JP2003083715A - 指示位置検出方法、指示位置検出装置およびガンコントローラ型ゲーム機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、モニタ装置の表示画面上に反射媒
体を付着するだけで指示位置を高精度に特定でき、しか
も画像処理が簡単になり低コストに構成することができ
る指示位置検出方法、指示位置検出装置およびガンコン
トローラ型ゲーム機の提供を目的とする。 【解決手段】この発明は、画像を表示するモニタ装置の
前面特定位置に反射媒体を付着しておき、前記モニタ装
置の前面表示位置を光投射手段によって指示したとき、
前記モニタ装置の前面を撮像手段が撮像し、その撮像デ
ータから特定される前記反射媒体の検出位置に基づいて
光投射指示された位置を決定する指示位置検出方法であ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、例えばテレビな
どのモニタ装置の画面に映し出された標的をガンコント
ローラで光投射して撃つ家庭用ゲーム機に利用されるよ
うな指示位置検出方法に関し、さらに詳しくは撃った位
置を正確に指示できるようにした指示位置検出方法、指
示位置検出装置およびガンコントローラ型ゲーム機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、上述例のようなガンコントロー
ラを用いて撃った画像位置を指示する場合、例えば、図
９に示すように、モニタ装置９１の表示画面９２に位置
決め枠９３を記録した画像を、ゲーム機本体９４の制御
部９５から出力して表示し、この表示画面９２上の狙い
撃つ位置をガンコントローラ９６のトリガスイッチ９７
を操作して指示したとき、表示画面９２に表示された画
像をガンコントローラ９６に備えた撮像部９８で撮像
し、この撮像された画像から画像処理部９９および位置
検出部１００を介して、撮像された画像内に映し出され
た位置決め枠９３の位置に基づいて使用者が指示した位
置を決定する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法では表示画面に表示された画像を撮像する場合、周
囲の風景から映像への映りこみ、表示画面上の反射など
により画像を正確に再現するのが難しく、複雑な画像処
理を要することになり、このため位置決め枠の抽出が難
しく、誤った位置を指示してしまうことがある。

【０００４】さらに他の例として、赤外線光源およびフ
ィルタを用いて外乱光の影響を受けないように配慮した
位置検出方法が知られている(特開平１１−３０５９３
５号)。

【０００５】しかしこの場合は、赤外線光源をモニタ装
置に取付けておく必要があり、赤外線光源を予め内蔵し
た専用のモニタ装置を使用するか、あるいは後からモニ
タ装置に赤外線光源を取付ける必要があるが、このよう
な専用のモニタ装置は高価であり、また光源の数が多い
と配線作業が煩わしく、配線そのものも邪魔になるので
家庭用ゲーム機には向いていないという問題を有してい
た。

【０００６】そこでこの発明は、モニタ装置の表示画面
上に反射媒体を付着するだけで指示位置を高精度に特定
でき、しかも画像処理が簡単になり低コストに構成する
ことができる指示位置検出方法、指示位置検出装置およ
びガンコントローラ型ゲーム機の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、画像を表示
するモニタ装置の前面特定位置に反射媒体を付着してお
き、前記モニタ装置の前面表示位置を光投射手段によっ
て指示したとき、前記モニタ装置の前面を撮像手段が撮
像し、その撮像データから特定される前記反射媒体の検
出位置に基づいて光投射指示された位置を決定する指示
位置検出方法であることを特徴とする。

【０００８】ここでモニタ装置とは、画像を表示可能な
例えば液晶モニタ、ハイビジョンテレビなどの各種の画
像表示装置で構成することができる。

【０００９】前記反射媒体とは、モニタ装置の前面に付
着可能なプラスチックフィルムなどで構成することがで
きる。

【００１０】光投射手段とは、例えば赤外線を投射する
赤外線光源で構成することができる。

【００１１】撮像手段とは、モニタ装置の表示画像を含
む前面全体を撮像可能な撮像カメラで構成することがで
きる。

【００１２】この発明によれば、モニタ装置の表示画面
に対し、その画面上の一点を指示するように操作したと
き、その操作時の画像を撮像手段により取得し、この取
得した画像に映し出された反射媒体から表示画面のサイ
ズと、その中心位置を求めることができ、予め設定され
た基準位置となる表示画面の中心位置と比較することに
より、指示した方向とその距離との変位量が求まり、こ
のときの変位量から表示画面上の指示位置を算出するこ
とができる。

【００１３】このように、モニタ装置の前面に反射媒体
を付着するだけで指示位置を特定できることから液晶モ
ニタ、テレビなどの画像の表示方式に関係なく指示位置
の検出が可能になり、また指示位置を特定させるための
手段に、表示画面をフラッシュさせるような必要もない
ため画面のちらつきがなくなる。したがって、乱れのな
い画像を安定供給し続けることができ、画像処理が容易
になる。

【００１４】前記反射媒体には、反射に適した材質や反
射面を有する媒体を使用するものであり、例えば光を偏
向反射させる回帰反射板を用いれば、光が反射するとき
の偏向作用が生じても、不要な反射光を除去して必要な
反射光のみを抽出することができる。このため、撮像手
段は表示画面上の位置決め用の回帰反射板を正確に捉え
て指示位置を高精度に検出できる。また、モニタ装置の
前面に反射媒体を付着するだけで指示位置検出用の表示
画面を簡単に構築することができる。

【００１５】さらに、反射媒体に位置決め基準となる基
準検出部を設ければ、位置決め基準が的確に得られる。
例えば、Ｌ形状の反射媒体を用いれば、そのＬ形状の水
平方向と垂直方向の向きから位置決め基準が容易に求ま
る。

【００１６】また、形状を工夫して単体の反射媒体でも
構成できるが、複数の反射媒体を分散配置しても構成で
きる。例えば、モニタ装置の前面の４隅の位置に等間隔
に配設しておけば、その方向と距離との関係から中心位
置を容易に求めることができる。

【００１７】さらに、反射媒体からの反射光に赤外線を
用いることもでき、この赤外線を用いた場合は、赤外線
だけを取得するように設定して、より一層、反射光から
正確な位置決め情報を取得することができる。

【００１８】このような指示位置検出装置を、例えばガ
ンコントローラ型ゲーム機に備えた場合は、反射媒体の
取付けが簡単であり、しかも高精度の指示機能を有する
ことから高信頼性および高指示性能を有する指示位置検
出装置を容易に構築でき、家庭でも簡単にシューティン
グゲームを楽しむことができる。

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を以下図
面に基づいて説明する。図面はガンコントローラ型ゲー
ム機に使用される指示位置検出装置を示し、図１に示す
ガンコントローラ型ゲーム機１１はゲームの画像を表示
するモニタ装置１２と、標的を撃つためのガンコントロ
ーラ１３と、そのゲームの画像を表示させるためのゲー
ム機本体１４とから構成される。

【００１９】上述のモニタ装置１２はゲームの画像を表
示する表示装置として、例えばテレビをゲーム用のモニ
タ装置に切換えて兼用することができる。この場合、図
２(Ａ)に示すように、モニタ装置１２の前面に表示され
る表示画面１５の位置特定用に、同画面の４隅の位置に
回帰反射板１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを貼着して
構成するものである。

【００２０】これらの回帰反射板１６ａ〜１６ｄは、反
射に適した材質、例えばプラスチックフィルムを用いて
Ｌ形状の小片に形成し、これらの回帰反射板１６ａ〜１
６ｄを四角形状の表示画面１５に重ならないように、そ
の４隅の角部外側位置に両面テープ等を用いて段差が殆
どない状態に等間隔に配設する。

【００２１】さらにこの場合、Ｌ形状が、水平方向と垂
直方向の向きを表す基準の検出方向と検出位置となり、
これら４個の回帰反射板１６ａ〜１６ｄの反射画像を取
得することにより、表示画面１５上の中心の位置決め基
準を容易に設定することができる。

【００２２】また、回帰反射板１６ａ〜１６ｄは光を偏
向反射させる特有の機能を有し、後述する偏光板と組合
せることにより、偏光反射させて不要な光を除去し、必
要な反射光のみを抽出することができる。これによっ
て、取得した画像を処理するときの不要なデータを少な
くし、画像処理時間を短縮できる。単なる反射板では偏
光作用がなく、反射光が全て映るため画像を処理すると
きに不要なデータが多くなる。

【００２３】このため、撮像カメラで表示画面１５を撮
像したとき、図２(Ｂ)に示すように、表示画面１５の基
準位置となる４個の回帰反射板１６ａ〜１６ｄの位置を
正確に捉え、これらの存在から方向と距離が分り、表示
画面１５の基準となる中心位置およびガンコントローラ
１３を介して指示した表示画面１５上の指示位置を求め
ることができる。

【００２４】前記ガンコントローラ１３は射撃に適した
形状を有して、撮像カメラ１７と、赤外線光源１８ａ，
１８ｂと、制御部１９と、トリガスイッチ２０とを備え
て構成される。

【００２５】このうち、撮像カメラ１７はガンコントロ
ーラ１３の正面中央部に配設され、この撮像カメラ１７
でモニタ装置１２の前面を撮像する。また、同カメラの
撮像レンズの位置には可視光カットフィルタ２１と偏光
板２２とを備えており、可視光カットフィルタ２１でカ
メラに入る可視光を除去して赤外線のみを集光するよう
にし、また偏光板２２と組合せることによって不要な反
射光を排除し、赤外線のみを捉え、赤外線の集光効率を
高めている。

【００２６】前記撮像カメラ１７を中心とする両側の位
置には、赤外線光源１８ａ，１８ｂを配設し、両赤外線
光源１８ａ，１８ｂより赤外線をモニタ装置１２の前面
に向けて均一に照射するように設定している。この場
合、赤外線光源１８ａ，１８ｂは、モニタ装置１２まで
の距離や使用する光源の指向性によって１個でもよく、
光量に応じた必要数を配設する。

【００２７】上述の赤外線光源１８ａ，１８ｂから照射
された赤外線はモニタ装置１２の前面を照射し、このと
き回帰反射板１６ａ〜１６ｄより反射した赤外線を撮像
カメラ１７で撮像するものである。また、赤外線光源１
８ａ，１８ｂの前面には、偏光板２３ａ，２３ｂをそれ
ぞれ配設しており、これらの偏光板２３ａ，２３ｂによ
って不要な光を除去し、赤外線の検出作用を高めてい
る。

【００２８】このようにして取得した赤外線の反射デー
タを制御部１９に送信して画像処理および位置検出する
ものであり、このときは不要な反射光を除去して乱れの
ない安定した赤外線だけを取得するため、その後の画像
処理が容易になり、正確で信頼性の高い位置検出ができ
る。

【００２９】そして、ゲーム中はトリガスイッチ２０が
操作されて画像が指示された時点で撮像した画像を分析
し、その分析したデータ結果をゲーム機本体１４に送信
し、このゲーム機本体１４よりモニタ装置１２に対して
データ結果に応じた映像信号を出力する。例えば、指示
位置との関係から標的に当たったか、否かを判定したデ
ータ結果に応じた映像を出力する。

【００３０】図３はゲーム開始時の初期設定原理図を示
し、撮像カメラ１７でモニタ装置の表示画面１５の略中
央を撮像したとき、図３(Ａ)に示すように、４個の回帰
反射板１６ａ〜１６ｄの全てが映るように予め設定して
おく。

【００３１】このとき、各回帰反射板１６ａ〜１６ｄの
映像位置から四角形の表示画面１５の横と縦のサイズ
Ｘ，Ｙを検出し、この検出したサイズからカメラ映像の
中心位置Ｐ１を求めて基準座標に設定する。

【００３２】この基準座標となるカメラ映像の中心位置
Ｐ１が、図３(Ｂ)に示すように、モニタ装置の表示画面
１５の中心に一致するように、その表示画面１５の中心
を求めて基準点Ｐ２に設定する（基準点Ｐ２は、Ｘ／
２，Ｙ／２の座標位置から求まる）。

【００３３】図４は撮像カメラの向きを表示画面の右上
に向けた場合の画像取得原理図を示す。

【００３４】この場合は、図４(Ａ)に示すように、撮像
カメラが取得した映像から表示画面１５の中心位置Ｐ３
を求め、これを基に撮像カメラの中心位置となる基準点
Ｐ４を求める。この基準点Ｐ４は表示画面の中心位置Ｐ
３からの変位量Ｘ１，Ｙ１に基づいて算出することがで
きる。

【００３５】この結果、図４(Ｂ)に示すように、モニタ
装置の表示画面１５に対してガンコントローラ１３で指
示した位置は、 Ｘ：水平方向の表示画面の距離 Ｙ：垂直方向の表示画面の距離 Ｘ１：水平方向の中心位置の変位量 Ｙ１：垂直方向の中心位置の変位量 とすると、 Ｘ＝Ｘ／２＋Ｘ１ Ｙ＝Ｙ／２−Ｙ１ の式で表すことができ、この結果、図中、表示画面１５
の右上位置Ｐ５を指示したと求めることができる。

【００３６】図５は撮像カメラの向きが表示画面（表示
領域）外を指示した場合の画像取得原理図を示す。

【００３７】この場合は、図５(Ａ)に示すように、撮像
カメラが取得した映像から表示画面１５の中心位置Ｐ６
を求め、これを基に撮像カメラの中心位置となる基準点
Ｐ７を求める。

【００３８】このとき、表示画面１５の中心位置Ｐ６か
ら、ある方向にずれた変位量によって表示領域内が指示
されたか、表示領域外が指示されたかを判定するもので
あり、 Ｘ１＞Ｘ／２ の式から水平方向にずれた変位量Ｘ１は、表示領域外に
位置するか否かを判定し、 Ｙ１＞Ｙ／２ の式から垂直方向にずれた変位量Ｙ１は、表示領域外に
位置するか否かを判定する。

【００３９】この結果、図５(Ｂ)に示すように、モニタ
装置の表示画面１５に対して指示された位置が表示領域
外であれば、表示画面１５より外れた図中右上方向の枠
外を指示した基準点Ｐ８が求められる。

【００４０】このように構成されたガンコントローラ型
ゲーム機１１の使用動作を図６のフローチャートを参照
して説明する。

【００４１】ゲームを開始する際、先ず、テレビなどの
表示画面の４隅に回帰反射板１６ａ〜１６ｄを貼着し
て、ゲーム機専用のモニタ装置１２を設けておき、その
表示画面１５に初期画面メニュを表示し、これに伴って
撮像カメラ１７とモニタ装置１２との相互の中心となる
基準位置合せの調整を行う(ステップｎ１)。

【００４２】調整後はゲームの利用が許容され(ステッ
プｎ２)、ゲーム中はトリガスイッチ２０が操作される
度(一定周期で連続的でもよい)に指示位置を算出し(ス
テップｎ３)、そのデータをモニタ装置１２の表示画面
１５に送信する(ステップｎ４)。

【００４３】このような指示位置の出力操作がゲームが
終了するまで繰返し実行される(ステップｎ５)。

【００４４】次に、上述のゲーム開始時の初期設定動作
を図７のフローチャートを参照して説明する。

【００４５】先ず、モニタ装置１２の表示画面１５に初
期設定のメニュを表示させ(ステップｎ１１)、このメニ
ュの基準位置調整用画面に対して(ステップｎ１２)、ガ
ンコントローラ１３を画面の中心に向けてトリガスイッ
チ２０を操作すると（ステップｎ１３）、撮像カメラ１
７はモニタ装置１２の表示画面１５の中央を撮像し（ス
テップｎ１４）、その画像データを取込む（ステップｎ
１５）。

【００４６】取込んだ画像データから制御部１９は回帰
反射板１６ａ〜１６ｄの反射した画像を抽出し（ステッ
プｎ１６）、回帰反射板１６ａ〜１６ｄで囲まれた領域
のＸ方向、Ｙ方向の変位量に相当する画素数を求め、こ
れより表示画面１５のサイズが求まり、その値を記憶し
ておく（ステップｎ１７）。

【００４７】記憶したＸ，Ｙの値から表示画面１５の中
心位置を算出し、これを記憶して初期設定動作が終了す
る（ステップｎ１８）。

【００４８】次に、表示画面１５に映し出された標的を
ガンコントローラ１３で指示したときの指示位置処理動
作を図８のフローチャートを参照して説明する。

【００４９】今、使用者がガンコントローラ１３のトリ
ガスイッチ２０を操作すると(ステップｎ２１)、そのト
リガスイッチ２０の信号を受けた制御部１９は赤外線光
源１８ａ，１８ｂを発光させ、そのときの反射光ととも
に撮像カメラ１７が表示画面１５を撮像し、そのときの
画像データを取込む（ステップｎ２２）。

【００５０】取込んだ画像データから回帰反射板１６ａ
〜１６ｄに反射した反射光の画像を抽出し（ステップｎ
２３）、制御部１９は回帰反射板１６ａ〜１６ｄで囲ま
れた領域のＸ、Ｙ方向の画素数を読取り、これに基づい
て表示画面１５の中心位置を求める（ステップｎ２
４）。

【００５１】この求めた表示画面１５の中心位置とガン
コントローラ１３の撮像した映像の中心位置とのずれ
(変位量)を算出する（ステップｎ２５）。

【００５２】この変位量を基に表示画面１５の指示位置
を算出し（ステップｎ２６）、この算出した指示位置の
データをゲーム機本体１４に送信し、このゲーム機本体
１４よりデータ結果に応じた映像信号をモニタ装置１２
に送信して、１回の指示位置の処理動作が終了する（ス
テップｎ２７）。

【００５３】上述のように、モニタ装置の表示画面上の
一点をガンコントローラで指示したとき、そのときに映
し出された回帰反射板から基準位置と、基準位置と指示
位置との間の変位量が求まり、この変位量から表示画面
上の指示位置を高精度に検出することができる。こと
に、回帰反射板の取付けが簡単であり、しかも高精度の
指示機能を有することから高信頼性および高指示性能を
有する指示位置検出装置を容易に構築でき、家庭でも簡
単にシューティングゲームを楽しむことができる。

【００５４】この発明の構成と、上述の実施の形態の構
成との対応において、この発明の反射媒体は、実施の形
態の回帰反射板１６ａ〜１６ｄに対応し、以下同様に、
光投射手段は、赤外線光源１８ａ，１８ｂに対応し、撮
像手段は、撮像カメラ１７に対応し、検出手段および位
置決め手段は、制御部１９に対応し、基準検出部は、回
帰反射板１６ａ〜１６ｄのＬ形状に対応するも、この発
明は、請求項に示される技術思想に基づいて応用するこ
とができ、上述の実施の形態の構成のみに限定されるも
のではない。

【発明の効果】この発明によれば、モニタ装置の前面に
反射媒体を付着するだけで指示位置検出用の表示画面を
簡単に構築することができる。このため、液晶モニタ、
テレビなどの画像の表示方式に関係なく指示位置の検出
が可能になり、また指示位置を特定させるための手段
に、表示画面をフラッシュさせるような必要もないため
画面のちらつきがなくなり、乱れのない画像を安定供給
することができ、その後の画像処理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ガンコントローラ型ゲーム機を示す概略構成
図。

【図２】 回帰反射板の貼着状態およびその画像取得状
態を示す説明図。

【図３】 初期設定時の撮像カメラの映像とモニタ装置
の表示画面を示す説明図。

【図４】 右上を撮像したときの撮像カメラの映像とモ
ニタ装置の表示画面を示す説明図。

【図５】 撮像位置が枠外を指示したときの撮像カメラ
の映像とモニタ装置の表示画面を示す説明図。

【図６】 ガンコントローラ型ゲーム機の使用動作を示
すフローチャート。

【図７】 ゲーム開始時の初期設定動作を示すフローチ
ャート。

【図８】 標的をガンコントローラで指示したときの指
示位置処理動作を示すフローチャート。

【図９】 従来のガンコントローラ型ゲーム機に使用さ
れている指示位置検出装置を示す概略構成図。

【符号の説明】

１２…モニタ装置 １６ａ〜１６ｄ…回帰反射板 １７…撮像カメラ １８ａ，１８ｂ…赤外線光源

フロントページの続き (72)発明者 福井 修一 鳥取県倉吉市巌城1005番地 オムロン倉吉 株式会社内 (72)発明者 政木 俊道 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C001 AA07 BA02 CA08 CB01 CB04 CB06 CC02 2F065 AA03 AA07 AA20 BB29 DD11 FF04 FF21 FF61 GG01 GG13 JJ03 JJ26 LL11 LL26 LL33 QQ26 QQ28 QQ31 RR05 SS13 5B087 AA09 AE00 BC01 BC32

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を表示するモニタ装置の前面特定位置
   に反射媒体を付着しておき、前記モニタ装置の前面表示
   位置を光投射手段によって指示したとき、前記モニタ装
   置の前面を撮像手段が撮像し、その撮像データから特定
   される前記反射媒体の検出位置に基づいて光投射指示さ
   れた位置を決定することを特徴とする指示位置検出方
   法。
2. 【請求項２】画像を表示するモニタ装置の前面特定位置
   に付着した反射媒体と、前記モニタ装置の前面に光を投
   射する光投射手段と、前記光が投射されたモニタ装置の
   前面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮
   像データに基づいて前記反射媒体の位置を検出する検出
   手段と、前記検出手段の検出データに基づいて前記光投
   射手段が光投射指示した位置を決定する位置決め手段を
   備えた指示位置検出装置。
3. 【請求項３】前記反射媒体は、光を偏向反射させる回帰
   反射板で構成した請求項２記載の指示位置検出装置。
4. 【請求項４】前記反射媒体は、位置決め基準となる基準
   検出部を備えたことを特徴とする請求項２または３記載
   の指示位置検出装置。
5. 【請求項５】前記反射媒体は、モニタ装置の前面に複数
   個を配設したことを特徴とする請求項２、３または４記
   載の指示位置検出装置。
6. 【請求項６】前記光投射手段の投射光に赤外線を用いた
   ことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の指示
   位置検出装置。
7. 【請求項７】請求項２、３、４、５または６記載の指示
   位置検出装置を備えたガンコントローラ型ゲーム機。