JP2000199698A

JP2000199698A - 光線照射位置検出装置

Info

Publication number: JP2000199698A
Application number: JP10373925A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kashima; 義孝加島
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で迅速に光線照射位置を検出する
ことのできる光線照射位置検出装置を提供する。【解決手段】スクリーン１０の上半分を検知領域とす
る光センサ７と、下半分を検知領域とする光センサ８と
を設ける。レーザ銃１から発射された光線のビームポイ
ントＰを光センサ８が検知した場合、カメラ５が撮影し
た映像信号のうちスクリーン１０の下半分に相当する部
分のデータのみを画像処理してビームポイントＰの座標
を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光線などの
収束光線が照射された位置を検出する光線照射位置検出
装置に関し、例えば、光線を用いて標的を射撃する射撃
ゲーム装置における着弾位置の検出に好適に利用できる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光線銃を用いた射撃ゲーム装
置は周知である。例えば本願出願人は、スクリーン上に
投影された標的をレーザ光線銃で狙い撃つ射撃ゲーム装
置であって、発射したレーザ光線の着弾位置を簡単かつ
確実に検出するようにした射撃ゲーム装置を出願してい
る（特開平５−３２２４８７号公報）。

【０００３】上記公報に記載の射撃ゲーム装置において
は、スクリーンの標的に向かって発射されたレーザビー
ムをビデオカメラによって撮影し、その映像信号に含ま
れるビームポイント（着弾点を示す）の位置を演算によ
り求めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、ビデオカメラからの映像信号を演算処理して着
弾位置（光線照射位置）を求める場合、その演算処理に
時間がかかってしまう。特に、着弾点の検出精度を上げ
るために素子数の多い（解像度の高い）カメラを使用し
た場合には、画像処理に時間がかかり反応速度に影響す
るという問題があった。また、外部からの影響（外乱）
を防ぐためのデータ処理を行う場合も同様に、画像処理
に時間がかかるという問題がある。

【０００５】本発明は、画像処理により光線照射位置を
検出する従来の検出装置における上述の問題を解決し、
簡単な構成で迅速に光線照射位置を検出することのでき
る光線照射位置検出装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、収束光線を発射する光線発射手段と、該発射手段
より発射された光線が照射される被照射部材を撮影する
撮影手段とを有し、前記撮影手段が撮影した映像信号を
演算処理して前記光線の照射位置を検出する光線照射位
置検出装置において、前記発射手段の照準領域を検出す
る領域検出手段を設け、前記撮影手段が撮影した映像信
号のうち、前記領域検出手段が検出した照準領域に相当
する部分の映像信号のみを演算処理して前記光線の照射
位置を検出することにより解決される。

【０００７】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記領域検出手段は、前記発射手段から発射された
光線を検知する光検知手段を有し、前記発射手段から光
線が発射されたときに前記光検知手段が光線を検知した
場合、前記光検知手段の検知領域を前記発射手段の照準
領域とすることを提案する。

【０００８】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記領域検出手段は、前記発射手段から発射された
光線を検知する光検知手段を有し、前記発射手段から光
線が発射されたときに前記光検知手段が光線を検知しな
い場合、前記光検知手段の検知領域以外の領域を前記発
射手段の照準領域とすることを提案する。

【０００９】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記領域検出手段は、前記発射手段から発射された
光線を検知する光検知手段を複数個有し、前記発射手段
から発射された光線を検知した光検知手段の検知領域を
前記発射手段の照準領域とすることを提案する。

【００１０】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記領域検出手段は、前記発射手段から発射された
光線を検知する光検知手段を複数個有し、前記発射手段
から発射された光線を複数の光検知手段が検知した場
合、いずれか一つの光検知手段の検知領域を前記発射手
段の照準領域とすることを提案する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の光
線照射位置検出装置を利用した射撃ゲーム装置の全体構
成を示す斜視図である。この図に示す射撃ゲーム装置
は、スクリーン１０と、このスクリーンめがけて所定の
標的が登場するシューティング用ビデオ画像を投影する
ＴＶプロジェクタを内蔵したゲーム装置本体２０と、プ
レーヤの操作によりスクリーン１０に向けてレーザ光線
１００を発射するレーザ銃１を備えている。レーザ銃１
は、コード２により装置本体２０と接続されている。

【００１２】この射撃ゲーム装置は、プレーヤがスクリ
ーン１０上に表れる標的に照準を合わせ、レーザ銃１に
よりレーザ光線を発射して射撃ゲームを楽しむように構
成されている。

【００１３】このとき、レーザ光線１００の着弾位置を
表すビームポイントＰの（Ｘ，Ｙ）座標を検出し、検出
されたビームポイントＰの（Ｘ，Ｙ）座標と、標的の表
示位置とを照合し、レーザ光線１００の標的に対する命
中判断を行う。

【００１４】図２は、この射撃ゲーム装置の構成をブロ
ック図として示したものである。この図において、第２
制御部１２から出力されたゲーム画像（標的の映像を含
む）をＴＶプロジェクタ６を介してスクリーン１０上に
投影する。第２制御部１２は、ゲーム演算回路、メモ
リ、画像合成回路、命中判別回路等を含み、主としてス
クリーン１０に投影するゲーム画像の生成と命中判断と
を担当する。

【００１５】プレーヤは、図１に示すようにスクリーン
１０上に投影されるビデオ画像（ゲーム画像）を見なが
ら所定の標的へ向けてレーザ銃１の照準を合わせ、レー
ザ光線１００を発射する。これにより、スクリーン１０
上にはレーザ光線１００のビームポイントＰが投影され
る。本実施形態では、図２に示すように、スクリーン１
０の左上隅を原点（０，０）とし、横方向をＸ軸、縦方
向をＹ軸とし、このビームポイントＰの着弾位置を
（Ｘ，Ｙ）座標として検出する。

【００１６】すなわち、ビームポイントＰを検出するた
め、スクリーン１０をビデオカメラ５により撮影する。
ここで、ビデオカメラ５の撮影範囲は、ＴＶプロジェク
タ６のビデオ画像投影範囲とほぼ一致するように設定さ
れている。ビデオカメラ５にはフィルタ３と絞り４とが
設けられている。フィルタ３は、レーザ光線１００及び
その近傍の帯域の光を選択的に通過させるものである。
これにより、ビデオカメラ５は、ビデオ画像等に含まれ
るノイズを全て除去し、ビームポイントＰのみを選択的
に撮影することができる。絞り４の機能については説明
を省略する。

【００１７】ビデオカメラ５から出力される映像信号は
第１制御部１１に入力される。第１制御部１１は、波形
整形回路、カウンタ回路、基準クロック発生回路、演算
回路等を含み、主としてビデオカメラ５からの映像信号
に対する処理（画像処理）を担当し、ビームポイントＰ
の着弾位置を（Ｘ，Ｙ）座標として算出する。

【００１８】第１制御部１１において演算されたビーム
ポイントＰの（Ｘ，Ｙ）座標は、第２制御部１２へ向け
出力される。そして、第２制御部１２内の命中判別回路
は、ビームポイントＰの（Ｘ，Ｙ）座標と、ゲーム演算
回路により演算出力される標的の表示座標領域とを照合
し、レーザ光線１００の命中判別を行う。本実施形態で
は、ビームポイントＰの（Ｘ，Ｙ）座標が標的の所定の
表示エリア内に含まれると判断した場合に、レーザ光線
１００が標的に命中したと判定している。

【００１９】なお、画像処理、ゲーム画像生成及び命中
判断の制御部の構成は本実施形態に限られるものではな
く、例えば、第１制御部１１と第２制御部１２とを一つ
の制御部として設けることもできる。また、命中判別の
仕方も本実施形態に限定されるものではない。

【００２０】さて、本実施形態の射撃ゲーム装置におい
ては、スクリーン１０の所定範囲をカバーする（検知す
る）２つの光センサ７，８が設けられている。この２つ
の光センサは、レーザ銃１から発射されるレーザ光線１
００の波長に感度があるものである。また、この２つの
光センサは、例えばゲーム装置本体２０の上部と下部に
配置するのが好適である。その２つの光センサの配置と
検知範囲を図３に示す。

【００２１】図３に示すように、第一の光センサ７は上
方位置に配置され、スクリーン１０の約上半分の領域を
検知するように設定されている。また、第二の光センサ
８は下方位置に配置され、スクリーン１０の約下半分の
領域を検知するように設定されている。すなわち、レー
ザ銃１から発射されたレーザ光線１００がスクリーン１
０の上半分の位置に着弾した場合には第一光センサ７に
より検知される。また、発射されたレーザ光線１００が
スクリーン１０の下半分の位置に着弾した場合には第二
光センサ８により検知される。

【００２２】そして、本実施形態では、ゲームにおいて
プレーヤが標的を狙ってレーザ光線１００を発射する
と、まず、第一光センサ７又は第二光センサ８がその光
線を検知する。光センサの場合は、光の有無で即検出で
き、画像処理等の時間が不要なため、ビームポイントＰ
の着弾位置がスクリーン１０の上半分であるか下半分で
あるかを即座に判定できる。

【００２３】ここで、第一光センサ７がレーザ銃１から
発射されたレーザ光線１００を検知した場合、第１制御
部１１はスクリーン１０の上半分に相当する映像信号に
対して必要な処理を行い、ビームポイントＰの（Ｘ，
Ｙ）座標を算出する。また、第二光センサ８がレーザ銃
１から発射されたレーザ光線１００を検知した場合、第
１制御部１１はスクリーン１０の下半分に相当する映像
信号に対して必要な画像処理を行い、ビームポイントＰ
の（Ｘ，Ｙ）座標を算出する。

【００２４】このように、本実施形態においては、２つ
の光センサ７，８を設けて、どちらか一方のセンサがレ
ーザ光線１００を検知した場合は、その検知したほうの
領域だけを画像処理することにより、ビデオカメラ５が
撮影した映像の全データに対して画像処理する場合より
も処理時間を大幅に短縮する（約半減させる）ことがで
きる。したがって、反応速度を大幅に速め、よりスピー
ディな射撃ゲームに対応することができる。

【００２５】なお、第一・第二光センサ７，８の両方と
もがレーザ光線１００を検知しない場合は、ビームポイ
ントＰがスクリーン１０を外れたとして即座に判定する
こともできる。

【００２６】また、第一・第二光センサ７，８の検知範
囲は、その中央部分で重複してもかまわない。その場
合、実際の検知処理において、先に第一光センサ７がレ
ーザ光線１００を検知したか否かを判断し、次に第二光
センサ８が検知したか否かを判断するようにすれば良
い。これにより、スクリーン１０のちょうど真中に着弾
して第一・第二光センサ７，８の両方がレーザ光線を検
知した場合でも、まず第一光センサ７が検知したと判定
するので、第一光センサ７の検知範囲（上半分）の画像
処理のみを行えば良い。

【００２７】また、第一・第二光センサ７，８の両方が
レーザ光線１００を検知した場合、両者の重複する検知
範囲（スクリーン中央部分）の画像処理のみを行うよう
にしても良い。

【００２８】さらに、２つの光センサの配置及びその検
知範囲の設定は本実施形態に限定されない。例えば、ス
クリーンを左右に分けて、各領域をそれぞれの光センサ
が担当するようにしても良い。また、３つ以上の光セン
サを設けて、より迅速な処理を行うように構成すること
もできる。

【００２９】また、１つの光センサだけでも迅速な着弾
位置の算出が可能である。例えば、図４に示すように、
スクリーン１０の右上半分程度の領域を標的位置に限定
すれば、その範囲を検知する１つの光センサにより、そ
の光センサがレーザ光線を検知した場合は、その検知範
囲に相当する部分の画像だけを処理し、光センサがレー
ザ光線を検知しない場合は、その検知範囲に相当する部
分以外の画像を処理すれば良い。なお、この図に示す例
では、ビデオカメラの撮影範囲をＣとし、光センサの検
知範囲をＳとしている。この場合、カメラが撮影した全
データがＸ×Ｙの範囲であることを考えると、１／２程
度に処理を軽くすることができる。

【００３０】なお、標的を狙う光線銃としては、レーザ
光線以外の光、例えば光束の広がらないものや、赤外線
等の利用が考えられる。また、光線が照射される被照射
部材はスクリーンに限らず、壁面などでも良い。さらに
は、被照射部材は完全な平面に限らず、多少の曲率を有
する面であっても良い。そして、本発明の光線照射位置
検出装置は、射撃ゲーム以外への応用も可能であり、例
えばシュミレータなどに用いることができる。

【００３１】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図５に示すように、本実施形態においては、レー
ザ銃１から弾丸光線としてのレーザ光線１００ととも
に、検知用光線１０１が発射される。検知用光線１０１
は、レーザ光線１００とは異なり、図に示すように逆円
錐状に広がりを持つ光束である。この検知用光線１０１
は、レーザ銃１から前方斜め下に向かって発射されるよ
う設定され、また、所定の広がり角を持つようにされて
いる。そして、レーザ銃１とスクリーン１０間の下方の
適宜位置に第一及び第二受光体１７，１８が設置されて
いる。この受光体１７，１８は検知用光線１０１を捉え
るものであり、受光体１７，１８の検知出力は第１制御
部１１に入力される。なお、本実施形態では、図２にお
ける第一・第二光センサ７，８を第一・第二受光体１
７，１８に置き換えた構成である。

【００３２】図６は、図５を、レーザ銃１の後方から見
た正面図である。この図に示すように、第一・第二受光
体１７，１８は所定の間隔を持ってスクリーン手前に配
置されている。そして、レーザ銃１から発射される検知
用光線１０１は所定の広がり角を持ち、２つの受光体１
７，１８に対する照準領域Ｊ_１，Ｊ_２が発生する。この
照準領域Ｊ_１，Ｊ_２は、検知用光線１０１の広がり角及
びレーザ銃１と受光体１７，１８間の距離によって規定
される。この照準領域Ｊ_１，Ｊ_２は、レーザ銃１の狙い
を変えたときに受光体１７，１８が検知用光線１０１を
捕捉可能な領域であり、仮の照準領域である。この仮の
照準領域Ｊ_１，Ｊ_２によってスクリーン１０に対する実
際の照準領域Ｓ_１，Ｓ_２が規定される。なお、ここで
は、照準領域Ｓ_１，Ｓ_２の重複する領域をＳ_３としてい
る。

【００３３】図７は、仮の照準領域Ｊ_１，Ｊ_２によって
実際の照準領域Ｓ_１，Ｓ_２が規定される様子を示す概念
図である。ここではＸ方向（水平方向）の範囲について
のみ説明するが、Ｙ方向（垂直方向）についても同様で
ある。

【００３４】図７（ａ）に示すように、レーザ銃１でス
クリーン１０の左端を狙ったとき（着弾点Ｐ_１）、受光
体１７による仮の照準領域Ｊ_１の右端位置に受光体１７
がある。そして、図７（ｂ）に示すように、レーザ銃１
でスクリーン１０の中央付近を狙ったとき（着弾点
Ｐ_２）、仮の照準領域Ｊ_１の左端位置に受光体１７があ
る。すなわち、第一受光体１７が検知用光線１０１を捕
捉できる範囲（仮の照準領域Ｊ_１）がスクリーン１０上
での左端位置から略中央位置までの範囲となり、実際の
照準領域Ｓ_１となる。

【００３５】また、第二受光体１８に対しても同様であ
り、図７（ｂ）のように仮の照準領域Ｊ_２の右端位置に
受光体１８がある状態から図７（ｃ）のように仮の照準
領域Ｊ_２の左端位置に受光体１８がある状態（着弾点Ｐ
_３）までの範囲が第二受光体１８によって規定されるス
クリーン１０上での実際の照準領域Ｓ_２となる。

【００３６】なお、図７（ｂ）に示すように、第一・第
二受光体１７，１８が共に検知用光線１０１を捉えた場
合は、図６における照準領域Ｓ_３内に着弾点があるとし
て、この領域内だけを画像処理するようにすれば良い。

【００３７】このように、本実施形態では、レーザ銃１
の検知用光線１０１（照準領域）を第一・第二受光体１
７，１８（領域検出手段）によって検出し、ビデオカメ
ラ５が撮影した映像信号のうち、受光体１７または１８
が検出した照準領域に相当する部分の映像信号のみを演
算処理して着弾点を算出することができる。これによ
り、ビデオカメラ５の撮影範囲の全体ではなく、一部だ
けを画像処理すれば良く、迅速な着弾点（ビームポイン
トＰ）の算出を行うことができる。また、受光体１７，
１８の双方が検知用光線１０１を検出した場合には重複
する範囲（照準領域Ｓ_３）だけを処理することにより、
さらに迅速な処理が可能となる。

【００３８】ところで、受光体の設置位置や検知用光線
の広がり角などは、この実施形態に限られるものではな
く、適宜設定することが可能である。例えば、２つの受
光体１７，１８を水平に並べるのではなく、上下方向に
ズラして配置することにより、スクリーンの対角線に位
置する２つの範囲を光線銃の照準領域に設定することも
できる。受光体の数も２つに限定されず、例えば１つ、
あるいは３つ以上の受光体を設けることもできる。

【００３９】また、光線銃と受光体との間にハーフミラ
ー又はミラーを配し、そのハーフミラー又はミラーを介
した検知用光線を受光体により検知するようにしても良
い。この場合、受光体を配置する位置をより自由に設定
でき、装置構成の自由度を高めることができる。

【００４０】さらに、光線銃の照準領域を設定するため
に銃から検知用光線を発射するのではなく、光線銃から
発射される光線を直接検知する光検知手段を設けるよう
にしても良い。例えば、第１実施形態のように光線銃と
してレーザ光線を用いる場合、（スクリーン上に投影さ
れたレーザ光線のビームポイントを検知するのではな
く）レーザ光線を直接検知する光センサを配設し、その
光センサの検知領域を照準領域とすることもできる。そ
して、その照準領域に対応する範囲の画像のみを処理す
れば良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光線照射
位置検出装置によれば、発射手段の照準領域を検出する
領域検出手段を設け、撮影手段が撮影した映像信号のう
ち、領域検出手段が検出した照準領域に相当する部分の
映像信号のみを演算処理して光線の照射位置を検出する
ので、処理時間を大幅に短縮して迅速な光線照射位置の
検出を行うことができる。

【００４２】請求項２の構成により、光線を検知した光
検知手段の検知領域を発射手段の照準領域とすることに
より、迅速な光線照射位置の検出を行うことができる。

【００４３】請求項３の構成により、光線を検知しない
光検知手段の検知領域以外の領域を発射手段の照準領域
とすることによっても迅速な光線照射位置の検出を行う
ことができる。

【００４４】請求項４の構成により、複数の光検知手段
を設けて光線を検知した光検知手段の検知領域を発射手
段の照準領域とすることにより、複数の光検知手段が同
時に光線を検知した場合でも、迅速かつ確実な検出を行
うことができる。また、複数の光検知手段の重複する検
知領域を照準領域としてやれば、さらに迅速な光線照射
位置の検出を行うことができる。

【００４５】請求項５の構成により、複数の光検知手段
が光線を検知した場合、いずれか一つの光検知手段の検
知領域を前記発射手段の照準領域とすることにより、迅
速な光線照射位置の検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の光線照射位置検出装置を
利用した射撃ゲーム装置の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図２】その射撃ゲーム装置の構成をブロック図として
示したものである。

【図３】本実施形態における、２つの光センサの配置と
検知範囲を示す側面図である。

【図４】１つの光センサの検知範囲をカメラ撮影範囲と
対比させて示す平面図である。

【図５】本発明の他の実施形態の構成を示す側面図であ
る。

【図６】その実施形態における、受光体による照準領域
とスクリーン上の照準領域を説明する正面図である。

【図７】受光体による照準領域によってスクリーン上の
照準領域が設定される様子を説明する模式図である。

【符号の説明】

１レーザ銃（光線発射手段）５ビデオカメラ（撮影手段）６ＴＶプロジェクタ７，８光センサ（光検知手段）１０スクリーン（面状部材）１１第１制御部１２第２制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】収束光線を発射する光線発射手段と、該
発射手段より発射された光線が照射される被照射部材を
撮影する撮影手段とを有し、前記撮影手段が撮影した映
像信号を演算処理して前記光線の照射位置を検出する光
線照射位置検出装置において、前記発射手段の照準領域を検出する領域検出手段を設
け、前記撮影手段が撮影した映像信号のうち、前記領域検出
手段が検出した照準領域に相当する部分の映像信号のみ
を演算処理して前記光線の照射位置を検出することを特
徴とする光線照射位置検出装置。
【請求項２】前記領域検出手段は、前記発射手段から
発射された光線を検知する光検知手段を有し、前記発射手段から光線が発射されたときに前記光検知手
段が光線を検知した場合、前記光検知手段の検知領域を
前記発射手段の照準領域とすることを特徴とする、請求
項１に記載の光線照射位置検出装置。
【請求項３】前記領域検出手段は、前記発射手段から
発射された光線を検知する光検知手段を有し、前記発射手段から光線が発射されたときに前記光検知手
段が光線を検知しない場合、前記光検知手段の検知領域
以外の領域を前記発射手段の照準領域とすることを特徴
とする、請求項１に記載の光線照射位置検出装置。
【請求項４】前記領域検出手段は、前記発射手段から
発射された光線を検知する光検知手段を複数個有し、前記発射手段から発射された光線を検知した光検知手段
の検知領域を前記発射手段の照準領域とすることを特徴
とする、請求項１に記載の光線照射位置検出装置。
【請求項５】前記領域検出手段は、前記発射手段から
発射された光線を検知する光検知手段を複数個有し、前記発射手段から発射された光線を複数の光検知手段が
検知した場合、いずれか一つの光検知手段の検知領域を
前記発射手段の照準領域とすることを特徴とする、請求
項１に記載の光線照射位置検出装置。