JP2007093259A - センシング装置、プログラム実行装置及び撮像システム - Google Patents

センシング装置、プログラム実行装置及び撮像システム Download PDF

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Abstract

【課題】所望の物理的情報(傾きなど)を安価な構成にて検出可能なセンシング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】外部からの操作力等の外的要因に応じて変化する所定の種類の物理的情報を検出するセンシング装置であって、カメラ2と、外的要因に応じて状態が変化する被写体を含んだアタッチメント10と、カメラ2からの画像データに基づいて上記物理的情報を検出するCPUを備えている。例えば、凹状の面(44)に配置された球体41を被写体とする。アタッチメント10が取り付けられた筐体が傾けば、球体41は該面上を移動する。CPUは、画像データから球体41の位置を解析して上記傾きを検出する。
【選択図】図4

Description

本発明は、傾きの大きさや圧力の大きさ等の物理的情報を検出するセンシング装置に関する。また、本発明はゲーム装置等のプログラム実行装置に関する。また、本発明は、デジタルカメラ等と同様の機能を備えた撮像システムに関する。
ゲーム装置の筐体やコントローラに加えられる傾きや衝撃等に応じて、ゲーム空間の状態を変化させるゲームシステムが開発されている。この種のゲーム装置は、専用のセンサ部品を搭載することにより必要な物理的情報(傾きなど)を検出しており、新たに別の種類の物理的情報(加速度など)を得るためには、別途、それ専用のセンサ部品を追加搭載する必要がある。ゲームの種類に応じて複数の専用センサ部品をゲーム装置に設けることは、多大なコスト増加や装置サイズの増大を招く。
ゲームカートリッジ側にセンサ機能を設けるようにしたゲーム装置も開発されている(例えば、下記特許文献1参照)。図17は、この種のゲーム装置における、ゲーム装置本体301とゲームカートリッジ330との電気的構成を示すブロック図である。
ゲーム装置本体301は、ゲーム画面の表示を行うLCDパネル304と、ゲーム操作を行うためのスイッチ群305と、CPU(Central Processing Unit)311と、音声制御部312と、通信インターフェース(I/F)313と、ワークRAM(Random Access Memory)314と、スピーカ315と、を有して構成される。
ゲームカートリッジ330には、プログラムROM(Read Only Memory)331及びバックアップRAM(Random Access Memory)332の他に、X軸方向及びY軸方向の加速度を検出するXY軸加速度センサ333及びZ軸方向の加速度を検出するZ軸接点スイッチ334と、XY軸加速度センサ333及びZ軸接点スイッチ334の検出結果をCPU311に伝達するためのセンサインタフェース(I/F)335が備えられている。
特開2001−170358号公報
上述したように、ゲームの種類に応じて複数の専用センサ部品をゲーム装置に設けることは、多大なコスト増加や装置サイズの増大を招く。また、図17に示すようにゲーム装置を構成しても、結局カートリッジごとにセンサ部品が必要となるため、コスト負担は大きい。
本発明は、上記の点に鑑み、所望の物理的情報(傾きなど)を安価な構成にて検出可能なセンシング装置を提供することを目的とする。また、そのようなセンシング装置を備えたプログラム実行装置を提供することを目的とする。また、使い勝手のよい撮像システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係るセンシング装置は、外的要因に応じて変化する所定の種類の物理的情報を検出するセンシング装置であって、撮像部と、該撮像部の被写体を含み、前記外的要因に応じて前記被写体の状態を変化させる被写体状態変化部と、 前記撮影部による前記被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。
検出対象である物理的情報は外的要因(外部からの操作力など)に応じて変化する。一方において、外的要因に応じて撮像部の被写体の状態は変化する。被写体の状態は画像データに表れるため、該画像データに基づけば物理的情報は検出可能である。
このように、上記センシング装置は、撮像部の撮影機能を活用することによって所定の種類の物理的情報を検出することが可能となっており、特に撮像部が予め備えてあるシステムにおいては、非常に安価な構成で所望の検出が可能となる。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体に対して着脱自在に取り付けられる。
より具体的には、例えば、前記被写体状態変化部として、第1の被写体状態変化部と第2の被写体状態変化部が少なくとも存在し、第1の被写体状態変化部は、前記被写体として前記撮像部の第1の被写体を含み、前記外的要因としての第1の外的要因に応じて第1の被写体の状態を変化させるものであり、第2の被写体状態変化部は、前記被写体として前記撮像部の第2の被写体を含み、前記外的要因としての第2の外的要因に応じて第2の被写体の状態を変化させるものであり、第1及び第2の被写体は互いに異なり、且つ、第1の外的要因及び第2の外的要因は互いに異なる種類の外的要因であり、第1及び第2の被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体に対して着脱自在に且つ択一的に取り付けられ、前記検出部は、前記筐体に第1の被写体状態変化部が取り付けられている場合は、第1の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報としての第1の物理的情報を検出し、前記筐体に第2の被写体状態変化部が取り付けられている場合は、第2の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報として第1の物理的情報と異なる種類の第2の物理的情報を検出する。
上記のように構成すれば、上記筐体に取り付ける被写体状態検出部を取り替えることにより、検出可能な物理的情報も変更される。つまり、上記撮像部と検出部を流用して(即ち、非常に安価な構成で)様々な種類の物理的情報を検出することが可能である。
例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体の傾きに応じて前記撮像部の撮影領域内を移動する移動体を前記被写体として備え、前記外的要因は前記傾きを変化させる力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記撮影領域内における前記移動体の位置及び動きの少なくとも一方を検出することにより、前記傾きの大きさ及び変化の少なくとも一方を前記物理的情報として検出する。
上記筐体の傾きが変化すれば上記移動体が撮影領域内を移動する。撮影領域内における移動体の位置や動きは画像データに表れるため、該画像データに基づけば傾きの大きさ及び/又は変化を検出することが可能である。
具体的には例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に設けられた凸状又は凹状の面を有し、前記移動体は、前記傾きが変化した際、重力により前記面に沿って移動する。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に設けられた面と、その面上を移動可能な、前記被写体としての移動体を備え、前記外的要因は、前記面上における移動体の位置を変化させる力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記撮影領域内における前記移動体の位置及び動きの少なくとも一方を前記物理的情報として検出する。
外部からの操作力等の上記力は、上記移動体の位置を変化させる。撮影領域内における移動体の位置や動きは画像データに表れるため、該画像データに基づけば移動体の位置及び/又は動きを検出することが可能である。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に、磁界の向きに応じて回転可能に設けられた磁石を前記被写体として備え、前記外的要因は、前記磁石を回転させる前記磁界による磁力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記磁力の向きを前記物理的情報として検出する。
上記磁界による磁力は上記磁石を回転させる。上記磁石の向きは画像データに表れるため、該画像データに基づけば上記磁力の向きを検出することが可能である。
また例えば、前記被写体状態変化部は、回転軸と、前記撮像部の撮影領域内に配置され前記回転軸を中心軸として回転可能に取り付けられた、前記被写体としての複数の羽根を備え、前記外的要因は、前記複数の羽根を回転させる力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記複数の羽根の回転状態を前記物理的情報として検出する。
外部からの操作力や風力等の上記力は、上記複数の羽根を回転させる。複数の羽根の回転状態は画像データに表れるため、該画像データに基づけば該回転状態を検出することが可能である。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に配置され、自身に対して付加される圧力の大きさに応じて形状が変化する圧力変形体を前記被写体として備え、前記外的要因は、前記圧力変形体に付加される前記圧力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記圧力の大きさを前記物理的情報として検出する。
上記圧力変形体の形状は、上記圧力の大きさに応じて変化する。その変形の様子は画像データに表れるため、該画像データに基づけば圧力の大きさを検出することが可能である。
具体的には例えば、前記被写体状態変化部は、前記圧力変形体としての弾性体を挟む上板及び下板を備え、前記上板を介して前記圧力変形体に付加される前記圧力の大きさに応じて前記圧力変形体と前記下板との接触面積が変化するように構成され、前記検出部は、前記画像データに基づいて前記接触面積を算出し、算出された該接触面積に基づいて前記圧力の大きさを前記物理的情報として検出すればよい。
また例えば、前記被写体状態変化部は、自身に対して付加される圧力の大きさによって形状が変化する複数の圧力変形体を前記被写体として備え、前記複数の圧力変形体は、前記撮像部の撮影領域内の互いに異なる位置に配置され、前記外的要因は、前記複数の圧力変形体に付加される前記圧力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わった位置を前記物理的情報として検出する。
複数の圧力変形体は撮影領域内の互いに異なる位置に配置されているため、それらの各形状は圧力の大きさと該圧力の加わった位置に応じて変化する。各圧力変形体の変形の様子は画像データに表れるため、該画像データに基づけば圧力の大きさと該圧力の加わった位置を検出することが可能である。
具体的には例えば、前記被写体状態変化部は、各圧力変形体としての各弾性体を互いに異なる位置にて挟む上板及び下板を備え、前記上板を介して各圧力変形体に付加される前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わる位置に応じて前記複数の圧力変形体の夫々と前記下板との接触面積が変化するように構成され、前記検出部は、前記画像データに基づいて各接触面積を算出し、算出された各接触面積に基づいて前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わった位置を前記物理的情報として検出すればよい。
更に例えば、前記被写体状態変化部は、前記上板に取り付けられた棒状体を更に備え、該棒状体を介して前記圧力が各圧力変形体に付加されるようにするとよい。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体の加速度に応じて前記撮像部の撮影領域内を移動する移動体を前記被写体として備え、前記外的要因は、前記加速度の大きさを変化させる力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記加速度の大きさ及び向きの少なくとも一方を前記物理的情報として検出する。
外部からの操作力等の上記力は、筐体の加速度を変化させ、上記移動体を撮影領域内で移動させる。その移動の様子は画像データに表れるため、該画像データに基づけば加速度大きさ及び/又は向きを検出することが可能である。
具体的には例えば、前記被写体状態変化部は、前記加速度が変化する方向に伸縮可能に設けられた第1及び第2の弾性体を更に備え、第1及び第2の弾性体の各一端を固定しつつ、第1及び第2の弾性体の各他端によって前記移動体を挟み込む構成としている。
このように構成すれば、筐体の加速度に応じて第1及び第2の弾性体の伸縮を伴った移動体の移動が生じる。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内にて回転する回転体を前記被写体として備え、前記外的要因は、前記回転体を回転させる力であり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記回転体の回転状態を前記物理的情報として検出する。
外部からの操作力等の上記力は、上記回転体を回転させる。その回転の様子は画像データに表れるため、該画像データに基づけば回転体の回転状態を検出することが可能である。
また例えば、前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に配置され、測定温度対象の温度に応じて色が変化する示温材を備え、前記外的要因は、前記温度を変化させる熱源からの熱エネルギーであり、前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記温度を前記物理的情報として検出する。
示温材の色の様子は画像データに表れるため、該画像データに基づけば上記温度を検出することが可能である。
上記目的を達成するために本発明に係るプログラム実行装置は、プログラムを記憶するプログラム記憶部と、前記プログラムを実行するプログラム実行部を備えたプログラム実行装置において、上記の何れかに記載のセンシング装置を備え、前記プログラム実行部は、前記センシング装置の前記検出部によって検出された前記物理的情報を変数として参照して前記プログラムを実行することを特徴とする。
これにより、画像データに基づいて所望の物理的情報が検出され、該物理的情報(傾きなど)に応じたプログラムの実行が可能となる。仮に例えば、上記筐体に取り付ける被写体状態検出部を取り替えることにができるようにしておけば、検出される物理的情報の変更も可能である。つまり、様々な種類の物理的情報を参照可能なプログラム実行装置(ゲーム装置など)を、安価な構成で実現することが可能となる。
上記目的を達成するために本発明に係る撮像システムは、撮像部と、前記撮像部を取り付ける筐体と、開口部を有し、前記撮像部の光学系の光軸を中心軸として回転可能なように前記筐体に取り付けられた回転板と、前記回転板に固定され、第1の被写体からの光を反射し前記開口部を介して該撮像部へ入射するためのミラーと、を備えたことを特徴とする。
上記のように構成すれば、上記回転板を回転させることにより筐体を固定したままで撮影方向を変えることができるようになるため、使い勝手が向上する。
また例えば、前記回転板は、前記筐体に対して着脱自在となっていて、前記撮像部の第2の被写体を含み、外的要因に応じて前記第2の被写体の状態を変化させる被写体状態変化部と前記回転板とが、前記筐体に対して着脱自在に且つ択一的に取り付けられ、当該撮像システムは、更に検出部を備え、前記被写体状態検出部が前記筐体に取り付けられている時、前記検出部は、前記第2の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記外的要因に応じて変化する所定の種類の物理的情報を検出する。
上記のように構成すれば、撮像部を流用して物理的情報を検出することが可能となる。即ち、安価な構成にて撮像システムにセンシング機能を持たせることが可能となる。
上述した通り、本発明に係るセンシング装置によれば、所望の物理的情報(傾きなど)を安価な構成にて検出することが可能となる。
以下、本発明を携帯型ゲーム装置(以下、「ゲーム装置」と略称する)に適用した実施形態につき、図面を参照して具体的に説明する。以下の各図において、同一の部分には同一の符号を付し、原則として同一の部分についての重複する説明は省略する。
まず、ゲーム装置の全体的構成について説明する。図1(a)及び(b)は、本発明の実施の形態に係るゲーム装置本体1の外観図である。図1(a)は、アタッチメント10を取り付けていない状態のゲーム装置本体1の外観図を表しており、図1(b)は、アタッチメント10が取り付けられている状態のゲーム装置本体1の外観図を表している。図2は、ゲーム装置本体1とゲームカートリッジ(以下、「カートリッジ」と略称する)30との電気的構成を示すブロック図である。ゲーム装置は、ゲーム装置本体1とゲーム装置本体1に着脱自在なカートリッジ30とから構成される。
尚、図2においては、アタッチメント10がゲーム装置本体1の外部に設けられるかのような図示になっているが、アタッチメント10は、ゲーム装置本体1の外部に設けられるものと考えても良いし、ゲーム装置本体1に含まれるものと考えても良い。
ゲーム装置本体1は、略直方体の形状を有する筐体8を備えている。カメラ2と、LED(Light Emitting Diode)3と、LCD(Liquid Crystal Display)パネル4と、スイッチ5a及びスイッチ5b並びにスイッチ5c、5d、5e及び5fから成るスイッチ群5は、全て筐体8の所定位置に固定されており、それらは全て筐体8の上面18側に取り付けられている。上面18は、略直方体の形状を有する筐体8の一面であり、その形状は略四角形となっている。また、筐体8には、4つのアタッチメント取り付け穴(以下「取り付け穴」と略称する)6a、6b、6c及び6dが設けられており、それらも筐体8の上面18側に設けられている。ゲーム装置本体1に設けられたカートリッジ取り付け穴7にカートリッジ30を装着したときに、ゲーム装置本体1とカートリッジ30は互いに電気的に接続される。
アタッチメント10は、取り付け穴6a〜6dを用いてカメラ2及びLED3の上側を覆うように筐体8に取り付けられる。アタッチメント10は筐体8に対して着脱自在となっている。
カメラ2は、図3に示す如く、複数のレンズから成る光学系21と、絞り22と、撮像素子23と、画像処理部24と、を含んで構成される。
撮像素子23は、例えばCCD(Charge Coupled Devices)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等からなる。撮像素子23は、光学系21及び絞り22を介して入射した光学像を光電変換し、該光電変換によって得られた電気信号を画像処理部24に送る。より具体的には、撮像素子23は、マトリクス状に二次元配列された複数の画素(受光画素;不図示)を備え、各撮影において、各画素は露光時間に応じた電荷量の信号電荷を蓄える。各画素は、蓄えた信号電荷の電荷量に比例した大きさを有する電気信号を後段の画像処理部24に順次出力する。撮像素子23は、例えば、各画素の前面に、赤(R)、緑(G)又は青(B)のカラーフィルタ(不図示)が設けられた単板方式のカラー撮影用の撮像素子である。
画像処理部24は、増幅回路25とA/D変換器(アナログ−デジタル変換器)26等を含んで構成される。増幅回路25は、撮像素子23の出力信号であるアナログ信号を、所謂オートゲインコントロールに従った増幅度で増幅して出力する。A/D変換器26は、増幅回路25の出力信号を順次デジタル信号に変換する。画像処理部24は、このデジタル信号に必要に応じて更に適切な処理を施し、撮影した画像を表す画像データを出力する。
画像処理部24から出力される画像データは、各画素に対応する画素データによって構成される。例えば、撮像素子23を構成する画素の総数が100000である場合は、100000個の画素データによって、1つの画像データが形成される。
各画素データは、例えば、受光した光の赤成分の強度を表す信号Rと、受光した光の緑成分の強度を表す信号Gと、受光した光の青成分の強度を表す信号Bとから成るRGB信号によって表現される。また例えば、各画素データは、受光した光の輝度を表す輝度信号Yと、2つの色信号U及びVとから成るYUV信号によって表現される。RGB信号とYUV信号は、互いに変換可能となっている。RGB方式やYUV方式を含むどのような方式で映像信号を表現した場合でも、各画素データによって、各画素が受けた光の赤成分、緑成分及び青成分の強度が特定され、また、各画素が受けた光の輝度が特定される。
画像処理部24が出力する画像データはCPU(Central Processing Unit)11に与えられる。カメラ2は、所定のフレームレート(例えば、30枚/秒)で動画撮影を行う。従って、次々と撮影された画像を表す各画像データは、次々とCPU11に送られることになる。また、カメラ2は、静止画撮影を行うことも可能となっている。
LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすためのものであり、必要に応じて点灯する。スイッチ5a及び5bと所謂十字キーを構成するスイッチ5c、5d、5e及び5fの各スイッチの押し下げ状態を特定するスイッチ情報はCPU11に伝達される。CPU11は、カートリッジ30に設けられたプログラムROM(Read Only Memory)31に記録されているゲームプログラム及びバックアップRAM(Random Access Memory)32に記録されているゲームの進行状況等を特定する情報に基づいて、上記ゲームプログラムを実行し、そのゲームプログラムに従ってLCDパネル4に映像信号を出力するとともに音声制御部12に音声信号を出力する。
LCDパネル4は、CPU11からの映像信号に基づいてゲーム内容等を表す画像の表示を行う。音声出力部12は、CPU11からの音声信号に基づいてスピーカ15を駆動する。スピーカ15は、上記音声信号を音声として出力する。通信インターフェース(通信I/F)13は、他のゲーム装置本体1と通信するための通信ケーブルを接続するインターフェースである。該通信ケーブルは、必要に応じて通信インターフェース13に接続される。ワークRAM14は、上記ゲームプログラムを実行する上でCPU11が必要に応じてデータの書き込み及び読み出しを行うメモリである。このワークRAM14自体に、上記ゲームプログラムの全部又は一部が一時的に格納される場合がある。
上述したように、アタッチメント10は筐体8に対して着脱自在となっており、様々な種類のアタッチメントを筐体8に択一的に取り付けることができるようになっている。以下、各種のアタッチメントが筐体8に取り付けられているときにおけるゲーム装置の動作等を第1〜第10実施例として説明する。
尚、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9及び第10実施例においては、アタッチメントを表す符合を他の実施例のものと区別するために、夫々、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h及び10iとしているが、それらは上述のアタッチメント10と同じように筐体8に取り付けられる。即ち、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9及び第10実施例について考える場合、上述の全体的構成の説明文中の「アタッチメント10」は、夫々、アタッチメント10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h及び10iと読み替えられる。
[第1実施例]
まず、第1実施例について説明する。第1実施例においては、アタッチメント10が筐体8に取り付けられている。図4(a)は、上板40を外した場合における、アタッチメント10周辺部分の拡大斜視図である。図4(b)は、図1(b)のA−A線に沿った、アタッチメント10の断面図である。但し、図4(a)において筐体8の図示は省略しており、図4(b)においてカメラ2、LED3及び筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10は、取り付け穴6a、6b、6c及び6dと夫々勘合する取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、上板40と、下板44と、移動体としての球状の球体41と、を有して構成される。取り付け棒9a、9b、9c及び9dは、例えば、樹脂材料にて形成される。
下板44は、パラボラアンテナの反射鏡のように、断面が放物線を描く回転放物線形状を有しており、その凹状の面の上に球体41が配置される。筐体8の上面18が水平面と平行になるように筐体8を保持した場合(この場合における筐体8の傾きを0°とする)、下板44と球体41が接する面の最下点(最も地面に近い側の点)42に球体41が位置するように、下板44は、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。筐体8の傾きが0°の場合、球体41は最下点42において下板44と接することになる。上面18上の線を中心軸として筐体8を傾けると(鉛直方向側に傾けると)、即ち、ユーザーの操作力によって(外力によって)筐体8の傾きが0°でなくなると、球体41は重力によって、矢印43の方向に下板44上を移動する。
上板40は、筐体8を傾けた際に球体41が下板44と接する領域から飛び出さないように、周辺部において下板44と接合されている。
カメラ2は、下板44の下側(筐体8側)から下板44全体が撮影領域内に入るように、球体41を主たる被写体として動画撮影を行う。最下点42と撮影領域の中心が略一致するように、カメラ2とアタッチメント10は配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板44の下面側に光を照射する。
上板40、下板44及び球体41は、例えば樹脂材料にて形成される。そして、カメラ2が被写体としての球体41をなるだけ明確に捉えることができるように、例えば、下板44及び球体41の色を、それぞれ薄い白色及びピンク色とし、上板40を透明とする。下板44を薄い白色とすることにより、外景の様子を表す入射光が遮られ(拡散され)、カメラ2による撮影において本来捕らえるべき被写体(本実施例において、球体41)が外景に埋もれてしまうのを避けることができる。球体41をピンク色とすることにより、球体41と下板44が接している部分がカメラ2側からピンク色に見える。また、上板40を透明としているのは、室内灯や太陽からの光を得て撮影領域を明るくするためである。
尚、上記色の組み合わせは一例であり、球体41と下板44が接している部分(或いは球体41自体)をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、下板44の色は任意の半透明色とされ、球体41の色は任意の不透明色とされる。また、上板40の色を半透明色や不透明色としても構わない。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、球体41の撮影領域内における位置や動きを特定する情報が含まれることになる。また、球体41の位置や動きによって、筐体8の傾きの大きさや変化を特定することができる。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における球体41の位置及び動きを検出し、検出した位置及び動きに基づいて筐体8の傾きの大きさ及び傾きの変化を検出する。
例えば、各画素データの信号R(各画素が受けた光の赤成分)の強度を所定の閾値にて2値化する。傾きが0°の場合、図5(a)に示すように、撮像素子23の撮像面の中央部に位置する画素に対応する部分のみが「1」となり、他の部分は「0」となる。筐体8を傾けた場合(傾きが0°でない場合)、図5(b)に示すように、撮像面の周辺部に近い画素が上記2値化によって「1」を与える。この2値化によって「1」を与える画素を特定することにより撮影領域内における球体41の位置が検出され、連続する画像データを用いて「1」を与える画素の変化を調べることにより、撮影領域内における球体41の動き(動きの速度、動きの方向、動きの加速度など)が検出される。
また、球体41と下板44が接している部分(及びその近傍)と、そうでない部分の画像上での輝度は異なるため、各画素データに対応する輝度信号Yの強度を所定の閾値にて2値化するようにしてもよい。この場合も、筐体8の傾きの相違によって図5(a)と図5(b)のような2値化情報の相違が得られ、球体41の位置及び変化を検出することが可能である。
そして、撮影領域内における球体41の位置と筐体8の傾きの大きさとの関係を表す関数やテーブルデータ等を用意しておくことにより、CPU11は筐体8の傾きの大きさを検出することができ、また、演算にて傾きの変化も求めることができる。このように、アタッチメント10によって傾きセンサの機能が実現される。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された筐体8の傾きの大きさ及び変化(撮影領域内における球体41の位置及び変化)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10は、筐体8の傾きに応じてゲーム上の玉が左右に移動するバランスゲーム等に用いられる。また、筐体8を左右に振ると、その振り幅や速度に応じてゲームの状態が変わるようにしてもよい。このように、十字キー(図1(a)及び(b)のスイッチ5c〜5f)による操作を筐体8の傾きの操作に置き換えることで、ゲーム装置としての遊び方が広がる。勿論、十字キーによる操作を併用して、より複雑な操作を実現してもよい。
また、図4(a)及び(b)の下板44、上板40及び球体41の代わりに、図6(a)及び(b)に示すようなドーム体45を設けるようにしてもよい。図6(a)は、ドーム体45周辺部分の拡大斜視図であり、図6(b)は、図1(b)のA−A線に沿った、ドーム体45にて構成されるアタッチメントの断面図である。但し、図6(a)において筐体8の図示は省略しており、図6(b)においてカメラ2、LED3及び筐体8の図示は省略している。
ドーム体45は、パラボラアンテナの反射鏡のように断面が放物線を描く回転放物線形状を有したドーム下板46と、ドーム下板46と同様に断面が放物線を描く回転放物線形状を有したドーム上板47と、ドーム下板46とドーム上板47を連結する輪状の連結部48を有して構成される。ドーム下板46、ドーム上板47及び連結部48によって形成される閉じた空間には、水などの液体49が気泡50を混入しつつ注入されている。ドーム上板47及び液体49の色は、それぞれ薄い白色及びピンク色とされ、ドーム下板46は透明とされる。
筐体8の傾きを0°とした場合、ドーム上板47と気泡50が接する面の最上点51に気泡50が位置するように、ドーム体45は、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。上面18上の線を中心軸として筐体8を傾けた場合(鉛直方向側に傾けた場合)、気泡50は重力によって、ドーム上板47の凸状の面に沿って移動することになる。
カメラ2は、ドーム下板46の下側(筐体8側)からドーム上板47全体が撮影領域内に入るように、気泡50を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。最上点51と撮影領域の中心が略一致するように、カメラ2とドーム体45を備えたアタッチメントは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、ドーム下板46の下面側に光を照射する。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、気泡50の撮影領域内における位置や動きを特定する情報が含まれることになり、また、気泡50の位置や動きによって、筐体8の傾きの大きさや変化を特定することができる。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における気泡50の位置及び動きを検出し、検出した位置及び動きに基づいて筐体8の傾きの大きさ及び傾きの変化を検出する。この検出を行う際におけるCPU11の処理内容は、球体41を用いた場合におけるそれと同様である。
また、ドーム下板46を、筐体8の上面18と平行な平面とすることもできる。この場合におけるドーム下板は連結部48と共に、平面を形成することとなる。
また、球体41(または気泡50)の撮影領域内における位置と動きの双方を検出する例を示したが、一方が不要なら、位置だけ或いは動きだけを検出するようにしてもよい。
[第2実施例]
次に、第2実施例について説明する。第2実施例においては、アタッチメント10aが筐体8に取り付けられている。図7は、アタッチメント10a周辺部分の拡大斜視図である。但し、図7において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10aは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、描画面55と、を有して構成される。描画面55は、上面視の形状が四角形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。描画面55と筐体8の上面18は略平行となっている。アタッチメント10aと同時に使用されるものとして、第2実施例におけるゲーム装置は、棒状のペン56を有している。ペン56の一端には、ペン先57が備えられている。ペン56を使用する際、ユーザーはペン先57を描画面55の上側(筐体8と反対側)の面の任意の点に接触させる。
カメラ2は、描画面55の下側(筐体8側)から描画面55全体が撮影領域内に入るように、ペン先57を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。描画面55の中央(上面視した場合における描画面55の四角形の対角線の交点)と撮影領域の中心が略一致するように、カメラ2とアタッチメント10aは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、描画面55の下面側に光を照射する。
描画面55及びペン56は、例えば樹脂材料にて形成される。そして、カメラ2が被写体としてのペン先57をなるだけ明確に捉えることができるように、第1実施例にて説明した理由と同様の理由から、例えば、描画面55及びペン先57の色は、それぞれ薄い白色及びピンク色とされる。
尚、上記色の組み合わせは一例であり、ペン先57と描画面55が接している部分をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、描画面55の色は任意の半透明色とされ、ペン先57の色は任意の不透明色とされる。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、ペン先57の撮影領域内における位置や動きを特定する情報が含まれることになる。CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内におけるペン先57の位置及び動きを検出する。
例えば、各画素データの信号R(各画素が受けた光の赤成分)の強度を所定の閾値にて2値化し、その閾値以上の強度を与える画素を特定することにより撮影領域内におけるペン先57の位置は特定される。また、連続する画像データを用いて、その閾値以上の強度を与える画素の変化を調べることにより、撮影領域内におけるペン先57の動き(動きの速度、動きの方向、動きの加速度など)が検出される。また、第1実施例で説明したのと同様、各画素データの輝度信号Yに基づいてペン先57の位置及び動きを検出するようにしてもよい。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出されたペン先57の位置及び動きを表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10aを装着したゲーム装置は、描画面55上のペン先57の移動軌跡に類似した線図の表示をLCDパネル4に行わせる描画機能(描画ソフトウェア機能)を実現する。この際、描画面55の上側(筐体8と反対側)の面の特定部分にペン先57を接触させることにより、LCDパネル4に表示させる線図の色を変えたり(色変更機能)、LCDパネル4に表示している線図を消去させたりする(消しゴム機能)ことも可能である。このように、十字キー(図1のスイッチ5c〜5f)による操作をペン56に対する操作に置き換えることで、ゲーム装置としての遊び方が広がる。
また、LED等を利用してペン先57が自ら発光するようにしてもよい。また、複数のLEDを利用するなどしてペン先57が複数の色を発色できるようにペン56を構成してもよい。この場合、CPU11はペン先57の発光色に応じてLCDパネル4に表示する線図の色を変更する。また、ペン先の色が異なる複数のペンを用い、複数のペン先の位置及び動きをゲームプログラムの実行に反映させてもよい(複数のユーザーにてゲーム装置を操作する)。
また、ペン先57の撮影領域内における位置と動きの双方を検出する例を示したが、一方が不要なら、位置だけ或いは動きだけを検出するようにしてもよい。
[第3実施例]
次に、第3実施例について説明する。第3実施例においては、アタッチメント10bが筐体8に取り付けられている。図8(a)は、上板60を外した場合における、アタッチメント10b周辺部分の拡大斜視図である。図8(b)は、図1(b)のA−A線に沿った、アタッチメント10bの断面図である。但し、但し、図8(a)において筐体8の図示は省略しており、図8(b)においてカメラ2、LED3及び筐体8の図示は省略している。また、A−A線は、磁石61を横切らないものとする。
アタッチメント10bは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、上板60と、磁石61と、下板62と、を有して構成される。
下板62は、上面視の形状が円形の円盤状板となっており、下板62の筐体8と反対側の面の中心に突起状の磁石支え部63が形成されている。磁石61は、上面視の形状が四角形の方位磁石であり、その方位磁石の一面の中央が磁石支え部63に接するように下板62の上方側に配置される。磁石61は、磁石支え部63を支点とし、地磁気(磁界)による磁力の向きに応じて回転可能となっている。また、磁石61のS極に対応する端部には突出部64が設けられ、磁石61のN極に対応する端部には突出部65が設けられている。突出部64及び突出部65の各端面は、下板62の上面(筐体8の反対側の面)に接触している。磁石61の上記回転は、突出部64及び65と下板62の上面との接触を伴いながら行われる。
上板60は、磁石61の保護等を目的として設けられたドーム状の板であり、その周辺部において下板62と接合されている。
カメラ2は、下板62の下側(筐体8側)から下板62全体或いは磁石61全体が撮影領域内に入るように、磁石61(磁石61の突出部64及び/又は65)を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。磁石支え部63が撮影領域の中心に位置するように、カメラ2とアタッチメント10bは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板62の下面側に光を照射する。
上板60及び下板62は、例えば樹脂材料にて形成される。そして、カメラ2が被写体としての磁石61(磁石61の突出部64及び/又は65)をなるだけ明確に捉えることができるように、第1実施例にて説明した理由と同様の理由から、例えば、下板62の色を薄い白色とし、突出部64及び突出部65の色を夫々ピンク色及び緑色とし、上板60を透明とする。
尚、上記色の組み合わせは一例であり、磁石61の突出部64(及び/又は65)と下板62が接している部分をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、下板62の色は任意の半透明色とされ、突出部64(及び/又は65)の色は任意の不透明色とされる。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、突出部64(及び/又は65)の撮影領域内における位置を特定する情報が含まれることになる。また、突出部64(及び/又は65)の位置によって、筐体8の向いている方角を特定することができる。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における突出部64(及び/又は65)の位置を検出し、検出した位置に基づいて筐体8の向いている方角を検出する。
例えば、各画素データの信号R(各画素が受けた光の赤成分)の強度を所定の閾値にて2値化し、その閾値以上の強度を与える画素を特定することにより撮影領域内における突出部64の位置は特定される。また、第1実施例で説明したのと同様、各画素データの輝度信号Yに基づいて突出部64(及び/又は65)の位置を検出するようにしてもよい。
そして、撮影領域内における突出部64(及び/又は65)の位置と筐体8の向いている方角との関係を表す関数やテーブルデータ等を用意しておくことにより、CPU11は筐体8の向いている方角、即ち、地磁気(磁界)による磁力の向きを検出することができる。このように、アタッチメント10bによって磁気センサの機能が実現される。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された筐体8の向いている方角(磁力の向き)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10bは、地図情報などを利用する航海ゲームやオリエンテーションゲームなどに用いられる。それらのゲームにおいて、地磁気による磁力の向きとの関係における筐体8の向きに応じて、ゲーム上の画面(LCDパネル4の表示画面)やゲームの進行が変わるようにする。
[第4実施例]
次に、第4実施例について説明する。第4実施例においては、アタッチメント10cが筐体8に取り付けられている。図9は、アタッチメント10c周辺部分の拡大斜視図である。但し、図9において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10cは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、支持板70と、支持板70上に固定された風車76を有して構成される。支持板70は、上面視の形状が円形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。支持板70の円形の面と筐体8の上面18は略平行となっている。
風車76は、支持板70に直交するように支持板70に固定された2つの支持台71と、各支持台71に設けられた穴に挿入されて固定され且つ長軸方向が支持板70の円形の面と平行な棒状の支持棒72と、支持棒72に固定され且つ支持棒72を回転軸として回転可能に取り付けられている羽根73及び74と、羽根73及び74を挟み込むように支持棒72に固定され且つ羽根73及び74と共に回転する2つの円形の羽根保持部75と、を有して構成される。羽根73及び74は、夫々2枚づつ設けられている(図9において、1枚の羽根74は不図示)。
合計4枚の羽根73及び74は、夫々、長方形の同一形状を有している。そして、各長方形の一辺は支持棒72に固定され、支持棒72の長軸方向に直交する方向に沿った合計4枚の羽根73及び74の断面形状は、+状となっている。
カメラ2は、支持板70の下側(筐体8側)から支持板70全体或いは合計4枚の羽根73及び74が撮影領域内に入るように、合計4枚の羽根73及び74を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。そのような動画撮影が可能なように、カメラ2とアタッチメント10cは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、支持板70の下面側に光を照射する。風力や人力などの外力によって風車76の羽根73及び74を回すと、その回転の様子はカメラ2によって撮影される。
支持板70及び風車76は、例えば樹脂材料にて形成される。そして、例えば、支持板70の色は透明色又は薄い白色とされ、羽根73及び74の色は、夫々ピンク色及び緑色とされる。尚、上記色の組み合わせは一例であり、カメラ2が羽根73及び74の回転の様子を外景の変化と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、支持板70は任意の半透明色とされ、羽根73及び74の色は、互いに異なる任意の不透明色とされる。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、羽根73及び74の回転状態を特定する情報が含まれることになる。CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、羽根73及び74の回転状態を検出する。このように、アタッチメント10cによって回転センサ(回転計)の機能が実現される。
例えば、羽根73及び74の回転時に各羽根が通過する領域からの光を受ける画素に着目する(この着目した画素を、着目画素と呼ぶ)。着目画素の画素データの信号R(受けた光の赤成分)の強度及び信号G(受けた光の緑成分)を、それぞれ所定の閾値にて2値化し、2値化データを参照することにより、ピンク色の羽根73の上記領域の通過と緑色の羽根74の上記領域の通過を検出することができる。連続する画像データを用いれば、4枚の羽根から構成される風車76の回転数(回転速度)、回転の総回数などが検出可能である。また、羽根73及び74の回転に伴って、着目画素の画素データにおける輝度信号Yの強度も変動する。このため、この変動を参照することによっても、風車76の回転数(回転速度)、回転の総回数などが検出可能である。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された羽根73及び74の回転状態(又はこれに基づいて検出される風車76の回転数など)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10cは、風車76の回転数に応じてゲーム上のヨットの航行速度が変化するヨットゲーム等に用いられる。
[第5実施例]
次に、第5実施例について説明する。第5実施例においては、アタッチメント10dが筐体8に取り付けられている。図10(a)は、アタッチメント10d周辺部分の拡大斜視図である。図10(b)は、図1(b)のA−A線に沿った、アタッチメント10dの断面図である。但し、但し、図10(a)において筐体8の図示は省略しており、図10(b)においてカメラ2、LED3及び筐体8の図示は省略している。また、A−A線は、弾性体82と84の間及び弾性体83と85の間を通るものとする。
アタッチメント10dは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、下板80と、上板81と、弾性体82、83、84及び85と、接合部86(図10(a)において不図示)と、有して構成される。下板80は、上面視の形状が円形の板状体であって剛性を有している。上板81は、上面視の形状が円形であり、例えばシート状とされて可撓性を有する。下板80は、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。接合部86は、円筒形状を有し、下板80の円形の面と上板81の円形の面が共に筐体8の上面18と略平行となるように、その円筒の一端面は下板80に接合され、その円筒の他端面は上板81に接合されている。
弾性体(圧力変形体)82〜85は、下板80と上板81と接合部86とで形成される閉じた空間に配置されている。弾性体82〜85は、下板80の上面(筐体8と反対側)の互いに異なる位置に載置される。上面視した場合における下板80の円形の中心から等距離離れた4つの点上に、弾性体82〜85は一つずつ載置される。
弾性体82〜85は、球形のゴムとなっている。弾性体82〜85の夫々は、下板80と上板81によって上下方向から挟まれ、下板80及び上板81と点又は面で接触している。
カメラ2は、下板80の下側(筐体8側)から下板80全体或いは下板80と弾性体82〜85が接している部分全体が撮影領域内に入るように、弾性体82〜85(より詳しくは、弾性体82〜85と下板80との接触部分)を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。上面視した場合における下板80の円形の中心に撮影領域の中心が略一致するように、カメラ2とアタッチメント10dは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板80の下面側に光を照射する。
下板80及び上板81は、例えば樹脂材料にて形成される。ユーザーによる操作等により上板81に対して上方から圧力が加わると、上板81は下板80側に撓み、この撓み(圧力)に応じて弾性体82〜85は上下方向の厚みが小さくなるように変形する。この際、加わる圧力の大きさ及び該圧力の加わる上板81上での位置に応じて、弾性体82〜85と下板80との各接触面積は変化する。
カメラ2が弾性体82〜85と下板80との接触部分をなるだけ明確に捉えることができるように、第1実施例にて説明した理由と同様の理由から、例えば、下板80の色を薄い白色とし、弾性体82〜85の色をピンク色とし、上板81を透明とする。尚、上記色の組み合わせは一例であり、弾性体82〜85と下板80との接触部分をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、下板80の色は任意の半透明色とされ、弾性体82〜85の色は任意の不透明色とされる。また、弾性体82〜85の色を、互いに異なる色にしても構わない。また、上板81の色を半透明色や不透明色としても構わない。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、弾性体82〜85と下板80との各接触面積を特定する情報が含まれることになる。また、各接触面積と、上板81に加わる圧力の大きさ及び該圧力の加わる上板81上での位置との間には相関関係がある。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、各接触面積を検出し、検出した各接触面積に基づいて上板81(各弾性体82〜85)に加わる圧力の大きさ及び該圧力の加わる上板81上での位置を検出する。
弾性体82に着目して検出手法の一例を示す。例えば、各画素データの信号R(各画素が受けた光の赤成分)の強度を所定の閾値にて2値化する。上板81を介して弾性体82に加えられた圧力が比較的小さい場合、弾性体82と下板80との接触面積は比較的小さい。このため、カメラ2側からピンク色に見える領域は比較的狭く、図11(a)に示すように、例えば、5個の画素に対応する2値化データのみが「1」となる。一方、上板81を介して弾性体82に加えられた圧力が比較的大きい場合、弾性体82と下板80との接触面積は比較的大きくなる。このため、カメラ2側からピンク色に見える領域は比較的大きくなり、図11(b)に示すように、例えば、13個の画素に対応する2値化データが「1」となる。
CPU11は、2値化データにおいて「1」を与える画素数をカウントすることにより、弾性体82と下板80との接触面積を検出することができる。弾性体83〜85と下板80との接触面積についても同様に検出することができる。
また、弾性体82〜85と下板80が接している部分(及びその近傍)と、そうでない部分の画像上での輝度は異なるため、各画素データに対応する輝度信号Yの強度を所定の閾値にて2値化するようにしてもよい。この場合も、各弾性体82〜85に加わる圧力の大きさの相違によって図11(a)と図11(b)のような2値化データの相違が得られ、弾性体82〜85と下板80との各接触面積を検出することができる。
また、例えば弾性体82の真上から圧力を加えれば、弾性体82と下板80との接触面積の増大は比較的大きくなるが、弾性体85と下板80との接触面積の増大は比較的小さい。このため、弾性体82〜85と下板80との各接触面積の面積比に基づけば、圧力の加えられた位置を検出することもできる。
弾性体82〜85と下板80との各接触面積と圧力の大きさ及び圧力の加わった位置との関係を表す関数やテーブルデータ等を用意しておくことにより、圧力の大きさ等を数値として出力することも可能である。このように、アタッチメント10dによって圧力センサの機能が実現される。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された圧力の大きさや圧力の加わった位置(弾性体82〜85と下板80との各接触面積)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10dは、上板81に対する圧力付加によって楽器の演奏を擬似的に体験できる音楽ゲーム等に用いられる。このような音楽ゲームでは、圧力の大きさに応じて楽器の音量を変化させたり、圧力を加える位置に応じて楽器の種類を変えたりすることができ、ゲーム装置としての遊び方が広がる。
また、弾性体として、4つの弾性体82〜85を設ける例を示したが、弾性体の数は「4」に限定されないのは勿論である。圧力の大きさのみを検出する場合は、1つの弾性体を、上面視した場合における下板80の円形の中央に配置すればよい。
また、上板81(各弾性体82〜85)に加わる圧力の大きさと該圧力の加わる上板81上での位置の双方を検出する例を示したが、一方が不要なら、圧力の大きさだけ或いは圧力の加わる上板81上での位置だけを検出するようにしてもよい。
[第6実施例]
次に、第6実施例について説明する。第6実施例においては、アタッチメント10eが筐体8に取り付けられている。図12は、アタッチメント10e周辺部分の拡大斜視図である。但し、図12において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10eは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、下板80と、上板91と、弾性体82、83、84及び85と、接合部86と(図12において不図示)、操作棒92と、有して構成される。即ち、アタッチメント10eは、図10(a)及び(b)に示すアタッチメント10dにおける上板81を上板91に置換した上で操作棒92を追加したものとなっている。
下板80は、上面視の形状が円形の板状体であって剛性を有している。上板91は、上面視の外形形状が円形の板状体であり、その円形の中央に図示されない連結機構部を介して操作棒92が接合されている。上板91は、第5実施例の上板81と同様、シート状にして可撓性を有するように構成してもよい。操作棒92は、略円柱形を成す棒状体である。操作棒92に外力を加えていない状態において、操作棒92の長手方向(中心軸)は上面視した場合における上板91の円形の面に直交している。また、上板91の色は、例えば透明色とされる(半透明色や不透明色としても構わない)。
下板80は、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。図10(b)に示したのと同様、接合部86は、円筒形状を有し、下板80の円形の面と上板91の円形の面が共に筐体8の上面18と略平行となるように、その円筒の一端面は下板80に接合され、その円筒の他端面は上板91に接合されている。
弾性体(圧力変形体)82〜85は、下板80と上板91と接合部86とで形成される閉じた空間に配置されている。弾性体82〜85と下板80との配置関係は、第5実施例にて説明したそれと同じである。弾性体82〜85の夫々は、下板80と上板91によって上下方向から挟まれ、下板80及び上板91と点又は面で接触している。
カメラ2は、下板80の下側(筐体8側)から下板80全体或いは下板80と弾性体82〜85が接している部分全体が撮影領域内に入るように、弾性体82〜85(より詳しくは、弾性体82〜85と下板80との接触部分)を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。上面視した場合における下板80の円形の中心に撮影領域の中心が略一致するように、カメラ2とアタッチメント10eは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板80の下面側に光を照射する。
操作棒92の長手方向を上板91の上面側に向かって倒す力を操作棒92に加えると、その力は図示されない連結機構部を介して上板91を上方から押す力に変換され、その倒す力の大きさと力の向きに応じた圧力が上板91を介して上方から弾性体82〜85に加わるようになっている。
例えば、弾性体82の配置されている方向(図12における方向D1)に操作棒92を倒す力を加えたとき、その力の大きさに応じた強さを有する圧力が弾性体82に上方(上板91側)から加わる一方で、弾性体83〜85には圧力が加わらない。この場合、弾性体82と下板80との接触面積(この接触面積をA1とする)は基準面積よりも大きくなる一方で、弾性体83〜85と下板80との各接触面積は基準面積と同じになる。尚、この際における弾性体83〜85と下板80との各接触面積が基準面積よりも小さくなるように、アタッチメント10eを構成しても構わない。ここで、基準面積とは、操作棒92に何ら外力を加えていない状態における弾性体82〜85と下板80との各接触面積(全て等しい)を意味する。
同様に、弾性体83の配置されている方向(図12における方向D2)に操作棒92を倒す力を加えたとき、その力の大きさに応じた強さを有する圧力が弾性体83に上方(上板91側)から加わる一方で、弾性体82、84及び85には圧力が加わらない。この場合、弾性体83と下板80との接触面積(この接触面積をA2とする)のみが基準面積よりも大きくなり、弾性体82、84及び85と下板80との各接触面積は基準面積と同じになる。尚、この際における弾性体82、84及び85と下板80との各接触面積が基準面積よりも小さくなるように、アタッチメント10eを構成しても構わない。
また例えば、弾性体82の配置されている方向と弾性体83の配置されている方向の間の方向(図12における方向D3)に操作棒92を倒す力を加えたとき、その力の大きさの略半分の力の大きさに応じた強さを有する圧力が弾性体82と弾性体83の夫々に上方(上板91側)から加わる一方で、弾性体84及び85には圧力が加わらない。この場合、弾性体82及び83と下板80との各接触面積(この各接触面積をA3とする)は等しく基準面積よりも大きくなる一方で、弾性体84及び85と下板80との各接触面積は基準面積と同じになる。尚、この際における弾性体84及び85と下板80との各接触面積が基準面積よりも小さくなるように、アタッチメント10eを構成しても構わない。
操作棒92を倒す力の大きさを一定と仮定した場合、接触面積A3は接触面積A1及びA2よりも小さくなり且つ接触面積A1とA2が等しくなるように、アタッチメント10eは構成されている。操作棒92を倒す力の大きさを増加させるに従って、接触面積A1、A2及びA3も増加する。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、弾性体82〜85と下板80との各接触面積を特定する情報が含まれることになる。また、各接触面積(各接触面積の面積比)と、操作棒92の長手方向を上板91側に向かって倒す力の大きさ及びその力の向きとの間には相関関係がある。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、各接触面積を検出し、検出した各接触面積に基づいて上記力の大きさ及び力の向きを検出する。
各接触面積の検出手法として、第5実施例にて例示した手法と同じ手法が使用される。また、弾性体82〜85の色として4種類の色を採用し、弾性体82〜85の色を互いに変えるようにしてもよい。この場合は、各画素データが、どの弾性体に対応する画素データであるのかを意識する必要がなくなる。例えば、弾性体82がピンク色であって且つ弾性体83〜85がピンク色と区別しうる他の色である場合、カメラ2の撮影領域全体において、ピンク色に見える領域の面積(即ち、弾性体82と下板80との接触面積)を2値化処理等を経て検出すれば、弾性体82と下板80との接触面積を他の接触面積と区別して検出することが可能である。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された上記力の大きさ及び力の向き(下板80と弾性体82〜85との各接触面積)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10eは、飛行機の飛行の操縦等を行うゲームに用いられ、飛行機の飛行方向及び飛行速度のコントロールを同時に行うための所謂ジョイスティックとして用いられる。ゲームの操作を操作棒92にて行うことにより、十字キー(図1のスイッチ5c〜5f)よりも複雑な操作が可能である。
[第7実施例]
次に、第7実施例について説明する。第7実施例においては、アタッチメント10fが筐体8に取り付けられている。図13(a)は、アタッチメント10f周辺部分の拡大斜視図である。図13(b)は、アタッチメント10fを上面視した場合における平面図である。但し、図13(a)及び(b)において筐体8の図示は省略している。また、アタッチメント10fには、下板100の上方に上板が設けられるが、アタッチメント10fの主要部を明確に図示するため、該上板の図示を図13(a)及び(b)において省略している。
アタッチメント10fは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、下板100と、移動体としての球状の球体101と、バネ支持棒102a、102b、102c及び102dと、弾性体としてのバネ103a、103b、103c及び103dと、有して構成される。
下板100は、上面視の形状が円形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。上面視した場合における下板100の中心から、等距離だけ離れた4つの部分にバネ支持棒102a、102b、102c及び102dが配置されている。バネ支持棒102a、102b、102c及び102dは、円柱状であって、それらの一端面の夫々は下板100の上面(筐体8と反対側の面)に固定され、それらの他端面の夫々は、下板100と共にバネ支持棒102a〜102dを挟む上板(不図示)に固定されている。
バネ支持棒102a、102b、102c及び102dは、同じものであり、バネ支持棒102aと102cの中心(或いは重心)を結ぶ線と、バネ支持棒102bと102dの中心(重心)を結ぶ線は直交している。
バネ103a、103b、103c及び103dは、例えばつる巻きバネであって、それらの各一端は、それぞれ、バネ支持棒102a、102b、102c及び102dに固定されている。バネ103a、103b、103c及び103dの各他端は、球体101を4方向から挟み込むように球体101の外周に接している。つまり、バネ103aが伸びれば伸びた分だけバネ103cが縮み、バネ103aが縮めば縮んだ分だけバネ103cが伸びるように、且つ、バネ103bが伸びれば伸びた分だけバネ103dが縮み、バネ103bが縮めば縮んだ分だけバネ103dが伸びるように、バネ103a〜103dは配置されている。
球体101は、下板100と上板(不図示)の間に挟まれ、バネ103a、103b、103c及び103dの伸縮状態に応じて、下板100に接触しながら移動する。例えば、バネ支持棒102cからバネ支持棒102aに向かう方向に筐体8を急激に振れば(即ち、その方向の筐体8の加速度をゼロから増加させれば)、バネ103cの縮みとバネ103aの伸びを伴って球体101はバネ支持棒102c側に移動する。尚、筐体8の加速度がゼロのとき、球体101は、上面視した場合における下板100の円形の中心にて下板100と接触する。
カメラ2は、下板100の下側(筐体8側)から下板100全体或いは球体101が移動しうる領域全体が撮影領域内に入るように、球体101を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。筐体8の加速度がゼロのときにおける下板100と球体101との接触部分が撮影領域の中心に略一致するように、カメラ2とアタッチメント10fは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板100の下面側に光を照射する。
下板100及び球体101は、例えば樹脂材料にて形成される。そして、カメラ2が被写体としての球体101(下板100と球体101との接触部分)をなるだけ明確に捉えることができるように、第1実施例にて説明した理由と同様の理由から、例えば、下板100及び球体101の色は、それぞれ薄い白色及びピンク色とされる。
尚、上記色の組み合わせは一例であり、下板100と球体101が接している部分をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、下板100の色は任意の半透明色とされ、球体101の色は任意の不透明色とされる。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、球体101の撮影領域内における位置や動きを特定する情報が含まれることになる。また、球体101の位置や動きによって、筐体8の加速度の大きさ及び向きを特定することができる。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における球体101の位置及び動きを検出し、検出した位置及び動きに基づいて筐体8の加速度の大きさ及び向きを検出する。
球体101の撮影領域内における位置や動きの特定手法は、第1実施例で示した手法(球体41の撮影領域内における位置や動きの特定手法)と同様である、
そして、撮影領域内における球体101の位置(及び動き)と筐体8の加速度の大きさ及び向きとの関係を表す関数やテーブルデータ等を用意しておくことにより、CPU11は筐体8の加速度の大きさ及び向きを検出することができる。このように、アタッチメント10fによって加速度センサの機能が実現される。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された加速度の大きさ及び向き(撮影領域内における球体101の位置(及び動き))を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10fは、筐体8に与える加速度(筐体8の振り具合)によってゲーム上のゴルフ球の飛ぶ距離が変わるゴルフゲーム等に用いることができる。このように、アタッチメント10fを利用すれば、筐体8を動かす速度変化によりゲームを操作することができるようになり、ゲーム装置としての遊び方が広がる。
また、4つのバネ103a〜103dを用いる例を示したが、例えばバネ支持棒102cとバネ支持棒102aとを結ぶ方向の加速度の大きさ及び向きのみを検出するのであれば、バネ103b及び103d並びにバネ支持棒102b及び102dは省略可能である。この場合、バネ支持棒102cとバネ支持棒102aとを結ぶ方向以外に球体101が移動しないように適宜ガイド等を設ければよい。また、筐体8の加速度の大きさと向きの双方を検出する例を示したが、一方が不要なら、加速度の大きさだけ或いは加速度の向きだけを検出するようにしてもよい。
[第8実施例]
次に、第8実施例について説明する。第8実施例においては、アタッチメント10gが筐体8に取り付けられている。図14は、アタッチメント10g周辺部分の拡大斜視図である。但し、図14において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10gは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、下板110と、輪状のハンドル部111と、円柱状の軸112と、連結部113と、球状の球体114、115及び116と、を有して構成される。下板100は、上面視の形状が円形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。
アタッチメント10gの筐体8への装着時において、下板110の円形の面は筐体8の上面18と平行になり、軸112の中心軸は筐体8の上面18に垂直となる。軸112は、詳細には図示されていない軸受部を介して下板110に回転可能に取り付けられている。輪状のハンドル部111は、軸112に連結部113を介して固定され、車両のハンドルに対する操作のようにハンドル111部に外力を与えることにより、ハンドル部111が軸112の中心軸の周りに筐体8の上面18と平行な面上を矢印118の方向に回転可能になっている。
下板110の下面(筐体8側の面)側に、球体114、115及び116が取り付けられている。球体114、115及び116は、ハンドル部111の上記回転と連動して、軸112の中心軸との距離を変えることなく軸112の中心軸の周りを周回するように取り付けられている。つまり、球体114、115及び116から成る回転体(球体114、115及び116の各中心を通る線、或いは、その線に囲まれる領域)は、軸112の中心軸を自らの回転の中心軸として、ハンドル部111の回転と連動して回転する。
カメラ2は、下板110の下側(筐体8側)から下板110全体或いは球体114〜116が存在しうる領域全体が撮影領域内に入るように、球体114〜116(上記回転体)を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。例えば、軸112が撮影領域の中心に略一致するように、カメラ2とアタッチメント10gは配置される。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、下板110の下面側に光を照射する。
カメラ2が被写体としての球体114〜116をなるだけ明確に捉えることができるように、第1実施例にて説明した理由と同様の理由から、例えば、下板110の色は、薄い白色とされる。また、球体114、115及び116の色は、例えば、それぞれ赤、青、緑とされる。尚、上記色の組み合わせは一例であり、球体114〜116をカメラ2が外景と区別して捉えることができる限り、どのような色を採用してもよい。例えば、下板110の色は任意の半透明色とされ、球体114〜116の色は互いに異なる任意の不透明色とされる。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、球体114〜116の撮影領域内における位置や動きを特定する情報が含まれることになる。また、球体114〜116の位置や動きによって、球体114〜116から成る回転体の回転状態(回転角、回転速度、回転方向など)を特定することができる。これを利用し、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における球体114〜116の位置及び動きを検出し、検出した位置及び動きに基づいて上記回転体の回転状態を検出する。
この際、画像データにおける色に関する情報(色信号U及びVなど)を利用して、球体114〜116の位置及び動きを検出してもよいし、画像データにおける輝度情報(輝度信号Y)を利用して、球体114〜116の位置及び動きを検出してもよい。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された回転体の回転状態(回転角、回転速度、回転方向など)を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、アタッチメント10gは、ハンドル部111のハンドル操作に応じてゲーム上の車両を運転するドライビングゲーム等に用いることができる。このように、アタッチメント10gを利用すれば、ゲームの操作をハンドル操作で行うことができるようになり、ゲーム装置としての遊び方が広がる。
尚、上記回転体が3つの球体114〜116から構成される例を上述したが、この球体の数は「3」以外に限定されず、4以上や2以下であってもよい。また、球体114〜116から成る回転体に代えて、中心が軸112に固定され且つ複数の色にて色分けされた円盤を設けるようにしてもよい。この円盤は、ハンドル部111の回転運動に伴い軸112の中心軸を自らの中心軸としてカメラ2の撮影領域内で回転する。上記円盤が回転すれば、撮像素子23の各画素が受ける光は刻一刻と変化する。この際、CPU11は、画像処理部24からの画像データに基づいて、撮影領域内における上記円盤の回転状態(回転角、回転速度、回転方向など)を検出する。
[第9実施例]
次に、第9実施例について説明する。第9実施例においては、アタッチメント10hが筐体8に取り付けられている。図15は、アタッチメント10h周辺部分の拡大斜視図である。但し、図15において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10hは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、支持板120と、示温材121と、を有して構成される。支持板120は、上面視の形状が円形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。
示温材121は、支持板120の下面(筐体8側)の中央部に設けられている。示温材121は、設定された温度(以下、設定温度という)で外観に明瞭な変色が生じるような物質を塗布したラベルである。また、支持板120の下面に上記の物質を塗布することによって、示温材121を形成してもよい。示温材121は、低温側から設定温度に達すると所定の色へと変色する一方で、温度が下がると元の色に戻る可逆性型示温材とする。
示温材121として、1つの示温材を設けるようにしてもよいし、設定温度の異なる複数の示温材を設けるようにしてもよい。また、特定の温度範囲において連続的に色が変わる示温材を採用してもよい。
カメラ2は、支持板120の下側(筐体8側)から支持板120全体或いは示温材121全体が撮影領域内に入るように、示温材121を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく、支持板120の下面側に光を照射する。尚、カメラ2が被写体としての示温材121の色をなるだけ明確に捉えることができるように、支持板120の色(半透明色、不透明色など)は選定される。
画像処理部24から次々と送られてくる画像データには、示温材121の色を特定する情報が含まれることになる。また、示温材121の色によって、測定温度対象である筐体8の周囲温度を、ある程度特定することができる。尚、筐体8の周辺の外気は、該周囲温度を変化させる熱源として作用し、その熱源からの熱エネルギーによって上記測定温度対象の温度は変化する。CPU11は、画像処理部24からの画像データに含まれる色に関する情報(色信号U及びVなど)に基づいて示温材121の色を検出し、これによって筐体8の周囲温度を検出する。
例えば、示温材121の色と筐体8の周囲温度との関係を表すテーブルデータ等を用意しておくことにより、CPU11は筐体8の周囲温度を検出することができる。このように、アタッチメント10hによって温度センサの機能が実現される。
CPU11は、上記ゲームプログラムの実行に際して、検出された温度を表すデータを変数として取り扱い、その変数の値を参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その変数の値に応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
アタッチメント10hを利用すれば、ゲーム装置の周囲温度によってゲームの進行状況を変えることが可能となる。例えば、ゲーム装置の周囲温度が高くなるに従ってゲーム上の氷の溶ける速度を速くする、といった利用が考えられ、ゲーム装置としての遊び方が広がる。
[第10実施例]
次に、第10実施例について説明する。第10実施例においては、アタッチメント10iが筐体8に取り付けられている。図16は、アタッチメント10i周辺部分の拡大斜視図である。但し、図16において筐体8の図示は省略している。
アタッチメント10iは、取り付け棒9a、9b、9c及び9dと、支持板130と、回転板131と、ミラー132と、を有して構成される。支持板130は、上面視の形状が円形の板状体であり、その周辺部において取り付け棒9a、9b、9c及び9dに固定されている。回転板131は、上面視の形状が円形の板状体であり、図示されない回転機構(ベアリング等)によって支持板130上に回転可能に取り付けられている。支持板130及び回転板131の中央には、それぞれ円形の開口部133及び134が設けられている。
以下、筐体8の上面18が水平面と平行になるように筐体8を机上(不図示)に載置した場合を考える。この場合、支持板130の円形の面及び回転板131の円形の面も水平面と平行になり、カメラ2の光学系21の光軸136は鉛直方向と平行になる。ミラー132は、カメラ2への入射光の光路中に介在する長方形の反射鏡であり、筐体8の水平方向に位置する被写体からの光を反射して、その反射光が開口部134及び133を介してカメラ2の撮像面に入射されるように、ミラー132の端部が回転板131に固定されている。光軸136は、双方円形の開口部133及び134の中心を通り、ミラー132によって水平方向に折り曲げられることになる。
回転板131は、筐体8の上面18と平行な面上を光軸136を中心軸として回転する(図16中の矢印135の方向)。この回転は、例えばユーザーによる手動操作によって行われる。回転板131を回転させれば、筐体8の設置位置を固定したままで筐体8の水平方向360度のあらゆる方向からの光をカメラ2の撮像面に入射することができる。
カメラ2は、支持板130の下側(筐体8側)から支持板130全体或いは開口部133及び134から見えるミラー132の一部分が撮影領域内に入るように、ミラー132に写る、筐体8の水平方向に位置する物体等を主たる被写体として動画撮影(或いは静止画撮影)を行う。LED3は、カメラ2の撮影領域を照らすべく支持板130の下面側から光を照射するものであるが、本実施例において、該照射は省略可能である。尚、カメラ2が上記被写体をなるだけ明確に捉えることができるように、支持板130の色は選定される。回転板131を回転させれば、筐体8の設置位置を固定したままで筐体8の水平方向360度のあらゆる物体等を撮影することが可能である。
CPU11は、撮影によって得られた画像データを参照して上記ゲームプログラムを実行する。即ち、その画像データに応じてLCDパネル4に出力する映像信号及び/又は音声制御部12に出力する音声信号を変化させたり、ゲームプログラムの分岐処理(ゲームの進行状態)を変化させたりする。
例えば、カメラ2の撮影画像によってゲームの進行を変化させるといった利用法が考えられる(例えば、緑色の被写体をカメラ2に撮影させれば、ゲーム上の緑色に関連するキャラクターの状態が変化するなど)。この際、筐体8を動かすことなくカメラ2の撮影方向を変えることができるため、撮影のためにLCDパネル4が見づらくなる、といった不都合が防止される。
また、アタッチメント10iを装着したゲーム装置本体1を、デジタルカメラ等と同様の撮像装置として利用することも可能である。この撮像装置は、上述したように、筐体8の設置位置を固定したままで筐体8の水平方向360度のあらゆる物体等を撮影することが可能である。デジタルカメラ等と同様の撮像装置として利用する場合、CPU11は、画像処理部24からの画像データを、圧縮処理等を施してから図示されないメモリ(メモリカード等)に格納するとともに、該画像データを画像としてLCDパネル4に表示する。
[第11実施例]
次に、カメラ2を利用したゲーム装置の他の動作(第1〜第4動作例)を、第11実施例として説明する。第11実施例の動作を行う際、第10実施例におけるアタッチメント10iを用いるようにしてもよい。
第1動作例では、スイッチ5a(図1(a)参照)を押し下げた時のカメラ2への入射光を撮影し、その撮影によって得られた画像データの各画素データを所定の規則にのっとって2値化する。例えば、各画素データの信号R(各画素が受けた光の赤成分)の強度を所定の閾値にて2値化する。上記2値化によって「1」を与える画素の数をゲーム上のポイントとして取り扱う。そして、このポイントを、同様にして得られた他のポイントと比較して優劣を競う、といったゲームを構成する(例えば、より赤いものを撮影した方がゲームにおいて勝者となる)。このように、画像データを所謂カードゲームにおけるカードと見立ててゲームを構成する。
第2動作例では、ユーザーの任意に部位(指、腕、顔など)に、赤や緑などの色のあるシールを貼り付け、そのシールの部分がカメラ2によって撮影されるようにする。そして、そのシールの動き等によってゲームの進行を変えるようにする。例えば、口の周りにシールを貼り付けておき、口の開閉動作によってゲーム上の食物をゲーム上のキャラクターが食べる、といったゲームを構成する。CPU11が画像データに含まれる色に関する情報(色信号U及びVなど)を解析することによって、口の周りに貼り付けられたシールの色の位置及び動きを検出し、これによって口の開閉動作を検出する。
第3動作例では、ゲーム装置の外部周辺に色のある物体を配置する。例えば、ゲーム装置の左側に赤色のポールを配置し、右側に黄色のポールを配置する。カメラ2は、画像データに含まれる色に関する情報(色信号U及びVなど)を用いて、カメラ2の撮影画像に上記ポールが含まれているかを判断する。この判断結果に基づけば、筐体8が向いている方向を判断することも可能である。そして、その判断結果に応じてゲームの進行状況を変化させることもできる。
第4動作例では、赤、青、緑等の複数の色にて対象物に印刷されたバーコードをカメラ2に撮影させる。CPU11は、画像データに含まれる輝度情報や色に関する情報に基づいて、バーコードが表す情報を読み取り、その情報をゲーム上に反映させる。例えば、バーコードが表す情報に応じたキャラクターをゲーム上に登場させる。バーの色(或いは色の組み合わせ)に情報を持たせるようにすれば、情報量を大きくすることができる。
[変形例など]
次に、ゲーム装置の構成や動作における変形例等を例示する。以下の記述における「アタッチメント」は、上述の実施例1〜9における任意のアタッチメント(アタッチメント10〜10h)、或いは、実施例10におけるアタッチメント10i、或いは、それらのアタッチメントを変形したものを意味する。
アタッチメントは択一的に筐体8に取り付けられるのではあるが、各実施例に示した事項を任意に組み合わせることは可能である。例えば、1つのアタッチメントに図8(a)及び(b)に示すアタッチメント10bの構成部材と図13(a)及び(b)に示すアタッチメント10fの構成部材を搭載するようにしてもよい。このアタッチメントを装着した場合、ゲーム装置は第3実施例に示した動作(磁気センサとしての機能)と第7実施例に示した動作(加速度センサとしての機能)の両方を実現可能である。
カメラ2による撮影において本来捕らえるべき被写体が外景に埋もれてしまうのを避けるべく、例えば第1実施例において、下板44の色を薄い白色とする例を示したが、この機能を上板40に担わせても構わない。即ち、例えば、上板40を薄い白色とし且つ下板44を透明としても構わない。同様の変形は、各実施例に適用可能である。
また、カメラ2とアタッチメントの間或いは、アタッチメントの下方に位置するカメラ2周辺の筐体8の上に銀色の反射膜(不図示)を設けるようにしてもよい。室内光や太陽光をこの反射膜によって反射することにより、カメラ2の撮影領域を明るくすることができる。そして、LED3を消灯した状態でも所定の明るさを確保できていると判断できれば(この判断は、例えば画像データに含まれる輝度信号Yの強度に基づいて行う)、消費電力を削減するためにLED3を消灯すればよい(LED3の消灯を継続すればよい)。また、LED3を消灯した状態で上記所定の明るさを確保できなければ、LED3を点灯させればよい。更にまた、反射膜やゲーム装置の仕様によっては、LED3自体をゲーム装置本体1から省略することも可能である。
また、筐体8における、アタッチメントを取り付ける部分を凹部とすることにより、アタッチメントが筐体8の上面18より上方に(あまり)突出しないようにしてもよい。
また、アタッチメントの種類によってゲーム装置本体1を上下反転して用いたり、横に向けて使用したりすることもできる。LCDパネル4における表示内容も、使用する方向に合わせて回転させるとよい。
例えば、図4(a)及び(b)に示すアタッチメント10を用いて二輪車(所謂オートバイ)を操縦するゲームの場合、アタッチメント10の部分を上にして(アタッチメント10の部分がユーザーから遠くなる方向にゲーム装置本体1を向けて)操作が行われるように、LCD4のアタッチメント10側をゲーム画面の上側にしてゲーム画面の表示を行う。そして、筐体8を傾けた角度に連動してゲーム上の二輪車のハンドル操作が行われ、十字キーのスイッチ5cの押し下げ状態によって該二輪車のアクセル状態が操作されるようなゲームを構成する。
一方、図10(a)及び(b)に示すアタッチメント10dを用い、上板81を指で叩いて楽器の演奏を擬似的に行う音楽ゲームの場合、アタッチメント10dの部分を下にして(アタッチメント10dの部分がユーザーに近くなる方向にゲーム装置本体1を向けて)操作が行われるように、LCD4のアタッチメント10側をゲーム画面の下側にしてゲーム画面の表示を行う。これにより、アタッチメント10dを操作するユーザーの手によってLCDパネル4が見えにくくなる、といった不都合が解消される。
また、取り付け穴6a〜6d、カメラ2及びLED3から成るアタッチメント装着部を、ゲーム装置本体1から分離するようにしてもよい。この場合、上記アタッチメント装着部は、筐体8とは別のアタッチメント筐体(不図示)に設けられることになり、カメラ2からの信号(例えば、上記画像データを表す信号)は無線または有線にてゲーム装置本体1に伝達される。また、上記アタッチメント筐体に、更にスイッチ5a〜5fを搭載してもよい。また、上記アタッチメント筐体をゲーム装置本体1の筐体に着脱自在としておいてもよい。この場合、アタッチメント筐体は必要に応じてゲーム装置本体1の筐体から取り外して使用される。
第1〜第9実施例におけるアタッチメントと、撮像部としてのカメラ2と、CPU11は、センシング装置として機能する。このセンシング装置は、筐体8の傾きを変化させる力(ユーザーの操作力あるいは重力)や示温材121(図15)の測定温度対象の温度を変化させる熱エネルギー等の外的要因に応じて変化する、所定の種類の物理的情報(傾きの大きさや上記温度など)を検出する。また、第1〜第9実施例における各アタッチメントは、上記外的要因に応じて被写体の状態(例えば、図4(a)及び(b)における球体41の位置や動き)を変化させる被写体状態変化部として機能し、CPU11は上記物理的情報を検出する検出部として機能する。
そして、被写体状態変化部としての各種のアタッチメントは筐体8に対して着脱自在に且つ択一的に取り付けられ、取り付けられたアタッチメントに応じた物理的情報が検出される。つまり、同じカメラ2とCPU11を流用して様々な種類の物理的情報を検出することが可能であり、アタッチメントを変えるだけという安価な構成でゲーム内容に応じたゲーム操作手法を(必要に応じて)ゲームごとに採用する、といったことが可能となる。
また、プログラムROM31及び/又はワークRAM14は、ゲームプログラムを記憶するプログラム記憶部として機能し、CPU11は該ゲームプログラムを実行するプログラム実行部として機能する。
本発明は、各種の物理的情報を検出するセンシング装置として利用可能であり、また、該センシング装置を備えたゲーム装置等のプログラム実行装置に利用可能である。また、本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置や該撮像装置の機能をも備えたゲーム装置等のプログラム実行装置に利用可能である。
本発明の実施の形態に係るゲーム装置本体の外観図である。 図1のゲーム装置本体と、ゲームカートリッジとの電気的構成を示すブロック図である。 図2のカメラの内部構成図である。 本発明の第1実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図(a)、及び断面図(b)である。 本発明の第1実施例に係るCPUの動作を説明するための図である。 図4のアタッチメントの変形例を示す拡大斜視図(a)、及び断面図(b)である。 本発明の第2実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 本発明の第3実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図(a)、及び断面図(b)である。 本発明の第4実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 本発明の第5実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図(a)、及び断面図(b)である。 本発明の第5実施例に係るCPUの動作を説明するための図である。 本発明の第6実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 本発明の第7実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図(a)、及び平面図である。 本発明の第8実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 本発明の第9実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 本発明の第10実施例に係るアタッチメントの周辺の拡大斜視図である。 従来のゲーム装置本体と、ゲームカートリッジとの電気的構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 ゲーム装置本体
2 カメラ
3 LED
4 LCDパネル
5a〜5f スイッチ
6a〜6d 取り付け穴
7 カートリッジ取り付け穴
8 筐体
9a〜9d 取り付け棒
10、10a〜10i アタッチメント
11 CPU
18 上面
21 光学系
22 絞り
23 撮像素子
24 画像処理部
41 球体
44 下板
45 ドーム体
49 液体
50 気泡
55 描画面
56 ペン
57 ペン先
61 磁石
62 下板
63 磁石支え部
70 支持板
73、74 羽根
76 風車
80 下板
81 上板
82〜85 弾性体
92 操作棒
101 球体
103a〜103d バネ
111 ハンドル部
121 示温材
130 支持板
131 回転板
132 ミラー

Claims (20)

  1. 外的要因に応じて変化する所定の種類の物理的情報を検出するセンシング装置であって、
    撮像部と、
    該撮像部の被写体を含み、前記外的要因に応じて前記被写体の状態を変化させる被写体状態変化部と、
    前記撮影部による前記被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報を検出する検出部と、を備えた
    ことを特徴とするセンシング装置。
  2. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体に対して着脱自在に取り付けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載のセンシング装置。
  3. 前記被写体状態変化部として、第1の被写体状態変化部と第2の被写体状態変化部が少なくとも存在し、
    第1の被写体状態変化部は、前記被写体として前記撮像部の第1の被写体を含み、前記外的要因としての第1の外的要因に応じて第1の被写体の状態を変化させるものであり、
    第2の被写体状態変化部は、前記被写体として前記撮像部の第2の被写体を含み、前記外的要因としての第2の外的要因に応じて第2の被写体の状態を変化させるものであり、
    第1及び第2の被写体は互いに異なり、且つ、第1の外的要因及び第2の外的要因は互いに異なる種類の外的要因であり、
    第1及び第2の被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体に対して着脱自在に且つ択一的に取り付けられ、
    前記検出部は、前記筐体に第1の被写体状態変化部が取り付けられている場合は、第1の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報としての第1の物理的情報を検出し、前記筐体に第2の被写体状態変化部が取り付けられている場合は、第2の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記物理的情報として第1の物理的情報と異なる種類の第2の物理的情報を検出する
    ことを特徴とする請求項1に記載のセンシング装置。
  4. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体の傾きに応じて前記撮像部の撮影領域内を移動する移動体を前記被写体として備え、
    前記外的要因は前記傾きを変化させる力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記撮影領域内における前記移動体の位置及び動きの少なくとも一方を検出することにより、前記傾きの大きさ及び変化の少なくとも一方を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  5. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に設けられた凸状又は凹状の面を有し、
    前記移動体は、前記傾きが変化した際、重力により前記面に沿って移動する
    ことを特徴とする請求項4に記載のセンシング装置。
  6. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に設けられた面と、その面上を移動可能な、前記被写体としての移動体を備え、
    前記外的要因は、前記面上における移動体の位置を変化させる力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記撮影領域内における前記移動体の位置及び動きの少なくとも一方を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  7. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に、磁界の向きに応じて回転可能に設けられた磁石を前記被写体として備え、
    前記外的要因は、前記磁石を回転させる前記磁界による磁力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記磁力の向きを前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  8. 前記被写体状態変化部は、回転軸と、前記撮像部の撮影領域内に配置され前記回転軸を中心軸として回転可能に取り付けられた、前記被写体としての複数の羽根を備え、
    前記外的要因は、前記複数の羽根を回転させる力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記複数の羽根の回転状態を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  9. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に配置され、自身に対して付加される圧力の大きさに応じて形状が変化する圧力変形体を前記被写体として備え、
    前記外的要因は、前記圧力変形体に付加される前記圧力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記圧力の大きさを前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  10. 前記被写体状態変化部は、前記圧力変形体としての弾性体を挟む上板及び下板を備え、前記上板を介して前記圧力変形体に付加される前記圧力の大きさに応じて前記圧力変形体と前記下板との接触面積が変化するように構成され、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて前記接触面積を算出し、算出された該接触面積に基づいて前記圧力の大きさを前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項9に記載のセンシング装置。
  11. 前記被写体状態変化部は、自身に対して付加される圧力の大きさによって形状が変化する複数の圧力変形体を前記被写体として備え、
    前記複数の圧力変形体は、前記撮像部の撮影領域内の互いに異なる位置に配置され、
    前記外的要因は、前記複数の圧力変形体に付加される前記圧力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わった位置を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  12. 前記被写体状態変化部は、各圧力変形体としての各弾性体を互いに異なる位置にて挟む上板及び下板を備え、前記上板を介して各圧力変形体に付加される前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わる位置に応じて前記複数の圧力変形体の夫々と前記下板との接触面積が変化するように構成され、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて各接触面積を算出し、算出された各接触面積に基づいて前記圧力の大きさ及び前記圧力が加わった位置を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項11に記載のセンシング装置。
  13. 前記被写体状態変化部は、前記上板に取り付けられた棒状体を更に備え、該棒状体を介して前記圧力が各圧力変形体に付加されるように構成されている
    ことを特徴とする請求項12に記載のセンシング装置。
  14. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部が取り付けられた筐体の加速度に応じて前記撮像部の撮影領域内を移動する移動体を前記被写体として備え、
    前記外的要因は、前記加速度の大きさを変化させる力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記加速度の大きさ及び向きの少なくとも一方を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  15. 前記被写体状態変化部は、前記加速度が変化する方向に伸縮可能に設けられた第1及び第2の弾性体を更に備え、第1及び第2の弾性体の各一端を固定しつつ、第1及び第2の弾性体の各他端によって前記移動体を挟み込む構成としている
    ことを特徴とする請求項14に記載のセンシング装置。
  16. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内にて回転する回転体を前記被写体として備え、
    前記外的要因は、前記回転体を回転させる力であり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記回転体の回転状態を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  17. 前記被写体状態変化部は、前記撮像部の撮影領域内に配置され、測定温度対象の温度に応じて色が変化する示温材を備え、
    前記外的要因は、前記温度を変化させる熱源からの熱エネルギーであり、
    前記検出部は、前記画像データに基づいて、前記温度を前記物理的情報として検出する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のセンシング装置。
  18. プログラムを記憶するプログラム記憶部と、
    前記プログラムを実行するプログラム実行部を備えたプログラム実行装置において、
    請求項1〜請求項17の何れかに記載のセンシング装置を備え、
    前記プログラム実行部は、前記センシング装置の前記検出部によって検出された前記物理的情報を変数として参照して前記プログラムを実行する
    ことを特徴とするプログラム実行装置。
  19. 撮像部と、
    前記撮像部を取り付ける筐体と、
    開口部を有し、前記撮像部の光学系の光軸を中心軸として回転可能なように前記筐体に取り付けられた回転板と、
    前記回転板に固定され、第1の被写体からの光を反射し前記開口部を介して該撮像部へ入射するためのミラーと、を備えた
    ことを特徴とする撮像システム。
  20. 前記回転板は、前記筐体に対して着脱自在となっていて、
    前記撮像部の第2の被写体を含み、外的要因に応じて前記第2の被写体の状態を変化させる被写体状態変化部と前記回転板とが、前記筐体に対して着脱自在に且つ択一的に取り付けられ、
    当該撮像システムは、更に検出部を備え、
    前記被写体状態検出部が前記筐体に取り付けられている時、前記検出部は、前記第2の被写体の撮影によって得られた画像データに基づいて前記外的要因に応じて変化する所定の種類の物理的情報を検出する
    ことを特徴とする請求項19に記載のセンシング装置。
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