JP2006346002A - ゲーム機及びこれの画像切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者に操作手段を操作している状態で常に表示手段を直視させて、表示手段で表現される仮想的空間内で起きる出来事を操作者に疑似体験させることにある。
【解決手段】ゲーム機１は、操作者Ｐが床のような接地面Ｇに相対的移動不能に配置された支持台１０と、支持台１０に対して相対的回転可能に支持された回転台２０と、回転台２０に揺動可能に支持されたフレーム３０と、フレーム３０に設けられたモニタ４０及び操作ハンドル５０とを備える。支持台１０は、接地面Ｇに垂直方向に伸びる回転軸１２を有する。回転台２０は、回転軸１２を中心に回転可能に支持台１０に、ベアリングのような軸受け（図示せず）を介して、３６０°回転可能に、支持台１０に支持されている。回転台２０は、回転軸１２の軸線Ｚに直角に交差するように伸びる軸線Ｙを有する枢軸２２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゲーム機に関し、特に、操作者が操作手段を操作することにより、ゲームを表示している表示手段が移動されるゲーム機に関する。

ゲーム機は、ゲーム機に設定されているゲームを楽しもうとする操作者が操作する操作ハンドルと、操作者が見るモニタと、を備える。操作者は、モニタの画面に表示された画像を見て、表示されたゲームの画像に基づいて操作ハンドルを操作することにより、ゲームを楽しむ。

ゲームの内容は、所定のキャラクタやシンボルと予め設定された仮想空間とを含む画像をモニタの画面に表示することにより表現される。操作者は、モニタの画面に表示された画像を見ながら、このゲームの目的を達成するように、操作ハンドルを操作する。また、モニタの画面に表示される画像が１／６０秒〜１／５０秒で切り換えられるので、操作者は、モニタの画面に表示される仮想空間やキャラクタ等が動いているように認識する。

操作者にゲームを十分に楽しんでもらうために、ゲーム機は、ゲームの進行に応じて操作者の視覚や聴覚等に刺激を与えている。つまり、操作者は、モニタの画面を見ながら、操作ハンドルを操作し、また、ゲーム機からの視覚や聴覚等の刺激を受ける。このようにして、操作者は、モニタの画面に表示された仮想空間で起きている事柄を疑似体験する。この疑似体験が、操作者の体験に基づいて容易に理解できる体験に近いほど、すなわち、操作者が体験した疑似体験にリアル性が高いほど、操作者はゲームに夢中になる傾向がある。

そこで、従来より、操作者に種々の刺激を与えることができるゲーム機が考えられている。

例えば、図１１に示すように、特許文献１に記載のゲーム機１００は、操作者Ｐを椅子１１０に座らせて、ゲームを行わせる。椅子１１０は、ゲーム機１００の支持台（図示せず）に自転可能に取り付けられている。ゲーム機１００は、操作者Ｐの前方にモニタ１２０を配置させている。モニタ１２０は、支持台に固定されている。

ゲーム機１００は、例えば、ゲーム進行中、操作者Ｐが操作している登場人物が進むべき方向を決めるために周囲を見回す場合、椅子１１０に腰掛けた操作者Ｐは見たい方向に操作者Ｐの上体を向ける。この際、操作者Ｐの上体と一緒に椅子１１０も自転する。ゲーム機１００は、椅子１１０が自転すると、椅子１１０の回転角度に応じた立体画像をモニタ１２０に表示させる。

具体的には、椅子１１０が正面（図１１（ａ）参照）から右方に自転し（図１１（ｂ）参照）さらに右方に自転する（図１１（ｃ）参照）と、それに応じてゲーム機１００は、モニタ１２０に表示される立体画像を正面方向（図１１（ａ）参照）から右側方向（図１１（ｂ）参照）さらに右側方向（図１１（ｃ）参照）へと切り替える。

操作者Ｐが自己の上体を実際に望む方向に向けることにより、操作者Ｐが望む方向に自転され、かつ、操作者Ｐがモニタ１２０に表示された画像で表現された仮想的空間を見ることができる。この仮想的空間は、操作者Ｐがこれまでに体験した状況に酷似しており、また、操作者Ｐが回転される平衡感覚と相まって、操作者Ｐは、仮想空間で起きた事柄を実際に体験しているように感じ、ゲーム機１００が演出する仮想体験を簡単に楽しむことができる。
特開平６−３２７８３６号公報（図４）

しかし、ゲーム機１００は、操作者Ｐのみを自転させるので、自転された操作者Ｐは、モニタ１００が視線の外に移動してしまうように感じ、モニタ１２０に表示されている仮想空間を直視することができない。このため、操作者Ｐは、ゲーム機１００に設定されているゲームを十分に楽しむことができないという問題を有する。

本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、操作者に操作手段を操作している状態で常に表示手段を直視させて、表示手段で表現される仮想的空間内で起きる出来事を操作者に疑似体験させることにある。

発明者は、上記目的を達成するために、操作者がゲームを行っている最中は、常にモニタを見ることができるようにするため、操作者の前に常にモニタを配置する以下のゲーム機を発明した。

（１） 垂直方向に伸びる回転軸を有する支持台と、前記回転軸を中心に回転可能に前記支持台に支持された回転台であって前記回転軸の軸線に直交する方向に軸線が伸びる枢軸を有する回転台と、前記枢軸を中心に揺動可能に前記回転台に支持されたフレームであって前記回転台から前記枢軸の軸線に直交する方向に伸びるフレームと、操作者が前記フレームの他方から見ることができるように前記フレームの一方に設けられた表示手段と、前記フレームの他方に設けられたフレーム操作手段であって前記操作者が前記表示手段に向いた状態で、前記フレームを前記回転軸を中心に回転させ又は前記枢軸を中心に揺動させることができるフレーム操作手段と、前記支持台に対する前記回転台の回転角度を検出し、検出された回転角度を左右角度値として出力する左右方向回転角度検出器と、前記回転台に対する前記フレームの揺動角度を検出し、検出された揺動角度を上下角度値として出力する上下方向揺動角度検出器と、前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて、前記表示手段に表示させる表示画像データを演算し、演算された表示画像データを前記表示手段に出力する表示制御部と、を備え、前記表示手段は前記表示画像データを表示するゲーム機。

（１）に記載の発明は、フレームの中央を、回転台を介して回転軸を中心に回転可能に、かつ、枢軸を中心に揺動可能に支持する支持台を有している。このため、操作者がフレームの他方に取り付けられた操作手段を操作しながら支持台の周りを移動しても、フレームの一方に取り付けられた表示手段も、つねに操作者に向くように移動するので、操作者は、表示手段を常に見ながら操作手段を操作することができ、ゲーム機が演出する仮想空間を常に疑似体験することができる。

しかも、フレームは、回転軸の周りを３６０°回転し、かつ、上下方向に揺動するので、操作者は、操作手段を操作しながら支持台の周りを移動することができる。このため、操作者は、操作者の周囲に、表示手段によって演出されるゲームの映像が表示されているような体感を得るので、ゲーム機が演出する仮想空間を常に疑似体験することができる。

（２） 垂直方向に伸びる回転軸を有する支持台と、前記回転軸を中心に回転可能に前記支持台に支持された回転台であって前記回転軸の軸線に直交する方向に軸線が伸びる枢軸を有する回転台と、前記枢軸を中心に揺動可能に前記回転台に支持されたフレームであって前記回転台から前記枢軸の軸線に直交する方向に伸びるフレームと、前記回転台に設けられ、操作者が座る椅子と、前記操作者が前記フレームの他方から見ることができるように前記フレームの一方に設けられた表示手段と、前記フレームの他方に設けられたフレーム操作手段であって操作者が前記表示手段に向いた状態で、前記枢軸を中心に前記フレームを揺動させることができるフレーム操作手段と、前記回転台に設けられた回転操作手段であって前記操作者が前記表示手段に向いて前記椅子に座った状態で前記回転台を前記回転軸を中心に回転させるための操作をすることができる回転操作手段と、前記回転操作手段の操作に基づいて前記回転台を前記支持台に対して回転させるための回転角度であって前記支持台に対する前記回転台の回転角度を算出し、算出された回転角度を上下角度値として出力する左右方向回転角度算出器と、前記回転台に対する前記フレームの揺動角度を検出し、検出された上下角度値を出力する上下方向揺動角度検出器と、前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて、前記表示手段に表示させる表示画像データを演算し、演算された表示画像データを前記表示手段に出力する表示制御部と、前記左右角度値に応じて、前記支持台に対して前記回転台を前記回転軸を中心に回転させる回転駆動源と、を備え、前記表示手段は前記表示画像データを表示するゲーム機。

（２）に記載の発明は、（１）に記載の発明と同様の作用効果を得る。さらに、操作者は、操作者が座っている椅子が回転軸の周りを公転するので、操作者は、椅子の公転により生じる遠心力を感じる。したがって、ゲーム機は、操作者にゲームの内容に応じて、映像と遠心力とを与えることにより、ゲーム機が演出する仮想空間をよりリアルに操作者に体験させることができる。

（１）又は（２）に記載の発明において、前記仮想中心が前記表示手段と前記操作手段との間に配置されているようにしてもよい。このようにすることにより、フレームは、これの両端に表示手段と操作手段とを有することになるので、フレームはシーソーのようにバランスよく仮想中心に支持される。したがって、操作者は、僅かな力で操作手段を保持することができる。また、操作者は、操作手段を操作する場合、表示手段及び操作手段の質量による慣性力を操作手段を介して体感するので、操作者は、ゲーム機が演出する仮想空間で操作者に与えられた操縦機を操作しているように感じ、ゲームの臨場性を高めることができる。

（３） 前記表示画像データは、前記回転軸の軸線と前記枢軸の軸線とが交差する位置を仮想中心とする仮想的な半球型のスクリーンに表示させるべき回転画像のうち、前記仮想中心から前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて決定される方向に位置する部分画像であって前記表示手段に表示可能な大きさの部分画像である（１）又は（２）に記載のゲーム機。

（３）に記載の発明は、表示手段に表示される画像データを、操作者を仮想中心に位置したときにおける仮想的な半球型のスクリーンに表示させるべき回転画像（パノラマ画像）の一部である部分画像としている。このため、操作者にとって最適な画像が表示手段に表示されるので、操作者は、ゲーム機が演出する仮想空間を実際に行われているかのような体験を得ることができる。

また、仮想的な半球型のスクリーンは、仮想中心から等距離にあるので、表示制御部が表示手段に表示させる画像の演算を簡略化することができる。このため、操作者が操作部を操作して、表示手段を移動させても、移動された表示手段の位置で表示手段に表示させる画像を短時間で得ることができるので、操作者の操作に追従した画像をリアルタイムに表示手段に表示させることができる。

（４） 前記表示制御部は、前記左右角度値又は前記上下角度値の変化を検出すると、前記回転画像のうち、前記仮想中心から変化後の左右角度値と変化後の上下角度値とに基づいて決定される方向に位置する別の部分画像であって前記表示手段に表示可能な大きさの別の部分画像を前記表示手段に表示させる（１）から（３）のいずれかに記載のゲーム機。

（４）に記載の発明は、表示制御部に、現在、表示手段によって表示されている部分画像を左右角度値又は上下角度値の変化に応じた別の部分画像を表示手段に表示させる。換言すると、操作者が操作手段を操作して、表示手段を移動させた距離に相当する分だけ表示手段に表示させた画像を表示手段が移動した方向に対して反対の方向に移動させる。これにより、操作者は、表示手段に表示された画像で表現される仮想的空間が支持台すなわち操作者に対して移動していないように感じる。したがって、操作者は、仮想空間に居るような感覚を有しながらゲーム機に設定されているゲームを楽しむことができる。

（５） （１）から（４）のいずれかに記載のゲーム機の画像切替方法であって、前記左右角度値を検出する左右角度検出ステップと、前記上下角度値を検出する上下角度検出ステップと、前記左右角度検出ステップ及び前記上下角度検出ステップのいずれもを実行した後に、前記表示画像データを前記左右角度値及び前記上下角度値に基づいて演算する画像データ演算ステップと、前記表示画像データを前記表示手段に表示させる表示ステップと、を備えた画像切替方法。

（５）に記載の発明は、上記（１）から（４）に記載のゲーム機に適用することができるので、上述の作用効果を得る。

（５）に記載の画像切替方法は、さらに、前記左右角度検出ステップ及び前記上下角度検出ステップのいずれもを実行した後にかつ前記画像データ演算ステップを実行する前に、前記左右角度検出ステップで検出した左右角度値と前記左右角度検出ステップの直前に検出した左右角度値である直前左右角度値とが異なっていること、及び、前記上下角度検出ステップで検出した上下角度値と前記上下角度検出ステップの直前に検出した上下角度値である直前上下角度値とが異なっていること、の少なくとも一方を満たす状態であるフレーム角度変動状態であるか否かを判断する角度変化判断ステップと、前記角度変化判断ステップにおいて前記フレーム角度変動状態であると判断した後に、前記左右角度検出ステップで検出した左右角度値を前記直前左右角度値として記憶する左右角度記憶ステップと、前記角度変化判断ステップにおいて前記フレーム角度変動状態であると判断した後に、前記上下角度検出ステップで検出した上下角度値を前記直前上下角度値として記憶する上下角度記憶ステップと、を備えてもよい。

本発明によれば、フレームに表示手段と操作手段とが取り付けられているので、操作者は、常に表示手段に向かいながら、操作手段を操作することができる。また、フレームは、支持台に対して仮想中心を中心に回転及び揺動するので、操作者の位置が支持台に対して変化する。このため、操作者は、回転軸を中心に移動していることを感じることと、ゲーム機が表示手段によって演出する仮想空間の世界を視覚で感じることとが相まって、よりゲームを楽しむことができる。

本発明に係るゲーム機及びこれの画像切替方法を添付した図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施形態のゲーム機の斜視図である。図２は、図１に示したゲーム機のブロック線図である。図３は、図１に示したゲーム機の表示手段に表示させる画像を説明するための図である。図４は、図３に示した説明図の別の説明図である。図５は、図１に示したゲーム機を操作している状態を示す斜視図である。図６は、図５に示したゲーム機を操作している状態を示す別の斜視図である。図７は、図１に示したゲーム機の表示制御部の動作を説明するフローチャート図である。

＜ゲーム機の構成＞
図１に示すように、ゲーム機１は、操作者Ｐが床のような接地面Ｇに相対的移動不能に配置された支持台１０と、支持台１０に対して相対的回転可能に支持された回転台２０と、回転台２０に揺動可能に支持されたフレーム３０と、フレーム３０に設けられたモニタ４０及び操作ハンドル５０と、を備える。

支持台１０は、接地面Ｇに垂直方向に伸びる軸線Ｚ（図１（Ｂ）参照）を有する回転軸１２を備える。支持台１０は、さらに、回転軸１２から放射線状に伸びる４つの足１４を有し、これら足１４は、接地面Ｇに相対的移動不能に設置されている。図示の例では、４つの足１４は、回転軸１２を中心に、東西南北の方向に伸びている。

回転台２０は、回転軸１２を中心に回転可能に支持台１０に、ベアリングのような軸受け（図示せず）を介して支持されている。したがって、回転台２０は、３６０°回転可能に、支持台１０に支持されている。

回転台２０は、回転軸１２の軸線Ｚに直角に交差するように伸びる軸線Ｙ（図１（Ｂ）参照）を有する枢軸２２を備える。回転軸１２の軸線Ｚと枢軸２２の軸線Ｙとが交差する位置を仮想中心Ｃとされる。また、軸線Ｙは、回転台２０が回転されても、常に、接地面Ｇに対して平行になるように、配置される。

フレーム３０は、ベアリングのような軸受け（図示せず）を介して枢軸２２を中心に揺動可能に回転台２０に支持されている。フレーム３０は、回転台２０から枢軸２２の軸線Ｙに直交する方向Ｘに伸びる。したがって、フレーム３０は、枢軸２２を中心にシーソーのように揺動するが、方向Ｘに伸びる仮想的な軸線を中心に揺動はしない。また、回転台２０は、支持台１０とフレーム３０とを接続する継手として作用する。

フレーム３０の一方３２にはモニタ４０が取り付けられている。モニタ４０は表示手段として作用する。フレーム３０の他方３４には操作ハンドル５０が取り付けられている。フレーム３０には、機関銃の銃口の形状を有する模擬銃口３６が、モニタ４０の画面４２の中央に向けられている状態で取り付けられている。

操作ハンドル５０は、操作者Ｐが操作ハンドル５０を操作することにより、フレーム３０を回転軸１２を中心に回転させ、また、フレーム３０を枢軸２２を中心に揺動させることができるフレーム操作手段として作用する。図示の例では、操作ハンドル５０は、模擬銃口３６を備えた機関銃の操作ハンドルのような形状を有している。

モニタ４０の画面４２は、操作者Ｐがフレーム３０の他方３４から見ることができるように、フレーム３０の伸びる方向Ｘすなわち操作ハンドル５０が設けられている方向に向いている。したがって、操作ハンドル５０は、操作者Ｐがモニタ４０に向いた状態で、フレーム３０を回転軸１２を中心に回転させ又は枢軸２２を中心に揺動させることができる。このため、操作者Ｐがゲーム機１のゲームを行っている間、操作者Ｐは、常に、操作者Ｐの視線Ｆをモニタ４０の画面４２に向けている。

図２に示すように、ゲーム機１は、支持台１０に対する回転台２０の角度を検出し、検出された角度を左右角度値αとして出力する左右方向回転角度検出器６０を備えている。左右方向回転角度検出器６０は、支持台１０に設けてもよいし、回転台２０に設けてもよい。左右角度値αは、例えば、北を０°とする回転角度で表される（図４参照）。

ゲーム機１は、回転台２０に対するフレーム３０の角度を検出し、検出された角度を上下角度値θとして出力する上下方向揺動角度検出器７０を備えている。上下方向揺動角度検出器７０は、回転台２０に設けてもよいし、フレーム３０に設けてもよい。上下角度θは、例えば、接地面Ｇに平行な方向を０°とする角度で表される（図１（Ｂ）、図５（Ｂ）参照）。

ゲーム機１は、左右角度値αと上下角度値θとに基づいて、モニタ４０の画面４２に表示させる表示画像データｄを演算し、演算された表示画像データｄをモニタ４０に出力する表示制御部８０を備えている。

図３及び図４に示すように、表示制御部８０は、ゲームの内容に基づいた画像データを有する。画像データは、プラネタリウムのような仮想的な半球型のスクリーンＳに表示させるための画像である。

以上のゲーム機１は、操作ハンドル５０、フレーム３０及びモニタ４０を回転台２０を介して支持台１０に支持されているので、操作者Ｐは以下のように操作ハンドル５０を操作する。

図１に示すように、操作者Ｐは、操作者Ｐがモニタ４０の画面４２を見ている状態で、操作ハンドル５０を両手で持つ。例えば、部分画像ｇ１（図３及び図４参照）を見ている操作者Ｐが、部分画像ｇ２（図３及び図４参照）を見たいと考える場合、操作者Ｐは、フレーム３０及びモニタ４０が図１に示す状態から図６に示す状態になるように、操作者Ｐが操作ハンドル５０を保持した状態で、操作ハンドル５０を回転軸１２の軸線Ｚを中心に回転させる。このとき、操作者Ｐは回転軸１２の周りを回転する。

また、例えば、図１に示すように、部分画像ｇ１（図３及び図４参照）を見ている操作者Ｐが部分画像ｇ３（図３参照）を見たいと考える場合、操作者Ｐは、フレーム３０及びモニタ４０が図１に示す状態から図５に示す状態になるように、操作者Ｐが操作ハンドル５０を保持した状態で、操作ハンドル５０を上下動させる。このとき、フレーム３０及びモニタ４０は枢軸２２の軸線Ｙを中心に揺動される。

＜ゲーム機の動作＞
図７を参照して、ゲーム機１の動作を説明する。

ゲーム機１に設定されているゲームは、予め設定されたゲームのストーリーと操作者Ｐの操作とに基づいて進行する。ゲーム機１は、ゲームの進行に基づいて回転画像ｇに表示させる画像を表示制御部８０に決定させる。図示の例では、ゲーム機１には、操作者Ｐが機関銃を操作し、操作者Ｐを中心に、操作者の周囲、すなわち、操作者の上下左右前後方向に点在しかつ移動する複数の戦闘機や軍艦などの目標物Ｔ（図３及び図４参照）をその機関銃から発砲される弾丸で破壊する内容のゲームが設定されている。

したがって、ゲーム機１は、モニタ４０の画面４２に、戦闘機や軍艦などの目標物Ｔとこれらの目標物Ｔがいる場所の背景とを含む回転画像ｇの一部分を表示させる。操作者Ｐは、模擬銃口３６が画面４２に表示される目標物Ｔに向くように操作ハンドル５０を操作し、操作ハンドル５０に取り付けられた銃弾発射ボタン（図示せず）を押して、目標物Ｔを破壊するゲームを楽しむ。目標物Ｔが破壊されたか否かの判断は、公知の当たり判定方法により行われる。

モニタ４０の画面４２は、表示制御部８０が画像切替方法を実行するたびに、表示制御部８０によって生成された部分画像ｇ１を表示する。

より具体的には、図３及び図４に示すように、表示制御部８０が図７に示す各ステップを一回実行すると、表示制御部８０は、モニタ４０の画面４２に表示させる表示画像データｄの元となるパノラマ画像のような回転画像ｇのうち、仮想中心Ｃから左右角度値αと上下角度値θとに基づいて決定される方向Ｘに位置する部分画像ｇ１を生成し、生成された部分画像ｇ１を表示画像データｄとしてモニタ４０に出力する。部分画像ｇ１は、モニタ４０の画面４２に表示可能な大きさである。ここで、回転画像ｇは、図３及び図４に示すようなプラネタリウムすなわち仮想的な半球型のスクリーンＳに表示させた場合に得られる画像であり、仮想中心Ｃから方向Ｘの方向にあるスクリーンＳを見た視点画像である。

＜画像切替方法＞
操作者Ｐがゲーム機１のゲームを開始させると、表示制御部８０は、画面４２の表示を切り換える画像切換サイクル時間が経過するたびに、図７に示す画像切替方法を実行する。画像切換サイクル時間は、例えば、１／６０秒〜１／５０秒の範囲に設定される。

先ず、表示制御部８０は、左右方向回転角度検出器６０から出力される左右角度値α及び上下方向揺動角度検出器７０から出力される上下角度値θを検出する（左右角度検出ステップＳＴ００１及び上下角度検出ステップＳＴ００２）。図示の例では、表示制御部８０は、上下角度検出ステップＳＴ００２を、左右角度検出ステップＳＴ００１の後に実行しているが、その逆であってもよい。

次に、表示制御部８０は、左右角度検出ステップＳＴ００１及び上下角度検出ステップＳＴ００２のいずれもを実行した後に、（１）左右角度検出ステップＳＴ００１で検出した左右角度値αと左右角度検出ステップＳＴ００１の直前に検出した左右角度値αである直前左右角度値α１とが異なっていること、及び、（２）上下角度検出ステップＳＴ００２で検出した上下角度値θと上下角度検出ステップＳＴ００２の直前に検出した上下角度値θである直前上下角度値θ１とが異なっていることを判断する（角度変化判断ステップＳＴ００３）。

表示制御部８０は、前者及び後者の判断の結果、少なくとも一方が異なっているフレーム角度変動状態と判断すると、フレーム３０が直前の角度変化判断ステップＳＴ００３におけるフレーム３０の位置から移動したフレーム角度変動状態であると判断する。

具体的には、例えば、操作者Ｐは、上昇する戦闘機のような目標物Ｔを機関銃で撃ち落とすために、フレーム３０がほぼ水平な状態すなわちモニタ４０が枢軸２２とほぼ同じ高さの位置にある状態（図１参照）から、モニタ４０をこれより高い位置（図５参照）に枢軸２２を中心に上方に移動させる。このために操作者Ｐは、操作ハンドル５０を押し下げる。

これにより、モニタ４０が上昇するので、上下方向揺動角度検出器７０が出力している上下角度値θは、徐々に大きくなる。つまり、操作者Ｐが操作ハンドル５０を上下方向に動かすことにより、上下方向揺動角度検出器７０が出力する上下角度値θは、直前の上下角度値θ１とは異なる値になる。

また、例えば、操作者Ｐは、水平飛行を続ける戦闘機のような目標物Ｔを機関銃で撃ち落とすために、フレーム３０の方向Ｘが北を向いている状態（図１参照）から、フレーム３０を回転軸１２を中心に反時計方向に９０°回転させる。このために、操作者Ｐは、操作ハンドル５０とともに回転軸１２の周りを回る。

これにより、モニタ４０が回転することにより、左右方向回転角度検出器６０が出力している左右角度値αは、徐々に大きくなる。つまり、操作者Ｐが操作ハンドル５０を左右方向に動かすことにより、左右方向回転角度検出器６０が出力する左右角度値αは、直前の左右角度α１とは異なる値になる。

このような操作者Ｐの動作は、実際の機関銃を操作する動作と同じ動作になる。このため、操作者Ｐは、実際の機関銃を操作しているように感じるので、ゲーム機１に設定されているゲームを楽しむ。

表示制御部８０は、フレーム３０がフレーム角度変動状態でないと判断した場合、再び、左右角度検出ステップＳＴ００１及び上下角度検出ステップＳＴ００２を実行する。しかし、表示制御部８０は、フレーム３０がフレーム角度変動状態であると判断した場合、次に示す左右角度記憶ステップＳＴ００４及び上下角度記憶ステップＳＴ００５を実行する。

次に、表示制御部８０は、角度変化判断ステップＳＴ００３においてフレーム３０がフレーム角度変動状態であると判断した後に、左右角度検出ステップＳＴ００１で検出した左右角度値αを直前左右角度値α１として記憶する（左右角度記憶ステップＳＴ００４）。また、上下角度検出ステップＳＴ００２で検出した上下角度値θを直前上下角度値θ１として記憶する（上下角度記憶ステップＳＴ００５）。図示の例では、表示制御部８０は、上下角度記憶ステップＳＴ００５を、左右角度記憶ステップＳＴ００４の後に実行しているが、その逆であってもよい。

表示制御部８０は、左右角度記憶ステップＳＴ００４及び上下角度記憶ステップＳＴ００５のいずれもを実行した後に、表示画像データｄを左右角度値α及び上下角度値θに基づいて演算する（画像データ演算ステップＳＴ００６）。

具体的には、表示制御部８０は、回転画像ｇのうち、仮想中心Ｃから左右角度値αと上下角度値θとに基づいて決定される新たな方向Ｘに位置する別の部分画像ｇ２を生成する。部分画像ｇ２は、部分画像ｇ１と同じ大きさであり、また、モニタ４０の画面４２に表示可能な大きさである。

つまり、表示制御部８０は、仮想中心Ｃを視点とし、この視点から左右角度値α及び上下角度値θの方向に見えるスクリーンＳに表示されるべき回転画像ｇの一部分を部分画像ｇ１としてクリッピングして、クリッピングされた部分画像ｇ１を透視変換（公知技術）して３Ｄ映像を生成し、そして、生成された３Ｄ映像をモニタ４０の画面４２に表示させる視点データの切り替えを実行する。

そして、表示制御部８０は、表示画像データｄをモニタ４０の画面４２に表示させる（表示ステップＳＴ００７）。

なお、角度変化判断ステップＳＴ００３、左右角度記憶ステップＳＴ００４及び上下角度記憶ステップＳＴ００５は、省略することができる。

このように、操作者Ｐは、支持台１０に対して操作者Ｐがいる位置に応じた部分画像ｇ１を常に見ながら、ゲーム機１に設定されたゲームを行っている。このため、操作者Ｐは、図３及び図４に示すプラネタリウムの中央に位置し、周囲３６０°及び上方のスクリーンＳを眺めている状態と同じ状態を体験するので、操作者Ｐは、まるで、ゲーム機１が演出する仮想空間内に居て、かつ仮想空間内を移動する戦闘機や軍艦などの目標物Ｔを機関銃で破壊しているかのような体験をする。したがって、操作者Ｐは、従来のゲーム機でゲームをするより、ゲーム機１に設定されているゲームを楽しむことができる。

＜第２の実施形態＞
図８は、本発明に係る第２の実施形態のゲーム機の斜視図である。図９は、図７に示したゲーム機のブロック線図である。図１０は、図８に示したゲーム機の左右方向回転角度算出器の動作を説明するフローチャート図である。なお、第２の実施形態のうち、第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、ゲーム機２は、操作者Ｐを椅子８５に座らせた状態で、操作者Ｐにゲームを行わせる。図示の例では、ゲーム機２は、機関銃が備えられた戦車のような戦闘車両に乗り込んで目標物Ｔを破壊するタイプのゲームである。

支持台１０は、接地面Ｇ垂直方向に伸びる回転軸１２を有する。支持台１０は、さらに、回転軸１２を支持する台座１６を有する。台座１６は平面がほぼ正八角形の台であり、この台は、回転軸１２が垂直になるように、接地面Ｇに設置されている。

回転台２０は、相対的移動不能に椅子８５及び２つの操作ペダル９５を備えている。２つの操作ペダル９５及び９５は、それぞれ、操作者Ｐが椅子８５に座って、操作ハンドル５０を保持した状態における操作者Ｐの右足及び左足の裏側に位置している。２つの操作ペダル９５は、それぞれ、右回転用及び左回転用の回転操作手段として作用する。したがって、操作ペダル９５と椅子８５と回転台２０とは、一緒に回転軸１２の周りを回転する。

図９に示すように、回転台２０には、例えば、回転駆動源９０の出力軸に相対的回転不能に組み付けられた歯車９２に噛み合う歯車２６が相対的回転不能に組み付けられている。回転駆動源９０は支持台１０に相対的移動不能に組み付けられている。したがって、回転駆動源９０が作動することにより、回転台２０ひいては椅子８５は、回転軸１２の軸線Ｚを中心に回転する。

回転駆動源９０は、回転台２０が左右角度値αの方向を向くように、回転駆動源９０に組み込まれた公知のフィードバック制御により、回転駆動源９０の出力軸を回転させる。

操作ペダル９５は、操作者Ｐが操作ペダル９５を踏んだ踏み込み量δを検出し、検出した踏み込み量δを左右方向回転角度算出器６５に出力する。

左右方向回転角度算出器６５は、踏み込まれた操作ペダル９５踏み込み量δ及び踏み込まれている時間に基づいて、回転台２０を回転させるべき左右角度値αを算出し、算出した左右角度値αを回転駆動源９０と表示制御部８０とに出力する。

図１０に示す算出方法によって、左右方向回転角度算出器６５は、左右角度値αを算出する。

先ず、左右方向回転角度算出器６５は、右回転用の操作ペダル９５が踏み込まれたか否かを判断する（ステップＳＴ１０１）。

次に、左右方向回転角度算出器６５は、右回転用の操作ペダル９５が踏み込まれていた場合、その操作ペダル９５の踏み込み量δに係数ｋを乗じた値を左右角度値αに加算した値を新たな左右角度値αとする（ステップＳＴ１０２）。

次に、左右方向回転角度算出器６５は、左回転用の操作ペダル９５が踏み込まれたか否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。

次に、左右方向回転角度算出器６５は、左回転用の操作ペダル９５が踏み込まれていた場合、その操作ペダル９５の踏み込み量δに係数ｋを乗じた値を左右角度値αに減算した値を新たな左右角度値αとする（ステップＳＴ１０４）。

そして、左右方向回転角度算出器６５は、算出された左右角度値αを回転駆動源９０と表示制御部８０とに出力する。

このように、操作者Ｐは、操作ペダル９５を踏み込むことにより、回転台２０、すなわち、操作ハンドル５０や椅子８５を回転軸１２の周りを回転させることができる。つまり、操作者Ｐは、操作ペダル９５を踏み込むことにより、回転軸１２の周りを回転させられるので、操作者Ｐは、遠心力を感じる。この遠心力は、実際の機関砲に乗り込んだ場合において機関砲を回転させたときに感じる遠心力に類似する。したがって、操作者Ｐは、本物の機関砲に乗り込んで、この機関砲を操作している疑似体験を得るので、ゲーム機２のゲームを楽しむことが出来る。

上記ゲーム機１及び２は、いずれも、操作者Ｐが見ることが出来る範囲である正面にモニタ４０を配置するだけでよいので、ゲーム機１及び２は、操作者Ｐの周囲を囲むようなプラネタリウムのスクリーンを設置するスペースを必要としない。このため、ゲーム機のサイズを小型化することができる。

本発明に係る第１の実施形態のゲーム機の斜視図である。 図１に示したゲーム機のブロック線図である。 図１に示したゲーム機の表示手段に表示させる画像を説明するための図である。 図３に示した説明図の別の説明図である。 図１に示したゲーム機を操作している状態を示す斜視図である。 図５に示したゲーム機を操作している状態を示す別の斜視図である。 図１に示したゲーム機の表示制御部の動作を説明するフローチャート図である。 本発明に係る第２の実施形態のゲーム機の斜視図である。 図７に示したゲーム機のブロック線図である。 図８に示したゲーム機の左右方向回転角度算出器の動作を説明するフローチャート図である。 従来のゲーム機の説明図である。

符号の説明

α 左右角度値
α１ 直前の左右角度値
θ 上下角度値
θ１ 直前の上下角度値
Ｃ 仮想中心
ｄ 表示画像データ
Ｆ 操作者の視線
ｇ 回転画像
ｇ１，ｇ２ 部分画像
Ｐ 操作者
Ｓ 仮想スクリーン
Ｘ フレームの伸びる方向
Ｙ 枢軸の軸線
Ｚ 回転軸の軸線
１，２ ゲーム機
１０ 支持台
１２ 回転軸
１６ 台座
２０ 回転台
２２ 枢軸
３０ フレーム
３６ 模擬銃口
４０ モニタ
４２ モニタの画面
５０ 操作ハンドル
６０ 左右方向回転角度検出器
６５ 左右方向回転角度算出器
７０ 上下方向揺動角度検出器
８０ 表示制御部
８５ 操作者が座る椅子
９０ 回転駆動源
９５ 操作ペダル
ＳＴ００１ 左右角度検出ステップ
ＳＴ００２ 上下角度検出ステップ
ＳＴ００３ 角度変化判断ステップ
ＳＴ００４ 左右角度記憶ステップ
ＳＴ００５ 上下角度記憶ステップ
ＳＴ００６ 画像データ演算ステップ
ＳＴ００７ 表示ステップ

Claims (5)

1. 垂直方向に伸びる回転軸を有する支持台と、
   前記回転軸を中心に回転可能に前記支持台に支持された回転台であって前記回転軸の軸線に直交する方向に軸線が伸びる枢軸を有する回転台と、
   前記枢軸を中心に揺動可能に前記回転台に支持されたフレームであって前記回転台から前記枢軸の軸線に直交する方向に伸びるフレームと、
   操作者が前記フレームの他方から見ることができるように前記フレームの一方に設けられた表示手段と、
   前記フレームの他方に設けられたフレーム操作手段であって前記操作者が前記表示手段に向いた状態で、前記フレームを前記回転軸を中心に回転させ又は前記枢軸を中心に揺動させることができるフレーム操作手段と、
   前記支持台に対する前記回転台の回転角度を検出し、検出された回転角度を左右角度値として出力する左右方向回転角度検出器と、
   前記回転台に対する前記フレームの揺動角度を検出し、検出された揺動角度を上下角度値として出力する上下方向揺動角度検出器と、
   前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて、前記表示手段に表示させる表示画像データを演算し、演算された表示画像データを前記表示手段に出力する表示制御部と、を備え、
   前記表示手段は前記表示画像データを表示するゲーム機。
2. 垂直方向に伸びる回転軸を有する支持台と、
   前記回転軸を中心に回転可能に前記支持台に支持された回転台であって前記回転軸の軸線に直交する方向に軸線が伸びる枢軸を有する回転台と、
   前記枢軸を中心に揺動可能に前記回転台に支持されたフレームであって前記回転台から前記枢軸の軸線に直交する方向に伸びるフレームと、
   前記回転台に設けられ、操作者が座る椅子と、
   前記操作者が前記フレームの他方から見ることができるように前記フレームの一方に設けられた表示手段と、
   前記フレームの他方に設けられたフレーム操作手段であって操作者が前記表示手段に向いた状態で、前記枢軸を中心に前記フレームを揺動させることができるフレーム操作手段と、
   前記回転台に設けられた回転操作手段であって前記操作者が前記表示手段に向いて前記椅子に座った状態で前記回転台を前記回転軸を中心に回転させるための操作をすることができる回転操作手段と、
   前記回転操作手段の操作に基づいて前記回転台を前記支持台に対して回転させるための回転角度であって前記支持台に対する前記回転台の回転角度を算出し、算出された回転角度を上下角度値として出力する左右方向回転角度算出器と、
   前記回転台に対する前記フレームの揺動角度を検出し、検出された上下角度値を出力する上下方向揺動角度検出器と、
   前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて、前記表示手段に表示させる表示画像データを演算し、演算された表示画像データを前記表示手段に出力する表示制御部と、
   前記左右角度値に応じて、前記支持台に対して前記回転台を前記回転軸を中心に回転させる回転駆動源と、を備え、
   前記表示手段は前記表示画像データを表示するゲーム機。
3. 前記表示画像データは、前記回転軸の軸線と前記枢軸の軸線とが交差する位置を仮想中心とする仮想的な半球型のスクリーンに表示させるべき回転画像のうち、前記仮想中心から前記左右角度値と前記上下角度値とに基づいて決定される方向に位置する部分画像であって前記表示手段に表示可能な大きさの部分画像である請求項１又は２に記載のゲーム機。
4. 前記表示制御部は、前記左右角度値又は前記上下角度値の変化を検出すると、前記回転画像のうち、前記仮想中心から変化後の左右角度値と変化後の上下角度値とに基づいて決定される方向に位置する別の部分画像であって前記表示手段に表示可能な大きさの別の部分画像を前記表示手段に表示させる請求項１から３のいずれかに記載のゲーム機。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のゲーム機の画像切替方法であって、
   前記左右角度値を検出する左右角度検出ステップと、
   前記上下角度値を検出する上下角度検出ステップと、
   前記左右角度検出ステップ及び前記上下角度検出ステップのいずれもを実行した後に、前記表示画像データを前記左右角度値及び前記上下角度値に基づいて演算する画像データ演算ステップと、
   前記表示画像データを前記表示手段に表示させる表示ステップと、を備えた画像切替方法。
   

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