JP2005293090A - 位置検出システム、ゲームシステム及び位置検出システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポインティングデバイスを自由に手に持ってプレイでき、少ない演算付加でポインティングデバイスの画面に対するポイント位置や回転や傾き等が検出すること。
【解決手段】Ｘ軸と平行な第１方向のライン状走査光２２を所定の走査速度でＹ軸方向１４に走査させ、その後Ｙ軸と平行なライン状走査光２４を所定の走査速度でＸ軸方向１２に走査させる走査光照射部２０と、第１及び第２方向のライン状走査光２２，２４が前記画面１０上のポイント位置１６を通過するタイミングを検出する受光部３０と、第１方向のライン状走査光の走査開始からのポイント位置通過検出までの時間、第２方向のライン状走査光の走査開始からポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスの画面上のポイント位置を演算する位置演算部１１２と含む位置検出システムである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、位置検出システム、ゲームシステム及び位置報検出システムの制御方法に関する。

従来より、ガン型のコントローラを用いて、プレーヤが擬似的な射撃を楽しむことができる射撃ゲーム装置が知られている。
特開平２−７１２５２号公報 特開平８１１７４４８号公報

従来より、画面上に表示された標的を銃を用いて射つように形成されたゲーム装置が広く普及している。このようなゲーム装置では、筐体の所定位置にＣＲＴ等の表示画面を設け、所定のゲームプログラムにしたがい演算される標的を次々に画面上に表示する。プレイヤーがガン型コントローラを用いてこの標的をねらいトリガをひくと、ガン型コントローラが狙った位置が位置検出回路を用いて検出され、それが標的の位置とが一致すると、弾丸が標的に当たったと判断され、この標的に対応した得点が表示される。

このようにガン型コントローラから実際に弾丸を打ち出すことなく、表示画面上に表示される標的を射撃するよう形成されたゲーム装置として、ガン型コントローラを、上下左右の一定の角度範囲内でガンの向きを変更可能な保持装置に取り付け、その保持装置内に設けたエンコーダ等によりガンの向きを検知するようにしたものが従来から知られているが、ガンを保持装置から取り外してプレイすることはできないので、ゲームのリアリティーが大幅に損なわれるという問題があった。

ガン型コントローラを保持装置に取り付けることなく、自由に手に持ってプレイすることのできる射撃ゲーム装置としては、ガン型コントローラの銃口部に受光素子を設け、プレーヤがガン型コントローラのトリガを引くと同時に、画面をゲーム画面から位置検出用ホワイト画面に切り替え、画面の左上隅を始点としてホワイト画面のラスタ走査が開始されるように形成されていた。そして、ガン型コントローラの銃口方向のラスタ走査が行われると同時に、ラスタ走査画面からの光をガン型コントローラに設けられた受光素子が検知し、そのラスタ走査位置を着弾位置として検出していた。

上記手法によれば、ガンを自由に手に持ってプレイできるが、プレイヤーがガン型コントローラのトリガを引くと、ゲーム画面が一瞬にせよホワイト画面に切り替わるため、ガン型コントローラトリガを引くたびにゲーム画面にフラッシュと呼ばれるチラつきが発生してしまい、目の疲れを助長してしまうという問題があった。特に複数のプレイヤによってゲームを行う場合には他人が引金を引く都度画面が一瞬変化するので、プレイヤのゲームへの興味が殺がれると云う問題点があった。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ポインティングデバイスを自由に手に持ってプレイでき、フラッシュによるちらつきの発生しない位置検出システム、ゲームシステム及び位置報検出システムの制御方法を提供することにある。

（１）本発明は、
被検出面に対するポインティングデバイスのポイント位置を検出する位置検出システムであって、
前記被検出面に投影形状がライン状の走査光を照射し、当該ライン状走査光を前記被検出面上の異なる２方向に所定の速度で走査させる走査光照射部と、
前記被検出面で反射されるライン状走査光を検出する受光部と、
前記被検出面の第１方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間と、前記被検出面の第２方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間とに基づき前記被検出面のポイント位置を演算する位置演算部と、
を含むことを特徴とする位置検出システムである。

ポインティングデバイスとは、前記被検出面上の位置を指示するものであればよく、たとえばガン型コントローラ等のシューティングデバイスでもよい。

ここにおいてライン状走査光は例えば赤外線等の可視領域外の所定の波長を有する光を用いることが好ましい。

また被検出面は、例えばＸ軸、Ｘ軸と垂直なＹ軸等のような前記被検出面上の異なる２方向の軸座標によって位置が特定されるものであればよく、例えばゲーム画像（背景画像や標的）が表示される画面（ＣＲＴ、ディスプレイ、液晶画面でもよい）でもよいし、プロジェクタ等で画像が投影されるスクリーンでもよいし壁や床でもよい。また、画像等が表示されていないものでもよい。

走査光照射部は、第１及び第２方向のライン状走査光が例えば１／６０秒程度の所定の速度で、例えば画面の上端から下端まで（その逆でもよい）縦方向に走査し、その後例えば左端から右端まで（その逆でもよい）横方向に走査するように構成することができる。なお第１方向のライン状走査光及び第２方向のライン状走査光の走査速度はシステムが把握でき、かつ位置検出に必要十分な速度であればよく、同速度である必要はない。

受光部はライン状走査光の波長の光を検出可能な受光素子で構成され、ポインティングデバイスのポイント方向からの光を受光し画面上を走査するライン状走査光がポイント位置を通過するタイミングを検出する。

第１方向のライン状走査光は所定の速度で画面上のＹ軸方向を走査するため、第１方向のライン状走査光の走査開始位置と時刻及びポイント位置の通過時刻がわかればＹ軸方向に関するライン状走査光のポイント位置（Ｙ軸方向に関する座標）を求めることができる。また第２方向のライン状走査光は所定の速度で画面上のＸ軸方向を走査するため、第２方向のライン状走査光の走査開始位置と時刻及びポイント位置の通過時刻がわかればＸ軸方向に関するライン状走査光のポイント位置（Ｘ軸方向に関する座標）を求めることができる。

従って位置演算部は、例えば走査光照射部の走査制御情報等によりＸ軸方向の走査開始時刻を取得し、また受光部の検出情報によりライン状走査光のポイント位置通過検出時刻を取得することにより、Ｘ軸方向の走査開始から第１方向のライン状走査光のポイント位置通過検出までの時間、Ｙ軸方向の走査開始（対象エリア、画面の端）から第２方向のライン状走査光のポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスのポイント位置を演算するようにしてもよい。

（２）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
前記第１方向のライン状走査光と前記第２方向のライン状走査光として異なる周波数の光を発光する発光部を有し、
前記受光部は、
前記第１方向のライン状走査光を通過するフィルターと、前記第２方向のライン状走査光を通過するフィルターと、各フィルターを透過した光を受光するセンサーとを有することを特徴とする。

（３）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
前記第１方向のライン状走査光と前記第２方向のライン状走査光として異なる周波数の光を発光する発光部を有し、
前記受光部は、
受光した光の周波数に基づいて、受光したライン状走査光の走査方向を認識する手段を有することを特徴とする。

（４）本発明の位置検出システムは、
前記位置演算部は、
所定のポインティングイベントが発生した場合に、第１方向のライン状走査光の走査開始からのポイント位置通過検出までの時間、第２方向のライン状走査光の走査開始からポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスの画面上のポイント位置を演算することを特徴とする。

所定のポインティングイベントとは、ポインティングタイミングを指定する入力であり、例えばポインティングデバイスがシューティングデバイスである場合にはそのトリガ入力が該当する。

本発明の位置検出システムでは、常時又は任意のタイミングで位置検出を行うことができるが、所定のポインティングイベントが発生した場合のみ、ポインティングデバイスがポイントした被検出面上の位置を演算するように構成して、処理負荷を軽減するようにしてもよい。

（５）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
所定のポインティングイベントが発生したタイミングでライン状走査光の照射を開始することを特徴とする。

（６）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
赤外線レーザー光を発光する赤外線発光部と、
前記赤外線レーザー光を回転するポリゴンミラーに反射させ、前記赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
前記ポリゴンミラーに反射する前記赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる光学系と、
前記光学系で屈折された前記赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させてライン状走査光を出力する光拡散部と
を含むことを特徴とする。

（７）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
第１のライン状走査光を画面上に照射する第１の走査光照射部と、
第１の走査光照射部が第１のライン状走査光を画面上に照射した後に、第２のライン状走査光を画面上に照射する第２の走査光照射部とを含み、
前記第１の走査光照射部は、
第１の赤外線レーザー光を発光する第１の赤外線発光部と、
前記第１の赤外線レーザー光を回転する第１のポリゴンミラーに反射させ、前記第１の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
前記第１のポリゴンミラーに反射する前記第１の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第１の光学系と、
前記第１の光学系で屈折された前記第１の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第１方向のライン状走査光を出力する第１の光拡散部とを含み、
前記第２の走査光照射部は、
第２の赤外線レーザー光を発光する第２の赤外線発光部と、
前記第２の赤外線レーザー光を回転する第２のポリゴンミラーに反射させ、前記第２の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
前記第２のポリゴンミラーに反射する前記第２の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第２の光学系と、
前記第２の光学系で屈折された前記第２の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第２方向のライン状走査光を出力する第２の光拡散部と
を含むことを特徴とする。

（８）本発明の位置検出システムは、
前記走査光照射部は、
第１の赤外線レーザー光を発光する第１の赤外線発光部と、
第２の赤外線レーザー光を発光する第２の赤外線発光部と、
前記第１の赤外線レーザー光及び前記第２の赤外線レーザー光を回転するポリゴンミラーの異なる反射面に反射させ、前記第１の赤外線レーザー光及び前記第２の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
前記第１のポリゴンミラーに反射する前記第１の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第１の光学系と、
前記第２のポリゴンミラーに反射する前記第２の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第２の光学系と、
前記第１の光学系で屈折された前記第１の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第１方向のライン状走査光を出力する第１の光拡散部と、 前記第２の光学系で屈折された前記第２の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第２方向のライン状走査光を出力する第２の光拡散部と、
を含むことを特徴とする。

（９）本発明の位置検出システムは、
前記ポリゴンミラーは、第１の赤外線レーザー光と第２の赤外線レーザー光を同時に反射しないように構成することを特徴とする。

（１０）本発明は、
上記のいずれかの位置検出システムと、
前記位置検出システムにより演算された画面上のポイント位置に基づいてゲーム処理を行うゲーム処理部と、
前記ゲーム処理部の処理結果に基づいて、画面に表示する画像を生成する画像生成部とを含み、
前記ポインティングデバイスは銃を模したシューティングデバイスとして構成され、
前記ゲーム処理部は、
前記位置検出システムにより演算された画面上のポイント位置に基づいてシューティング演算又はヒットチェック演算を行うことを特徴とするゲームシステムである。

（１１）本発明は、
被検出面に対するポインティングデバイスのポイント位置を検出する位置検出システムの制御方法であって、
前記被検出面に投影形状がライン状の走査光を照射し、当該ライン状走査光を前記被検出面上の異なる２方向に所定の速度で走査させるステップと、
前記被検出面で反射されるライン状走査光を検出するステップと、
前記被検出面の第１方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間と、前記被検出面の第２方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間とに基づき前記被検出面のポイント位置を演算するステップと、
を含むことを特徴とする位置検出システムの制御方法である。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

図１は本実施の形態の位置検出システムの一例について説明するためのブロック図である。

１０はシューティングゲームのためのゲーム画像（背景画像や標的）が表示される画面（２次元平面、ＣＲＴ、ディスプレイ、液晶画面、スクリーンでもよい）であり、Ｘ軸１２とＹ軸１４によって位置が特定可能な２次元平面（画面）である。

５０は、画面１０上の位置（又は画面内の標的）等を指示するポインティングデバイス５０であり、たとえばガン型コントローラ等のシューティングデバイスでもよい。

本実施の形態の位置検出システムは走査光照射部２０を含む。走査光照射部２０は、前記画面１０にＸ軸１２と平行な第１方向のライン状走査光（Ｙ走査レーザーライン）２２を照射し当該ライン状走査光（Ｙ走査レーザーライン）２２を所定の走査速度でＹ軸１４方向（Ｙ走査方向１４’）に走査させ、その後Ｙ軸１４と平行な第２方向のライン状走査光（Ｘ走査レーザーライン）２４を照射し当該ライン状走査光（Ｘ走査レーザーライン）２４を所定の走査速度でＸ軸１２方向（Ｘ走査方向１２’）に走査させる。

ライン状走査光２２，２４は例えば赤外線等の可視領域外の所定の波長を有する光を用いることが好ましい。

走査光照射部２０は、第１方向のライン状走査光２２及び第２方向のライン状走査光２４が例えば１／６０秒程度の所定の速度で、例えば画面の上端から下端まで（その逆でもよい）縦方向に走査し、その後例えば左端から右端まで（その逆でもよい）横方向に走査するように構成することができる。なお第１方向のライン状走査光２２及び第２方向のライン状走査光２４の走査速度はシステムが把握でき、かつ位置検出に必要十分な速度であればよく、同速度である必要はない。

また交差する２方向に画面上を走査させればよく、２軸が直交している必要はない。

本実施の形態の位置検出システムは受光部３０を含む。受光部３０は、ポインティングデバイス５０のポイント方向５２からの光を受光し、画面上のポイント位置における第１及び第２方向のライン状走査光の通過を検出する。

受光部３０はライン状走査光の波長の光を検出可能な受光素子（受光センサ）で構成され、ポインティングデバイス５０のポイント方向５２からの光を受光し画面上を走査するライン状走査光２２，２４が画面上のポイント位置１６を通過するタイミングを検出する。

本実施の形態の位置検出システムは位置演算部１１２を含む。位置演算部１１２は、第１方向のライン状走査光２２の走査開始からのポイント位置１６通過検出までの時間、第２方向のライン状走査光２４の走査開始からポイント位置１６通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスの画面上のポイント位置１６を演算する。

第１方向のライン状走査光２２は所定の速度で画面１０上のＹ軸方向１４を走査するため、第１方向のライン状走査光２２の走査開始位置１７と時刻及びポイント位置１６の通過時刻がわかればＹ走査方向１４’に関する第１方向のライン状走査光１２のポイント位置（Ｙ軸方向に関する座標）を求めることができる。また第２方向のライン状走査光２４は所定の速度で画面上のＸ走査方向１２’を走査するため、第２方向のライン状走査光２４の走査開始位置１８と時刻及びポイント位置１６の通過時刻がわかればＸ軸方向１２に関する第２方向のライン状走査光２４のポイント位置（Ｘ軸方向に関する座標）を求めることができる。

位置演算部１１２は、例えば走査光照射部の走査制御情報等によりＸ軸方向の走査開始時刻を取得し、また受光部の検出情報によりライン状走査光のポイント位置通過検出時刻を取得することにより、Ｘ軸方向の走査開始から第１方向のライン状走査光のポイント位置通過検出までの時間、Ｙ軸方向の走査開始（対象エリア、画面の端）から第２方向のライン状走査光のポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスのポイント位置を演算するようにしてもよい。

図２（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態におけるポイント位置検出の原理について説明するための図である。

図２（Ａ）（Ｂ）に示すように受光部３０は、円形をした検出エリア３２を有する。従ってポインティングデバイス５０を画面のポイント方向に向けると画面上のポイント位置（図１の１６）に受光部の受光センサの検出エリア３２が設定される。

図２（Ａ）のようにこの検出エリア３２内を、第１方向のライン状走査光２２が通過すると受光センサはこの光を検出し、検出パルスを出力する。

また図２（Ｂ）のようにこの検出エリア３２内を、第２方向のライン状走査光２４が通過すると受光センサはこの光を検出し、検出パルスを出力する。

図３に本実施形態の位置検出システムを含むゲーム装置（画像生成装置）の例を示す。

画面１０に対し、Ｘ軸１２と平行なライン状走査光（Ｙ走査レーザーライン）２２の画面上での照射位置がＹ軸方向１４に移動するように第１方向のライン状走査光２２を画面上に照射可能で、その後にＹ軸１４と平行なライン状走査光（Ｘ走査レーザーライン）２４の画面上での照射位置が画面上でＸ軸１２方向に移動するように第２方向のライン状走査光２４を画面上に照射可能な位置に走査光照射部２０を配置する。第１方向のライン状走査光２２及び第２方向のライン状走査光２４はゲーム中常時発光走査するように構成してもよいし、プレーヤがガン型コントローラＧＣ（広義にはポインティングデバイス、シューティングデバイス、他の説明でも同様）のトリガを引いたときに発光走査するように構成してもよい。

ガン型コントローラＧＣの銃口部には、受光部３０が設けられており、ガン型コントローラＧＣのポイント方向からの光を受光し、第１及び第２方向のライン状走査光が前記画面上のポイント位置を通過するタイミングを検出する。

プレーヤＰは、ガン型コントローラＧＣを画面１０の方に向け、標的ＴＧを狙ってトリガを引くと、受光部３０が画面１０上のポイント位置１６を第１方向のライン状走査光２２及び第２方向のライン状走査光２２を検出する。そしてＸ軸１２方向の走査開始（対象エリア、画面１０の端）から第１方向のライン状走査光の受光までの時間、Ｙ軸１４方向の走査開始（対象エリア、画面の端）から第１の赤外線走査光の受光間での時間に基づきガン型コントローラＧＣのポイント位置（画面上のポイント位置）を演算し、標的ＴＧにヒットしたか否かをチェックし、ヒットした場合にはそのプレーヤのゲーム成績に得点を加算し、標的のヒット時のモーションを再生する処理などのゲーム処理が行われる。画面１９２には、このゲーム処理に応じたゲーム画像が表示されることになる。

図４に本実施の形態のゲーム装置及び位置検出システムの機能ブロック図の例を示す。なお、図４の構成要素の一部を省略する構成としてもよい。

ガン型コントローラＧＣは、第１方向のライン状走査光及び第２方向のライン状走査光の受光タイミングを検出する受光部３０、プレーヤがポインティングイベントである発射タイミング（ポインティングタイミング、シューティングタイミング）を指示するトリガ５４を含む。

走査光照射部２０は、前記画面にＸ軸と平行な第１方向のライン状走査光を照射し当該ライン状走査光を所定の走査速度でＹ軸方向に走査させ、その後Ｙ軸と平行なライン状走査光を照射し第２の当該ライン状走査光を所定の走査速度でＸ軸方向に走査させる処理を行う。

記憶部１７０は、処理部１００や通信部１９６などのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭなどにより実現できる。

記憶部１７０は、ポインティングデバイスが所定の配置状態にある時の２次元位置検出部の検出値に対応する基準値を記憶する基準値情報記憶部１７２を含むようにしてもよい。

なお前記２次元光位置検出センサーの検出値に基づき基準値が設定されるようにしてもよい。

情報記憶媒体１８０（コンピュータにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、ハードディスク、或いはメモリ（ＲＯＭ）などのハードウェアにより実現できる。処理部１００は、この情報記憶媒体１８０に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち情報記憶媒体１８０には、本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム）が記憶される。

画面１９０は本実施形態により生成された画像を出力するものであり、その機能はＣＲＴ、投写型ディスプレイ、或いはＬＣＤなどにより実現できる。音出力部１９２は本実施形態により生成された音を出力するものであり、その機能はスピーカ、或いはヘッドフォンなどにより実現できる。

携帯型情報記憶装置１９４（メモリカードや携帯型ゲーム装置）は、プレーヤの個人データやゲームのセーブデータなどを記憶するものである。通信部１９６は、外部（ホスト装置、他の画像生成システム）との間で通信を行うための各種制御を行うものであり、その機能は、プロセッサ又は通信用ＡＳＩＣなどのハードウェアや、プログラムにより実現できる。

なお本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（データ）は、ホスト装置（サーバー）が有する情報記憶媒体からネットワーク及び通信部１９６を介して情報記憶媒体１８０（記憶部１７０）に配信してもよい。このようなホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含めることができる。

処理部１００（プロセッサ）は、受光部３０からの検出値や、走査光照射部２０からの走査開始タイミング情報や、プログラムなどに基づいて、ゲーム処理、画像生成処理、或いは音生成処理などを行う。

処理部１００は、ゲーム処理部１１０、位置報演算部１１２、画像生成部１２０、音生成部１３０を含む。なおこれらの一部を省略してもよい。また処理部１００の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ）やＡＳＩＣ（ゲートアレイ）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。また照射位置の検出処理や判定処理を処理部１００において行うようにしてもよい。この場合には処理部１００が位置検出部４２、判定部４４を含むことになる。

ゲーム処理部１１０は、ゲーム開始条件が満たされた場合にゲームを開始する処理、ゲームを進行させる処理、キャラクタやマップなどのオブジェクトを配置する処理、オブジェクトを表示する処理、ゲーム結果を演算する処理、或いはゲーム終了条件が満たされた場合にゲームを終了する処理などのゲーム処理を行う。

より具体的にはゲーム処理部１１０は、配置情報演算部１１２によって演算されたシューティングデバイスの配置情報（シューティングデバイスの位置、傾き、回転等）に基づいて、弾道を計算し標的とのヒットチェックを行う。そして弾が標的にヒットしたと判定すると、そのプレーヤのゲーム成績に得点を加算する。また弾がヒットした標的のヒット時モーションを再生する処理などを行う。

位置報演算部１１２は、第１方向のライン状走査光の走査開始からのポイント位置通過検出までの時間、第２方向のライン状走査光の走査開始からポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスの画面上のポイント位置を演算する処理を行う。

画像生成部１２０は、処理部１００で行われる種々の処理（ゲーム処理）の結果に基づいて描画処理を行い、これにより画像を生成し、画面１９０に出力する。例えば、いわゆる３次元画像を生成する場合には、まず、座標変換、クリッピング処理、或いは透視変換等のジオメトリ処理が行われ、その処理結果に基づいて、プリミティブ面データが作成される。そして、このプリミティブ面データ（描画データ）に基づいて、ジオメトリ処理後のオブジェクト（１又は複数のプリミティブ面）の画像が、描画バッファ（フレームバッファ）に描画される。これにより、オブジェクト空間内において仮想カメラ（所与の視点）から見える画像が生成されるようになる。

音生成部１３０は、処理部１００で行われる種々の処理の結果に基づいて音処理を行い、ＢＧＭ、効果音、又は音声などのゲーム音を生成し、音出力部１９２に出力する。

なお図４の処理部１００の処理を複数のＣＰＵ（例えばメインＰＣＢとサブＰＣＢが有するＣＰＵ）に分散して行わせるようにしてもよい。例えばＧＣにサブＰＣＢを搭載し、このサブＰＣＢに位置検出部の機能を持たせるようにしてもよい。

なお図３、図４では、１人のプレーヤがプレイする場合を例にとり説明したが２人以上のプレーヤがプレイする場合にも本発明は当然に適用できる。

また図３、図４では、ポインティングデバイスがガン型のコントローラである場合を例にとり説明したが、これとは異なる形状や態様のコントローラ（例えばライフル型や剣型のコントローラ）であっても、本発明は適用可能である。

図５は、本実施の形態の位置検出処理の流れについて説明するためのフローチャート図である。

プレーヤのトリガ入力が検出されると以下の処理が行われる（ステップＳ１０）。

ガン型コントローラの受光部は、トリガ入力情報を受け取るとライン状走査光の徐行検出を開始する（ステップＳ２０）。

次にポリゴンミラーの角度（回転タイミング）をチェックして走査開始タイミングを待つ（ステップＳ３０）。

走査光照射部のライン状走査光をＸ方向とＹ方向を交互に走査するので、現在の走査方向がＸ方向かＹ方向かをチェックする（ステップＳ４０）。

チェックした方向の走査を開始し、検出までの時間測定を開始する（ステップＳ５０）。

ガン型コントローラの受光部でライン状走査光を検出する（ステップＳ６０）。

測定開始からライン状走査光検出までの時間（t1）を測定する（ステップＳ７０）。

他方の走査を開始し、検出までの時間測定を開始する（ステップＳ８０）。

ガン型コントローラの受光部でライン状走査光を検出する（ステップＳ９０）
他方の走査の測定開始からライン状走査光検出までの時間（t2）を測定する（ステップＳ１００）。

t1、t2より検出位置を計算で求める（ステップＳ１１０）。

ガン入力用PCBより検出位置データをメインPCBへ転送する（ステップＳ１２０）。

メインPCB上でゲーム空間の標的とのヒットチェック演算等を行う（ステップＳ１３０）。

図６、図７は本実施の形態の走査光照射部の構成について説明するための図である。図６は走査光照射部を構成する走査光照射装置の側面図（ｘ軸方向から見た図）であり、図７は走査光照射装置の平面図（ｙ軸方向から見た図）である。

走査光照射装置２０は、赤外線レーザー光９０を発光する赤外線発光部４２と、前記赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させるポリゴンミラー４４と、連続的に向きが変化する前記赤外線レーザー光９２〜９３を屈折させ、所定の走査方向６０に前記赤外線レーザー光９４〜９５を平行光にする光学系（レンズ）４６と、前記所定の走査方向６０に平行移動する前記赤外線レーザー平行光９４〜９５を走査方向６０と直交する方向に拡散させてライン状走査光を出力する光拡散部（ガラスロット）４８とを含む。

赤外線発光部４２は例えば半導体レーザーユニット等で構成され、所定の波長の赤外線レーザー光を発光する。

ポリゴンミラー４４は、周囲に一連の平面反射面を持った回転部材であり、走査される物体（画面）上に光源からの光を反射するために使われる。ここでは６個の平面反射面を有する６角形のポリゴンミラーを１／１２０secに１回転で回転させている。

光学系は例えばレンズで構成することができ、光拡散部４８は、ガラスロッドで構成することができる。

赤外線発光部４２で発光された赤外線レーザー光９０はミラー４３で反射され、反射された赤外線レーザー光９１は、高速に回転するポリゴンミラー４４の各平面反射面に入射する。ここにおいてポリゴンミラー４４は回転しているため、各平面反射面７０に対する赤外線レーザー光９１の入射角は時間的に変化し、ポリゴンミラー４４の各平面反射面７０に反射した赤外線レーザー光９２の向きは所定の範囲θ１で変化する。すなわち１つの平面反射面に当たって反射した反射光の向きが９２〜９３に変化し、次の平板反射面に当たって反射した反射光の向きも９２〜９３に変化する。そしてポリゴンミラー４４の各平面反射面７０に反射した反射光は走査レンズ４６によってその向きをＺ軸方向に変えられ、走査レンズ４６に入射するポリゴンミラーの反射光９２〜９３は走査方向６０に平行な平行光９４〜９５になる。

走査開始地点に当たる赤外線レーザー光９４が当たる部分に走査開始信号用ＰＤ４７を設け、当該走査方向における走査開始のタイミングを検出するようにしてもよい。

この時点で投影光がスポット光である赤外線レーザー光９４〜９５は、ガラスロット４８を通過することによって図７に示すようにＸ軸方向に拡散され、図１に示すような投影光が線状のＹ走査レーザーラインとなる。

そして図６に示すように、赤外線レーザー光が走査方向６０に移動走査することで、図１に示すようにＹ走査レーザーライン２２がＹ走査方向１４’に移動走査することになる。

なお図６、図７では走査光照射部のＹ走査方向に移動走査するＹ走査レーザーライン（第１方向のライン状走査光）を生成する装置（第１の走査光照射部、Ｙ走査レーザーライン照射装置）構成について説明したが、Ｘ走査方向に移動走査するＸ走査レーザーライン（第２方向のライン状走査光）を生成する装置（第２の走査光照射部、Ｘ走査レーザーライン照射装置）の構成も同様であり、その画面に対する配置を９０度変更することで対応することができる。

そして第１の走査光照射部が第１方向のライン状走査光を画面上に照射した後に、第２の走査光照射部が第２方向のライン状走査光を画面上に照射する。

図８はＹ走査レーザーライン照射部とＸ走査レーザーライン照射部においてポリゴンミラーを共用する走査光照射装置の構成について説明するための図である。

走査光照射装置４１０は、第１の赤外線レーザー光を発光する第１の赤外線レーザー光発光部３１０と、第２の赤外線レーザー光を発光する第２の赤外線レーザー光発光部３２０と、前記第１の赤外線レーザー光３１２及び前記第２の赤外線レーザー光３２２の反射光の向きを連続的に変化させるポリゴンミラー３３０と、第１の赤外線レーザー光３１２の反射光３３２〜３３４を、走査方向３４８に沿った平行光３４２〜３４４に変化させる第１の光学系（走査レンズ）３４０と、第２の赤外線レーザー光３２２の反射光３３６〜３３８を、走査方向３５８に沿った平行光３５２〜３５４に変化させる第２の光学系（走査レンズ）３５０と、前記第１の赤外線レーザー光３１２の平行光３４２〜３４４を走査方向３４８の垂直方向に拡散させて第１方向のライン状走査光を出力する光拡散部（ガラスロッド）３６０と、前記第２の赤外線レーザー光３２２の平行光３３６〜３３８を走査方向３５８の垂直方向に拡散させて第２方向のライン状走査光を出力する光拡散部（ガラスロッド）３７０とを含む。

光拡散部（ガラスロッド）３７０で拡散された光は、反射鏡３８０でスクリーン方向に反射されてスクリーンに照射される。

ここにおいて４角形のポリゴンミラー３３０は対向面にそれぞれの反射面３３１をもつ２面ポリゴンミラーである。第１の赤外線レーザー光３１２が反射面３３１に反射している期間は、第２の赤外線レーザー光３２２は反射しない面３３３にあたり、第２の赤外線レーザー光３２２が反射面３３１に反射している期間は、第１の赤外線レーザー光３１２は反射しない面３３３にあたる。このようにポリゴンミラー３３０を、第１の赤外線レーザー光３１２と第２の赤外線レーザー光３２２を同時に反射しないように構成すると、第１方向のライン状走査光と、第２方向のライン状走査光とを交互に画面上に照射することができる。

上記実施形態では、第１方向ライン状走査光と第２方向ライン状走査光とを交互に移動照射する構成を例にとり説明したが本発明はこれに限られない。例えばこれらを同時に移動照射する構成でもよい。

例えば上記実施形態の位置検出システムにおいて、第１の赤外線レーザー光発光部と第２の赤外線レーザー光発光部が発光する赤外線レーザー光の特性（例えば周波数（波長））を異ならせ、受光部に第１の赤外線レーザー光発光部が発光したレーザー光を通過するフィルターと、第２の赤外線レーザー光発光部が発光したレーザー光を通過するフィルターとをそれぞれ設け、各フィルタを通過した光をそれぞれ検出可能な受光センサを設ける構成としてもよい。

また上記実施形態の位置検出システムを、受光した光の周波数（波長）を検出可能な受光素子で構成された受光部と、受光素子が検出した周波数から受光したライン状走査光の走査方向を認識する走査方向認識部を設ける構成としてもよい。ここにおいて走査方向認識部は、ハードウエア（回路等）で実現してもよいし、ソフトウエアで実現してもよい。

なお本発明は、上記実施形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。

例えば、明細書又は図面中の記載において広義や同義な用語として引用された用語は、明細書又は図面中の他の記載においても広義や同義な用語に置き換えることができる。

また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。

また、本発明は種々のゲーム（シューティングゲーム、ロボット対戦ゲーム、スポーツゲーム、ロールプレイングゲーム等）に適用できる。

また本発明は、業務用ゲーム装置、家庭用ゲーム装置、多数のプレーヤが参加する大型アトラクションゲーム装置、シミュレータ、パーソナルコンピュータ等の種々のゲーム装置に適用できる。

本実施の形態の位置検出システムの一例について説明するためのブロック図である。 図２（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態におけるポイント位置検出の原理について説明するための図である。 本実施形態の位置検出システムを含むゲーム装置（画像生成装置）の例を示す。 本実施の形態のゲーム装置及び位置検出システムの機能ブロック図の例を示す。 本実施の形態の位置検出処理の流れについて説明するためのフローチャート図である。 本実施の形態の走査光照射部の構成について説明するための図である。 本実施の形態の走査光照射部の構成について説明するための図である。 Ｙ走査レーザーライン照射部とＸ走査レーザーライン照射部においてポリゴンミラーを共用する走査光照射装置の構成について説明するための図である。

符号の説明

Ｐ プレーヤ、ＧＣ ガン型コントローラ、１０ 画面、１２ Ｘ軸（Ｘ走査方向）、１４ Ｙ軸（Ｙ走査方向）、２０ 走査光照射部、２２ 第１方向のライン状走査光（Ｙ走査レーザーライン）、２４ 第２方向のライン状走査光（Ｘ走査レーザーライン）、３０ 受光部、４２ 赤外線発光部、４４ ポリゴンミラー、４６ 走査レンズ、４８ ガラスロット、５４ トリガ、１００ 処理部、１１０ ゲーム処理部、１１２ 位置情報演算部、１２０ 画像生成部、１３０ 音生成部、１７０ 記憶部、１８０ 情報記憶媒体、１９０ 表示部、１９２ 画面、１９２ 音出力部、１９４ 携帯型情報記憶装置、１９６ 通信部

Claims (11)

1. 被検出面に対するポインティングデバイスのポイント位置を検出する位置検出システムであって、
   前記被検出面に投影形状がライン状の走査光を照射し、当該ライン状走査光を前記被検出面上の異なる２方向に所定の速度で走査させる走査光照射部と、
   前記被検出面で反射されるライン状走査光を検出する受光部と、
   前記被検出面の第１方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間と、前記被検出面の第２方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間とに基づき前記被検出面のポイント位置を演算する位置演算部と、
   を含むことを特徴とする位置検出システム。
2. 請求項１において、
   前記走査光照射部は、
   前記第１方向のライン状走査光と前記第２方向のライン状走査光として異なる周波数の光を発光する発光部を有し、
   前記受光部は、
   前記第１方向のライン状走査光を通過するフィルターと、前記第２方向のライン状走査光を通過するフィルターと、各フィルターを透過した光を受光するセンサーとを有することを特徴とする位置検出システム。
3. 請求項１において、
   前記走査光照射部は、
   前記第１方向のライン状走査光と前記第２方向のライン状走査光として異なる周波数の光を発光する発光部を有し、
   前記受光部は、
   受光した光の周波数に基づいて、受光したライン状走査光の走査方向を認識する手段を有することを特徴とする位置検出システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記位置演算部は、
   所定のポインティングイベントが発生した場合に、第１方向のライン状走査光の走査開始からのポイント位置通過検出までの時間、第２方向のライン状走査光の走査開始からポイント位置通過検出までの時間に基づきポインティングデバイスの画面上のポイント位置を演算することを特徴とする位置検出システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記走査光照射部は、
   所定のポインティングイベントが発生したタイミングでライン状走査光の照射を開始することを特徴とする位置検出システム。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記走査光照射部は、
   赤外線レーザー光を発光する赤外線発光部と、
   前記赤外線レーザー光を回転するポリゴンミラーに反射させ、前記赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
   前記ポリゴンミラーに反射する前記赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる光学系と、
   前記光学系で屈折された前記赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させてライン状走査光を出力する光拡散部と
   を含むことを特徴とする位置検出システム。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記走査光照射部は、
   第１のライン状走査光を画面上に照射する第１の走査光照射部と、
   第１の走査光照射部が第１のライン状走査光を画面上に照射した後に、第２のライン状走査光を画面上に照射する第２の走査光照射部とを含み、
   前記第１の走査光照射部は、
   第１の赤外線レーザー光を発光する第１の赤外線発光部と、
   前記第１の赤外線レーザー光を回転する第１のポリゴンミラーに反射させ、前記第１の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
   前記第１のポリゴンミラーに反射する前記第１の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第１の光学系と、
   前記第１の光学系で屈折された前記第１の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第１方向のライン状走査光を出力する第１の光拡散部とを含み、
   前記第２の走査光照射部は、
   第２の赤外線レーザー光を発光する第２の赤外線発光部と、
   前記第２の赤外線レーザー光を回転する第２のポリゴンミラーに反射させ、前記第２の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
   前記第２のポリゴンミラーに反射する前記第２の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第２の光学系と、
   前記第２の光学系で屈折された前記第２の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第２方向のライン状走査光を出力する第２の光拡散部と
   を含むことを特徴とする位置検出システム。
8. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記走査光照射部は、
   第１の赤外線レーザー光を発光する第１の赤外線発光部と、
   第２の赤外線レーザー光を発光する第２の赤外線発光部と、
   前記第１の赤外線レーザー光及び前記第２の赤外線レーザー光を回転するポリゴンミラーの異なる反射面に反射させ、前記第１の赤外線レーザー光及び前記第２の赤外線レーザー光の向きを連続的に変化させる手段と、
   前記第１のポリゴンミラーに反射する前記第１の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第１の光学系と、
   前記第２のポリゴンミラーに反射する前記第２の赤外線レーザー光を所定の方向に屈折させる第２の光学系と、
   前記第１の光学系で屈折された前記第１の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第１方向のライン状走査光を出力する第１の光拡散部と、 前記第２の光学系で屈折された前記第２の赤外線レーザー光を走査方向と直交する方向に拡散させて第２方向のライン状走査光を出力する第２の光拡散部と、
   を含むことを特徴とする位置検出システム。
9. 請求項８において、
   前記ポリゴンミラーは、第１の赤外線レーザー光と第２の赤外線レーザー光を同時に反射しないように構成することを特徴とする位置検出システム。
10. 請求項１乃至９のいずれかの位置検出システムと、
    前記位置検出システムにより演算された画面上のポイント位置に基づいてゲーム処理を行うゲーム処理部と、
    前記ゲーム処理部の処理結果に基づいて、画面に表示する画像を生成する画像生成部とを含み、
    前記ポインティングデバイスは銃を模したシューティングデバイスとして構成され、
    前記ゲーム処理部は、
    前記位置検出システムにより演算された画面上のポイント位置に基づいてシューティング演算又はヒットチェック演算を行うことを特徴とするゲームシステム。
11. 被検出面に対するポインティングデバイスのポイント位置を検出する位置検出システムの制御方法であって、
    前記被検出面に投影形状がライン状の走査光を照射し、当該ライン状走査光を前記被検出面上の異なる２方向に所定の速度で走査させるステップと、
    前記被検出面で反射されるライン状走査光を検出するステップと、
    前記被検出面の第１方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間と、前記被検出面の第２方向を走査するライン状走査光の走査開始から前記受光部が当該ライン状走査光を検出するまでの時間とに基づき前記被検出面のポイント位置を演算するステップと、
    を含むことを特徴とする位置検出システムの制御方法。

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