专利名称：游戏设施、游戏设施用小车及游戏设施的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种让乘客享受驾驶乐趣的游戏设施，和一种游戏设施小车及游戏设施的显示设备，尤其是能为乘客提供超越现实的气氛，给其带来更大满足的一种游戏设施，游戏设施小车及游戏设施的显示设备。
背景技术：
近年来，一种能使乘客在驾驶小型游戏小车的同时玩电脑游戏的游戏设施在年轻人中越来越风行。
从这种游戏设施中，乘客可望从非常气氛中获得惊心动魄的感受。例如，驾驶高速飞行，同时伴有加速和振荡的喷气滑行机。
但是，这种设施需要很大的场地，非常高的设备及安装费用，不可避免地提高了成本。
因此本发明的目的是试图解决上述问题，提供一种游戏设施，游戏小车和游戏设施的显示设备，除了低成本外，能够为乘客带来满足的气氛。
发明概述本发明的游戏设施是这样一种游戏设施，在游戏小车沿着一个预先设定的路线运动时，给位于上述游戏小车中的乘客提供一个预先设定的画面，例如，根据预先设定的剧情的画面，并且上述路线被分成第一区段和第二区段，在上述第一区段内，乘客处于上述游戏小车的外界画面中，在上述第二区段中，乘客处于预先设定的画面中。
本发明的游戏设施在上述第一区段与上述第二区段中按如下方式改变速度，即在上述第一区段内游戏小车加速，当游戏小车从上述第一区段向上述第二区段运行时，游戏小车减速。
例如，0.1米/秒和0.7米/秒是本发明的游戏设施的路线中，加速前和加速后的速度。这些速度根据适当的游戏设施适当地设定。例如，这些速度根据游戏设施的尺寸，场地和/或安装费用，每个驾驶路线的长短，面向的乘客(青年人、家庭、或孩童)，所提供的画面的剧情的关系，和游戏小车的运动等条件设定。例如，尽管事实上游戏设施较小，但是试图增加游戏(驾驶)时间就会导致速度降低，并且如果剧情画面较长，第二区段的运行速度就会变慢。另外，当第一区段和第二区段间的速度只有轻微不同时，参照剧情改变环境带来的影响就会更小。相反，当速度差异很大时，会给乘客带来不协调的感觉。因此，适当的设定给定的画面和剧情，就可以消除这种感觉。另外，也可以通过利用环境，游戏小车的运动和摇摆游戏小车来消除这种感觉。
对于本发明的游戏设施，上述第一区段的速度和上述第二区段的速度间的差异，和上述加速及减速的程度的设定使乘客被给予一个印象，即游戏小车在上述第二区段内行驶的距离比实际距离长。
对于速度、加速及减速程度，速度是参照合适的游戏设施设定的。例如，该速度根据下列条件设定，即游戏设施的尺寸，场地和/或安装费用，每个驾驶行程的长短，面向的乘客(青年人、家庭、或孩童)，所提供剧情画面的的关系，及游戏小车的运动。例如，在游戏小车减速时摇动游戏小车，这样使乘客很难觉察到减速，因此可以增大减速的程度。如果可以通过这种方式分散乘客的注意力，就可以增大减速的程度。另外，也可以通过感觉方式分散乘客的注意力，如视觉(提供可以吸引乘客注意力的画面，或突然显示敌人的画面)，听觉(高音量播放音乐/声音效果)，触觉(向乘客身上吹风，或泼水)，及其他感觉。当从上述第二区段向上述第一区段返回时，本发明的游戏设施的游戏小车加速。
本发明的游戏设施在上述第一区段与上述第二区段之间设有一个门，当上述游戏小车接近时，该门开启，并且当上述游戏小车从上述第一区段向上述第二区段运动时，游戏小车穿过上述门。
对于本发明的游戏设施，上述第一区段为这样一个区段，即在其中乘客能够从外界获得视觉信息；上述第二区段为这样一个区段，在其中乘客不能从外界获得视觉信息。
例如，有这样一种设施，其中的游戏小车没有窗户，乘客不能直接看到外界，但是可以通过内部显示设备看到外界。或者，有这样一种设施，其中的游戏小车的窗户，或百叶窗，在区段的边界开关。这样，因为游戏小车内的乘客不能看到外界，游戏小车内部小车顶装有照明灯。通过这种方式使乘客与外界隔绝可以获得期望的效果(例如，使乘客觉得他旅行的距离比实际距离长)。
对于本发明的游戏设施，上述第一区段足够亮以使乘客能够辨清外界，并且上述第二区段黑暗到使乘客不能辨清外界的程度。
在黑暗区段，行驶路线被墙/遮蔽幕布覆盖。
对于本发明的游戏设施，上述第一区段为这样一个区段，其中的上述游戏小车能够被第三者(例如，游戏设施的参观者，或游戏乘客的陪同人员)看到；而上述第二区段为这样一个区段，其中的上述游戏小车不能被第三者看到。
本发明的游戏设施小车平行于信号电缆运行，并且具有接收调制信号的无线接收装置，解调由上述接收装置接收的信号的解调器，放大由上述解调器解调的画面信号的放大器，及接收和显示由上述放大器输出的画面信号的显示设备。
本发明的游戏设施小车包括一个摄像头，用来拍摄外界，和一个开关，它用来选择从上述摄像头拍来的画面，或者上述解调器的画面信号，然后将该信号输出到上述放大器。
本发明的游戏设施小车包括用来驱动自身的驱动设备，用来使乘客相对行进方向左右晃动的摇摆设备，和用来使乘客相对行进方向上下晃动的纵摇设备。
对于本发明的游戏设施小车，上述摇摆设备的摇摆轴从小车后到小车前向下倾斜。
对于本发明的游戏设施小车，上述纵摇设备的纵摇轴的位置低于乘客。
本发明的游戏设施的显示设备包括一架投影仪，一个用来显示由上述投影仪所投画面的屏幕，和一个位于乘客前方的凹面镜，乘客通过上述凹面镜观察上述屏幕上的画面。
对于本发明的游戏设施的显示设备，上述屏幕具有圆柱形表面。
对于本发明的游戏设施的显示设备，上述凹面镜包括一个透明层和一个反光的金属层，金属层镀在表面上，上述金属层位于乘客的对面，这样乘客接收穿过上述透明层的光线。
对于透明层，由聚丙烯或其它合成树脂，或者玻璃制成。对于金属反光层，是由铝或类似材料制成的。
对于本发明的游戏设施的显示设备，上述凹面镜的透明层厚度为5毫米。例如，一个5毫米的聚丙烯板利用吹模法被制成预先设定的凹面，镜面镀在凹面镜的背面。对于凹面镜，除了在其边缘使用了双面胶固定，在其四个角上还使用了螺栓固定。
本发明的游戏设施的显示设备包括一面位于上述投影仪和上述屏幕之间的辅助镜子。
对于本发明的显示设备，上述凹面镜形似游戏小车的窗户。
对于本发明的显示设备，乘客的视线相对于上述凹面镜实际上是水平的。
此外，本发明的特点在于，上述游戏设施中的小车包括一个相对于外界隔绝的主体设备，以使乘客不能直接看到小车的外界。该主体设备有画面提供设备，这样在上述第一区段，通过设于主体设备外部的摄像头或其它照相设备，向乘客提供画面；而在上述第二区段，向乘客提供游戏画面。
附图简述
图1是本发明一实施例的电子信号及控制系统的功能框图；图2是本发明一实施例的游戏小车1的侧视图；图3是本发明一实施例的游戏小车晃动的示意图；图4是本发明一实施例的游戏小车的晃动的前视示意图；图5是本发明一实施例的光学投影系统的构成示意图；和图6是本发明一实施例的游戏设施的简单平面图。
优选实施方式下面结合附图描述本发明的优选实施例。本发明的优选实施例是一个相当大的室内游戏设施。游戏小车内可搭乘两位乘客，而两位乘客或者观看投射在小车内的画面，或者玩游戏，并基于预先设定的剧情感受模拟旅行和探险。小车的运行路线是循环的，例如，当小车回到出发点时，旅行和探险结束。参照剧情，小车在沿着路线运行的同时，随着画面左右和上下摇摆。
因此，乘客会得到兴趣盎然的感受。
图1是本发明的优选实施例的电子信号和控制系统的功能框图。游戏小车1的图像/声音信号系统包括，一个摄像头11，用来获取小车运行方向上的画面；一个解调器12，用来从安装在小车1外面的控制台获取调制画面和声音信号，并解调这些信号；一个开关13，用来选取来自摄像头11的画面，或来自解调器12解调的画面信号，并将该信号传送至视频放大器14；一个投影仪15，从视频放大器14接收画面信号，并将画面投影在屏幕16上；还有一个音频放大器17，接收并放大由解调器12解调的音频信号，并将该信号输出到扬声器18。
另外，游戏小车的驾驶和体位控制装置包括一个马达控制器19，用来产生马达驱动信号，该信号根据来自解调器12的一个驱动控制信号和一个体位控制信号，以及一个来自位置传感器27的信号而产生，传感器27用来探测小车1在路线中的位置；传动器20至22，用来驱动摇摆马达23，纵摇马达24，和小车1的驱动马达25，传动器的控制信号分别来自马达控制器19；还有一个离合器26，用来切断驱动马达25至传动轴的动力传输。马达控制器19也控制离合器26。随着屏幕上的画面，通过同时摇摆和纵摇游戏小车1，马达控制器使小车晃动。
游戏小车1通过信号接收器32接收视频信号，音频信号，和控制信号，这些信号来自与路线平行的信号电缆(滑缆)。信号接收器32与信号电缆不接触。因为视频和其它信号是调制的，所以信号接收器32能够通过感应接收信号。在该系统中，多个游戏小车1同时环绕路线运行。不同的画面必须传输给这些小车中的每一个。即使用同样的画面，开始的时间也不同。因此，按照相对于多个小车1调制多个频道，多个画面能够通过一根滑缆传输。运用该系统，通过一根信号电缆能够传输3个频道的信号。使用2根电缆就能操纵6台小车。另外，小车1利用集电刷33获得所需的能源，集电刷与动力电缆31接触。
为了把画面等信号传送到游戏小车1，在一系统控制台中设有下列设备，它们是视盘机34，用来根据小车1的位置数据播放画面；控制装置35，用来控制小车如何根据所播放的画面摇摆；和一个调制器36，用来调制由视盘机34和控制装置35输出的信号，并将这些信号传输到信号电缆30。对于每一个游戏小车，调制是在一个特定的频道上进行的。下面解释为什么该系统采用地面装置传送图像及其它信号，及为什么采用非接触滑缆传输方式。如果视盘机安装在小车上，随着小车的震动，视盘机的轴也会震动，就不可能正常播放。那么，如果把视盘机安装在地面上，传输方式就成为问题。采用无线系统可能产生其它设备干扰的问题，及法律规章问题。因此，本系统采用探针，以感应方式探测滑缆的电缆信号。用这种方法，因为滑缆电缆泄露的信号被与之非常接近的探针探测到，调制器的输出被限制了，这样就不会产生问题了。
图2是一个游戏小车1的侧视图。图中仅示出了主要部件。在小车1的底部安装了多个轮子51，以支撑小车的重量。另外，还装有多个导轮52，导轮与一个导卫(图中未示出)接触，并使小车沿着一路线运行。小车轮51，导轮52，及驱动马达25安装在一小车框架上。小车1的主体部件安装在该小车框架的顶部。小车框架53是用来支撑小车主体部件的，并绕一个支点53a旋转以使小车纵摇。纵摇状态见图3。在图3中，小车框架53绕支点53a向后倾斜p角度。
另外，轴承54a,54b安装在小车框架53的两端；另一个小车框架55安装在这些轴承上，以绕旋转轴L旋转。按照这样的结构，小车可以左右摇摆。摇摆状态见图4。在图4中，框架55绕轴L向左倾斜q角度。这样，本发明优选实施例的小车有两个旋转轴(摇摆，纵摇)，并且分别基于摇摆马达23，传输装置53b和纵摇马达24，小车可以按预定的方式旋转。另外，从图2至图4可以看到，摇摆轴安装于小车底部，即安装于乘客的下方。并且纵摇轴不是水平的，而是向前下方倾斜的。理由如下。传统的摇摆轴穿过小车(乘客)的中心，在这种情况下，即使小车非常倾斜，也没有加速的感觉。与此相反，把纵摇轴降低可以增加离心力，带来摇摆的感觉，加大乘客的加速感。另外，将摇摆轴向前下方倾斜可以使乘客的视线相对于下述投影光学系统的凹面镜水平。对于乘客而言，希望其视线水平。
另外，这种方式也利于光学系统的设计，同时使设备本体(小车)的设计紧凑。在小车1的框架55内，装有安装座椅的框架57，投影仪15，和光学系统。在框架55外，装有小车1的外壳58,59。一个假小车窗58a装在小车前部的外壳58上。但是，如下所述，由于乘客前方设有凹面镜，所以乘客不能通过小车窗58a看到小车外。
图5是本发明优选实施例的光学投影系统的构造示意图。本图是小车1的侧视图(示意图)，并没有严格按比例绘制。投影仪15的光轴L2与辅助平面镜71在略低于辅助平面镜中心的地方相交。从投影仪15投射出的光线被辅助平面镜71反射，在屏幕72上形成画面。屏幕72为圆柱形表面。图中没有示出，但是如果从上方观察屏幕72，它呈圆弧状。乘客M通过凹面镜73观看屏幕72上的画面。乘客M的视线L1实际上是水平的。
使用平面镜(也可以是凹面镜或凸面镜)作为辅助镜是为了设计出复合结构，因为投影仪15的焦距(到投影面的距离)相当长，采用复合结构可以在紧凑的设备空间中获得光学系统的距离。为了使成象系统紧凑和重量轻，光学系统的结构为投影仪将一个画面投射到圆柱面的屏幕上，乘客通过一个凹面镜观看此画面。使用大型阴极射线管会占地过大并且增加重量。另外，让乘客通过凹面镜观看而不是直接观看屏幕的理由基于下列事实，即小车窗58a处安装适当的部件，如果该位置安装屏幕，就会产生矛盾，给予乘客不连贯的感觉。为此，采用凹面镜以减轻不连贯感。采用此结构的另一个原因是，当通过凹面镜观看投射到屏幕上的一画面时，会增加镜头效果/无限远效果。即，采用凹面镜，画面会深陷产生类似镜头的放大效果，换句话说，(画面)在远处出现并且活灵活现(无限远效果)。
对于凹面镜73，通过把铝镀在树脂(聚丙烯)表面上制成镜面。镀铝表面在乘客观看的后侧(外侧)。相反，如果镀层在前面，将一层覆盖材料喷涂在镀层上，产生白色层，那会降低镜面效果，并使观看困难。另外，将镀层镀在外侧，由于投影光线穿透聚丙烯内部，这就更接近于透过小车窗观察外界景象。凹面镜73的厚度定为5mm。如果聚丙烯较厚，光线在其内部不规则折射，会产生眩光。相反，如果聚丙烯过薄，镜子本身会翘曲，画面会变形，不易观看。当使用凹面镜观看实际画面时，变形尤其成为问题。因此，采用5mm厚度，据判断这是最合适的厚度。另外，因为小车座设置成可两人并肩乘坐，对于凹面镜73，需要用大的凹面镜替代供单人使用的凹面镜。尤其是，视线比例为1∶2，凹面镜的尺寸要保证有足够宽的观看角度，以使两位并肩乘坐的乘客观看时不会产生疲劳。
因为辅助平镜71绕其中心轴线C2旋转，可以调节投影位置。同样，由于凹面镜73绕其中心轴线C1旋转，可以调节乘客的观看位置。
图6是本发明优选实施例的一个游戏设施的简平面图。小车1沿路线2运行。在该图中，为了便于解释，画了8个小车A-H，但是根据路线2的长度，和设施吸引乘客的能力，也可以设一个或多个小车(例如，6个小车)。这个游戏设施大致分为两个区域，一个明亮的外部区域，和一个由墙95,96环绕的黑暗的内部区域。图中，小车A-C位于外部区域，而小车D-H位于内部区域。
下面描述本游戏设施的操作。乘客在B位置乘小车。小车依靠驱动马达25提供的自身动力慢慢地运行(速度大约10厘米/秒)。
在小车C的位置，小车通过旋转辊或其它加速设备92突然加速，加速设备92与小车底部的框架接触。通过离合器26，驱动马达25与传动轴分离。当小车接近自动门93时，自动门93开启，让小车进入黑暗的内部区域。在该时段内，由摄像头11拍摄到的外界画面被投影到屏幕及小车内其它画面设备上。
在小车D的位置，通过减速装置94，小车突然减速。然后，开关13转换，来自视盘机34的画面被投影到小车内的屏幕上，在图6中的开始位置，游戏开始。
在其后的小车E-小车G的位置，当小车依靠自身动力缓慢运行的同时，游戏进行。在小车H的位置，小车再一次被加速设备92加速，并且进入外部区域。游戏在图6中的结束位置结束，外界的画面再次被投影到屏幕上。乘客在A处下小车。
该游戏设施的特点在于，两人乘坐，小车自运行(弯曲铁轨使小车在运行方向上倾斜)；最初为加速感，紧接着当小车进入黑暗区域后减速，其后小车以蚂蚁步运行(小车的摇摆使乘客觉察不到这一点)；在出口处重新加速，并驶入外部区域；在开始和结束点开关摄像头画面；在画面转换时加速。这样可以增加气氛，当小车进入黑暗区域时给乘客带来生动的探险感受。为了控制这些特点，画面同步于小车的位置，在路线2的预定位置设有机械开关(例如，在小车进入黑暗区域的地点)。
工业应用性参照上述结构，产生下列效果。由于在小车C位置最初的加速感，当小车在小车D位置减速时，乘客并没有意识到小车在以极慢的速度运行。因为小车被左右上下摇摆，这种感觉更加真实。因此，运行伴随着投射到屏幕上的画面，给乘客造成的感觉是旅行距离远长于实际距离，另外，运行速度远大于实际速度。
另外，游戏设施的占地减少了。总体而言，因为传统的小车系统不会在乘客思想上造成错觉，系统本身必须很大，这样就提高了系统的占地和施工费用。按照本发明的优选实施例，(1)游戏小车系统的一部分是黑暗的以使整个系统不能被看到；(2)黑暗使乘客在思想上产生错觉；和(3)由于突然加速、减速、黑暗、小车的摇摆等小车动作的相互作用，使乘客在思想上产生错觉(从距离和速度上)。因此，本发明提供了一种在不增加生产/建造/安装费用的前提下可以给乘客带来高度满足感的游戏设施。
图例图111摄像头小车12解调器14视频放大器15投影仪17音频放大器19马达控制器20传动器23摇摆马达21传动器24纵摇马达22传动器25驱动马达传动轴27位置传感器30信号电缆31动力电缆36调制器34视盘机位置信息35控制设备
权利要求
1．一种游戏设施，当所述游戏小车在预定的路线上运行时，根据剧情带给乘客预定的画面，该游戏设施的特征在于，所述路线分为第一区段和第二区段，在所述第一区段内，带给乘客所述游戏小车外界的画面，而在所述第二区段内，带给乘客预定的画面。
2．权利要求1所述的游戏设施，其特征在于，所述游戏小车的速度在所述第一区段和所述第二区段间变换，当所述游戏小车在所述第一区段内时，小车加速，而当所述游戏小车从所述第一区段驶向所述第二区段时，小车减速。
3．权利要求2所述的游戏设施，其特征在于，小车在所述第一区段与所述第二区段的速度差异，以及所述加速和减速的程度设定到给乘客造成的感觉是所述游戏小车的运行距离远远大于所述第二区段的实际距离。
4．权利要求2所述的游戏设施，其特征在于，当所述游戏小车从所述第二区段返回到所述第一区段时，小车加速。
5．权利要求2所述的游戏设施，其特征在于，在所述第一区段与所述第二区段间设有一门，当所述游戏小车开近时，门开启，并且当所述游戏小车从所述第一区段运行至所述第二区段时穿过此门。
6．权利要求1-5之一所述的游戏设施，其特征在于，所述第一区段是这样一个区段，其中乘客可以从外界获得视觉信息，而所述第二区段是这样一个区段，其中乘客不能从外界获得视觉信息。
7．权利要求6所述的游戏设施，其特征在于，所述第一区段是这样一个区段，它足够明亮到乘客能够分辨外界，而所述第二区段是这样一个区段，它黑暗到乘客不能分辨外界。
8．权利要求1-5之一所述的游戏设施，其特征在于，所述第一区段是这样一个区段，在其中的所述游戏小车可以被第三者看到，而所述第二区段是这样一个区段，在其中的所述游戏小车不能被第三者看到。
9．一种游戏设施用小车，平行于信号电缆运行，包括非接触方式接收调制信号的接收装置；解调通过上述接收装置接收的信号的解调器；放大由上述解调器解调的信号的放大器；和接收上述放大器输出信号的显示设备，并且显示画面。
10．权利要求9所述的游戏设施用小车，包括拍摄外界的摄像头；和选择来自所述摄像头画面，或来自所述解调器画面信号的开关，并且输出该信号到所述放大器。
11．一种游戏设施用小车，包括自运行驱动设备；使乘客相对于运行方向左右摇摆的摇摆设备；和使乘客相对于运行方向上下晃动的纵摇设备。
12．权利要求11所述的游戏设施用小车，其特征在于，所述摇摆设备的摇摆轴向前下方倾斜。
13．权利要求11所述的游戏设施用小车，其特征在于，所述纵摇设备的纵摇轴位置低于乘客。
14．一种游戏设施的显示设备，包括一个投影仪；一屏幕，其上显示所述投影仪投影的画面；和一面凹面镜，位于乘客的前方，乘客通过所述凹面镜观看所述屏幕上的画面。
15．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，所述屏幕为圆柱形表面。
16．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，所述凹面镜包括一个透明层，在其表面镀有金属层，金属层反射光线，并且位于乘客的对面，乘客接收穿过所述透明层的光线。
17．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，所述凹面镜的透明层的厚度为5厘米。
18．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，在所述投影仪与所述屏幕之间设有一面辅助镜。
19．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，所述凹面镜的形状模仿小车窗。
20．权利要求14所述的游戏设施的显示设备，其特征在于，相对于所述凹面镜，乘客的视线实际上是水平的。
21．权利要求1所述的游戏设施，其特征在于，所述游戏小车具有一个设备主体，它相对于外界是封闭的，使乘客不能直接看到小车外界。
22．权利要求21所述的游戏设施，其特征在于，所述小车设备主体内具有画面提供设备，当小车位于所述第一区段时，乘客看到的是由摄像头拍摄的小车设备主体外界的画面，当小车位于第二区段时，乘客看到的是游戏画面。
23．权利要求21或22所述的游戏设施用小车。
全文摘要
给游戏小车内的乘客提供预定画面的游戏设施,使乘客在游戏小车(1)按预定路线运动的同时按照某一剧情游戏,其中,上述路线包括亮区段和暗区段,在区段的边界游戏小车加/减速。摄像头(11)给位于亮区段的乘客提供游戏小车外界的画面,而视盘机(34)的画面供给暗区段的乘客。另外,按照剧情,马达(23)使游戏小车(1)摇摆,马达(24)使之纵摇。这些画面、加速/减速及摇动给乘客一个幻觉,即在暗区段他们运动了比实际距离长的距离。
文档编号G09B9/02GK1237112SQ98801220
公开日1999年12月1日 申请日期1998年8月25日 优先权日1997年8月25日
发明者原代志辉, 林贤一郎, 新井一秀, 河野达也, 植村比吕志, 伊藤弘树 申请人:世雅企业股份有限公司