JP2003033572A - 運動により発生したパラメータでゲームと相互作用させる制御システム - Google Patents

運動により発生したパラメータでゲームと相互作用させる制御システム

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 運動により発生した心拍変化などの身体状況
を表すパラメータでゲームと相互作用させる制御システ
ムを提供する。 【構成】 心拍センサあるいは運動センサが発生する心
拍増減数あるいは使用運動器材に発生した時間、速度あ
るいは抵抗力の上昇・下降、カロリー値、酸素摂取値あ
るいは脂肪燃焼値などの変化データを利用して、この変
化データを運動ゲームメイン機へ伝送し、処理してパラ
メータを計算し、運動ゲームメイン機内に変換レシーバ
を設けて、この変換レシーバにより入力の変化データ信
号をパラメータへ変換して、このパラメータにより影像
と音声の作用の制御を行う

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレーヤーが心拍
センサを身体上に付けて、心拍センサがプレーヤーの心
拍を測定するとともに、それをデジタルパルスに変換し
て、このデジタルパルスをエン・デコードしてから、運
動ゲームメイン装置へ発信し、この発信された心拍の増
減データをもとにゲーム経過を制御する操作システムと
するとともに、影像、音声を表示器上に表示する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、人々は非常に緊張した運動不足の
生活を送っている。一般的に緊張した生活をゲームなど
により精神的にリラックスさせるとともに退屈な生活を
楽しくする。しかし現在有るゲーム機は片手あるいは手
の指でレバー、操作ハンドルあるいはキイボード、マウ
スなどを操作するコンピューターゲームであったため、
現代人はさらに運動する機会がなくなるという結果とな
っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は運動ゲームプ
ログラムの設計により、運動を運動ゲーム上に応用し
て、プレーヤーの心拍増減データをレバーあるいは制御
ハンドルの替わりにしてゲーム経過を制御する入力制御
装置であり、心拍をデジタルパルスへ変換してから演算
によりそれを心拍値へ変換して制御のパラメータとす
る。そのためプレーヤーがその運動ゲームを行う時、ゲ
ームプログラムのニーズに合わせて、その場でジョギン
グするかその他の運動により心拍数を増減させなければ
ならず、ゲームプログラムが予め設定した数値に達して
初めてステージを通過し、次のステージのゲームコース
へ進むことができるようにする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の主な目的は、運
動が発生するパラメータによりゲームと相互作用する制
御システムを提供することであり、つまりプレーヤーの
心拍をデジタルパラメータに変換してから、それをプロ
グラム演算により心拍値へ変換するとともに、この心拍
値による影像音声制御方法およびゲーム進行装置とす
る。本発明は主に心拍センサと、レシーバ変換器が取り
付けられた運動ゲームメイン装置を表示器へ連接した組
合せにより構成される。そして、心拍センサをプレーヤ
ーの身体上に取り付けることにより、自由に活動するの
に便利にし、無線あるいは有線でも伝送することができ
るようにして、それは主にプレーヤーの身体上で測定で
きる電位差、血液流動の大小、脈拍の動き等、各種心拍
センサが心拍パルスを得て、この心拍パルスがエン・デ
コード方式を利用した無線あるいは有線で、運動ゲーム
メイン機内の変換レシーバへ送信してその測定出力を完
了する。心拍パルスがエン・デコード方式を利用して処
理されることにより、多人数がそれぞれ心拍センサを付
けて共同でゲーム進行操作に参加することを可能とす
る。
【０００５】影像処理装置中の変換レシーバは、心拍セ
ンサが発信する心拍パルスを受信することができるとと
もに、それを処理して得た期間数値をプログラム演算に
より心拍値へ変換して、制御パラメータとして提供する
装置である。それは主にレシーバメカニズムにより心拍
センサが発信した心拍パルスを受信してから、デコード
によりデジタルパラメータを得て、デジタルパラメータ
を分割処理（多人数の心拍パルスを処理することにより
多人数がゲームの進行に参加することができる。）して
から計数器メカニズムへ送り、このデジタルパラメータ
を計数器のトリッガー信号として、接触起動してから計
数器内に含まれるある値を下から数えて次のトリッガー
信号まで入力して、計数器が期間数値を得て、この期間
数値を出力ゲートに通して出力し、データアドレス保存
メカニズムへ保存し、この保存の期間数値は再びそれぞ
れ異なる中央処理器（影像、音声、演算処理器）の駆動
器を通して読み取り、異なるシステムに合わせて、前記
システムが読み取ることのできる心拍値に換算するもの
である。
【０００６】変換レシーバが心拍値を計算した後、この
心拍値の変化を運動ゲームの操作パラメータとして、心
拍値を中央処理器内の演算器を通して、ゲームプログラ
ムに連動された影像と音声の処理装置へ出力するととも
に、その信号を影像と音声の信号発生メカニズムに通し
て、影像音声の変化反応を表示器内に発生させて、心拍
変化が発生するプログラム制御を指令して、表示器内の
影像と音声にプログラムが予め設定した動作を行わせ
る。
【０００７】本発明は、運動により発生したパラメータ
によりゲームを進める操作システムであり、運動心拍速
度変化によりゲームの進行を制御する以外に、運動が発
生するパラメータを利用することができる操作制御シス
テムである。例えば、運動する時に発生する時間、速度
あるいは抵抗力、上昇、下降など、プレーヤーが運動器
材上で活動する各種パラメータ入力システムの特性によ
り開発し、運動計算のカロリー値、酸素摂取値、脂肪消
耗値、抵抗力値あるいはジョギング時間と速度などを入
力して制御する運動ゲームの形態として、運動と楽しい
ゲームを兼ねた相互作用のシステムである。この運動に
より発生するパラメータを従来のレバー、キイボード、
マウスなどに替えて操作制御の道具とした、運動方式入
力制御の方式と設備は、この入力設備に合わせた各種の
影像音声効果および運動ゲームプログラムを結合して、
特にある団体運動の相互作用ゲームあるいは各種運動、
またはリハビリテーションの運動ゲームプログラムなど
に応用発展することができる。
【０００８】また、本発明をジム室内の設備に応用し
て、ジム器材のユーザが運動ゲームをジム訓練に取り入
れて、ジム訓練の単純でつまらない過程を楽しい活動へ
変える。ゲームを始める時、表示器内で現在の状態、例
えば心拍数、時間あるいはゲームコースの流れなどを指
示して、プレーヤーはジム器材の使用を開始することが
できる。重量トレーニングあるいはジョギング、ステッ
ピングなどの有酸素運動は心拍を所定目標まで加速して
から、活動を緩めて心拍速度を調整する。また、体力訓
練の最適および適当なサイクル周期により心拍の周期を
調整して、予めゲーム内容の各段階コースを設定し、各
段階の心拍の調整により最適な状態を達成するととも
に、各人の体力状況に合わせて異なるゲーム進行内容を
選択する。基礎訓練者と長期訓練者が異なるゲーム段階
を選択できるようにして、各段階訓練を予め計画して、
各訓練計画をゲームプログラムにして、運動と相互作用
ゲームが一体化した、運動を楽しいゲームに変える相互
作用の運動ゲームシステムである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明にかかる好適な実施形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すのは、本発明が心拍デ
ータを基に制御するハードウェア装置であり、それは心
拍センサ１、運動ゲームメイン機２および表示器３を含
む。心拍センサ１は心拍測定発信器、表示受発信心拍パ
ネルを含む。運動ゲームメイン機の中央処理システム
（ＣＰＵ）はオーディオとビデオと、変換レシーバ５と
接続されたロジック演算装置とを有し、表示器３に接続
された後、心拍数値の高低と心拍所定ゲーム数値の影像
とゲーム影像と音声とを表示することができる。プレー
ヤーは心拍センサ１を身体上に付けることができ、本シ
ステムの運動ゲームプログラムのソフトウェアを運動ゲ
ームメイン機２中に入力して、本システムのゲーム進行
を開始することができる。
【００１０】本発明の主な特長は、運動をすることによ
り発生する各種パラメータ、主に運動により発生する心
拍増減データを制御指令パラメータとし、各種の心拍セ
ンサ１がプレーヤーの心拍を測定する。図２が示すのは
電位差により心拍を測定して伝送するフロー図であり、
それは身体両側の適当な位置にある導電性パッドにおけ
る電位差を利用して、ブリッジ不均衡原理を通して微小
ボルト差値を測定してから、OP-amp回線処理を通して心
拍パルス出力（即ちＱＲＳ波形同時パルス）を得て、こ
の心拍パルスがエン・デコード方式を利用したＲＦ無線
を影像処理装置内のＲＦレシーバまで発信して、その測
定出力を完了する。類似した各種の異なる方式により心
拍パルスを発信後、運動ゲームメイン機へ送り、運動ゲ
ームメイン機の変換レシーバ５により受信して心拍パラ
メータへ変換する。この心拍パラメータを利用してゲー
ムシステムとの相互作用の制御を進めるが、そのシステ
ム中にはゲーム時間値、ゲームエネルギー消耗値、カロ
リー消耗値、心拍安全値などの演算を含むことができ
る。ゲーム進行中に心拍安全値を予め設定し、その心拍
安全値はゲームに変化を発生させたり段階的にゲームを
制御したりする。例えば、心拍数値が高すぎる時に影像
が変化したり、音声で警告したりして、心拍が低すぎる
時も、影像が変化したり、音声で警告したりして、プレ
ーヤーに運動量を減少するか増加するべきかを知らせ
る。またプレーヤーが心拍安全値内でエネルギーの補充
を達成することができる利点により、プレーヤーにその
運動量を制御させてその心拍数値を安全範囲内に保持さ
せて、もしプレーヤーが運動量を減らして心拍数を安全
範囲よりも低くする場合、ゲーム過程中で攻撃に遭った
りゲームエネルギーが完全に消耗したりすると、ゲーム
オーバーとなるような設定が可能である。また、心拍安
全値の設定により、プレーヤーがゲームを制御する過程
において心拍を安全値以内や以上や以下にしてゲームを
異なるゲーム状況に進行させて段階的な変化を発生させ
ることができる。
【００１１】そして、システム中において異なるニーズ
により異なる心拍レベルと時間数値を設定して、ゲーム
が終了すると点数と順位が計算され、プレーヤーの運動
とゲームの相互作用による面白さと達成感を得ることが
できる。
【００１２】上で述べた、心拍データを基に運動とゲー
ムを相互作用させて制御するシステムによると、そのシ
ステムは図３の回路ブロック図が示すように、次のよう
な連動システムを参考にすることができる。まず運動ゲ
ームメイン機レシーバメカニズムは、心拍センサが発信
した信号電波を受信してから測定回路を通過して、プロ
グラム式マルチセットデコード多重識別回路へ送り、受
信した心拍パルスデコードをプログラム式処理回路およ
び分割処理回路へ転送し、分割処理回路をそれぞれ分割
ロジック処理回路、デコード回路へ連結し、一人あるい
は多人数の心拍パルス区画を識別するとともに、異なる
プレーヤーの心拍パルスデータによりそれぞれGATE
（１）、GATE（２）へ設置してから、データアドレスバ
スで処理してから、この区画を開く心拍データを計数メ
カニズムへ伝送し、計数メカニズム内にGATE.1、GATE．
2、…、GATE.Nに対応するプログラム式計数器CTC.1、
…、CTC.Nを設けて、GATE.1のデータをCTC.1中で処理
し、GATE.2のデータをCTC.2中で処理し、以下も同様と
なる。そのため異なるプレーヤーの心拍データ処理は、
つまりこのパラメータをプログラム式計数器CTC.1、
…、CTC.Nが処理完成した数値をデータアドレス保存メ
カニズムへ出力して保存記憶し、このデータアドレス保
存メカニズムが保存する数値は直ちにゲームプログラム
システムの読み取りへ提供することができ、各プログラ
ムが識別することのできる心拍値へ再換算して、この心
拍値をゲームプレーヤー制御のパラメータとして、運動
相互作用ゲームの進行を完了する。
【００１３】心拍センサ１の計測変換と出力方法におい
て、心拍パルスがエン・デコード方式を利用した発信器
が無線あるいは有線により運動ゲームメイン機へ発信さ
れて、心拍パルスをエン・デコード方式で処理して、そ
の心拍データを操作運動ゲームのパラメータへ変換し、
運動心拍パラメータによりゲーム経過と進行を制御す
る。
【００１４】先ず心拍センサ１をプレーヤーの身体上に
取り付けてプレーヤーは運動を開始するが、その心拍数
値は運動プレーヤーメイン機へ伝送され、メイン機が運
動心拍データを心拍パラメータへ変換し、この心拍パラ
メータによりゲームの進行を制御し、運動ゲームメイン
機２を表示器３へ接続すると、ゲーム影像の初期画面が
出現し、心拍センサ１が心拍数を計測する時、ゲームが
開始する。その影像処理装置は図４の参考のシステムブ
ロック図であり、プレーヤーの心拍数は各種異なる心拍
センサ１によりプレーヤーの身体上で心拍データを計測
して、電位差あるいは血液流動の大小あるいは脈拍心拍
数など、各種の異なる装置が心拍を計測し、それを心拍
パルスに変換して発信する。運動ゲームメイン機２内の
心拍変換レシーバ５により受信した後、計数器を接触起
動してから、プログラムにより心拍パラメータを演算し
て、この心拍パラメータを中央処理器へ送って運動ゲー
ムプログラムを制御するとともに、影像処理装置を通し
て影像反応を表示器３内に発生させ、表示器３内の画面
が運動ゲームプログラムにより運動とゲームが相互作用
するゲーム画面を進行させる。
【００１５】本発明の作用、使用機能および利点を更に
明確に示すために、本発明のゲームプログラム計画に合
わせて、全体のゲーム進行をシミュレーションして、そ
の参考過程および操作手順を示す。
【００１６】図５と図６はゲーム画面を示すものであ
り、図７はそのゲーム操作の流れ図である。これはスポ
ーツジム内の各種ジム器材に応用することができ、例え
ばジム器材中のボート漕ぎをゲーム進行に組み合わせる
時、ボート漕ぎゲームのソフトウェアに組み合わせるこ
ととなるが、その操作説明は下記の通りとなる。
【００１７】心拍センサ１をプレーヤーの身体上に取り
付け、スイッチを入れてソフトウェアを読み込む時、プ
レーヤーはボート漕ぎ器の上に乗って運動開始の準備を
することができるとともに、表示器３に向かって画面進
行を見るのに便利なようにし（またその他の運動器材あ
るいは単純にその場でのジョギング等の運動により心拍
を加速する目的を達成してもよい。）運動を開始して心
拍センサ１が心拍を計測し運動ゲームメイン機へ伝送
し、ソフトウェアを読み込んでから、直ちにゲームを開
始するが、その画面は図５に示すようなゲームの初期画
面を表示する。本ゲームの計画は渓流をボートで渡る旅
であり（この時、表示器上の画面には簡単な木船をオー
ルでこぐように設定されている）、全体のコース中には
逆流上りステージ、安定ステージ、急流ステージがあ
り、ゲームのコースが開始すると、ゲームのソフトウェ
アは入力した心拍パラメータにより自らゲームの心拍レ
ベルを設定するか、あるいはプレーヤー自らが設定する
ことも可能であり、ゲーム心拍安全値が1分当たり８０
から１２０であり、ゲームエネルギーは１００点であ
る。船体は木船、モーターボート、帆船、ホバークラフ
トなどであり、図７が示すように、もしプレーヤーが測
定し始めた心拍数が１分当たり７５の場合、最初の影像
はスムーズな渓流を表示し、心拍数を１分当たり８０以
上の安全値内に保持するだけでゲームを進めることがで
きる。もし安全値に達しない場合、影像と変化音声によ
り警告するとともにゲームエネルギーを引き、継続して
安全値内に保持することができない場合はゲームオーバ
ーとなるが、もし継続して安全値内に保持することがで
きる場合、ゲームは継続されるがエネルギーは低下し続
け、影像が逆流の上昇ステージ時、心拍を１分当たり１
１０（仮の設定値）まで加速しなければならなく、その
時、船体は前進し始めるとともにエネルギー補充を得る
ことができる。また影像表示と音声により知らせて、も
しその数値よりも低く、船体が停止あるいは後退する場
合、ゲーム影像が表示するエネルギーは下降し続けて、
継続してプレーヤーは運動量を増加して、心拍を増加さ
せたり、安全値内に保持したりしてゲームを進めるか、
エネルギーを補充してスムーズにゲームの目的を達成す
る。そして、本ゲーム影像の段階変化は次の通りであ
る。最初は図５に示すように（この時の画面は木船）、
計測した心拍数が１分当たり７５であり、１分当たり８
０となって初めて船は前進することができ、心拍が１分
当たり１１０を越すと、１分当たり１を越す毎に船速は
５Ｍ／分増加してエネルギーが５点増加する（この時、
画面上の木船は速度が速いホバークラフトとなる。）。
安定航行ステージ時には、１分当たり８０だけで船を前
進させることができ（エネルギーは時間の経過に伴い低
下する）、１分当たり１を超える毎に船速が５Ｍ／分増
加されて、エネルギーも増加され、１分当たり１００を
超えた後には１分当たり１００の船速を維持する（この
時、画面上のゲーム船体は帆船に変化する。）。急流ス
テージまで進むと（この時、画面上の船体はホバークラ
フトとなる。）、１分当たり８５から１００に保持する
だけで、一定の速度を維持することが可能であり、この
時もし心拍が加速しても船速は増加しない（エネルギー
は時間とともに下降し続ける。）。もし心拍が１分当た
り１００を超えると、１分当たり５Ｍ下がり、エネルギ
ーが倍のスピードで完全にエネルギーが消耗されるまで
下降して（この時、画面上のホバークラフトが転覆）ゲ
ームは失敗となる。反対にエネルギーを消耗する前にゲ
ームの目的地まで達することができると、ゲームは完了
する。本ゲーム画面上には、現在までの航行キロ数
（Ａ）、心拍速度（Ｂ）（回／分）、カロリー（酸素摂
取量、脂肪）消耗値（Ｃ）、安全値（Ｄ）、エネルギー
表示値（Ｅ）およびゲーム経過時間が表示される。本ゲ
ームは終了地点まで進むと終了するが、終了する時は、
操作者が航行を完了するまでのかかった時間により成績
を計算して、その時間が短いほどエネルギー値が積分さ
れてより高くなり、この積分は記録することができて試
合や比較参考用に提供される。本ゲーム計画の特色は全
体のゲームの過程において、ずっと心拍を加速すること
がゲームの目的ではなく、安定航行ステージと急流ステ
ージ時に心拍速度を調整することができるものである。
【００１８】上で述べた船こぎゲームは個人で行うのに
適しており、医学データの反応心肺機能により各ステー
ジの心拍加速率を設計して、体を鍛える目的を達成する
ことができる。しかしながら、本発明の制御システムは
１人用ゲームに提供することができるだけでなく、２人
用の競技あるいは団体多人数が共同で参加することもで
きる。
【００１９】多人数の参加に提供することができる格子
参考運動ゲーム計画 本ゲーム計画は主に運動ゲームに参加する人それぞれに
心拍センサを取り付けて、ゲーム開始前に各人は先ず各
人の代表カラーか図形を選択してから、ゲームの進行を
開始する。ゲーム参加者は自分でその場のジョギングあ
るいはその他の方法により心拍を加速させて、所定の心
拍標準に達した一人目には、表示器が勝利の音楽を演奏
するとともに、表示器内の格子中の１枡を埋めて、先に
３つの格子で直線を形成した者が勝利を獲得することが
できる。
【００２０】以上の各ゲーム計画は各種の健康器材等に
運用することができ、ゲーム進行に合わせるか、その他
の運動方式、例えばその場でのジョギング、ダンスなど
心拍速度を制御してゲームを進めることができる。ま
た、上述した様々なゲーム計画は３種類だけのゲーム模
式を示したが、本発明が発展することのできるゲーム模
式はもっと多くあり、一つ々々列挙することは困難であ
る。
【００２１】図８は本ゲームコース所定の時間と心拍変
化曲線の参考図である。この図はゲーム開始後に時間の
進行とともに要求される心拍変化を示し、この図中の上
下二曲線間の区間６は、つまりこのゲーム所定の心拍変
化区間であり、この所定値は医学データに基づいて決定
され、この二曲線間の区間がゲームの安全値を達成する
ことができる。もし心拍数が安全値よりも低い場合、身
体の状況が良好でないことを示し、改善の必要があり。
もし心拍数が安全値よりも高い場合、徐々に低くして運
動が激しすぎることにより心臓が耐えられなくなること
を防止する。
【００２２】前述の心拍数およびその安全区間６は表示
器スクリーンの側面に表示されて（図１０を参照）、ゲ
ーム操作者がゲーム中で現在の状態が標準値に合ってい
るかどうか又は安全値を超えているかまたは低すぎて標
準値に達していないかを知ることができる。
【００２３】また、ゲームを身体の状況が異なるユーザ
の使用に合わせて、前述のゲーム心拍曲線区間は比例し
て高めるか低めてもよく、その区間６の最高と最低の数
値は設定することができ、例えば図８の心拍曲線区間を
一般人の体力状況により設定することができ、その開始
点を７０から１１０の間に設定し、もし体力が比較的劣
っていたり、リハビリテーションを行う者の使用に提供
したりする場合、その開始点を５０から９０の間（図９
を参照）あるいは更に低く設定することができる。
【００２４】図１１が示すのは本発明のもう一つの実施
形態の使用状態であるが、それは本発明の有線伝達の実
施形態である。本発明は前述した心拍センサ１により心
拍パルスを無線で伝達する以外にも、心拍センサ１を運
動器材（例えば固定されたエアロバイクの表示器）上に
取り付けるとともに、固定コードあるいは無線により差
し込まれた変換レシーバ５（図１２を参照）の映像処理
装置へ送り、この有線伝達方式によりプレーヤーの心拍
パルスを影像音声処理装置へ送るとともに、これを基に
ゲームを進行する。本実施例において、有線心拍センサ
が２個の導電性パッド７をそれぞれエアロバイクのハン
ドルの適当な位置に貼り付けて、コードにより心拍セン
サと本体を連結するとともに運動ゲームメイン機に接続
する。プレーヤーは操作する時に両手で車のハンドルを
握らなくてはならなく、手のひらの中央をハンドル上の
導電性パッド７上に置いて、導電チップにより身体両側
の手のひらの中央位置で電位差を取り出して、ブリッジ
不均衡検知原理により微小な電圧差を計測してから、連
接ラインの処理により得たデジタルパラメータを影像処
理装置内の心拍変換レシーバ９へ出力し、その計測出力
を完了する。この実施形態の心拍変換レシーバ９と前述
した心拍変換レシーバはだいたい同じである。
【００２５】本発明はまた運動機械ゲームにも実施する
ことができて、ゲームプログラムを進行する時に人体運
動に合わせて、人体心拍数の増減をデータとして、この
心拍データの増減数を演算処理システム中へ伝送して、
エンコード演算した後に、ゲームプログラムの進行操作
に合わせてから、有線あるいは無線によりエンコード信
号を機械ゲームメイン機内へ入力して、運動機械機具と
合わせて自ら体験できる相互作用のゲーム進行を完了す
る。それは心拍センサ１を運動機械機具上に取り付け
て、プレーヤーの手や足あるいは胸などの部分に取り付
けて、心拍センサと接触させて、機械機具が運動心拍デ
ータを得て制御メイン機へ送ってから、メイン機により
演算制御を完成してから影像処理装置へ出力すると同時
に、機械機具がメイン機のフォースフィードバック制御
指令を取り、ゲームに必要な前進、後退、左右あるいは
上下の揺れや振動の動作を行い、運動機械機具がゲーム
と相互作用して動作をおこない、同時に影像処理装置が
２Ｄあるいは３Ｄゲーム影像を出力して、自ら体験する
ゲーム進行の操作システムとする。
【００２６】いわゆる運動機械機具は、例えばエアロ運
動器などを機械機具に取り付けたものでよく、その機械
機具は運動ゲームメイン機のフォースフィードバック指
令により、ゲーム影像中の前進や後退、そして上下、左
右のジャンプあるいは振動して、参考ゲームプログラム
は次の通りである。
【００２７】プレーヤーはエアロバイクなどの運動機械
機具上に乗り、自転車のレース競技を行い、ゲームが表
示する影像は道路影像であり、運動ゲームメイン機がプ
レーヤーの心拍を受信した後、ゲーム開始の影像と音声
を表示し、影像上には路面上の自転車を漕ぐ者が写り、
ゲーム中の路面を上り坂のカーブあるいは凸凹坂の路面
に設定して、表示影像が坂道の時、機械機具は坂を登る
動作をおこない、表示影像が凸凹路面の場合、機械機具
は影像に合わせて上下に振動したりする。このように運
動ゲームメイン機はフォースフィードバック指令を機械
機具へ出力し、機械機具をゲーム中で表示する影像に合
わせて同時に相互作用させて体験することができる効果
を有する。
【００２８】上述のシステムにより、心拍の増減データ
を操作パラメータにする以外に、各種運動により発生す
るデータを操作パラメータにすることにより、プレーヤ
ーが運動器材を使用する時に発生するデータは次のもの
でもよい。
【００２９】ジョギングマシーンを使用する時間と速度
あるいは上昇あるいは下降、あるいはジョギングマシー
ンのステップ抵抗力および速度と回数、さらにはボー
ト、エアロバイクの抵抗力、上昇あるいは下降など。
【００３０】１．ジョギングマシーンを例にとると、本
ゲームはジョギングの抗力時間、速度、上昇力によりカ
ロリー値（あるいは酸素摂取値、脂肪燃焼値）を計算し
て、この数値の変化を制御パラメータとし、プレーヤー
がジョギングマシーン上で運動を開始する時、ジョギン
グマシーン上の所定の数値計算機が計算した数値を運動
ゲームメイン機へ伝送し、運動ゲームメイン機の変換レ
シーバがこの数値を受信した後に制御パラメータへ変換
してゲームが開始する。
【００３１】２．ボートあるいはエアロバイクを例にと
ると、本ゲームはプレーヤーがエアロバイク（ボート）
を使用してペダル回転数と回転速度あるいはペダル回転
により発生する抵抗力あるいは上昇や下降によりカロリ
ー値（或いは酸素摂取値、脂肪燃焼値）を計算する。そ
して、この数値の変化を制御パラメータとして、プレー
ヤーはエアロバイク（ボート）上の運動を開始し、エア
ロバイク（ボート）上で予め設定された数値計算機が計
算する数値を運動ゲームメイン機へ伝達し、運動ゲーム
メイン機の変換レシーバがこの数値を受信してから制御
パラメータへ変換してゲームが開始する。
【００３２】上記した２項のように、運動器材の使用時
間、速度あるいは抵抗力、上昇や下降により計算された
カロリー値（或いは酸素摂取値、脂肪燃焼値）を制御パ
ラメータとするが、これはまた直接に運動時間、速度あ
るいは抵抗力、上昇や下降の変化値を制御パラメータと
することもできる。
【００３３】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
【００３４】
【発明の効果】上記構成により、この発明は下記の優れ
た点を有す。本発明は運動ゲームプログラムの設計によ
り、運動を運動ゲーム上に応用して、プレーヤーの心拍
増減データをレバーあるいは制御ハンドルの替わりにし
てゲーム経過を制御する入力制御装置であり、心拍をデ
ジタルパルスへ変換してから演算によりそれを心拍値へ
変換して制御のパラメータとする。そのためプレーヤー
がその運動ゲームを行う時、ゲームプログラムのニーズ
に合わせて、その場でジョギングするかその他の運動に
より心拍数を増減させて、ゲームプログラムが予め設定
した数値に達して初めてステージを通過し、次のステー
ジのゲームコースへ進むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施形態の側面図である。
【図２】本発明にかかる、電位差により心拍を測定する
流れ図である。
【図３】本発明にかかる、変換レシーバの回路を示すブ
ロック図である。
【図４】本発明にかかる、影像処理装置の参考システム
を示すブロック図である。
【図５】本発明のシステムにシュミレーションゲーム・
プログラム（ボート漕ぎゲーム）を組み合わせた画面を
示す簡単な図である。
【図６】本発明のシステムにシュミレーションゲーム・
プログラム（ボート漕ぎゲーム）を組み合わせた簡単な
流れ図である。
【図７】本発明にかかるゲームの操作流れ図である。
【図８】本発明のシステムにかかる、時間と心拍の変化
を示す折れ線グラフである。
【図９】本発明のシステムのゲームにかかる、もう一つ
の時間と心拍の変化を示す折れ線グラフである。
【図１０】本発明にかかる、影像を簡単に示す図であ
る。
【図１１】本発明にかかる、もう一つの実施形態（有線
伝達）を示す斜視図である。
【図１２】本発明にかかる、有線伝達による実施形態中
の変換レシーバの参考回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 心拍センサ ２ 影像処理装置 ３ 表示器 ５ 変換レシーバ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月２７日（２００２．８．２
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】図１１が示すのは本発明のもう一つの実施
形態の使用状態であるが、それは本発明の有線伝達の実
施形態である。本発明は前述した心拍センサ１により心
拍パルスを無線で伝達する以外にも、心拍センサ１を運
動器材、例えばエアロバイク（登録商標）などのような
固定された自転車型エルゴメーターの表示器上に取り付
けるとともに、固定コードあるいは無線により差し込ま
れた変換レシーバ５（図１２を参照）の映像処理装置へ
送り、この有線伝達方式によりプレーヤーの心拍パルス
を影像音声処理装置へ送るとともに、これを基にゲーム
を進行する。本実施例において、有線心拍センサが２個
の導電性パッド７をそれぞれ自転車型エルゴメーターの
ハンドルの適当な位置に貼り付けて、コードにより心拍
センサと本体を連結するとともに運動ゲームメイン機に
接続する。プレーヤーは操作する時に両手で車のハンド
ルを握らなくてはならなく、手のひらの中央をハンドル
上の導電性パッド７上に置いて、導電チップにより身体
両側の手のひらの中央位置で電位差を取り出して、ブリ
ッジ不均衡検知原理により微小な電圧差を計測してか
ら、連接ラインの処理により得たデジタルパラメータを
影像処理装置内の心拍変換レシーバ９へ出力し、その計
測出力を完了する。この実施形態の心拍変換レシーバ９
と前述した心拍変換レシーバはだいたい同じである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】プレーヤーは自転車型エルゴメーターの運
動機械機具上に乗り、自転車のレース競技を行い、ゲー
ムが表示する影像は道路影像であり、運動ゲームメイン
機がプレーヤーの心拍を受信した後、ゲーム開始の影像
と音声を表示し、影像上には路面上の自転車を漕ぐ者が
写り、ゲーム中の路面を上り坂のカーブあるいは凸凹坂
の路面に設定して、表示影像が坂道の時、機械機具は坂
を登る動作をおこない、表示影像が凸凹路面の場合、機
械機具は影像に合わせて上下に振動したりする。このよ
うに運動ゲームメイン機はフォースフィードバック指令
を機械機具へ出力し、機械機具をゲーム中で表示する影
像に合わせて同時に相互作用させて体験することができ
る効果を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】ジョギングマシーンを使用する時間と速度
あるいは上昇あるいは下降、あるいはジョギングマシー
ンのステップ抵抗力および速度と回数、さらにはボー
ト、自転車型エルゴメーターの抵抗力、上昇あるいは下
降など。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】２．ボートあるいは自転車型エルゴメータ
ーを例にとると、本ゲームはプレーヤーが自転車型エル
ゴメーター（ボート）を使用してペダル回転数と回転速
度あるいはペダル回転により発生する抵抗力あるいは上
昇や下降によりカロリー値（或いは酸素摂取値、脂肪燃
焼値）を計算する。そして、この数値の変化を制御パラ
メータとして、プレーヤーは自転車型エルゴメーター
（ボート）上の運動を開始し、自転車型エルゴメーター
（ボート）上で予め設定された数値計算機が計算する数
値を運動ゲームメイン機へ伝達し、運動ゲームメイン機
の変換レシーバがこの数値を受信してから制御パラメー
タへ変換してゲームが開始する。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 心拍センサあるいは運動センサが発生す
    る心拍増減数あるいは使用運動器材に発生した時間、速
    度あるいは抵抗力の上昇・下降、カロリー値、酸素摂取
    値あるいは脂肪燃焼値などの変化データを利用して、こ
    の変化データを運動ゲームメイン機へ伝送し、処理して
    パラメータを計算し、運動ゲームメイン機内に変換レシ
    ーバを設けて、この変換レシーバにより入力の変化デー
    タ信号をパラメータへ変換して、このパラメータにより
    影像と音声の相互作用を行うゲーム制御指令のシステム
    とした、運動により発生したパラメータでゲームと相互
    作用させる制御システム。
  2. 【請求項２】 前記システムが使用することのできる制
    御指令パラメータが、 プレーヤーの運動心拍増減データにより運動ゲームの相
    互作用制御指令を完成させて、この運動心拍増減データ
    を心拍パルスへ変換して運動ゲームメイン機の心拍変換
    レシーバへ伝達して、この入力した心拍パルス信号を心
    拍パラメータへ変換し、この心拍パラメータが運動ゲー
    ムソフトウェアを制御して、運動が影像および音声効果
    と相互に作用するゲームシステムであり、そのシステム
    は影像と音声のソフトウェアゲームとインターネットゲ
    ームに応用することができ、また運動機械機具に合わせ
    てフォースフィードバックにより体験する運動ゲームで
    あり、 プレーヤーが運動器材を使用する時間、速度あるいは抵
    抗力の上昇か下降の時に発生するデータから、カロリー
    値、酸素摂取値あるいは脂肪燃焼値などを計算して、こ
    の変化数値で運動ゲームの相互作用制御指令をおこな
    い、この変化数値信号を運動ゲームメイン機の変換レシ
    ーバへ伝達して、この入力した数値信号をパラメータへ
    変換し、このパラメータ制御運動ゲームソフトウェアに
    より、運動と影像音声が相互作用するゲームシステムで
    あり、前記システムを影像音声ソフトウェアゲームとイ
    ンターネットゲームに応用することができ、また運動機
    械機具に合わせてフォースフィードバックにより体験す
    る運動ゲームであって、 プレーヤーが運動器材を使用する時間、速度あるいは抵
    抗力の上昇か下降の時に発生する変化データが、運動ゲ
    ームの相互作用制御指令を完成し、この運動変化データ
    を数値信号へ変換して、運動ゲームメイン機の変換レシ
    ーバへ伝達し、この入力した数値信号をパラメータへ変
    換し、このパラメータ制御運動ゲームソフトウェアによ
    り、運動と影像音声が相互作用する効果を有するゲーム
    システムであり、前記システムを影像音声ソフトウェア
    ゲームとインターネットゲームに応用することができ、
    また運動機械機具に合わせてフォースフィードバックに
    より体験する運動ゲームとすることとを含む、運動によ
    り発生したパラメータでゲームと相互作用させる制御シ
    ステム。
  3. 【請求項３】 心拍増減データにより制御システムが計
    算できるものとして、 ゲーム時間値：システム中で異なるニーズレベルにより
    異なる心拍と時間数値を設定するとともに、運動ゲーム
    の進行終了後に合わせて点数と順位を計算して、 心拍安全値とゲームエネルギー表示値：運動の心拍数値
    増減により運動ゲーム相互作用の速度とコースを制御
    し、ゲーム進行中に心拍安全値を予め設定し、前記安全
    値が影像上にも表示され、そのうち心拍数値が安全値を
    超えたり安全値よりも低い時、影像と音声で警告し、プ
    レーヤーへ運動量を減らしたり増加させたりするように
    知らせ、また、プレーヤーを安全値により制御して運動
    ゲームを進めたりゲームステージに変化を発生させて、
    エネルギーの消耗と補充の計算を行うとともに、影像と
    音声の警告動作を表示して、 心拍ゲーム操作値：計測された心拍パラメータにより、
    運動ゲームを行う開始制御から運動ゲームを最後まで行
    う制御値計算とを含む、請求項１記載の運動により発生
    したパラメータでゲームと相互作用させる制御システ
    ム。
  4. 【請求項４】 前記システムが主にプレーヤーが運動す
    る時に発生する心拍増減データを利用して、プレーヤー
    が身に付ける心拍センサ発信器が心拍増減データを計測
    して、この数値を、接続ラインを通して処理して得た心
    拍パルスを出力し、心拍パルスが処理エンコードされた
    後に運動ゲームメイン機の心拍変換レシーバへ伝送され
    て、中央処理器に合わせてその運動ゲーム制御指令を完
    成し、前記運動ゲーム制御指令が運動ゲームメイン機内
    の心拍変換レシーバにより心拍パルスを受信した後にデ
    コードによりデジタルパラメータを得てから、このデジ
    タルパラメータを計数器のトリッガー信号として、接触
    起動してから計数器内に含まれるある値を下から数えて
    次のトリッガー信号まで入力して、計数器が期間数値を
    獲得して、この期間数値はロジック演算を通して心拍値
    を得ることができ、この心拍値の変化を相互作用の制御
    運動ゲーム指令にして、この指令をプログラム影像処理
    と音声処理出力に合わせて、影像、音声処理信号が接続
    ライン（ＡＶ端子接続ライン）を通して表示器内へ出力
    され、影像音声の効果を有する運動ゲーム相互作用を行
    う制御システムである、請求項３記載の運動により発生
    したパラメータでゲームと相互作用させる制御システ
    ム。
  5. 【請求項５】 前記システムが、その他の運動により発
    生する各種の変化データをパラメータとして、前記シス
    テムにより計算できるものが、 運動時間値：運動時間の長さから運動ゲームのレベルと
    ステージごとにゲームを進める種類を設定することと、 運動速度あるいは抵抗力の上昇や下降の変化データの安
    全値：プレーヤーの運動器材を使用する操作速度の速さ
    により、あるいは運動器材を使用する時に発生する抵抗
    力の上昇あるいは下降の変化データにより、この変化デ
    ータを運動ゲームメイン機の変換レシーバへ伝送し、変
    換レシーバにより制御パラメータへ変換するか、あるい
    は影像表示のための数値を出力し、影像変化、音声警告
    によりこれをプレーヤーに心拍が安全値を超えたか、安
    全値より低いか或いは安全値内であるかを知らせて、プ
    レーヤーが自分で運動量と速度（或いは器材が回転する
    時に発生する抵抗力、上昇あるいは下降）を制御して安
    全値の制御によりゲームを進行して影像音声に変化を発
    生させることと、 カロリー消耗値（酸素摂取値、脂肪燃焼値）：運動ゲー
    ム時間とゲーム過程の心拍数あるいは運動時間、速度、
    抵抗力、上昇あるいは下降等の数値がカロリー消耗値
    （酸素摂取値、脂肪燃焼値）を演算して、この値を演算
    した後に表示器へ出力して影像上に表示し、この値を制
    御ゲーム指令とすることができることとを含むものであ
    る、請求項３記載の運動により発生したパラメータでゲ
    ームと相互作用させる制御システム。
  6. 【請求項６】 前記システムが主にプレーヤーが運動す
    る時に発生する各種の変化データを利用して、前記変化
    データが運動器材の使用時間あるいは進行速度あるいは
    抵抗力の上昇あるいは下降などを基にしてもよく、運動
    器材上に設置した計数器あるいは計算装置を通して、運
    動器材を使用する時に発生する変化データを計算して、
    この変化数値は接続ラインを通って運動ゲームメイン機
    へ伝送されて、変換レシーバにより変化数値をパラメー
    タに変換して、前記パラメータはエンコードにより中央
    処理器が影像音声のゲーム制御指令を完成し、影像音声
    ゲーム制御指令が運動ゲームメイン機内の変換レシーバ
    により変化データ信号を受信した後、デコードでデジタ
    ルパラメータを得てから、このデジタルパラメータを計
    数器のトリッガー信号にして、接触起動してから計数器
    内に含まれるある値を下から数えて次のトリッガー信号
    まで入力して、計数器が期間数値を獲得して、この期間
    数値はロジック演算を通して制御値を得ることができ、
    この制御値を利用して相互作用の制御影像音声ゲーム指
    令にして、この指令をプログラム影像処理と音声処理出
    力に合わせて、この影像、音声処理信号が接続ライン
    （ＡＶ端子接続ライン）を通して表示器内へ出力され
    て、影像音声のダブル効果を有する運動ゲーム相互作用
    を行う制御システムである、請求項５記載の運動により
    発生したパラメータでゲームと相互作用させる制御シス
    テム。
  7. 【請求項７】 運動機械ゲームにも実施することができ
    て、ゲームプログラムを進行中に運動器材の使用に合わ
    せて、運動を発生する変化データとして、この変化デー
    タ信号数を運動ゲームメイン機の変換レシーバへ伝達し
    てパラメータへ変換し、パラメータは演算処理してシス
    テムがエンコード演算後に影像音声ゲームソフトウェア
    プログラムの制御指令とすることができて、エンコード
    信号制御指令が同時にフォースフィードバックを運動器
    材へ伝達して、機械の運動器材と合わせてゲームの影像
    音声と同時に身をもって体験できる相互作用のゲームと
    する、運動により発生したパラメータでゲームと相互作
    用させる制御システム。
  8. 【請求項８】 その制御指令が各種の異なる心拍センサ
    を機械運動器に取り付けるか、プレーヤーの手や足や胸
    などの異なる部分へ取り付けて、前記機械運動器が心拍
    センサの心拍パルスを得て、運動ゲームメイン機へ送っ
    てから、メイン機の心拍変換レシーバにより演算制御パ
    ラメータを完成して影像処理装置へ出力し、同時に機械
    運動器が制御メイン機により得て演算した後の制御指令
    により、ゲーム影像に必要な動作が、同時に前進、後退
    あるいは左右あるいは上下に揺れたり、振動したりし
    て、２Ｄあるいは３Ｄのゲーム影像音声を出力して同時
    に相互作用する動作を行い、身をもって体験する運動ゲ
    ームである、請求項７記載の運動により発生したパラメ
    ータでゲームと相互作用させる制御システム。
  9. 【請求項９】 前記システムはまたインターネットに連
    結する方式により、ゲームプログラムを共用のメイン機
    により処理して、インターネットによりそれぞれ変換レ
    シーバが挿入された端末機が連結されて、プレーヤーが
    インターネットからゲームのソフトウェアを得て、各種
    異なる運動数値センサに合わせて、インターネットに接
    続して運動ゲームメイン機へ伝送し、影像音声効果が相
    互作用するゲームの制御を開始するものである、運動に
    より発生したパラメータでゲームと相互作用させる制御
    システム。
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