JP3138303U - トレーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像に写りこんだ被写体の像に基づき当該被写体の動きを検出し、その動きを入力とする新規なトレーニング装置を提供する。
【解決手段】撮像ユニットに撮像されるスティックの再帰反射シートの傾斜及び動きに応じて、応答オブジェクト７７が制御される。玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒがランダムに落下してくる。使用者は、スティック６１により、応答オブジェクト７７を操作して、玉オブジェクト７９Ｗを籠オブジェクト７１Ｗに、玉オブジェクト７９Ｒを籠オブジェクト７１Ｒに入れることを試みる。籠オブジェクト７１Ｗ及び７１Ｒは上下動する。
【選択図】 図５

Description

本考案は、表示装置を使用するトレーニング装置及びその関連技術に関する。

本件出願人による特許文献１に開示されているゴルフゲームシステムは、ゲーム機及びゴルフクラブ型入力装置を含み、ゲーム機のハウジングの内部には撮像ユニットが収納され、この撮像ユニットは、イメージセンサ及び赤外発光ダイオード等から構成される。赤外発光ダイオードによって撮像ユニットの前方の所定範囲に赤外光が間欠的に照射され、したがって、イメージセンサは、その範囲内で移動するゴルフクラブ型入力装置に設けられた反射体を間欠的に撮影する。このような反射体のストロボ映像を処理することによって、ゲーム機の入力となる入力装置の速度などを計算する。このように、ストロボスコープを用いてゲーム機にリアルタイムで入力を与えることができる。

特開２００４−８５５２４号公報

本考案の目的は、撮像画像に写りこんだ被写体の像に基づき当該被写体の動きを検出し、その動きを入力とする新規なトレーニング装置及びその関連技術を提供することである。

本考案の形態によると、トレーニング装置は、表示装置に接続して使用されるトレーニング装置であって、使用者が操作する操作物に所定間隔離れて取り付けられた２つの被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体の動きに応答する応答オブジェクト及び前記応答オブジェクトに向かって移動する複数の移動オブジェクトを前記表示装置に表示し、かつ、前記応答オブジェクトと前記移動オブジェクトとが接触した場合に、前記移動オブジェクトを跳ね返すプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記２つの被写体を結ぶ直線の傾きに基づいて、前記移動オブジェクトを跳ね返す方向を決定する。

この構成によれば、使用者は、操作物を動かして、応答オブジェクトによって移動オブジェクトを打ち返すことができる。この場合、使用者は、操作物の傾き、つまり、２つの被写体を結ぶ直線の傾きを調整することによって、移動オブジェクトを所望の方向に打ち返すことができる。

また、使用者は、刻々と変化する移動オブジェクトの位置を瞬時に判断し、適切なタイミングで操作物を動かして応答オブジェクトにより移動オブジェクトを打ち返さなければならない。このような使用者の動作により、使用者の脳と体の神経伝達系統が刺激され、反射神経や筋力（例えば、両腕で操作物を動かす場合は上腕の筋力）の維持・向上を期待できる。また、使用者は、画面に触れることなく空中で操作物を操作するので、空間認識による新しい脳機能の活性化を期待できる。

さらに、２つの被写体間の距離が固定されているので、使用者は、被写体間の距離を意識することなく、操作物を操作することができる。

このトレーニング装置において、前記プロセッサは、前記被写体の移動速度に基づいて、跳ね返される前記移動オブジェクトの初速度の大きさを決定する。

この構成によれば、使用者は、操作物を動かす速さを調整することにより、打ち返す移動オブジェクトの飛距離を調整できる。

システム設計者の観点から効果を述べる。使用者は、ある程度の速度で操作物を移動させなければ、所望の位置まで移動オブジェクトを打ち返すことができないので、設計者は、被写体の移動速度と移動オブジェクトの初速度との関係を調整することで、使用者に最低限行わせたい運動量を設定できる。

上記トレーニング装置において、前記プロセッサは、画面上、垂直下方向に、前記移動オブジェクトを移動する。

この構成によれば、使用者は、落下してくる移動オブジェクトを打ち返すことができる。

上記トレーニング装置において、前記複数の移動オブジェクトは、異なる形態を持つ複数の前記移動オブジェクトを含む。

この構成によれば、システム設計者は、使用者が移動オブジェクトの形態に応じて、異なる方向に移動オブジェクトを打ち返さなければならないようなコンテンツを制作できる。ここで、「形態」とは、形状、模様若しくは色彩またはそれらの組合せを含む。

このトレーニング装置において、前記プロセッサは、前記異なる形態に対応して、異なる形態の複数のターゲット画像（実施の形態の籠オブジェクト７１Ｗ及び７１Ｒに相当）を表示する。

この構成によれば、システム設計者は、使用者が移動オブジェクトの形態に対応する形態のターゲット画像に向かって移動オブジェクトを打ち返すようなコンテンツを制作できる。ここで、「形態」とは、形状、模様若しくは色彩またはそれらの組合せを含む。

このトレーニング装置において、前記プロセッサは、前記ターゲット画像を変位させる。

この構成によれば、ターゲット画像が変位するので、使用者は、変位に応じて、操作物の移動速度を調整して、移動オブジェクトの飛距離を調整しなければならないので、難易度を高くできる。

上記トレーニング装置において、前記操作物は、棒状の形状を有し、２つの前記被写体は、帯状であり、所定間隔だけ離れて、前記操作物に巻きつけられて取り付けられる。

上記トレーニング装置において、前記被写体は、光を再帰反射する再帰反射体である。

この構成によれば、被写体は光を再帰反射するので、撮像画像に被写体の像がより鮮明に写り込み、より精度良く被写体の像を抽出できる。

このトレーニング装置において、前記撮像手段は、光を間欠的に照射する発光手段を含む。

この構成によれば、光の照射時と非照射時とで、撮像画像の差分をとることができ、被写体の像（被写体からの反射光）以外の像（被写体以外の光源等からの光）、つまり、ノイズを簡易に除去できる。

このトレーニング装置において、前記発光手段が照射する前記光は、赤外光である。

この構成によれば、例えば、赤外線フィルタを通して、赤外光だけを撮像することにより、赤外光以外の光を簡易に除去できる。

以下、本考案の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付してその説明を援用する。

図１は、本考案の実施の形態によるトレーニングシステムの全体構成を示す図である。図１を参照して、このトレーニングシステムは、アダプタ１、撮像ユニット５を備えたカートリッジ３、スティック６１及びテレビジョンモニタ１１を備える。アダプタ１には、カートリッジ３が装着される。また、アダプタ１は、ＡＶケーブル１３により、テレビジョンモニタ１１に接続される。

図２は、図１のアダプタ１及びカートリッジ３の斜視図である。図２を参照して、アダプタ１は、上面、下面、左右の側面、前面、及び背面を有する平たい直方体形状を有する。アダプタ１の前面左側には、電源スイッチ１９及びリセットスイッチ２１が設けられ、前面右側には、赤外線フィルタ２９が設けられる。この赤外線フィルタ２９は、赤外線以外の光をカットして、赤外線だけを透過させるフィルタであり、この赤外線フィルタ２９の裏側には、ＩＲレシーバ（図示せず）が配置されている。また、アダプタ１の上面の前縁近傍には、４個の方向キー２７が設けられる。さらに、左端の方向キー２７の左側には、キャンセルキー２３が設けられ、右端の方向キー２７の右側には、決定キー２５が設けられる。

カートリッジ３には、その上面後部に撮像ユニット５が設けられている。撮像ユニット５には、赤外線フィルタ１７が設けられ、それを囲むように４個の赤外発光ダイオード１５が設けられる。この赤外線フィルタ１７は、赤外線以外の光をカットして、赤外線だけを透過させるフィルタであり、この赤外線フィルタ１７の裏側には、後述のイメージセンサ３１（図４参照）が配置されている。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図１のスティック６１の説明図である。図３（ａ）を参照して、このスティック６１は、図３（ｂ）の細長い円柱状のバー６３に、図３（ｃ）の透明シートを円筒状にした筒６２を挿入、装着して形成される。筒６２の両端には、所定間隔（例えば２０ｃｍ）離れて、帯状（例えば幅４ｃｍ）の再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒがそれぞれ巻きつけられ、取り付けられる。再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを区別して説明する必要がない場合は再帰反射シート６５と表記する。

バー６３は、人が握ることができる程度の直径（例えば４ｃｍ）を有し、比較的柔らかい素材、例えば、発泡ポリエチレンで形成される。バー６３の長さは例えば６０ｃｍである。また、筒６２は、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）で形成される。再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒは、受けた光を再帰反射する。もちろん、バー６３や筒６２の素材はこれらに限定されない。バー６３の硬さや重さも任意に設定できる。筒６２は透明でなくてもよい。また、筒６２を使用せずに、バー６３に再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを直接取り付けることもできる。

使用者は、スティック６１を両手で把持する場合、例えば、再帰反射シート６５Ｌの外側を左手で握り、再帰反射シート６５Ｒの外側を右手で握って、スティック６１を動かす。

なお、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが取り付けられた筒６２は、バー６３上をスライドさせることができ、例えば、筒６２の一方端をバー６３の一方端に揃えることもでき、他のアプリケーションのために使用することもできる。この場合、使用者は、筒６２のない他方端を片手又は両手で把持して、スティック６１を動かす。もちろん、筒６２をスライド不可にしてバー６３の中央に固定することもできる。

図１に戻って、使用者が、スティック６１を両手で把持して、撮像ユニット５に向けると、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが撮影される。

再び図２を参照して、４つの赤外発光ダイオード１５は、間欠的に赤外光を発光する。そして、赤外発光ダイオード１５からの赤外光は、スティック６１の再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒにより反射され、赤外線フィルタ１７の背面側に設けられたイメージセンサ３１に入力される。このようにして、イメージセンサ３１により、スティック６１の再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが撮影される。

赤外光は間欠的に照射されるところ、赤外光の非照射時においても、イメージセンサ３１による撮影処理は行われている。カートリッジ３のマルチメディアプロセッサ３３は、赤外光照射時の画像信号と非照射時の画像信号との差分を求めて、この差分信号ＤＩ（差分画像ＤＩ）を基に、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの位置等を算出する。このように、差分を求めることで、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒからの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを検出できる。

図４は、図１のアダプタ１及びカートリッジ３の電気的構成を示す図である。図４を参照して、アダプタ１に電気的に接続されるカートリッジ３は、マルチメディアプロセッサ３３、イメージセンサ３１、赤外発光ダイオード１５、外部メモリ３５、及びバス３７を含む。外部メモリ３５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び／又はフラッシュメモリなど、システムの仕様に応じて必要なものを備える。

マルチメディアプロセッサ３３は、バス３７を通じて、外部メモリ３５にアクセスできる。従って、マルチメディアプロセッサ３３は、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行でき、また、外部メモリ３５に格納されたデータをリードして処理することができる。この外部メモリ３５に、画面の制御並びに再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの位置検出等の各処理を行うアプリケーションプログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。

このマルチメディアプロセッサ３３は、図示しないが、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）、グラフィックスプロセシングユニット（以下、「ＧＰＵ」と呼ぶ。）、サウンドプロセシングユニット（以下、「ＳＰＵ」と呼ぶ。）、ジオメトリエンジン（以下、「ＧＥ」と呼ぶ。）、外部インタフェースブロック、メインＲＡＭ、及びＡ／Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ。）などを具備する。

ＣＰＵは、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行して、各種演算やシステム全体の制御を行う。グラフィックス処理に関するＣＰＵの処理として、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行して、各オブジェクトの拡大・縮小、回転、及び／又は平行移動のパラメータ、視点座標（カメラ座標）、並びに視線ベクトルの算出等を行う。ここで、１または複数のポリゴン又はスプライトから構成され、同じ拡大・縮小、回転、及び平行移動の変換が適用される単位を「オブジェクト」と呼ぶ。

ＧＰＵは、ポリゴン及びスプライトから構成される三次元イメージをリアルタイムに生成し、アナログのコンポジットビデオ信号に変換する。ＳＰＵは、ＰＣＭ（ｐｕｌｓｅ ｃｏｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データ、アンプリチュードデータ、及びメインボリュームデータを生成し、これらをアナログ乗算して、アナログオーディオ信号を生成する。ＧＥは、三次元イメージを表示するための幾何演算を実行する。具体的には、ＧＥは、行列積、ベクトルアフィン変換、ベクトル直交変換、透視投影変換、頂点明度／ポリゴン明度計算（ベクトル内積）、及びポリゴン裏面カリング処理（ベクトル外積）などの演算を実行する。

外部インタフェースブロックは、周辺装置（本実施の形態ではイメージセンサ３１及び赤外発光ダイオード１５）とのインタフェースであり、２４チャンネルのプログラマブルなデジタル入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含む。ＡＤＣは、４チャンネルのアナログ入力ポートに接続され、これらを介して、アナログ入力装置（本実施の形態ではイメージセンサ３１）から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メインＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域、変数格納領域、および仮想記憶機構管理領域等として利用される。

スティック６１は、赤外発光ダイオード１５の赤外光に照射され、その赤外光を再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒで反射する。この再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒからの反射光がイメージセンサ３１に入力され、したがって、イメージセンサ３１からは再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの像を含む画像信号が出力される。上記のように、マルチメディアプロセッサ３３は、ストロボ撮影のために、赤外発光ダイオード１５を間欠的に点滅するので、赤外光消灯時の画像信号も出力される。イメージセンサ３１からのこれらのアナログ画像信号はマルチメディアプロセッサ３３に内蔵されたＡＤＣによってデジタルデータに変換される。

マルチメディアプロセッサ３３は、イメージセンサ３１からＡＤＣを介して入力されるデジタル画像信号から上記の差分信号ＤＩ（差分画像ＤＩ）を生成して、これに基づき、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの位置を検出して、演算、グラフィック処理、及びサウンド処理等を実行し、ビデオ信号ＶＤおよびオーディオ信号ＡＵを出力する。ビデオ信号ＶＤおよびオーディオ信号ＡＵは、アダプタ１を介してＡＶケーブル１３によりテレビジョンモニタ１１に与えられ、応じて、テレビジョンモニタ１１に映像が表示され、そのスピーカ（図示せず）から音声が出力される。

次に、マルチメディアプロセッサ３３がテレビジョンモニタ１１に表示するトレーニング画面を表した図面を参照しながら、マルチメディアプロセッサ３３による処理内容を説明する。

ここで、マルチメディアプロセッサ３３は、再帰反射シート６５Ｌの像の注目点と再帰反射シート６５Ｒの像の注目点との中点を、スティック６１の位置（水平座標，垂直座標）とする。また、マルチメディアプロセッサ３３は、再帰反射シート６５Ｌの像の注目点と再帰反射シート６５Ｒの像の注目点とを結ぶ直線の傾きを、スティック６１の傾きとする。

図５は、トレーニング画面の例示図である。図５を参照して、マルチメディアプロセッサ３３が表示するトレーニング画面は、難易度を表す難易度表示部８１、６０秒からのカウントダウンを実行する時間表示部８３及び棒状の応答オブジェクト７７を含む。マルチメディアプロセッサ３３は、検出したスティック６１の垂直座標に応じて、応答オブジェクト７７の中心座標（棒の中点）を移動する。また、マルチメディアプロセッサ３３は、再帰反射シート６５Ｌの垂直座標に応じて、応答オブジェクト７７の左端７５Ｌをポール７３Ｌに沿って上下し、再帰反射シート６５Ｒの垂直座標に応じて、右端７５Ｒをポール７３Ｒに沿って上下する。

使用者は、スティック６１を平行移動させたり、回転させたりして、応答オブジェクト７７を、上下に移動したり、任意の角度で斜めにしたりすることができる。なお、応答オブジェクト７７は直線状であるが、伸縮するので、その両端７５Ｌ及び７５Ｒは、それぞれポール７３Ｌ及び７３Ｒに沿って動く。

また、トレーニング画面は、ポール７３Ｌの左側に籠オブジェクト７１Ｗ（例えば白色）を含み、ポール７３Ｒの右側に籠オブジェクト７１Ｒ（例えば赤色）を含む。マルチメディアプロセッサ３３は、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒを上下方向に周期的に移動する。さらに、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９Ｗ（例えば白色）及び７９Ｒ（例えば赤色）を、応答オブジェクト７７に向かって落下させる。

この場合、玉オブジェクト７９Ｗ及び７９Ｒのいずれを出現・落下せせるかはランダムに決定され、また、出現のタイミングもランダムに決定され、さらに、落下コース（水平座標）もランダムに決定される。

マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒが応答オブジェクト７７に接触した時の応答オブジェクト７７の垂直方向の移動速度に応じた大きさの初速度ベクトルを、玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒに与える。また、その時の玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの初速度ベクトルの向きは、応答オブジェクト７７の傾きに応じた向きに設定される（例えば、完全弾性衝突をシミュレーションする）。従って、使用者は、スティック６１により応答オブジェクト７７を操作して、任意の方向に任意の速度で玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを打ち返すことができる。

使用者は、スティック６１により応答オブジェクト７７を操作して、玉オブジェクト７９Ｗを籠オブジェクト７１Ｗに入れることを試み、玉オブジェクト７９Ｒを籠オブジェクト７１Ｒに入れることを試みる。使用者は、６０秒間に（時間表示部８３の表示が０になるまでに）、できるだけ多くの玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを適切な籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒに入れなければならない。籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒに入った玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの数は、玉数表示部８５に表示される。なお、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒをターゲット画像と呼ぶこともある。

さて、次に、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの検出処理を図面を用いて説明する。

図６は、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの検出処理の説明図である。図６には、赤外光発光時及び消灯時の画像データから生成した差分画像データに基づく差分画像（３２×３２ピクセル）が図示されている。図中、小さい正方形は１ピクセルを示す。また、左上角をＸＹ座標軸の原点とする。

この画像には、輝度値が大きい２つの領域２５１及び２５３が含まれる。領域２５１及び２５３は、それぞれ再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒである。

まず、マルチメディアプロセッサ３３は、Ｙ＝０を出発点として、Ｘ＝０からＸ＝３１まで、差分画像データをスキャンし、次に、Ｙをインクリメントし、Ｘ＝０からＸ＝３１まで、差分画像データをスキャンする。このような処理をＹ＝３１まで行い、３２×３２ピクセルの差分画像データをスキャンして、閾値ＴｈＬより大きいピクセルデータの上端位置ｍｉｎＹ、下端位置ｍａｘＹ、左端位置ｍｉｎＸ、及び右端位置ｍａｘＸを求める。

次に、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍｉｎＸ，ｍｉｎＹ）を出発点として、Ｘ軸の正方向にスキャンを実行して、最初に閾値ＴｈＬを超えるピクセルまでの距離ＬＴを算出する。また、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍａｘＸ，ｍｉｎＹ）を出発点として、Ｘ軸の負方向にスキャンを実行して、最初に閾値ＴｈＬを超えるピクセルまでの距離ＲＴを算出する。さらに、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍｉｎＸ，ｍａｘＹ）を出発点として、Ｘ軸の正方向にスキャンを実行して、最初に閾値ＴｈＬを超えるピクセルまでの距離ＬＢを算出する。さらに、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍａｘＸ，ｍａｘＹ）を出発点として、Ｘ軸の負方向にスキャンを実行して、最初に閾値ＴｈＬを超えるピクセルまでの距離ＲＢを算出する。

マルチメディアプロセッサ３３は、距離ＬＴ＞ＲＴのときは、座標（ｍａｘＸ，ｍｉｎＹ）を再帰反射シート６５Ｒを示す右抽出点とし、距離ＬＴ≦ＲＴのときは、座標（ｍｉｎＸ，ｍｉｎＹ）を再帰反射シート６５Ｌを示す左抽出点とする。また、マルチメディアプロセッサ３３は、距離ＬＢ＞ＲＢのときは、座標（ｍａｘＸ，ｍａｘＹ）を再帰反射シート６５Ｒを示す右抽出点とし、距離ＬＢ≦ＲＢのときは、座標（ｍｉｎＸ，ｍａｘＹ）を再帰反射シート６５Ｌを示す左抽出点とする。なお、左抽出点及び右抽出点を区別して説明する必要がないときは、単に抽出点と呼ぶ。

さて、次に、マルチメディアプロセッサ３３による処理の流れをフローチャートを用いて説明する。ただし、図５のトレーニング画面の応答オブジェクト７７や玉オブジェクト７９Ｗ及び７９Ｒ等の制御方法は、上述とは異なる例を挙げる。

図７は、図４のマルチメディアプロセッサ３３による全体処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７を参照して、ステップＳ１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、各種変数（フラグやカウンタを含む。）の初期化等、システムの初期設定を実行する。ステップＳ３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、外部メモリ３５に格納されたアプリケーションプログラムに従った処理を実行する。ステップＳ５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ビデオ同期信号による割り込みが発生するまで待機する。つまり、マルチメディアプロセッサ３３は、ビデオ同期信号による割り込みが発生していない場合は、同じステップＳ５に戻り、ビデオ同期信号による割り込みが発生した場合は、ステップＳ７に進む。例えば、ビデオ同期信号による割り込みは、１／６０秒ごとに発生する。この割り込みに同期して、ステップＳ７及びステップＳ９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ３の処理結果（設定された画像情報や座標情報等）に従って、テレビジョンモニタ１１に表示する画像を更新すると共に、音声の再生を行う。そして、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ３の処理を制御するアプリケーションプログラムは、複数のプログラムを含む。この複数のプログラムに、下記するフローチャートが示す処理を実行するプログラムが含まれる。

図８は、図７のステップＳ３におけるアプリケーションプログラムによる処理の主要部分の流れの一例を示すフローチャートである。図８を参照して、ステップＳ２１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの撮影処理を実行する。ステップＳ２３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ２１で得られた画像に基づいて、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの像を検出して、それぞれの位置を特定する。ステップＳ２５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ２３の結果に基づいて、応答オブジェクト７７を制御する。ステップＳ２７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９Ｗ及び７９Ｒを制御する。ステップＳ２９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、籠オブジェクト７１Ｗ及び７１Ｒの垂直座標を更新し、籠オブジェクト７１Ｗ及び７１Ｒの上下運動を制御する。ステップＳ３１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９Ｗが籠オブジェクト７１Ｗに入った数及び玉オブジェクト７９Ｒが籠オブジェクト７１Ｒに入った数をカウントし、その合計値を示す画像情報（玉数表示部８５）を設定する。ステップＳ３３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、６０秒からのカウントダウンを実行し、その結果を表す画像情報（時間表示部８３）を設定する。その他、図７のステップＳ３では、マルチメディアプロセッサ３３は、図５のトレーニング画面を構成する背景や他のオブジェクト８１，７３Ｌ，７３Ｒの画像情報を設定する。

図９は、図８のステップＳ２１における撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ４１において、マルチメディアプロセッサ３３は、赤外発光ダイオード１５を点灯する。ステップＳ４３で、マルチメディアプロセッサ３３は、イメージセンサ３１から、赤外光点灯時の画像データを取得して、メインＲＡＭに格納する。

ここで、本実施の形態では、イメージセンサ３１の例として、３２ピクセル×３２ピクセルのＣＭＯＳイメージセンサを使用する。従って、イメージセンサ３１からは、画像データとして、３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータが出力される。このピクセルデータは、Ａ／Ｄコンバータにより、デジタルデータに変換されて、メインＲＡＭ上の二次元配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。

ステップＳ４５で、マルチメディアプロセッサ３３は、赤外発光ダイオード１５を消灯する。ステップＳ４７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、イメージセンサ３１から、赤外光消灯時の画像データ（３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータ）を取得して、メインＲＡＭに格納する。この場合、このピクセルデータは、メインＲＡＭ上の二次元配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。

以上のようにして、ストロボ撮影が行われる。本実施の形態では、３２ピクセル×３２ピクセルのイメージセンサ３１を用いているため、Ｘ＝０〜３１、Ｙ＝０〜３１である。

図１０は、図８のステップＳ２３におけるシート検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ６１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、赤外光発光時のピクセルデータＰ１［Ｘ］［Ｙ］と、赤外光消灯時のピクセルデータＰ２［Ｘ］［Ｙ］と、の差分を算出して、配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］に代入する。ステップＳ６３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、３２×３２ピクセル分の差分を算出した場合は、ステップＳ６５に進み、そうでなければ、ステップＳ６１に戻る。このように、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ６１の処理を繰り返して、赤外光発光時の画像データと、赤外光消灯時の画像データと、の差分画像データを生成する。このように、差分画像データ（差分画像）を求めることで、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒからの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを精度良く検出できる。

ステップＳ６５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、図６で説明した左右上下端（ｍｉｎＸ、ｍａｘＸ、ｍｉｎＹ、ｍａｘＹ）検出処理を実行する。

図１１は、図１０のステップＳ６５における左右上下端検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、ステップＳ９１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、「Ｘ」、「Ｙ」、「ｍａｘＸ」、「ｍａｘＹ」、「ｋ」、及び「ＳＮ」に「０」を代入する。また、マルチメディアプロセッサ３３は、「ｍｉｎＸ」及び「ｍｉｎＹ」に「３１」を代入する。

ステップＳ９３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素を所定の閾値ＴｈＬと比較する。ステップＳ９５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素が所定の閾値ＴｈＬより大きい場合は、ステップＳ９７に進み、所定の閾値ＴｈＬ以下の場合は、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ９３，Ｓ９５の処理は、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが撮影されたか否かを検出するための処理である。再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが撮影されると、差分画像上では、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒに相当するピクセルの輝度値が大きくなる。このため、閾値ＴｈＬにより、輝度値の大小を峻別して、閾値ＴｈＬより大きい輝度値を持つピクセルを、撮影された再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの一部であると認識する。

ステップＳ９７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値ｋを１つインクリメントする。ステップＳ９９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値ｋが「１」か否かを判断し、ｋ＝１であれば、ステップＳ１０１に進み、それ以外では、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０１では、マルチメディアプロセッサ３３は、最小Ｙ座標ｍｉｎＹに、現在のＹ座標を代入する。つまり、スキャンは、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）から開始して、Ｘ＝０〜３１まで行い、Ｙをインクリメントして、再び、Ｘ＝０〜３１まで行う、という処理を繰り返すので（後述のステップＳ１２１〜Ｓ１２９参照）、最初に閾値ＴｈＬを超えた要素（つまりピクセル）を持つ配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の「Ｙ」が最小Ｙ座標ｍｉｎＹとなる。

ステップＳ１０３では、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最大Ｙ座標ｍａｘＹと現在のＹ座標とを比較する。ステップＳ１０５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最大Ｙ座標ｍａｘＹより現在のＹ座標が大きい場合は、ステップＳ１０７に進み、それ以外はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７では、マルチメディアプロセッサ３３は、最大Ｙ座標ｍａｘＹに、現在のＹ座標を代入する。

ステップＳ１０９では、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最小Ｘ座標ｍｉｎＸと現在のＸ座標とを比較する。ステップＳ１１１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最小Ｘ座標ｍｉｎＸより現在のＸ座標が小さい場合は、ステップＳ１１３に進み、それ以外はステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１３では、マルチメディアプロセッサ３３は、最小Ｘ座標ｍｉｎＸに、現在のＸ座標を代入する。

ステップＳ１１５では、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最大Ｘ座標ｍａｘＸと現在のＸ座標とを比較する。ステップＳ１１７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、現在の最大Ｘ座標ｍａｘＸより現在のＸ座標が大きい場合は、ステップＳ１１９に進み、それ以外はステップＳ１２１に進む。ステップＳ１１９では、マルチメディアプロセッサ３３は、最大Ｘ座標ｍａｘＸに、現在のＸ座標を代入する。

ステップＳ１２１では、マルチメディアプロセッサ３３は、「Ｘ」を１つインクリメントする。ステップＳ１２３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、Ｘ＝３２のときは（つまり、差分画像のピクセル１行分の処理が終了したときは）ステップＳ１２５に進み、それ以外はステップＳ９３に進む。

ステップＳ１２５では、マルチメディアプロセッサ３３は、「Ｘ」に「０」を代入する。ステップＳ１２７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、「Ｙ」を１つインクリメントする。ステップＳ１２５，Ｓ１２７の処理は、差分画像の１行分の処理が終了したため、次の１行分の処理を進めるために実行される。

ステップＳ１２９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、Ｙ＝３２のときは（つまり、差分画像の３２×３２ピクセル分の処理が終了したときは）、ステップＳ１３１に進み、それ以外はステップＳ９３に進む。

上記ステップＳ９３〜Ｓ１２９を繰り返すことにより、Ｙ＝３２となった時点で、最小Ｘ座標ｍｉｎＸ、最大Ｘ座標ｍａｘＸ、最小Ｙ座標ｍｉｎＹ、及び最大Ｙ座標ｍａｘＹが全て確定する。

ステップＳ１３１では、「ｍａｘＸ」、「ｍａｘＹ」、「ｍｉｎＸ」及び「ｍｉｎＹ」が初期値のままであるか否かを判断し、初期値の場合は図１０のステップＳ７１に進み、それ以外はリターンする。「ｍａｘＸ」、「ｍａｘＹ」、「ｍｉｎＸ」及び「ｍｉｎＹ」の全てが初期値ということは、差分画像の全ピクセルが閾値ＴｈＬ以下であり、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが撮影されなかったことを意味する。

図１０に戻って、ステップＳ６７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、図６で説明した２点位置（左抽出点、右抽出点）の決定処理を実行する。

図１２は、図１０のステップＳ６７における２点位置決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ１５３からステップＳ１８５までの処理を繰り返す。ここで、ステップＳ１５３に示すように、一回目のループのときは、Ｙｔｂ＝ｍｉｎＹ、二回目のループのときは、Ｙｔｂ＝ｍａｘＹ、である。ステップＳ１５５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍｉｎＸ，Ｙｔｂ）を始点としてスキャンを開始する。

ステップＳ１５７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値Ｃｌに「０」を代入する。ステップＳ１５９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、差分データＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］と閾値ＴｈＬとを比較して、差分データが閾値より大きい場合は、ステップＳ１６５に進み、それ以外は、ステップＳ１６１に進む。ステップＳ１６１では、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値Ｃｌを１つインクリメントする。ステップＳ１６３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、座標Ｘを１つインクリメントして、ステップＳ１５９に進む。

ステップＳ１５９で、Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］＞ＴｈＬと判断された時点のカウント値Ｃｌは、図６の距離ＬＴあるいはＬＢに相当する。ステップＳ１５５で、Ｙｔｂ＝ｍｉｎＹのときは、Ｃｌ＝ＬＴであり、Ｙｔｂ＝ｍａｘＹのときは、Ｃｌ＝ＬＢである。

ステップＳ１６５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、座標（ｍａｘＸ，Ｙｔｂ）を始点としてスキャンを開始する。ステップＳ１６７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値Ｃｒに「０」を代入する。ステップＳ１６９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、差分データＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］と閾値ＴｈＬとを比較して、差分データが閾値より大きい場合は、ステップＳ１７５に進み、それ以外は、ステップＳ１７１に進む。ステップＳ１７１では、マルチメディアプロセッサ３３は、カウント値Ｃｒを１つインクリメントする。ステップＳ１７３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、座標Ｘを１つデクリメントして、ステップＳ１６９に進む。

ステップＳ１６９で、Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］＞ＴｈＬと判断された時点のカウント値Ｃｒは、図６の距離ＲＴあるいはＲＢに相当する。ステップＳ１６５で、Ｙｔｂ＝ｍｉｎＹのときは、Ｃｒ＝ＲＴであり、Ｙｔｂ＝ｍａｘＹのときは、Ｃｒ＝ＲＢである。

ステップ１７５では、マルチメディアプロセッサ３３は、距離ＣｌとＣｒとを比較する。ステップＳ１７７にて、距離Ｃｌが距離Ｃｒより大きい場合は、ステップＳ１７９に進み、それ以外は、ステップＳ１８１に進む。

ステップＳ１８１では、「Ｘｔｐ［０］」に「ｍｉｎＸ」を代入するとともに、「Ｙｔｐ［０］」に「Ｙｔｂ」を代入する。一方、ステップＳ１７９では、「Ｘｔｐ［１］」に「ｍａｘＸ」を代入するとともに、「Ｙｔｐ［１］」に「Ｙｔｂ」を代入する。

ここで、座標（Ｘｔｐ［０］，Ｙｔｐ［０］）は、左抽出点の座標であり、座標（Ｘｔｐ［１］，Ｙｔｐ［１］）は、右抽出点の座標である。

マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ１５３からステップＳ１８５までのループが終了するとリターンする。

図１０に戻って、ステップＳ６９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、左抽出点（Ｘｔｐ［０］，Ｙｔｐ［０］）と右抽出点（Ｘｔｐ［１］，Ｙｔｐ［１］）との中点（ＸＭ，ＹＭ）を算出する。そして、ステップＳ７１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、左抽出点（Ｘｔｐ［０］，Ｙｔｐ［０］）、右抽出点（Ｘｔｐ［１］，Ｙｔｐ［１］）及び中点（ＸＭ，ＹＭ）をスクリーン座標（ｘ，ｙ）に変換してリターンする。左抽出点（Ｘｔｐ［０］，Ｙｔｐ［０］）、右抽出点（Ｘｔｐ［１］，Ｙｔｐ［１］）及び中点（ＸＭ，ＹＭ）のスクリーン座標（ｘ，ｙ）をそれぞれ、左抽出点（ｘｔｐ［０］，ｙｔｐ［０］）、右抽出点（ｘｔｐ［１］，ｙｔｐ［１］）及び中点（ｘＭ，ｙＭ）と表記する。なお、図１１のステップＳ１３１に続く場合は、マルチメディアプロセッサ３３は、左抽出点（Ｘｔｐ［０］，Ｙｔｐ［０］）及び右抽出点（Ｘｔｐ［１］，Ｙｔｐ［１］）をそれぞれ（０，０）として、スクリーン座標（ｘ，ｙ）に変換する。

スクリーン座標系は、マルチメディアプロセッサ３３が映像をテレビジョンモニタ１１に表示する際に使用する座標系である。スクリーン座標系では、画面の中心を原点Ｏとし、垂直上方向をｙ座標の正、水平右方向をｘ座標の正とする。

次に、図８のステップＳ２５の詳細な処理を説明する。

図１３は、図８のステップＳ２５における応答オブジェクト制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３を参照して、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ２０３からステップＳ２１３までの処理を繰り返す。ここで、ステップＳ２０３に示すように、一回目のループのときは、Ｍ＝０、二回目のループのときは、Ｍ＝１、である。

ステップＳ２０５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］と上限値ＣＵとを比較する。なお、ｙ座標ｙｔｐ［０］は左抽出点のｙ座標であり、ｙ座標ｙｔｐ［１］は右抽出点のｙ座標である。また、上限値ＣＵは、応答オブジェクト７７の端部７５Ｌ及び７５Ｒがポール７３Ｌ及び７３Ｒ上で移動できる上限（垂直上方向の限界）のｙ座標である。なお、応答オブジェクト７７の端部７５Ｌ及び７５Ｒを包括して端部７５と表記する。

ステップＳ２０７では、マルチメディアプロセッサ３３は、抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］が上限値ＣＵより大きい場合はステップＳ２０９に進み、それ以外はステップＳ２１１に進む。ステップＳ２０９では、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７の端部７５の仮ｙ座標ｙｅ［Ｍ］に上限値ＣＵを代入する。一方、ステップＳ２１１では、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７の端部７５の仮ｙ座標ｙｅ［Ｍ］に抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］を代入する。ここで、仮ｙ座標ｙｅ［０］は端部７５Ｌの仮のｙ座標であり、仮ｙ座標ｙｅ［１］は端部７５Ｒの仮のｙ座標である。

ステップＳ２１３の後、マルチメディアプロセッサ３３は、ステップＳ２１７からステップＳ２２７までの処理を繰り返す。ここで、ステップＳ２１７に示すように、一回目のループのときは、Ｍ＝０、二回目のループのときは、Ｍ＝１、である。

ステップＳ２１９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］と下限値ＣＬとを比較する。下限値ＣＬは、応答オブジェクト７７の端部７５Ｌ及び７５Ｒがポール７３Ｌ及び７３Ｒ上で移動できる下限（垂直下方向の限界）のｙ座標である。

ステップＳ２２１では、マルチメディアプロセッサ３３は、抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］が下限値ＣＬより小さい場合はステップＳ２２３に進み、それ以外はステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２３では、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７の端部７５の仮ｙ座標ｙｅ［Ｍ］に下限値ＣＬを代入する。一方、ステップＳ２２５では、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７の端部７５の仮ｙ座標ｙｅ［Ｍ］に抽出点のｙ座標ｙｔｐ［Ｍ］を代入する。

ステップＳ２２７の後、ステップＳ２２９では、マルチメディアプロセッサ３３は、左端部７５Ｌの仮座標（ｘｅｌ，ｙｅ［０］）と右端部７５Ｒの仮座標（ｘｅｒ，ｙｅ［１］）とに基づいて、傾斜角θを算出する。ここで、左端部７５Ｌの仮ｘ座標ｘｅｌ及び右端部７５Ｒの仮ｘ座標ｘｅｒは、それぞれ固定値である。なぜなら、左端部７５Ｌ及び右端部７５Ｒは、それぞれ、ｙ軸に垂直なポール７３Ｌ及び７３Ｒに沿って移動するからである。

ステップＳ２３１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、傾斜角θに基づいてインデックスＩｎを取得する。ここで、傾斜角（水平を基準）が、θ０（水平），θ１，…θｊ，−θ１，…−θｊ（ｊは整数）といった（２ｊ＋１）個の応答オブジェクト７７の画像が用意される。そして、（２ｊ＋１）個の応答オブジェクト７７の画像は、（２ｊ＋１）個の異なる角度範囲ｒ（０）〜ｒ（２ｊ）に割り当てられる。角度範囲ｒ（０）〜ｒ（２ｊ）の各々は、角度の一定範囲を表す。そして、角度範囲ｒ（０）〜ｒ（２ｊ）に、それぞれ異なるインデックスＩｎが割り当てられている。従って、マルチメディアプロセッサ３３は、傾斜角θが、どの角度範囲ｒ（０）〜ｒ（２ｊ）に属するかを判定して、傾斜角θが属する角度範囲に割り当てられたインデックスＩｎを取得する。

ステップＳ２３３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、取得したインデックスＩｎに割り当てられた応答オブジェクト７７の画像情報を取得し、メインＲＡＭに設定する。これにより、スティック６１の傾斜に対応した応答オブジェクト７７が表示される。

ステップＳ２３５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７の左端部７５Ｌの表示座標（ｘｌ，ｙｒ）を仮座標（ｘｅｌ，ｙｅ［０］）に設定する。これにより、スティック６１の上下動に応じて、応答オブジェクト７７が上下動する。

次に、図８のステップＳ２７の処理の詳細を説明する。なお、玉オブジェクト７９Ｗ及び７９Ｒを包括して玉オブジェクト７９と表記することもある。

図１４は、図８のステップＳ２７における玉オブジェクト制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１４を参照して、ステップＳ２４１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９を画面に出現させるための処理を実行する。ステップＳ２４３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９が応答オブジェクト７７に接触したか否かを判定する。ステップＳ２４５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の移動を制御する。

図１５は、図１４のステップＳ２４１における出現制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５を参照して、ステップＳ２７１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の出現タイミングか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ２７３に進み、「ＮＯ」の場合リターンする。ここで、出現タイミングは、前回の玉オブジェクト７９の出現時からの時間で規定される。

ステップＳ２７３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、乱数を発生して、何色の玉オブジェクト７９（玉オブジェクト７９Ｗ又は玉オブジェクト７９Ｒ）を出現させるかを決定する。ステップＳ２７５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ポール７３Ｌのｘ座標とポール７３Ｒのｘ座標との間で、乱数を発生して、出現させる玉オブジェクト７９のｘ座標を決定する。

ステップＳ２７７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、出現させる玉オブジェクト７９の表示座標及び画像情報をメインＲＡＭに設定する。表示座標のｘ座標は、ステップＳ２７５で決定したものであり、ｙ座標は、一定値である。また、画像情報は、ステップＳ２７３で決定した玉オブジェクト７９（玉オブジェクト７９Ｗ又は玉オブジェクト７９Ｒ）の画像情報である。

ステップＳ２７９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、乱数を発生して、次に出現させる玉オブジェクト７９の出現タイミングを決定する。そして、リターンする。

図１６は、図１４のステップＳ２４３における接触判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６を参照して、ステップＳ３０１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、応答オブジェクト７７が玉オブジェクト７９に接触したか否かを判定し、接触した場合はステップＳ３０３に進み、接触していない場合はステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０３では、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｙ成分と応答オブジェクト７７の速度ベクトルのｙ成分とエネルギーロスとから、跳ね返り時の玉オブジェクト７９の初期速度ベクトルのｙ成分を算出する。ここで、玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｙ成分と応答オブジェクト７７の速度ベクトルのｙ成分とから求めた跳ね返り時の玉オブジェクト７９の初期速度ベクトルのｙ成分の所定％（例えば３０％）を、最終的な跳ね返り時の玉オブジェクト７９の初期速度ベクトルのｙ成分とする。この所定％が、エネルギーロスに相当する。

ステップＳ３０５では、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｘ成分と応答オブジェクト７７の傾斜角とから、跳ね返り時の玉オブジェクト７９の初期速度ベクトルのｘ成分を算出する。ここで、応答オブジェクト７７の傾斜角は、図１３のステップＳ２３１で取得したインデックスＩｎから分かる。

ステップＳ３０７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、表示中の全ての玉オブジェクト７９に対して、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理が実行されたか否かを判定し、「ＹＥＳ」の場合リターンし、「ＮＯ」の場合ステップＳ３０１に戻る。

図１７は、図１４のステップＳ２４５における移動制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１７を参照して、ステップＳ３２１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、表示中の玉オブジェクト７９が存在するか否かを判定し、存在する場合ステップＳ３２３に進み、存在しない場合リターンする。

ステップＳ３２３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の前回の速度ベクトルのｙ成分と擬似重力加速度とから、今回の玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｙ成分を算出し、今回のｙ座標を算出する。ただし、応答オブジェクト７７との接触時においては、図１６のステップＳ３０３で求めた速度ベクトルのｙ成分に基づき、今回のｙ座標を算出する。

ステップＳ３２５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｘ成分から、今回の玉オブジェクト７９のｘ座標を算出する。なお、玉オブジェクト７９の出現から応答オブジェクト７７に接触するまでは、垂直落下なので、玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｘ成分は０である。応答オブジェクト７７との接触後の玉オブジェクト７９の速度ベクトルのｘ成分は、図１６のステップＳ３０５で求めた値となり、一定値である。

ステップＳ３２７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、表示中の全ての玉オブジェクト７９に対して表示座標の更新（ステップＳ３２３，Ｓ３２５）がなされたか否かを判定し、「ＮＯ」の場合ステップＳ３２３に戻り、「ＹＥＳ」の場合リターンする。

さて、以上のように、本実施の形態によれば、使用者は、スティック６１を動かして、応答オブジェクト７７によって玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを打ち返すことができる。この場合、使用者は、スティック６１の傾き、つまり、２つの再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを結ぶ直線の傾きを調整することによって、玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを所望の方向に打ち返すことができる。

また、使用者は、刻々と変化する玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの位置と色を瞬時に判断し、適切なタイミング及び傾きでスティック６１を動かして応答オブジェクト７７により玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを適切な方向に打ち返さなければならない。このような使用者の動作により、使用者の脳と体の神経伝達系統が刺激され、反射神経や両腕の筋力の維持・向上を期待できる。また、使用者は、画面に触れることなく空中でスティック６１を操作するので、空間認識による新しい脳機能の活性化を期待できる。

さらに、使用者は、スティック６１を動かす速さを調整することにより、打ち返す球オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの飛距離を調整できる。システム設計者の観点から効果を述べる。使用者は、ある程度の速度でスティック６１を移動させなければ、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒまで球オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒを打ち返すことができないので、設計者は、スティック６１の移動速度と球オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの初速度との関係を調整することで、使用者に最低限行わせたい運動量を設定できる。

さらに、マルチメディアプロセッサ３３は、白色の玉オブジェクト７９Ｗと赤色の玉オブジェクト７９Ｒといった形態の異なる玉オブジェクトを落下させ、対応する籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒに玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒが入った時に加点する。従って、使用者には瞬時の判断力が要求され、判断力の向上が期待できる。さらに、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒは、上下に変位するので、使用者は、変位に応じて、スティック６１の移動速度を調整しなければならないので、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒを静止状態に維持する場合と比較して難易度を高くできる。

さらに、本実施の形態では、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒが照射された赤外光を再帰反射するので、撮像画像によりはっきりと再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの像が写り込み、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの検出が容易になる。さらに、点灯時及び消灯時の差分画像に基づき再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを検出するので、再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒからの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒを検出できる。

また、本実施の形態では、発光手段として赤外発光ダイオード１５を設け、さらに、イメージセンサ３１は赤外線フィルタ１７を介して赤外光のみに応答する。このように、イメージセンサ３１は、赤外光以外の光には応答せず、赤外光以外の光を含む移動光源および点滅光源（蛍光灯など）等のノイズ光源を除去することが可能となる。

なお、本考案は、上記の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。

（１）実施の形態において、落下させる玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒの数及び／又は速度により、難易度を調整できる。数が多ければ難易度は上がり、速度が速ければ難易度は上がる。また、玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒは同時に複数個出現・落下させることもできる。玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒごとに落下速度を変えてもよい。玉オブジェクト７９Ｗ，７９Ｒに加速度を加えてもよい。

籠オブジェクトは３以上でもよい。この場合は、籠オブジェクトの数に対応して玉オブジェクトの形態（上記では色）も３以上とする。籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒは静止させておいてもよい。また、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒは、双方同じ高さから同じ速度で上下させてもよいし、異なる高さから同じ速度で上下させてもよい。また、互いに移動の向きを逆にしてもよい。双方で速度を変えてもよい。また、ターゲット画像の形態は、籠オブジェクト７１Ｗ，７１Ｒに限られず、任意の形態を採ることができる。

（２）実施の形態では、スティック６１を用いたが、図１８のグローブ７Ｌ，７Ｒにより、応答オブジェクト７７を操作することもできる。この場合、再帰反射シート９Ｌが再帰反射シート６５Ｌに対応し、再帰反射シート９Ｒが再帰反射シート６５Ｒに対応する。ただし、グローブ７Ｌ，７Ｒを用いる場合、左右の手の平間の距離が任意に変動するので、再帰反射シート９Ｌ及び９Ｒのいずれかが、撮像されない場合も発生するので、２つの再帰反射シート６５Ｌ，６５Ｒ間の距離が固定されているスティック６１を使用するほうが好ましい。つまり、使用者は、グローブ７Ｌ，７Ｒを用いる場合は、両手間の距離を意識しながら両手を動かす必要があるが、スティック６１を用いる場合は、再帰反射シート６５Ｌと６５Ｒとの間の距離が固定されているので、そのようなことを意識する必要がなく、使いやすい。

（３）上記のストロボ撮影（赤外発光ダイオード１５の点滅）及び差分処理は、好適な例を示しただけであって、本発明に必須の要素ではない。つまり、赤外発光ダイオード１５は、点滅させなくてもよいし、また、赤外発光ダイオード１５がなくてもよい。照射する光は赤外光に限られない。また、再帰反射シート６５Ｌ，６５Ｒは本発明に必須の要素ではなく、撮像画像を解析して、身体の特定部位（例えば手）が検知できればよい。撮像素子は、イメージセンサに限られず、ＣＣＤなどの他の撮像素子を使用できる。

本考案の実施の形態によるトレーニングシステムの全体構成を示す図である。 図１のアダプタ１及びカートリッジ３の斜視図である。 図１のスティック６１の説明図である。 図１のアダプタ１及びカートリッジ３の電気的構成を示す図である。 トレーニング画面の例示図である。 再帰反射シート６５Ｌ及び６５Ｒの検出処理の説明図である。 図４のマルチメディアプロセッサ３３による全体処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７のステップＳ３におけるアプリケーションプログラムによる処理の主要部分の流れの一例を示すフローチャートである。 図８のステップＳ２１における撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８のステップＳ２３におけるシート検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ６５における左右上下端検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ６７における２点位置決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８のステップＳ２５における応答オブジェクト制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８のステップＳ２７における玉オブジェクト制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１４のステップＳ２４１における出現制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１４のステップＳ２４３における接触判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１４のステップＳ２４５における移動制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 入力装置の変形例の説明図である。

符号の説明

１…アダプタ、３…カートリッジ、５…撮像ユニット、１１…テレビジョンモニタ、７Ｌ，７Ｒ…グローブ、９Ｌ，９Ｒ，６５Ｌ，６５Ｒ…再帰反射シート、３１…イメージセンサ、３３…マルチメディアプロセッサ、３５…外部メモリ、１５…赤外発光ダイオード、６１…スティック、６２…筒、６３…バー。

Claims (10)

1. 表示装置に接続して使用されるトレーニング装置であって、
   使用者が操作する操作物に所定間隔離れて取り付けられた２つの被写体を撮像する撮像手段と、
   前記被写体の動きに応答する応答オブジェクト及び前記応答オブジェクトに向かって移動する複数の移動オブジェクトを前記表示装置に表示し、かつ、前記応答オブジェクトと前記移動オブジェクトとが接触した場合に、前記移動オブジェクトを跳ね返すプロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、前記２つの被写体を結ぶ直線の傾きに基づいて、前記移動オブジェクトを跳ね返す方向を決定する、トレーニング装置。
2. 前記プロセッサは、前記被写体の移動速度に基づいて、跳ね返される前記移動オブジェクトの初速度の大きさを決定する、請求項１記載のトレーニング装置。
3. 前記プロセッサは、画面上、垂直下方向に、前記移動オブジェクトを移動する、請求項１又は２記載のトレーニング装置。
4. 前記複数の移動オブジェクトは、異なる形態を持つ複数の前記移動オブジェクトを含む、請求項１から３のいずれかに記載のトレーニング装置。
5. 前記プロセッサは、前記異なる形態に対応して、異なる形態の複数のターゲット画像を表示する、請求項４記載のトレーニング装置。
6. 前記プロセッサは、前記ターゲット画像を変位させる、請求項５記載のトレーニング装置。
7. 前記操作物は、棒状の形状を有し、２つの前記被写体は、帯状であり、所定間隔だけ離れて、前記操作物に巻きつけられて取り付けられる、請求項１から６のいずれかに記載のトレーニング装置。
8. 前記被写体は、光を再帰反射する再帰反射体である、請求項１から７のいずれかに記載のトレーニング装置。
9. 前記撮像手段は、光を間欠的に照射する発光手段を含む、請求項８に記載のトレーニング装置。
10. 前記発光手段が照射する前記光は、赤外光である、請求項９に記載のトレーニング装置。