(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットにくい込んだ飛び道具を検出及び位置付けするシステムであって、
ターゲット面を有するターゲットであって、前記ターゲット面が電気的に非伝導性の材質で形成された複数のターゲット範囲を有し、前記材質へ１つ又はそれ以上の飛び道具が選択的に食い込む、ターゲットと、
前記ターゲット範囲の個々のものと関連し、前記ターゲット範囲から離れた電磁気信号源からの、前記ターゲット範囲のそれぞれにおいて前記非伝導性の材質を通過する電磁気信号を受信し感知する信号受信エレメントであって、前記ターゲット面の反対の側に配置される信号受信エレメントと、
前記信号受信エレメントに電気的に接続された処理手段であって、前記信号受信エレメントの１つの信号受信エレメントに関連する前記ターゲット範囲に近接して飛び道具がないときに、前記電磁気信号源から放出されて前記非伝導性の材質を通過して前記信号受信エレメントの前記１つの信号受信エレメントによって受信され感知される第１の電磁気信号と、前記第１の電磁気信号を変更するための電磁気に応答する材質により少なくとも一部が形成された飛び道具が、前記信号受信エレメントの前記１つの信号受信エレメントに関連する前記ターゲット範囲に近接して存在することによって前記第１の電磁気信号が変更された結果として生成され、前記非伝導性の材質を通過して前記信号受信エレメントの前記１つの信号受信エレメントによって受信され感知される第２の電磁気信号とを区別し、前記ターゲットにおける前記飛び道具の存在及び位置を、前記信号受信エレメントにより受信され感知された前記第１の電磁気信号と前記第２の電磁気信号とに基づいて検出する処理手段と、
を備えるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記ターゲットの前記ターゲット面からを除いてすべての方向から前記処理手段の少なくとも一部を遮蔽するシールドを含む、システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムであって、前記処理手段は、前記第１の電磁気信号と前記第２の電磁気信号とを区別するコンピュータを含む、システム。
【請求項４】
請求項１、２および３の何れかに記載のシステムであって、前記処理手段は、前記ターゲット範囲の各々において前記信号受信エレメントによって受信された電磁気信号を検査する同時サンプリング及びホールド回路を含む、システム。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載のシステムであって、前記飛び道具がくい込む前記電気的に非伝導性の材質は、電気的に非伝導性の繊維を含む、システム。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載のシステムであって、前記ターゲット範囲から離れた前記電磁気信号源からの前記電磁気信号は、前記ターゲット範囲から離れた少なくとも１つの前記電磁信気号源から発する周囲電磁気ノイズからなる、システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、前記電磁気信号のために前記周囲電磁気ノイズのスペクトルの所定の部分を選択するための選別手段を含む、システム。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れかに記載のシステムであって、前記ターゲット範囲から離れた前記電磁気信号源は、前記電磁気信号で前記ターゲットを照射する電磁気信号送信器を含む、システム。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載のシステムであって、前記飛び道具を更に含み、前記飛び道具は、前記非伝導性の材質にくい込むように構成された先端部を含み、前記先端部は非電磁気応答材質で形成される、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記先端部はプラスチックで形成される、システム。
【請求項１１】
請求項１ないし８の何れかに記載のシステムであって、前記飛び道具を更に含み、前記飛び道具は、前記非伝導性の材質にくい込むように構成された先端部を含み、前記先端部は電磁気応答材質で形成される、システム。
【請求項１２】
請求項１ないし11の何れかに記載のシステムであって、前記飛び道具はダーツである、システム。
【請求項１３】
請求項12に記載のシステムであって、前記ターゲットはダーツボードであり、前記複数のターゲット範囲に予め選択された値が割り当てられる、システム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、前記ターゲットは、
前記ターゲット範囲に面する第１の側と第２の反対の側とをもつ電気的に非伝導性のベースであって、前記ターゲット範囲の前記電気的に非伝導性の材質は前記第１の側に固定され、前記信号受信エレメントは前記非伝導性の材質と前記第２の反対の側との間に配置される、ベースと、
前記信号受信エレメントの個々のものに電気的に接続され、且つ前記電気的に非伝導性のベースを通りその前記第２の反対の側へと延びる電気的導体と、
前記第２の反対の側に近接する前記電気的導体に電気的に接続される接点とを備える、
システム。
【請求項１５】
請求項14に記載のシステムであって、前記信号受信エレメントは前記非伝導性のベースにコーティングされる、システム。
【請求項１６】
請求項15に記載のシステムであって、前記電気的導体もまた前記ベースにコーティングされ且つ前記信号受信エレメントと一体とされる、システム。
【請求項１７】
請求項14に記載のシステムであって、前記導体の各々は、前記ベース内に延び且つ前記信号受信エレメントと前記接点とを電気的に接続するピンを備える、システム。
【請求項１８】
ターゲットにくい込んだ飛び道具を検出し且つ位置付けする方法において、
前記ターゲットの複数のターゲット範囲を、該ターゲット範囲から離れた電磁信気号源から少なくとも１つの電磁気信号で照射するステップと、
前記ターゲット範囲を照射する前記電磁気信号が前記ターゲット範囲の電気的に非伝導性の材質を通過し、該非伝導性の材質を通過した前記電磁気信号を感知するステップと、
前記ターゲット範囲の少なくとも１つのターゲット範囲を照射する前記電磁気信号を妨害するように、前記ターゲット範囲の前記少なくとも１つのターゲット範囲の前記非伝導性の材質に近接して飛び道具を配置することによって、前記少なくとも１つのターゲット範囲の前記非伝導性の材質を通過する前記電磁気信号が変更され、変更された前記電磁気信号を感知するステップと、
前記飛び道具が前記ターゲット範囲の前記少なくとも１つのターゲット範囲に近接して配置される前と後との両方の、前記非伝導性の材質を通過して感知された前記電磁気信号を処理して、前記ターゲットにおける前記飛び道具の存在及び位置を検出する処理ステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
請求項18に記載の方法であって、前記処理ステップは、前記電磁気信号をサンプリング及びホールディングして、時間における同じ点で各前記ターゲット範囲において感知された前記信号を検査するステップを含む、方法。
【請求項２０】
請求項18又は19に記載の方法であって、前記非伝導性の材質は複数の電気的に非伝導性の繊維を含む、方法。
【請求項２１】
請求項18、19、20の何れかに記載の方法であって、前記ターゲット範囲を照射する前記電磁気信号は、前記ターゲットから離れたソースから放射する周囲電磁気ノイズである、方法。
【請求項２２】
請求項18ないし21の何れかに記載の方法であって、感知される前記電磁気信号について前記周囲電磁気ノイズのスペクトルの所定の部分を選択するステップを含む、方法。
【請求項２３】
請求項18ないし22の何れかに記載の方法であって、前記ターゲット範囲を照射する前記電磁気信号を発生し、送信するステップを含む、方法。
【請求項２４】
請求項18ないし23の何れかに記載の方法であって、前記飛び道具の少なくとも一部は電磁気に応答する材質で形成され、該材質は、前記ターゲット範囲の前記少なくとも１つのターゲット範囲を照射する前記電磁気信号を妨害して該電磁気信号を変更する、方法。
【請求項２５】
請求項24に記載の方法であって、前記飛び道具は、前記ターゲット範囲の前記非伝導性の材質にくい込む先端部を含み、前記先端部は非電磁気応答材質で形成される、方法。
【請求項２６】
請求項25に記載の方法であって、前記先端部はプラスチックである、方法。
【請求項２７】
請求項24に記載の方法であって、前記飛び道具は、前記ターゲット範囲の前記非伝導性の材質にくい込む先端部を含み、前記先端部は電磁気応答材質で形成される、方法。
【請求項２８】
請求項18ないし27の何れかに記載の方法であって、前記飛び道具はダーツである、方法。
【請求項２９】
請求項28に記載の方法であって、前記ターゲットは、予め選択された値を割り当てられた複数の前記ターゲット範囲をもつダーツボードである、方法。
【請求項３０】
請求項18ないし29の何れかに記載の方法であって、前記少なくとも１つの前記ターゲット範囲の前記非伝導性の材質に近接して位置する前記飛び道具は、前記材質にくい込んでいる、方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、従来の繊維又は荒い毛のダーツ標的や他の標的のようなターゲットに入っていく又はターゲットに存在するダーツやその他の飛び道具を電気的に監視して検出することに関する。
背景
以前のダーツの検出及び位置決めシステム及び方法は、識別可能な電磁気信号又は２つのアンテナ間を送信される信号に依存していた。２つのアンテナの一方はターゲットの複数の電気的に分離された範囲のうちの１つであり、他方は従来のワイヤ又はロッドである。アンテナのうちの一方は信号生成又は送信回路に接続され、他方は信号検出（受信）回路に接続される。
これらの従来技術の方法及びシステムに必須のことは、導電性のターゲット範囲の材質に入り込んだダーツ又は他の飛び道具がそのターゲット範囲に一意的な回路に電気的に接続されるようにするように、各ターゲットが電気的に導電性にされねばならず、且つ隣接するターゲット範囲と電気的に絶縁されねばならないことである。
ダーツ（投げ矢）がターゲットにささると、ダーツは、送信又は受信を行うターゲット範囲によって形成されるアンテナの延長部分となり、それにより、電磁気的リンクの効率を高め、そのターゲット範囲における識別可能な信号を結果的に増大さ、それによって、飛び道具の存在が検出される。
この装置は、ターゲット装置が複雑であり、ターゲット範囲の導電性の均一性を高度に保持する必要があり、電気的接続の全体性を高度に保持する必要があり、個々のターゲット範囲間の電気的絶縁の全体性を高度に保持する必要があり、高価な特別製のターゲットを使用することが必要である、という欠点がある。さらに、飛び道具がささるターゲット範囲を形成する繊維又は他の材質は、基本的に電気の流れを伝導するように作られねばならず、多くの欠点がある。
別の欠点は、これらの従来の方法及びシステムは、ターゲット範囲の導電性材質に食い込む部分が非導電性である飛び道具を一般に用いることができないことである。この場合、飛び道具の胴体内にあり得且つアンテナとして機能し得る導電性材質と、ターゲット範囲の導電性材質との間の導電性のリンクはない。即ち、従来の方法及びシステムは、プラスチック又は他の非導電性のソフトな先端部のダーツ（soft tipped darts）が用いられた場合には一般に動作しない。幾つかの管轄区域ではソフト先端部（ソフトチップ）のダーツの使用を指令しており、また、それを指令されていない所においても、安全性の点でソフトチップのダーツが好適である。
発明の概要
本発明の１つの目的は、広く入手可能である従来のように製作されたターゲットが、自動検出及び位置決めシステムにおいて用いられることを可能にすることである。
本発明の別の目的は、安定性のある識別可能な電磁気信号ソースの必要性を除くことである。
本発明の更に別の目的は、ダーツ又は他の飛び道具が電子回路に電気的に接続されることの必要性、又はターゲット範囲の材質への又は材質からの電気的接続を行う必要性を除くこと、及び、それ故、ターゲット材質が電流の流れに対して伝導性である必要性を除くことである。
本発明の更に別の目的は、導電性の先端部又は非導電性のソフト又はプラスチックの先端部をもつ飛び道具又はダーツの何れかを、自動検出及び位置決め方法又はシステムと関連して使用することを可能にすることである。
本発明の１つの主な特徴は、自動のダーツ又は類似の機構のようなターゲットボード（標的）が設置される位置では、そのまわりに、何時でもターゲットの表面のすべての点を放射し、包みこみ、照射するのに使用可能な量の電磁気放射又は「ノイズ」が存在する、ということに依存している。この放射又は「ノイズ」は、多数の自然及び／又は人工のソース、例えば、近傍にある電気装置や照明など、のうちの１つ以上のものから生じる。本発明において、装置は電子／コンピュータ回路によってそのようなノイズを検出するように作られ、電子／コンピュータ回路は、ターゲットを通過するものを除いてすべての側でノイズから遮蔽（shield）され、且つ各指定されたターゲット範囲の後ろに配置された別体の受信センサを有する。各センサは、ダーツの胴体やその他の飛び道具のような物理的物体が近接することによって影響されるノイズの変化又はノイズの特徴の乱れを検出することができる。
各センサは、飛び道具が或るターゲット範囲に接近する、位置する、又は近接に移動するときに最大の電磁気の乱れを検出するように、配置される。この乱れの影響は、次に、高速のデータ獲得及び相対的比較技術を基準とする電子計算システムに送られ、これによって、飛び道具の存在及びターゲットに対してのその飛び道具の位置が推定される。
必須ではないが、好適には、回路は、ノイズの広いスペクトルの好適な部分を選択し且つその部分を他の部分から区別するために、可変フィルタを備えるとよい。
本発明の別の主な特徴では、周囲の放射又はノイズのレベルが、飛び道具の一貫した検出及び位置決めを可能とするのに十分な大きさのノイズの変化又は乱れを起こすのに不十分なところにおいて、又は飛び道具が、ごく僅かな量の電磁気的に応答する材質のみを含み、そして／又は先端部が電磁気的に応答しない材質のソフト又はプラスチックの材質であるところにおいて、更なる信号ソースが、ターゲットに又はターゲットに近接して提供される。このソースからの信号は、まわりのノイズを補うために用いられ、又は一貫した結果を発生するように自動検知で用いられるのに十分な強度の特定の電磁気信号を送る。
前記の従来技術と対照的に、本発明は、すべての個々のターゲット範囲の同時のサンプリングを提供し、かつ絶対的信号レベル又は信号安定性への依存性を取り除く。本発明は、ダーツなどの飛び道具と検知回路との電気的接続ではなく、近接することによって影響されるノイズ又は信号の妨害（interference）の相対的影響にもっぱら依存する。
【図面の簡単な説明】
この説明において、図面が参照される。
図１は、異なるソース値が割り当てられた複数のターゲット範囲をもち、且つ本発明の飛び道具検出及び位置決めが導入され得る、ダーツゲームのターゲット装置を示す。
図２は、図１のダーツボードの幾つかのターゲット範囲及び信号検出回路の１つの好適な実施例の部分的断面図である。
図３は、第２の好適な実施例の信号検出装置を備える、図１のダーツボードの部分的断面図である。
図４は、第３の好適な実施例の信号検出装置を備える、図３と類似のダーツボードの部分的断面図である。
図５は、第４の好適な実施例の信号検出装置を備える、図２と類似のダーツボードの部分的断面図である。
図６及び図７は、図２〜図５の信号を検知する実施例によって検知した信号を受信し且つ処理するのに適切な電子回路を示す。
好適な実施例の説明
本発明は、ターゲットに関しての飛び道具（missile）又は発射体の検出及び位置決め（位置をつきとめること）に関連する。図１に示されるように、ターゲットＴはダーツボード（dartboard）であり、このダーツボードはハウジング又はスタンドＨに取り付けられ、予め選択された異なる値を有する複数のターゲット範囲Ａを有する。ハウジングＨは、ダーツボードＴのターゲット範囲に食い込んだ（embedded）ダーツＤの位置を表す検知した信号を処理するため、且つ行われているダーツゲームの進行中のスコアを計算するための、後に説明する電子回路を格納する。また、ハウジングＨは、スコアを表示するための陰極線管のような表示スクリーンＳと、コインを受け取ってゲームを開始するためのコイン受取機構Ｃとを有する。更に、視認性をよくするようにターゲットを照射するためにライトＬが与えられる。
本発明の飛び道具検出及び位置決めが用いられ得るターゲットの例として上記でダーツボードを説明したが、それは本発明を、ダーツゲームやダーツボードにおいてのみの使用に制限することを意図するものではない。本発明は、例えば、アーチェーリーのような、或る種のターゲットと飛び道具を用いる他のゲームにも幅広く用いられ得ることが理解されるであろう。
図２を参照すると、ダーツボードＴに近接してくる又はダーツボードＴに食い込んだダーツＤの位置を検出し且つ位置決めするための１つの好適な実施例が示されている。図に示すように、ダーツボードＴは、好適には、合成（composite）又はボール紙のような適切な絶縁材質のベースボード10を備える。ベースボード10のターゲットＴの面に向かう側には、導電性の信号ピックアップエレメント又はストリップ12が、個々のターゲット範囲Ａの下に選択的に配置されている。導電性エレメント12は、ベースボード10に接着された導電性シートメタルの薄い板からなり、または、好適には、それらは、ベースボード10にコーティング又はペインティングすることによって形成される。図２に示すように、或るターゲット範囲の隣接する各エレメント12はギャップ13によって少し間隔がとられ、それによって、隣接するターゲット範囲の隣接するエレメントが互いに電気的に分離される。
従来のダーツボードの表面を形成するのに典型的に用いられる繊維（fiber）又は荒い毛（ブリストル）（bristle）14は、非導電性の接着剤16によって、ベースボード10のターゲット側の面及び／又は導電性検知エレメント12に取り付けられる。導電性エレメント12のそれぞれに対して１つの穴18がベースボード10に形成され、それによって、電気的導体20が導電性ピックアップエレメント12と結合される。
導体20は、エレメント12からベースボード10のターゲット側面と反対の側へ延び、そして、絶縁体22によって保護されて信号接点24を形成している。従って、エレメント12と導体20は、周囲のノイズ信号及び／又は本発明の検知機能において用いるために特別に発生された電磁気信号を受信するための受信器を形成する。
ベースボード10の裏は、穴８があけられているところ及び信号接点24に絶縁体22があるところを除いて、ベースボード10の裏の全体は、好適には、導電性の塗料又はフィルム26によって覆われてグラウンド面を形成する。フィルム26は電気的にグラウンドされたファラデーケージ28の一部であり、電子装置30の全体を包みこみ、それ故、エレメント12によって検出された信号のみが回路に届くことができる。信号接点24からの信号は、好適には、スプリング接点ワイヤ32によって図６及び図７に示す電子回路30に導かれる。
図３を参照すると、信号ピックアップエレメント12の設置の別の実施例が示されている。この実施例では、完成した通常の商業的に入手可能なダーツボードを、そのオリジナルのベースボード10を２つのディスク10A及び10Bにスライスして分けることによって、本発明の目的のために改造される。典型的な商業的に入手可能なダーツボードのベースボードは、約15mmの厚さである。図３のようにスライスされたときに、その上にブリストル14を載せたディスク10Aの厚さは好適には約3mmであり、ディスク10Bは約12mmである。この実施例では、信号ピックアップエレメント12は、図３に示すようにディスク10Aの裏面に固定されているか又はペイントされており、穴18はベースボード10Bの残りの部分を通してあけられている。絶縁体22及び導体20は図３のように配置され、且つ元のベースボード10の２つの部分10Aと10Bは、接着剤などによって、再び共に固着される。
図４を参照すると、ベースボード10を通じて信号ピックアップエレメント12によって検知された信号を伝導するための組み立ての別の好適な実施例が示されている。図４に示す実施例では、従来のダーツボードのベースボードの分割され分けられたディスクの構成は図３に示すものと同じであり、信号ピックアップエレメント12は薄いディスク10Aの裏側に固定されている。この実施例では、絶縁体22は厚いディスク部分10Bの穴18に配置され、そして、接触ピン20Aの形状のコネクタが絶縁体22を通して延びるが、それはエレメント12と直接に接触するには短い。導電性のばね34が接触ピン20Aと信号ピックアップエレメント12との間に延びて、エレメント12から接点24Aへの信号送信用の電気回路を完成する。
図５を参照すると、ベースボード10を通じて信号ピックアップエレメントによって検知された信号を伝導するための組み立ての別の好適な実施例が示されている。図５の実施例では、信号ピックアップエレメント12は、ベースボード10のターゲット面側上にコートまたはペイントされ、ブリストル14は、適当な接着剤16によってそれに接着される。以前の実施例の導体のかわりに、ピックアップエレメントの導電性コーティングがベースボード10の穴18を通じて下方に続いて導体36を形成し、このコーティングはベースボードの背面において穴18から更に外側に続き、信号接点24のための接触面38を提供する。コートされた接触面38は、該接触面38と、ファラデーケージの一部を規定する導電性コーティング26との間に小さなギャップ40を形成するように終わり、導電性コーティング26を導体36及び接触面38から分離する。
図２〜５において示した各実施例において、本発明の重要な特徴は、ダーツＤが食い込むブリストル14は導電性である必要がなく、そして実際にそれは導電性ではない、ということである。ブリストルが非導電性であるということから、本発明の幾つかの重要な特徴が得られる。第１に、ブリストルが典型的には導電性ではない従来のダーツボードを本発明に用いることによって、コストが削減できる。更に、従来技術では検知システムを適切に動作させるために必要であった、ブリストルを導電性にするためのコーティング又はその他の処理が省かれる。この結果、そのようなコーティングのための費用を除くばかりでなく、本発明のダーツボードの寿命も延ばすことになる。なぜならば、従来技術の導電性ブリストルは、時間が経つにつれて、ダーツからの繰り返される衝撃によって最適の導電性を失う傾向があるからである。また、本発明では、多種の導電性ターゲット範囲の間の、入念に作られる絶縁バリヤ（barrier）が除かれる。これによって、従来のダーツボードの使用が可能となり、且つそのようなバリヤのためのコストが除かれる。また、繰り返して使用された後、ダーツの先端によって絶縁バリヤが貫通されことによって起こる従来技術の問題のうちの１つ、即ち、絶縁バリヤの全体性が壊されて正しく動作しなくなることによって起こる問題を取り除くことができる。本発明では、ブリストルは導電性である必要がなく、そして導電性ではないので、隣接するターゲット範囲のブリストルは互いに電気的に分離される必要がない。
図６及び図７を参照すると、図２において見られるような、適切な電子信号受信及び処理回路30が示されており、それによって、信号ピックアップエレメント12のそれぞれからの信号が処理される。ターゲット範囲の各々に対して感知エレメント12があるが、説明を簡単にするために１つのみが図６に示されていることが理解されるであろう。
電磁気スペクトルの一部分のみを検知することが所望される場合には、ダーツボードの指定されたターゲット範囲の後ろに且つ近くに整列して配置された個々の信号ピックアップエレメント12のそれぞれが、フィルタ41に直接接続され、そして、２ステージ増幅器−サンプル・ホールド回路42に接続される。ダーツボードの場合には、63のターゲット範囲Ａ、エレメント12及び増幅器−サンプル・ホールド回路42がある。示された増幅器は、好適には、約50又は60Hzの低周波数の周囲のノイズの使用、または約150KHzの遠隔測定法帯域より上及びそれを含む特別に発生された信号の使用の何れかに適当である。各増幅器は、好適には、２つのCMOS反転ゲインステージ44及び46を含み、それらは、抵抗48及び50によってリニアオペレーティングモードにバイアスされ、且つキャパシタ52によって結合される。結果的な信号は、次に、ダイオード54を通して電子スイッチ56に渡され、次に、低損失記憶キャパシタ58に渡される。スイッチ56がターンオンされると、正のエクスカージョン（excursion）の増幅された信号がキャパシタ58に電圧を「ポンプ」アップし、キャパシタのチャージ（charge）としてピーク電圧を有効的に「レコーディング」する。スイッチ56がターンオフされているとき、チャージは、後続の回路によって放電されるまでキャパシタによって保持される。信号ピックアップエレメント12のそれぞれに対するすべてのスイッチ56は、マイクロプロセッサ62の制御のもとにバッファ増幅器60によって、同時にターンオン及びオフされる。
即ち、ある事象が受信される信号を妨害（interfere）することによって個々のターゲットピックアップエレメント12が均一に影響されなくなるときを除いて、サンプリングの点のソース信号の絶対値にかかわりなく、結果的に記憶されたチャージ間の関係は一定である。これは、例えば、飛び道具がターゲット範囲Ａのうちの１つ及びその信号ピックアップエレメント12に近接して在り、その信号と干渉するときに起こる。
63個のターゲット範囲Ａ及びエレメント12があるダーツボードの場合、各ターゲット範囲に対する63のチャージ記憶キャパシタ58の各々は、８の８対１（8to1）電子スイッチングデバイス64A−64Hを備える63対１（63to1）信号送信（routing）回路の入力に、単独に接続される。マイクロプロセッサ62の制御のもとに、サンプルの各々は図７に示される信号処理回路に渡される。
簡単にするために、８個の電子スイッチブロック64A−64Hの１つに接続されている63の記憶キャパシタのうちの８個58A−58Hが示されている。キャパシタ58の各々のチャージからの結果的電圧は、好都合な高インピーダンスのバッファ増幅器66に単独に渡され、その出力は、アナログ／デジタル変換器68に取り入れられ、この変換器は、その電圧を、そのアナログ電圧値に等価のデジタル的にエンコードされた値に変換する。これは、デジタルマイクロプロセッサ62によって処理するために適切なものである。
導出されたデジタル値は絶対値ではないが、導出された電圧と、アナログ／デジタル変換器68にも与えられる２つの基準電圧（サンプルよりも負のものとサンプルよりも正のもの）との比率と、等価である。これらの基準電圧は、キャパシタ70（負の基準）及び72（正の基準）に保持されたチャージによって決定され、高インピーダンス増幅器74及び76によってそれぞれバッファされ、そして、以下の動作によってマイクロプロセッサ62によって決定される。電子スイッチ78及び／又は79がプロセッサ62によってターンオンされているとき、チャージは、抵抗80及び／又は81を経て、キャパシタ70及び／又は72に蓄積されることが可能となる。これによる結果的電圧は、プロセッサ62がスイッチ78及び／又は79をオン状態に保持する時間の長さに比例する。即ち、プロセッサ62は、基準電圧を、広い状態に適当であるようにセットすることができる。
これによって、アナログ／デジタル変換器68が変換に使用されるのみならず、プロセッサ62に保持されるプログラムの制御のもとで可変ゲイン増幅器として機能するようにもされる。
電子スイッチ82及び84は、電流制限抵抗86及び88を経て基準キャパシタ70及び72を放電するのに用いられる。
最後に、電子スイッチ90は、電流制限抵抗92を経て63個の記憶キャパシタ58の各々を放電するのに用いられる。
マイクロプロセッサ62は、作業可能な信号レベルを維持する手段としてサンプル周期の期間を制限する。マイクロプロセッサ62は、公知の様式で信号を繰り返して記憶及び比較することができ、且つ、従来の自己及び相互の相関（auto and cross correlation）技術を用いることによって、ターゲット範囲が受信するであろうノイズを妨害する又は乱す飛び道具やダーツＤのような物体が近接することに起因するどのような変化も、そのように検出することができる。マイクロプロセッサ62は、ひとたび、飛び道具がターゲットＴに食い込んだこと及びそれが食い込んだ位置を検出すると、そのヒットを記録（score）し、進行中のスコアを計算（tally）する。このスコアは、図１に示すようなディスプレイＳに示され得る。
感知される信号に影響し得る電磁気ノイズの遠隔のソースは、すべてのターゲット範囲に多かれ少なかれ均等に影響する。即ち、信号が予言できないこと（unpredictability）に関係なく、それらは必要とされる検出状態を提供する。周囲のノイズが適度な作業レベルより下がる又は上がるように一時的に影響する近くの事象（near event）はマイクロプロセッサによってさしひかれ、そして、ダーツ又は他の非一時的近接物体のみが不均等な影響をおよぼし、従ってそれらははっきりと識別される。
本発明は入来する電磁気信号を妨害する原理で動作するため、飛び道具の少なくとも幾らかの部分は、電磁気的に応答する材質を含むべきである。典型的な鋼の先端部をもつダーツの場合、ダーツの先端部も胴体（body）も通常は電磁気的に応答する。ソフト又はプラスチックの先端部のダーツの場合、先端部は一般に電磁気的に応答しないが（プラスチックがそのような材質でコートされる又はプラスチックにそのような材質が浸透される場合を除く）、その胴体は応答する。どちらのダーツが使用されようと、飛び道具の検出及び位置付けを可能とするための、入来する信号を十分に妨害するのに十分な量の電磁気的に応答する材質がある。
本発明の信号妨害は、従来技術のシステムにおける飛び道具のアンテナ機能と区別される。従来技術においてはアンテナとして機能するために、飛び道具及びその先端部と、ダーツがささる材質の裏の導電エレメントとの間で信号の電気的伝導が必要であった。即ち、従来のダーツボードの場合、ダーツがささる材質は導電性であることが必要であった。本発明では、そのような電気的伝導がないため、それが必要ではない。本発明において及び図２に示すように、飛び道具の先端部は、ターゲットの非導電性材質14の深さよりも実質的に浅い深さで該非導電性材質14に食い込み、その先端部は信号検知エレメント12から間隔があけられ、エレメント12は非導電性材質を通過する信号を直接に受信する。食い込んだ飛び道具は入来する信号のみを妨害するか又は該信号を乱し、それによって、エレメントによって受信される信号は、飛び道具がないときに受信される元の信号から変化する。実際、本発明において、ダーツ又は他の飛び道具は、ターゲット範囲にささる前でも、それが移動してターゲット範囲に近接したときには、実際に感知される。
本発明の検出及び位置決めのシステム及び方法のオペレーションは、上記の説明から当業者には明らかであると考えられるが、以下に簡単に説明する。
常に、ターゲット又はダーツボードＴは、周囲の電磁気ノイズにつつまれ且つ照射されている。このノイズは、非導電性ブリストル14のようなダーツボード材質を通過し、信号ピックアップエレメント12によって受信及び感知される。感知された信号は導体20、接点24、接点ワイヤ32、及び電子処理システム30を通る。ゲームの開始において且つ飛び道具又はダーツＤが投げられる前に、これらの信号は、周囲の、妨害されていない信号として感知される。
ダーツＤがターゲット範囲に近接するように移動するか又は図２に示すようにダーツボードのブリストル14にささると、鋼などの、ダーツの胴体又は先端部の何れか又は両方を形成する電磁気に応答する材質が、ダーツがささるターゲット範囲の信号ピックアップエレメント12によって受信される入来信号を妨害する。この妨害が、そのターゲット範囲のエレメント12に届く入来信号を混乱且つ変化させる。この変化又は変更は電子処理システム30によって感知され、それによってダーツの存在及びその位置が検出される。ひとたび検出及び位置付けが行われると、この信号はマイクロプロセッサによって処理されて適切なスコアが計算され、そして、そのスコアが図１に示すようなスクリーンＳに表示され得る。
特定の状況のもとでは、或る位置における周囲の電磁気ノイズのレベルが不十分に低く、飛び道具による妨害に起因する信号の変化の大きさが、所望される程度の一貫した検出を可能にするには不十分であると考えられる。また、この状態は、飛び道具Ｄ内の電磁気に応答する材質の量がごく僅かであるか、又は、飛び道具の胴体には十分にあるが、飛び道具の先端部がソフトのプラスチックの非電磁気材質であるようなところにおいて、起き得る。後者の場合、先端部は、電磁気応答材質の位置を信号ピックアップエレメント12から大きな距離にしてしまう結果となり、結果として検出の一貫性を低下させる。
これらの場合、図１に示すような別の信号送信ソース52がターゲットＴの近くに与えられる。この信号ソース52は、それ自身がランダムの電磁気ノイズを発生して存在する周囲のノイズを補充するか、又は、本発明の回路が特別にチューンされて受信するようにしている特定の電磁気信号を提供する。何れの場合でも、以前説明した実施例は本質的に変更なしに用いられ得、且つ以前説明したのと同じ様に同じ様式で機能する。即ち、図２〜５に示した実施例は、信号ソース52が提供される場合にも、何れの変更をする必要もない。
説明された本発明の好適な実施例は、単に本発明の原理を説明するものであることが理解されるであろう。本発明の精神及び範囲から離れることなく当業者によって多種の変更がなされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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