JPH025986A

JPH025986A - 衝突位置検出装置

Info

Publication number: JPH025986A
Application number: JP88156726A
Authority: JP
Inventors: Naoya Nishino; 西野　直也; Tetsuya Suzuki; 徹也鈴木
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-10
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749920B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は検出板上の任意の地点に衝撃が加わった際に
、その衝撃の加わった地点を検出することのできる衝突
位置検出装置に関するもので、例えば、玩具ピストル等
で玉を検出板に向けて発射し、その玉の命中した箇所を
検出するような遊戯装置に応用できるものに関する。

（従来の技術）従来例えば玩具ピストルにて玉を的に向けて発射させた
場合、玉の的への命中箇所を知るには、専ら目視に頼っ
ていた。すなわち、命中する瞬間を見ていたり、或いは
命中時に生じた衝撃により凹んだ部分を見つけること等
により行っていた。

しかし、この方法では命中箇所を瞬時かつ正確に検出す
ることはできなかった。

また、係る問題を解決する遊戯装置として、例えば、玩
具ピストルから発射する媒体を玉の替わりに光とする光
線銃を用いた装置もある。

この装置は、光線銃から発射した光線を的の所定位置に
配設した光センサーにて受光することにより所定箇所に
命中したことを検出するようになっている。

一方、複数個のＡＥ（アコースティック　エミッション
）センサを用いて衝突位置を評定する技術はたとえば特
開昭５６−１１２６４６号公報などにて知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記した光線銃を用いた遊戯装置の場合
、光線銃から発射された光線が光センサーに当たるか否
かを判断するだけであるため、検出可能箇所が限定され
、２次平面上の任意の箇所での検出をすることができな
い。

また、当たった箇所を使用者が目視にて確認することか
できず、さらに、光線の弾道も直線（玉の場合には重力
等の関係上、若干臼がりながら飛ぶ）である等、実際の
射撃の感覚を得ることはできないなどの問題を有する。

一方、上記したＡＥセンサを用いた位置検出装置では、
専らいかに精度良く位置を検出するかを主目的として開
発がなされており、実際の空間と検出結果とは必ずしも
一致していなかった。

この発明は、上記した種々の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、玩具ピストル等から発
射された玉の的中箇所を検出するとともにその的中箇所
を表示装置上に写し出して目視可能とする遊戯装置等に
適用することのできる衝突位置検出装置を提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段）上記した目的を達成するため、本発明にかかる衝突位置
検出装置では、検出板と該検出板の所定位置に配設され
た複数の振動センサーと、該振動センサーに接続され振
動センサー間の検出時間差に基づいて検出板上の衝突位
置を算出する制御手段と、該制御手段の算出結果を表示
する表示装置とを備えた。

（作　用）玩具ピストルで玉をぶつける等検出板の任意の箇所に衝
撃が加わる。すると衝撃が加わった地点を中心に同心円
上に振動波が伝播する。そして、その振動波が振動セン
サーを配置した箇所までくると、それを振動センサーが
検出し、制御手段に入力する。このとき通常上記地点か
ら各振動センサーまでの距離は異なるため、ぶつかって
から各振動センサーのところまで振動が伝わるまでの時
間が異なる。従って、その時間差に基づいてｆｆｉ１ｇ
ａ手段にて計算し、ぶつかった地点を算出する。そして
その結果を表示装置に表示する。これにより正確にぶつ
かった位置を目視にて確認できる。

さらに位置検出補正手段にて、表示装置に表示された地
点と実際に衝突した箇所とのズレをなくす。

（実　施　例）以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照に
して説明する。

第１図は、本発明の一実施例である遊戯装置の一例を示
す概略構成図である。同図に示すように、ブラウン管等
の表示装置１の正面に、透明な平面略長方形状の検出板
２を並設している。そして、検出板２の上辺略中央位置
には第１の振動センサー３を配設するとともに、下辺略
中央位置には第２の振動センサー４を配設している。ま
た、検出板２の左右両側辺の略中央位置にはそれぞれ第
３゜第４の振動センサー５．６を配設している。そして
、上記第１．第２の接触センサー３，４を結ぶ線と、第
３．第４の接触センサー５．６を結ぶ線とは、直交する
ようになっており、その交差地点Ｏは検出板２の中央部
となっている。また、上記した各振動センサー３〜６は
、その接触センサーが取り付けられた部分が振動したと
きに信号を発生するようになっている。

さらに、第１．第２の接触センサー３．４は、それぞれ
前置増幅器７ａ、７ｂを介して第１のカウンタ８に、ま
た、第３．第４の接触センサー５゜６はそれぞれ前置増
幅′ｒＩ７ｃ、７ｄを介して第２のカウンタ１０に接続
されている。このようにして前置増幅器７ａ−ｄを介し
てカウンタ８，１０に人力するようにしたのは振動セン
サーの出力が小さく、そのままカウンタに入力させたの
ではカウンタが作動しないためである。また、これら第
１、第２のカウンタ８，１０は、ともに接続された一対
の接触センサーから送られてくる信号の時間差を検出す
るようになっている。これら第１゜第２のカウンタ８，
１０並びに演算装置１１にて制御手段を構成している。

そして、第１．第２のカウンタ８，１０は、演算装置１
１を介して表示装置１に接続されており、検出板２にあ
る物体が衝突したときに、その衝突した箇所を表示装置
１にてディスブイ表示できるようになっている。

さらに本実施例では、第１．第２のカウンタ８゜１０に
、それぞれ位置補正装置１２．１３が接続されており、
検出板２に実際に当たった場所と、計算により算出して
表示装置１に表示された箇所とのズレをなくすようにな
っている。そして、具体的には、可変周波数発振器１２
ａ、１３ａを用い、ツマミ１２ｂ、１３ｂを回動するこ
とにより、各カウンタ８，１０に入力されるクロック信
号の周波数（−周期の時間）を変化させるようになって
いる。

次に上記実施例の作用について説明する。まず、便宜上
第２図に示すように、第１．第２の接触センサー３．４
を結ぶ線をＹ軸とし、第３．第４の接触センサー５．６
を結ぶ線をＸ軸とし、両線の交差地点Ｏを座標原点とす
る。

そして、第１図に示すように玩具ピストル２゜にて玉２
１を検出板２に向けて発射する。発射された玉２１は、
第２図に示すように、検出板２上のある地点Ｐ　（ｘ、
ｙ）にぶつかる。すると、玉２１が検出板２にぶつかっ
たときに生じる衝撃により、振動数２の表面上を地点Ｐ
を中心として同心固状に振動波が伝播する。そして、そ
の振動波が各接触センサー３〜６を配置した位置まで伝
わると、それを各接触センサー３〜６が検出し、それを
第１．第２のカウンタ８，１ｏに人力する。

このとき、Ｙ軸方向について考えると、地点Ｐがら第１
．第２の振動センサー３，４までの距離が異なるため、
第３図に示すように、ぶつがってがら各振動センサー３
．４にて振動を検出するまでの時間に差が生じる。従っ
て、地点Ｐに近いほうの振動センサー（本例では第１の
振動センサー３）からの信号がまず、第１のカウンタ８
に入力される。この入力信号により第１のカウンタ８が
カウントを開始し、所定時間送れて入力された第２の振
動センサー４からの信号により第１のカウンタ８が停止
する。このときの第１のカウンタ８におけるカウント値
が両振動センサー３，４間の検出時間差に相当する。ま
た、同様のことが第３．第４の振動センサー５．６間、
すなわち、Ｘ軸方向においてもいえる。そして、両カウ
ンタ８，１゜から出力されたカウント値を演算装置１１
に入力する。すると、この演算装置１１の内部では以下
に示す計算式に基づいて地点Ｐの座標（ｘ、ｙ）を計算
する。

すなわち、第１．第２の振動センサー３，４間での時間
差をＴ１２、第３．第４の振動センサー５゜６間での時
間差を７３４、検出板中の音速をＶ、座標中心Ｏから第
１．第２の振動センサー３，４までの距離をｈｙ、第３
．第４の振動センサー５゜６までの距離を特徴とする特
許但し、（ｈ　ｙ／Ｖ）　２＝Ａ、　　（ｈｘ／Ｖ）”　
−Ｂとなる。尚Ｖ、ｈｘ、ｈｙは定数なので予め演算装
置１１内に人力しておく。

次いで上記計算式に基づいて算出されたｘ、　　ｙを表
示装置１のブラウン管の仮想Ｘ−Ｙ平面上に表示する。

このとき、仮想Ｘ−Ｙ平面の座標軸と、検出板２上に形
成される実際の座標軸とを同一寸法で略一致させている
ため、検出板２にぶつかった地点Ｐと同一箇所をブラウ
ン管上に表示させることができ、目視によりぶつかった
箇所を確認することができる。

また、各装置・素子の精度誤差並びに振動センサーの取
り付は位置のズレなどの要因から、予め演算装置１１に
人力した定数が実際のそれと違う場合がある。従って、
より正確に位置検出をするためには位置補正装置１２．
１３を用いて以下の手順にて初期設定する必要がある。

まず、検出板２上の所定の位置に玉２１を正確に命中さ
せ（命中箇所が目視可能）、その命中箇所を表示装置１
に表示させる。このとき、実際の命中箇所と表示装置１
での表示箇所がズした場合、位置補正装置１２．１３を
操作して第１．第２のカウンタ８，１０に入力されるク
ロック信号の周波数（−周期の時間）を変化させる。す
ると、実際に一組の振動センサー間に伝わる振動波の時
間差は同じでも、各カウンタから出力される値は異なる
。すなわち、例えば、当初クロック信号の一周期ＴＩが
１ｍｓのときは、カウンタからの出力値はｒｌｏｏｏＪ
であったのが、それを−周期Ｔ２を１．１＋ｎｓにする
とｒ９０９Ｊとなる。従って、演算装置１１に人力され
る時には、実際の時間より短い時間差として人力処理さ
れることになる。

その結果、表示装置１に表示されるときには、座漂原点
に近付くことになる。

すなわち、検出板２の所定の位置に玉２１を命中させる
とともに、その位置を表示装置１に表示させ、両者が一
致するまで、各位置補正装置１２゜１３のツマミ１２ｂ
、１３ｂをそれぞれ独立して適度に回動することにより
初期設定を完了する。

第４図は上記した位置補正装置の第１変形例を示してい
る。この変形例でも上記実施例と同様に基本的には、演
算装置１１にて演算処理する際に用いる一組の振動セン
サー間の時間差を実際のそれと変えることにより行って
いる。

具体的には、演算装置１１をマイクロコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）にて構成し、メモリ上の演算プログラムを実行す
る際に補正情報を加味して演算処理を行うようになって
いる。そして、その補正情報は、上記した実施例の様に
ツマミを適度に回動する代りにマイクロコンピュータの
キーボードから適当な数値を人力し、その都度、実際に
検出板２上の所定の位置に玉２１等を命中させるととも
にその結果を表示装置１に表示し、両者が一致するまで
入力作業を繰返し行うことにより決定される。

第５図は位置補正装置の第２変形例を示している。この
例では、上記した第１変形例のように補正情報をソフト
ウェア上で処理するのと異なり、実際の処理回路（ハー
ドウェア）上にて処理している点で異なる。すなわち、
演算装置１１内に内蔵された位置検出計算回路の入力側
あるいは出力側の少なくとも一方に補正回路を直列に接
続している。この補正回路としては、例えば乗算回路な
どが用いられ、カウンターから出力された時間差のデー
タに上記乗算回路で決定される所定の比例乗数を掛ける
ことにより行っている。そして、比例乗数の変更は、例
えば可変抵抗を用いて補正回路を構成し、その抵抗値を
代えることにより行える。なお、適する比例乗数を決定
するためには、上記した実施例と同様に、実際に検出板
２に玉２１を命中させ、その命中箇所と表示装置１にお
ける表示位置を見比べることにより行う。

さらにまた、位置補正装置としては、上記した各例に限
らず、例えば第６図（Ａ）に示すように表示装置１′が
ＣＲＴの場合には偏向ヨークコアに捲回されたコイルに
通電する電流値（偏向電圧）を調整することにより行っ
てもよ（、また、同図（Ｂ）に示すように、表示装置１
″が液晶の場合には、その液晶表示させるためのドライ
ブ回路の中に補正回路を付加するようにしてもよい等、
種々変形実施が可能である。

なお、上記した６例では、検出板に向けて玩具ピストル
から発射させた玉を命中させ、その命中箇所を表示装置
にて表示させるといった遊戯装置に応用した例について
説明したが、本発明はこれに限らず、検出板上の任意の
箇所に物体が衝突した場合に、その衝突箇所を検出・表
示する必要のあるすべての装置（例えば従来のコンピュ
ータへの人力手段の一つであったライトベンの代り等）
に適応することができる。

また、上記実施例では表示装置１のデイスプレ・１面と
検出１Ｉｉ２２とを同一直線上に配置したが、本発明で
は、これに限ることはなく、必要に応じて両者を離反配
置することも可能である。

更に、検出仮２に取付ける振動センサーの数も２　Ｉｌ
ｌ　４個に限ることはなく、任意の数とすることができ
る。但しその場合には、その設置個数並びに設置位置に
応じてそれにあわせた演算式にて演算処理を行う必要が
あることはいうまでもない。

また検出板２が細長な帯状であって、衝突箇所をさほど
精密に検出しなくてよい場合は、配設する振動センサー
を２個にしてもよい。

（発明の効果）以上のように本発明に係る衝突位置検出装置では、検出
板上の任意の箇所にぶつかった地点を算出し、それを表
示装置に表示することができる。

従って、正確、かつ、迅速にぶつかった地点を目視にて
知ることができる。

従って、例えば玩具ピストルにて発射した玉の命中箇所
を表示するような遊戯装置に応用した場合には、玉とい
う目視可能な物体が検出仮に実際に当たるところを実際
にみて、大体の命中地点をＬｔ　Ｎにて確認することか
できるともとに、より正確な命中箇所を表示装置にて目
視確認することができる。ナなイ）ち、実際の射撃に近
付いた射撃感覚を得ることができるとともに、正確な命
中箇所を知ることができる。

更に、位置検出補正手段を備えているので、検出板への
命中箇所をより正確に表示装置に表示することかできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る衝突位置検出装置の好適な一実施
例を示す概略構成図、第２図は作用を説明する図、第３
図は位置補正装置の一例を示す図、Ｔ；４図は位置補正
装置の第１変形例を示す図、第５図はその第２変形例を
示す図、第６図は更に他の変形例を示す図である。第１図１・・・・・・表示装置２・・・・・・検出板３〜６・・・第１〜第４の振動センサー８．１０・・・
第１．第２のカウンタ１１・・・・・・演算装置１２、］、３・・・位置検出補正装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）検出板と該検出板の所定位置に配設された複数の
振動センサーと、該振動センサーに接続され振動センサ
ー間の検出時間差に基づいて検出板上の衝突位置を算出
する制御手段と、該制御手段の算出結果を表示する表示
装置と、該表示装置に表示された位置を実際に衝突され
た位置ズレを検出するとともにそのズレをなくすように
した位置検出補正手段とを備えてなることを特徴とする
衝突位置検出装置。
（２）前記制御手段が前記振動センサー間の検出時間差
を測定するカウンタ装置と、そのカウンタ装置の出力に
基づいて所定の計算処理を行う演算装置とからなり、前
記位置検出補正手段が可変周波数発振器を有してなり、
かつ、該カウンタ装置に該位置検出補正手段を接続し、
そのカウンタ装置に入力されるクロック信号の周波数を
変更可能としてなることを特徴とする請求項１記載の衝
突位置検出装置。
（３）前記制御手段が、衝突位置を算出する際に、前記
検出板に実際に衝突した箇所と前記表示装置に表示した
箇所のズレに基づく補正情報を加味して算出するように
した補正プログラムを備えてなることを特徴とする請求
項１記載の衝突位置検出装置。
（４）請求項３に記載の補正プログラムの代わりに乗算
回路等で構成される補正回路を備えてなることを特徴と
する請求項１記載の衝突位置検出装置。
（５）前記位置検出補正装置が前記表示装置に配設され
てなることを特徴とする請求項１記載の衡突位置検出装
置。