CN1939564A - 传感设备、程序执行设备及成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测根据外部因素改变的预定类型物理信息的传感设备，该外部因素为例如来自外部的操作力等，该传感设备包含照相机、包括根据外部因素改变状态的附件、以及基于来自照相机的图像数据而检测上述物理信息的CPU。例如，提供了作为对象的球体，该球体被排列在凹陷表面上。安装了该附件的盒的倾斜致使该球体在表面上运动。该CPU根据图像数据分析球体的位置并检测盒的倾斜。

Description

传感设备、程序执行设备及成像系统
技术领域
本发明涉及传感设备，用于检测诸如倾斜角度、压力大小等的物理信息，还涉及诸如游戏设备等的程序执行设备，并进一步涉及设有与数码相机等相同功能的成像系统。
背景技术
已经研发出各种游戏系统，这些游戏系统根据施加到游戏设备的控制器或盒的倾斜、冲击等而改变游戏空间的状态。这种类型的游戏设备通过装载特殊的传感器元件而检测所需的物理信息(倾斜等)。因此，为了获得不同类型的新的物理信息(加速度等)，需要将针对该信息的附加特殊传感器元件分别装载到游戏设备中。根据游戏类型提供多个特殊传感器元件导致成本及设备尺寸的急剧增加。
已经研发出具有设于游戏卡(game cartridge)侧的传感器功能的游戏设备(例如见JP-A-2001-170358)。图17的图示示出了这种类型的游戏设备中的游戏设备本体301与游戏卡330。
游戏设备301包含：用于显示游戏屏幕的LCD面板304、用于执行游戏操作的开关组305、中央处理器(CPU)311、音频控制部分312、通信接口(I/F)313、工作随机访问存储器(RAM)314和扬声器315。
游戏卡330设有：编程只读存储器(ROM)331、备用随机访问存储器(RAM)332、用于检测沿X轴和Y轴方向的加速度的XY轴加速度传感器333、用于检测沿Z轴方向加速度的Z轴接触开关334、以及用于将由XY轴加速度传感器333及Z轴接触开关334获得的检测结果传递到CPU311的传感器接口(I/F)335。
如前所述，根据游戏类型在游戏设备内提供多个特殊传感器元件导致成本以及设备尺寸上的急剧增大。此外，如图17所示，构造该游戏设备最终要求每个卡具有一个传感器元件，因此导致大的成本负担。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目标是提供一种能够检测预期物理信息(倾斜等)并具有低成本配置的传感设备，提供设有这种传感设备的程序执行设备，以及提供用户友好的成像系统。
为了实现上述目标，本发明的一个方面涉及根据外部因素而改变的用于检测预定类型物理信息的传感设备。该传感设备包括：成像部分；对象(subject)状态改变部分，包括成像部分的对象并根据外部因素而改变该对象的状态；以及检测部分，基于成像部分对对象拍摄获得的图像数据而检测该物理信息。
待检测的物理信息根据外部因素(来自外部的操作力等)而改变。另一方面，成像部分的对象状态根据该外部因素而改变。对象状态由图像数据表示，因此可基于这个图像数据检测该物理信息。
按照这种方式，前述传感设备可以使用成像部分的成像功能，由此检测预定类型的物理信息，从而允许特别是在先前设有成像部分的系统中以非常低成本的配置进行预期的检测。
例如，该对象状态改变部分通过可自由组装及拆卸的方式安装到安装有成像部分的盒。
更具体地，例如，对于该对象状态改变部分，存在至少第一对象状态改变部分和第二对象状态改变部分；所述第一对象状态改变部分包括作为对象的所述成像部分的第一对象，且根据作为外部因素的第一外部因素改变所述第一对象的状态；所述第二对象状态改变部分包括作为对象的所述成像部分的第二对象，且根据作为外部因素的第二外部因素改变所述第二对象的状态；所述第一与第二对象互不相同，且所述第一外部因素与第二外部因素为互不相同类型的外部因素；所述第一与第二对象状态改变部分以自由组装与拆卸的方式安装，并选择性地安装到安装了所述成像部分的盒；当所述第一对象状态改变部分被安装到所述盒时，该检测部分基于通过拍摄第一对象所获得的图像数据而检测作为物理信息的第一物理信息，且当所述第二对象状态改变部分被安装到所述盒时，该检测部分基于通过拍摄第二对象所获得的图像数据而检测作为物理信息的第二物理信息，所述第二物理信息的类型不同于第一物理信息。
对被安装到上述盒的对象状态改变部分进行替换也可以改变可检测的物理信息。也就是说，使用上述成像部分和检测部分(即，采用成本非常低的配置)可实现对各种类型物理信息的检测。
例如，该对象状态改变部分包含作为对象的移动物体，该物体根据安装有成像部分的盒的倾斜而在该成像部分的拍摄区域内移动；该外部因素是改变该倾斜的力；该检测部分基于图像数据而检测该移动物体在拍摄区域内的位置与移动中的至少一个，由此检测作为物理信息的倾斜角度及其变化中的至少一种。
上述盒的倾斜改变导致上述移动物体在拍摄区域内移动。该移动物体在拍摄区域内的位置与移动由图像数据表示，因此基于该图像数据可以检测倾斜角度和/或其变化。
具体地，例如，该对象状态改变部分在该成像部分的拍摄区域内设有凸起或凹陷表面；且该移动对象在该倾斜改变时受重力作用沿表面移动。
例如，该对象状态改变部分包含设于该成像部分的拍摄区域内的表面以及作为对象且在该表面上可移动的移动物体；该外部因素为改变该移动物体在该表面上的位置的力；以及，该检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该移动物体在拍摄区域内的位置与移动中的至少一种。
上述的力，例如来自外部的操作力等，改变上述移动物体的位置。该移动物体在拍摄区域内的位置与移动由图像数据表示；因此基于该图像数据可以检测该移动物体的位置和/或移动。
例如，该对象状态改变部分包括作为对象的磁体，该磁体设于成像部分的拍摄区域内从而根据磁场方向是可旋转的；该外部因素为由旋转该磁体的磁场所提供的磁力；以及，该检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该磁力的方向。
上述磁场的磁力旋转上述磁体。上述磁体的方向由图像数据表示，因此基于该图像数据可以检测上述磁力的方向。
例如，该对象状态改变部分包含：旋转轴，以及作为对象的多个叶片，该对象排列在成像部分的拍摄区域内且被安装成以该旋转轴为中心轴是可旋转的；所述外部因素是旋转该多个叶片的力；所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该多个叶片的旋转状态。
上述的力，例如来自外部的操作力、风力等，旋转上述的多个叶片。该多个叶片的旋转状态由图像数据表示，因此可以基于该图像数据检测该旋转状态。
例如，该对象状态改变部分包括作为对象的压力可变形物体，该压力可变形物体排列在该成像部分的拍摄区域内并根据对其所施加的压力大小而改变其形状；该外部因素为施加到该压力可变形物体的压力；以及，该检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的该压力的大小。
上述的压力可变形物体的形状根据上述的压力大小而改变。该形变的状况由图像数据表示，因此可以基于该图像数据检测该压力的大小。
具体地，例如，该对象状态改变部分包括将弹性物体夹在中间作为该压力可变形物体的上板与下板，并且配置成使得该压力可变形物体与下板之间的接触面积根据经上板施加到该压力可变形物体的压力大小而改变；所述检测部分基于图像数据计算该接触面积，并且基于计算的接触面积检测作为物理信息的该压力的大小。
例如，该对象状态改变部分包括作为对象且根据施加到其上的压力大小而改变形状的多个压力可变形物体；所述多个压力可变形物体排列在该成像部分拍摄区域内互不相同的位置；所述外部因素为施加到该多个压力可变形物体的压力；以及所述检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的压力大小以及施加压力的位置。
该多个压力可变形物体排列在拍摄区域内互不相同的位置，因此各个这些压力可变形物体的形状根据压力的大小以及施加压力的位置而发生改变。各个压力可变形物体的变形状况由图像数据表示，因此基于该图像数据可以检测该压力的大小以及施加该压力的位置。
具体地，例如，该对象状态改变部分包括在多个互不相同的位置将弹性物体夹在中间作为各个压力可变形物体的上板与下板，并且配置成使得各个该多个压力可变形物体与下板之间的接触面积根据经上板施加到各个压力可变形物体的压力大小以及施加压力的位置而改变；以及所述检测部分基于图像数据计算每个接触面积，并且基于计算的每个接触面积检测作为物理信息的压力大小及施加压力的位置。
例如，该对象状态改变部分进一步包括被安装到上板的棒形物体，并配置成使得压力经该棒形物体被施加到各个压力可变形物体。
例如，该对象状态改变部分包括作为对象的移动物体，该移动物体根据安装了成像部分的盒的加速度而在该成像部分的拍摄区域内移动；所述外部因素为改变加速度水平的力；以及所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该加速度大小与方向中的至少一个。
上述的力，例如来自外部的操作力等，改变盒的加速度，使得上述移动物体在拍摄区域内移动。该移动的状况由图像数据表示；因此，基于该图像数据可以检测该加速度的水平和/或方向。
具体地，例如，该对象状态改变部分进一步包括第一与第二弹性物体，所述第一与第二弹性物体设置成能够沿加速度改变的方向延伸与收缩，并配置成使得每个第一与第二弹性物体的一端固定，该第一与第二弹性物体的另一端夹在该移动物体之间。
根据这个配置，该移动物体的移动以及伴随的该第一与第二弹性物体的延伸与收缩都根据该盒的加速度而进行。
例如，该对象状态改变部分包括作为对象的旋转物体，该旋转物体在成像部分的拍摄区域内旋转；所述外部因素为旋转该旋转物体的力；以及所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该旋转物体的旋转状态。
上述的力，例如来自外部的操作力等，旋转上述的旋转物体。该旋转的状况由图像数据表示；因此基于该图像数据可以检测该旋转物体的旋转状态。
例如，该对象状态改变部分包括温度指示材料，该温度指示材料排列在成像部分的拍摄区域内并根据待测量对象的温度而改变颜色，；所述外部因素是来自改变温度的热源的热量；以及所述检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的温度。
该温度指示材料的颜色的状态由图像数据表示；因此基于该图像数据可以检测上述的温度。
为了获得上述的目标，本发明的另一个方面涉及程序执行设备，该程序执行设备包括存储程序的程序存储部分以及执行程序的程序执行部分。该程序执行设备进一步包括任一上述描述中的传感设备。该程序执行部分通过参考作为变量的由该传感设备检测部分检测到的物理信息而执行该程序。
因此，基于该图像数据检测到预期的物理信息，由此允许根据该物理信息(倾斜等)而执行程序。例如，如果安装到上述盒的对象状态改变部分配置成是可替换的，待检测的物理信息也是可以改变的。也就是说，可以使用低成本配置提供程序执行设备(游戏设备等)，该程序执行设备可以参考各种类型的物理信息。
为了实现上述目标，本发明的又一个方面涉及一种成像系统，该成像系统包括：成像部分，安装了所述成像部分的盒；旋转板，具有开口并被安装到该盒从而能够以该成像部分的光学系统的光学轴为中心轴而旋转；以及镜面，被固定到所述旋转板并将来自第一对象的光反射使得该光经开口进入成像部分。
根据上述的配置，旋转上述的该旋转板允许在改变拍摄方向的同时保持该盒固定，由此改善了可用性。
例如，该旋转板可自由地组装到该盒以及从该盒拆卸；所述旋转板与对象状态改变部分被选择性地以自由组装与拆卸的方式安装到该盒，该对象状态改变部分包含成像部分的第二对象并根据外部因素改变该第二对象的状态；所述成像系统进一步包括检测部分；以及当所述对象状态改变部分被安装到该盒时，该检测部分基于通过拍摄该第二对象所获得的图像数据而检测预定类型的物理信息，该预定类型的物理信息根据外部因素而改变。
根据上述的配置，该成像部分可用于检测物理信息。也就是说，可以采用低成本配置为该成像系统提供传感功能。
如前所述，依照根据本发明的传感设备，可以采用低成本配置检测预期的物理信息(倾斜等)。
附图说明
图1A与1B为根据本发明实施例的游戏设备的外部视图；
图2为示出了图1A与1B中的游戏设备以及游戏卡的电学配置的方框图；
图3为图2的照相机内部方框图；
图4A为根据本发明示例1的附件的外围部分的放大透视图，图4B为其剖面图；
图5A与5B为用于描述根据本发明示例1的CPU操作的图示；
图6A为示出图4A与4B附件的修改示例的放大透视图，图6B为其剖面图；
图7为根据本发明示例2的附件的外围部分的放大透视图；
图8A为根据本发明示例3的附件的外围部分的放大透视图，图8B为其剖面图；
图9为根据本发明示例4的附件的外围部分的放大透视图；
图10A为根据本发明示例5的附件的外围部分的放大透视图，图10B为其剖面图；
图11A与11B为用于解释根据本发明示例5的CPU的操作；
图12为根据本发明示例6的附件的外围部分的放大透视图；
图13A为根据本发明示例7的附件的外围部分的放大透视图，图13B为其平面图；
图14为根据本发明示例8的附件的外围部分的放大透视图；
图15为根据本发明示例9的附件的外围部分的放大透视图；
图16为根据本发明示例10的附件的外围部分的放大透视图；以及
图17为示出了传统游戏设备与游戏卡的电学配置的方框图。
具体实施方式
在下文中将参考附图详细地描述应用于移动游戏设备(下文中简写为“游戏设备”)的本发明的各个实施例。在各个下述图示中，为相同的部分提供了相同的附图标记，因此将基本上省略对相同部分的重复描述。
首先将描述游戏设备的总体配置。图1A与1B分别为根据本发明实施例的游戏设备1的外部视图。图1A示出未安装附件10的游戏设备1的外部视图，而图1B示出安装了附件10的游戏设备1的外部视图。图2为示出了游戏设备1与游戏卡(下文中称为“卡”)30的电学配置的方框图。该游戏设备包含游戏设备1以及卡30，卡30可自由地组装到该游戏设备1或从该游戏设备1拆卸。
在图2中，附件10被示成设于游戏设备1的外部。可以考虑将附件10设于游戏设备1的外部或者包含在游戏设备1内。
游戏设备1设有基本上为矩形的盒8。照相机2、发光二极管(LED)3、液晶显示(LCD)面板4、以及由开关5a与5b，5c、5d、5e以及5f组成的开关组5都被固定在盒8的预定位置，此外所有这些都安装在盒8的顶面18侧上。顶面18形成基本上呈矩形形状的盒8的一个表面，且基本上是方形的。此外，在盒8中，还在盒8的顶面18侧上提供了四个附件安装孔(下文中简写为“安装孔”)6a、6b、6c与6d。当卡30安装在设于游戏设备1内的卡安装孔7内时，游戏设备1与卡30被彼此电连接。
附件10被安装到盒8，从而覆盖具有安装孔6a至6d的照相机2与LED 3的顶侧。附件10可自由地组装到盒8以及从盒8拆卸。
照相机2构造成如图3所示包含由多个透镜组成的光学系统21、孔径光阑22、图像传感器23与图像处理部分24。
图像传感器23由例如电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等组成。图像传感器23对经光学系统21与孔径光阑22入射的光学图像进行光电转换，并将由该光电转换获得的电信号传输到图像处理部分24。更具体地，图像传感器23设有以矩阵形式呈二维阵列的多个像素(即，光接收元件，未示出)。在各个拍摄中，各个像素依据曝光时间存储特定数量的信号电荷。各个像素将电信号输出到后一级的图像处理部分24，该电信号的幅值与所存储的信号电荷的电荷数量成正比。例如，图像传感器23为用于彩色拍摄的单板型图像传感器，该图像传感器在其各个像素的前表面上具有红(R)、绿(G)或蓝(B)色滤波器(未示出)。
图像处理部分24构造成包含：放大器电路25、A/D转换器(模数转换器)26等。放大器电路25放大作为图像传感器23的输出信号的模拟信号，该放大倍率是根据所谓的自动增益控制，并随后输出该信号。A/D转换器26顺序地将放大器电路25的输出信号转换成数字信号。图像处理部分24恰当地使该数字信号经过适当的处理，并输出代表该拍摄图像的图像数据。
从图像处理部分24输出的图像数据由对应于各个像素的像素数据组成。例如，当组成图像传感器23的像素的总数目为100000时，由100000个像素数据形成一个图像数据。
由例如RGB信号表达各个像素数据，该RGB信号由代表接收光的红色分量强度的信号R、代表接收光的绿色分量强度的信号G以及代表接收光的蓝色分量强度的信号B组成。同样地，例如，由YUV信号表达各个像素数据，该YUV信号由代表接收光亮度的亮度信号Y与两个颜色信号U与V组成。RGB信号与YUV信号是可以相互转换的。对于用RGB方法、YUV方法或任何其他方法表达的视频信号，各个像素数据指定了各个像素所接收的光的红色分量、绿色分量与蓝色分量的强度，还指定了各个像素所接收的光的亮度。
由图像处理部分24输出的图像数据被提供给中央处理器(CPU)11。照相机2以预定帧频(例如每秒30帧)执行移动图像拍摄。因此，代表连续拍摄图像的图像数据被连续地传输到CPU 11。此外，照相机2还能够执行静止图像拍摄。
LED 3辐射照相机2的拍摄区域，并在需要时进行照明。指定各个开关5a与5b以及包含开关5c、5d、5e与5f的十字形按键的按下状态的开关信息被传输到CPU 11。CPU 11基于记录于程序ROM(只读存储器)31内的游戏程序以及记录于备用RAM(随机访问存储器)32内指定游戏状态等的信息而执行前述程序，其中该程序ROM 31设于卡30内，该备用RAM 32设于卡30内。接着，CPU 11根据该游戏程序，将视频信号输出到LCD面板4，还将音频信号输出到音频控制部分12。
LCD面板4基于来自CPU 11的视频信号显示代表游戏内容等的图像。音频输出部分12基于来自CPU 11的音频信号而驱动扬声器15。扬声器15输出前述的音频信号作为声音。通信接口(通信I/F)13为将用于通信的通信电缆与不同游戏设备1连接的接口。该通信电缆恰当地连接到通信接口。工作RAM 14为一种存储器，在执行上述游戏程序时CPU11恰当地使用该存储器进行数据写入与读取。在该工作RAM 14本身中，上述游戏程序的所有或一部分可以被临时存储。
如前所述，附件10可自由地组装到盒8并可从盒8拆卸，因此任何各种类型的附件可以被选择性地安装到盒8。下文中，提供示例1至10，将描述当各种类型的附件被安装到盒8时该游戏设备所执行的操作等。
在示例2、3、4、5、6、7、8、9与10中，代表附件的数字分别写成10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h与10i，使得这些附件可以相互区分，且这些附件与上述附件10的情形相似地被分别安装到盒8。也就是说，当考虑示例2、3、4、5、6、7、8、9与10时，在总体配置的上述描述中“附件10”被分别理解为附件10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h与10i。
[示例1]
首先将解释示例1。在示例1中，附件10被安装到盒8。图4A为附件10的外围部分的放大透视图，其中上板40被除去。图4B为沿图1B线A-A截取的附件10的剖面视图。注意，盒8被省略并因此未在图4A中示出，且照相机2、LED 3与盒8被省略并因此未在图4B中示出。
附件10被构造成具有：分别与安装孔6a、6b、6c及6d匹配的安装棒9a、9b、9c及9d；上板40；下板44；以及作为移动物体的球形的球体41。安装棒9a、9b、9c及9d由例如树脂材料形成。
下板44具有旋转抛物线的形状，其剖面绘制出抛物线曲线，类似抛物线天线的反射镜面。球体41排列在下板44的凹陷表面上。当盒8保持成使得盒8顶面18的取向与水平面平行(这种情况下盒8的倾斜为0°)，下板44在其外围部分被安装到安装棒9a、9b、9c和9d，使得球体41位于表面的最低点(最靠近地的一侧上的点)42，下板44与球体41在该点彼此接触。当盒8的倾斜为0°时，球体41在最低点42与下板44接触。当盒8以顶面18上的直线为中轴倾斜时(沿垂直方向倾斜)，也就是说，当盒8的倾斜受用户施加的操作力(受外力)而变得不等于0°时，球体41由于重力而在下板44上沿箭头43的方向移动。
上板40在其外围部分与下板44接合，使得在盒8倾斜时，球体41不从与下板44接触的区域凸出。
照相机2执行移动图像拍摄，从下板的底侧(盒8侧)以球体41作为主要对象，使得整个下板44落在拍摄区域内。照相机2与附件10排列成使得最低点42与拍摄区域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光线辐射下板44的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
上板40、下板44与球体41例如由树脂材料形成。为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的球体41，例如，下板44与球体41的颜色分别为浅白色与粉红色，而上板40是透明的。提供为浅白色的下板44，则阻挡(散射)代表外部情景的入射光，并因此可以阻止这样的现象，即，原始被捕获的对象(本示例中为球体41)被掩埋在照相机2拍摄的外部情景中。提供粉红色的球体41，导致了从照相机2侧察看时，球体41与下板44彼此接触的部分看上去为粉红色。提供透明上板40的目的是获得内部光线或太阳光，从而由此使拍摄区域变亮。
提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将球体41与下板44彼此接触的部分(或球体41本身)与外部情景区分开即可。例如，下板44可以是任意半透明颜色，而球体41可以是任意不透明颜色。此外，上板40可以是半透明或不透明的颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明球体41在拍摄区域内的位置及运动的信息。此外，球体41的位置与运动可说明盒8的倾斜角度及其变化。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测球体41在拍摄区域内的位置与运动，并基于检测到的位置与运动而检测盒8的倾斜角度及其变化。
例如，使用预定的阈值将各个像素数据的信号R(各个像素接收的光的红色分量)的强度转换成二进制。当倾斜为0°时，如图5A所示，只有与位于图像传感器23的成像表面中心的像素相对应的一部分为“1”，而其他部分为“0”。当盒8倾斜时(当倾斜角度不是0°时)，如图5B所示，靠近成像表面的外围部分的像素通过上述二进制转换提供“1”。通过这种二进制转换指定提供“1”的像素，使得可以检测球体41在拍摄区域中的位置，而且通过使用连续的图像数据调查提供“1”的像素的变化，使得可以检测球体41在拍摄区域内的运动(运动速度、运动方向、运动加速度等)。
由于球体41与下板44彼此接触的部分(以及该部分附近)与彼此未接触的部分之间图像亮度的差异，可以使用预定的阈值将对应于各个像素数据的亮度信号Y的强度进行二进制转换。同样在这种情况下，盒8倾斜的差异提供了如图5A与5B所示的二进制信息中的差异，由此允许检测球体41的位置及其变化。
提供代表球体41在拍摄区域内的位置与盒8倾斜角度之间关系的函数、列表数据等，使CUP 11检测盒8的倾斜角度且还可通过计算获得其变化。按照这种方式，附件10获得倾斜传感器的功能。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的盒8倾斜角度及其变化的数据(球体41在拍摄区域内的位置及其变化)，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10用于平衡游戏等，其中游戏中的球根据盒8的倾斜而水平运动。此外，当盒8沿水平方向振荡时，游戏状态可以根据该振荡的宽度与速度而改变。使用盒8的倾斜操作替代使用十字形按键(图1A与1B的开关5c至5f)操作，增加了由该游戏设备提供的游戏变化。无需说，可以附加地组合使用通过使用十字形按键的操作以获得更复杂的操作。
此外，替代图4A与4B的下板44、上板40与球体41，可以提供图6A与6B所示的穹形物体45。图6A为穹形物体45外围部分的放大视图，图6B为沿图1B的线A-A截取的由穹形物体45形成的附件的剖面视图。注意，盒8被省略并因此未在图6A中示出，且照相机2、LED 3与盒8被省略并因此未在图6B中示出。
穹形物体45构造成具有：穹形下板46，具有旋转抛物线的形状，其剖面绘制出抛物线曲线，类似抛物线天线的反射镜面；穹形上板47，以与穹形下板46相同的方式具有旋转抛物线的形状，其剖面绘制出抛物线曲线；以及环形耦合部分48，将穹形下板46与穹形上板47耦合在一起。在由穹形下板46、穹形上板47以及耦合部分48形成的闭合空间内，注入了诸如水等的液体49以及与其混合的气泡50。穹形上板47与液体49的颜色分别为浅白色与粉红色，而穹形下板46是透明的。
当盒8的倾斜为0°时，穹形物体45在其外围部分与安装棒9a、9b、9c及9d固定，使得气泡50位于表面上的最顶点51，穹形上板47和气泡50在该点彼此接触。当盒8以顶面18上的直线为中轴倾斜时(当沿垂直方向倾斜时)，气泡50由于重力而沿穹形上板47的凸起表面移动。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从穹形下板46的底侧(盒8侧)以气泡50作为主要对象，使得整个穹形上板47落在拍摄区域内。照相机2与设有附件的穹形物体45排列成使得最顶点51与拍摄区域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光线辐射穹形下板46的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明气泡50在拍摄区域内的位置及运动的信息。此外，气泡50的位置与运动可说明盒8的倾斜角度及其变化。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测气泡50在拍摄区域内的位置与运动，并基于检测到的位置与运动而检测盒8的倾斜角度及其变化。CPU 11基于该检测所执行的处理的内容与使用球体41的情形中所执行的处理相同。
穹形下板46可设有平坦表面，该表面平行于盒8的顶面18。这种情况下，穹形下板与耦合部分48一起形成平坦表面。
上文中已经提供的示例中，球体41(或气泡50)在拍摄区域内的位置与运动都被检测，但如果不需要其中的一个，则可以仅检测该位置或仅检测该运动。
[示例2]
接着将描述示例2。在示例2中，附件10a被安装到盒8。图7为附件10a的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图7中示出。
附件10a被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d以及绘制表面55。该绘制表面55为板状物体，从上方观察呈方形，并在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。绘制表面55与盒8顶面18基本上相互平行。示例2的游戏设备具有与附件10a同时使用的棒状笔56。笔56的一端设有笔尖57。为了使用笔56，用户使笔尖57与绘制表面55上表面(位于与盒8相对的侧上)上的任意点接触。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从绘制表面55的底侧(盒8侧)以笔尖57作为主要对象，使得整个绘制表面55落在拍摄区域内。照相机2与附件10a排列成使得绘制表面55的中心(从上方观察的绘制表面55形成的正方形的对角线之间的交点)与拍摄区域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光线辐射绘制表面55的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
绘制表面55与笔56例如由树脂材料形成。为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的笔尖57，例如，绘制表面55与笔尖57的颜色分别为浅白色与粉红色，其中的原因与示例1所述相同。
提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将笔尖57与绘制表面55彼此接触的部分与外部情景区分开即可。例如，绘制表面55可以是任意半透明颜色，而笔尖57可以是任意不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明笔尖57在拍摄区域内的位置及运动的信息。CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测笔尖57在拍摄区域内的位置与运动。
例如，通过使用预定的阈值将各个像素数据的信号R(各个像素接收的光的红色分量)的强度转换成二进制，并随后指定提供的强度等于或大于该阈值的像素，由此指定笔尖57在拍摄区域内的位置。通过使用该连续图像数据而调查提供的强度等于或大于该阈值的像素的变化，可以检测笔尖57在拍摄区域内的运动(运动速度、运动方向、运动加速度等)。此外，如示例1所描述，基于各个像素数据的亮度信号Y可以检测笔尖57的位置与运动。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的笔尖57位置与运动的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，设有附件10a的游戏设备实现了绘制功能(绘制软件功能)，致使LCD面板4显示与笔尖57在绘制表面55上运动轨迹相似的图示。在该功能中，通过使笔尖57与绘制表面55的上表面(位于与盒8相对的侧上)上的具体部分接触，可以改变在LCD面板4上所显示的图示的颜色(颜色改变功能)，还可以擦除LCD面板4上的图示显示(擦除功能)。使用以这种方式为笔56所执行的操作替代使用十字形按键(图1A与1B的开关5c至5f)操作，增加了由该游戏设备提供的游戏变化。
通过使用LED等，笔尖57可设置为自发光。此外，笔56可配置成使得笔尖57例如通过使用多个LED而产生多种颜色。这种情况下，CPU 11根据由笔尖57产生的颜色而改变在LCD面板4上显示的图示的颜色。此外，通过使用具有不同颜色的笔尖的多个笔，该多个笔尖的位置与运动可以被反映在游戏程序的执行上(多个用户操作该游戏设备)。
上文中已经提供的示例中，笔尖57在拍摄区域内的位置与运动都被检测，但如果不需要其中的一个，则可以仅检测该位置或仅检测该运动。
[示例3]
接着将描述示例3。在示例3中，附件10b被安装到盒8。图8A为附件10b的外围部分的放大透视图，其中上板60被除去。图8B为沿图1B的线A-A截取的附件10b的剖面视图。注意，盒8被省略并因此未在图8A中示出，照相机2、LED 3与盒8被省略并因此未在图8B中示出。还注意到，线A-A没有延伸穿过磁体64。
附件10b被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；上板60；磁体61；以及下板62。
下板62是从上面观察具有圆形形状的盘状的板。在与盒8相对的侧上的下板62表面中心，以凸起的方式形成磁体支持部分63。磁体61为从上方观察呈方形的罗盘并且排列在下板62的上方，使得该罗盘一个表面的中心与磁体支持部分63接触。根据由地磁(磁场)产生的磁力的方向，磁体61以磁体支持部分63为支持点进行旋转。在对应于磁体61的S极的端部提供了凸出部分64，而在对应于磁体61的N极的端部提供了凸出部分65。凸出部分64与65的各个端面与下板62的顶面(位于与盒8相对的侧上的面)接触。实现了上述磁体61的旋转，同时涉及凸出部分64、65与下板62顶面之间的接触。
上板60为dorm形状的板，提供该板的目的是保护磁体61等，并在其外围部分与下板62接合。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从下板62的底侧(盒8侧)以磁体61(磁体61的凸出部分64和/或65)作为主要对象，使得整个下板62或整个磁体61落在拍摄区域内。照相机2与附件10b排列成使得磁体支持部分63位于拍摄区域的中心。LED 3使用光线辐射下板62的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
上板60与下板62例如由树脂材料形成。为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的磁体61(磁体61的凸出部分64和/或65)，例如，下板62为浅白色，凸出部分64与65分别为粉红色和绿色，上板60为透明的，其中的原因与示例1所述相同。
提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将磁体61的凸出部分64(和/或凸出部分65)与下板62彼此接触的部分与外部情景区分开即可。例如，下板62可以是任意半透明颜色，而凸出部分64(和/或凸出部分65)可以是任意不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍摄区域内的位置的信息。此外，凸出部分64(和/或凸出部分65)的位置允许说明盒8的取向。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍摄区域内的位置，并基于检测到的位置而检测盒8的取向。
例如，通过使用预定的阈值将各个像素数据的信号R(各个像素接收的光的红色分量)的强度转换成二进制，并随后指定提供的强度等于或大于该阈值的像素，由此指定凸出部分64在拍摄区域内的位置。此外，如示例1所描述，基于各个像素数据的亮度信号Y可以检测凸出部分64(和/或凸出部分65)的位置。
提供代表凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍摄区域内的位置与盒8取向之间关系的函数、列表数据等，使CUP 11可检测盒8的取向，即，由地磁(磁场)产生的磁力的方向。按照这种方式，附件10b获得磁性传感器的功能。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的盒8取向(磁力方向)的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10b被用于使用地图信息等的导航游戏、取向游戏等。在这些游戏中，根据相对于由地磁产生磁力的方向的盒8的取向，改变游戏的屏幕(LCD面板4的显示屏目等)或游戏进程。
[示例4]
接着将描述示例4。在示例4中，附件10c被安装到盒8。图9为附件10c的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图9中示出。
附件10c被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；支撑板70以及固定在支撑板70上的风车76。该支撑板70为板状物体，从上方观察呈圆形，并在其外围部分固定到安装棒9a、9b、9c及9d。支撑板70的圆形表面与盒8顶面18基本上相互平行。
风车76构造成具有：两个支持基底71，被固定在支撑板70上使得二者成正交关系；棒状的支持棒72，被固定成插入到设于各个支持基底71内的孔，且沿其长轴方向平行于支撑板70的圆形表面；以及，叶片73与74，被固定到支持棒72并被安装成以支持棒72为旋转轴旋转；圆形的两个叶片支持部分75，被固定到支持棒72从而夹住叶片73与74，并与叶片73及74一起旋转。所提供的各个叶片73与74的数目为2(叶片74之一未在图9中示出)。
总共四个叶片73与74具有相同的矩形。总共四个叶片73与74的剖面为十字形，其中各个叶片的一侧被固定到支持棒72并沿与支持棒72长轴方向正交的方向。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从支撑板70的底侧(盒8侧)以总共四个叶片73与74作为主要对象，使得整个支撑板70或总共四个叶片73与74落在拍摄区域内。照相机2与附件10c排列成允许这种移动图像拍摄。LED 3使用光线辐射支撑板70的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。当由诸如风力或人力的外部力旋转风车76的叶片73与74时，由照相机2拍摄该旋转的状况。
支撑板70与风车76例如由树脂材料形成。例如，支撑板70的颜色是透明或浅白色，而叶片73与74的彩色分别是粉红色与绿色。提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将叶片73与74的旋转状况与外部情景区分开即可。例如，支撑板70可以是任意半透明颜色，而叶片73与74可以是互不相同的任意不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明叶片73与74旋转状况的信息。CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测叶片73与74的旋转状况。按照这个方式，附件10c实现了旋转传感器(旋转测量计)的功能。
例如，聚焦从各个叶片73与74在旋转期间穿过的区域接收光线的像素(被聚焦的该像素下文中称为被聚焦像素)。通过使用各自预定的阈值将被聚焦像素的像素数据的信号R(接收的光的红色分量)的强度以及信号G(接收的光的绿色分量)的强度转换成二进制，并随后参考该二进制数据，由此可以检测粉红色叶片73贯穿上述区域的通道以及绿色叶片74贯穿上述区域的通道。这样使用连续图像数据可以检测由四个叶片组成的风车76的旋转速度、旋转总数等。此外，随着叶片73与74的旋转，被聚焦像素的像素数据中亮度信号Y的强度也发生起伏。这样，参考这样的起伏，还可以检测风车76的旋转速度、旋转总数等。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的叶片73与74旋转状况(或者基于该状况检测到的风车76的旋转速度等)的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10c被用于快艇游戏等，其中游戏中的快艇导航速度根据风车76的旋转速度而改变。
[示例5]
接着将描述示例5。在示例5中，附件10d被安装到盒8。图10A为附件10d的外围部分的放大透视图。图10B为沿图1B的线A-A截取的附件10d的剖面视图。注意，盒8被省略并因此未在图10A中示出，照相机2、LED 3与盒8被省略并因此未在图10B中示出。还要注意，线A-A穿过弹性物体82与84之间以及弹性物体83与85之间。
附件10d被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；下板80；上板81；弹性物体82、83、84与85；以及接合86(未在图10A示出)。下板80为板状物体，从上方观察呈圆形，并具有刚性。上板81从上方观察呈圆形，并设置成例如具有柔性薄层的形式。下板80在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。接合86呈圆柱状，其一个端面与下板80接合且其另一个端面与上板81接合，使得下板80的圆形表面以及上板81的圆形表面与盒8顶面18基本上相互平行。
弹性物体(压力可变形物体)82至85排列在由下板80、上板81与接合86形成的密闭空间内。弹性物体82至85被放置在下板80顶面上(位于与盒8相对的侧上)互不相同的位置。弹性物体82至85放置在从上方观察时与下板80的圆形物体中心等距离的四个点上。
弹性物体82至85为球形橡胶。各个弹性物体82至85自底部与顶部垂直地夹在下板80与上板81之间，并且与下板80及上板81点接触或面接触。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从下板80的底侧(盒8侧)以弹性物体82至85(更具体地，弹性物体82至85与下板80之间的接触部分)作为主要对象，使得整个下板80或下板80与弹性物体82至85接触的整个部分落在拍摄区域内。照相机2与附件10d排列成使得从上方观察时下板80圆形物体中心与拍摄区域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光线辐射下板80的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
下板80与上板81例如由树脂材料形成。当通过用户的操作等从上方对上板81施加压力时，上板81朝下板80弯曲，并且根据该弯曲(压力)，弹性物体82至85发生变形而使其垂直厚度减小。这种状况下，各个弹性物体82至85与下板80之间的接触面积根据所施加压力的大小以及被施加压力的上板81的位置而改变。
为了允许照相机2尽可能清晰地捕获各个弹性物体82至85与下板80之间的接触部分，例如，下板80的颜色为浅白色，弹性物体82至85的颜色为粉红色，上板81透明，其中的原因与示例1所述相同。提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将各个弹性物体82至85与下板80之间的接触部分与外部情景区分开即可。例如，下板80可以是任意半透明颜色，而弹性物体82至85可以是任意不透明颜色。此外，弹性物体82至85可以是互不相同的颜色，且上板81可以是半透明或不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明各个弹性物体82至85与下板80之间的接触面积的信息。此外，各个接触面积与施加到上板81压力的大小以及被施加压力的上板81上的位置之间存在关联。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测各个接触面积，并基于检测到的各个接触面积而检测施加到上板81压力的大小以及被施加压力的上板81上的位置。
聚焦到弹性物体82上，下面将解释检测方法的一个示例。例如，使用预定的阈值各个像素数据的信号R(被各个像素接收的光的红色分量)的强度转换成二进制。如果经上板81施加到弹性物体82的压力相对小，弹性物体82与下板80之间的接触面积相对小。因此，从照相机2侧观察为粉红色的区域相对窄，如图11A所示，例如，仅对应于5个像素的二进制数据等于“1”。另一方面，如果经上板81施加到弹性物体82的压力相对大，弹性物体82与下板80之间的接触面积相对大。因此，从照相机2观察为粉红色的区域相对大，如图11B所示，例如，对应于13个像素的二进制数据等于“1”。
CPU 11可以通过计算二进制数据中提供“1”的像素数目而检测弹性物体82与下板80之间的接触面积。可以类似地对弹性物体83至85与下板80之间的接触面积进行该检测。
由于弹性物体82至85与下板80彼此接触的部分(及其周围)与彼此未接触的部分之间图像亮度的差异，可以使用预定的阈值将对应于各个像素数据的亮度信号Y的强度进行二进制转换。同样在这种情况下，施加到弹性物体82至85的压力大小的差异导致了如图11A与11B所示的二进制数据中的差异，由此允许检测各个弹性物体82至85与下板80之间的接触面积。
例如，当从弹性物体82的上方直接施加压力时，弹性物体82与下板80之间接触面积的增加相对大，而弹性物体85与下板80之间接触面积的增加相对小。因此，基于各个弹性物体82至85与下板80之间接触面积的比例，可以检测施加压力的位置。
提供代表各个弹性物体82至85与下板80之间接触面积与施加压力的大小以及施加压力的位置之间关系的函数、列表数据等，由此可以以数字数值输出压力大小等。按照这种方式，附件10d获得压力传感器的功能。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的压力大小以及施加压力位置(各个弹性物体82至85与下板80之间接触面积)的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10d用于音乐游戏等，其中通过对上板81施加压力可以体验到虚拟的乐器演奏。在这种音乐游戏中，可以根据压力大小改变音量，并可以根据施加压力的位置改变乐器的类型，由此增加了由该游戏设备提供的游戏变化。
上文中所提供的示例中，提供了作为弹性物体的四个弹性物体82至85，显然弹性物体的数目不限于“4”。如果仅需检测压力大小，则从上方观察可将一个弹性物体排列在圆形下板80的中心。
此外，上文中已经提供的示例中，施加到上板81(各个弹性物体82至85)的压力大小以及施加所述压力的上板81的位置都被检测，但如果不需要其中的一个，则可以仅检测压力的大小或者仅检测上板81上施加压力的位置。
[示例6]
接着将描述示例6。在示例6中，附件10e被安装到盒8。图12为附件10e的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图12中示出。
附件10e被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；下板80；上板81；弹性物体82、83、84与85；接合86(未在图12示出)；以及操纵杆92。更具体地，通过使用上板91替代包含在图10A与10B所示附件10d内的上板81且随后在其上添加操纵杆92，由此提供附件10e。
下板80为板状物体，从上方观察呈圆形，并具有刚性。上板91为板状物体，具有从上方观察呈圆形的外部形状，且操纵杆92经未示出的耦合机制部分与该圆的中心接合。上板91可设置成例如具有柔性薄层的形式，与示例5中的上板81相似。操纵杆92为棒状物体，基本上呈圆柱形。没有外力施加到操纵杆92时，从上方观察，操纵杆92的纵向(中轴)与上板91的圆形表面正交。例如，上板91为透明颜色(可以为半透明或不透明颜色)。
下板80在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。如图10B所示，接合86(未在图12示出)呈圆柱状，其一个端面与下板80接合且其另一个端面与上板91接合，使得下板80的圆形表面以及上板91的圆形表面基本上平行于盒8的顶面18。
弹性物体(压力可变形物体)82至85排列在由下板80、上板91与接合86形成的密闭空间内。弹性物体82至85与下板80之间的排列关系与示例5所述相同。各个弹性物体82至85自底部与顶部夹在下板80与上板91之间，并且与下板80及上板91点接触或面接触。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从下板80的底侧(盒8侧)以弹性物体82至85(更具体地，弹性物体82至85与下板80之间的接触部分)作为主要对象，使得整个下板80或下板80与弹性物体82至85接触的整个部分落在拍摄区域内。照相机2与附件10e排列成使得从上方观察时下板80圆形物体中心与拍摄区域中心基本上吻合。LED 3使用光线辐射下板80的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
对操纵杆92施加使操纵杆92的纵轴朝上板91顶面倾斜的力，将该力转化成经未示出的耦合机制部分从上方按压上板91的力，使得根据该倾斜力的大小与方向的压力经上板91被施加到弹性物体82至85。
例如，当沿着朝向排列了弹性物体82的区域的方向(图12中的方向D1)施加使操纵杆92倾斜的力时，强度与该力的大小相对应的压力从上方(从上板91侧)被施加到弹性物体82，而没有压力被施加到弹性物体83至85。这种情况下，弹性物体82与下板80之间的接触面积(该接触面积定义为A1)大于参考面积，而各个弹性物体83至85与下板80之间的接触面积等于参考面积。注意，附件10e可配置成使得各个弹性物体83至85与下板80之间的接触面积小于参考面积。这里参考面积是指操纵杆92未受外力的状况下，各个弹性物体82至85与下板80之间的接触面积(所有接触面积都相等)。
类似地，当沿着朝向排列了弹性物体83的区域的方向(图12中的方向D2)施加使操纵杆92倾斜的力时，强度与该力的大小相对应的压力从上方(从上板91侧)被施加到弹性物体83，而没有压力被施加到弹性物体82、84与85。这种情况下，弹性物体83与下板80之间的接触面积(该接触面积定义为A2)大于参考面积，而各个弹性物体82、84与85与下板80之间的接触面积等于参考面积。注意，附件10e可配置成使得各个弹性物体82、84和85与下板80之间的接触面积小于参考面积。
此外，当沿着朝向排列了弹性物体83的区域的方向以及排列了弹性物体82的区域的方向之间的方向(图12中的方向D3)施加使操纵杆92倾斜的力时，强度基本上为该力的大小一半的压力从上方(从上板91侧)被同时施加到弹性物体82与83，而没有压力被施加到弹性物体84与85。这种情况下，弹性物体82与下板80之间的接触面积以及弹性物体83与下板80之间的接触面积(各接触面积定义为A3)互相相等并且大于参考面积，而各个弹性物体84和85与下板80之间的接触面积等于参考面积。注意，附件10e可配置成使得各个弹性物体84和85与下板80之间的接触面积小于参考面积。
附件10e可配置成使得，如果使操纵杆92倾斜的力的大小假设不变，接触面积A3小于接触面积A1与A2，并使得接触面积A1与A2彼此相等。因此，随着使操纵杆92倾斜的力的大小增大，接触面积A1、A2与A3也增大。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明各个弹性物体82至85与下板80之间的接触面积的信息。此外，各个接触面积与使操纵杆92的纵轴朝上板91倾斜的力的大小与方向之间存在关联。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测各个接触面积，并基于检测到的各个接触面积而检测上述力的大小与方向。
检测各个接触面积的方法采用了与示例5所示相同的方法。弹性物体82至85的颜色采用了互不相同的四种颜色。这种情况下，无需注意哪个像素数据对应于哪个弹性物体。例如，当弹性物体82为粉红色且弹性物体83至85为可以与粉红色区分的不同颜色时，通过二进制转化处理在照相机2的整个拍摄区域内检测呈现粉红色的区域的面积(即，弹性物体82与下板80之间的接触面积)，使得可以检测弹性物体82与下板80之间的接触面积同时将其与其他接触面积区分开。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的上述力大小与方向(各个弹性物体82至85与下板80之间接触面积)，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
附件10e例如用于执行航空器等的飞行控制的游戏，并被用于所谓的操纵杆以同时执行对航空器的飞行方向与飞行速度的控制。使用操纵杆92执行游戏的操作使得可以实现比十字形按键(图1所示开关5c至5f)更复杂的操作。
[示例7]
接着将描述示例7。在示例7中，附件10f被安装到盒8。图13A为附件10f的外围部分的放大透视图。图13B为从上方观察的剖面视图。注意，盒8被省略并因此未在图13A与13B中示出。此外，注意，为了清楚地示出附件10f的主要部分，设于附件10f中下板100上方的上板被省略并因此未在图13A与13B中示出。
附件10f被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；下板100；作为移动物体呈球形的球体101；弹簧支持棒102a、102b、102c与102d；以及作为弹性物体的弹簧103a、103b、103c与103d。
下板100为板状物体，从上方观察呈圆形，在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。弹簧支持棒102a、102b、102c与102d置于从上方观察时与下板100的圆形物体中心等距离的四个点上。弹簧支持棒102a、102b、102c与102d分别呈圆柱形，其一个端面固定到下板100的顶面(与盒8相对的侧上的表面)，其另一个端面固定到上板(未示出)，该上板与下板100一起夹住弹簧支持棒102a至102d。
弹簧支持棒102a、102b、102c与102d都是相同的，将弹簧支持棒102a与102c的中心(或重心)连接的直线与将弹簧支持棒102b与102d的中心(或重心)连接的直线彼此正交。
弹簧103a、103b、103c与103d例如为螺旋弹簧，并在其一端分别被固定到弹簧支持棒102a、102b、102c与102d。弹簧103a、103b、103c与103d在其另一端与球体101的外部圆周接触，从而从四个方向夹住球体101。更具体地，弹簧103a至103d排列成使得，当弹簧103a伸展时，弹簧103c根据弹簧103a的伸展而相应地收缩，且弹簧103a收缩时，弹簧103c根据弹簧103a的收缩而相应地伸展，且同样地，当弹簧103b伸展时，弹簧103d根据弹簧103b的伸展而相应地收缩，且弹簧103b收缩时，弹簧103d根据弹簧103b的收缩而相应地伸展。
球体101夹在下板100与上板(未示出)之间，根据弹簧103a、103b、103c与103d的收缩状态而移动并同时与下板100接触。例如，当盒8沿由弹簧支持棒102c指向弹簧支持棒102a的方向剧烈振荡时(即，如果盒8沿该方向的加速度从零开始增大)，球体101朝弹簧支持棒102c方向移动，伴随着弹簧103c的收缩以及弹簧103a的伸展。当盒8的加速度为零时，从上方观察时，在圆形中心，球体101与下板100接触。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从下板100的底侧(盒8侧)以球体101作为主要对象，使得整个下板100或球体101可移动的整个区域落在拍摄区域内。照相机2与附件10f排列成使得当盒8加速度为零时，下板100与球体101之间的接触部分与拍摄区域中心基本上吻合。LED 3使用光线辐射下板100的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
下板100与球体101例如由树脂材料形成。为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的球体101(下板100与球体101之间的接触部分)，例如，下板100与球体101的颜色分别为浅白色与粉红色，其中的原因与示例1所述相同。
提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将球体101与下板100相互接触的部分与外部情景区分开即可。例如，下板100可以是任意半透明颜色，而球体101可以是任意不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明球体101在拍摄区域内的位置及运动的信息。此外，球体101的位置及运动允许说明盒8的加速度水平与方向。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测球体101在拍摄区域内的位置及运动，并基于检测到的位置与运动而检测盒8的加速度水平与方向。
说明球体101在拍摄区域内的位置与运动的方法与示例1所示方法(说明球体41在拍摄区域内的位置与运动的方法)相同。
提供代表球体101在拍摄区域内的位置(及运动)与盒8加速度水平及方向之间关系的函数、列表数据等，使CUP 11可检测盒8的加速度水平及方向。按照这种方式，附件10f获得加速度传感器的功能。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的加速度水平及方向(球体101在拍摄区域内的位置(及运动))的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10f用于高尔夫游戏，其中游戏中的高尔夫球飞行距离根据施加于盒8的加速度(盒8的振荡水平)而改变。按照这种方式使用附件10f允许通过改变盒8的运动速度而操作游戏，由此增加了由该游戏设备提供的游戏变化。
上文中已经提供的示例中，使用了四个弹簧103a至103d。然而例如，如果仅检测将弹簧支持棒102c与102a链接在一起方向中的加速度大小与方向，则弹簧103b与103d以及弹簧支持棒102b与102d可以省略。这种情况下，可以恰当地提供导向器，使得球体101仅沿着链接弹簧支持棒102c与102a的方向运动。此外，上文中已经提供的示例中，同时检测了盒8的加速度水平及方向，但如果不需要其中的一个，则可以仅检测该加速度水平或仅检测该加速度方向。
[示例8]
接着将描述示例8。在示例8中，附件10g被安装到盒8。图14为附件10g的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图14中示出。
附件10g被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；下板110；环形手柄部分111；圆柱形的转动杆112；耦合部分113；以及球形的球体114、115与116。下板110为板状物体，从上方观察呈圆形，在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。
当附件10g被安装到盒8时，下板110的圆形表面平行于盒8的顶面18，且转动杆112的中轴垂直于盒8的顶面18。更具体地，转动杆112经未示出的轴承部分可旋转地安装到下板110。环形手柄部分111经耦合部分113安装到转动杆112。使用与车辆手柄操作相同的方式对手柄部分111施加外部力，允许手柄部分111在平行于盒8顶面18的表面上围绕沿箭头118方向的转动杆112中轴旋转。
球体114、115与116安装在下板110的底面侧上(盒8侧上的表面)。球体114、115与116安装成协同上述手柄部分111的旋转而围绕转动杆112的中轴旋转，且不改变与转动杆112中轴的距离。也就是说，由球体114、115与116组成的旋转物体(穿过各个球体114、115与116中心的圆线(circle line)，或者该圆线包围的区域)以转动杆112的中轴为各自轴进行旋转，该旋转与手柄部分111的旋转相协同。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从下板110的底侧(盒8侧)以球体114至116(上述的旋转物体)作为主要对象，使得整个下板110或球体114至116可定位的整个区域落在拍摄区域内。例如，照相机2与附件10g排列成使得转动杆112与拍摄区域中心基本上吻合。LED 3使用光线辐射下板110的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。
为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的球体114至116，例如，下板110的颜色为浅白色，其中的原因与示例1所述相同。球体114、115与116例如分别为红色、蓝色与绿色。提供上述颜色组合作为一个示例，可以采用任何颜色，只要照相机2将球体114至116与外部情景区分开即可。例如，下板110可以是任意半透明颜色，而球体114至116可以是互不相同的任意不透明颜色。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明球体114至116在拍摄区域内的位置及运动的信息。此外，球体114至116的位置及运动允许说明由球体114至116组成的旋转物体的旋转状态(旋转角度、旋转速度、旋转方向等)。使用该信息，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据而检测球体114至116在拍摄区域内的位置及运动，并基于检测到的位置与运动而检测上述旋转物体的旋转状态。
在该操作中，图像数据中彩色相关的信息(彩色信号U与V等)可用于检测球体114至116的位置与运动，或者图像数据中的亮度信息(亮度信号Y)可用于检测球体114至116的位置与运动。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的旋转物体的旋转状态(旋转角度、旋转速度、旋转方向等)的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，附件10g可以用于驾驶游戏等，其中根据手柄部分111的手柄操作而驾驶游戏中的车辆。按照这种方式使用附件10g允许通过手柄操作实现游戏操作，由此增加了由该游戏设备提供的游戏变化。
上文中所提供的示例中，上述旋转物体由三个球体114至116组成，但球体数目不限于“3”，可以为4以上或2以下。此外，替代由球体114至116组成的旋转物体，可以提供中心被固定到转动杆112且还被多个颜色划分的盘片。该盘片遵从手柄部分111的旋转运动，在照相机2的拍摄区域内以转动杆112的中轴为其中轴进行旋转。上述盘片旋转导致图像传感器23的每个像素接收光的不断变化，这种状况下，CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据检测上述盘片在拍摄区域内的旋转状态(旋转角度、旋转速度、旋转方向等)。
[示例9]
接着将描述示例9。在示例9中，附件10h被安装到盒8。图15为附件10h的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图15中示出。
附件10h被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d；支撑板120；以及温度指示材料121。支撑板120为板状物体，从上方观察呈圆形，在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。
温度指示材料121设于支撑板120底面中心(位于盒8侧上)。温度指示材料121为一种标签，该标签涂敷了一种物质，在设定温度(下文中称为预设温度)下在外观上呈现截然不同的变色。可通过将上述物质涂敷到支撑板120的底面而形成该温度指示材料121。温度指示材料121为柔性温度指示材料，当从低温侧达到预定温度时将颜色转变成预定颜色；另一方面，在温度下降时返回到其原始颜色。
对于温度指示材料121，可以提供一种温度指示材料，或者可以提供设有不同预设温度的多个温度指示材料。此外，还可以采用在特定温度范围内连续地改变颜色的温度指示材料。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从支撑板120的底侧(盒8侧)以温度指示材料121作为主要对象，使得整个支撑板120或整个温度指示材料121落在拍摄区域内。LED 3使用光线辐射支撑板120的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域。为了允许照相机2尽可能清晰地捕获作为对象的温度指示材料121的颜色，选择支撑板120的颜色(半透明、不透明等)。
从图像处理部分24连续传输的图像数据包括说明温度指示材料121的颜色的信息。此外，温度指示材料121的颜色允许在一定程度上说明作为测量目标温度的盒8的环境温度。盒8周围的外部空气充当改变该环境温度的热源，并通过来自热源的热量改变前述测量目标温度。CPU 11基于来自图像处理部分24的图像数据所包含的颜色相关信息(颜色信号U与V等)，由此检测盒8的环境温度。
例如，提供代表温度指示材料121的颜色与盒8的环境温度之间关系的列表数据等，使CUP 11可检测盒8的环境温度。按照这种方式，附件10h获得温度传感器的功能。
CPU 11在执行上述的游戏程序时，处理代表作为变量的检测到的温度的数据，并参考该变量的数值执行上述的游戏程序。也就是说，CPU 11根据该变量的数值，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
使用附件10h允许由游戏设备的环境温度改变游戏进程状态。例如，可能的用途为，游戏中冰融化的速度随着游戏设备的环境温度的增大而加快，由此增加了由该游戏设备提供的游戏变化。
[示例10]
接着将描述示例10。在示例10中，附件10i被安装到盒8。图16为附件10i的外围部分的放大透视图。注意，盒8被省略并因此未在图16中示出。
附件10i被构造成具有：安装棒9a、9b、9c及9d、支撑板130、旋转板131、以及镜面132。支撑板130为板状物体，从上方观察呈圆形，在其外围部分被固定到安装棒9a、9b、9c及9d。旋转板131为板状物体，从上方观察呈圆形，并通过未示出的旋转机制(轴承等)可旋转地安装到支撑板130上。在支撑板130与旋转板131的中心，分别提供了圆形开口133与134。
下文中将讨论如下情形，其中盒8放置于桌(未示出)上，使得盒8的顶面18平行于水平面取向。这种情况下，旋转板131的圆形表面与支撑板130的圆形表面都平行于水平面，而照相机2的光学系统21的光学轴136平行于垂直方向。镜面132为矩形反射镜面，被插在进入照相机2的光线的光学路径内，且其一个端部固定到旋转板131以反射来自与盒8保持水平定位的对象的光，使得该反射光经开口134与133进入照相机2的成像表面。因此，光学轴136穿过圆形开口133与134的中心，并被反射镜132水平地弯曲。
旋转板131在与盒8顶面18平行的表面上以光学轴136为中轴(沿图16所示箭头135的方向)旋转。例如通过用户手动操作执行该旋转。旋转板131的旋转允许来自与盒8保持水平的任一360度方向的光进入照相机2的成像表面，同时将盒8固定在其安装位置。
照相机2执行移动图像拍摄(或静止图像拍摄)，从支撑板130的底侧(盒8侧)以例如与盒8水平地放置且在镜面132上反射的物体作为主要对象，使得整个支撑板130或者从开口133与134观察到的镜面132部分落在拍摄区域内。LED 3使用光线辐射支撑板130的底面侧，从而照射照相机2的拍摄区域，尽管该辐射在本示例中可以被省略。选择支撑板130的颜色，使得照相机2尽可能清晰地捕获上述对象。旋转板131的旋转允许对来自与盒8保持水平的任一360度方向的对象进行拍摄，同时将盒8固定在其安装位置。
CPU 11通过参考由拍摄获得的图像数据执行上述游戏程序。也就是说，CPU 11根据该图像数据，改变被输出到LCD面板4的视频信号和/或被输出到音频控制部分12的音频信号，并改变游戏程序的分支处理(游戏进程状态)。
例如，可能的用途为，由照相机2拍摄的图像改变游戏的进程(例如，当照相机2拍摄到绿色对象时，游戏中与绿色相关的状态发生变化等)。在这种状况下，无需移动盒8即可改变照相机2的拍摄方向，因此防止了各种不便，例如用于拍摄的LCD面板4的可视度差。
此外，安装了附件10i的游戏设备1还可以用于类似数码相机等的成像设备。该成像设备如前所述能够对来自与盒8保持水平的任一360度方向的对象等进行拍摄，同时将盒8固定在其安装位置。当该游戏设备1用于与数码相机等等价的成像设备时，CPU 11使来自图像处理部分24的图像数据经过压缩处理等，随后将其存储在未示出的存储器(存储卡等)内，还将该图像数据作为图像显示在LCD面板4上。
[示例11]
接着将描述使用照相机2的游戏设备的其他操作(操作示例1至4)，以此作为示例11。在示例11的操作中，可以使用示例10中的附件10i。
在操作示例1中，当开关5a(见图1A)被按下时进入照相机2的光被拍摄，且基于预定规则对由该拍摄获得的图像数据的各个像素数据进行二进制转化。例如，使用预定的阈值对各个像素数据的信号R(各个像素接收的光的红色分量)的强度进行二进制转化。通过上述二进制转化提供“1”的像素的数目被当作游戏上的点进行处理。于是，游戏被配置成，该点与由相同方式获得的另一个点比较以进行优胜竞争(例如，胜方为在游戏中拍摄到更红对象的一方)。按照这个方式，考虑图像数据为所谓的纸牌游戏中的纸牌，由此配置该游戏。
在操作示例2中，着红色、绿色等的标签被附着到用户的任意部位(手指、手臂、面部等)，且该标签的部分被照相机2拍摄。接着，根据该标签的运动等改变游戏进程。例如，游戏被配置成使得，将标签附着在嘴周围，游戏中的角色通过嘴的张开与闭合运动吃游戏中的食物。CPU
11分析被包含在图像数据内的彩色相关信息(彩色信号U与V等)，由此检测附着在嘴周围的标签颜色的位置与运动，从而检测嘴的张开与闭合运动。
在操作示例3中，在游戏设备的外部周围布置了着色对象。例如，红色极点布置在游戏设备的左侧上，而黄色极点布置在其右侧上。照相机2通过包含在图像数据内的彩色相关信息(彩色信号U与V等)，确定照相机2拍摄的图像是否包含上述极点。基于该确定结果，可以确定盒8的取向。接着，根据该确定结果，改变游戏进程。
在操作示例4中，由照相机2拍摄印刷在对象上并呈诸如红、蓝、绿等多种颜色的条形码。CPU 11基于包含在图像数据中的亮度信息与彩色相关信息，读取条形码所代表的信息，并将该信息反映到游戏中。例如，致使根据条形码所代表信息的角色出现在游戏中。通过向条形码的颜色(或颜色组合)提供信息，可以增大信息容量。
[修改示例等]
接着在下文将说明游戏设备的配置与操作的修改示例等。下文中的术语“附件”是指来自示例1至9的任意附件(附件10至10h)；或者示例10中的附件10I；或这些附件的修改附件。
这些附件被选择性地安装到盒8，在这些示例中所示的各项可以被任意地组合。例如，在一个附件上可以装载包含图8A与8B所示附件10b的部件以及包含图13A与13B所示附件10f的部件。当安装该附件时，游戏设备既可实现示例3所示操作(起着磁性传感器的功能)，又可实现图7所示操作(起着加速度传感器的功能)。
为了避免例如在示例1中，照相机2通过拍摄将原始捕获的对象掩埋在外部情景中，已经示出了一个示例，其中下板44的颜色为浅白色，尽管该功能可以被指派给上板40。也就是说，例如，上板40可以为浅白色，下板44为透明的。本修改同样适用于各个示例。
此外，在照相机2与附件之间，或者在位于附件下方的照相机2周围的盒8上，可以提供银色反射膜(未示出)。由该反射膜反射内部光线或阳光可以使照相机2的拍摄区域变亮。如果可以确定即使LED 3关闭时仍可保证预定的亮度(例如基于包含在图像数据内亮度信号Y的强度进行该确定)，则可以关闭LED 3以减小电源功耗(或者维持LED 3被关闭的状况)。如果LED 3关闭无法保证上述预定亮度，LED 3可被开启。此外，根据反射膜或游戏设备的规格，也可以从游戏设备1省略LED 3。
盒8中安装了该附件的部分可以形成为凹陷的，使得该附件并不从盒8顶面18向上凸起。
此外，根据附件类型，使用游戏设备1时可将其颠倒或者水平取向。LCD面板4上显示内容也可以根据使用方向而旋转。
例如，对于通过使用图4A与4B所示附件10而操作双轮车辆(所谓的摩托车)的游戏中，使LCD 4的附件10侧置于游戏屏幕的上侧而显示该游戏屏幕，使得可以使用置于顶部的附件10的部分执行操作(使附件10部分沿远离用户的方向面向游戏设备1)。于是该游戏配置成结合盒8的倾斜角度，执行对游戏中双轮车辆的手柄操作，并将十字形按键开关5c按下而操作该双轮车辆的加速度状态。
另一方面，对于通过使用手指敲击上板81而手动弹奏乐器的音乐游戏中，通过使用图10A与10B所示附件10d，使LCD 4的附件10d侧置于游戏屏幕的下侧而显示该游戏屏幕，使得可以使用置于底部的附件10d的部分执行操作(使附件10d部分沿靠近用户的方向面向游戏设备1)。这因此解决了如下不便，即，LCD面板4的可视度由于正在操作附件10d的用户的手而减小。
此外，由安装孔6a至6d组成的安装了附件的部件、照相机2与LED3可以与游戏设备1分离。这种情况下，上述安装了附件的部件设于不同于盒8的附件盒(未示出)内，使得来自照相机2的信号(例如代表上述图像数据的信号)在使用或不使用导线的情况下传输到游戏设备1。此外，在上述附件盒中，可以进一步装载开关5a至5f。此外，该附件盒可自由地组装到游戏设备1的盒以及从该盒拆卸。这种情况下，附件盒可以拆离游戏设备1盒以恰当的使用。
示例1至9的附件、用作成像部分的照相机2以及CPU 11起着传感设备的功能。该传感设备检测预定类型的物理信息(倾斜角度、温度指示材料121(图15)待测量对象的温度等)，该物理信息根据外部因素而改变，外部因素为例如改变盒8倾斜的力(用户操作力或重力)、改变上述温度的热量等。此外，示例1至9中的附件分别起着对象状态改变部分的功能，根据上述外部因素改变对象的状态(例如图4A与4B中球体41的位置与运动)，且CPU 11起着检测上述物理信息的检测部分的功能。
因此，作为对象状态改变部分的各种类型的附件被选择性地以自由组装与拆卸的方式安装到盒8，且根据所安装的附件而检测物理信息。也就是说，照相机2与CPU 11可以用于检测各种类型的物理信息，因此例如允许根据游戏内容而采用各个附件的游戏(恰当的)操作方法，且这种配置是低成本的，仅需替代该附件。
此外，程序ROM 31和/或工作RAM 14起着存储游戏程序的程序存储部分的功能，CPU 11起着执行该游戏程序的程序执行部分的功能。
本发明适于作为检测各种类型物理信息的传感设备，还适用于设有该传感设备诸如游戏设备等的程序执行设备。此外，本发明还适用于诸如数码相机的成像设备，以及设有前述成像设备功能的游戏设备的程序执行设备。

Claims (20)

1.一种用于检测根据外部因素改变的预定类型物理信息的传感设备，所述传感设备包括：
成像部分；
对象状态改变部分，包括所述成像部分的对象并根据所述外部因素而改变所述对象的状态；以及
检测部分，基于所述成像部分对对象进行拍摄所获得的图像数据来检测所述物理信息。
2.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分以自由组装与拆卸的方式安装到安装了所述成像部分的盒。
3.根据权利要求1的传感设备，
其中，对于所述对象状态改变部分，至少存在第一对象状态改变部分与第二对象状态改变部分，
其中所述第一对象状态改变部分包括作为对象的所述成像部分的第一对象，且根据作为外部因素的第一外部因素改变所述第一对象的状态，
其中所述第二对象状态改变部分包括作为对象的所述成像部分的第二对象，且根据作为外部因素的第二外部因素改变所述第二对象的状态，
其中所述第一与第二对象互不相同，且所述第一外部因素与第二外部因素为互不相同类型的外部因素，
其中所述第一与第二对象状态改变部分以自由组装与拆卸的方式安装，并选择性地安装到安装了所述成像部分的盒，
其中，当所述第一对象状态改变部分被安装到所述盒时，该检测部分基于通过拍摄第一对象所获得的图像数据而检测作为物理信息的第一物理信息，且当所述第二对象状态改变部分被安装到所述盒时，该检测部分基于通过拍摄第二对象所获得的图像数据而检测作为物理信息的第二物理信息，所述第二物理信息的类型不同于第一物理信息。
4.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包含作为对象的移动物体，所述移动物体根据安装了所述成像部分的盒的倾斜而在成像部分的拍摄区域内移动，
其中所述外部因素为改变该倾斜的力，以及
其中所述检测部分基于该图像数据，检测所述移动物体在拍摄区域内的位置与移动中的至少一个，由此检测作为物理信息的倾斜角度及其变化中的至少一种。
5.根据权利要求4的传感设备，
其中所述对象状态改变部分在该成像部分的拍摄区域内设有凸起或凹陷表面，并且
所述移动对象在该倾斜改变时受重力作用沿表面移动。
6.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包含设于该成像部分的拍摄区域内的表面以及作为对象且在该表面上可移动的移动物体，
其中所述外部因素为改变该移动物体在该表面上的位置的力，以及
所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该移动物体在拍摄区域内的位置与移动中的至少一种。
7.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括作为对象的磁体，该磁体设于成像部分的拍摄区域内从而根据磁场方向是可旋转的，
其中所述外部因素为由旋转该磁体的磁场所提供的磁力，以及
其中所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该磁力的方向。
8.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包含：旋转轴，以及作为对象的多个叶片，该对象排列在成像部分的拍摄区域内且被安装成以该旋转轴为中心轴是可旋转的，
其中所述外部因素是旋转该多个叶片的力，以及
其中所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该多个叶片的旋转状态。
9.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括作为对象的压力可变形物体，该压力可变形物体排列在该成像部分的拍摄区域内并根据对其所施加的压力大小而改变其形状，
其中所述外部因素为施加到该压力可变形物体的压力，以及
其中所述检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的该压力的大小。
10.根据权利要求9的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括将弹性物体夹在中间作为该压力可变形物体的上板与下板，并且配置成使得该压力可变形物体与下板之间的接触面积根据经上板施加到该压力可变形物体的压力大小而改变，以及
所述检测部分基于图像数据计算该接触面积，并且基于计算的接触面积检测作为物理信息的该压力的大小。
11.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括作为对象且根据施加到其上的压力大小而改变形状的多个压力可变形物体，
其中所述多个压力可变形物体排列在该成像部分拍摄区域内互不相同的位置，
其中所述外部因素为施加到该多个压力可变形物体的压力，以及
其中所述检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的压力大小以及施加压力的位置。
12.根据权利要求11的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括在多个互不相同的位置将弹性物体夹在中间作为各个压力可变形物体的上板与下板，并且配置成使得各个该多个压力可变形物体与下板之间的接触面积根据经上板施加到各个压力可变形物体的压力大小以及施加压力的位置而改变，以及
其中所述检测部分基于图像数据计算每个接触面积，并且基于计算的每个接触面积检测作为物理信息的压力大小及施加压力的位置。
13.根据权利要求12的传感设备，
其中所述对象状态改变部分进一步包括被安装到上板的棒形物体，并配置成使得压力经该棒形物体被施加到各个压力可变形物体。
14.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括作为对象的移动物体，该移动物体根据安装了成像部分的盒的加速度而在该成像部分的拍摄区域内移动，
其中所述外部因素为改变加速度水平的力，以及
其中所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该加速度大小与方向中的至少一个。
15.根据权利要求14的传感设备，
其中所述对象状态改变部分进一步包括第一与第二弹性物体，所述第一与第二弹性物体设置成能够沿加速度改变的方向延伸与收缩，并配置成使得每个第一与第二弹性物体的一端固定，该第一与第二弹性物体的另一端夹在该移动物体之间。
16.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括作为对象的旋转物体，该旋转物体在成像部分的拍摄区域内旋转，
其中所述外部因素为旋转该旋转物体的力，以及
其中所述检测部分基于图像数据检测作为物理信息的该旋转物体的旋转状态。
17.根据权利要求1的传感设备，
其中所述对象状态改变部分包括温度指示材料，该温度指示材料排列在成像部分的拍摄区域内并根据待测量对象的温度而改变颜色，
其中所述外部因素是来自改变温度的热源的热量，以及
其中所述检测部分基于该图像数据检测作为物理信息的温度。
18.一种程序执行设备，该程序执行设备包括存储程序的程序存储部分以及执行程序的程序执行部分，该程序执行设备进一步包括根据权利要求1的传感设备，
其中所述程序执行部分通过参考作为变量的由该传感设备检测部分检测到的物理信息而执行该程序。
19.一种成像系统，包括：
成像部分，
安装了所述成像部分的盒，
旋转板，具有开口并被安装到该盒从而能够以该成像部分的光学系统的光学轴为中心轴而旋转，以及
镜面，被固定到所述旋转板并将来自第一对象的光反射使得该光经开口进入成像部分。
20.根据权利要求19的成像系统，
其中所述旋转板可自由地组装到该盒以及从该盒拆卸，
其中所述旋转板与对象状态改变部分被选择性地以自由组装与拆卸的方式安装到该盒，该对象状态改变部分包含成像部分的第二对象并根据外部因素改变该第二对象的状态，
其中所述成像系统进一步包括检测部分，以及
其中，当所述对象状态改变部分被安装到该盒时，该检测部分基于通过拍摄该第二对象所获得的图像数据而检测预定类型的物理信息，该预定类型的物理信息根据外部因素而改变。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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