JP2681454B2 - 射的ゲーム装置 - Google Patents

射的ゲーム装置

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JP2681454B2 JP7055225A JP5522595A JP2681454B2 JP 2681454 B2 JP2681454 B2 JP 2681454B2 JP 7055225 A JP7055225 A JP 7055225A JP 5522595 A JP5522595 A JP 5522595A JP 2681454 B2 JP2681454 B2 JP 2681454B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表示画面上に表示され
た標的に向けて模擬銃手段により射的し、着弾位置と標
的との位置関係によりゲーム進行を制御する射的ゲーム
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の射的ゲーム装置として
は、模擬銃側に受光素子を設け、プレーヤーが模擬銃の
トリガーを引くと同時に表示装置の表示画面をホワイト
にし、表示装置の隅から順にホワイト画面のラスタ走査
を行ってこのラスタ走査画面からの光を受光素子が受光
したタイミング（つまりラスタ走査位置）により着弾位
置を検出するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の射的ゲーム装置は次のような問題点を抱えてい
た。
【０００４】（１）模擬銃のトリガーが引かれる度に表
示画面がホワイト画面に切り替わり、このホワイト画面
からの光の強度が強く人目につきやすいので、ゲーム画
面の画質向上を妨げると共にプレーヤーに目のチラつき
をもたらすおそれがある。
【０００５】（２）ホワイト画面に切り替えないと着弾
位置の検出ができないため、着弾位置のキャリブレーシ
ョン時の位置表示など着弾位置の連続検出が必要であっ
ても連続検出が困難である。すなわち、ゲーム画面とホ
ワイト画面とを交互に表示したとしてもゲーム画面の書
換周期の倍の間隔でしか検出ができない。
【０００６】このため、表示装置からの画像をハーフミ
ラーにより反射して導くと共に、ハーフミラー後方に発
光素子をマトリクス状に配置して発光素子からの光が画
像に重複するようにし、着弾位置を発光素子からの光の
受光位置により検出する射的ゲーム装置が提案されてい
る（実開平２−６５９８３号公報）。しかしながら、こ
の射的ゲーム装置では多数の発光素子をマトリクス状に
配置する必要があると共に発光素子と表示装置からの画
像との位置決めを正確に行う必要があり、構成が複雑で
あると共に組立、配置に精密さが要求される。
【０００７】一方、射撃の的の中央に設けられた光源の
位置を銃器の内部に設けられた半導体位置検出素子によ
り検出することで着弾位置を検出する銃器射的装置も提
案されている（特開昭６０−１１１６７６号公報）が、
この銃器射的装置は的が固定されているために中央とい
う決まった位置に光源が配置できるのであり、時々刻々
と変化するゲーム画面、ひいては位置が刻々と変化する
射的を有する射的ゲーム装置への適用は困難である。
【０００８】本発明は上述した問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、簡単な構成で模擬
銃の着弾位置を正確に検出し得る射的ゲーム装置を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、標的
を表示する表示画面を有する表示手段と、標的を射的す
る模擬銃手段とを備えた射的ゲーム装置に適用される。
そして、上述の目的は、表示画面の近傍に配置された少
なくとも１つの目標と、模擬銃手段の銃口方向にある撮
像領域を撮像する撮像手段と、撮像手段により得られた
画像内における目標の位置を検出する位置検出手段と、
位置検出手段により検出された目標の位置から模擬銃手
段による表示画面上の着弾位置を検出する着弾位置検出
手段とを設けることにより達成される。
【００１０】撮像手段に撮像領域からの電磁波を一走査
毎に受像するマトリクス状に配置された受像素子を設け
た場合、位置検出手段は撮像手段の一走査毎の撮像信号
から目標の位置を検出するようにしてもよい。
【００１１】加えて、位置検出手段に、撮像手段で得ら
れた撮像信号が転送されるフレームメモリと、フレーム
メモリの少なくとも一部のエリアを指示するエリア指示
手段とを設けた場合、エリア指示手段により指示された
エリアに対してフレームメモリの記憶内容を読み出し、
読み出された内容から目標の位置を検出するようにして
もよい。
【００１２】さらに、位置検出手段に、エリア指示手段
により指示されたエリアに対応するフレームメモリの記
憶内容から目標を撮像した受像素子の個数をカウントす
るカウント手段と、カウント手段によりカウントされた
受像素子のフレームメモリ上における座標値を積算する
座標値積算手段とを設けた場合、カウント手段及び座標
値積算手段の出力から目標の位置を検出するようにして
もよい。
【００１３】目標を少なくとも２つ設けてもよく、この
場合、エリア指示手段が、撮像手段からの撮像信号に基
づいて１つのエリア内に１つの目標のみが対応するよう
にエリアを決定するようにしてもよい。
【００１４】受像素子上における目標間の距離と実際の
目標間の距離とに基づいて模擬銃手段と表示画面との間
の距離を推測する距離推測手段を設けてもよい。また、
目標が可視領域以外の波長の電磁波を出力する場合、撮
像手段は目標からの電磁波を選択的に受信するようにし
てもよい。
【００１５】
【作用】
−請求項１− 位置検出手段は、撮像手段により得られた画像内におけ
る目標の位置を検出し、着弾位置検出手段は、位置検出
手段により検出された目標の位置から模擬銃手段による
表示画面上の着弾位置を検出する。
【００１６】−請求項２− マトリクス状に配置された受像素子は撮像領域からの電
磁波を一走査毎に受像し、位置検出手段は撮像手段の一
走査毎の撮像信号から目標の位置を検出する。
【００１７】−請求項３− エリア指示手段はフレームメモリの少なくとも一部のエ
リアを指示し、位置検出手段は、エリア指示手段により
指示されたエリアに対してフレームメモリの記憶内容を
読み出し、読み出された内容から目標の位置を検出す
る。
【００１８】−請求項４− カウント手段は、エリア指示手段により指示されたエリ
アに対応するフレームメモリの記憶内容から目標を撮像
した受像素子の個数をカウントし、座標値積算手段は、
カウント手段によりカウントされた受像素子のフレーム
メモリ上における座標値を積算する。そして、位置検出
手段はこれらカウント手段及び座標値積算手段の出力か
ら目標の位置を検出する。
【００１９】−請求項５− エリア指示手段は、撮像手段からの撮像信号に基づいて
１つのエリア内に１つの目標が対応するようにエリアを
決定する。
【００２０】−請求項６− 位置検出手段は少なくとも２つ設けられた目標のそれぞ
れの位置を検出し、着弾位置検出手段は複数個の目標位
置から模擬銃の着弾位置を検出する。
【００２１】−請求項７− 距離推測手段は受像素子上における目標間の距離と実際
の距離とに基づいて、模擬銃手段と表示画面との間の距
離を測定する。
【００２２】−請求項８− 撮像手段は、可視領域以外の波長の電磁波を出力する目
標からの電磁波を選択的に受信する。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例である射的
ゲーム装置の全体構成を示す透視側面図、図２は透視正
面図である。これらの図において、１はゲーム装置の筐
体であり、筐体１の前面には表示用スクリーン１ａが設
けられている。２は筐体１内に収納されたプロジェクタ
ーであり、後述するゲーム制御回路５からの映像信号に
基づいてゲーム画面作成用の光を投影部２ａの前方に投
影する。本実施例ではプロジェクター２からの投影光は
筐体１の後方に向けて投影され、筐体１内の後部に設け
られたハーフミラー３によりその光路が筐体１前方に向
けて折り返され、表示用スクリーン１ａに投影される。
これにより、ゲーム画面が表示用スクリーン１ａに表示
される。
【００２４】４は同様に筐体１内に収納された赤外線投
光装置であり、図２に特によく示されるように、左右一
対設けられた投光部４ａ、４ｂからスポット状の赤外光
束を投光する。本実施例では赤外線投光装置４からの一
対の赤外光束も筐体１の後方に向けて投影され、ハーフ
ミラー３によりその光路が筐体１前方に向けて折り返さ
れ、表示用スクリーン１ａに投影される。表示用スクリ
ーン１ａにおいて、赤外光スポットＬＳの位置は赤外線
投光装置４の位置またはその位置からの投光光路を変更
することにより自由に調整できる。なお、本実施例で
は、赤外光スポットＬＳの投影位置は表示用スクリーン
１ａの左右両端に決められている（図２、図４（ａ）参
照）。但し、赤外光は可視領域外の波長を有するため、
ゲーム装置のプレーヤーは視認できない。
【００２５】５はゲーム制御回路であり、好ましくは１
枚の基板上に形成される。このゲーム制御回路５は、ゲ
ームプログラム等が格納されたＲＯＭ、プログラム実行
時に必要な変数等が格納されるＲＡＭ、ゲームプログラ
ムを実行して必要なゲーム画面を生成する処理回路及び
必要なインターフェース等の周辺回路などを含む。ゲー
ム制御回路５には、後述する位置検出回路６から後述す
る模擬銃１０の着弾位置データが入力され、また、プロ
ジェクター２及び赤外線投光装置４に向けてそれぞれゲ
ーム画面生成用映像信号及び投光部点灯用電源信号が出
力される。ここにいうゲーム画面は、模擬銃１０で射的
すべき標的を含む静止画像または動画像を表示したもの
である。
【００２６】６は位置検出回路であり、好ましくは１枚
の基板上に形成される。この位置検出回路６は、模擬銃
１０からの撮像信号に基づいて模擬銃１０の着弾位置を
検出し、着弾位置データをゲーム制御回路５に出力す
る。本実施例では、図２に示すように３つの撮像信号入
力ポート６ａ〜６ｃが位置検出回路６に設けられてお
り、３丁の模擬銃１０が接続可能にされている。位置検
出回路６の詳細については後述する。
【００２７】１０は実際の銃の形状を模倣した模擬銃で
あり、実際の銃に類似する揺動自在なトリガー（引金）
１１が設けられている。この模擬銃１０には、プレーヤ
ーによりトリガー１１が引かれるとこれに基づいてトリ
ガー信号を発生するトリガー信号発生回路（図示略）が
内蔵されており、トリガー信号は位置検出回路６を介し
てゲーム制御回路５に出力される。
【００２８】模擬銃１０の銃口部１０ａ内部にはゴム等
の防震部材１２を介してＣＣＤカメラ１３が内蔵されて
いる。ここにいうＣＣＤカメラ１３は、ＣＣＤセンサー
（図示略）を撮像素子としてセンサ受光面上の光強度分
布を画像化するものであり、本実施例では赤外線領域に
も充分な感度を持つＣＣＤエリア・センサーを使用して
いる。ＣＣＤカメラ１３は、模擬銃１０の銃口方向前方
に広がっている風景が撮像可能となるように模擬銃１０
内に配置されており、ＣＣＤカメラ１３の撮像信号は位
置検出回路６に出力される。本実施例では、銃口方向に
沿った中心軸（これは表示用スクリーン１ａ上の着弾位
置と模擬銃１０とを結ぶ軸に等しい）に対してＣＣＤカ
メラ１３の受光面が直交するように配置されている。
【００２９】１４は結像レンズ、１５は赤外線透過フィ
ルターであり、それぞれＣＣＤセンサーの受光面前方に
配置されている。より詳細には、結像レンズ１４はＣＣ
Ｄセンサーの受光面上に鮮明な像が結像されるようにそ
の焦点距離及びＣＣＤセンサーとの間の距離が定められ
ている。また、赤外線透過フィルター１５は赤外領域の
波長を有する光のみを透過するものであり、より好まし
くは、赤外線投光装置４からの赤外光に対応する波長の
光のみを透過するように構成されている。
【００３０】図３は、位置検出回路６の詳細を説明する
ためのブロック図である。２値化処理回路６２はＣＣＤ
カメラ１３で撮像された画像をハイ、ローの２値データ
に変換してフレームメモリ６０に導く。この処理におい
て、２値化レベル（すなわち閾値）は受光感度に応じて
基準電圧を変更することによって適正水準に調整するこ
とができる。フレームメモリ６０はそれぞれＣＣＤカメ
ラ１３の画素数に一致あるいは対応した記憶容量を有す
るフレームメモリ６０１、６０２を備え、選択によりフ
ィールド周期（フレーム周期の１／２）もしくはフレー
ム周期毎に交互に切替られて画像データが記憶されるよ
うになっている。本実施例では、ＣＣＤカメラ１３は縦
５１２画素×横５１２画素の画像データを出力し、これ
に対応してフレームメモリ６０１、６０２の記憶容量及
びアドレスが定められている。
【００３１】６３はフレームメモリ６０の書込アドレス
を作成する書込アドレス生成回路であり、例えば１４Ｍ
Ｈｚの基準クロックパルスを出力する基準クロック発生
回路６３１と、Ｈ、Ｖアドレスを発生するＨ、Ｖカウン
タ６３２とから構成されている。Ｈ、Ｖカウンタ６３２
はフィールド周期に同期した速度でフレームメモリ６０
の全アドレスをスキャンする書込アドレスを出力するも
のであり、２値化処理回路６２からの２値データをフレ
ームメモリ６０１、６０２の一方に交互に書き込む。
【００３２】６４はフレームメモリ６０内の所定エリア
（以下、カウントブロックという）に対する読出アドレ
スを作成する読出アドレス生成回路であり、カウントブ
ロックのスタート位置を設定するカウント位置コントロ
ーラ６４１とＨ、Ｖカウンタ６４２とから構成されてい
る。読出アドレス生成回路６４は後述する初期位置認識
処理の後に動作するもので、位置検出用ＣＰＵ６１から
供給されるカウントブロックのスタートアドレス（Ｈ
s，Ｖs）とカウントブロックサイズデータとに基づいて
カウントブロックの読出アドレスを発生する。これによ
り当該カウントブロック内の２値データのみが読み出さ
れる。
【００３３】ＣＣＤカメラコントローラ６６は基準クロ
ック発生回路６３１からの基準クロックに基づいて同期
信号とカメラ同期信号を発生するもので、これらの同期
信号によりフレームメモリの切替やフレームメモリのア
ドレス発生に対してＣＣＤカメラ１３による走査周期及
びそれらのタイミングの同期を取っている。
【００３４】６７１、６７２はバンクセレクタとしての
マルチプレクサであり、マルチプレクサ６７１はＨ、Ｖ
カウンタ６３２、６４２及び位置検出用ＣＰＵ６１から
のＰＣアドレスを適宜切り換えてフレームメモリ６０に
導き、マルチプレクサ６７２はフレームメモリ６０１、
６０２の出力側を切り替える。
【００３５】６８はデータ累積回路であり、加算回路６
８１、ラッチ回路６８２及びドットカウンタ６８３から
構成されている。累積結果は位置検出用ＣＰＵ６１に導
かれ、累積結果から後述するようにして着弾位置が算出
される。
【００３６】図４は、データ累積回路６８の動作を説明
するための図で、（ａ）はＣＣＤカメラ１３の視野内に
ある表示用スクリーン１ａを見た状態を示し、（ｂ）は
（ａ）に示す表示用スクリーン１ａを撮像したときのＣ
ＣＤカメラ１３の画像、（ｃ）はカウントブロックＢＬ
を拡大した図である。
【００３７】なお、以下の説明において、特に断らない
限り表示用スクリーン１ａの横方向にＨ軸を、縦方向に
Ｖ軸を取り、座標原点を表示用スクリーン１ａの左上隅
に配置する。同様に、ＣＣＤカメラ１３の画像の横方向
にＸ軸を、縦方向にＹ軸を取り、図４（ｂ）の左上の座
標値を（１，１）、右下の座標値を（５１２，５１２）
とする。
【００３８】図４（ａ）ではゲーム画面ＧＰが表示用ス
クリーン１ａに投影され、かつ、その左右両端にそれぞ
れ赤外光スポットＬＳl、ＬＳrが投影されている。図４
（ｂ）では、左右赤外光スポットＬＳl、ＬＳrに対応し
た赤外光画素データＤl、Ｄrがハイレベルで撮像されて
いる。なお、ＢＬはカウントブロックを示している。
【００３９】図４（ｃ）において、カウントブロックＢ
Ｌ内の各マス目はＣＣＤカメラ１３の画素、すなわちフ
レームメモリ６０の各アドレスを示す。カウントブロッ
クＢＬの左上端（Ｈs，Ｖs）はカウントブロックのスタ
ートアドレスであり、カウント位置コントローラ６４１
により設定される。また、Ｈ，Ｖカウンタ６４２はスタ
ートアドレス（Ｈs，Ｖs）から列方向（図４（ｃ）の矢
印で示す方向）に、（Ｈs＋１，Ｖs），……，（Ｈs＋
ｈ，Ｖs）のようにアドレス指定を行い、一行分が終了
する毎に順次、次の行に移行し、エンドアドレス（Ｈs
＋ｈ，Ｖs＋ｖ）で終了するようになっている。これに
より、画素幅にしてｈ×ｖのカウントブロックＢＬが指
定される。
【００４０】また、ＣＣＤカメラ１３の撮像面に設けら
れるレンズ、赤外光スポットＬＳl、ＬＳrの形状や輝度
を選択することで、（図４（ｃ）のハッチング部分に示
すように）ＬＥＤデータＤlを複数個のアドレスに亘っ
て存在させることができ、このように複数個のドットを
得ることで赤外光スポットデータを他のノイズ等と識別
可能にしている。
【００４１】続いて積算処理について、図３及び図４
（ｃ）を用いて説明する。読出アドレス生成回路６４か
らのカウントブロックＢＬへのアドレス指定により、フ
レームメモリ６０１（あるいは６０２）からアドレスの
記憶内容が順次読み出されるとともに、この時の読出ア
ドレスが加算回路６８１に導かれる。
【００４２】フレームメモリ６０１から赤外光スポット
データＤlとしてのドット（ハイレベルデータ）が読み
出される毎に、このドットデータによりドットカウンタ
６８３の計数値がインクリメントされるとともに、ラッ
チ回路６８２に導かれる。ラッチ回路６８２はドットデ
ータが入力されたときだけ、加算回路６８１から出力さ
れるアドレス値をラッチするとともに、この値を再び加
算回路６８１に導く。このようにして、フレームメモリ
６０１からドットデータが出力される毎に、そのドット
データを記憶しているアドレス値が加算回路６８１に出
力されて累積される。
【００４３】この結果、ドットカウンタ６８３にはカウ
ントブロックＢＬ内に存在するドットの個数が、ラッチ
回路６８２にはドットの存在するアドレスの累積値が取
り込まれる。そして、位置検出用ＣＰＵ６１はカウント
ブロックＢＬのアドレス指定が終了すると、ラッチ回路
６８２とドットカウンタ６８３で得られたデータを取り
込み、ドット数から赤外線スポット像のデータかノイズ
かを判断し、累積値はドット数で除算することでドット
の中心アドレス（Ｈc，Ｖc）を算出するようにしてい
る。そして、この中心アドレスが画面全体の重心位置と
され、この位置データに基づいてカウントブロックの設
定や着弾位置の検出処理が実行されることとなる。
【００４４】なお、赤外光スポットデータかノイズかの
判断は、例えばドット個数に閾値を設け、閾値以上のド
ット個数を赤外光スポットデータとする、といった手法
によればよい。また、上記中心アドレスの算出をハード
ウェアによる構成で行い、位置検出用ＣＰＵ６１には
Ｈ、Ｖの計算結果のみを伝える構成にしてもよい。さら
に、座標の累積値に絶対座標を用いるのではなく基準座
標からの相対座標を用いて最後に基準座標に加算して目
的の座標を求めても良い。これは、扱うビット数が少な
くなりハードウェアの加算処理の高速化が図れる利点が
ある。
【００４５】次に、図５〜図９のフローチャート及び図
１０、図１１を参照して、本実施例の射的ゲーム装置の
動作について説明する。
【００４６】（１）ゲーム処理（図５） 図５は、ゲーム制御回路５で実行されるプログラムの動
作を説明するためのフローチャートである。まず、ステ
ップＳ１ではシステム全体の初期化処理が行われ、ステ
ップＳ２ではゲーム画面生成のためのゲームデータ処理
が行われる。ゲームデータ処理には、例えばゲーム画面
中のキャラクタ等をポリゴンで生成する場合はポリゴン
処理が含まれる。ゲームデータ処理はフィールド周期毎
に実行され、このフィールド周期毎にゲーム制御回路５
から映像信号がプロジェクター２に送出されてゲーム画
面が書き換えられる。
【００４７】ステップＳ３では模擬銃１０からのトリガ
ー信号をチェックし、その結果、ステップＳ４において
トリガー信号がＯＮ状態にあるか否かを判定する。そし
て、トリガー信号がＯＮ、すなわちプレーヤーが模擬銃
１０のトリガー１１を引いていればステップＳ５に進
み、トリガー信号がＯＦＦ、すなわちプレーヤーが模擬
銃１０のトリガー１１を引いていなければステップＳ９
に飛ぶ。
【００４８】ステップＳ５では、位置検出回路６により
検出された着弾位置（Ｈ，Ｖ）のデータを取り込む。位
置検出回路６の動作については後述する。ステップＳ６
では、ステップＳ５において取り込まれた着弾位置が
（Ｈ，Ｖ）＝（０，０）、すなわち、ゲーム画面の範囲
外にあるか否かが判定され、判定が肯定されるとステッ
プＳ８に進み、判定が否定されるとステップＳ７に進
む。ステップＳ７では、検出された着弾位置に応じたデ
ータ処理が行われる。一例としては、射撃回数のカウン
ト、標的に命中したか否かの判断、残り弾数の減算等が
ある。
【００４９】一方、ステップＳ８では着弾位置がゲーム
画面を外れた場合の処理を行う。この場合の処理として
は何もしない、あるいは「外れ」等の表示を行うことも
あるが、本実施例では模擬銃１０の弾充填処理を行って
いる。
【００５０】ステップＳ９では所定のゲーム規則などに
従い、終了チェックを行い、終了条件などが満たされた
場合にゲームプログラムを終了し、そうでない場合はス
テップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５１】（２）位置検出処理（図６） 図６は、位置検出回路６で実行されるプログラムの動作
を説明するためのフローチャートである。
【００５２】本実施例ではまず、図１０（ａ）で示すよ
うにＣＣＤカメラ１３で撮像された全画面をカウントブ
ロックＢＬに設定し、左右赤外光画素データＤl（Ｘl，
Ｙl）、Ｄr（Ｘr，Ｙr）の重心Ｄ（Ｘ，Ｙ）の位置を求
める。次いで、求められた重心Ｄの位置（Ｘ，Ｙ）に基
づいて、図１０（ｂ）に示すように重心Ｄの左側の画面
をカウントブロックＢＬに設定し、左赤外光画素データ
Ｄl（Ｘl，Ｙl）の位置を求め、さらに、図１０（ｃ）
に示すように重心Ｄの右側の画面をカウントブロックＢ
Ｌに設定し、右赤外光画素データＤr（Ｘr，Ｙr）の位
置を求める。そして、これら左右赤外光画素データ
Ｄl、Ｄrの位置及びデータ間の距離ｄから着弾位置を検
出する。
【００５３】この際、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、重心Ｄの位置から赤外光画素データＤl、Ｄrの幅
（画素数にして左右にそれぞれｔだけあるものとする）
だけ左右には赤外光画素データＤl、Ｄrは存在しないも
のとしてカウントブロックＢＬが設定される。したがっ
て、図１０（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおけるスタート
アドレス及びエンドアドレスは次のようになる。
【数１】１．全画面（図１０（ａ）） Ｈs＝１ ｈ＝５１１（Ｈs＋ｈ＝５１２） Ｖs＝１ ｖ＝５１１（Ｖs＋ｖ＝５１２） ２．左画面（図１０（ｂ）） Ｈs＝１ ｈ＝Ｘ−ｔ−１（Ｈs＋ｈ＝Ｘ−ｔ） Ｖs＝１ ｖ＝５１１（Ｖs＋ｖ＝５１２） ３．右画面（図１０（ｃ）） Ｈs＝Ｘ＋ｔ ｈ＝５１２−Ｘ−ｔ（Ｈs＋ｈ＝５１
２） Ｖs＝１ ｖ＝５１１（Ｖs＋ｖ＝５１２） データ幅ｔは実験的に求めた既定値を使用してもよい
し、また、カウントブロックＢＬを全画面に設定したと
きの実測値を利用して求めてもよい。
【００５４】図６において、まずステップＳ１０ではシ
ステム全体の初期化処理を行い、次いでステップＳ１１
では位置検出回路６内の各カウンタ（Ｈ、Ｖカウンタ６
３２、６４２、ドットカウンタ６８３）の値をクリアす
る。ステップＳ１２では割込みマスクを解除して割込み
待ち状態になる。本実施例では２つの割込みルーチン
（割込Ｉ、割込II）が用意されている。
【００５５】図７は割込Ｉの割込みルーチンの動作を説
明するためのフローチャートである。この割込Ｉは、フ
レームメモリ６０１（または６０２）への画像データの
書き込み終了毎に生成される割込信号により開始され
る。まず、ステップＳ１００では、画像データ書き込み
が終了した方のフレームメモリ６０１（または６０２）
に出力側バンクを切り替える信号をマルチプレクサ６７
２に出力する。
【００５６】次いで、ステップＳ１０１では、カウント
ブロックＢＬの設定、具体的にはカウントブロックＢＬ
のスタートアドレス（Ｈs，Ｖs）及びエンドアドレス
（Ｈs＋ｈ，Ｖs＋ｖ）が設定される。このステップＳ１
０１では、ＣＣＤカメラ１３が撮像した全画面がカウン
トブロックＢＬとして設定される（図１０（ａ）参
照）。ステップＳ１０２では、カウントフラグＦに０が
代入される。このカウントフラグＦはカウントブロック
ＢＬとしてどのようなブロックが設定されているかを示
すフラグであり、フラグの数値はそれぞれ次のような意
味を持つ。
【数２】 Ｆ＝０ ……全画面（図１０（ａ）） Ｆ＝１ ……左画面（図１０（ｂ）） Ｆ＝２ ……右画面（図１０（ｃ））
【００５７】ステップＳ１０３では位置検出用ＣＰＵ６
１からカウント位置コントローラ６４１に対してスター
トアドレス（Ｈs，Ｖs）及びカウントブロックサイズ
（ｈ，ｖ）が出力され、カウントスタートが指示され
る。そしてステップＳ１０４では割込みマスクが解除さ
れて割込み待ち状態となる。
【００５８】図８及び図９は割込IIの割込みルーチンの
動作を説明するためのフローチャートである。この割込
IIは、Ｈ、Ｖカウンタ６４２がカウントブロックのアド
レス指定を終了する毎に生成される割込信号により開始
する。
【００５９】まず、ステップＳ１１０ではドットカウン
タ６８３からドット数が読み込まれ、次いでステップＳ
１１１では読み込まれたドット数が０であるか否かが判
定され、判定が肯定されるとステップＳ１３２に飛び、
左右赤外光スポットＬＳl、ＬＳrがＣＣＤカメラ１３に
より撮像されなかったとして特定の重心位置データ
（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）が設定される。一方、判定が否
定されるとステップＳ１１２に進み、ラッチ回路６８２
からＸ方向、Ｙ方向の座標累積データが読み込まれる。
【００６０】ステップＳ１１３ではカウントフラグＦが
０に設定されているか否かが判定され、判定が肯定され
るとステップＳ１１４に進み、次式により左右赤外光画
素データＤl、Ｄrの重心Ｄの座標（Ｘ，Ｙ）が求められ
る。
【数３】
【００６１】ステップＳ１１５では再度カウントブロッ
クＢＬが設定される。このステップＳ１１５では、重心
Ｄより左の画面がカウントブロックＢＬとして設定され
る（図１０（ｂ）参照）。ステップＳ１１６では位置検
出用ＣＰＵ６１からカウント位置コントローラ６４１に
対してスタートアドレス（Ｈs，Ｖs）及びカウントブロ
ックサイズ（ｈ，ｖ）が出力され、カウントスタートが
指示される。ステップＳ１１７ではカウントフラグＦに
１が代入され、ステップＳ１１８では割込みマスクが解
除されて割込み待ち状態となる。
【００６２】一方、ステップＳ１１３において判定が否
定されるとステップＳ１２０に進み、カウントフラグＦ
に１が設定されているか否かが判定される。そして、判
定が肯定されるとステップＳ１２１に進み、次式により
左赤外光画素データＤlの座標（Ｘl，Ｙl）が求められ
る。
【数４】
【００６３】ステップＳ１２２ではステップＳ１２１で
算出された左赤外光画素データＤlの座標（Ｘl，Ｙl）
が（０，０）であるか否かが判定され、判定が肯定され
ると上述のステップＳ１３２に飛び、左赤外光スポット
ＬＳlがＣＣＤカメラ１３により撮像されなかったとし
て特定の着弾位置データ（Ｈ，Ｖ）＝（０，０）が設定
される。一方、判定が否定されるとステップＳ１２３に
進んで再度カウントブロックＢＬが設定される。このス
テップＳ１２３では、重心Ｄより右の画面がカウントブ
ロックＢＬとして設定される（図１０（ｃ）参照）。ス
テップＳ１２４では位置検出用ＣＰＵ６１からカウント
位置コントローラ６４１に対してスタートアドレス（Ｈ
s，Ｖs）及びカウントブロックサイズ（ｈ，ｖ）が出力
され、カウントスタートが指示される。ステップＳ１２
５ではカウントフラグＦに２が代入され、その後プログ
ラムはステップＳ１１８に進み、割込み待ち状態にな
る。
【００６４】一方、ステップＳ１２０において判定が否
定されるとステップＳ１３０に進み、次式により右赤外
光画素データＤrの座標（Ｘr，Ｙr）が求められる。
【数５】
【００６５】ステップＳ１３１ではステップＳ１３０で
算出された右赤外光画素データＤrの座標（Ｘr，Ｙr）
が（０，０）であるか否かが判定され、判定が肯定され
ると上述のステップＳ１３２に進み、右赤外光スポット
ＬＳrがＣＣＤカメラ１３により撮像されなかったとし
て特定の着弾位置データ（Ｈ，Ｖ）＝（０，０）が設定
される。一方、判定が否定されるとステップＳ１１８に
飛び、割込み待ち状態になる。
【００６６】図６に戻って、割込IIのフローチャートが
終了するとステップＳ１３において割込みが禁止され、
次いで、ステップＳ１４において左右赤外光画素データ
Ｄl、Ｄrの座標（Ｘl，Ｙl）、（Ｘr，Ｙr）及び重心Ｄ
の座標（Ｘ，Ｙ）が読み込まれる。
【００６７】ステップＳ１５では、ステップＳ１４で読
み込まれた重心Ｄの座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）であ
るか否かが判定される。そして、判定が肯定された場
合、左右赤外光スポットＬＳl、ＬＳrのいずれかがＣＣ
Ｄカメラ１３により撮像されなかった（図９のステップ
Ｓ１３２に対応）ものと判断し、着弾位置が表示用スク
リーン１ａの外にあると判断してステップＳ１７におい
て特定の着弾位置データ（Ｈ，Ｖ）＝（０，０）が設定
される。一方、判定が否定された場合、左右赤外光スポ
ットＬＳl、ＬＳrのいずれもＣＣＤカメラ１３により撮
像されたものと判断し、着弾位置が表示用スクリーン１
ａ内に位置すると判断してステップＳ１６において左右
赤外光画素データＤl、Ｄr間の距離ｄを算出し、さらに
算出された距離ｄ、及び重心Ｄの座標（Ｘ，Ｙ）を用い
て表示用スクリーン１ａ上における着弾位置の座標
（Ｈ，Ｖ）を算出する。
【００６８】具体的な算出方法を説明する。まず、左右
赤外光画素データＤl、Ｄr間の距離ｄは、左右赤外光画
素データＤl、Ｄrの座標（Ｘl，Ｙl）、（Ｘr，Ｙr）か
ら次式により算出される。
【数６】
【００６９】次に、図１１に示すようにＣＣＤカメラ１
３の画像内の中央に座標原点０を配置する座標変換を行
い、この座標変換を行った画像内にゲーム画面ＧＰに対
応する仮想ウィンドウＧＰ’（ウィンドウＧＰ’の幅は
上述の距離ｄに等しい）を仮想的に形成する。図４
（ａ）に示すようにゲーム画面ＧＰは表示用スクリーン
１ａと相似形であるから、仮想ウィンドウＧＰ’も表示
用スクリーン１ａと相似形である。従って、表示用スク
リーン１ａの幅をＷ、高さをＴとすれば、座標原点０か
らの重心ＤのＸ方向、Ｙ方向の距離ΔＸ、ΔＹはそれぞ
れ次式により与えられる。
【数７】
【００７０】翻って、表示用スクリーン１ａ上における
仮想ウィンドウＧＰ’の座標原点、すなわち着弾位置の
座標値（Ｈ，Ｖ）は次式により与えられる。
【数８】
【００７１】ゲーム画面ＧＰが表示用スクリーン１ａの
ほぼ全面に投影されていれば、Ｗ≒Ｌとして上式の右辺
第１項は省略できるとともにＬをＷに置き換えると
【数９】 としてＨ及びＶを算出することができる。一方、模擬銃
１０と表示用スクリーン１ａとの間の距離Ｄは
【数１０】 として求めることができる。但し、ｆは結像レンズ１４
の焦点距離である。
【００７２】図６に戻って、ステップＳ１８ではステッ
プＳ１６（またはステップＳ１７）において算出された
着弾位置の座標値（Ｈ，Ｖ）をゲーム制御回路５に転送
する。そして、ステップＳ１９では割込みマスクを解除
して割込み待ち状態にし、割込ルーチンが実行された後
はステップＳ１３以降の処理を繰り返す。
【００７３】従って、本実施例の射的ゲーム装置によれ
ば、ゲーム画面の左右両端に配置された赤外光スポット
ＬＳl、ＬＳrを模擬銃１０に内蔵されたＣＣＤカメラ１
３で撮像し、この撮像位置に基づいて模擬銃１０の着弾
位置を検出しているので、従来の射的ゲームのように模
擬銃からのトリガー信号の度に表示画面をホワイトにす
る必要がなく、ゲーム画面を連続的に表示できてゲーム
画面の画質を向上することができ、しかもプレーヤーの
目のチラつきを抑えることができる。
【００７４】加えて、本実施例の射的ゲーム装置では、
ゲーム画面の書換周期（本実施例ではフィールド周期）
に同期した動作間隔まで連続した位置検出が可能であ
り、着弾位置のキャリブレーション時の位置表示など着
弾位置の連続表示が必要な場合にも事実上の連続位置検
出を行うことができる。これを図１２及び図１３を参照
して説明する。
【００７５】図１２は従来の射的ゲーム装置における主
要信号のタイミングチャートであり、（ａ）は表示装置
のブランキング信号、（ｂ）はゲーム制御回路側のI/O_
READ信号、（ｃ）は銃のトリガー信号、（ｄ）は模擬銃
側に設けられた受光素子の出力信号、（ｅ）はＨＶカウ
ンタのラッチ信号である。トリガー信号が出力されると
ゲーム画面からホワイト画面に切り替わって画面がフラ
ッシュし、これと同時にホワイト画面がラスタ走査され
てこのラスタ走査光が受光素子により受光されるとＨＶ
カウンタがラッチされる。そして、１画面のラスタ走査
が終了した後でＨＶカウンタのラッチタイミングにより
着弾位置が検出されてゲーム制御回路に読み込まれる。
従って、模擬銃側からトリガー信号が出力されてから位
置検出が完了するまでの間に１画面のラスタ走査が必須
であるため位置検出周期はゲーム画面書換周期より早く
なることはない。
【００７６】一方、図１３は本実施例の射的ゲーム装置
における主要信号のタイミングチャートであり、（ａ）
はプロジェクター２のブランキング信号、（ｂ）はＣＣ
Ｄカメラ１３のブランキング信号、（ｃ）は位置検出回
路６から出力される着弾位置検出信号、（ｄ）は模擬銃
１０のトリガー信号、（ｅ）はゲーム制御回路５側のI/
O_READ信号である。プロジェクター２のブランキング信
号とＣＣＤカメラ１３のブランキング信号は同期してお
り、フィールド周期毎に着弾位置信号が出力される。そ
して、模擬銃１０からトリガー信号が出力されると直ち
にその時点における着弾位置がゲーム制御回路５に読み
込まれる。従って、フィールド周期と位置検出周期とを
一致させることができ、着弾位置の連続検出が可能にな
る。
【００７７】さらに、本実施例では２個の赤外光スポッ
トＬＳl、ＬＳrを投影する赤外光投光装置４及び模擬銃
１０に内蔵されたＣＣＤカメラ１３を用いて着弾位置の
検出を行っているので、発光素子をマトリクス状に配置
する従来の射的ゲーム装置に比較して構成が簡易であ
り、しかも、赤外光スポットＬＳl、ＬＳr間の距離及び
表示用スクリーン１ａの寸法（実質的には表示用スクリ
ーン１ａの幅）を実測しておけば着弾位置の検出が可能
であるため、組立、配置に精密作業を必要としない。
【００７８】加えて、本実施例では赤外光スポットの位
置を赤外線ＣＣＤにより検出しているので、可視領域の
波長を有する外乱光の影響を受けにくく、外界からのノ
イズに強いシステムを構成することができる。
【００７９】しかも、本実施例では表示用スクリーン１
ａ上の着弾位置のみならず模擬銃１０と表示用スクリー
ン１ａとの間の距離Ｄを推定することができるので、例
えば標的に命中した場合でも距離Ｄに応じた点数付けを
するなどゲームに多様な態様を与えることができ、より
興趣に富んだゲームを提供することができる。
【００８０】なお、本発明の射的ゲーム装置は、その細
部が上述の一実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。一例として、上述の一実施例では２つの赤外光ス
ポットの撮像位置により着弾位置を検出していたが、赤
外光スポットの個数に限定はない。また、赤外光スポッ
トを生じさせる手段としては周知のものから適宜選択さ
れればよく、例えば赤外線発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）、レーザー（気体、液体、固体、半導体レーザーの
いずれも）、赤外領域に発光特性を有する白熱電球等が
挙げられる。加えて、赤外光スポットを生じさせる手段
の配置位置は一実施例のものに限定されず、一例として
一実施例のようにハーフミラーを介して光路を折り返す
形式を採用した場合はこのハーフミラーの背後に赤外光
スポットを生じさせる手段を配置してもよい。
【００８１】さらに、ＣＣＤセンサ及び処理回路を１つ
の基板上に形成した、ＣＣＤカードカメラと呼ばれる撮
像装置を利用すれば軽量化が図れるとともにメンテナン
ス性の向上につながる。逆に、模擬銃にはＣＣＤセンサ
のみ搭載し、処理回路を全て位置検出回路が設けられた
基板上に形成してもよい。
【００８２】さらに、上述の一実施例では目標となる赤
外光スポットをＣＣＤカメラにより撮像して着弾位置を
検出していたが、目標となるものは赤外光スポットに限
定されない。一例として、紫外線、音波、電磁波等をス
クリーンから前方に放射する構成が採用可能であり、プ
レーヤーに視認される、外乱光の影響を受けやすい、と
いう点を考慮した上であれば可視光をスクリーンから前
方に放射する構成も採用可能である。
【００８３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
発明によれば、表示画面の近傍に配置された目標を模擬
銃手段に内蔵された撮像手段で撮像し、この撮像位置に
基づいて模擬銃の着弾位置を検出しているので、従来の
射的ゲームのように模擬銃からのトリガー信号の度に表
示画面をホワイトにする必要がなく、ゲーム画面を連続
的に表示できてゲーム画面の画質を向上することがで
き、しかもプレーヤーの目のチラつきを抑えることがで
きる。
【００８４】さらに、表示画面近傍の目標及びこの目標
を撮像する撮像手段により着弾位置の検出を行っている
ので、発光素子をマトリクス状に配置する従来の射的ゲ
ーム装置に比較して構成が簡易であり、しかも組立、配
置に精密作業を必要としない、という利点がある。
【００８５】請求項２の発明によれば、目標の位置を１
走査中に高速で検出でき、表示画面の書換周期に同期し
た動作間隔まで連続した位置検出が可能であり、着弾位
置のキャリブレーション時の位置表示など着弾位置の連
続表示が必要な場合にも事実上の連続位置検出を行うこ
とができる。
【００８６】請求項３の発明によれば、指定エリア（カ
ウントブロック）内のデータだけから位置検出が行え、
着弾位置検出を一層迅速に行うことができる。請求項４
の発明によれば、着弾位置検出をより簡易な構成で実現
できる。
【００８７】請求項５及び６の発明によれば、複数の目
標位置を検出することにより着弾位置の検出精度がより
高まる。特に、請求項５の発明によれば、目標以外のノ
イズの影響をより排除し得て着弾位置の検出精度が一層
高まる。
【００８８】請求項７の発明によれば、模擬銃手段と表
示画面との間の距離を利用することによりゲームに多様
な態様を与えることができ、より興趣に富んだゲームを
提供することができる。
【００８９】請求項８の発明によれば、可視領域の波長
を有する外乱光の影響を受けにくく、外界からのノイズ
に強いシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である射的ゲーム装置の全体
構成を示す透視側面図である。
【図２】一実施例の射的ゲーム装置の全体構成を示す透
視正面図である。
【図３】位置検出回路の詳細を説明するためのブロック
図である。
【図４】データ累積回路の動作を説明するための図であ
って、（ａ）はＣＣＤカメラの視野内にある表示用スク
リーンを見た状態を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す表示
用スクリーンを撮像したときのＣＣＤカメラの画像を示
す図、（ｃ）はカウントブロックを拡大した図である。
【図５】ゲーム制御回路で実行されるプログラムの動作
を説明するためのフローチャートである。
【図６】位置検出回路で実行されるプログラムの動作を
説明するためのフローチャートである。
【図７】割込Ｉの割込みルーチンを示すフローチャート
である。
【図８】割込IIの割込みルーチンを示すフローチャート
である。
【図９】図８に続くフローチャートである。
【図１０】本実施例におけるカウントブロックの設定範
囲を示す図である。
【図１１】着弾位置検出の手順を説明するための図であ
る。
【図１２】従来の射的ゲーム装置の主要信号のタイミン
グチャートである。
【図１３】本実施例の射的ゲーム装置の主要信号のタイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
ＢＬ カウントブロック Ｄl、Ｄr 赤外光画素データ ＧＰ ゲーム画面 ＬＳl、ＬＳr 赤外光スポット １ａ 表示用スクリーン ２ プロジェクター ３ ハーフミラー ４ 赤外線投光装置 ５ ゲーム制御回路 ６ 位置検出回路 ６０、６０１、６０２ フレームメモリ ６１ 位置検出用ＣＰＵ ６４ 読出アドレス生成回路 ６７１、６７２ マルチプレクサ ６８ データ累積回路 １０ 模擬銃 １１ トリガー １３ ＣＣＤカメラ １５ 赤外線透過フィルター

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 標的を表示する表示画面を有する表示手
    段と；前記標的を射的する模擬銃手段と；を備えた射的
    ゲーム装置において：前記表示画面の近傍に配置された
    少なくとも１つの目標と；前記模擬銃手段の銃口方向に
    ある撮像領域を撮像する撮像手段と；前記撮像手段によ
    り得られた画像内における前記目標の位置を検出する位
    置検出手段と；前記位置検出手段により検出された前記
    目標の位置から前記模擬銃手段による前記表示画面上の
    着弾位置を検出する着弾位置検出手段と；を備えてなる
    射的ゲーム装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の射的ゲーム装置におい
    て：前記撮像手段は前記撮像領域からの電磁波を一走査
    毎に受像するマトリクス状に配置された受像素子を含
    み、 前記位置検出手段は前記撮像手段の一走査毎の撮像信号
    から前記目標の位置を検出することを特徴とする射的ゲ
    ーム装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の射的ゲーム装置におい
    て：前記位置検出手段は前記撮像手段で得られた撮像信
    号が転送されるフレームメモリと；前記フレームメモリ
    の少なくとも一部のエリアを指示するエリア指示手段
    と；を含み、 前記エリア指示手段により指示された前記エリアに対し
    て前記フレームメモリの記憶内容を読み出し、読み出さ
    れた内容から前記目標の位置を検出することを特徴とす
    る射的ゲーム装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の射的ゲーム装置におい
    て：前記位置検出手段は前記エリア指示手段により指示
    された前記エリアに対応する前記フレームメモリの記憶
    内容から前記目標を撮像した受像素子の個数をカウント
    するカウント手段と；前記カウント手段によりカウント
    された前記受像素子の前記フレームメモリ上における座
    標値を積算する座標値積算手段とを含み、 前記カウント手段及び座標値積算手段の出力から前記目
    標の位置を検出することを特徴とする射的ゲーム装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の射的ゲーム装置におい
    て：前記目標は少なくとも２つ設けられ、 前記エリア指示手段は、前記撮像手段からの撮像信号に
    基づいて１つのエリア内に１つの前記目標のみが対応す
    るように前記エリアを決定することを特徴とする射的ゲ
    ーム装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかに記載の射的ゲ
    ーム装置において：前記目標は少なくとも２つ設けられ
    ていることを特徴とする射的ゲーム装置。
  7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の射的ゲーム装
    置において：前記受像素子上における前記目標間の距離
    と実際の前記目標間の距離とに基づいて前記模擬銃手段
    と前記表示画面との間の距離を推測する距離推測手段を
    備えることを特徴とする射的ゲーム装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の射的ゲ
    ーム装置において：前記目標は可視領域以外の波長の電
    磁波を出力し；前記撮像手段は前記目標からの電磁波を
    選択的に受信することを特徴とする射的ゲーム装置。
JP7055225A 1995-02-21 1995-02-21 射的ゲーム装置 Expired - Lifetime JP2681454B2 (ja)

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US09/026,217 US6110039A (en) 1995-02-21 1998-02-19 Shooting game machine

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