからから直接その報知手段を駆動するために出力する信号である。この報知信号は、着弾の判定があった時に、時間の制限なく、又は設定時間 T_d の間、報知手段を駆動するための、ＯＮ/ＯＦＦ、２値の信号である。時間 T_d を設定して報知手段の駆動時間を制限しない場合には、着弾検知ユニットの電源を切ることによって報知手段を停止させる。

これらＡ/Ｄ変換処理から報知処理までの処理は、マイコン内のメモリに格納されているプログラムの実行処理によって行う。さらに、マイコン内蔵のＩ/Ｏユニットを介して外部からマイコンに制御信号を送出することによって、着弾検知ユニットを別体のコントロールユニットやパソコンから通信制御するものとする。

以上のプログラムによる処理において、Ａ/Ｄ変換のサンプリング周期 T 、周波数フィルタリングにおいて総和を求めるデータ数 N 、着弾判定処理でデータ比較に用いる閾値 L 、及び報知信号の出力時間 T_d がプログラム実行処理で用いる設定値であり、予め一定の値を初期設定値としてマイコンのメモリに格納しておく。

外部から着弾検知ユニットを通信制御する場合には、これらの初期設定値を書換えることなく、プログラム実行処理時に、一次的にこれらの設定値を変更することができる。
また、外部とマイコンとの通信を行わずに着弾検知ユニットを使用する場合には、プログラム・データの書換えによって、これらの初期設定値そのものを容易に変更することができる。

請求項２に記載した発明は、着弾検知ユニットに電力を供給するための電源と、着弾ありを判定した場合に報知信号を受けて光又は音を発する報知手段とを備えた、請求項１記載のエアガン標的用着弾検知ユニットである。

これは、外部から着弾検知ユニットに電力を供給せず、かつ、外部のコントロールユニット等から着弾検知ユニットを制御しない場合には、着弾検知ユニットに電源、及びＬＥＤやブザー等の報知手段を実装ないし接続して使用することを前提としたものである。

着弾検知ユニットをこのような構成にする場合には、標的に着弾検知ユニットを装着することによって着弾検知機能付きの標的１体を構成できるため、コントロールユニットやパソコンを用意する必要がなくなる。

請求項３に記載した発明は、標的又はその一部を構成する標的部材と、その標的部材と一体となって標的部材の背後ないし裏面に所定の空間を区画する隔壁部材と、請求項１又は請求項２に記載した着弾検知ユニットとを備えた、エアガン用の標的である。

標的には、標的のどの位置に弾丸が命中しても着弾とするものと、１つの標的複数の標的領域に区分して、それぞれの標的領域において着弾の有無を判定するようにしたものとがある。後者には、例えば、射撃競技等で従来から行われているように、弾丸が命中する標的の箇所によって異なる得点が与えられるようにした標的がある。これは、点数ごとに区分した複数の標的領域を互いに隣接するように配置して、それら全体で一つの標的を構成するものである。

本発明は、そのように複数の標的領域から構成された標的においては、着弾を判定する一つの標的領域を一つの標的部材で形成し、それぞれの標的部材の背後ないし裏面に所定の空間を区画形成して、これら区画化された一つ一つの標的背後空間ごとに一つの着弾検知ユニットを装着するものである。

隔壁部材によって所定の空間を区画するのは、衝撃音や圧力変動等の伝播範囲をこの標的部材背後の空間内に限定することで、衝撃音等のエネルギーの散逸を防ぎ、センサーによる着弾検出の精度を向上させるためである。

「所定の空間」としたのは、標的部材背後にセンサーを設置するにしても、標的部材に近すぎる場合には着弾の衝撃でセンサーが破損しやすくなるおそれがあり、逆に標的部材から遠すぎる場合には着弾が誘起する物理現象の検出率が低下したり、検出不能となったりする恐れがあるからである。また、エアガン等の威力や、標的部材の剛性の相違による衝撃音等の強度の相違、あるいはセンサー感度の相違等によって、必要となる標的背後空間の形状や大きさは異なってくる。そのため、着弾が誘起する物理現象をセンサーによって検出可能で、かつ、センサーの破損等を招かないような形状、大きさの空間を区画する必要がある。

これら隔壁部材と標的部材とを明確に区別する必要がない場合には、これらが連続する一体のものとして形成されていても良い。ただし、着弾検知ユニットに接続する電源や信号伝送用の電気コードの接続コネクタ等、又は電源スイッチ部分等については、そうした部分に着弾することのないよう、標的部分と隔壁部分とを明確に区別する必要がある。

なお、センサーとして、例えば圧力センサーを使用する場合には、標的背後空間は密閉された空間としなければ着弾による圧力変動を検出することが難しいが、マイクロホンを使用する場合には、標的背後空間を必ずしも密閉空間とする必要はない。

本発明の着弾検知ユニット及びこれを用いた標的には、次のような利点がある。

（１）マイコンの利用により着弾検知ユニットを小型にできる。例えば、ペットボトル蓋の内側に着弾検知ユニットを装着し、これをペットボトルに内挿すれば、そのペットボトルを標的として使用することができる。

（２）標的裏面とセンサーとが密着しないため、損耗率・破損率を低くすることができ、また着弾検知ユニットにマイコンを利用したことで、コストを抑えることができる。

（３）センサーから、Ａ/Ｄ変換器までの距離が極めて短いので、その間の信号伝送路におけるセンサー出力信号の劣化やノイズの混入を防止できる。

（４）マイコンのプログラム書換えや通信制御が可能なので、着弾検知ユニットを汎用性のあるものとすることができる。本発明の着弾検知ユニットは、単一の標的にも適用でき、また種類、形状、大きさ等の異なる複数の標的に対しても適用できる。

（５）周波数フィルタリング処理により、ノイズ等の影響を排除することで検出精度を高くすることができる。また、標的の材質の相違、又は標的及び標的背後空間の大きさ若しくは形状の相違によって、着弾衝撃音等の大きさや周波数が異なる場合であっても、着弾判定処理の基準値を変更することで検出精度を高めることができる。さらに、複数の標的又は標的領域が互いに隣接して設置されている場合でも、着弾した標的とそうでない標的とを弁別しての着弾検出が可能である。

図１は着弾検知ユニットでの着弾検知処理の流れを示したブロック図である。（実施例１） 図２は周波数フィルタにおける処理の流れを示したブロック図である。 図３は着弾検知ユニットの平面図を示したものである。（実施例１） 図４は着弾検知ユニットを備えた標的を示した説明図である。（実施例３） 図５はセンサーを着弾検知ユニットから分離して設置する場合の実施例を示した説明図である。（実施例３） 図６は複数の標的ユニットから一標的を構成する実施例を示した説明図である。（実施例４） 図７は着弾検知ユニット用の装着アダプターの一例を示した説明図である。（実施例４、５） 図８は複数の標的ユニットを同心円状に配置して一標的を構成する例を示した説明図である。（実施例５） 図９は、図８の背面側を示した説明図である。（実施例５）

以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

図１は、着弾検知ユニット１での着弾検知処理における信号又はデータの流れを示すブロック図である。
センサー２から出力された電気的信号は、マイコン４内蔵のＡ/Ｄ変換器４ａでデジタルデータに変換され、周波数フィルタ４ｂによって周波数フィルタリング処理されたのち、着弾判定処理４ｃが行われる。この着弾判定処理の結果により、マイコン４内蔵のＩ/Ｏユニット４ｄから電気的信号を出力する。図中の「ＭＰＵ」は、マイコン４のマイクロプロセッサーユニットである。

着弾により誘起され、標的背後空間を伝播する物理現象を検出するためのセンサー２として、マイクロホン、圧力センサー、圧電素子、振動センサー、衝撃センサー等が使用可能である。

マイコン４としては、例えば、クロック周波数４MHｚ以上、Ａ/Ｄ変換器を内蔵した８bitマイコン以上の性能を有するマイコンであれば、本発明の着弾検知ユニットを実現可能である。

図２は、図１中の周波数フィルタ４ｂにおけるデータ処理の流れのバリエーションを示したブロック図である。図中の「ＬＰＦ」は低域通過フィルタ、「ＨＰＦ」は高域通過フィルタである。これらＬＰＦとＨＰＦとで周波数フィルタを実現する場合、電気信号又はデータの処理の流れとしては図の（ａ）から（ｃ）まで、三通りの処理の流れが考えられる。

電子回路で周波数フィルタを構成する場合、これら（ａ）から（ｃ）まで、三通りの処理の流れのうち、その一つを採用すると、その後に他の処理の流れを採用するよう変更することはできない。しかし、本発明では、周波数フィルタリング処理はプログラムの実行処理によるため、図に示した処理の流れのいずれでも実現でき、プログラムの書換えにより、後から他の処理の流れへ変更することも可能となる。

図１及び図２においては、周波数フィルタリング処理と着弾判定処理とが完全に独立した処理として示されているが、実際のプログラム実行処理においては、プログラム上のループ制御により、この二つの処理を複数回繰り返すようにすることもできる。具体的には、上述した種々の設定値を、単一の値ではなく幾分かの幅を持った複数の値とし、それら各値について試行的に、二つの処理を繰り返す。そして、そのプログラムのループ内で行う着弾判定処理において着弾ありを判定した場合には、プログラムループを抜けて、Ｉ/Ｏユニット４ｄから電気的信号を出力する。

着弾検知ユニット１は、マイコン４内蔵のＩ/Ｏユニット４ｄを介し、外部のコントロールユニット１３やパソコンから通信制御される。例えば、一般に多く用いられている、いわゆるＲＳ−２３２Ｃシリアルインターフェース規格による通信を行えば、外部からのマイコン４の通信制御は通信線１本で行える。

着弾ありを判定した場合、マイコン４はＩ/Ｏユニット４ｄを介してＬＥＤ等報知手段５を駆動するための報知信号を送出し、また、外部へは着弾信号を送出する。
この着弾信号は、単にＯＮ/ＯＦＦを区別するものとしても良いが、通信制御と同様に、シリアルインターフェース規格のデータとして送出することもできる。着弾信号出力をデータとして送出すれば、例えば複数の標的に設置された複数の着弾検知ユニットからの着弾信号が競合することがあっても、コントロールユニット側でそれらのデータを比較して、どの標的に着弾があったのかを判断することができる。

高機能なマイコンを利用すれば、これら１本ずつの通信制御線及び着弾信号線の代わりにパラレルインターフェースを用いて、パラレルデータによる通信をすることも可能である。ただし、コストの増加や着弾検知ユニットの大型化を招くことになる。

着弾検知ユニット１を外部のコントロールユニット等と接続しないで使用する場合は、電池によって電力を供給する。ボタン型電池ないしコイン型電池の小型のものを用いた場合には、例えばペットボトルに着弾検知ユニット１を内挿できる程度に、着弾検知ユニット１を小型に構成できる。これより大型で大容量の乾電池等を用いる場合には、リード線、電気ケーブルないし電気コード等（以下、「電気コード等」という。）により電力を供給する。

また、着弾検知ユニット１をコントロールユニット１３等と接続しない場合には、外部に報知手段がないこととなる。そこで、標的への着弾をエアガン等の射手に知らせるため、着弾検知ユニット１には報知手段５としてＬＥＤやブザー等を実装ないし接続する必要がある。この報知手段５は電源の能力範囲内で駆動できるものであればよいので、音や光の強度を大きくしたい場合には、出力アンプを付加する構成とすることも考えられる。

標的は弾丸が命中しても破壊されないものであり、着弾した際に標的部材背後に衝撃音や圧力変動等を発生するような材質、強度及び形状であることが必要である。
標的部材及び隔壁はそうした標的を構成するものであり、合成樹脂、木材、金属等の薄板等を成形して用いる。例えば、ペットボトル等を利用すれば、容易に標的を構成できる。

着弾検知ユニット１又はセンサー２は、隔壁に固定して設置する。標的部材の背後空間内に着弾検知ユニット自体を内挿すれば着弾検知機能付きの標的として用いることができる。

また、着弾検知ユニット１からセンサー２を分離して、センサー２のみ背後空間内に内挿設置することもできる。さらに、標的背後空間を密閉空間とする場合には、着弾検知ユニット１とセンサー２との分離の如何にかかわらず、隔壁部材の外壁面にセンサー２が密着するように設置しても着弾検知が可能である。

図３は、請求項１記載の着弾検知ユニットの一実施例について、その平面図を示したものであり、図中符号の２はセンサー、３は着弾検知ユニット基板、４はマイコンである。

着弾検知ユニット基板３には、センサー２の電圧出力幅とマイコン４内蔵のＡ/Ｄ変換器の電圧入力幅とを適合させるための可変抵抗３ａ、マイコン４を着弾検知ユニット基板３から着脱可能とするためのＩＣソケット３ｂ、電源ライン用のバイパスコンデンサ３ｃを実装している。また、接続端子３ｄとして、電源用に２本、制御信号用に１本、着弾信号用に１本の計４本を図示している。

本実施例ではセンサー２をマイクロホンとして図示している。この他、圧力センサー、圧電素子等、他の種類のセンサーを着弾検知ユニット基板３に実装してもよい。また、センサー２を着弾検知ユニット基板３に実装した例を図示しているが、センサー２と着弾検知ユニット基板３とを電気コード等で接続するようにしても良い。

マイコン４を着弾検知ユニット基板３から着脱可能としているのは、マイコンに書き込んだプログラム・データを書換える際には、通常、マイコンを着弾検知ユニット基板から一旦外す必要があるためである。

報知手段たるＬＥＤ５ａは、請求項１の記載では必須要素ではない。しかし、ＬＥＤは消費電力も低く小型でもあるため、マイコン内蔵のＩ/Ｏユニットの出力で駆動できることが多いので、着弾検知ユニット基板３にＬＥＤ５ａを実装した例を図示した。

本実施例における着弾検知ユニット基板３の大きさは、縦横約１８mm×２８mmとなる。

ペットボトルの注ぎ口内径は規格化されておらず、種々のサイズのものが市場に流通しているが、飲料用ペットボトルの内径は一般に２０mm以上である。そのため、本実施例サイズの着弾検知ユニットは、そうした飲料用ペットボトルへの内挿が可能である。

請求項２に記載した着弾検知ユニットは単独使用を想定したものであるが、電源部等を除けば、図３とほぼ同様の実施例となる。

ＬＥＤやブザー等、光又は音を発する報知手段は、単独使用を前提とした請求項２記載の着弾検知ユニットでは必須であり、図３のＬＥＤ５ａは、その一例である。ただし、必ずしも着弾検知ユニット基板３の上にＬＥＤ等を実装する必要はなく、電気コード等で着弾検知ユニット基板３とＬＥＤ等報知手段とを接続し、そのＬＥＤ等を標的背後空間内や隔壁部材の内外壁面に設置してもよい。また報知手段は、電源の出力能力範囲内の消費電力のものであればよいので、必要に応じて出力アンプを設けて、その出力を大きくすることも考えられる。

電源は図３に図示していないが、コイン型電池ないしボタン型電池を使用する場合には、図３より少し大きなサイズのユニット基板上に電池ケースないし電池ホルダーを実装すれば、これにコイン型電池等を装着することで電源とすることができる。そうした小形電池を使用すれば、着弾検知ユニットをペットボトル等に内挿できる程度に小型に構成でき、そのペットボトル等を標的として利用することができる。これらより大きなサイズの電池を使用する場合は、電気コード等を通じて着弾検知ユニットに電力を供給すればよい。

図３には、この電源を接続又は切断するための電源スイッチは図示していない。電源スイッチを基板上に実装することも考えられるが、電源スイッチは人の手で投入／切断を行うものなので、接続端子３ｄに設置するか、あるいは接続端子３ｄから設けた電気コード等に接続して、隔壁部材の外壁面や標的に近接した適当な個所に設置するのが便利である。

ＬＥＤ５ａ等の報知手段を駆動する時間に制限を設けない場合には、このスイッチで電源を切断して報知手段を停止させることになるが、この駆動時間を一定時間 T_d に設定しておけば、着弾があった場合でも一定時間経過後に、スイッチ操作なしに何度でも標的を使用できる。

図４は、着弾検知ユニット１をペットボトル蓋８の内側に装着し、略円筒形のペットボトル６に内挿設置して構成した標的を示すものである。ペットボトル６は、約３５０mlの飲料容器ほどの大きさのものであり、その一部分を断面として図示している。

例えば、ペットボトル底面６ａを標的面とすれば、ペットボトル側面６ｂ、ペットボトル肩６ｃ及びペットボトル蓋８で隔壁が構成され、ペットボトル内の空間が標的背後空間となる。あるいは、ペットボトル側面６ｂを標的面とし、ペットボトル底面６ａ、ペットボトル肩６ｃ及びペットボトル蓋８を隔壁としてもよい。

図４では、ペットボトル蓋８から着弾検知ユニット１の接続端子が外部に突出しているが、この接続端子を介して着弾検知ユニット１とコントロールユニットとを電気コード等で接続し、標的を使用するものである。

図４のように着弾検知ユニット１をペットボトル蓋８の内側に装着する代わりに、図５に示すように、着弾検知ユニット１からセンサー２を分離して、センサー２のみをペットボトル蓋８の内側に装着してもよい。

図５ではペットボトル蓋８にセンサーリード線２ａを貫通させて着弾検知ユニット基板３に接続しているが、ペットボトル蓋８の内側及び外側にコネクタを設置すれば、ペットボトル蓋８と、センサー２及び着弾検知ユニット基板３との着脱が容易になる。

図６は、正方形ないし長方形の標的面９を有する標的部材と、隔壁１０とで構成した複数の標的ユニットを縦横に積み重ねて一つの標的を構成する一実施例を示すものである。隔壁１０は、個々の標的ユニットの側面を形成する中空で略四角柱形状の隔壁部材と、着弾検知ユニット１を設置する背後側を形成する隔壁部材とから構成されている。

個々の標的ユニットは同一形状であるが、標的面９には標的番号を表す１から９までの数字が描かれており、これらの標的ユニットのそれぞれに一つの着弾検知ユニット１が内挿設置される。図では、「３番」標的の一部を断面として、着弾検知ユニット１の設置状態を示している。

図７は、個々の標的ユニットに着弾検知ユニット１を内挿設置するための、装着用アダプター１１の一例を示したものである。個々の標的ユニットの背後側の隔壁部材には、装着用アダプター１１を挿入及び保持するため、開口部及び図示していない支持枠ないし受け台を設けておく。

一つの標的ユニットに弾丸が命中した場合には、これと隣接する標的ユニットにも着弾による振動が伝わってゆくが、弾丸が命中した標的ユニットで着弾検知ユニットが検出する衝撃音や振動と、隣接する標的ユニットで着弾検知ユニットが検出する衝撃音や振動とでは、その衝撃音等の強度における周波数特性が異なるため、本発明の着弾検知ユニットで弁別可能である。

図８は、互いに異なる形状の複数の標的部材を組み合わせて一つの標的を構成する場合の一実施例を示すものである。複数の標的部材の標的面は、全体として円形の標的面９を形成している。図９は、図８の背面側を示したものである。

中央の標的部材の標的面は円板形状で、得点を表す「１０」の文字が描かれている。その外側の標的部材の標的面は中空円板形状で、得点を表す「５」の文字が描かれている。さらにその外側の標的部材の標的面も中空円板形状であり、同様に「３」の文字が描かれているが、内側のものより半径、面積が大きくなっている。

隔壁１０は、内部仕切隔壁１０ａ、外周隔壁１０ｂ及び背面隔壁１０ｃから構成されている。内部仕切隔壁１０ａは、その一端面が互いに得点の異なる標的部材同士の境界位置となって、各得点の標的背後空間を仕切るべく設置されている。内部仕切隔壁１０ａの他端は背面隔壁１０ｃに固定されている。各得点の標的背後空間には、それぞれ１個以上の着弾検知ユニット１を装着して着弾を検知する。図８では、外周隔壁１０ｂの一部を断面として、「３点」標的面に対応する着弾検知ユニット１の設置状態を示している。

本実施例においては、背面隔壁１０ｃは円板形状の隔壁であり、図９には内部仕切隔壁１０ａの端面の位置を２点鎖線で示してある。この背面隔壁１０ｃには、着弾検知ユニット１を取り付けた装着用アダプター１１を挿入及び保持するため、開口部及び図示していない支持枠ないし受け台を設けておく。

各着弾検知ユニットは接続ケーブル１２によってコントロールユニット１３と電気的に接続されている。コントロールユニット１３は接続ケーブル１２を介して各着弾検知ユニット１に電力を供給するとともに、各着弾検知ユニットを制御するものである。また、コントロールユニット１３には、図示していないＬＥＤその他の報知手段が設けられ、又は電気コード等で接続される。

各得点の標的部材はそれぞれ形状又は大きさが異なるため、互いに固有振動数が異なる。また、隔壁で区画された各標的部材の背後空間もそれぞれ形状又は大きさが異なるため、互いに共鳴周波数が異なるほか、それらの内部を伝播する着弾衝撃音等についても、周波数による伝播・減衰特性が互いに異なったものとなる。

そのため、各得点の標的部材ごとに設置されている各着弾検知ユニット１において、互いに異なる周波数特性の周波数フィルタリング処理を行うことによって、着弾の検出精度の向上を図ることができる。

その一つの実施手法は、各得点の標的部材ごとに、着弾検知ユニットでの周波数フィルタリング処理の設定値及び着弾判定の設定閾値を、予め異なったものとしておくものである。他の実施手法として、コントロールユニット１３から通信制御することによって、各着弾検知ユニットにおけるそれら設定値を適宜変更することもできる。さらに、これら二つを組み合わせて実施することも可能である。

本実施例のように得点領域を同心円で区画する場合、中心から離れるほど得点領域の標的面面積及びその標的背後空間が大きくなる。これらが余りに大きくなりすぎると着弾による衝撃エネルギーが標的背後空間で分散し、衝撃音のエネルギー密度が低下するため、一つの得点領域ついて着弾検知ユニットで対応するのが難しくなる場合も予想される。

そうした場合には、一つの得点領域に複数の着弾検知ユニットを配置したり、又は従来技術に多くあるように、中空円板形状となっている標的面を分割して扇形形状にしたりして対策を講じることも考えられる。

１ 着弾検知ユニット
２ センサー
３ 着弾検知ユニット基板
４ マイクロコントローラ
４ａ Ａ/Ｄ変換器
４ｂ 周波数フィルタ
４ｃ 着弾判定処理
４ｄ Ｉ/Ｏユニット
５ 報知手段
５ａ ＬＥＤ
６ ペットボトル
７ 標的背後空間
８ ペットボトル蓋
９ 標的面
１０ 隔壁
１１ 装着アダプター
１２ 接続ケーブル
１３ コントロールユニット

Claims (3)

1. 着弾が誘起する物理現象を検出可能なセンサーと、
   前記センサー出力をＡ/Ｄ変換処理するＡ/Ｄ変換器と、
   前記Ａ/Ｄ変換器出力を周波数フィルタリング処理する周波数フィルタと、
   前記周波数フィルタ出力を用いて着弾判定処理を行う判断手段と、
   着弾ありを判定した場合に着弾信号及び報知信号を発する報知処理を行う出力手段と、
   を備えた着弾検知装置において、
   （１）前記Ａ/Ｄ変換処理から前記報知処理までをＡ/Ｄ変換器を内蔵した１個のマイクロコントローラで行い、
   （２）前記周波数フィルタリング処理から前記報知処理までをプログラム実行処理し、
   （３）前記プログラム実行処理に用いる設定値を、通信手段によって、又はプログラムの書換えによって変更可能とする、
   ことを特徴とするエアガン標的用の着弾検知ユニット。
2. 電力を供給するための電源と、
   着弾ありを判定した場合に前記報知信号を受けて光又は音を発する報知手段とを備えた、
   請求項１記載のエアガン標的用の着弾検知ユニット。
3. 標的又はその一部を構成する標的部材と、
   前記標的部材と一体となって前記標的部材の背後に所定の空間を区画する隔壁部材と、
   請求項１又は請求項２に記載した着弾検知ユニットとを備えた、
   エアガン用の標的。

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