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Spiel- bzw. Sportgerät nach Art eines Gewehrs od. dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Spiel- bzw. Sportgerät gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Derartige Geräte in Form eines Gewehrs sind insbesondere als Jahrmarktbelustigung
bereits bekannt. Dabei kann der Schütze über einen Auslösehebel, also über den Abzug
des Gewehres einen Lichtsender im Gewehr auslösen, wodurch ein Lichtstrahl durch
die Mündungsöffnung parallel zur Lauflängsrichtung emittiert wird. Als Ziel dienen
Lichtsensoren, welchen eine Anzeigeeinrichtung nachgeschaltet ist, wobei diese Anzeigeeinrichtung
z.B. dadurch gebildet wird, daß eine Bewegung von als Ziel fungiertenden Personen,
Tieren od.dgl. ausgelöst wird.
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Die bekannten derartigen Geräte arbeiten mit einer relativ hohen Lichtintensität,
so daß sie vor allem als Kinderspielzeug unbrauchbar sind. Darüber hinaus sind sie
kostenaufwendig und haben eine verhältnismäßig hohe Energieaufnahme, so daß ein
Betrieb mit Batterien jedenfalls mit vernünftigem Aufwand nicht möglich ist. Letztlich
macht die punktförmige Ausgestaltung der Ziele ein sehr genaues Treffen erforderlich,
so daß für diese Geräte eine vergleichbar hohe Fertigkeit vorausgesetzt wird wie
für die Handhabung eines Kugeln abschießenden Gewehres.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches
Gerät so auszugestalten, daß es kostengünstig herstellbar und leicht handhabbar
ist, so daß es auch als Kinderspielzeug eingesetzt werden kann. Dabei soll eine
hohe Funktionssicherheit und ein neuer Spiel reiz erzielt werden, der auch kleineren
Kindern ein Erfolgserlebnis durch die Erzielung eines Treffers ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß das Ziel nahezu
beliebig groß gewählt werden kann, ohne daß deswegen eine sehr hohe und damit kostenaufwendige
Zahl von Lichtsensoren vorgesehen werden muß. Darüber hinaus ist die Verwendung
einer Lichtquelle im Lichtsender möglich, deren erforderliche Intensität mit einem
vertretbaren Kostenaufwand erreicht werden kann. Dementsprechend ist andererseits
auch die Gefahr von Verletzungen durch zu hohe Lichtintensitäten ausgeschaltet.
Aus diesem günstigen Preis-Leistungsverhältnis resultierend eignet sich das erfindungsgemäße
Gerät auch als Kinderspielzeug.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 reduziert die Fremdlichtempfindlichkeit
des Lichtsensors.
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Die Konstruktion gemäß Anspruch 3 stellt sicher, daß möglichst viel
von der jeweiligen Scheibe aufgefangenes Licht auch tatsächlich in den Sensor gelangt,
so daß die erforderliche Intensität minimiert werden kann.
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Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ermöglicht es, eine als solche
an sich bekannte Zielscheibe zu imitieren, wobei aufgrund der voneinander getrennten,
unterschiedlichen Scheiben mit jeweils einem eigenen zugeordneten Lichtsensor eine
Diskriminierung der Treffer je nach ihrer Qualität möglich ist.
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Anspruch 5 gibt eine alternative Zielkonstruktion an, welche hinsichtlich
der Auswerteelektronik etwas aufwendiger ist, dafür aber andererseits den Reiz einer
wettkampfmäßigen Handhabung des Geräts erhöht.
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Besonders günstig ist die Verwendung einer Lichtquelle entsprechend
Anspruch 7, wobei die Maßnahme gemäß Anspruch 8 im Interesse einer hinreichenden
Lebensdauer der vorgesehenen Leuchtdiode vorgesehen ist. Eine derartige Leuchtdiode
kann z.B. bei der Auslösung eines Schusses während einer Dauer von loo bis 200 msec.
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mit einer frequenzmodulierten Spannung von ca. 1o kH beaufschlagt
werden. Hierdurch ist es möglich, den Strom in der Leuchtdiode bis an den maximal
zulässigen Impulsstrom zu bringen, so daß eine ganz erhebliche Lichtausbeute möglich
ist.
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Die Ausgestaltung des Zieles nach Anspruch lo ist vor allem bei einer
zielscheibenartigen Ausgestaltung
von Vorteil und ermöglicht eine
Auswertung der Treffer nach ihrer Wertigkeit.
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Die gemäß Anspruch 11 vorgesehene verstellbare Linse ermöglicht es,
die Größe des auf das Ziel auftreffenden Lichtflecks in Abhängigkeit von der Entfernung
des Ziels bzw. von der im Hinblick auf die Struktur des Ziels geforderten Auflösung
zu verändern.
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Eine gemäß Anspruch 12 vorgesehene diffus reflektierende Scheibe stellt
sicher, daß auch bei einer relativ starken Fokusierung eine hinreichende Anzahl
von fluoreszierenden Punkten angeregt wird. Hierdurch wird das Problem gelöst, daß
man einerseits im Sinne eines möglichst guten Auflösungsvermögens eine starke Fokusierung
des auftreffenden Lichtflecks anstrebt, während im Hinblick auf die Auswertung über
die sekundäre Fluoreszenzstrahlung es wünschenswert erscheint, möglichst viele Fluoreszenzzentren
anzuregen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der
Zeichnung.
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Dabei zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Geräts mit Zieleinrichtung und Ziel, Fig. 2 eine optische Anordnung zur Erhöhung
der Lichtausbeute des Senders, Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Sender-Elektronik,
und Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild der Empfänger-Elektronik.
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Ein in Fig. 1 dargestelltes erfindungsgemäßes Gerät umfaßt einen Sender
1, welcher in Form einer Pistole mit einem Handgriff 2 und einem laufartigen Gehäuseteil
3 ausgebildet ist. In dem Gehäuseteil 3 ist eine Lichtquelle 4 in Form einer Leuchtdiode
angeordnet.
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Eine Ringblende 5 dient zum Ausblenden unerwünschter sogenannter Kaleidoskop-Bilder.
Am vorderen Ende des Gehäuseteils 3 ist eine Abbildungslinse 6 angeordnet, welche
- wie durch den Pfeil 7 angedeutet -in dem Gehäuseteil 3 längsverschieblich befestigt
ist. Durch die Veränderung der Relativlage von Lichtquelle 4 und Linse 6 kann der
Durchmesser d des durch die Lichtquelle 4 auf einer Zielebene 8 abgebildeten Leuchtflecks
9, welcher sich in Abhängigkeit von der Entfernung b der Ebene 8 von der Linse 6
einstellt, verändert werden. Der Durchmesser d wird dabei in der Regel so eingestellt,
daß er einerseits hinreichend scharf und lichtstark ist, um ein sinnvolles Zielen
und bei einem gegliederten Ziel ein differenziertes Ansprechen verschiedener Zielbereiche
ermöglicht, andererseits aber so groß, daß eine hinreichende Zahl von Fluoreszenzzentren
im Ziel 11 angeregt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Ziel 11 umfaßt im einfachsten Fall eine transparente
Kunststoffplatte 12, welche mit Fluoreszenzzentren 1o dotiert ist. An der Rückseite
der Kunststoffplatte ist eine lichtundurchlässige, reflektierende Scheibe 13 angeordnet,
welche dasjenige Licht reflektiert, welches nicht Energie zur Anregung von Fluoreszenzentren
abgegeben hat.
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An der Vorderseite 14 der transparenten Platte 12 wird das von innen
kommende Fluoreszenzlicht totalreflektiert, so daß es über eine Mehrfachreflexion
an der Vorderseite 14 bzw. an der reflektierenden Platte 13
in
einen an der Seitenkante 15 der Platte 12 angeordneten, lichtempfindlichen Sensor
16 gelangt, welcher im einfachsten Fall als Fotodiode ausgebildet ist.
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Oberhalb des Senders 1 und parallel zu dessen Gehäuseteil 3 ist eine
Zieleinrichtung 17 mit dem Gehäuseteil 3 verbunden angeordnet. Die Zieleinrichtung
17 umfaßt eine Durchblick-Öffnung 18 und am gegenüberliegenden Ende eine Kimme 19,
welche die Form eines auf dem Kopf stehenden, nach außen aufgebogene Schenkel aufweisenden
V aufweist, wobei die V-Spitze im Mittelpunkt des Fadenkreuzes 20 liegt, wobei der
Mittelpunkt des Fadenkreuzes 20 zusammenfällt mit der Mittellängsachse 21 der Zieleinrichtung
17.
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Durch diese Ausgestaltung wird - wie durch den eingezeichneten Strahlengang
angedeutet - ein Parallaxenausgleich ermöglicht.
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Die in Fig. 2 dargestellte optische Anordnung ermöglicht eine verbesserte
Licht ausnutzung bei einem erfindungsgemäßen Sender 1. Als Lichtquelle 4 dient dabei
eine Leuchtdiode, welche als lichtabstrahlendes Element ein Einkristall-Diodenplättchen
22 aufweist.
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Weiterhin umfaßt die Lichtquelle 4 eine Sammellinse 23, welche allerdings
das von dem Diodenplättchen 22 emittierte Licht nur unvollkommen sammeln kann. Folglich
treten aus der Lichtquelle 4 im wesentlichen zwei Bündel aus, nämlich das achsnahe
Bündel 24, das aus dem Strahlungszentrum C1 zu kommen scheint, und das achsferne
Lichtbündel 25, welches aus dem Strahlungszentrum C2 zu kommen scheint. Nur das
aus C2 kommende Strahlenbündel 25 wird durch die Linse 23 gebündelt und kann durch
die Abbildungslinse 6 auf das Ziel 11 gelenkt werden, während das aus C1 kommende
Licht
nicht auf das Ziel 11 gelenkt wird. Durch die Verwendung
einer Lochlinse 26 werden auch die aus C1 kommenden Reststrahlen gebrochen, so daß
die Lichtausbeute der Leuchtdiode erheblich verbessert wird.
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Wie sich aus der Darstellung in Fig. 3 ergibt, umfaßt der Sender 1
eine Spannungsversorgung 26. Ein Rechteckgenerator 27 erzeugt Rechteckimpulse mit
einer Frequenz von 2 Hz. Der in Fig. 1 dargestellte Handgriff 2 des Senders 1 enthält
einen Auslöse-Taster 28 in Form eines Abzugbügels. Eine Umschalteinrichtung 29 gestattet
eine Umschaltung von Einzel- auf Dauerschuß.
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Bei der Schaltung E, also bei der Schaltstellung Einzelschuß, werden
Schuß-Impulse durch die Pulsgeneriereinrichtung 30 erzeugt.
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Dem Umschalter 29 nachgeordnet ist ein monostabiler Multivibrator
31, welcher mit einer Zeitkonstanten t von ca. loo bis 200 ms arbeitet. Dieser monostabile
Multivibrator 31 und ein Rechteckoszillator 32 mit einer Frequenz von 1o KHz sind
mit einem Modulator 33 verbunden, welcher dementsprechend modulierte Signale an
eine Verstärkerstufe 34 abgibt. Der Ausgangsstrom dieser Verstärkerstufe 34 liegt
bei 300 mA. Mit diesem Strom wird pulsartig-moduliert eine superhelle Leuchtdiode
in Form des Einkristalls 22 betrieben.
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Das der Lichtquelle 4 nachgeordnete, in Fig. 1 und 2 dargestellte
optische System erzeugt einen größenveränderbaren Lichtfleck 9 auf der Oberseite
des Ziels 11.
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Hierdurch werden die Fluoreszenz-Zentren 10 in der Platte 12 angeregt
und das Licht wird über Mehrfachreflexion zu dem Sensor 16 an der Seitenkante 15
geleitet.
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In Fig. 1 ist aus Gründen der Uberschaubarkeit lediglich eine einzige
Platte 12 mit einem einzigen Sensor 16 dargestellt.
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Zur Erhöhung des Spielreizes kann das Ziel 11 aber auch zielscheibenartig
ausgestaltet sein und z.B.
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drei zueinander konzentrische Kreisscheiben umfassen.
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Den einzelnen Scheiben kann dann durch die nachfolgend beschriebene
Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 35 eine unterschiedliche Wertigkeit gegeben werden.
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Naturgemäß ist dann jeder Ringscheibe ein Sensor 16 zugeordnet.
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Anschließend an jeden Sensor 16 folgt in der Einrichtung 35 in jedem
Kanal 1 bis 3 eine Verstärkerkaskade mit Bandpassfilter 36 und ein monostabiler
Multivibrator 37. Die drei Kanäle münden in einen Prioritätsdecoder 38. Dem Prioritätsdecoder
38 sind entsprechend den drei Kanälen drei Torschaltungen 39 nachgeordnet, welche
über einen Rechteckgenerator mit einer Frequenz von 300 Hz beaufschlagt werden.
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Zur Herbeiführung einer unterschiedlichen Gewichtung der den drei
verschiedenen Kreisscheiben entsprechenden Kanäle ist jeder Torschaltung eine Gewichtungsschaltung
41 zugeordnet.
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Den Torschaltungen 39 nachgeordnet ist eine Logikschaltung 42 und
anschließend ein Punkte zähler 43 mit 7-Segment-Treiber und eine Anzeigeeinrichtung
44.
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Zur Erzielung einer einfachen Trefferzählung ist dem Prioritätsdecoder
38 direkt zusätzlich eine Logikschaltung 45 mit einem Trefferzähler 46 und einer
weiteren
Anzeigeeinrichtung 47 nachgeordnet.
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Eine Reseteinrichtung 48 ermöglicht ein Nullsetzen der Punktezähleinrichtungen
43 und 46 bzw. der entsprechenden Anzeigen 44 und 47.
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- Leers'ite -