Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schiesssimulationsgerät und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf ein Schiesssimulationsgerät zur Verwendung beim Sport des Tontaubenschiessens.

Beim Schiessen und insbesondere beim Tontaubenschiessen ist die Entwicklung zahlreicher unterschiedlicher Fähigkeiten erforderlich, die über eine Zeitdauer hinweg durch ausgiebiges Üben des Schiessens auf Ziele, wie z. B. Tonteile, erlangt werden. Das Aneignen der Fähigkeiten erfordert das Wiederholen einer guten Technik. Schließlich werden die notwendigen Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten mental intuitiv, was zu einem Muskel-Lernen führt, wobei die richtige Technik ohne nachzudenken verwendet wird. Die Lerndauer ist oftmals kostspielig, da sie die Kosten zahlreicher Stunden für Schiessstandgebühren und tausender Patronen und Zielscheiben mit sich bringt.

Für Einzelheiten des technischen Hintergrunds wird auf die US-A-4 229 009 verwiesen.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Schiesssimulationsgerät bereitgestellt zur Verwendung mit einer Schiessvorrichtung, wobei das Gerät aufweist: ein Projektionsmittel zum Projizieren eines sich bewegenden Zielbildes auf eine Projektionsfläche; ein Steuerungsmittel zum Steuern der Bewegung des Zielbildes; ein Initiierungsmittel, das mit dem Steuerungsmittel in Verbindung steht, um dem Steuerungsmittel den Befehl zu geben, die Bewegung des Zielbildes zu beginnen; ein Schusssimulationsmittel zum Simulieren des Weges eines durch die Schiessvorrichtung abgefeuerten Schusses; und ein Schusserfassungsmittel zum Erfassen des Ortes des simulierten Schusses auf der Projektionsfläche, wobei das Schusserfassungsmittel derart montiert ist, dass es mit dem Projektionsmittel beweglich ist und den Ort eines simulierten Schusses nur innerhalb eines Erfassungsbereichs auf der Projektionsfläche erfassen kann, wobei der Erfassungsbereich in Abhängigkeit von der Bewegung des Zielbildes beweglich ist.

Die Schiessvorrichtung ist vorzugsweise eine Schusswaffe. Die Schusswaffe ist vorzugsweise eine Schrotflinte und noch bevorzugter eine Schrotflinte, die sich für den Sport des Tontaubenschiessens eignet.

Das Projektionsmittel weist vorzugsweise ein erstes optisches Strahlerzeugungsmittel zum Emittieren eines optischen Zielstrahls sowie ein optisches Strahllenkungsmittel auf. Das erste optische Strahlerzeugungsmittel ist vorzugsweise eine Laserdiode. Die Laserdiode emittiert vorzugsweise einen roten Laserstrahl.

Eine optische Linsenanordnung kann vor der Laserdiode im wesentlichen in dem Laserstrahlweg vorgesehen sein, wobei die Linsenanordnung betätigbar ist, um den Durchmesser des optischen Zielstrahls und somit die Größe des Zielbildes zu verändern. Die optische Linsenanordnung enthält vorzugsweise eine beweglich montierbare optische Linse und ein Motormittel, das betätigbar ist, um die optische Linse zu der Laserdiode hin oder von ihr weg zu bewegen.

Das optische Strahllenkungsmittel umfasst vorzugsweise ein Mittel zum unabhängigen Bewegen des optischen Zielstrahls in jeder zweier im wesentlichen senkrechter Richtungen. Das optische Strahllenkungsmittel ist vorzugsweise betätigbar, um den optischen Zielstrahl über einen Bogenweg von 120°, vorzugsweise in einer Zeit von weniger als zwei Sekunden, zu bewegen. Das optische Strahllenkungsmittel umfasst vorzugsweise ein beweglich montiertes reflektierendes Glied, wobei eine Bewegung des reflektierenden Glieds eine Bewegung des optischen Zielstrahls in einer Richtung bewirkt, sowie einen beweglichen Arm, um das erste optische Strahlerzeugungsmittel darauf zu montieren, wobei eine Bewegung des Arms eine Bewegung des optischen Zielstrahls in der anderen Richtung bewirkt.

Alternativ kann das optische Strahllenkungsmittel zwei beweglich montierte reflektierende Glieder aufweisen, wobei eine Bewegung jedes reflektierenden Glieds jeweils eine Bewegung des optischen Zielstrahls in jeder der beiden Richtungen bewirkt.

Alternativ kann das optische Strahlerzeugungsmittel einen beweglichen Arm aufweisen, um das erste optische Strahlerzeugungsmittel darauf zu montieren, wobei eine Bewegung des Arms in jeder der beiden Richtungen eine dazu in Beziehung stehende Bewegung des optischen Zielstrahls in jeder der beiden Richtungen bewirkt.

Das oder jedes reflektierende Glied kann ein Glasspiegel sein oder kann eine Beschichtung aus reflektierendem Material auf einem Substrat, wie z. B. Kunststoffmaterial, sein. Das oder jedes reflektierende Glied ist vorzugsweise für eine Drehbewegung gelagert.

Das oder jedes reflektierende Glied ist vorzugsweise drehbar unter der Steuerung eines Motors, wie z. B. eines Servomotors oder eines Gleichstrommotors. Wo es zwei reflektierende Glieder gibt, kann jedes reflektierende Glied unter der Steuerung eines gesonderten Motors drehbar sein, oder beide reflektierende Glieder können unter der Steuerung eines einzigen Motors steuerbar sein, der so mit einem Getriebe versehen ist, dass er eine Drehbewegung in beiden Richtungen bewirkt.

Das oder jedes reflektierende Glied ist vorzugsweise drehbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der einen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung. Der erste optische Strahlerzeuger kann betätigbar sein, um im wesentlichen nur während der Bewegung des oder jedes reflektierenden Glieds betätigt zu werden. Alternativ kann das oder jedes reflektierende Glied im wesentlichen kontinuierlich in einer Richtung drehbar sein, wobei der erste optische Strahlerzeuger vorzugsweise betätigbar ist, um nur für einen Teil jeder vollständigen Drehung betätigt zu werden.

Das Steuerungsmittel umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor und kann außerdem einen Anzeigeschirm aufweisen. Das Steuerungsmittel ist vorzugsweise ein Personal-Mikroprozessor. Das Steuerungsmittel ist vorzugsweise betätigbar, um die Bewegung des Zielbildes über einen ausgewählten Weg einer Vielzahl unterschiedlicher Bewegungswege zu bewegen. Das Steuerungsmittel umfasst vorzugsweise ein Auswahlmittel, um einen Benutzer in die Lage zu versetzen, einen Bewegungsweg für das Zielbild auszuwählen. Es gibt vorzugsweise mindestens einen Bewegungsweg des Zielbildes für jede Tontauben-Schiessdisziplin. Vorzugsweise zeigt das Steuerungsmittel den ausgewählten Bewegungsweg auf dem Anzeigeschirm an. Das Steuerungsmittel kann auch ein Hintergrundbild auf dem Anzeigeschirm anzeigen, um einen Benutzer in die Lage zu versetzen, die Schiessposition bezüglich des Ziels und eines ausgewählten Hintergrunds einzuschätzen. Das Hintergrundbild ist vorzugsweise für den ausgewählten Bewegungsweg des Zielbildes und die ausgewählte Schiessdisziplin geeignet.

Das Initiierungsmittel ist vorzugsweise ein durch die Stimme betätigtes Schaltermittel, das vorzugsweise ein Mikrofon und ein elektrisches Signalerzeugungsmittel aufweist, um ein Signal an das Steuerungsmittel zu senden, wenn ein Stimmbefehl bzw. Sprachbefehl empfangen wird. Das Initiierungsmittel ist vorzugsweise ein akustischer Auslöser.

Alternativ kann das Initiierungsmittel ein manuell betätigbares Schaltermittel sein und kann einen Mikroprozessor-Mausknopf oder eine Mikroprozessor-Tastaturtaste aufweisen.

Das Schiesssimulationsgerät umfasst vorzugsweise außerdem ein Schusssimulationsmittel zum Simulieren des Weges eines durch die Schiessvorrichtung abgefeuerten Schusses. Das Schusssimulationsmittel umfasst vorzugsweise ein Schaltermittel und ein zweites optisches Strahlerzeugungsmittel in Verbindung mit dem Schaltermittel. Das Schaltermittel wird vorzugsweise betätigt, wenn durch einen Benutzer ein Schuss abgefeuert wird. Das zweite optische Strahlerzeugungsmittel emittiert vorzugsweise einen optischen Strahl, wenn das Schaltermittel betätigt wird. Das Schaltermittel ist vorzugsweise an dem Schrotflinten-Abzug montierbar, so dass das Drücken des Abzugs das Schaltermittel und den zweiten optischen Strahlerzeuger betätigt. Das Schaltermittel ist vorzugsweise ein elektrischer Mikroschalter.

Das zweite optische Strahlerzeugungsmittel ist vorzugsweise eine Laserdiode. Die Wellenlänge des von der Schusssimulations-Laserdiode emittierten Lichts hat vorzugsweise eine weit verteilte Wellenlänge von der Wellenlänge des optischen Zielstrahls. Die Schusssimulations-Laserdiode ist vorzugsweise betätigbar, um einen Infrarot-Laserstrahl zu emittieren. Die Schusssimulations-Laserdiode ist vorzugsweise betätigbar, um Laserlicht-Impulse zu emittieren. Die Impulse haben vorzugsweise eine Dauer von etwa 20 ms. Die Schusssimulations-Laserdiode ist vorzugsweise am Lauf der Schrotflinte montierbar und ist noch bevorzugter im Innern eines Laufes der Schrotflinte im Bereich der Mündung der Schrotflinte montierbar.

Das Schusssimulationsmittel umfasst vorzugsweise außerdem ein Signalemissionsmittel, das mit dem Schaltermittel in Verbindung steht, zum Aussenden eines Signals zu einem Signalempfangsmittel an dem Steuerungsmittel, um dem Steuerungsmittel anzuzeigen, dass ein Schuss abgefeuert worden ist. Das Signalemissionsmittel ist vorzugsweise an einem Lauf der Schrotflinte montierbar und ist noch bevorzugter im Bereich der Mündung der Schrotflinte montierbar. Das Signalemissionsmittel ist vorzugsweise ein drittes optisches Signalerzeugungsmittel und noch bevorzugter eine Infrarot-Leuchtdiode. Das Signalempfangsmittel ist vorzugsweise ein erstes optisches Erfassungsmittel, das für die Erfassung von Infrarotlicht geeignet ist.

Das Schusssimulationsmittel enthält vorzugsweise außerdem ein elektrisches Stromversorgungsmittel, das an der Schrotflinte montierbar ist, um der Schusssimulations-Laserdiode und der Leuchtdiode (LED) Energie zuzuführen. Das elektrische Stromversorgungsmittel ist vorzugsweise eine Batterie. Vorzugsweise ist das Gewicht der Batterie im wesentlichen gleich wie das kombinierte Gewicht der Schusssimulations-Laserdiode und der LED. Vorzugsweise ist die Batterie auf der Abzugsseite des Gleichgewichtspunkts der Schrotflinte montierbar, so dass das Gewicht der Batterie das kombinierte Gewicht der im Bereich der Mündung der Schrotflinte vorgesehenen Schusssimulations-Laserdiode und der LED ausgleicht, wodurch gewährleistet wird, dass die Schrotflinte ausbalanciert ist.

Das Gerät kann außerdem ein Rückstoss-Simulationsmittel enthalten, das an der Schrotflinte montierbar ist, um einen Rückstoss beim Abfeuern eines Schusses zu simulieren. Das Rückstoss-Simulationsmittel umfasst vorzugsweise eine Waffenkartusche bzw. Waffenpatrone, welche komprimiertes Gas, wie z. B. Luft enthält. Die Kartusche lässt sich in die Schusswaffe des Benutzers, vorzugsweise an demselben Ort laden, an dem auch eine Standardpatrone geladen wird. Das komprimierte Gas in der Kartusche bzw. Patrone wird vorzugsweise freigegeben, wenn die Waffe abgefeuert wird, wodurch der Rückstoss simuliert wird, den man beim Abfeueren einer Standardpatrone durch die Waffe erfährt.

Ein Audio-Lautsprecher kann vorgesehen sein, der mit dem Steuerungsmittel in Verbindung steht, um ein Hörsignal beim Abfeuern des Schusses zu emittieren. Das Hörsignal simuliert vorzugsweise das Geräusch, das von einer Schrotflinte beim Abfeuern erzeugt wird.

Das Schiesssimulationsgerät umfasst vorzugsweise außerdem ein Schusserfassungsmittel zum Erfassen des Ortes eines simulierten Schusses auf der Projektionsfläche. Das Schusserfassungsmittel umfasst vorzugsweise ein zweites optisches Erfassungsmittel zum Erfassen des Schusssimulations-Laserdiodenstrahls auf der Projektionsfläche. Das zweite optische Erfassungsmittel ist vorzugsweise ein CMOS-Flächenbildsensor mit einem darüber vorgesehenen Infrarot-Filterglied oder kann alternativ eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD-Vorrichtung) aufweisen. Das zweite optische Erfassungsmittel ist vorzugsweise innerhalb des Projektionsmittels vorgesehen und noch bevorzugter im allgemeinen entlang des ersten optischen Strahlerzeugungsmittels vorgesehen. Das zweite optische Erfassungsmittel hat vorzugsweise ein Sichtfeld von etwa 20° vorzugsweise im wesentlichen um den optischen Zielstrahl herum.

Das Schusserfassungsmittel steht vorzugsweise mit dem Steuerungsmittel in Verbindung, um Information an das Steuerungsmittel bezüglich des Ortes des Schusssimulations-Laserdiodenstrahls zu senden. Das Steuerungsmittel umfasst vorzugsweise ein Verarbeitungsmittel zum Bestimmen des Orts des simulierten Schusses bezüglich des Ortes des Zielstrahls auf der Projektionsfläche. Der abgeschätzte Ort des simulierten Schusses auf dem Zielbild kann auf dem Anzeigeschirm angezeigt werden, damit der Benutzer sehen kann, ob das Zielbild durch den simulierten Schuss getroffen wurde oder ob das Zielbild verfehlt wurde, und falls dies der Fall ist, den Ort des simulierten Schusses in Bezug auf das Zielbild.

Das Schiesssimulationsgerät kann außerdem ein Bildprojektionsmittel aufweisen, um das Hintergrundbild auf die Projektionsfläche zu projizieren.

Das Schiesssimulationsgerät kann außerdem ein Messmittel aufweisen zum Bestimmen des Abstands zwischen dem Projektionsmittel und der Projektionsfläche. Das Messmittel ist vorzugsweise eine Sonarvorrichtung, wie z. B. eine Ultraschall-Messvorrichtung.

Das Schiesssimulationsgerät kann eine Vielzahl von Projektionsmitteln aufweisen, um zu ermöglichen, dass eine Vielzahl von Zielbildern auf die Projektionsfläche projiziert werden.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise ein Mittel, wodurch der Benutzer die zum Erzeugen von Zielen, ihrer Anzeige und ihrer Projektion notwendigen Daten erzeugen und editieren kann. Derartige Mittel liegen vorzugsweise in Form eines oder mehrerer Rechnerprogramme vor, die auf einem Rechner (PC) laufen können.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise ein Mittel zum Simulieren eines Doppel-Schiessens und eines Einzel-Schiessens. Das Steuerungsmittel kann ein Mittel enthalten zum Simulieren von Hintereinander-Doppeln, bei denen das Freigeben des zweiten Ziels stattfindet, wenn der Benutzer auf das erste feuert, und Simultan-Doppeln, bei denen beide Ziele gleichzeitig freigegeben werden.

Die Zielbilder für das Simultan-Doppel werden vorzugsweise durch gesonderte Projektionsmittel für jedes Ziel projiziert.

Alternativ können die Zielbilder für das Simultan-Doppel durch ein Projektionsmittel projiziert werden, welches das erste Zielbild projiziert und dann unmittelbar zum Projizieren des weiteren zweiten Zielbildes umschaltet, wenn der Benutzer auf das erste feuert.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise eine sichtbare Bereitschaftsanzeige für das Schiessen. Dies wird für viele Schiessdisziplinen, insbesondere für olympische Disziplinen verlangt. Die Sichtanzeige ist vorzugsweise eine mehrfarbige Leuchtdiode (LED).

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise einen Verzögerungsmechanismus, der verwendet werden kann, um eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt des Auslösens der Zielprojektion und der tatsächlichen Projektion zu erzeugen. Ein solcher Verzögerungsmechanismus ist für zahlreiche Schiessdisziplinen, insbesondere für olympische Disziplinen erforderlich, die eine zufällige Verzögerung von etwa 0 bis 3 Sekunden erfordern, bevor das Ziel freigegeben wird. Der Verzögerungsmechanismus enthält vorzugsweise einen Zufallszahlen-Generator.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise ein Mittel, bei dem die Firmware und die Software, welche die Mikroprozessoren steuern, jeder Zeit durch. den Benutzer durch aktualisierte Daten ausgetauscht werden kann, die für diesen Zweck vorgesehen sind. Diese Form der Aktualisierung kann die Lebensdauer von Produkten verlängern, die gemäss der vorliegenden Erfindung entwickelt werden, und kann dem Benutzer neue Produkteigenschaften liefern, wenn und falls sie verfügbar werden.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise ein unabhängiges Steuerungsgerät für einen Rechner, so dass die Schiessdisziplin und das Ziel ausgewählt werden können, die Freigabe des simulierten Ziels initiiert werden kann und der Ort des erfassten Schusses erfasst und angezeigt werden kann, wobei das Steuerungsgerät verwendet wird. Das unabhängige Steuerungsgerät ist vorzugsweise ein Fernsteuerungsgerät.

Das Steuerungsmittel enthält vorzugsweise ein Mittel zum Steuern des Zugangs zu dem Schiesssimulationsgerät. Das Zugangsteuerungsmittel kann eine Smartcard und einen zugeordneten Lese/Schreib-Mechanismus enthalten. Die Smartcard kann vorzugsweise Schiesskredite speichern, für die man zahlen muss oder nicht zahlen muss, so dass das Steuerungsmittel die Anzahl der Kredite um einen oder mehrere jedes Mal dann verringert, wenn ein Schuss abgegeben wird, und nicht mehr funktioniert, wenn keine Kredite übrig sind.

Alternativ kann das Steuerungsmittel die Anzahl der durchgeführten Schüsse auf der Smartcard speichern, so dass geladen werden kann, nachdem das Schiessen beendet ist.

Die Smartcard ist vorzugsweise auch in der Lage, Daten über den Benutzer, die Schrotflinte, die Patronen und andere Faktoren zu speichern, so dass der Benutzer solche Daten erzeugen und editieren kann, wodurch die Smartcard verwendet werden kann, um das Simulationsgerät für solche Daten maßgeschneidert einzustellen.

Die Smartcard enthält vorzugsweise Sicherheitseinrichtungen, um einen Missbrauch zu verhindern.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Verfahren bereitgestellt zum Simulieren eines Schiessens, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Projizieren eines sich bewegenden Zielbildes auf eine Projektionsfläche und Steuern der Bewegung des Zielbildes, wobei eine Bewegung des Zielbildes durch ein Signal von einem Benutzer initiiert werden kann; Simulieren des Weges eines durch eine Schiessvorrichtung abgefeuerten Schusses; und Erfassen des Ortes des simulierten Schusses auf der Projektionsfläche, wobei das Schusserfassungsmittel mit dem Projektionsmittel beweglich ist und den Ort eines simulierten Schusses nur innerhalb eines Erfassungsbereichs auf der Projektionsfläche erfassen kann, wobei der Erfassungsbereich in Abhängigkeit von der Bewegung des Zielbildes bewegbar ist.

Vorzugsweise wird das Zielbild durch einen optischen Zielstrahl erzeugt, der ein roter Laserstrahl sein kann.

Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Bewegen des optischen Zielstrahls in einer oder in beiden zweier im wesentlichen senkrechter Richtungen.

Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Erzeugen des optischen Strahls unter Verwendung eines optischen Strahlerzeugungsmittels, das eine Laserdiode sein kann. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zur Bewegung des optischen Zielstrahls durch Bewegen des optischen Strahlerzeugungsmittels. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Reflektieren des optischen Zielstrahls von einem beweglich montierten reflektierenden Glied. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Bewegen des reflektierenden Glieds, um eine Bewegung des optischen Zielstrahls zu bewirken.

Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Betätigen des optischen Strahlerzeugers im wesentlichen nur während der Bewegung des reflektierenden Glieds. Alternativ kann das reflektierende Glied im wesentlichen kontinuierlich in einer Richtung gedreht werden, wobei der erste optische Strahlerzeuger nur für einen Teil jeder vollständigen Drehung betätigt wird.

Das Verfahren kann die Verwendung eines Steuerungsmittels beinhalten, um die Bewegung des Zielbildes über die Projektionsfläche zu steuern. Das Zielbild kann gesteuert werden, so dass es sich über einen ausgewählten Weg einer Vielzahl unterschiedlicher Bewegungswege bewegt. Das Verfahren kann die Auswahl eines Bewegungswegs für das Zielbild enthalten.

Das Verfahren kann die Anzeige des ausgewählten Bewegungswegs auf einem Anzeigemittel des Steuerungsmittels enthalten. Das auf dem Anzeigemittel angezeigte Ziel kann seine Größe verändern, wenn es sich entlang des ausgewählten Bewegungswegs bewegt, um dadurch einem Benutzer Information hinsichtlich des Abstands des Zieles von dem Benutzer zu liefern, wobei der Benutzer die Bewegung des Ziels auf dem Anzeigemittel beobachtet, bevor er in Stellung geht und auf das Zielbild auf der Projektionsfläche schießt. Das Verfahren kann außerdem das Anzeigen numerischen Entfernungsdaten auf dem Anzeigemittel während der Anzeige des ausgewählten Bewegungswegs enthalten, wobei der Benutzer die Bewegung des Ziels auf dem Anzeigemittel beobachtet, bevor er in Stellung geht und auf das Zielbild auf der Projektionsfläche schießt. Das Verfahren kann außerdem die Anzeige eines Hintergrundbildes auf dem Anzeigemittel enthalten, damit der Benutzer eine Schiessstellung bezüglich des Hintergrunds mit ausgewähltem Ziel einschätzen kann.

Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Initiieren der Bewegung des Zielbildes unter Verwendung eines sprachaktivierten Schaltermittels. Alternativ kann die Bewegung durch ein manuell betätigbares Schaltermittel initiiert werden, das einen Mikroprozessor-Mausknopf oder eine Mikroprozessor-Tastaturtaste enthalten kann.

Das Verfahren enthält vorzugsweise außerdem einen Schritt zum Simulieren eines Schusses, der durch eine Schiessvorrichtung abgefeuert wird. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Bereitstellen eines optischen Strahls, wenn ein Schaltermittel durch einen Benutzer betätigt wird. Die Betätigung des Schaltermittels kann hervorgerufen werden, indem der Benutzer einen Abzug einer Schiessvorrichtung drückt. Die Wellenlänge des Lichts in dem zweiten optischen Strahl ist vorzugsweise von der Wellenlänge des Lichts des optischen Zielstrahls beabstandet. Vorzugsweise enthält der zweite optische Strahl Impulse aus Infrarot-Laserlicht, die eine Dauer von etwa 20 Millisekunden haben können.

Das Verfahren kann außerdem einen Schritt enthalten zum Aussenden eines Signals an ein Signalempfangsmittel des Steuerungsmittels, um dem Steuerungsmittel anzuzeigen, dass ein Schuss abgefeuert worden ist. Vorzugsweise wird das Aussenden des Signals durch das Drücken des Abzugs der Schrotflinte initiiert. Das Signal wird vorzugsweise mittels eines dem Steuerungsmittel zugeordneten optischen Erfassungsmittels erfasst.

Das Verfahren enthält außerdem vorzugsweise einen Schritt zum Erfassen des Ortes des zweiten optischen Strahls auf der Projektionsfläche. Das Verfahren kann die Verwendung eines optischen Erfassungsmittels enthalten, um den zweiten optischen Strahl auf der Projektionsfläche zu erfassen.

Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Verarbeiten der Ausgabe des Schusserfassungsmittels, um zu bestimmen, ob der simulierte Schuss das Ziel getroffen hätte. Der Schritt des Verarbeitens enthält vorzugsweise die Berechnung der Verschiebung des zweiten optischen Strahls von dem Ort, den das Ziel zu dem Zeitpunkt erreicht hätte, zu dem der simulierte Schuss denselben Bereich wie das Ziel erreicht hätte. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten zum Anzeigen des geschätzten Ortes des simulierten Schusses und des geschätzten Ortes des Ziels, wodurch der Benutzer sehen kann, ob das Zielbild durch den simulierten Schuss getroffen wurde.

Es werden nun spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als nicht einschränkend aufzufassende Beispiele anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben, wobei:

1 eine schematische Draufsicht eines Schiesssimulationsgeräts gemäss der vorliegende Erfindung ist;

2 eine schematische Seitenansicht eines Schiesssimulationsgeräts gemäss der vorliegenden Erfindung ist;

3 eine bildliche Darstellung eines Projektionsmittels zur Verwendung in dem Schiesssimulationsgerät von 1 und 2 ist;

4 eine bildliche Darstellung eines alternativen Projektionsmittels zur Verwendung in dem Schiesssimulationsgerät von 1 und 2 ist;

5 eine bildliche Darstellung einer Schrotflinte zur Verwendung mit dem Gerät von 1 ist;

6 eine bildliche Darstellung eines Bewegungswegs des Zielbildes über die Projektionsfläche des Geräts von 1 ist;

7A ein Beispiel der Simulator-Steuerungssprache für die Kommunikation zwischen dem Steuerungsmittel und dem Projektionsmittel von 1 ist;

7B ein Beispiel eines Satzes weiterer/alternativer Befehle für die Simulator-Steuerungssprache ist;

8A eine bildliche Seitenansicht und 8B eine bildliche Draufsicht eines alternativen Projektionsmittels zur Verwendung in einem Schiesssimulationsgerät gemäss der vorliegenden Erfindung ist;

9 eine bildliche Seitenansicht und 9B eine bildliche Draufsicht eines alternativen Projektionsmittels zur Verwendung in einem Schiesssimulationsgerät gemäss der vorliegenden Erfindung ist;

10 eine bildliche Darstellung eines Bewegungswegs des Zielbildes über die Projektionsfläche des Schiesssimulationsgeräts der Erfindung ist, wobei das Sichtfeld des Bildsensors und die simulierte Streuung des Schusses gezeigt sind;

11 eine bildliche Darstellung eines Mündungseinsatzes ist, der in dem Gerät der Erfindung verwendet wird; und

12 eine bildliche Darstellung einer Fernsteuerung zur Verwendung mit dem Gerät der vorliegenden Erfindung ist.

Wie man in der Zeichnung sieht, ist ein Schiesssimulationsgerät 10 vorgesehen. Das Gerät 10 enthält ein Projektionsmittel 12 zum Projizieren eines sich bewegenden Zielbildes auf eine Projektionsfläche 14. Das in 3 gezeigte Projektionsmittel 12 enthält einen optischen Strahlerzeuger in Form einer Laserdiode 24, die einen roten Laserstrahl emittiert. Ein Spiegel 30 ist mit der Laserdiode ausgerichtet so angeordnet, dass ein durch die Laserdiode erzeugter Laserstrahl von dem Spiegel reflektiert und zu der Projektionsfläche gelenkt wird.

Die Laserdiode 24 ist auf einem Schwenkarm 26 montiert, der um einen unterhalb des Spiegels 30 angeordneten Drehpunkt in der Ebene des Papiers geschwenkt werden kann. Der Spiegel 30 ist auf einer Achse 32 montiert, die durch Lager 34 abgestützt ist. Die Achse 32 ist unter der Steuerung eines Motors 36 drehbar.

Im Betrieb kann der Schwenkarm 26 um den Drehpunkt 28 so geschwenkt werden, dass sich sein distales Ende 26A zwischen den Positionen A und B bewegt, wodurch der Winkel verändert wird, mit dem der von der Laserdiode 24 emittierte Laserstrahl auf den Spiegel 30 auftrifft. Der Laserstrahl wird von dem Spiegel 30 reflektiert und zu der Projektionsfläche 14 gelenkt. Da sich der Winkel des Laserstrahls ändert, bewegt sich das durch den Laserstrahl auf der Projektionsfläche 14 gebildete Zielbild 18 von rechts nach links über die Projektionsfläche 14.

Der Motor 36 kann die Achse 32 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn drehen, das heißt er bringt den unteren Rand 30a des Spiegels zu der Laserdiode 24 hin bzw. von der Laserdiode weg. Dies bewirkt, dass der Laserstrahl höher oder niedriger auf die Projektionsfläche gelenkt wird.

Das Projektionsmittel 12 wird unter der Steuerung eines Mikroprozessors 40 betätigt. Der Mikroprozessor 40 steuert die Bewegung des Schwenkarms 26 und des Spiegels 30, um das Zielbild 18 entlang eines ausgewählten Bewegungswegs 42 über die Projektionsfläche 14 zu bewegen. Um z. B. einen Weg zu erzeugen, der den Flugweg einer Tontaube nachahmt, wird der Schwenkarm nach und nach geschwenkt, so dass sich sein distales Ende zwischen den Positionen A und B bewegt, wie oben beschrieben. Während sich der Schwenkarm 26 zwischen den Positionen A und B bewegt, wird dann der Spiegel 30 auf der Achse 32 gedreht, und zwar zunächst im Gegenuhrzeigersinn, das heißt, der untere Rand 30a des Spiegels 30 wird in der aus dem Papier herausragenden Richtung bewegt, um das Zielbild 18 in einer nach oben gerichteten Richtung über die Projektionsfläche zu bewegen, und anschließend im Uhrzeigersinn, um das Zielbild in einer nach unten gerichteten Richtung über die Projektionsfläche zu bewegen. Die kombinierte Wirkung der Bewegung der Laserdiode 24 und des Spiegels 30 besteht darin, dass das Zielbild 18 über die Projektionsfläche 14 in einen nach oben gewölbten Weg 42 bewegt wird, wie es in 6 gezeigt ist. Die Form des Wegs 42 ist dieselbe wie die eines Weges, den eine echte Tontaube zurücklegt. Die Erfahrung des Benutzers beim Schiessen auf echte Tontauben ermöglicht es dem Benutzer, die simulierte Entfernung zu dem simulierten Ziel aus der Form des Weges 42 abzuschätzen.

Information bezüglich einer Vielzahl unterschiedlicher Bewegungswege 42 des Zielbildes 18 wird innerhalb des Mikroprozessors 40 abgespeichert. Der Benutzer 16 kann einen Bewegungsweg 42 aus einem Menu auf einem Anzeigeschirm auswählen, wobei er entweder die Tastatur oder die Maus eines Mikroprozessors verwendet. Nach der Auswahl eines Bewegungswegs wird der Weg 42 auf dem Anzeigeschirm angezeigt. Zusätzlich zu der Information bezüglich der verfügbaren Bewegungswege des Zielbilds 18 wird auch Information bezüglich des Schiessgeländes, über das sich das Zielbild 18 bewegt, ebenfalls von dem Mikroprozessor 40 gespeichert und kann auf dem Anzeigeschirm angezeigt werden, wodurch der Benutzer in die Lage versetzt wird, seine Schiessstellung bezüglich des Ziels und des Geländes im Hintergrund einzuschätzen. Um den Benutzer 16 beim Abschätzen der simulierten Entfernung zu dem Zielbild 18 zu unterstützen, ändert sich die Größe des auf dem Anzeigeschirm gezeigten Ziels, wenn sich das Ziel entlang des auf dem Anzeigeschirm angezeigten ausgewählten Wegs 42 bewegt. Numerische Entfernungsdaten können ebenfalls auf dem Anzeigeschirm entlang des Weges 42 angezeigt werden, um den Benutzer 16 beim Abschätzen der simulierten Entfernung zu dem Zielbild 18 zu unterstützen.

Um den Weg 42 des Zielbilds 18 zu erzeugen, berücksichtigt der Mikroprozessor 40 die folgenden Variablen: die Größe, die Form und das Gewicht des Tonziels; die Meereshöhe des simulierten Schiessstands; die Windrichtung und die Windstärke; die Entfernung des Benutzers 16 von dem Projektionsmittel 12; und die Höhe des Projektionsmittels 12 oberhalb der Bodenhöhe.

Eine Ultraschall-Messvorrichtung (nicht gezeigt) kann an dem Projektionsmittel 12 vorgesehen sein, um das Messen der Entfernung zwischen dem Projektionsmittel 12 und der Projektionsfläche 14 zu ermöglichen.

Ein akustischer Auslöser 20 ist vorgesehen, um die Bewegung des Zielbildes 18 zu initiieren. Der akustische Auslöser 20 umfasst ein Mikrofon und eine elektrische Signalerzeugungsvorrichtung und steht mit dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 in Verbindung. Das Mikrofon in dem akustischen Auslöser 20 ist für den Sprachbefehl von einem Benutzer 16 empfindlich, und wenn ein Sprachbefehl durch das Mikrofon empfangen wird, wird der elektrische Signalgenerator aktiviert, und es wird ein Signal zu dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 gesendet, wodurch dem Mikroprozessor 40 signalisiert wird, dass die Bewegung des Zielbildes 14 beginnen sollte. Insbesondere wenn das Schiesssimulationsgerät 10 beim Sport des Tontaubenschiessens verwendet wird, ist der akustische Auslöser 20 für den Ruf "Pull" des Benutzers empfindlich, da dies im Freien auf einem Schiessstand gerufen wird.

Wie man in 5 sieht, umfasst das Schiesssimulationsgerät 10 zusätzlich ein Schusssimulationsmittel, das an einer Schrotflinte 22 angebracht ist, um den Weg eines durch die Schrotflinte 22 abgefeuerten Schusses zu simulieren. Das Schusssimulationsmittel umfasst einen elektrischen Mikroschalter 44, der am Auslöser 46 der Schrotflinte 22 vorgesehen ist, sowie eine Infrarot-Laserdiode 48, die innerhalb eines Laufs 50 der Schrotflinte 22 im Bereich der Mündung 52 der Schrotflinte vorgesehen ist. Es ist auch eine Batterie innerhalb einer Kammer 54 an der Schrotflinte 22 vorgesehen, um den Mikroschalter 44 und die Infrarot-Laserdiode 48 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Infrarot-Laserdiode 48 steht mit dem elektrischen Mikroschalter 44 in elektrischer Verbindung, so das beim Abdrücken des Abzugs 46 der Schrotflinte der Mikroschalter 44 umgelegt wird und die Infrarot-Laserdiode 48 betätigt wird. Die Infrarot-Laserdiode 48 emittiert Impulse aus Infrarotlicht, wobei die Impulse eine Dauer von etwa 20 Millisekunden haben.

Wie man in 3 sieht, ist ein Schusserfassungsmittel in Form eines CMOS-Flächenbildsensors 38 an dem Schwenkarm 26 vorgesehen. Der Schusssensor 38 ist an dem Schwenkarm 26 im allgemeinen neben der Laserdiode 24 vorgesehen. Der Schusssensor 38 erfasst das Abfeuern eines simulierten Schusses durch die Schrotflinte 22 und erfasst den Ort eines simulierten Schusses auf der Projektionsfläche 14.

Ein Infrarotfilter 64 ist über der Fläche des CMOS-Sensors 38 vorgesehen, um zu gewährleisten, dass der Sensor 38 nur für Infrarotlicht empfindlich ist, wie es durch die Infrarot-Laserdiode 48 an der Schrotflinte 22 emittiert wird. Der Schusssensor 38 hat ein Gesichtsfeld von etwa 20° um den durch die Laserdiode emittierten Zielstrahl herum. Wenn sich das Zielbild 18 über die Projektionsfläche 14 bewegt, bewegt sich das Gesichtsfeld des Schusssensors 38 entsprechend über die Projektionsfläche 14. Da die Mehrzahl der Schüsse entweder das Zielbild 18 treffen oder das Zielbild 18 knapp verfehlen, ist es nur notwendig, dass der Schusssensor 38 nach Schüssen innerhalb eines kleinen Bereichs um das Zielbild 18 herum Ausschau hält.

Der Schusssensor 38 steht mit dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 in Verbindung und leitet ein Signal an den Mikroprozessor 40 weiter, nachdem der Schusssimulationsstrahl von der Infrarot-Laserdiode 48 erfasst wurde. Die Information wird dann durch den Mikroprozessor 40 verarbeitet, um den Ort des simulierten Schusses bezüglich des Ortes des Zielbildes 18 zu bestimmen. Um zu bestimmen, ob der simulierte Schuss das Zielbild 18 getroffen hat oder nicht, berücksichtigt die durch den Mikroprozessor 40 durchgeführte Verarbeitung verschiedene Parameter bezüglich des Ziels, der Schrotflinte und des zu simulierenden Schusses. Dies kann einen oder mehrere der folgenden Parameter enthalten: die Länge des Schrotflintenlaufs; die Art der in dem Lauf verwendeten Drossel, die Größe des zu simulierenden Schusses; das Gewicht des zu simulierenden Schusses; die Mündungsgeschwindigkeit des zu simulierenden Schusses; und die Flugbahn sowie Geschwindigkeit des zu simulierenden Ziels. Diese Variablen ermöglichen es dem Mikroprozessor 40, die Größe und die Form des simulierten Schussballes vorherzusagen, wenn er denselben Bereich wie das simulierte Ziel erreicht. Hieraus kann der Mikroprozessor 40 die seitliche und vertikale Verschiebung des Schusssimulationsstrahls auf der Projektionsfläche 14 zu dem Ort berechnen, den das simulierte Ziel zu dem Zeitpunkt erreicht haben wird, bei dem der simulierte Schuss denselben Bereich wie das simulierte Ziel erreicht hat. Der Mikroprozessor kann dabei bestimmen, ob der simulierte Schuss das Ziel getroffen oder verfehlt hat, und, falls das simulierte Ziel verfehlt wurde, um wie viel das Ziel durch den simulierten Schuss verfehlt wurde und in welche Richtung bezüglich des simulierten Ziels der simulierte Schuss wanderte.

Ein Signalemissionsmittel in Form einer Infrarot-Leuchtdiode 56 ist an dem anderen Lauf 58 der Schrotflinte im Bereich der Mündung 52 der Schrotflinte vorgesehen (siehe 5). Die Infrarot-LED 56 steht auch mit dem elektrischen Mikroschalter 44 in Verbindung und wird durch die Batterie 54 mit Energie versorgt. Wenn der Auslöser 46 gedrückt wird und der Mikroschalter 4 umgelegt wird, wird die Infrarot-LED 56 betätigt und emittiert ein optisches Infrarotsignal für den Empfang durch einen optischen Detektor 60, der mit dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 in Verbindung steht. Der Empfang eines Signals von der Infrarot-LED 56 durch den optischen Detektor 66 gibt dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 den Hinweis, dass ein Schuss durch die Schrotflinte 22 abgefeuert wurde.

Der elektrische Mikroschalter 44, die Infrarot-Laserdiode 48, die Batterie 54 und die Infrarot-LED 56 sind an der Schrotflinte 22 so angeordnet, dass das kombinierte Gewicht der Infrarot-Laserdiode 48 und der Infrarot-LED 56 durch das Gewicht des Mikroschalters 44 und der Batterie 54 ausgeglichen werden, so dass das Gleichgewicht der Schrotflinte 22 um ihren Gleichgewichtspunkt 62 beibehalten wird. Es ist wichtig, dass diese Bedingung erfüllt wird, damit, wenn die Schrotflinte des Benutzers die zuvor erwähnten Teile des Schiesssimulationsgeräts 10 aufweist, sich die Schrotflinte des Benutzers genauso anfühlt als ob der Benutzer eine unbestückte Schrotflinte verwenden würde.

Ein Audio-Lautsprecher 66 ist in Verbindung mit dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 vorgesehen und emittiert ein Hörsignal, wenn die Schrotflinte 22 abgefeuert wird, um das durch einen Schrotflinte erzeugte Geräusch beim Abfeuern zu simulieren.

Es können Rückstoss-Simulationsmittel in Form einer Druckluft enthaltenden Waffen-Kartusche bzw. Waffen-Patrone 68 in die Schrotflinte 22 geladen werden, und zwar so wie eine standardmäßige Patrone in die Schrotflinte geladen würde. Wenn die Schrotflinte 42 abgefeuert wird, schlägt ein Zündmechanismus innerhalb der Schrotflinte 22 auf ein Ende der Patrone 68, wodurch die Freigabe von Druckluft bewirkt wird und somit der von einer standardmäßigen Patrone beim Abfeuern in einer Schrotflinte empfundene Rückstoss simuliert wird.

Ein Hintergrundbild-Projektor 70 kann auch vorgesehen werden, der mit dem Steuerungs-Mikroprozessor 40 in Verbindung steht, um das ausgewählte Hintergrundbild auf die Projektionsfläche 14 zu projizieren. Obwohl sich das Zielbild 18 in einer relativ kurzen Entfernung von dem Benutzer befinden kann, ist es notwendig, dass der Benutzer die Waffe so abfeuert, als ob sich das Ziel an einem Ort befinden würde, wie es bei einem Tontauben-Schiessstand der Fall wäre. Das Hintergrundbild hilft dem Benutzer beim Durchführen dieser Anpassung. Das Zielbild 18 bewegt sich über das projizierte Hintergrundbild und an speziellen Gegenständen innerhalb des Hintergrundbilds vorbei. Indem er die durch diese Gegenstände dargestellte Entfernung kennt, kann der Benutzer 16 die simulierte Entfernung zu dem Zielbild 18 beurteilen. Es ist auch hilfreich, wenn der Benutzer Erfahrung im Tontaubenschiessen hat, so dass er erfahrungsgemäss weiß, wie weit weg das Ziel sein sollte.

Zu Beginn jeder Schiess-Sitzung wird ein Kalibrationsschuss unter Verwendung des Schiesssimulationsgeräts 10 durchgeführt, um zu ermöglichen, dass der Steuerungs-Mikroprozessor 40 jegliche Fehlausrichtung zwischen den Sichtvorrichtungen an der Schrotflinte 22 und dem durch die Infrarot-Laserdiode emittierten Simulationsschuss-Laserstrahl berechnet. Der Mikroprozessor 40 kann dann automatisch jegliche Fehlausrichtung während der tatsächlichen Verwendung des Schiesssimulationsgeräts kompensieren. Die aus dem Kalibrationsschuss gewonnene Information liefert dem Mikroprozessor 40 auch zusätzliche Informationen, die für den Mikroprozessor 40 notwendig sind, damit man berechnen kann, ob der simulierte Schuss das Zielbild 18 getroffen hat oder nicht.

Um die Verwendung des Schiesssimulationsgeräts 10 zu beginnen, wählt der Benutzer 16 einen Bewegungsweg 47 für das Zielbild 18 und einen Hintergrund, über den sich das Zielbild 18 bewegt, von einem Bildschirm-Menu oder unter Verwendung geeigneter Befehle, die in den Mikroprozessor 40 eingegeben werden. Der ausgewählte Hintergrund und Bewegungsweg des Zielbildes 18 wird dann auf dem Mikroprozessor-Bildschirm angezeigt, um den Benutzer 16 beim Vorbereiten des Schusses zu unterstützen.

Der Benutzer 16 steht hinter dem Projektionsmittel 12, wobei die Mündung 52 der Schrotflinte 22 unmittelbar oberhalb des Projektionsmittels 12 positioniert ist, damit die Winkelstellung des Gewehrlaufs mit der Winkelstellung des Zielbildes 18 koordiniert werden kann. Der Benutzer 16 stellt dann die Schrotflinte 22 auf Bereitschaft, um einen simulierten Schuss auf das Zielbild 18 abzufeuern. Wenn der Benutzer fertig ist, ruft der Benutzer "pull", was durch den akustischen Auslöser 20 erfasst wird. Der akustische Auslöser 20 sendet ein Signal zu dem Steuerungs-Mikroprozessor 40, um den Steuerungs-Mikroprozessor 40 anzuweisen, die Bewegung des Zielbildes 18 entlang des ausgewählten Bewegungswegs über die Projektionsfläche 14 zu beginnen. Der Steuerungs-Mikroprozessor 40 aktiviert die Schusssimulations-Laserdiode 24 und bewirkt, dass der Spiegel 30 und der Schwenkarm 26 eine passende Bewegung ausführen, um zu bewirken, dass sich das Zielbild 18 durch den ausgewählten Bewegungsweg 47 bewegt. Der Steuerungs-Mikroprozessor 40 bringt gleichzeitig den Schusssensor 38 in Bereitschaft, damit er nach dem simulierten Schusssignal von der Schusssimulations-Laserdiode 48 auf der Projektionsfläche 14 Ausschau hält.

Der Benutzer 16 folgt dem Zielbild 18 durch die Sichtvorrichtungen an der Schrotflinte 22 so wie er ein Tonziel verfolgen würde, und feuert einen Schuss zum geeigneten Zeitpunkt ab, indem er den Abzug 46 an der Schrotflinte 22 drückt. Wenn der Abzug 46 gedrückt wird, wird der elektrische Mikroschalter 44 betätigt, wodurch die Schusssimulations-Laserdiode 48 aktiviert wird und Impulse aus Infrarot-Laserlicht zu der Projektionsfläche 14 emittiert werden. Das Drücken des Abzugs 46 aktiviert gleichzeitig die Signalemissions-LED 56, die ein Infrarot-Lichtsignal zu einem optischen Infrarotdetektor 60 aussendet, der mit dem Mikroprozessor 40 in Verbindung steht, um dem Mikroprozessor 40 anzuzeigen, dass durch die Schrotflinte 22 ein Schuss abgefeuert wurde. Der Mikroprozessor 40 beginnt dann, nach einem Signal von dem Schusssensor 38 Ausschau zu halten, um anzuzeigen, dass ein Schuss durch den Schusssensor 38 erfasst worden ist, der den Ort der Schusssimulations-Laserdiode 24 auf der Projektionsfläche 14 erfasst. Das Drücken des Abzugs 46 bewirkt auch, dass die den Rückstoss simulierende Patrone bzw. Kartusche 48 die in ihr gespeicherte Druckluft ablässt, um den Rückstoss der Waffe beim Feuern zu simulieren, und der Audio-Lautsprecher 66 emittiert ein das Feuern der Waffe simulierendes Signal.

Der Mikroprozessor 40 verarbeitet dann die empfangenen Informationen bezüglich des Orts des Schusssimulations-Laserdiodenstrahls und des entsprechenden Orts des Zielbildes 18 auf der Projektionsfläche 14. Die gespeicherte Information bezüglich des Ziels, der Schrotflinte und des Schusses ist in der Rechnung enthalten, um zu bestimmen, ob der simulierte Schuss das Zielbild 18 getroffen hat, und wenn das Zielbild 18 durch den simulierten Schuss verfehlt wurde, berechnet der Mikroprozessor 40, wohin der simulierte Schuss bezüglich des Zielbildes 18 geschossen wurde. Der Mikroprozessor muss wissen, wie weit weg von dem Benutzer das Ziel sein soll, um zu berücksichtigen, wie weit vor dem Ziel der Benutzer geschossen haben sollte (um die durch das Ziel zurückgelegte Entfernung zu berücksichtigen, während der "Schuss" sich zu ihm hin bewegt).

Ein alternatives Projektionsmittel 72 ist in 4 gezeigt, wobei dieselben Bezugsziffern für entsprechende Merkmale verwendet werden. Das Projektionsmittel 72 umfasst einen Schwenkarm 74, der in der Papierebene beweglich ist von der Position x zu y und in einer Richtung in die Papierebene hinein und aus ihr heraus. Eine Schusssimulations-Laserdiode 24 ist an dem Schwenkarm 74 vorgesehen und wird durch eine Linse 78 hindurch zu einem Spiegel 76 gelenkt. Die Bewegung der Linse 78 unter der Steuerung eines Motors (nicht gezeigt) zu der Laserdiode 24 hin oder von ihr weg bewirkt, dass sich der Durchmesser des von der Laserdiode 24 emittierten Laserstrahls ändert. Die Bewegung des Schwenkarms 74 von der Position x zu der Position y bewirkt eine Änderung des Winkels, mit dem der durch die Laserdiode 74 emittierte Laserstrahl auf den Spiegel 76 auftrifft. Der Laserstrahl wird dann durch den Spiegel 76 auf die Projektionsfläche 14 reflektiert, auf der er sich in einer Richtung von rechts nach links bewegt. Eine Bewegung des Schwenkarms 74 in einer Richtung in die Ebene des Papiers hinein bewirkt, dass der durch die Laserdiode 24 emittierte Laserstrahl sich im wesentlichen über den Spiegel nach unten und somit über die Projektionsfläche 14 im wesentlichen nach oben bewegt.

Eine Bewegung der Linse 78 bewirkt, dass sich die Größe des Zielbildes 18 verändert. Eine Zunahme der Größe des Zielbildes 18 bei seiner Bewegung entlang des Bewegungswegs 42 zeigt dem Benutzer 16, dass sich das simulierte Ziel zu dem Benutzer 16 hin bewegt. Eine Abnahme der Größe des Zielbildes 18 zeigt, dass sich das Ziel von dem Benutzer 16 wegbewegt.

Ein Schusssensor 38 ist an dem Schwenkarm 74 im wesentlichen neben der Laserdiode 24 vorgesehen, um den Strahl von der Schusssimulations-Laserdiode 48 auf die Projektionsfläche 14 zu erfassen. Das Infrarotlicht von der Schusssimulations-Laserdiode 48 wird von der Projektionsfläche 14 reflektiert und wird über den Spiegel 76 und eine Linse 80 auf den Schusssensor 38 gelenkt. Die Bewegung des Schwenkarms 74 und der Linse 78 wird durch den Mikroprozessor 40 gesteuert, um das Zielbild 18 über einen ausgewählten Bewegungsweg zu bewegen, wie oben beschrieben wurde.

Das Projektionsmittel 12, 72 wird durch den Mikroprozessor 40 gesteuert, wobei eine Simulator-Steuerungssprache (SCL) verwendet wird, wie z. B. in 7 gezeigt ist. Die Simulator-Steuerungssprache ist eine Befehl-und-Antwort-Sprache, in welcher die Befehle in Form eines Befehl-Bytes mit anschließendem Parameter-Byte bzw. anschließenden Parameter-Bytes vorliegen. Das Befehl-Byte und die Parameterwerte sind binär. Die in 7 beispielhaft gezeigten Befehle sind die folgenden:

Befehl 00: bringt das Projektionsmittel 12, 72 in einen Standardzustand (voreingestellter Zustand, wenn nichts anderes definiert ist), in welchem die Laserdiode 24 ausgeschaltet ist, der Spiegel 30 und/oder der Schwenkarm 26, 74 für den Start des Bewegungswegs 42 des Zielbildes 18 positioniert ist und der Audio-Lautsprecher 66 ausgeschaltet ist.

• Befehl 01: ermöglicht, dass die Laserdiode 24 ein- oder ausgeschaltet wird; 0 = aus; 1 = ein.
• Befehl 02: ermöglicht, dass der durch die Laserdiode 24 emittierte optische Strahl und damit das Zielbild 18 in zwei senkrechten Richtungen bewegt wird.
• Befehl 03: geeignete Ton-Frequenzen und Dauern werden für den Audio-Lautsprecher 66 ausgewählt.
• Befehl 05: verlangt einen Sitzungsschlüssel von dem Projektionsmittel 12, 72.
• Befehl 06: liefert Einstellungsdaten, die unter Verwendung des Sitzungsschlüssels verschlüsselt sind, und einen geeigneten Verschlüsselungs-Algorithmus, wie z. B. "Twofish". Dieser Befehl wird verworfen, wenn der Befehl 05 nicht unmittelbar vor ihm verwendet wird. Die Einstelldaten enthalten Eigenschaften, die durch dieses Projektionsmittel 12, 72 unterstützt werden.
• Befehl 07: Information wird von dem Projektionsmittel 12, 72 durch den Mikroprozessor 40 angefordert. Die Information wird unter Verwendung des bereitgestellten Schlüssels und eines geeigneten Verschlüsselungsalgorithmus, wie Twofish, verschlüsselt. Die Information besteht aus Daten, wie z. B. der Art des Projektionsmittels 12, 72, der Versionsnummer der auf das Projektionsmittel 72 geladenen Firmware und durch das Projektionsmittel 12, 72 unterstützte Eigenschaften.
• Befehl 08: gibt dem Projektionsmittel 12, 72 die Anweisung, seinen Speicher zu löschen.
• Befehl 10: überführt eine Disziplin-Datei, die Einzelheiten jeder Schiessdisziplin und jedes Ziels enthält und auch Koordinaten enthält, die zum Erzeugen eines simulierten Ziels durch das Projektionsmittel 12, 72 notwendig sind.
• Befehl 11: beendet das Überführen einer Schiessdisziplin-Datei.
• Befehl 12: verlangt, dass das Projektionsmittel 12, 72 die Entfernung zwischen ihm und der Projektionsfläche 14 berechnet.
• Befehl 13: sendet einen Befehl an den Hilfsanschluss des Projektionsmittels 12, 72. Der Hilfsanschluss ermöglicht, dass das Projektionsmittel 12, 72 mit einem zweiten Projektionsmittel verbunden wird, wodurch einer Vielzahl von Projektionsmitteln und somit Zielbildern ermöglicht wird, durch den Mikroprozessor 40 gesteuert zu werden.
• Befehl 128: zeigt an, dass die Schrotflinte 22 abgefeuert wurde, und berichtet über die seitliche und vertikale Abweichung des simulierten Schusses von dem Ziel.
• Befehl 129: zeigt an, dass der akustische Auslöser 20 einen Ton oberhalb seiner Schwelle gehört hat. Diese Information wird zu dem Mikroprozessor 40 weitergeleitet, um anzuzeigen, dass die Bewegung des Zielbildes 18 beginnen sollte.
• Befehl 130: dies ist eine Fehlermeldung. Das Projektionsmittel 12, 72 verwendet diesen Befehl, um den Mikroprozessor 40 darüber zu informieren, dass eine geeignete Nachricht für den Benutzer 16 angezeigt werden kann.

Ein alternatives Projektionsmittel 88 ist in 8A und 8B gezeigt, wobei dieselben Bezugszeichen für entsprechende Merkmale verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die Laserdiode 24 einen Abstandshalter 86 und eine Linse 78 und ist entlang einer CMOS-Bildsensor-Pixelanordnung 38, eines Infrarotfilters 64 und eines Abstandshalters 85 und einer Linse 80 angeordnet. Diese Gesamtanordnung ist mit einem Motor 82 in einer Kammer 84 montiert, die wiederum auf einer Klammer 83 an einem Motor 81 montiert ist.

Im Betrieb kann der Motor 81 die Klammer 83 und die Kammer 84 über eine Bogen 180° horizontal drehen. Der Motor 82 kann sich selbst und die Kammer 84 um ihre eigene Achse und die horizontale Achse der Klammer 83 drehen, wodurch die Kammer 84 in die Lage versetzt wird, sich über einen Bogen 180° vertikal zu drehen. Die Kammer 84 zusammen mit der Laserdiode 24 und dem Bildsensor 38 ist somit in der Lage, eine horizontale und vertikale Bewegung durchzuführen. Dies ermöglicht es der Laserdiode 24, ein Zielbild zu projizieren, das sich entlang eines Weges 42 bewegt, wie dies in 10 gezeigt ist.

Die kombinierten Bewegungen des Motors 81 und des Motors 82 ermöglichen es dem Projektionsmittel 88, einen Punkt des Laserlichts von der Laserdiode 24 auf einen beliebigen Punkt auf einer vertikalen Fläche oder horizontalen Fläche 14 vor oder oberhalb des Benutzers zu projizieren.

Da der Bildsensor 38 entlang der Laserdiode montiert ist, erfasst er Licht innerhalb eines Erfassungsbereichs 92 auf der Projektionsfläche, wobei die Erfassungsfläche dem Zielbild 93 nachläuft. Der Bildsensor 38 hat näherungsweise ein rechteckförmiges Gesichtsfeld um den durch die Laserdiode 24 emittierten Zielstrahl herum. Wenn sich das Zielbild 18 über die Projektionsfläche 14 bewegt, bewegt sich das Gesichtsfeld des Bildsensors 38 entsprechend über die Projektionsfläche 14 (siehe 10).

Der Bildsensor 38 unterliegt der Steuerung eines Mikroprozessors 87, der die auf die Bildsensor-Pixelanordnung 24 fallenden Bilder kontinuierlich überwacht, um den Ort und die Größe irgendeines hellen Lichtflecks zu erfassen, der innerhalb dieses Gesichtsfeldes auftrifft (das heißt innerhalb des Erfassungsbereichs 93). Ein Infrarotfilter 64 vor dem Bildsensor 24 gewährleistet, dass der Bildsensor 38 vorwiegend empfindlich für Infrarotlicht ist, wie es durch den zweiten optischen Strahlerzeuger 48 emittiert wird, der in das Ende des Laufs 50 der Schrotflinte 22 eingebracht wird.

Ein alternatives Projektionsmittel 91 ist in 8A und 8B gezeigt. Hierbei handelt es sich um eine abgewandelte Version des in 8A und 8B gezeigten Projektionsmittels 88 mit zwei hinzugefügten Spiegeln 90, die so angeordnet sind, dass ein auf einem Weg 89 ankommendes Bild durch die Linse 80 zu dem Bildsensor 38 reflektiert wird. Dies gewährleistet, dass die "Sicht" des Bildsensors 38 mit dem projizierten Ziel richtig koaxial ist.

11 zeigt die Mündung 52 der Schrotflinte 22 ausführlicher. Die Infrarot-Laserdiode 56, ein Abstandshalter 99 und eine Linse 100 sind im Bereich der Mündung 52 innerhalb eines Laufs 50 der Schrotflinte 22 angeordnet. Ein leicht einführbarer vorwiegend ovaler Kunststoffring 94 ist so ausgelegt, dass er für eine Vielzahl von Laufkalibern mit oder ohne Drosseln passend ist und um eine perfekte Ausrichtung des Laserdiode 56 mit der Längsachse des Laufs 50 aufgrund des scheibenförmigen flachen Ausrichtungsgießstücks 97 zu gewährleisten.

Wie man in 5 und 11 sieht, sind eine Batterie, ein Mikroprozessor und eine zugeordnete Elektronik einschließlich einer Anzeige-LED innerhalb der Kammer 54 an der Schrotflinte 22 vorgesehen, um den Mikroschalter 44 und den zweiten optischen Strahlerzeuger 52 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Infrarot-Laserdiode 56 ist mit einem Mikroprozessor in der Kammer 54 derart elektrisch verbunden, dass beim Drücken des Mikroschalters 44 an dem Abzug die Infrarot-Laserdiode 56 betätigt wird. Unter der Steuerung des Mikroprozessors in der Kammer 54 emittiert die Infrarot-Laserdiode 56 Impulse aus Infrarotlicht während einer Dauer von näherungsweise 30 Millisekunden und mit maximal zwei solcher Impulse innerhalb einer beliebigen Zeitdauer von 10 Sekunden.

Ein Gerät gemäss der vorliegenden Erfindung kann außerdem eine Fernsteuerungsvorrichtung 101 mit einem Smartcord-Leser/Schreiber 104, eine Anzeige 102 zum Anzeigen von Menüs und den Ergebnissen jedes Schusses und Knöpfen 103 zum Auswählen von Disziplinen oder Zielen enthalten.

Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Mikroschalter 44 gedrückt wird und ein Fleck aus Infrarotlicht 93 durch den Bildsensor 38 und seinen Mikroprozessor 87 erfasst wird, berücksichtigt der Steuerungs-Mikroprozessor 40 die Daten, die von einer in den Smartcord-Leser/Schreiber 104 eingeführten Smartcard gelesen werden. Die Daten beziehen sich auf die verwendete Schrotflinte und die verwendete Kartusche bzw. Patrone (Gewehrtyp, Lauflänge, verwendete Laufdrosseln, Mündungsgeschwindigkeit, Pulverart, Pulvermenge, Schussart, Schussgewicht, etc.), und werden verwendet, um die Zeit zu berechnen, die der Schuss brauchen würde, um denselben Bereich wie den des Ziels 18 zu erreichen. Der Mikroprozessor 40 berechnet dann den Punkt 92, bei dem sich das Ziel zu dem Zeitpunkt befinden würde, wenn der Schuss ankommt (siehe 10). Der Mikroprozessor 40 berücksichtigt die der Schrotflinte und der Patrone zugeordneten Daten, um die Ausbreitung des Schusses 94 zu berechnen, wenn er den Zielbereich erreicht. Wenn die vorwärtsschreitende berechnete Zielposition 92 innerhalb der Streuung des Schusses 94 liegt, wird der Schuss als Treffer gezählt.

Der Mikroprozessor 40 kann dadurch bestimmen, ob der simulierte Schuss das simulierte Ziel getroffen oder verfehlt hat, und, falls das simulierte Ziel verfehlt wurde, wie weit das Ziel durch den simulierten Schuss verfehlt wurde und in welche Richtung bezüglich des simulierten Ziels der simulierte Schuss abwanderte.

Eine Mehrfarben-LED 105 (siehe 8A und 9A) ist vorgesehen, um Zustandsinformation über das System anzuzeigen und um einen schussbereiten Zustand dem Nutzer anzuzeigen.

Die Mehrfarben-LED 105 wird zusammen mit einem Zufallszahlgenerator innerhalb des Mikroprozessors 40 verwendet, um irgendeine beliebige Verzögerung zu erzeugen, die zwischen dem initiierten Schuss und dem projizierten Ziel benötigt wird. Diese Eigenschaft wird für olympische und andere Schiessdisziplinen gefordert.

Der Mikroprozessor 40, der z. B. ein Rechner (PC) sein kann, kann verwendet werden, um das Schiesssimulationsgerät zu steuern und um Einrichtungen bereitzustellen zum Erzeugen, Editieren, Speichern und Verarbeiten von Daten bezüglich Zielbahnen, dreidimensionaler virtueller Schiessstandanzeigen, Schrotflinten-Daten (Typ, Lauflänge, verwendete Drosseln, etc.), Patronendaten (Mündungsgeschwindigkeit, verwendetes Pulver, Schussart und Schussgewicht, etc.) und Umgebungsdaten (Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Windart und allgemeine Wetterbedingungen, etc.).

Der Mikroprozessor 40 stellt auch Mittel bereit, um den Benutzer in die Lage zu versetzen, eine Disziplin oder ein individuelles Ziel auszuwählen und eine dreidimensionale Vorab-Ansicht des Zielbereichs einschließlich des Ziels und der Schussbahnen vor und nach dem Schuss bereitzustellen.

Der Mikroprozessor 40 kann auch eine digitale Simulation des Zielbereichs erzeugen, wie man ihn durch den Bildsensor 38 sieht. Diese Simulation zeigt den Ort des Ziels, wenn es von dem Schuss erreicht wurde, die genaue Mitte des Schusses und die Streuung des Schusses. Der Mikroprozessor 40 kann auch den Ort jedes Schusses bezüglich der Position des Ziels analysieren und einen speziellen Ratschlag liefern, wie der Benutzer seine Fähigkeiten verbessern kann.

Der Mikroprozessor 40 kann auch Mittel bereitstellen zum Herunterladen einer Teilmenge seines gesamten Zielbereichs in den Speicher der Fernsteuerung 101.

Der Mikroprozessor 40 kann Mittel bereitstellen, um die Organisation eines Wettkampfschiessens unter Verwendung des Schiesssimulationsgeräts zu ermöglichen, und kann ermöglichen, dass der Zugang zu dem Schiesssimulationsgerät kontrolliert oder kostenpflichtig gemacht wird, indem man Smartcards verwendet, die auf den Smartcard-Leser/Schreiber 105 geschrieben oder von ihm gelesen werden.

Der Mikroprozessor 40 kann außerdem Mittel für den Benutzer bereitstellen, um weitere Zieldaten und Aktualisierungen der Software oder Mikroprozessor-Firmware über das Internet zu erhalten, sowie Mittel zum Herunterladen irgendwelcher Änderungen der Firmware unmittelbar zu dem Fernsteuerungs-Prozessor 101 und dem Bildsensor-Prozessor 87.

Die Fernsteuerung 101 kann viele der Funktionen des Mikroprozessors 40 durchführen.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen somit ein Schiesssimulationsgerät 10 bereit zum Projizieren eines simulierten Ziels auf eine passende Projektionsfläche, wobei das Ziel über die Fläche entlang derselben abgewinkelten Flugbahn und mit derselben abgewinkelten Geschwindigkeit wie ein echtes Tonziel bewegt wird. Ein Schuss von einer Schrotflinte 22 kann simuliert werden, und die Genauigkeit des Schusses bezüglich des simulierten Zielbildes kann abgeschätzt und für einen Benutzer angezeigt werden. Man erkennt, dass die Erfindung es ermöglicht, die Fertigkeiten beim Tontaubenschiessen zu üben, ohne dass man echte Patronen und Tonziele verwenden muss, wodurch die betreffenden Kosten vermieden werden. Man erkennt auch, dass das Gerät vom Benutzer mit seiner eigenen Schrotflinte verwendet werden kann, wodurch der Benutzer in die Lage versetzt wird, das Gerät als Übungshilfe für den Sport des Tontaubenschiessens zu verwenden. Da das Schusserfassungsmittel dem simulierten Ziel folgt, kann das Ziel auf eine Projektionsfläche vor oder oberhalb des Benutzer projiziert werden.

Man erkennt, dass die Erfindung in Verbindung mit vielen unterschiedlichen Arten von Schiessdisziplinen außer der beschriebenen Anwendung bezüglich des Tontaubenschiessens verwendet werden kann. Man erkennt auch, dass die SCL-Befehle sich von den hier beschriebenen unterscheiden können. Die SCL-Befehle hängen mindestens teilweise von den verwendeten Projektionsmitteln ab, die sich ebenfalls von den beschriebenen unterscheiden können.

Der Mikroprozessor kann innerhalb des Projektionsmittels vorgesehen sein. Eine Vielzahl von Projektionsmitteln 12, 72 können unter der Steuerung einer oder mehrerer Steuerungsvorrichtungen 40 gemeinsam verwendet werden, um dadurch zu ermöglichen, dass eine Vielzahl von Zielbildern 18 auf die Projektionsfläche 14 projiziert werden können.

In der vorstehenden Beschreibung wurde zwar versucht, die Aufmerksamkeit auf diejenigen Merkmale der Erfindung zu lenken, die als besonders wichtig betrachtet werden, doch versteht es sich, dass der Anmelder Schutz begehrt bezüglich jedes patentierbaren Merkmals oder jeder patentierbaren Kombination von Merkmalen, auf die weiter oben Bezug genommen wurde und/oder die in der Zeichnung gezeigt wurden, und zwar unabhängig davon, ob sie speziell hervorgehoben wurden oder nicht.