JP3441447B2

JP3441447B2 - ビリヤードゲームの入力装置

Info

Publication number: JP3441447B2
Application number: JP2001357331A
Authority: JP
Inventors: 隆濱野; 康樹跡部; 浩司紀之本
Original assignee: Konami Corp
Current assignee: Konami Corp
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: JP2003154165A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレイヤーに模擬
球を撞かせるようにしたビリヤードゲームの入力装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】手玉を撞く感覚を再現したビリヤードゲ
ームシステムの入力装置として、特開２００１−１７８
９６６号公報（以下、文献１と呼ぶ。）には、案内機構
に支持された模擬球と、その模擬球がキュー又はその代
替物にて撞かれたときの打撃力又は模擬球の変位速度に
対応した信号を出力する打撃信号出力手段と、模擬球の
打撃位置に対応した打点信号を出力する打点信号出力手
段とを備えた入力装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現実のビリヤードゲー
ムでは、フォローショット、ドローショット、ジャンプ
ショット等、手玉をその芯からずれた特定の方向に偏っ
て撞く各種のショットが存在し、それらのショットによ
り手玉に様々な動作が与えられる。しかし、文献１の入
力装置のように、模擬球を軸で支持した場合には、その
支持構造に応じて模擬球の動きが現実の手玉よりも制限
される。そのため、模擬球を撞いた位置（撞点）や撞い
た角度によっては、現実の手玉を撞いたときの感覚が十
分に再現できないことがある。

【０００４】そこで、本発明は、模擬球を支持する構造
を改善して手玉を撞く感覚を十分に再現することが可能
なビリヤードゲーム用の入力装置を提供することを目的
とする。また、そのような入力装置に対して、さらなる
付加価値を与える各種の好ましい態様を提供することを
併せて目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【０００６】本発明のビリヤードゲームの入力装置は、
プレイヤーにより撞かれる対象として設けられた模擬球
（１４）と、前記模擬球が取り付けられるボール軸（２
６）を有する連結部（１６ｂ：図４）と、前記模擬球
が、前記模擬球から下方に延びる前記ボール軸に支持さ
れた位置から、撞かれた方向に移動できるように前記連
結部を移動可能に支持する支持部（１６ａ：図４）と、
前記連結部の動作に対応した信号を出力する信号出力手
段（３１，３２：図６）とを有し、前記ボール軸の軸線
方向に沿った所定範囲内の前記模擬球の直線運動が許容
されることにより、上述した課題を解決する。

【０００７】この入力装置によれば、模擬球をその芯か
らずれた特定の方向に偏って撞いた場合に、模擬球の撞
点や撞かれた角度に応じてボール軸の軸線方向に移動す
ることができる。この運動により、模擬球が逃げるよう
な感覚をプレイヤーに与え、現実の手玉を様々な方向に
撞いたときの感覚を十分に再現することができる。

【０００８】本発明の入力装置において、前記連結部
は、前記支持部によって支持される軸受部（１６ｃ：図
４）を含み、前記ボール軸がその軸線方向に移動可能か
つ前記軸線の回りに回転自在に前記軸受部に嵌合するこ
とにより、前記ボール軸の軸線を中心とした前記模擬球
の回転運動及び前記直線運動の両者が許容されてもよ
い。この場合には、ボール軸が模擬球とともにその軸線
の回りに回転しかつ軸線方向にスライドすることができ
る。ボール軸と模擬球との間にて相対的な運動を生じさ
せる必要がないので、両者を強固に固定して入力装置の
耐久性及び信頼性を高めることができる。

【０００９】前記ボール軸には、前記軸受部に対して前
記軸線方向に移動自在に嵌合する嵌合部（２６ａ：図
５）が設けられ、その嵌合部の前記軸線方向の両端には
前記軸受部に対する前記ボール軸の移動範囲を制限する
ストッパ手段（２６ｂ，２６ｃ）が設けられてもよい。
この場合には、ボール軸にストッパ手段を設けるだけで
模擬球の直線運動の範囲を所定範囲に制限することがで
きる。

【００１０】前記連結部は、前記ボール軸が前記模擬球
から鉛直下方に延びるショット位置（Ｐ１：図５）と、
前記ボール軸が前記ショット位置よりも倒れた待機位置
（Ｐ２）との間を移動できるようにして前記支持部に支
持されてもよい。この場合には、プレイヤーが模擬球を
撞くと模擬球が撞かれた方向に倒れ込むようになる。こ
のような動作は、連結部の少なくとも一部を、支持部に
よりボール軸の軸線と直交する回転中心線の回りに回転
可能に支持して実現することができる。このような回転
支持構造によれば、模擬球を撞かれた方向に直線的に移
動させる場合よりも支持部をコンパクトに構成でき、し
かも模擬球に対しては比較的大きなストロークを与える
ことができる。

【００１１】さらに、入力装置がその装置内部を覆う天
板（１９）を有し、前記ショット位置では前記模擬球が
前記天板上に露出し、前記待機位置では前記模擬球が前
記天板の下方に格納されるようにしてもよい。この場合
には、模擬球が撞かれた方向に倒れ込んで天板下へ格納
される。ビリヤードゲームにおいては、模擬球が撞かれ
た場合、模擬球に対応して画面上に仮想的な手玉を表示
し、これを画面上で動作させることが通例であるが、こ
の態様によれば、プレイヤーによって撞かれた模擬球が
天板下の格納位置に隠れることと引き換えに、画面上の
仮想的な手玉が動作を開始するという演出を行うことが
できる。

【００１２】なお、前記天板には、前記ショット位置と
前記待機位置との間を前記連結部が移動する際の前記ボ
ール軸及び前記模擬球の通過を許容する開口部（１９
ｂ：図２）が設けられてもよい。この場合には、模擬球
及びボール軸が通過するのに必要最小限の開口部を天板
に設ければよく、入力装置の内部機構を天板にて十分に
隠してゲーム機の外観を向上させることができる。

【００１３】本発明の入力装置においてボール軸をショ
ット位置から待機位置へと倒すようにした場合には、前
記連結部が前記ショット位置から前記待機位置に移動し
たときに前記模擬球を受け止めて当該模擬球の運動エネ
ルギーを吸収する緩衝手段（３４：図５）を備えている
ことが好ましい。このようにすれば、模擬球が倒れて入
力装置の基板等に衝突する音を緩和し、模擬球が着地し
た反動で再び起き上がるおそれを低減できる。

【００１４】また、前記待機位置から前記ショット位置
へ前記連結部を復帰させる駆動手段（２８）を備えた場
合には、プレイヤーからみて後方に倒れ込んだ模擬球や
ボール軸をショット位置まで容易に復帰させることがで
きる。特に、天板下に模擬球を収容する場合には、プレ
イヤーが自らの手で模擬球をショット位置に起こすこと
が困難と考えられるので、このような駆動手段を設ける
ことが望ましいものである。

【００１５】本発明の入力装置は、前記信号出力手段と
して、前記連結部が前記ショット位置に存在するか否か
によって出力が変化するセンサ（３１）を備えてもよ
い。この場合には、ショット位置の模擬球が撞かれたか
否かをセンサの出力に基づいて判別することができる。
さらに、本発明の入力装置は、そのような判別を行う判
別手段（５０，ステップＳ３８：図１４）を備えてもよ
い。

【００１６】また、本発明の入力装置は、前記信号出力
手段として、前記ショット位置と前記待機位置との間に
設定された二つの検出位置のそれぞれに前記連結部が存
在するか否かによって出力が変化する二つのセンサ（３
１，３２）を備えてもよい。この場合には、模擬球が撞
かれたとき、一方のセンサの出力が変化してから他方の
センサの出力が変化するまでの時間間隔に基づいて模擬
球の速度を演算することが可能となる。さらに、本発明
の入力装置は、そのような速度を算出する速度算出手段
（５０，ステップＳ５１〜５４：図１５）を備えてもよ
い。

【００１７】本発明の入力装置は、前記信号出力手段と
して、前記連結部が前記ショット位置に存在するか否か
によって出力が変化する第１のセンサ（３１）と、前記
ショット位置に隣接して設定された中間検出位置に前記
連結部が存在するか否かによって出力が変化する第２の
センサ（３２）と、前記連結部が前記待機位置に存在す
るか否かによって出力が変化する第３のセンサ（３３）
とを備えてもよい。この場合には、例えば第１のセンサ
の出力に基づいて模擬球が撞かれたか否かを判別し、第
１〜第３のセンサのうち、少なくともいずれか二つのセ
ンサの出力に基づいて模擬球の移動速度を特定すること
ができる。さらに、第３のセンサは、模擬球が待機位置
にあるか否かの確認にも使用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
ビリヤードゲーム機を外観を示す斜視図である。このビ
リヤードゲーム機（以下、ゲーム機と略称することがあ
る。）１は、いわゆるゲーム店等の娯楽施設に設置され
て商業的に運用されるアーケードゲーム機として構成さ
れている。ゲーム機１は、筐体２と、その筐体２の上部
に取り付けられたモニタ３と、その上方に取り付けられ
たスピーカ４，４とを有している。筐体２の前面側に
は、現実のビリヤード台のテーブルを模したテーブル部
５が設けられている。テーブル部５の前面にはコイン投
入口５ａ及び返却口５ｂが設けられている。

【００１９】テーブル部５の上面５ｃの中央には、手前
から奥に向かってラシャ６が敷かれ、その右側には説明
パネル７が、左側にはコントロールパネル８がそれぞれ
設けられている。コントロールパネル８には、押釦スイ
ッチからなる５つの操作ボタン９ａ〜９ｅが設けられて
いる。操作ボタンの個数及び配置は適宜に変更してよい
が、図１の例では、中央に決定ボタン９ａが設けられ、
これを前後左右に挟むようにして上ボタン９ｂ、下ボタ
ン９ｃ、左ボタン９ｄ及び右ボタン９ｅが設けられてい
る。

【００２０】テーブル部５の後部には本発明に係る入力
装置１０が設けられている。入力装置１０は、テーブル
部５に埋め込まれるように設置されるベース部１１と、
そのベース部１１を覆うように設けられるトップ部１２
とを有している。ベース部１１の上面１１ａはテーブル
部５の上面５ｃと面一（正確にはラシャ６と面一）であ
り、それらの上面５ｃ、１１ａによってテーブル面Ｔｓ
が構成される。テーブル面Ｔｓとトップ部１２との間に
はスペース１３が設けられ、そこには模擬球１４が配置
される。スペース１３は筐体２の前方に向かって開口す
る。プレイヤーは、不図示のキューをその開口部分から
スペース１３内に差し入れて模擬球１４を撞くことがで
きる。なお、ゲーム１機のキューとしては、実際のビリ
ヤードで使用する本物のキューを使用してもよいし、そ
の代替物を使用してもよい。直線状に延びるロッド状部
材であればキューとして使用可能である。

【００２１】図２は入力装置１０のトップ部１２を一部
破断して示す斜視図、図３はベース部１１の内部構造を
示す斜視図である。ベース部１１は、本体１５と、その
本体１５の内部に配置されて模擬球１４を支持する支持
機構１６とを有している。本体１５は、基板１７と、そ
の基板１７上に適宜取り付けられた壁板１８…１８と、
壁板１８の上端に取り付けられた天板１９とを有してい
る。天板１９には抜き窓１９ａが設けられ、その抜き窓
１９ａは半透明のカバー２０（図５参照）にて覆われて
いる。

【００２２】支持機構１６は、模擬球１４を天板１９上
のショット位置と、図２及び図３に矢印で示すように、
天板１９の開口部１９ｂを通過してゲーム機１の後方に
倒れ込んだ待機位置との間で移動可能に支持するととも
に、待機位置からショット位置へ模擬球１４を復帰させ
る。支持機構１６の詳細は次の通りである。

【００２３】図４及び図５にも示したように、支持機構
１６は、基板１７上にブラケット２１を介して取り付け
られた一対の軸受２２，２２と、それらの軸受２２，２
２により支軸２３，２３を介して回動自在に支持された
軸受台２４と、その軸受台２４の上端に固定された軸受
２５と、その軸受２５に挿入されたボール軸２６とを有
している。模擬球１４はボール軸２６の先端に固定さ
れ、模擬球１４の中心はボール軸２６の軸線上に位置し
ている。模擬球１４とボール軸２６とを合計した質量は
実際のビリヤードで使用する手玉の質量に等しく、ま
た、模擬球１４の直径は実際のビリヤードで使用する手
玉の直径に等しい。模擬球１４の材質は現実の手玉と同
一材質としてもよい。

【００２４】図５から明らかなように、ボール軸２６
は、軸受２５に対して、軸線方向に沿って摺動自在かつ
軸線を中心として回転自在に嵌合する嵌合部２６ａと、
嵌合部２６ａよりも直径が大きい大径部２６ｂと、嵌合
部２６ａの下端に固定されたフランジ２６ｃとを有して
いる。大径部２６ｂと嵌合部２６ａとの間の段差部が軸
受２５の上端と接してボール軸２６の落下が阻止され
る。嵌合部２６ａは軸受２５の嵌合長さよりも長く形成
されている。従って、フランジ２６ｃが軸受台２４の上
端に接するまで模擬球１４をボール軸２６とともに引き
上げることができる。模擬球１４とボール軸２６とは軸
受２５に対して一体的に回転することができる。

【００２５】このように、模擬球１４がそれを支えるボ
ール軸２６の軸線方向に移動可能（図５の矢印ＬＭ参
照）かつボール軸２６の軸線の回りに回転可能（矢印Ｒ
Ｍ参照）に設けられているので、プレイヤーが、いわゆ
るひねりを加えるべく模擬球１４の芯を外したショット
を打ったとき、そのショットのずれ具合に応じて模擬球
１４が上下に逃げたり、回転することができる。これに
より、支持機構１６にて模擬球１４を拘束した構成であ
りながらも、ショット時の感覚を実際の手玉を撞く感覚
に近付けることができる。

【００２６】図４に示すように、支持機構１６は、一方
の支軸２３とカップリング２７を介して接続されるモー
タ２８を有している。これにより、模擬球１４を待機位
置（図５に想像線で示す位置）Ｐ２からモータ２８の力
でショット位置（図５に実線で示す位置）Ｐ１まで復帰
させることができる。また、図４の軸受台２４の一側面
（図４の左側面）には検出板２９が取り付けられてい
る。図６にも示したように、ブラケット２１にはセンサ
支持板３０が取り付けられ、そのセンサ支持板３０には
３つのフォトセンサ３１〜３３が取り付けられている。
これらのフォトセンサ３１〜３３はスリット状の感知部
３１ａ、３２ａ、３３ａを有している。支軸２３を中心
とした模擬球１４の回転により、検出板２９はフォトセ
ンサ３１〜３３の感知部３１ａ、３２ａ又は３３ａに対
して出没可能である。模擬球１４がショット位置にある
ときは第１のフォトセンサ３１の感知部３１ａに検出板
２９が挿入され、それにより第１のフォトセンサ３１の
出力信号がオン、他のフォトセンサ３２，３３の出力信
号がオフとなる。模擬球１４が待機位置へ回転を開始す
ると検出板２９は第２のフォトセンサ３２の感知部３２
ａを通過し、その間、フォトセンサ３２の出力信号がオ
ンとなる。模擬球１４が待機位置に達すると第３のフォ
トセンサ３３の感知部３３ａに検出板２９が挿入されて
フォトセンサ３３の出力信号がオンとなる。第１のフォ
トセンサ３１が模擬球動作検出手段、及び速度情報検出
手段として、第２のフォトセンサ３２が速度情報検出手
段としてそれぞれ機能する。なお、フォトセンサ３１〜
３３に代え、近接スイッチ等の他のセンサを使用しても
よい。但し、模擬球１４の円滑な移動を保証するため、
センサは非接触型のものが望ましい。

【００２７】図５に示したように、基板１７上には、模
擬球１４が待機位置へと落とし込まれる際の衝撃を緩和
するパッド３４、及び、カバー２０を介して模擬球１４
の手前の領域を照明する照明灯３５が設けられる。パッ
ド３４は例えば衝ゴム、エラストマー等の弾性材料にて
構成することができる。パッド３４はボール軸２６が軸
受台２４の内部に格納された状態と、ボール軸２６が軸
受台２４から繰り出された状態のいずれにおいても、模
擬球１４を受け止められるような大きさを備えているこ
とが望ましい。照明灯３５には例えば蛍光灯やＬＥＤ等
が使用できる。

【００２８】なお、以上の支持機構１６においては、軸
受２２，２２が支持部１６ａとして、支軸２３，２３，
軸受台２４，軸受２５，ボール軸２６、及び検出板２９
が連結部１６ｂとしてそれぞれ機能し、軸受台２４と軸
受２５とによって軸受部１６ｃが構成される。また、ボ
ール軸２６の大径部２６ｂ及びフランジ２６ｃがストッ
パ手段に、モータ２８が駆動手段に、パッド３４が緩衝
手段に、照明灯３５が照明手段にそれぞれ相当する。

【００２９】図２に示すように、トップ部１２は、ベー
ス部１１の上面１１ａ（テーブル面に相当）との間に形
成されるスペース１３を覆うフード３６と、そのフード
３６に内蔵された一対のイメージセンサ（画像取得手
段）３７，３７とを有している。イメージセンサ３７
は、模擬球１４に向かって突き出されるキューを撮影
し、その撮影した画像を所定ドット数かつ所定階調の画
像データとして出力する。フード３６には各イメージセ
ンサ３７の視野を所定範囲に制限する例えば矩形状の抜
き孔３６ａが形成されている。フード３６は、イメージ
センサ３７による撮影範囲への外光の影響を抑えるとと
もに、模擬球１４を撞くキューが常にイメージセンサ３
７，３７による検出範囲を通過するように模擬球１４へ
のキューのアクセス範囲を制限する手段としても機能す
る。

【００３０】上述した照明灯３５からの照明光により、
イメージセンサ３７からみたときのキューとその背景の
カバー２０とのコントラストが増加し、キューの認識率
が高まる。カバー２０は照明灯３５からの照明光を拡散
させ、キューの背景部分の明るさを均一化する。なお、
イメージセンサ３７としては、例えば三菱電機株式会社
が製造販売する人工網膜ＬＳＩの３２ドット×３２ドッ
ト版を利用できる。

【００３１】図７は一対のイメージセンサ３７の配置と
視野との関係を示し、（ａ）はゲーム機１の前側から見
た状態を示す図、（ｂ）は上方から見た状態を示す図で
ある。各イメージセンサ３７の視野（撮影範囲）４０，
４０はハッチングにて示した通りであり、両センサ３７
の視野の重なる範囲がキューの検出範囲４１となる。図
７（ａ）に示すように、イメージセンサ３７，３７は、
ゲーム機１の前側からみて、それぞれの光軸ＡＸ１，Ａ
Ｘ２が模擬球１４の中心位置を通るように、かつ光軸Ａ
Ｘ１，ＡＸ２が模擬球１４の中心を通る鉛直線Ｖに対し
て左右に互いに等しい角度θにて傾くように配置され
る。角度θは適宜に設定してよいが、例えば４５°に設
定される。各イメージセンサ３７の視野角φは例えば４
０°に設定される。また、図７（ｂ）に示すように、イ
メージセンサ３７，３７はゲーム機１の前後方向に関し
て同一位置に配置されており、それぞれの視野４０は模
擬球１４の前端付近からゲーム機１の前方（図７の下
側）に延びている。なお、図７の配置は一例であり、種
々の変更が可能である。例えば模擬球１４の真上から鉛
直下方に向かって一方のイメージセンサ３７を配置し、
模擬球１４の左側又は右側から水平方向に向かって他方
のイメージセンサ３７を配置してもよい。

【００３２】図８はゲーム機１の制御系の構成を示すブ
ロック図である。ゲーム機１はマイクロプロセッサにて
構成されたＣＰＵ５０を備えている。ＣＰＵ５０には、
入力手段として、上述した操作ボタン９ａ〜９ｅと、フ
ォトセンサ３１〜３３と、イメージセンサ３７，３７
と、金銭認証装置５１とが設けられている。金銭認証装
置５１はコイン投入口５ａ（図１参照）から投入される
コインの真偽を判定し、真正なコインが投入された場合
に所定のコイン投入信号をＣＰＵ５０に出力する。金銭
認証装置５１から所定枚数の真正なコインが投入された
ことを示す信号が出力されるとＣＰＵ５０の制御の下に
所定のビリヤードゲームが開始される。なお、これらの
入力手段とＣＰＵ５０との間にはインターフェース装置
が適宜設けられるが、その図示は省略した。

【００３３】また、ＣＰＵ５０には、ゲーム１機の起動
処理等の基本動作を制御するプログラムが記録されたＲ
ＯＭ５２と、ＣＰＵ５０に対する作業領域を提供するワ
ークＲＡＭ５３と、ゲーム機１にて所定のビリヤードゲ
ームを実行するために必要な各種のプログラム及びデー
タが記録されたゲーム用プログラム記憶装置５４と、Ｃ
ＰＵ５０からの指示に従ってビデオメモリ（不図示）に
画像を描画し、その描画した画像をビデオ再生信号に変
換してモニタ３へ出力する画像処理装置５５と、ＣＰＵ
５０からの指示に応じた発音処理を行ってスピーカ４へ
サウンド再生信号を出力するサウンド処理装置５６と、
ＣＰＵ５０からの指示に従って入力装置１０のモータ２
８を駆動するモータ駆動装置５７とが接続されている。
なお、ゲーム用プログラム記憶装置５４には、例えば不
揮発性の半導体記憶素子、ハードディスク等の磁気記憶
媒体、ＤＶＤ−ＲＯＭ又はＣＤ−ＲＯＭ等の光学的記憶
媒体等、コンピュータにて読取可能な各種の記憶媒体を
使用することができる。

【００３４】次に、ゲーム用プログラム記憶装置５４に
記録されたプログラムに基づいてＣＰＵ５０が実行する
各種の処理について説明する。

【００３５】図９及び図１０は、イメージセンサ３７か
ら出力される画像に基づいてＣＰＵ５０がキューを検出
するために実行するキュー検出処理の手順を示すフロー
チャートである。このキュー検出処理は所定の周期（例
えば毎秒６０回の周期）で繰り返し実行されるものであ
り、各イメージセンサ３７が取得した二次元画像に含ま
れているキューの像の二次元座標を取得する処理（ステ
ップＳ１〜Ｓ８）と、その取得された二次元座標に基づ
いてキュー上の２つの代表点に関する三次元座標を求め
る処理（ステップＳ１１〜Ｓ１８）とを含んでいる。

【００３６】キューの二次元座標を取得する処理は、図
１１（ａ）に示すベース画像１００と、キューの像１０
２が含まれている画像１０１との差分の画像１０３を求
め、その画像１０３内におけるキューの像１０２の二次
元座標を求めることを目的とするが、その前処理とし
て、ベース画像１００を逐次更新する処理（ステップＳ
２〜Ｓ４）をさらに含んでいる。以下、順に説明する。

【００３７】キュー検出処理では、まず、一方のイメー
ジセンサ３７が撮影した二次元画像を取得する（ステッ
プＳ１）。次に、取得した画像と、前回の処理時に取得
した同一センサ３７の画像との差分を取得する（ステッ
プＳ２）。例えば、図１１（ｄ）が前回の画像１０１
Ａ、図１１（ｅ）の画像が今回の画像１０１であれば、
図１１（ｆ）のような差分の画像１０４が取得される。
図１１（ｄ）及び（ｅ）の画像１０１Ａ，１０１は、背
景１０５とキューの像１０２とを含んでいるが、差分の
画像１０４においては、前回の処理から今回の処理まで
の間におけるキューの先端の動いた範囲に相当する像１
０６が取得される。

【００３８】続いて、図９のステップＳ３へ進み、差分
の画像１０４に基づいて、今回撮影された画像１０１に
おけるキューの像１０２の先端１０２ａ（図１１（ｅ）
及び（ｆ）参照）の位置を特定する。その後、キューの
像１０２の先端（但し、キューの中心線上の点）１０２
ａよりも先の範囲（図１１（ｅ）において太線枠で囲ん
だ範囲）についてベース画像１００を更新する（ステッ
プＳ４）。つまり、ベース画像１００のうち、キューの
先端１０２ａよりも先の範囲を、今回取得された画像１
０１によって置き換えることになる。

【００３９】このようにベース画像１００を置き換える
こととしたのは、キュー検出範囲４１における明るさの
変化が、イメージセンサ３７にて取得される画像の階調
に与える影響を極力排除して、キューの識別能力を高め
るためである。また、キュー先端よりも先の部分のみを
更新するのは、これ以外の部分にはキューの像１０２が
含まれているのでベース画像１００として使用できない
からである。

【００４０】ベース画像１００の更新後は、現在の画像
１０１とベース画像１００との差分からキューの画像１
０２を検出する（ステップＳ５）。そして、検出したキ
ューの所定位置、ここではキューの像１０２の先端１０
２ａ及び後端１０２ｂの座標を取得する（ステップＳ
６）。ここで取得する座標は、各画像１０１の平面上に
設定される二次元座標系における座標である。

【００４１】続くステップＳ７では、二つのイメージセ
ンサ３７からの画像を処理したか否か判別する。否定さ
れたときは他方のイメージセンサ３７の画像を取得し
（ステップＳ８）、その後、ステップＳ２の処理へ戻
る。ステップＳ７が肯定判断されたときは図１０のステ
ップＳ１１へ移る。

【００４２】図１０のステップＳ１１では、ステップＳ
６にて取得したキューの先端１０２ａの二次元座標を処
理対象として選択する。この二次元座標は各イメージセ
ンサ３７に対して一つずつ存在する。続くステップＳ１
２〜Ｓ１６の処理により、処理対象の二次元座標に基づ
いて、キューの代表点の三次元座標を算出する。以下、
図１２を参照しつつステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を説
明する。

【００４３】図１２（ａ）は模擬球１４に向かってキュ
ー４５が突き出される様子を示しており、検出範囲４１
に関しては三次元座標系ｘ−ｙ−ｚが設定される。例え
ば、模擬球１４の中心１４ａを原点とし、ゲーム機１の
前後方向にｘ軸、左右方向にｙ軸、上下方向にｚ軸がそ
れぞれ設定される。各イメージセンサ３７の視点ＶＰ
１，ＶＰ２は一定であり、それらの視点ＶＰ１，ＶＰ２
の三次元座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ
２）は既知である。また、各イメージセンサ３７の焦点
距離も一定である。さらに、図１１に示した画像１０１
は、図１２において、各イメージセンサ３７の視点ＶＰ
１，ＶＰ２から焦点距離だけ離れかつ各イメージセンサ
３７の光軸ＡＸ１，ＡＸ２と直交する所定の大きさの撮
影面ＰＬ１，ＰＬ２への投影画像に相当する。換言すれ
ば、各イメージセンサ３７は自己に対応する撮影面ＰＬ
１，ＰＬ２へキュー４５を投影した画像を撮影し、その
撮影した画像のデータを出力する。

【００４４】光軸ＡＸ１，ＡＸ２と撮影面ＰＬ１，ＰＬ
２との交点ＣＰ１，ＣＰ２の三次元座標は、視点ＶＰ
１，ＶＰ２の三次元座標と各イメージセンサ３７の焦点
距離とから求めることができる。従って、交点ＣＰ１，
ＣＰ２の撮影面ＰＬ１，ＰＬ２上の二次元座標と三次元
座標との関係も予め求めることができる。これらの交点
ＣＰ１，ＣＰ２における二次元座標と三次元座標との関
係を手掛かりにすれば、図１１の画像１０１上の全ての
点の二次元座標を図１２の三次元座標系における三次元
座標に変換することができる。

【００４５】図１０の処理において、ステップＳ１１に
てキューの像１０２の先端１０２ａの二次元座標が選択
された場合には、まず、それらの先端１０２ａの二次元
座標を三次元座標に変換する。この後、その先端１０２
ａと各視点ＶＰ１，ＶＰ２とを結ぶ直線Ｌ１，Ｌ２を表
現する方程式を求める（ステップＳ１２）。次に、直線
Ｌ１，Ｌ２が交点を有するか否か判断し（ステップＳ１
３）、交点があればその交点の三次元座標をキュー４５
の先端４５ａの三次元座標として決定する（ステップＳ
１４）。一方、交点がなければ、図１２（ｂ）に示すよ
うに、二本の直線Ｌ１，Ｌ２に共通する垂線Ｌ３を求め
る（ステップＳ１５）。そして、垂線Ｌ３の中点ＭＰの
三次元座標をキュー４５の先端４５ａの三次元座標とし
て決定する（ステップＳ１６）。先端４５ａの三次元座
標が決定された後は、図１０のステップＳ１７へ進んで
キューの像１０２の後端１０２ｂの座標が処理対象とし
て選択されているか否か判断する。否定された場合に
は、キューの像１０２の後端１０２ｂの座標を処理対象
として選択し（ステップＳ１８）、その後、ステップＳ
１２へと戻って後端１０２ｂに対応するキュー４５の後
端４５ｂの三次元座標を求める。ステップＳ１７が肯定
判断された場合にはキュー検出処理を終了する。以上の
ようにして、キュー４５の先端４５ａ及び後端４５ｂの
三次元座標を求めることにより一回のキュー検出処理が
終了する。算出された三次元座標は最新のキューの位置
及びその方向を示す情報としてワークＲＡＭ５３の所定
位置に保存される。また、上記の処理で取得した画像１
０１及びベース画像１００もワークＲＡＭ５３に適宜保
存される。

【００４６】図１３及び図１４は、ＣＰＵ５０がゲーム
用プログラムに基づいて実行する各種の処理のうち、プ
レイヤーが模擬球１４を撞く場面で実行されるショット
確定処理の手順を示すフローチャートである。この処理
は、プレイヤーが操作ボタン９ａ〜９ｅを利用して仮想
的な手玉の位置やショットの方向を概略決定する処理
（ステップＳ２１〜Ｓ３０）と、模擬球１４を撞く動作
に応答してショットの内容を確定する処理（ステップＳ
３３〜Ｓ４０）とを含んでいる。以下、順に説明する。

【００４７】ショット確定処理では、まず、仮想的なビ
リヤードテーブルを上方の視点から見た画像をモニタ３
に表示させる（ステップＳ２１）。これにより、例えば
図１６に示すように、テーブル１２１を真上から見下ろ
した画像１２０がモニタ３に表示される。続いて、手玉
の位置を決定する必要があるか否かを判別する（ステッ
プＳ２２）。例えば、ブレークショットの場合やプレイ
ヤーの対戦相手がファウルをした場合には、テーブル上
の任意の位置に手玉を置くことが許されるのでステップ
Ｓ２２が肯定判断される。なお、ここでいう手玉は、モ
ニタ３上に表示された仮想的なビリヤードテーブル１２
１上に配置される仮想的な手玉１２２を意味する。ゲー
ムの実行中、テーブル１２１上の各玉の位置は例えばワ
ークＲＡＭ５３に記録され、ＣＰＵ５０により必要に応
じて参照される。

【００４８】ステップＳ２２が肯定判断された場合、上
下左右の操作ボタン９ｂ〜９ｅのいずれかが押し込み操
作されているか否かを判断する（ステップＳ２３）。押
し込み操作されている場合には、モニタ３上の手玉の位
置をその押されたボタン９ｂ〜９ｅの方向に変化させ
（ステップＳ２４）、続いて決定ボタン９ａが押し込み
操作されたか否か判断する（ステップＳ２５）。ステッ
プＳ２２が否定判断された場合にはステップＳ２４の処
理がスキップされる。決定ボタン９ａが操作されていな
いときはステップＳ２３へ戻る。従って、プレイヤー
は、決定ボタン９ａを操作するまでは操作ボタン９ｂ〜
９ｅを利用して仮想的な手玉１２２の位置を画面内の上
下左右方向に移動させることができる。

【００４９】プレイヤーが決定ボタン９ａを操作すると
ステップＳ２５が肯定判断され、ＣＰＵ５０はその時点
の手玉１２２の位置をプレイヤーが決定したものと認識
する（ステップＳ２６）。以上のステップＳ２３〜Ｓ２
６の処理は手玉位置を決定する処理であり、ステップＳ
２２が否定判断された場合にはスキップされる。

【００５０】ステップＳ２６にて手玉位置が決定された
後、又はステップＳ２２が否定判断された後は、モニタ
３上に表示されている手玉１２２の軌跡を示すガイドラ
イン１２３をモニタ３上に表示させる（ステップＳ２
７）。ガイドライン１２３は、仮想的なキュー１２４に
より手玉１２２が的玉１２５に向かって真っ直ぐ撞かれ
たときの手玉１２２の動きを示す線である。図１６では
ブレイクショット時のガイドライン１２３の表示例を示
している。

【００５１】続くステップＳ２８では左ボタン９ｄ又は
右ボタン９ｅが操作されたか否か判断する。いずれかの
ボタン９ｄ又は９ｅが操作された場合、そのボタンの方
向に応じてガイドライン１２３の方向を変化させる（ス
テップＳ２９）。この処理により、プレイヤーは的球を
絞り込むことができる。操作ボタン９ｄ及び９ｅのいず
れも操作されていないときはステップＳ２９をスキップ
する。続くステップＳ３０では決定ボタン９ａが操作さ
れたか否か判断する。操作されていないときはステップ
Ｓ２８へ戻る。決定ボタン９ａが操作されたときは模擬
球１４をショット位置へセットするようモータ２８を駆
動し（ステップＳ３１）、その後、図１４のステップＳ
３２へと進む。なお、モータ２８の駆動はフォトセンサ
３１がオンになるまで継続され、フォトンセンサ３１の
オンにより終了する。

【００５２】図１４のステップＳ３２では、モニタ３に
表示されるゲーム画面を図１７に示したようなプレイヤ
ー視点からの画像１３０に切り替える。この画像１３０
は、仮想的な手玉１２２をガイドライン１２３の反対側
のやや上方から見た画像に相当する。画像の切り替え後
はイメージセンサ３７の画像に基づくキューの検出処理
（図９及び図１０）を開始する（ステップＳ３３）。以
降、図１４の処理が終わるまで、キューの検出処理は、
所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態で
は、ＣＰＵ５０が時分割処理によってショット確定処理
とキュー検出処理とを並列的に実行するが、キュー検出
処理を専用に行うマイクロプロセッサをＣＰＵ５０とは
別に設けてもよい。

【００５３】続くステップＳ３４では左ボタン９ｄ又は
右ボタン９ｅが操作されたか否か判断し、操作された場
合にはガイドライン１２３及び画像１３０の視点位置を
仮想的な手玉１２２の周りに左又は右方向に回転させる
（ステップＳ３５）。ステップＳ３４が否定判断された
ときはステップＳ３５をスキップする。次のステップＳ
３６では上ボタン９ｂ又は下ボタン９ｃが操作されたか
否か判断する。操作されていれば、モニタ３の画像を上
方視点からの画像１２０（図１６）に切り替え（ステッ
プＳ３７）、ステップＳ３６へ戻る。これにより、上ボ
タン９ｂ又は下ボタン９ｃを操作している間、モニタ３
には上方視点からの画像１２０が表示され、それにより
プレイヤーはガイドライン１２３や各玉の位置を再度確
認できる。上ボタン９ｂ又は下ボタン９ｃの操作が解除
されるとステップＳ３８に進み、第１のフォトセンサ３
１がオフとなったか否か判断する。オフでなければステ
ップＳ３４へ戻る。なお、ステップＳ３３でキュー検出
処理が開始された後、ステップＳ３４〜Ｓ３８の処理が
繰り返されている間にはキュー４５の三次元座標が逐次
算出され、画像１２０又は１３０には、その求められた
三次元座標に基づくキューの像１２４が表示される。

【００５４】プレイヤーがキュー４５にて模擬球１４を
撞くとその模擬球１４がショット位置から待機位置へと
倒れ、それに伴って第１のフォトセンサ３１の出力がオ
ンからオフへと変化する。これにより、図１４のステッ
プＳ３８が肯定判断される。この場合、ＣＰＵ５０は、
現在のキューの三次元座標から模擬球１４の撞点及び撞
かれた角度を算出する（ステップＳ３９）。この演算
は、三次元座標系における模擬球１４の方程式と、ステ
ップＳ３８が肯定された時点における最新のキュー４５
の先端４５ａ及び後端４５ｂの三次元座標とから幾何学
的に求めることができる。撞かれた角度は三次元座標系
における角度であり、垂直方向に関する角度及び水平方
向に関する角度の両者を含む。なお、第１のフォトセン
サ３１の信号が変化した時点で取得されるキュー４５の
座標が、処理の遅れ等の理由により、実際にはキュー４
５によって模擬球１４が撞かれた後の座標であるとき
は、キュー４５によって模擬球１４が撞かれる直前と推
定される時点におけるキュー４５の座標を使用して撞点
等を特定することが望ましい。

【００５５】撞点等の算出後は、第１及び第２のフォト
センサ３１，３２を利用した模擬球１４の速度検出用の
サブルーチン処理を実行する（ステップＳ４０）。この
サブルーチン処理は、図１５に示した手順で実行され
る。まず、第１のフォトセンサ３１のオフに伴って時間
カウンタの計時を開始する（ステップＳ５１）。時間カ
ウンタはソフトウエアにて実現される。続いて、第２の
フォトセンサ３２がオンしたか否か判断し（ステップＳ
５２）、オンと判断されると時間カウンタを停止する
（ステップＳ５３）。次に、時間カウンタの計時時間を
模擬球１４の初期速度に換算する（ステップＳ５４）。
すなわち、時間カウンタの計時時間を、第１のフォトセ
ンサ３１のオフから第２のフォトセンサ３２のオンまで
の間に模擬球１４が移動する距離にて除算することによ
り、模擬球１４の初期速度を求める。これによりサブル
ーチン処理を終了し、図１４のステップＳ４１へ進む。

【００５６】ステップＳ４１では、模擬球１４の撞点、
撞かれた角度及び初期速度の検出結果に基づいて仮想的
な手玉１２２のテーブル１２１上における初期動作を算
出する。この演算は、与えられた撞点、撞かれた角度及
び初期速度を仮想的な手玉１２２に適用した場合に、そ
の手玉１２２が仮想的なテーブル１２１上でどのように
動作を開始するかを特定する処理である。そして、この
初期動作の算出によりショット確定処理を終える。以降
は、手玉１２２の転がり抵抗や他の玉との衝突等を考慮
しつつ手玉１２２の動きを逐次演算し、その演算結果に
応じてモニタ３上の手玉１２２や他の玉を移動させる。
これらの演算処理は通常のビデオゲームと同様でよく、
詳細は省略する。

【００５７】本発明は上記の実施形態に限定されず種々
の形態にて実施できる。例えば次のような変形が可能で
ある。

【００５８】（１）ボール軸２６の軸線を中心とした模
擬球１４の回転運動と、ボール軸２６の軸線方向の直線
運動とのいずれか一方を省略してもよい。ボール軸２６
と模擬球１４とを固定する構造に代え、これらの回転運
動又は直線運動を許容するような構造で両者を連結して
もよい。

【００５９】（２）模擬球の動作の検出はフォトセンサ
３１，３２を利用した方法に限らず、各種のセンサを使
用してよい。例えば、模擬球１４の内部又は支持機構１
６の可動部分に加速度センサを設け、その出力信号に基
づいて模擬球１４が撞かれたか否かの判定と、模擬球１
４が撞かれた速度（又は加速度）を検出してもよい。

【００６０】（３）上記の実施形態では、模擬球が撞か
れたか否かの判別や、模擬球が撞かれた速度の演算と、
仮想的な手玉の動作の演算とを同一のＣＰＵ５０にて実
行することにより、ゲーム機１のＣＰＵ５０を入力装置
の判別手段及び速度算出手段としても機能させたが、判
別手段や速度算出手段として機能するＣＰＵと、手玉の
動作演算等の各種のゲーム用演算を行うＣＰＵとを別々
に設けてもよい。

【００６１】（４）模擬球１４は直線的に移動可能とし
てもよい。

【００６２】（５）本発明の入力装置は、アーケードゲ
ーム機の入力装置として構成される例に限らず、家庭用
ゲーム機、又はネットワークを利用したゲームシステム
の入力装置として構成されてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の入力装
置によれば、模擬球をその芯からずれた特定の方向に偏
って撞いた場合に、模擬球の撞点や撞かれた角度に応じ
て模擬球がボール軸の回りに回転し、あるいはボール軸
の軸線方向に移動することができる。これらの運動の少
なくともいずれか一方を許容することにより、模擬球が
逃げるような感覚をプレイヤーに与え、現実の手玉を様
々な方向に撞いたときの感覚を十分に再現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る入力装置を備えたビ
リヤードゲーム機の斜視図。

【図２】図１のゲーム機に設けられた入力装置の一部を
破断して示す斜視図。

【図３】図２の入力装置に設けられたベース部の内部構
造を示す斜視図。

【図４】図３のベース部の左右方向に沿った縦断面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。

【図６】図４のVI−VI線に沿った断面図。

【図７】イメージセンサの配置を示す図。

【図８】図１のビリヤードゲーム機の制御系の構成を示
すブロック図。

【図９】図８のＣＰＵが実行するキュー検出処理の手順
を示すフローチャート。

【図１０】図９に続くフローチャート。

【図１１】図９の処理にて実行される画像処理の一例を
示す図。

【図１２】図１０の処理にて実行される演算手順を説明
するための図。

【図１３】図８のＣＰＵが実行するショット確定処理の
手順を示すフローチャート。

【図１４】図１３に続くフローチャート。

【図１５】図１４のサブルーチン処理としてＣＰＵが実
行する速度検出処理の手順を示すフローチャート。

【図１６】図１３の処理にてモニタに表示される画像の
一例を示す図。

【図１７】図１４の処理にてモニタに表示される画像の
一例を示す図。

【符号の説明】

１ビリヤードゲーム機３モニタ（表示装置）９ａ決定ボタン９ａ〜９ｅ操作ボタン１０入力装置１１ベース部１２トップ部１４模擬球１６支持機構１６ａ支持部１６ｂ連結部２０半透明のカバー２２，２２軸受２３支軸２４軸受台２５軸受２６ボール軸２８モータ３１，３２，３３フォトセンサ３４パッド３５照明灯（照明手段）３６フード３７イメージセンサ（画像取得手段）４０イメージセンサの視野４１キューの検出範囲４５キュー４５ａキューの先端４５ｂキューの後端５４ゲーム用プログラム記憶装置１００ベース画像１０１キューを含む画像１０２キューの像１０２ａキューの像の先端１０２ｂキューの像の後端１２０モニタに表示される画像１２１仮想的なビリヤードテーブル１２２仮想的な手玉１２３ガイドライン１２４キュー１２５的玉１２６キューの像ＡＸ１，ＡＸ２光軸Ｌ１，Ｌ２直線Ｌ３垂線ＭＰ中点ＰＬ１，ＰＬ２撮影面ＶＰ１，ＶＰ２視点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開2001−178966（ＪＰ，Ａ) 米国特許6132319（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A63F 9/24,13/00 - 13/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プレイヤーにより撞かれる対象として設
けられた模擬球と、前記模擬球が取り付けられるボール
軸を有する連結部と、前記模擬球が、前記模擬球から下
方に延びる前記ボール軸に支持された位置から、撞かれ
た方向に移動できるように前記連結部を移動可能に支持
する支持部と、前記連結部の動作に対応した信号を出力
する信号出力手段とを有し、前記ボール軸の軸線方向に
沿った所定範囲内の前記模擬球の直線運動が許容されて
いることを特徴とするビリヤードゲームの入力装置。
【請求項２】前記連結部は前記支持部によって支持さ
れる軸受部を含み、前記ボール軸がその軸線方向に移動
可能かつ前記軸線の回りに回転自在に前記軸受部に嵌合
することにより、前記ボール軸の軸線を中心とした前記
模擬球の回転運動及び前記直線運動の両者が許容されて
いることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】前記ボール軸には、前記軸受部に対して
前記軸線方向に移動自在に嵌合する嵌合部が設けられ、
その嵌合部の前記軸線方向の両端には前記軸受部に対す
る前記ボール軸の移動範囲を制限するストッパ手段が設
けられていることを特徴とする請求項２に記載の入力装
置。
【請求項４】前記連結部は、前記ボール軸が前記模擬
球から鉛直下方に延びるショット位置と、前記ボール軸
が前記ショット位置よりも倒れた待機位置との間を移動
できるようにして前記支持部に支持されていることを特
徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】装置内部を覆う天板を有し、前記ショッ
ト位置では前記模擬球が前記天板上に露出し、前記待機
位置では前記模擬球が前記天板の下方に格納されること
を特徴とする請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】前記天板には、前記ショット位置と前記
待機位置との間を前記連結部が移動する際の前記ボール
軸及び前記模擬球の通過を許容する開口部が設けられて
いることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】前記連結部が前記ショット位置から前記
待機位置に移動したときに前記模擬球を受け止めて当該
模擬球の運動エネルギーを吸収する緩衝手段を備えてい
ることを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
【請求項８】前記待機位置から前記ショット位置へ前
記連結部を復帰させる駆動手段を備えたことを特徴とす
る請求項４に記載の入力装置。
【請求項９】前記信号出力手段として、前記連結部が
前記ショット位置に存在するか否かによって出力が変化
するセンサを備えていることを特徴とする請求項４に記
載の入力装置。
【請求項１０】前記信号出力手段として、前記ショッ
ト位置と前記待機位置との間に設定された二つの検出位
置のそれぞれに前記連結部が存在するか否かによって出
力が変化する二つのセンサを備えていることを特徴とす
る請求項４に記載の入力装置。
【請求項１１】前記信号出力手段として、前記連結部
が前記ショット位置に存在するか否かによって出力が変
化する第１のセンサと、前記ショット位置に隣接して設
定された中間検出位置に前記連結部が存在するか否かに
よって出力が変化する第２のセンサと、前記連結部が前
記待機位置に存在するか否かによって出力が変化する第
３のセンサと、を備えていることを特徴とする請求項４
に記載の入力装置。
【請求項１２】前記センサの出力信号に基づいて、前
記模擬球が撞かれたか否かを判別する判別手段を備えた
ことを特徴とする請求項９に記載の入力装置。
【請求項１３】一方のセンサの出力信号が変化してか
ら他方のセンサの出力信号が変化するまでの時間間隔を
検出し、その検出結果に基づいて前記模擬球が撞かれた
速度を算出する速度算出手段を備えたことを特徴とする
請求項１０に記載の入力装置。