DE69125150T2

DE69125150T2 - Sensor zum ermitteln der lage eines metallkörpers

Info

Publication number: DE69125150T2
Application number: DE69125150T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Handa; Kazunari Kawashima; Takatoshi Takemoto
Original assignee: Ace Denken KK
Current assignee: Ace Denken KK
Priority date: 1990-11-24
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2011-11-26
Also published as: EP0513395A4; KR920703164A; AU8912491A; CA2074471C; EP0513395B1; WO1992009344A1; JP2700213B2; US5390109A; ATE149856T1; CA2074471A1; EP0513395A1; JPH04189379A; DE69125150D1; AU645378B2

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Sensor, der sich zum Erfassen der Position eines Metallkörpers innerhalb beispielsweise eines zwischen parallelen Ebenen gebildeten Raums eignet.

Technischer Hintergrund

Vorrichtungen, die einen Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers benötigen, sind beispielsweise Metalldetektoren, Spielautomaten usw. Beispielsweise sind manche Spielautomaten so eingerichtet, daß ein Metallkörper, beispielsweise eine Metallkugel, innerhalb eines festgelegten Raums bewegt wird, der in dem Spielautomaten eingestellt ist, und daß die Entscheidung, ob ein Gewinn erhalten wird oder nicht, nach der Bewegung der Kugel bestimmt wird. Ein typisches Beispiel für einen derartigen Spielautomaten ist beispielsweise ein "Pachinko"-Spielautomat (japanischer aufrechtstehender Spielautomat), bei dem ein Spieler eine metallische "Pachinko"-Kugel dazu veranlaßt, sich innerhalb eines zwischen parallelen Ebenen gebildeten Raums zu bewegen, der mit einer großen Anzahl von Hindernissen versehen ist.
Der "Pachinko"-Spielautomat weist eine Grundplatte bzw. ein Spielfeld auf, das den Bereich zum Bewegen der "Pachinko"-Kugel festlegt, eine Glasplatte, die das Spielfeld mit einem bestimmten Abstand dazu abdeckt, und einen Abschußmechanismus, der so arbeitet, daß er die Pachinko-Kugel in den oberen Teil des Spielfelds schießt. Der Pachinko-Spielautomat ist so angebracht, daß sich die Spielfläche im wesentlichen in senkrechter Richtung erstreckt. Die Spielfläche ist mit einer Anzahl von sicheren Löchern versehen, von denen jedes dazu dient, einen Treffer zu markieren, wenn die Pachinko-Kugel in ein solches gebracht und aus der Spielfläche herausgeführt worden ist, sowie mit einem einzigen Ausgangsloch, in dem die Pachinko-Kugeln, die nicht in die sicheren Löcher gegangen sind, schließlich gesammelt werden, um aus der Spielfläche herausgeführt zu werden. Daneben ist eine große Anzahl von Stiften bzw. Nägeln als Hindernisse im wesentlichen senkrecht auf die Spielfläche aufgesetzt, wobei sie aus der Spielfläche um einen Abstand herausstehen, der dem Durchmesser der Pachinko-Kugeln entspricht, so daß die Pachinko-Kugel, die entlang der Spielfläche herunterfällt, häufig mit den Stiften zusammenstößt, um ihre Bewegungsrichtung zu ändern. Die Stifte sind auf dem Spielfeld in einer vorbestimmten Verteilung angeordnet, in der sie, während sie die Bewegungsrichtung der damit zusammenstoßenden Pachinko-Kugel ändern, die Kugel so führen, daß sie in einigen Fällen in Richtung auf das sichere Loch geführt wird und in anderen Fällen das sichere Loch verfehlt.
Wegen des vorstehend beschriebenen Aufbaus kommt es, daß die Pachinko-Spielautomaten individuelle Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise ein Automat, bei dem es leicht ist, Treffer zu erzielen, und ein Automat, bei dem es schwierig ist, Treffer zu erzielen, in Abhängigkeit von den geringen Unterschieden der jeweiligen Maschinen bei Anordnung und Neigung der Stifte. Selbst identische Maschinen bringen solche Unterschiede mit sich, wie etwa sichere Löcher mit einer hohen Trefferquote und sichere Löcher mit einer niedrigen Trefferquote. Darüber hinaus sind die Unterschiede von Maschine zu Maschine unterschiedlich groß.
In einer Spielhalle oder ähnlichem, wo Spielautomaten dieses Typs in großen Anzahlen vorhanden sind, ist es für die Geschäftsleitung in Bezug auf die Gewinnerzielung und die Kundenverwaltung der Spielhalle von Bedeutung, die Eigenheiten der jeweiligen Spielautomaten zu kennen. Beispielsweise hat die Spielhalle einen Verlust, wenn zahlreiche Automaten in übermäßiger Weise Treffer erzielen, während die Kunden das Interesse verlieren, wenn es schwierig ist, Treffer darauf zu erzielen, was für das Geschäft nachteilig ist. Demgemäß müssen Gegenmaßnahmen ergriffen werden, indem die Eigenheiten der jeweiligen Spielautomaten, die in einer Spielhalle aufgestellt sind, bekannt sein müssen.
Für diesen Zweck ist es üblich, den Bewegungsverlauf der Pachinko-Kugeln in dem Pachinko-Spielautomaten zu erfassen. In der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 3506/1989 (Amtsblatt) wird beispielsweise als Sensor für einen solchen Zweck eine Vorrichtung beschrieben, die eine obere und eine untere Platte aufweist, die ein Paar Kontakte haben. Bei dieser Technik wird das Vorhandensein der Pachinko-Kugel auf eine solche Weise erfaßt, daß die Pachinko-Kugel auf die obere Platte gelangt und diese niederdrückt, wodurch das Paar von Kontakten miteinander in Kontakt kommt.
Bei diesem bekannten Sensor sind die Platten allerdings hinsichtlich ihrer Anordnung eingeschränkt, da sie ein Paar Kontakte aufweisen, und sie können lediglich entlang der Durchgänge der Pachinko-Kugeln angeordnet werden. Es ist daher unmöglich, die Bewegungen der Kugeln von dem Blickpunkt aus zu erfassen, bei dem die gesamte Spielfläche sichtbar ist. Dies führt zu dem Problem, daß es mit dieser Vorrichtung beispielsweise schwierig ist, zu erfassen, wie die Kugeln in die sicheren Löcher und in das Ausgangsloch eintreten.
Da die Erfassung außerdem auf der physikalischen Berührung des Paars von Kontakten basiert, kann es bei manchen Bewegungszuständen der Kugel passieren, daß das Niederdrücken der Platte zu schwach ist, um das Paar von Kontakten in Berührung, miteinander zu bringen, so daß die Bewegung der Kugel nicht erfaßt wird. Weiterhin können schwache Berührungen aufgrund von Verschleiß, Korrosion etc. des Kontaktpaars auftreten. Schließlich können fehlerhafte Berührungen des Paars von Kontakten durch Schwingungen oder ähnliches oder durch Erschütterungen herbeigeführt werden. Aus diesen Gründen hat die Vorrichtung das Problem mangelhafter Zuverlässigkeit.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Bewegung der Kugel schwach in negativer Weise beeinflußt wird, da ein Druck, der durch die Kugel ausgeübt wird, genutzt wird.
Derartige Probleme werden nicht nur bei Pachinko-Spielautomaten, sondern auch in anderen Vorrichtungen angetroffen. Das Ziel besteht dementsprechend darin, diese Probleme zu überwinden.
Weiterhin ist es bei der Erfassung eines metallischen Körpers in den obengenannten Spielautomaten manchmal erforderlich, metallische Körper im bewegten Zustand im Unterschied zu anderen im unbewegten Zustand zu erfassen. Beispielsweise ist zum Erfassen des Bewegungsverlaufs des metallischen Körpers die Verarbeitung eines Signals zum Untersuchen einer Veränderung des Ortes bei jeder Erfassung des Ortes erforderlich. Bei den bekannten Erfassungsvorrichtungen ist das Verarbeiten des Signals zum Untersuchen der Ortsveränderung für jeden der metallischen Körper notwendig, wenn eine Mehrzahl von metallischen Körpern vorhanden sind, selbst wenn sich nur einige von ihnen bewegen. Aus diesem Grunde besteht hier ein Problem dahingehend, daß die Vorrichtung, die das Signal verarbeitet, Aufgaben auferlegt bekommt.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sensor zum Erfassen der Position eines metallischen Körpers bereitzustellen, mit dem jegliche Position des metallischen Körpers innerhalb eines festgelegten Bereichs ohne Berührung des metallischen Körpers und ohne Verwendung von Kontakten für eine physikalische Berührung erfaßt werden kann, wodurch ein Erfassungsergebnis mit großer Zuverlässigkeit erhalten wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sensor zum Erfassen der Position eines metallischen Körpers bereitzustellen, mit dem ein sich bewegender metallischer Körper im Unterschied zu einem ortsfesten metallischen Körper erfaßt werden kann.
Hierzu bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Sensor zum Erfassen der Position eines metallischen Körpers nach Anspruch 1.
Die DE-A-3 813 779 lehrt einen Sensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser Stand der Technik bezieht sich allerdings auf die Messung der Amplitude des auf dem Sensor erfaßten Signals gegenüber der Frequenz, wenn ein Feld unbesetzt ist, und auf die auf dem Sensor erfaßte Signalamplitude gegenüber der Frequenz, wenn ein Feld von einem Spielelement eingenommen wird. Ein von dem Sensor erhaltenes Signal wird mit einem Signal eines Bezugssensors mittels einer Vergleichseinheit verglichen. Die DE-A-3 813 779 offenbart allerdings keine Komparatoreinrichtung des Anspruchs 1 oder legt diese nahe.
Als eine obengenannte Ausführungseinrichtung kann eine Ausführungseinrichtung erwähnt werden, die einen Absolutwert der Differenz zwischen dem Wert des neu erhaltenen Signals und dem Kompensations-Wert vor dem Aktualisieren als Veränderung der Werte zwishen diesen erhält.
Als eine vorstehend erwähnte Vergleichseinrichtung kann eine Vergleichseinrichtung erwähnt werden, die den erhaltenen Absolutwert der Differenz mit dem vorgegebenen Wert vergleicht, um das Vorhandensein des Gegenstands festzustellen, wenn der Absolutwert den vorgegebenen Wert überschreitet.
Die vorstehend erwähnte Erfassungseinrichtung kann eine Funktion beinhalten, um einen Durchschnittswert eines Signals zu erhalten, der den Zustand einer jeden Sensoreinheit ohne einen Gegenstand angibt, wobei der Durchschnittswert als ursprünglicher Kompensationswert für die Kompensationseinrichtung zum Initialisierungszeitpunkt vorgegeben wird.
Die vorstehend erwähnte Sensormatrix kann eine Anzahl von Signalsendeleitungen aufweisen, die eine zurückgebogene Form mit auswärts gerichteten Bahnen und Rücklaufbahnen haben und koplanar angeordnet sind, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wenn sie aktiviert werden, und eine Anzahl von Signalempfangsleitungen, die eine zurückgebogene Form mit auswärts gerichteteten Bahnen und Rücklaufbahnen haben und koplanar angeordnet sind, so daß sie mit den Signalsendeleitungen elektromagnetisch gekoppelt sind, um eine Änderung des Magnetflusses zu erfassen, der durch die Annäherung des metallischen Gegenstands verursacht wird, wobei die Signalsendeleitungen und die Signalempfangsleitungen in parallelen Ebenen und in einander schneidenden Richtungen angeordnet sind. Die Sendeeinheit kann an einer Stelle gebildet sein, die durch die auswärts gerichtete Bahn und die Rücklaufbahn der Signalsendeleitung und die auswärts gerichtete Bahn und die Rücklaufbahn der Signalempfangsleitung, die die Bahnen der Signalsendeleitung schneiden, festgelegt ist.
Die vorstehend erwähnte Betriebseinrichtung kann eine Signalsendeschaltung beinhalten, die ein Wechselstromsignal sequenziell an die einzelnen Signalsendeleitungen aussendet, und eine Signalempfangsschaltung, die die Signale von den einzelnen Signalsendeleitungen sequenziell und synchron mit der Signalsendeschaltung erhält.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Anordnung eines Sensors zum Erfassen der Position eines Metallkörpers in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine den Aufbau verdeutlichende, auseinandergezogene isometrische Darstellung, die einen Spielautomaten und die Erfassungsmatrix zeigt, wobei die vorliegende Erfindung auf den Spielautomaten angewendet ist;
Fig. 3 zeigt eine senkrechte Schnittansicht eines Teils des Spielautomatens,
Fig. 4 ist eine Frontansicht der Erfassungsmatrix;
Fig. 5A ist eine vergrößerte Schnittansicht eines inneren Glaselements, das eine Erfassungsmatrix beinhaltet;
Fig. 5B zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnits von Fig. 5A, der mit einer kreisförmigen gestrichelten Linie umgeben ist;
Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Signalsendeleitungen im Detail;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Signalsendeleitung, die den verbundenen Zustand des Drahts zeigt;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Vorderansicht der Signalsendeanschlüsse;
Fig. 9 ist eine isometrische Darstellung, die den Zustand zeigt, in dem das innere Glaselement mit einem Signalsendeverbinder und einem Signalempfangsverbinder verbunden ist;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Hardware-Aufbau zur Verwendung in der Ausführungsform eines Sensors zum Erfassen der Position eines metallischen Körpers nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm eines Signalsendeschaltkreises in einer Matrix-I/O-Sende/Empfangs-Leiterplatte, die in der vorstehend erwähnten Hardware enthalten ist;
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das den prinzipiellen Teil einer Kanalschaltlogik zeigt, die in der oben erwähnten Hardware enthalten ist;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer Signalempfangsschaltung in der Matrix-I/O-Sende/Empfangs-Leiterplatte, die in der oben erwähnten Hardware enthalten ist;
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm von Signalempfangs- und Signalsendeschaltungen in der CPU-Speichersteuerungs-Leiterplatte, die in der oben erwähnten Hardware enthalten ist;
Fig. 15 zeigt einen Ablaufplan des Abtastvorgangs der Erfassungsmatrix in der vorliegenden Ausführungsform;
Fig. 16 zeigt einen Ablaufplan des Metallkörper-Erfassungsvorgangs in einem Spielautomaten.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Wie Fig. 1 zeigt, beinhaltet der Sensor dieser Ausführungsform eine Erfassungsmatrix 20, wobei die Erfassungseinheiten zum Erfassen eines metallischen Körpers als Erfassungsobjekt in Form einer Matrix angeordnet sind; eine Signalsendeschaltung 40, eine Signalempfangsschaltung 50 und eine Ablaufsteuerschaltung 63 bilden eine Betriebseinrichtung, die die Signale, die den Zustand der einzelnen Erfassungseinheiten zeigen, durch Betreiben der Matrix 20 erhält, wobei weiter eine Steuereinheit 30 vorhanden ist, die als Einrichtung zum Erfassen der Position eines metallischen Körpers durch das Sendesignal und das empfangene Signal dient.
Die Steuereinheit 30 hat eine Komparator-Einrichtung 30a, die den Wert empfangener Signale seqenziell als Kompensationswerte für jede Erfassungseinheit speichert und aktualisiert, eine Ausführungseinrichtung 30b, die eine Veränderung oder einen Unterschied in den Werten zwischen dem neu empfangenen Signal und dem Kompensationswert vor dem Aktualisieren erhält, sowie eine Vergleichseinrichtung 30c, die die Veränderung oder den Unterschied dazwischen mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, um die Anwesenheit des Objekts zu erfassen.
Nachfolgend werden Einzelheiten von jedem Teil dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Anwendung beschrieben, bei der der Sensor dieser Ausführungsform bei einem Spielautomaten eingesetzt ist.
Wie Fig. 2 und 3 zeigen, beinhaltet ein Spielautomat 10, bei dem diese Ausführungsform eingesetzt ist, eine Platte bzw. ein Spielfeld oder -brett 11, das einen Bereich zum Bewegen einer Metallkugel B festlegt, eine Glasabdeckung 10a, die das Spielfeld 11 abdeckt, wobei ein fester Abstand dazwischen eingehalten wird, und einen Abschußmechanismus, der dazu dient, die Metallkugel B in Richtung auf den oberen Teil der Spielfläche 11 abzuschießen. Der Spielautomat 10 ist so eingerichtet, daß sich das Spielbrett 11 im wesentlichen in senkrechter Richtung erstreckt.
Eine Führungsschiene 12 zum Festlegen eines Spielbereichs ist auf dem Spielfeld 11 des Spielautomaten 10 angebracht. Ein Gebiet innerhalb der Führungsschiene 12 stellt das eigentliche Spielfeld dar. Eine große Anzahl von Stiften bzw. Nägeln 13, 13, ... zum Abschlagen der Metallkugel B sind auf dem Bereich des Spielbretts 11 innerhalb des Spielfelds eingesetzt bzw. aufgerichtet. Zusätzlich sind eine Anzahl von "sicheren" Löchern 14a, 14a, ... an unterschiedlichen Stellen vorgesehen, und ein einzelnes "Ausgangsloch" 15 ist am unteren Ende des Spielfelds angebracht.
Wie Fig. 3 zeigt, sind die Stifte 13 im wesentlichen senkrecht so aufgerichtet, daß jeder Stift aus dem Spielbrett 11 mit einer Länge herausragt, die dem Durchmesser der Metallkugel B entspricht. Daneben sind die Stifte 13 so angeordnet, daß die Metallkugel, die entlang des Spielbretts 11 herabfällt, während ihrer Bewegungsbahn häufig mit der großen Anzahl von Stiften 13 zusammenstößt, während sie zwischen den Stiften 13 hindurchgeht, wodurch ihre Bewegungsrichtung verändert wird. Genauer gesagt bilden, wie in Fig. 2 dargestellt ist, zumindest zwei der Zapfen 13 gemeinsam eine Stiftreihe bzw. Stiftgruppe 13a. Solche Stiftreihen oder Stiftgruppen 13a sind in ihrer Verteilung so festgelegt, daß die damit zusammenstoßende Metallkugel, während ihre Bewegungsrichtung geändert wird, so geführt werden kann, daß sie in manchen Fällen in Richtung auf das sichere Loch 14a läuft, während sie in anderen Fällen das sichere Loch 14a verfehlt, in Abhängigkeit von der Projektions- bzw. Startposition des Metallkörpers, d.h. dessen Startpunkt, der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit an diesem Punkt usw.
Das sichere Loch 14a ist ein Loch, das dazu dient, einen Treffer zu markieren, wenn der Metallkörper in dieses eintritt und aus dem Spielbrett 11 herausgeführt wird. Andererseits ist das Ausgangsloch 15a ein Loch, in dem die Metallkörper, die in keines der sicheren Löcher 14a eingetreten sind, letztlich gesammelt werden, um aus dem Spielbrett 11 herausgeführt zu werden.
Wie Fig. 3 zeigt, weist die vordere Glasabdeckung 10a, die das Spielbrett 11 abdeckt, eine Doppelstruktur auf, die aus einem vorderen Glaselement 16 und einem inneren Glaselement 17 besteht.
Der Abschußmechanismus weist einen Schlaggriff 33 und einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus auf. Der Griff 33 ist an der Vorderseite des Spielautomatens 10 angebracht und dient zur Betätigung des Abschlagens oder Abstoßens des Metallkörpers. Der Schlagvorgang erfolgt durch Verdrehen des Griffs 33 um einen gewünschten Winkel.
Weiterhin ist eine Mulde 34 zum Aufnehmen der von dem Spielautomaten 10 abgegebenen Metallkörper an der Vorderseite des Spielautomaten angebracht. Eine vorbestimmte Anzahl von Metallkörpern werden als Gewinn ausgegeben, wenn der auf das Spielfeld 11 ausgeworfene Metallkörper in eines der sicheren Löcher 14a eingetreten ist.
Wie Fig. 3 zeigt, ist eine Erfassungsmatrix 20 unter Verwendung eines inneren Glaselements 17 aufgebaut, das sich entlang des Spielbretts 11 in einem festen Abstand davon als Grundplatte erstreckt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist die Sendematrix 20 eine Anzahl von Signalsendeleitungen 22 und eine Anzahl von Signalempfangsleitungen 26 auf.
Eine Anzahl einzelner Signalsendeleitungen 22 sind auf einer Seite des inneren Glaselements 17 angeordnet, während sie sich in einer Richtung parallel erstrecken. Eine Anzahl von Signalempfangsleitungen 26 sind auf der gegenüberliegenden Seite des inneren Glaselements 17 angeordnet, wobei sie sich in einer Richtung parallel erstrecken. Jede Signalsendeleitung 22 ist in einer Wendezone 61 in eine umgebogene Form bzw. Schlaufenform U-förmig zurückgeführt, wobei ein paralleler Abschnitt vorhanden ist. In ähnlicher Weise ist eine einzelne Signalempfangsleitung 26 in eine umgebogene Form bzw. Schlaufenform U- förmig zurückgeführt, während ein paralleler Abschnitt vorhanden ist. Signalsendeanschlüsse 23 und Signalempfangsanschlüsse 27 sind an einem unteren Endabschnitt in Bezug auf ein inneres Glaselement 17 konzentriert angeordnet, das an dem Spielautomaten befestigt ist.
Jede Signalempfangsleitung 26 ist an einer Position angeordnet, die ermöglicht, daß sie elektromagnetisch mit der Signalsendeleitung gekoppelt wird, wobei ihre Ebene zu der Ebene einer jeden Signalsendeleitung 22 parallel ist und sie sich in der Richtung erstreckt, die die Erstreckungsrichtung der Leitung 22 senkrecht schneidet, so daß ihre elektromagnetischen Eigenschaften bei Annäherung eines metallischen Körpers verändert werden, wobei die Signalsendeleitungen 22 und die Signalempfangsleitungen 26 eine Erfassungsmatrix 20 in ebener Form bilden.
Wie aus der Vorderansicht nach Fig. 4 hervorgeht, bilden einzelne quadratische Abschnitte, die durch die einander schneidenden Signalsendeleitungen 22 und Signalempfangsleitungen 26 umschlossen werden, Erfassungseinheiten 20a, 20a, ..., von denen jede den Metallkörper erfaßt.
Fig. 5A zeigt einen vergrößerten Querschnitt des inneren Glaselements 17, und Fig. 5B zeigt eine vergrößerte Ansicht eines kreisförmigen, mit einer gestrichelten Linie in Fig. 5A markierten Bereichs.
Das innere Glaselement 17 ist durch Aufeinandersetzen von vier Schichten aufgebaut: eine innere, schützende Glasplatte 17a, die eine Schutzplatte für die Signalempfangsleitungen 26 (in Fig. 4A dargestellt) bildet, eine Glasgrundplatte 17b auf der Signalempfangsseite, eine Glasgrundplatte 17c auf der Signalsendeseite und eine äußere Glasplatte 17d, die eine Schutzplatte für die Signalsendeleitungen 22 (in Fig. 4 dargestellt) bildet. Das innere Glaselement (Frontglas) 17 ist eine Glasgrundplatte in quadratischer Form, wobei die drei grundlegenden Abmessungen sind: Länge a 367 mm ± 10 mm, Breite b 405 mm ± 10 mm und Dicke 3 bis 3,5 mm. Die innere, schützende Glasplatte 17a und die äußere, schützende Glasplatte 17d sind kürzer als eine Glasgrundplatte 17b auf der Signalempfangsseite und die Glasgrundplatte 17c auf der Signalsendeseite, hinsichtlich ihrer Länge, und das untere Ende 17p des inneren Glaselements 17 liegt frei.
Die Anzahl von Signalempfangsleitungen 26, die eine umgebogene Form aufweisen und einander benachbart liegen, sind zwischen der inneren schützenden Glasplatte 17a und der signalempfangsseitigen Glasgrundplatte 17b gehalten, und die Anzahl von Signalsendeleitungen 22, die eine umgebogene Form aufweisen und benachbart zueinander liegen, sind zwischen der signalsendeseitigen Glasgrundplatte 17c und der äußeren schützenden Glasplatte 17d gehalten. Daher ist das innere Glaselement 17 so angefertigt, daß die Signalsendeleitungen 22 auf einer Seite einer signalsendeseitigen Glasgrundplatte 17c mit Schichten eines transparenten Klebers 18a gehalten sind; auf deren Oberfläche, die die äußere schützende Glasplatte 17d trägt, mit Schichten eines transparenten Klebers 18b; wobei die Signalsendeleitungen 26 auf der anderen Seite der Glasgrundplatte 17b mit Schichten eines transparenten Klebers 18c gehalten sind; auf deren Oberfläche, die die innere schützende Glasplatte 17a trägt, mit Schichten eines transparenten Klebers 18d; und auf der anderen Seite einer signalsendeseitigen Glasgrundplatte 17c und der anderen Seite einer signalempfangsseitigen Glasgrundplatte 17b sind mit Schichten eines transparenten Klebers 18e miteinander verbunden.
Die gesamte Vorderfläche der äußeren Glasplatte 17d, die vor der Anzahl von Signalsendeleitungen 22 liegt, ist mit einem abschirmenden, transparenten leitenden Film ausgebildet. Der leitende transparente Film besteht beispielsweise aus einem Indium-Zinn-Oxid(I.T.O., Indium-Tin Oxide)-Film oder aus einem Zinnoxidfilm.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, hat die signalsendeseitige Glasgrundplatte 17c in quadratischer Form eine signalsendeseitige Wende-Leiterplatte 19a, die längs einer vertikalen Seite damit verbunden ist, wobei die Leiterplatte 19a aus einer länglichen, flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC, Flexible Printed-Wiring Circuit Board) besteht, und sie weist weiterhin eine signalsendeseitige Umgehungsleiterplatte in L-Form 19b auf, die entlang der gegenüberliegenden vertikalen Seite und einem Teil der Unterseite damit verbunden ist, wobei die Leiterplatte 19b in ähnlicher Weise aus einer flexiblen, gedruckten Leiterplatte besteht. Die signalsendeseitige Wende-Leiterplatt 19a ist so ausgebildet, wie Fig. 6 zeigt, daß eine Anzahl von gebogenen Wendeabschnitten 61, insbesondere 32 davon, in einer Reihe durch ein Muster von Leitern, das aus Kupferfolie besteht, ausgebildet ist, und daß, wie Fig. 7 zeigt, ein Ende 62a eines jeden Drahtstücks 62 mit einem Ende 61a des entsprechenden Wendeabschnitts 61 durch Schweißen oder Löten mit Lot 63 verbunden ist.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des mit einer gestrichelten Linie in Fig. 4 eingekreisten Bereichs. Wie Fig. 8 zeigt, ist die Anzahl von Signalsendeanschlüssen 23, insbesondere 64 davon, die sich in vertikaler Richtung zu äußeren Verbindern hin erstrecken, aus einem aus Kupferfolie bestehenden Leitungsmuster ausgebildet, und zwar am unteren Rand der signalsendeseitigen Umgehungs-Leiterplatte 19b, die sich gegenüber der Wende-Leiterplatte und entlang einem Teil des unteren Randes befindet.
Wie Fig. 5A zeigt, sind die Signalsendeanschlüsse 23 am unteren Ende 17p des inneren Glaselements 17 angeordnet und liegen aufgrund der Tatsache frei, daß sie nicht durch die äußere Glasplatte 17d abgeschlossen sind. Das heißt, daß die äußere Glasplatte 17d am Oberflächenabschnitt der signalsendeseitigen Glasgrundplatte 17c, die die Signalsendeleitungen 22 trägt, befestigt ist, ausgenommen der Teil, der die Signalsendeanschlüsse 23 trägt. An der Anschlußseite einer jeden Signalsendeleitung 22 befindet sich der Signalsendeanschluß 23 der entsprechenden Signalsendeleitung 22 und ein Umgehungsabschnitt 64 für diesen Signalsendeanschluß 23. Die Umgehungsabschnitte 64 für die Signalsendeanschlüsse 23 sind aus einem Leitungsmuster auf der signalsendeseitigen Umgehungs-Leiterplatte 19b ausgebildet und sind von den entsprechenden Signalsendeanschlüssen 23 entlang dieser signalsendeseitigen Umgehungsleiterplatte 19b verlegt.
Während es gespannt ist, ist das andere Ende 62b des Drahtstücks 62, das sich von dem Ende 61a eines jeden Wendeabschnitts 61 erstreckt, mit dem Anfangspunkt 64a des entsprechenden Umgehungsabschnitts 64 auf der Anschlußseite durch Schweißen oder Löten mit Lot 63 verbunden, worauf das Ende 62b durch den Umgehungsabschnitt 64 mit dem Signalsendeanschluß 23 verbunden ist. Hierbei sei bemerkt, daß im Hinblick auf die Umgehungsabschnitte 64 zwei gerade Abschnitte unter Verwendung von runden Abschnitten 64R verbunden werden, um jegliche Hochfrequenzprobleme zu vermeiden.
In ähnlicher Weise hat die signalempfangsseitige Glasrundplatte 17a in quadratischer Form eine signalempfangsseitige Wende-Leiterplatte 29a, die damit entlang der oberen Seite verbunden ist, und sie hat weiterhin eine längliche signalempfangsseitige Umgehungsleiterplatte 29b, die entlang eines Teils des unteren Seite damit verbunden ist. In ähnlicher Weise wie die signalsendeseitige Wende-Leiterplatte 19a ist die signalempfangsseitige Wende-Leiterplatte 29a so ausgeführt, daß eine Anzahl von gebogenen Wendeabschnitten 61, nämlich 32 davon, aus einem aus Kupferfolie bestehenden Leitungsmuster ausgebildet sind, und daß ein Endabschnitt 62a eines jeden Drahtstücks 62 mit einem Endabschnitt 61a des entsprechenden Wendeabschnitts durch Schweißen oder Löten mit Lot 63 verbunden ist.
Die Anzahl der Signalempfangsanschlüsse 27, nämlich 64 davon, die sich in senkrechter Richtung zu Außenverbindern hin erstrecken, sind aus einem Leitungsmuster hergestellt, das aus Kupferfolie besteht, am unteren Rand der signalempfangsseitigen Umgehungs-Leiterplatte 29b gegenüber der Wende-Leiterplatte und entlang eines Teils der unteren Seite, und diese Signalempfangsanschlüsse sind an nicht einander gegenüberstehenden Positionen angeordnet, an denen sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn die signalempfangsseitige Glasgrundplatte 17b mit der signalsendeseitigen Glasgrundplatte 17c verbunden wird.
Wie Fig. 5 zeigt, sind die Signalempfangsanschlüsse 27 am unteren Ende 17p des inneren Glaselements 17 angeordnet und liegen aufgrund der Tatsache frei, daß sie nicht durch die innere, schützende Glasplatte 17a abgeschlossen werden. Das bedeutet, daß die innere Schutzglasplatte 17a auf dem Oberflächenabschnitt der signalempfangsseitigen Glasgrundplatte 17b gehalten ist, die die Signalempfangsleitungen 26 trägt, ausgenommen den Teil davon, der die Signalempfangsanschlüsse 27 trägt. Auf der Anschlußseite einer jeden Signalempfangsleitung 26 befinden sich die Signalempfangsanschlüsse 27 der entsprechenden Signalempfangsleitung 26 und ein Umgehungsabschnitt 64 für diesen Signalempfangsanschluß 27. Die Umgehungsabschnitte 64 zum Führen der Signalempfangsleitungen zu den Signalempfangsanschlüssen 27 sind aus einem Leitungsmuster auf der signalempfangsseitigen Umgehungs-Leiterplatte 29b ausgebildet und entlang dieser signalempfangsseitigen Umgehungs-Leiterplatte 29b von den entsprechenden Signalempfangsanschlüssen 27 verlegt.
Während es gespannt wird, wird das andere Ende 62b des Drahtstücks 62, das sich von dem Endabschnitt 61a eines jeden Wendeabschnitts 61 erstreckt, mit dem Anfangspunkt 64a des entsprechenden Umgehungsabschnitts 64 auf der Anschlußseite durch Schweißen oder Löten mit Lot 63 verbunden, worauf der Endabschnitt 62b mit dem Signalempfangsanschluß 627 durch den Umgehungsabschnitt 64 verbunden wird.
Auf diese Weise wird jede der Signalsendeleitungen 22 bzw. der Signalempfangsleitungen 26 aus dem Wendeabschnitt 61, der auf der entsprechenden Wende-Leiterplatte 19a oder 29a ausgebildet ist, den Umgehungsabschnitten 64, die auf der entsprechenden Umgehungs-Leiterplatte 19b oder 29b ausgebildet sind, den Drahtstücken 62 und dem Signalsendeanschluß 23, der das Endstück der Signalsendeleitung 22 bildet, oder dem Signalempfangsanschluß 27, der das Endstück der Signalempfangsleitung 26 bildet, aufgebaut. Hierzu sei bemerkt, daß die Oberfläche eines jeden Drahtstücks 62 eine schwarze, nicht glänzende Farbe aufweist und die Reflektion von Licht verhindert, damit sie keine Beeinträchtigung für die Sicht des Spielers darstellt.
Ein für einen herkömmlichen Spielautomaten 10 geeignetes Muster der Erfassungsmatrix 20 ist ein solches, bei dem die Signalsendeleitungen 22 in 32 Reihen und die Signalempfangsleitungen 26 in 32 Spalten angeordnet sind, so daß sich eine Gesamtzahl von 1024 Erfassungseinheiten 20a ergibt. Hierzu sei bemerkt, daß in Fig. 4 das Muster mit Ausnahme von dessen äußerem Teil nicht dargestellt ist.
Der Durchmesser des Drahts, aus dem jede der Signalsendeleitungen 22 und Signalempfangsleitungen 26 ausgebildet ist, ist vorzugsweise auf einen Wert von 25 mm bis 30 mm eingestellt. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform sind die gesamten Breiten c und d der Signalsendeanschlüsse 23 und Signalempfangsanschlüsse 27, wie in Fig. 4 angegeben, auf 126 mm gesetzt, und die Breiten e und f der in senkrechter Richtung verlaufenden Teile der signalsendeseitigen Wende-Leiterplatte 19a und der signalsendeseitigen Umgehungs-Leiterplatte 19b, wie in Fig. 6 angegeben, sind auf 10 mm oder weniger gesetzt.
Die Breite g eines jeden der Signalsendeanschlüsse 23 und der Signalempfangsanschlüsse 27, wie in Fig. 8 angegeben, beträgt 1,5 mm. Aufgrund der Tatsache, daß die Breiten e und f der Umgehungsabschnitte 64 auf 10 mm oder weniger gesetzt sind, ist die signalsendeseitige Wende-Leiterplatte 19a und die signalsendeseitige Umgehungs-Leiterplatte 19b durch einen Befestigungsrahmen 1 für das innere Glaselement (Frontglas) 17 des Spielautomaten verdeckt und können von der Vorderseite, wo der Spieler steht, nicht gesehen werden.
Wie in Fig. 9 dargestellt ist, sind eine Signalsende-Leiterplatte 66a und eine Signalempfangs-Leiterplate 66b am inneren, unteren Teil des Befestigungsrahmens 1 angebracht. Die Signalsende-Leiterplatte 66a ist mit einer Signalsendeschaltung 40 zum Aussenden von Signalen an die Anzahl von Signalsendeleitungen 22 der Erfassungmatrix 20 versehen, während die Signalempfangs-Leiterplatte 66b mit einer Signalempfangsschaltung 50 für empfangene Signale von der Anzahl von Signalempfangsleitungen 26 versehen ist. Ein Signalsendeverbinder 67a und ein Signalempfangsverbinder 67b sind jeweils an den Positionen der Leiterplatten 66a und 66b gehalten, die den Signalsendeanschlüssen 23 und den Signalempfangsanschlüssen 27 entsprechen.
Der Signalsenderverbinder 67a ist ein Randverbinder zum lösbaren Verbinden der Signalsendeanschlüsse 23 mit der Signalsendeschaltung 40 auf der Signalsende-Leiterplatte 66a, während der Signalempfangsverbinder 67b ein Randverbinder zum lösbaren Verbinden der Signalempfangsanschlüsse 27 mit der Signalempfangsschaltung 50 auf der Signalempfangs-Leiterplatte 66b ist. Insbesondere sind der Signalsendeverbinder 67a oder der Signalempfangsverbinder 67b so aufgebaut, daß der obere Teil eines länglichen Isolatorteils 68, das sich entlang der Signalsende-Leiterplatte 66a oder der Signalempfangs-Leiterplatte 66b erstreckt, mit einem Schlitz 68a in Längsrichtung des Isolatorteils ausgebildet ist, und daß eine große Anzahl von elektrisch leitenden Drahtstücken, die durch Gummi zum Vermeiden eines gegenseitigen Kontakts isoliert sind, und die mit der jeweiligen Leiterplatte 66a oder 66b in Verbindung stehen, auf dem Grund des Schlitzes 68a in einer zur Leiterplatte 66a oder 66b senkrechten Richtung dicht bzw. gepackt angeordnet sind.
Das innere Glaselement (Frontglas) 17, in dem die Signalsendeanschlüsse 23 und die Signalempfangsanschlüsse 27 angeordnet sind, kann in die Schlitze 68a der Isolatorteile 68 eingesetzt werden. Der Signalsendeverbinder 67a ist in dem Zustand, in dem das innere Glaselement 17 zwischen den beiden inneren Flächen dieses Verbinders gehalten ist, mit den Signalsendeanschlüssen 23 der Signalsendeleitungen 22 verbunden, während der Signalempfangsverbinder 67b in gleicher Weise mit den Signalempfangsanschlüssen 27 der Signalempfangsleitungen 626 verbunden ist.
Die Signalsendeanschlüsse 23 und die Signalempfangsanschlüsse 27 sind mit der Signalsendeschaltung 40 und der Signalempfangsschaltung 50 jeweils in folgender Weise verbunden: Die Signalsendeanschlüsse 23 und die Signalempfangsanschlüsse 27 werden unter dem inneren Glaselement 17 angeordnet und in die entsprechenden Schlitze 68a eingesteckt, so daß sie mit dem Signalsendeverbinder 67a und dem Signalempfangsverbinder 67b in Kontakt kommen, und das resultierende innere Glaselement 17 wird in den Befestigungsrahmen 1 eingesetzt, so daß die Signalsendeanschlüsse 23 und die Signalempfangsanschlüsse 27 zuverlässig mit dem Signalsendeverbinder 67a und dem Signalempfangsverbinder 67b durch das Gewicht des Elements 17 in Verbindung stehen, das etwa 1,2 kg beträgt.
Ein Signalverarbeitungssystem, das den Sensor bei dieser Ausführungsform bildet, ist in Fig. 10 bis 14 dargestellt.
Wie in Fig. 10 dargestellt ist, steht die Erfassungsmatrix 20 unter der Steuerung einer CPU-Speichersteuerungsplatine 172 über eine Matrix-I/O-Sende/Empfangs-Platine 171. Die CPU-Speichersteuerungsplatine 172 bildet einen Datenprozessor und ist zur Kommunikation mittels einer Kommunikationsschaltung 179 in der Lage. Daneben weist die CPU-Speichersteuerungsplatine 172 einen Interfaceabschnitt 176 auf, der eine Steuereinheit 30 in die Lage versetzt, die Monitorpunkte von einer RAM-Karte 173 zu lesen.
Die RAM-Karte 173 ist eine Speicherkarte für einen Monitorspeicher, der darin Daten speichert, die die Monitorpunkte für den Metallkörper anzeigen, damit Daten daraus ausgelesen werden können, und ist lösbar in den Interfaceabschnitt 176 eingesetzt. Die RAM-Karte 173 speichert darin Daten, etwa Monitordaten, die die Position der sicheren Löcher 14a, 14a, ..., die auf der Platte bzw. dem Spielbrett des Spielautomatens 10 ausgebildet sind, angeben, eine Erfassungsposition des Metallkörpers, die Position eines Austrittslochs 15, sowie einen Algorithmus zum Erfassen des Metallkörpers, der in eines der sicheren Löcher 14a, 14a, ... oder das Austrittsloch 15 eintritt.
Ein Option 174, die mit der CPU-Speichersteuerungsplatine 172 verbunden ist, ist eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Bewegungsverlaufs des Metallkörpers zwischen dem inneren Glaselement 617 und dem Spielbrett 11 des Spielautomatens 10. Die Option 174 kann eine Speichereinrichtung sein, die ein plattenartiges Aufzeichnungsmedium wie etwa eine optische Platte, eine optisch-magnetische Platte etc. verwendet, oder eine Speichereinrichtung, die ein bandartiges Aufzeichnungsmedium verwendet, wie etwa ein analoges oder digitales Bandaufzeichnungsgerät, ein Videobandgerät etc. Zusätzlich kann auch ein anderes Computersystem verwendet werden. Weiterhin kann eine Speichervorrichtung verwendet werden, die eine festes Aufzeichnungsmedium, wie etwa einen Halbleiterspeicher, verwendet. Wenn die Option nach dieser Ausführungsform bei einem Spielautomaten angewendet werden soll, wird vorzugsweise eine kleine mit einer großen Kapazität verwendet. Dies liegt daran, daß sich in einem zeitlichen Bereich, in dem sich die Anzahl von Spielern erhöht, die Aktivitätsrate eines jeden Spielautomaten 10 erhöht, so daß eine sehr große Speicherkapazität erforderlich ist.
Die aufgezeichneten Daten in der Option werden von einem Rechner verarbeitet, der mit einer Software zum Analysieren der Daten nach den Bewegungsbahnen der Metallkörper versehen ist, um die in einem Spielezentrum benötigten Daten zu gewinnen.
Die Matrix-I/O-Sende/Empfangsplatine 171 enthält die Signalsende-Leiterplatte 66a, die mit der Signalsendeschaltung 40 versehen ist, und die Signalempfangs-Leiterplatte 66b, die mit der Signalempfangsschaltung 50 versehen ist. Die Signalsendeschaltung 40 ist eine Schaltung, die Signale von vorbestimmter Frequenz an die einzelnen Signalsendeleitungen 22 sequenziell aussendet, während die Signalempfangsschaltung 50 eine Schaltung ist, die Signale von den einzelnen Signalempfangsleitungen 26 sequenziell und synchron in der Signalsendeschaltung 40 empfängt. Als eine geeignete Wellenform der Spannung, die durch die Signalsendeschaltung 40 an die Signalsendeleitungen 22 angelegt werden kann, eignet sich eine kontinuierliche sinusförmige Schwingung, die eine Frequenz von 1 bis 1,3 MHz aufweist und bei 0 V zentriert ist.
Wie in Fig. 11 dargestellt ist, besteht die Signalsendeschaltung 40 aus einem Signalsendeverbinder 41, einem Verstärker 42 und einer Kanalumschaltlogik 43, die an den Signalsendeverbinder 41 angeschlossen sind, einem analogen Multiplexer 44, der sowohl an den Verstärker 42 als auch an die Kanalumschaltlogik 43 angeschlossen ist, und 32 Totem-Pole-Treiber von PNP- und NPN-Transistoren 45, die alle mit dem analogen Muliplexer 44 verbunden sind und die jeweils über die Seiten der Signalsendeverbinder 67a mit den Signalsendeleitungen 22 in der Anzahl von Schaltungskanälen, hierbei 32 Schaltungskanälen, verbunden sind.
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, wird die Kanalumschaltlogik 43 mit zwei Steuersignalen betrieben, nämlich einem Takt- und einem Rücksetz-Steuersignal, in dem in wirksamer Weise ein Zähler-IC 43a verwendet wird.
Wie in Fig. 13 dargestellt ist, besteht die Signalempfangsschaltung 50 aus 32 Stromtransformatoren (CT, Current Transformers) 51, einem analogen Multiplexer 52, der mit den CT 51 verbunden ist, einem Verstärker 53 und einer Kanalumschaltlogik 54, die mit dem analogen Multiplexer 52 verbunden sind, sowie einem Signalempfangsverbinder 55, der sowohl mit dem Verstärker 52 als auch mit der Kanalumschaltlogik 54 verbunden ist. Die CT 51 sind jeweils über den Signalempfangsverbinder 67 mit den Signalempfangsleitungen 26 verbunden. Die Signalempfangsschaltung 50 erhält Signale über jeden der CT 51 von den einzelnen Signalempfangsleitungen 26.
Jeder der CT 51 isoliert die entsprechende Signalempfangsleitung 26 von dem analogen Multiplexer 52 und verstärkt ein Signal von der Signalempfangsleitung 26 um das 10-fache. Der analoge Multiplexer 52 erhält Signale durch die einzelnen Ct 51 in sequenzieller Weise, und der Verstärker 53 verstärkt ein Signal von dem analogen Multiplexer 52. Die Kanalumschaltlogik 54 ist eine Komponente, die ähnlich ist wie die Kanalumschaltlogik 43 der Signalsendeschaltung 40.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, weist die CPU-Speichersteuerungsplatine 172 auf ihrer Signalsendeseite einen CPU-Verbinder 46 auf, der mit einer Steuereinheit 30, einer Ablaufsteuerungsschaltung 47, die Signalsende-Taktimpulse ansprechend auf ein Startsignal erzeugt, das durch den CPU-Verbinder 46 durch die Steuereinheit angelegt wird, einem Bandfilter 48, das die Signalsende-Taktimpulse annimmt und auszusendende Signale abgibt, und einem Verstärker 49, der die auszusendenden Signale verstärkt und die verstärkten Signale an den Signalsendeverbinder abgibt, verbunden ist.
Zusätzlich weist die CPU-Speichersteuerungsplatine 172 auf ihrer Signalempfangsseite einen Verstärker 71 auf, der empfangene Signale von dem Signalempfangsverbinder 55 verstärkt, ein Bandfilter 72, das die verstärkten Signale annimmt, einen Vollwellen-Gleichrichter/Verstärker 73, der die empfangenen Signale vom Bandfilter 72 annimmt, zwei Stufen von Tiefpaßfiltern 74a und 74b, die die erhaltenen Signale von dem Vollwellen-Gleichrichter/Verstärker 73 annehmen, einen A/D-Wandler, 75, der die erhaltenen Signale von dem Tiefpaßfilter 74b annimmt und digitale Daten an einen bidirektionellen RAM 76 unter der Steuerung der Ablaufsteuerungsschaltung 47 abgibt, wobei der bidirektionelle RAM 76, der die digitalen Daten annimmt, die aufgenommen Daten unter der Steuerung der Ablaufsteuerungsschaltung 47 schreibt und die empfangenen Daten an die Steuereinheit durch den CPU-Verbinder 46 ansprechend auf ein Lesesignal von diesem CPU-Verbinder 46 abgibt.
Der bidirektionelle RAM 76 ist ein Speicher zum Aufzeichnen des Werts eines Signals von der Signalempfangsschaltung 50 als Erfassungsdaten an jeder Erfassungseinheit 20a, die durch die einzelnen Signalsendeleitungen 22 und die einzelnen Signalempfangsleitungen 26 gebildet wird, und beinhaltet einen Zähler, der die gesamte Verarbeitung der Matrixdaten der Metallkörper ausführt. Weiterhin weist die CPU-Speichersteuerungsplatine 172 eine Stromversorgungseinheit 77 auf.
Die Steuereinheit 30 weist eine Kompensationseinrichtung 30a, eine Führungseinrichtung 30b und eine Vergleichseinrichtung 30c auf, liest die erfaßten Daten des bidirektionellen RAM 76 aus und setzt sie mit den genannten Einrichtungen 30a, 30b und 30c um.
Die Kompensationseinrichtung 30a aktualisiert und speichert sequentiell den Wert eines Signals von der Signalempfangsschaltung als einen Kompensationswert für jede Sensoreinheit unter Verwendung der erfaßten Daten des bidirektionellen RAM 76 bei jedem Abtastvorgang. Bei der ersten Erfassung durch die Sensormatrix 20 wird allerdings der Durchschnittswert aller Signale von der Signalempfangsschaltung 50, der jeder Sensoreinheit 20a ohne Vorhandensein eines metallischen Objekts auf dem Spielfeld 11 eines Spielautomaten 10 entspricht, als anfänglicher Kompensationswert genommen, welches den speziellen Kompensationswert dieses Spielautomaten 10 darstellt.
Die Ausführungseinrichtung 30b führt den Unterschied zwischen dem Wert eines Signals von der Signalempfangsschaltung 50 und dem Kompensationswert aus, bevor eine Aktualisierung als absoluter Wert an jeder Sensoreinheit 20a durch die erfaßten Daten stattfindet.
Die Vergleichseinrichtung 30c vergleicht den eingestellten Wert mit dem absoluten Wert, der durch die Ausführungseinrichtung 30b an jeder Sensoreinheit 20a erhalten wird. Wenn irgendeine Sensoreinheit 20a erfaßt wird, deren Absolutwert größer ist als der eingestellte Wert, wird ein Erfassungssignal für die Sensoreinheit 20a, die den erfaßten Daten zugeordnet ist, durch die Vergleichseinrichtung 30c übermittelt.
Die Steuereinrichtung 30 arbeitet so, daß Metallkörper überwacht bzw. angezeigt werden, indem die Erfassungssignale mit Monitorpunkten, die in der Karte 173 gespeichert sind, überprüft werden.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform erläutert.
Adressensignale und Steuersignale von der Steuereinheit 30 werden über den CPU-Verbinder 46 an die Sensormatrix 20 übermittelt.
In der Sensormatrix 20 nimmt auf der Signalsendeseite die Ablaufsteuerungsschaltung 47 das Startsignal an und teilt die Frequenz eines Quarzschwingungs-Taktgebers an einem Wert von 16 MHz nach Bedarf, wobei der Signalsendetakt abgegeben wird. Der Signalsendetakt von der Ablaufsteuerungsschaltung 47 wird einer Signalformgebung von dem digitalen Signal in das analoge Signal durch das Bandfilter 48 unterworfen. Danach wird das analoge Signal durch den Verstärker 49 verstärkt und an den Signalsendeverbinder 41 abgegeben.
Weiterhin wird das Sendesignal durch den Verstärker 42 in der Signalsendeschaltung 40 verstärkt. Der analoge Multiplexer 44 betätigt die Totem-Pole-Treiber 45 sequentiell in den Kanälen, die durch die Kanalumschaltlogik 43 umgeschaltet werden. Somit geben die Totem-Pole-Treiber 45 die durch den Verstärker 42 verstärkten Signale in sequentieller Weise an die Signalsendeleitungen 42 in vorbestimmten Zyklen ab, wobei auf einen Schritt 91 in Fig. 15 Bezug genommen sei.
In der Sensormatrix 20 wird ein Signal mit vorbestimmter Frequenz an die Anzahl von Signalsendeleitungen 22, die eine zurückgebogene Form haben, von der Signalsendeschaltung 40 sequentiell abgegeben, wobei ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Eine elektromotorische Kraft wird durch die wechselseitige Induktion in den Signalempfangsleitungen 26 erzeugt, die elektromagnetisch mit den obengenannten Signalsendeleitungen 22 gekoppelt sind. Ein Wirbelstrom wird in der Oberfläche des Metallkörpers erzeugt, und zwar in der Richtung, daß ein magnetischer Fluß, der auf der Sensormatrix 20 basiert, aufgehoben bzw. abgeschwächt wird, wenn der Metallkörper in solchen Fällen in die Nähe der Sensoreinheit 20a kommt. Da sich der magnetische Fluß durch die Wirkung des Wirbelstroms verändert, verändert sich auch die Größe eines induzierten Stroms, der in der Signalempfangsleitung 26 auftritt, die die jeweilige Position schneidet.
Auf der Signalempfangsseite wird die Signalempfangsschaltung 50 durch die Ablaufsteuerungsschaltung 47 mit der Signalsendeschaltung 40 synchronisiert und erhält Signale von den einzelnen Signalempfangsleitungen 26 über jeden der CT 51. Wie in Fig. 13 angegeben ist, werden Ströme, die elektromagnetisch charakteristische Werte darstellen und die auf der Anzahl von Signalempfangsleitungen 26 auftreten, mittels des jeweiligen CT 51 um das zehnfache verstärkt. Da die CT-Sensoren 51 für die Verstärkung verwendet werden, braucht der Verstärkungsfaktor des Verstärkers auf der Signalempfangsseite nicht entsprechend vergrößert werden. Die CT's 51 isolieren jede der Empfangsleitungen 26 der Sensormatrix 20, die einen Metallsensor bildet, von dem analogen Multiplexer 52 der Signalempfangsschaltung 50, um das Eindringen von Störgeräuschen von dem Spielautomaten 10 in die Signalempfangsschaltung 50 zu verhindern, und verstärkt die empfangenen Signale.
Der analoge Multiplexer 52 ist eine Schaltung, in der die Signale, die von den einzelnen Signalempfangsleitungen 26 über die CT's 51 angenommen werden, entsprechend der Kanalumschaltlogik 54 umgeschaltet werden und dann sequentiell in vorbestimmten Zyklen ab- bzw. weitergegeben werden. Die Signale von dem analogen Multiplexer 52 werden mittels des Verstärkers 53, wobei auf einen Schritt 92 in Fig. 15 Bezug genommen sei, um das 100-fache verstärkt.
Jedes der empfangenen Signale wird verstärkt und erfaßt, und zwar über den Signalempfangsverbinder 55, Verstärker 71 und Bandfilter 72. Das Signal, das vom Bandfilter 72 erhalten wird, ist ein analoges Signal. Dieses analoge Signal wird durch den Vollwellen-Gleichrichter/Verstärker 73 in seiner Wellenform verändert. Das Signal von dem Vollwellen-Gleichrichter/Verstärker 73 wird durch Integrationsverarbeitung mittels des Tiefpaßfilters 74a, 74b gemittelt.
Als nächstes wird das empfangene Signal an den A/D-Wandler 75 abgegeben. Der A/D-Wandler 75 wandelt das Signal von der Sensormatrix 20 in ein digitales Signal mit einer vorbestimmten Anzahl von Bits um, beispielsweise in eine 12-Bit-Einheit, und speichert die erfaßten Daten in dem bidirektionellen RAM 76 unter der Steuerung der Ablaufsteuerungsschaltung 76, wobei auf einen Schritt 93 in Fig. 15 Bezug genommen sei. Die Geschwindigkeit dieser Verarbeitung entspricht 25.000 Ausführungen je Sekunde. Nachdem der bidirektionelle RAM 76 die erfaßten Daten unabhängig von der Funktion der Steuereinheit 30 ansprechend auf ein Schreibsignal, das von der Ablaufsteuerungsschaltung 63 abgegeben wird, aufgezeichnet hat, erhöht dieser die Adresse um eine Einheit, nachdem ein Taktimpuls eingegeben worden ist, wobei auf einen Schritt 94 in Fig. 15 Bezug genommen sei. Die Kapazität des bidirektionellen RAM 76 beträgt beispielsweise 2.048 Byte.
Als nächstes schaltet der analoge Multiplexer 52 der Signalempfangsschaltung 50 die Signale von den einzelnen Signalempfangsleitungen 26 um, wobei auf einen Schritt 95 in Fig. 15 Bezug genommen sei, bis die oben aufgeführten Schritte 32 mal wiederholt worden sind, was den 32 Signalempfangsleitungen 26 entspricht, wobei auf einen Schritt 96 in Fig. 15 Bezug genommen sei. Nachdem die genannten Schritte 32 mal wiederholt worden sind, schaltet der analoge Multiplexer 44 der Signalsendeschaltung 40 die Signalsendeleitungen 22 um, wobei auf einen Schritt 97 in Fig. 15 Bezug genommen sei, worauf die Signalverarbeitung erneut wiederholt wird.
Demgemäß können die Positionen der Metallkörper der Sensormatrix 20 als die Koordinaten der Positionen erfaßt werden, an denen sich die Empfangsleitungen 26, in denen sich das empfangene Signal verändert hat, mit den Signalsendeleitungen 22, 22, ..., an die das Signal in diesen Fällen gesendet worden ist, die durch die Abtastvorgänge erfaßt werden, schneiden. Die Gesamtzahl der Sensoreinheiten 20a beträgt 1.024 in Übereinstimmung mit den Signalsendeleitungen 22 in den 32 Reihen und den Signalempfangsleitungen 26 in den 32 Spalten. Daher kann der Metallkörper erfaßt werden, unabhängig davon, in welche der sicheren Löcher 14a bzw. ob er in das Austrittsloch 15 hineingeht.
Der bidirektionelle RAM 76 speichert die Position der Metallkörper in der Sensormatrix 20 in Form der erfaßten Daten der Sensoreinheit 20a, die aus der einzelnen Signalsendeleitung 20 und der einzelnen Sendeempfangsleitung 26 besteht, die von der Schnittposition der Signalempfangsleitung 26, in der sich das empfangene Signal auf der Basis des Signals von der Signalempfangsschaltung 50 und der Signalsendeleitung 22, an die ein Signal gesendet worden ist, verändert hat, in einem solchen Fall verarbeitet wird.
Je nach dem ob es erforderlich ist, liest die Steuereinheit 30 die erfaßten Daten, die die Position der Metallkörper betreffen und die in den bidirektionellen RAM 76 aufgezeichnet sind, auf der Basis des Lesestartsignals aus und führt den Arbeitsvorgang aus.
Zunächst erhält die Kompensationseinrichtung 30a einen anfänglichen Kompensationswert, der für den Spielautomaten 10 eigentümlich ist, wobei auf einen Schritt 101 in Fig. 16 Bezug genommen sei. Was die erfaßten Daten der gesamten 1.024 Sensoreinheiten 20a unter der Bedingung, daß sich kein Metallkörper auf dem Spielfeld 11 befindet, angeht, wird bei dieser Gelegenheit der Durchschnittswert der Werte der Signal durch diesen Vorgang erhalten und als anfänglicher Kompensationswert gesetzt.
Als nächstes wird, nachdem das Spiel begonnen worden ist und sich die Metallkörper auf dem Spielfeld 11 befinden, hinsichtlich der erfaßten Daten beurteilt, ob sich der Wert des Signals verändert hat oder nicht, wobei auf einen Schritt 102 in Fig. 16 Bezug genommen sei, und wenn sich der Wert verändert hat, wird der Unterschied zwischen dem Wert des Signals von der Signalempfangsschaltung 50 und dem ursprünglichen Kompensationswert, welches der Kompensationswert vor dem Aktualisieren ist, als Absolutwert erhalten, wobei auf einen Schritt 103 in Fig. 16 Bezug genommen sei. Die Größe des Absolutwerts wird durch die Vergleichseinrichtung 30c mit der Größe des gesetzten Werts verglichen, wobei auf Schritt 104 in Fig. 16 Bezug genommen sei, wodurch es möglich ist, die Anwesenheit eines Metallkörpers an der Erfassungseinheit 20a als Ergebnis des Vergleichs, ob die Größe des Absolutwerts größer ist als der gesetzte Wert oder nicht, zu erfassen, wobei auf einen Schritt 105 in Fig. 16 Bezug genommen sei. In Bezug auf den gesetzten Wert sei bemerkt, daß dessen Größe groß genug eingestellt wird, um zu erkennen, daß die Größe des Absolutwerts ihren Ursprung in dem Metallkörper hat.
Unabhängig davon, ob eine Veränderung des Werts des Signals aufgetreten ist oder nicht, und ob die Größe des Absolutwerts größer ist als die des eingestellten Werts oder nicht, wird der Wert des Signals von der Signalempfangsschaltung 50 in Folge als Kompensationswert an den einzelnen Sensoreinheiten 20a durch die Kompensationseinrichtung 30a aktualisiert und gespeichert, wobei auf einen Schritt 106 in Fig. 16 Bezug genommen sei. Dann wird die Adresse der Matrixdaten in dem bidirektionellen RAM 76 um eine Einheit erhöht, wobei auf einen Schritt 107 in Fig. 16 Bezug genommen sei, und die Steuereinheit wiederholt den vorstehend erläuterten Vorgang für die nächsten erfaßten Daten.
Wenn ein Metallkörper durch Schritt 105 in Fig. 16 erfaßt worden ist, kann er durch Überprüfung mit den in der Karte 173 gespeicherten Monitordaten des Metallkörpers für das erfaßte Signal von der Vergleichseinrichtung 30c überwacht werden.
Da ein Metallkörper durch den Vergleich der Größe des eingestellten Werts mit der des Absolutwerts, erhalten als Unterschied zwischen dem Wert der erfaßten Daten und dem des Kompensationswerts vor dem Aktualisieren, erfaßt wird, können nur die in Bewegung befindlichen Metallkörper erfaßt werden, und die in Ruhe befindlichen Metallkörper, wie beispielsweise die von den Nägeln (Zapfen) 13, 13,... zurückgehaltenen Metallkörper, werden nicht erfaßt. Zusätzlich wird, im allgemeinen im Fall einer Verarbeitung eines kleinen Signals, wie beispielsweise eines Signals von der Signalempfangsschaltung 50, die Veränderung des Werts des verarbeiteten Signals durch die temperaturbedingte Drift von Schaltkreiselementen oder ähnlichem verursacht, und die Größe des Werts des verarbeiteten Signals wird durch die Eigenschaften des Schaltkreiselements beeinflußt. Da aber die Erfassung dadurch erfolgt, daß der Unterschied zwischen dem Wert des Signals von der Signalempfangsschaltung und dem des Kompensationswerts erhalten wird, wie vorstehend ausgeführt, unterliegt die Erfassung eines Metallkörpers nicht einer temperaturbedingten Drift.
Daher kann die Sensormatris 20 die Bewegung von auf dem Spielfeld 11 des Spielautomaten 10 abgeschossenen bzw. abgeschlagenen Metallkörpern als Veränderung der Koordinaten verfolgen. In dem Spielautomaten 10 kann der Spielfortschritt bzw. Spielverlauf durch Erfassen des Bewegungsverlaufs der abgeschossenen bzw. abgeschlagenen Metallkörper auf dem Spielfeld auf ihrer Bewegungsbahn mittels der Sensormatrix 20 überwacht werden. Es ist möglich, Praktiken aufzudecken, die die Spielregeln verletzen, indem beispielsweise ein abnormaler Bewegungsverlauf von abgeschossenen Metallkörpern erfaßt wird. Als Beispiel für nicht spielregelgerechte Praktiken sei beispielsweise eine absichtliche Veränderung der Bewegungsrichtung von Metallkörpern von außerhalb des Automaten mit einem Magneten oder ähnlichem genannt. Weiterhin ist es durch Zählen der in die sicheren Löcher eintretenden Metallkörper möglich, einen Spielautomaten herauszufinden, bei dem die Metallkörper in abnormaler Weise dazu neigen, in die sicheren Löcher einzutreten. Da es für die Betriebsführung eines Spielezentrums ungünstig ist, derartige Spielautomaten weiterhin in Funktion zu lassen, ist es notwendig, diese Automaten anzuhalten. Es stellt somit eine wichtige Überprüfung dar, ob es sichere Löcher gibt, in die die Metallkörper abnormal häufig eintreten.
In einem Fall, in dem die Situation, daß die Metallkörper in die sicheren Löcher eintreten, in dem Spielautomaten 10 neuer Bauart überwacht werden soll, kann die Karte 173 entsprechend dieser Bauart ausgetauscht werden. Da die Karte 173 die Monitordaten in einfacher Weise festlegen kann, indem sie in den Interfaceabschnitt 176 des Datenverarbeitungssystems eingesetzt wird, ist es leicht, die Monitordaten zu verändern, selbst wenn eine Anwendung auf eine große Anzahl von Bauarten von Spielautomaten aus Gründen der Ersetzung von Spielautomaten oder ähnlichem erfolgen soll. Solange Spielautomaten 10 gleicher Bauart betroffen sind, können die Karten 173 durch mehrfaches Herstellen bzw. Kopieren einer einzelnen Karte hergestellt werden. Darüber hinaus ist die Karte 173 vielseitig anwendbar, so daß wenn eine kompliziertere Verarbeitung ausgeführt werden soll, dies durch Auswählen der Steuereinheit der geeigneten Datenverarbeitungsgeschwindigkeit nach Belieben erfolgen kann.
In jedem Falle wird die Geschwindigkeit der Abtastung des Metallkörpers nicht durch die CPU beeinflußt, da die CPU an dem Abtastvorgang nicht beteiligt ist.
Was den Austausch und die Halterung des inneren Glaselements 17, das mit der Sensormatrix 20 versehen ist, angeht, sind der Signalsendeverbinder 67a und der Signalempfangsverbinder 67b lösbar, und das innere Glaselement 17 kann leicht von der Signalsendeschaltung 40 und der Signalempfangsschaltung 50 des Befestigungsrahmens gelöst werden, so daß die Sensormatrix 20, die nicht mehr richtig arbeitet, leicht ausgetauscht werden kann. Weiterhin kann die Sensormatrix 20 leicht auf einem Spielautomaten einer Bauart, bei der diese Sensormatrix 20 nicht vorhanden ist, eingebaut werden.
Obwohl der Kompensationswert bei jedem Abtastvorgang in dieser Ausführungsform aktualisiert wird, kann er alternativ nach jeweils einer Reihe von Abtastvorgängen aktualisiert werden.
Obwohl der Absolutwert des Unterschieds zwischen dem Kompensationswert vor dem Aktualisieren und dem neu empfangenen Signal in der vorstehend erläuterten Ausführungsform verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es kann auch beispielsweise ein Vorzeichen des Unterschieds zwischen dem Kompensationswert vor dem Aktualisieren und dem neu empfangenen Signal verwendet werden, um zu beurteilen und entscheiden, ob sich ein Metallkörper in die Sensoreinheit hineinbewegt hat oder diese verlassen hat.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung ist auf beliebige Apparaturen zum Erfassen der Position eines innerhalb eines festgelegten Raumbereichs vorhanden Metallkörpers anwendbar. Die Erfindung ist beispielsweise auf die Erfassung der Bahn eines Metallkörpers in einem Spielautomaten anwendbar, bei dem sich der Metallkörper entlang des Spielfelds bewegt.
Außerdem ist die Erfindung auf Vorrichtungen anwendbar, die selektiv sich bewegende Metallkörper in einem System erfassen, in dem sich bewegende und ortsfeste Metallkörper nebeneinander vorkommen.

Claims

1. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers mit:

einer Sensormatrix (20), die aus matrixartig angeordneten Sensoreinheiten (20a) zum Erfassen eines Gegenstands besteht;

einer Betriebseinrichtung (40, 50), die die Sensormatrix (20) betreibt und ein Signal erhält, das den Zustand einer jeden Sensoreinheit (20a) angibt; und

eine Erfassungseinrichtung (30), die die Position des Gegenstands auf der Sensormatrix (20) auf der Grundlage des von der Betriebseinrichtung erhaltenen Signals erfaßt; wobei die Erfassungseinrichtung (30) umfaßt:

eine Offset-Einrichtung (30a), die einen Wert des erhaltenen Signals als Offset-Wert an jeder Sensoreinheit (20a) sequentiell aktualisiert und speichert,

eine Ausführungseinrichtung (30b), die eine Wertveränderung zwischen dem Wert eines neu erhaltenen Signals und dem Offset- Wert ausführt,

eine Vergleichseinrichtung (30c) zum Vergleichen der Veränderung zwischen den beiden Werten mit einem vorgegebenen Wert, um das Vorhandensein eines Gegenstands zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Offset-Einrichtung (30a) so eingerichtet ist, daß sie den Wert des neu erhaltenen Signals als neuen Offset-Wert, unabhängig von einer Veränderung in dessen Wert, nach jedem Arbeitsvorgang der Ausführungseinrichtung speichert.

2. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausführungseinrichtung (30b) dazu dient, einen Absolutwert der Differenz zwischen dem Wert des neu erhaltenen Signals und dem Offset- Wert zu erhalten, bevor die Veränderung dieser beiden Werte aktualisiert wird.

3. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (30c) dazu dient, den erhaltenen Absolutwert der Differenz mit dem vorgegebenen Wert zu vergleichen, um die Anwesenheit eines Gegenstands festzustellen, wenn der Absolutwert den vorgegebenen Wert überschreitet.

4. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (30) eine Funktion beinhaltet, um einen Durchschnittswert eines Signals zu erhalten, der den Zustand einer jeden Sensoreinheit (20a) ohne einen Gegenstand angibt, wobei der Durchschnittswert als ursprünglicher Offset-Wert für die Offset-Einrichtung zum Initialisierungszeitpunkt vorgegeben wird.

5. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormatrix (20) eine Anzahl von Signalsendeleitungen (22) aufweist, die eine zurückgebogene Form mit auswärts gerichteten Bahnen und Rücklaufbahnen haben und koplanar angeordnet sind, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wenn sie aktiviert werden, und eine Anzahl von Signalempfangsleitungen (26), die eine zurückgebogene Form mit auswärts gerichteten Bahnen und Rücklaufbahnen haben und koplanar angeordnet sind, so daß sie mit den Signalsendeleitungen (22) elektromagnetisch gekoppelt sind, um eine Änderung des Magnetflusses zu erfassen, der durch die Annäherung des metallischen Gegenstands verursacht wird; wobei die Signalsendeleitungen (22) und die Signalempfangsleitungen (26) in parallelen Ebenen und in einander schneidenden Richtungen angeordnet sind, und wobei die Sendeeinheit (20a) an einer Stelle gebildet wird, die durch die auswärts gerichtete Bahn und die Rücklaufbahn der Signalsendeleitung (22) und die auswärts gerichtete Bahn und die Rücklaufbahn der Signalempfangsleitung (26), die die Bahnen der Signalsendeleitung (22) schneiden, festgelegt ist.

6. Sensor zum Erfassen der Position eines Metallkörpers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebseinrichtung eine Signalsendeschaltung (40) beinhaltet, die ein Wechselstromsignal sequentiell an die einzelnen Signalsendeleitungen (22) aussendet, und eine Signalempfangsschaltung (50), die die Signale von den einzelnen Signalsendeleitungen (22) sequentiell und synchron mit der Signalsendeschaltung (40) erhält.