JP3554516B2 - シューティングゲーム用の装置、位置検出用の装置及び情報記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シューティングゲーム用の装置、位置検出用の装置及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、所定の標的が登場するゲーム画面を、プレーヤが光線銃等を用いて射撃するシューティングゲーム装置が知られている。このような従来技術は、ゲーム画面をビデオカメラで撮像し、このビデオカメラから出力される映像信号に基づき光線銃の着弾位置を検出し、命中、はずれの判定を行う。
【０００３】
このようなゲーム装置では、前記ビデオカメラが、ゲーム画面を所定のあおり角をもって撮像するため、撮像画像中に含まれるゲーム画面の画像は歪んでしまい、実際のゲーム画面の座標と、撮像画面中に含まれるゲーム画像の座標との対応関係をとることが難しい。このため、撮像画像中に含まれる着弾位置の画像から、正確な着弾位置検出を、ＣＰＵに過大な負担をかけることなく正確に行うことができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みがなされたものであり、その目的は、画像表示エリアに含まれる位置検出エリアに投射されるスポット光の位置を、撮像手段の撮像信号に基づき正確に検出することが可能なシューティングゲーム用の装置、位置検出用の装置及び情報記憶媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するため、本発明は、
画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうシューティングゲーム用の装置であって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶された記憶手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含む。
【０００６】
また、本発明は、
画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なう位置検出用の装置であって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶された記憶手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含む。
【０００７】
さらに、本発明に係るコンピュータ読み取り可能またはコンピュータ利用可能な情報記憶媒体に記憶されるプログラムは、
画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行ない、シューティングゲームを行うための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係るコンピュータ読み取り可能、または利用可能な情報記憶媒体に記憶されるプログラムは、
画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出示エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムであることを特徴とする。
【０００９】
ここにおいて、前記スポット光としては、通常の可視光を用いてもよく、また表示画像と分離可能な波長帯域の光、例えば赤外光を用いてもよい。通常の画像と分離可能な帯域の光をスポット光として用いた場合には、前記撮像手段は、前記スポット光の帯域の光のみを選択的に撮像する撮像手段として形成することが好ましく、例えばスポット光として赤外光を用いた場合には、赤外光のみを撮像する撮像手段を用いることが好ましい。これにより、表示画像からスポット光のみを分離して撮像し、その位置検出を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明を用いて、例えばシューティングのゲームやシミュレーションを行う場合に、シューティングディバイスから発射される光線は画像表示エリアにスポット光として表示される。このスポット光の着弾位置は、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき検出される。
【００１１】
本発明によれば、撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割し、撮像信号に基づくスポット光の検出位置がどのブロック内に存在するかを特定するとともに、特定されたブロック内におけるスポット光の位置検出を行い、これにより、前記位置検出エリアにおけるスポット光の位置検出を行う構成を採用する。
【００１２】
以上の構成を採用することにより、画像表示エリアが歪んだ画像として撮像される場合であっても、この画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、ＣＰＵに負担をかけることなく、簡単な処理で正確に行うことが可能となる。
【００１３】
（２）本発明において、
前記マトリクスを構成するＭ×Ｎの各ブロックには予め位置検出エリアに対応した座標情報が与えられ、
前記位置検出手段は、
前記特定されたブロックの座標情報と、特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行うことが好ましい。
【００１４】
このように、マトリクスを構成する各ブロックに座標情報を与えておくことにより、スポット光の存在するブロックの座標情報と、この特定ブロック内におけるスポット光の位置検出情報に基づき、スポット光の位置検出をより簡単な処理で正確に行うことが可能となる。
【００１５】
（３）本発明において、
前記記憶手段には、
前記位置検出エリアの相対向する１組の辺に設定された（Ｍ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第１の分割線群と、他の１組の辺に設定された（Ｎ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第２の分割線群とにより、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶されように形成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、
前記記憶手段には、
画像表示エリアに含まれる位置検出エリアの中心位置に対応した撮像エリア内の位置を中点位置として特定するための情報が記憶されるとともに、
前記検出された位置検出エリアの相対向する１組の辺に（Ｍ−１）個（Ｍは偶数）の内分点を設定し、他の１組の辺に（Ｎ−１）個（Ｎは偶数）の内分点を設定し、
前記１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第１の中心多次曲線に（Ｎ−１）個の内分点を設定するとともに、前記他の１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第２の中心多次曲線に（Ｍ−１）個の内分点を設定し、
前記１組の辺の内分点間を、前記第２の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第１の分割線群と、前記他の１組の辺の内分点間を、前記第１の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第２の分割線群と、により、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶されることがより好ましい。
【００１７】
以上の構成を採用することにより、実際の位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに均等に分割した場合の状況をより正確に反映するように、撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割することができ、これにより、さらに正確なスポット光の位置検出を行うことができる。
【００１８】
（４）本発明において、
前記位置検出エリアは、
実際の表示画像エリアに含まれるシューティングエリアとして与えられるように設定することが好ましい。
【００１９】
また、前記各請求項の発明において、
前記シューティング用ゲームを行うための情報に代え、シューティング用のシミュレーションを行うための情報を記憶するように形成してもよい。
【００２０】
本発明において、情報記憶媒体に記憶される情報としては、前記各手段を実現するためのプログラムや、データを内包したプログラムであってもよく、またプログラムとデータの組合せであってもよい。また、前記各手段を実行するための情報（例えばプログラム）は、コンピュータにより使用可能な情報（例えばプログラム等）であって、上記手段を実現（実行）するための処理ルーチンを含むものであってもよい。
【００２１】
また、記撮像手段は、実際の表示画像エリアに含まれる位置検出エリアを通過又は反射したスポット光が形成されるスポット光形成エリアを、前記位置検出エリアに替えて撮像するように形成してもよい。
【００２２】
（５）また、撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定する処理は、例えば以下のようにして行えばよい。
【００２３】
すなわち、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する赤外線撮像手段（又は赤外線以外の非可視光を撮像する手段）の撮像信号に基づき、前記赤外線撮像手段の撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定するための特定手段を設け、
この特定手段は、
前記表示画像エリアに、前記位置検出エリアの四隅を特定するための少なくとも４つのコーナ用基準点に基準点マークを表示するとともに、
前記マークを狙って前記赤外線（または赤外線以外の非可視光）を投射することにより得られたスポット光の撮像エリア内での位置検出を、前記撮像手段の撮像信号に基づき行ない、
前記スポット光の検出により特定される撮像エリア内の前記４つのコーナ用基準点を頂点とする４角形各辺の中心点に対し、所与のルールに従ったオフセット値を与えることにより、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定する。
【００２４】
前記４つのコーナ用基準点は、
実際の位置検出エリアを縮小または拡大した４角形の四隅の点として与えられ、
前記スポット光の検出により特定される前記４角形に対応したエリアを、所与の倍率で拡大又は縮小することにより、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定することが好ましい。
【００２５】
このようにすることにより、例えば位置検出エリアが、表示画像エリアとほぼ一致する場合には、これを縮小した４角形の四隅を点として前記各コーナー用基準点を徹底し基準点マークを表示することにより、基準点マークを表示画像エリア内に余裕をもって表示することが可能となる。
【００２６】
また、前記検出エリアは、
実際の表示画像エリアに含まれるシューティングエリアとして与えられ、
前記４つのコーナ用基準点は、
前記シューティングエリアの四隅の点として与えられ、
前記スポット光の検出により特定されるエリアを、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアとして特定することが好ましい。
【００２７】
以上の構成とすることにより、画像表示エリア内の一部の領域がシューティングエリアとして設定されている場合に、スポット光の検出により前記撮像エリアに含まれるシューティングエリアを検出し、位置検出エリアの特定に、検出エリアの拡大または縮小処理を行う必要がない、このため、位置検出エリアの特定を簡単な処理で行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
（１）全体説明
図１には、本発明が適用されたシューティング用シミュレータの第１の実施の形態の概略構成が示されている。
【００３０】
本発明のシミュレータ１０は、シューティングゲームを行うゲーム装置として形成されており、照準方向に赤外線ビームを発射するシューティングディバイスとしての光線銃２０と、シューティング用のゲーム画面を表示するディスプレイ３０と、前記ゲーム画面を撮像する赤外線ビデオカメラ４０と、ゲーム装置本体５０とを有する。
【００３１】
前記ディスプレイ３０に表示されるシューティング用ゲーム画面には、標的画像、背景画像、命中演出画像等の種々の画像が含まれる。
【００３２】
図３には、本実施の形態のシミュレータの概略斜視図が示されている。光線銃２０は、ゲーム装置本体５０に接続され、光線銃２０の先端に設けられた赤外線発光部（例えば赤外線ＬＥＤ）２２からその照準方向に赤外線ビームが投射され、ディスプレイ３０上に赤外線のスポット光２６を投射する。
【００３３】
ビデオカメラ４０は、赤外線撮像手段に相当し、ディスプレイ３０上に表示される画像、特にその位置検出エリアを撮像する。ここでは、ディスプレイ３０を、その下側から所定のあおり角をもって撮像するように、赤外線ビデオカメラ４０が設置されている。
【００３４】
ゲーム装置本体５０は、シミュレータ１０の各種の制御及び処理を行う。
【００３５】
図２には、このゲーム装置本体の機能を実現するための概略構成を示すブロック図が示されている。
【００３６】
図２において、ゲーム装置本体５０は、処理部１００と、ＲＡＭ１４０と、ＲＯＭ１５０と、画像生成部１６０と、音生成部１７０と、音出力部１８０と、コントロール部２００を有する。
【００３７】
処理部１００は、装置全体の制御、装置内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム演算の各種の処理を行うものであり、その機能は、ＣＰＵ（ＣＩＳＣ型、ＲＩＳＣ型）、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）等のハードウエアや所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。
【００３８】
ＲＡＭ１４０は、処理部１００、画像生成部１６０、音生成部１７０、コントロール部２００のワーク領域となるものである。
【００３９】
コンピュータにより情報の読み取り可能、コンピュータが利用可能な情報記憶媒体であるＲＯＭ１５０は、各種のプログラム、データ等の情報を記憶するものである。本実施の形態においては、シューティングゲームを行うための情報が格納されている。このシューティングゲームを行うための情報には、少なくとも、処理部１００をゲーム演算部１１０として機能させ、コントロール部２００を位置検出エリア特定部２１２、位置検出部２１０として機能させるための情報が記憶されるとともに、ＲＡＭ１４０を、後述するようにビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリアを複数のマトリクスに分割するための情報が記憶される手段として機能させるための情報が記憶されている。シューティングゲーム用画像データ、シューティングゲーム用音声データ、前述以外に必要となるシューティングゲーム実行プログラム、命中判定プログラム、演算プログラム等も、シューティングゲームを行うための情報としてＲＯＭ１５０に記憶されている。
【００４０】
画像生成部１６０は、処理部１００からの指示等に従って、各種の画像を生成してディスプレイ３０に表示させるためのものであり、その機能は、画像生成用ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のハードウエアや、所与のプログラム（画像生成プログラム）、画像データにより実現できる。画像生成部１６０で生成された画像は、ディスプレイ３０上に表示される。
【００４１】
音生成部１７０は、処理部１００からの指示等に従って、各種の音を生成し音出力部１８０に出力するものであり、その機能は、音生成ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のハードウエアや、所与のプログラム（音生成プログラム）、音声データ（波形データ）により実現できる。
【００４２】
前記コントロール部２００は、前記カメラ４０、光線銃２０の制御や、これらとの間の情報の授受を行うものであり、位置検出部２１０、位置検出エリア特定部２１２、銃制御部２１４としても機能するように構成されており、その機能は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び所与のプログラム、データなどにより実現できる。
【００４３】
（２）撮像エリアに含まれる位置検出エリアの特定
前記位置検出エリア特定部２１２は、ＲＯＭ１５０又はコントロール部２００に設けられたＲＯＭに格納された情報（プログラム等）に従い、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定する処理を行う。
【００４４】
すなわち、前記ビデオカメラ４０は、図３に示すようにディスプレイ３０を、その下方から所定のあおり角をもって撮像する。このため、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる、ディスプレイ３０の表示領域は、図４（Ａ）に示すように歪んだ形で撮像されることになる。ここにおいて、２０００Ｂは、ディスプレイ３０の画像表示エリアを表す。
【００４５】
従って、光線銃２０から発射された光ビームを形成するスポット光２６の、ディスプレイ３０上における着弾位置を検出するためには、ディスプレイ３０上に表示される画像表示エリア２０００Ｂの座標位置と、ビデオカメラ４０の撮像エリアの座標との対応関係を設定してやることが必要となる。
【００４６】
特に、本実施の形態では、ディスプレイ３０上に表示されるゲーム画像と、この画像表示エリア２０００Ａ上に表示される赤外線スポット光２６とを分離して撮像するために、ビデオカメラ４０には赤外線透過フィルタが設けられており、ビデオカメラ４０は赤外線撮像手段として機能するように形成されている。このために、ビデオカメラ４０では、ディスプレイ３０上に表示されるゲーム画像は撮像することができず、赤外線スポット光２６しか撮像することができない。従って、ビデオカメラ４０の撮像エリアのうち、どの領域が画像表示エリア２０００Ｂであり、位置検出エリア２１００Ｂであるかを、位置検出エリア特定部２１２に予め認識させてやることが必要となる。
【００４７】
本実施の形態では、画像表示エリア２０００Ｂ全域が、光線銃２０によるシューティングエリアとなるため、画像表示エリア２０００Ｂと、着弾位置を検出すべき位置検出エリア２１００Ｂとが一致する。なお、画像表示エリア２０００Ｂのある領域のみがシューティングエリアとなる場合には、その領域のみを位置検出エリア２１００Ｂとしてコントロール部２００に認識させてやればよい。
【００４８】
位置検出エリア特定部２１２は、このようにして、コントロール部２００に対して、ゲーム開始に先立ってディスプレイ３０上に表示される位置検出エリア２１００Ｂを正確に認識させかつ特定させるための処理を行う。
【００４９】
ここで、位置検出エリア特定部２１２が実行する特徴的な処理の例を図１３のフローチャートに示す。
【００５０】
ステップＳ１０において、図５に示すように、画像表示エリア２０００Ａ上の、位置検出エリア２１００Ａ（本実施の形態では２０００Ａと一致）の四隅を特定するための少なくとも４つのコーナー用基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８に＋印の基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を表示するとともに、位置検出エリア２１００Ａの中心位置を特定するための中心基準点Ｐ４に、＋印の基準点マークＭ０を表示する。ここでは、位置検出エリア２１００Ａは矩形形状をしているため、このエリア２１００Ａを特定するための基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８を四隅とする仮想４角形２２００Ａの形状も、前記位置検出エリア２１００Ａを縦横方向にそれぞれ所与の倍率で縮小した矩形形状となる。さらに、前記中心基準点Ｐ４は、仮想４角形２２００Ａの相対向する辺の各中点を結ぶ直線の交点上に位置するように設定される。
【００５１】
そして、前記中心基準点Ｐ４には、位置検出エリア２１００Ａの基準位置（ここでは中央位置）の座標を特定するための情報が対応付けられており、さらに仮想４角形２２００Ａの四隅を特定する基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８には、中心点Ｐ４との関係において位置検出エリア２１００Ａの各コーナー部を特定するための座標情報が与えられている。ここでは、仮想４角形２２００Ａを所与の倍率で縦方向、横方向に拡大し、そのコーナー部が位置検出エリア２１００Ａのコーナー部と一致したときにおける、位置検出エリア２１００Ａ上における座標情報が与えられている。
【００５２】
このように、実際の位置検出エリア２１００Ａに比べ、前記位置検出エリア２１００Ａの各コーナー部を特定する基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８で結ぶ仮想４角形２２００Ａを縮小表示するのは次の理由による。
【００５３】
すなわち、ビデオカメラ４０でディスプレイ３０を撮像する際に、その撮像方向がディスプレイ３０の中心に対して上下または左右に幾分ずれていた場合に、そのずれ方向と反対側のディスプレイ領域がカメラ４０の撮像エリアから外れてしまう場合がある。このような場合、表示エリアの隅に基準点マークを表示するとビデオカメラで撮像できない可能性がある。また、画面の中央の基準点Ｐ４にも、基準点マークＭ０を表示するのは、ビデオカメラ４０の撮像エリアがディスプレイ３０の中心に対して左右上下のいずれの方向にずれているかを、ビデオカメラ側で認識させ、カメラの方向を微調整するためである。
【００５４】
ここにおいて、前記各基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８は全て同時に表示してもよいが、ここではビデオカメラ４０側にどの基準点のマークかを簡単に認識させるために、まず中心の基準点マークＭ４を表示し、次に各コーナー部における基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を順次表示する。このような表示のための処理は、コントロール部２００から処理部１００に表示のための指令を出力し、この結果、画像生成部１６０がディスプレイ３０上に前述した基準点マークＭ４、Ｍ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を表示することにより行う。
【００５５】
本実施の形態では、光線銃２０から、常時、スポット光が投射されており、トリガ２６を操作することによりシューティングのタイミングをコントロール部２００に認識させる。このため、図１３に示すステップＳ１２において、オペレータは光線銃２０をもって、ディスプレイ３０上に順次表示される基準点マークＭに照準を合わせ、これらをトリガー２６を操作することにより順次シューティングする。これにより、Ｍ４、Ｍ０、Ｍ６、Ｍ２、Ｍ８の順に、各基準点マークに対応するスポット光が決定されることになる。
【００５６】
ビデオカメラ４０はこのようにしてディスプレイ３０上に順次表示されるスポット光２６を撮像する。このとき、各基準点マークＭ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８に向けて発射された赤外線スポット光の、撮像エリア内での位置検出を、ビデオカメラ４０の撮像信号に基づき行う。図４（Ｂ）には、このようにして検出された撮像エリア内における、各基準点マークの検出位置２０−４（Ｑ４）、２０−０（Ｑ０）、２０−２（Ｑ２）、２０−６（Ｑ６）、２０−８（Ｑ８）が示されている。同図に示すように、ビデオカメラ４０で撮像された位置検出エリア２０００Ｂは実際の領域に対して歪んで撮像されるため、同様の理由から撮像された各スポット光２６−０、２４−２、２４−４、２４−６、２４−８の位置も歪んで表示されることになる。
【００５７】
本実施の形態の特徴の１つは、このようにして撮像されたスポット光２６の画像から、撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂの領域を特定するとともに、ここの撮像エリア内で特定される位置検出エリア２１００Ｂにおける座標位置と、ディスプレイ３０上に実際に表示される位置検出エリア２１００Ａの座標位置との対応付けを行い、光線銃２０から実際に位置検出エリア２１００Ａに向け発射された赤外線スポット光２６の正確な着弾位置の検出のための処理を可能とすることにある。
【００５８】
このため、図１３におけるステップＳ１４において、位置検出エリア２１００Ｂを特定するための以下の処理を行う。
【００５９】
まず、図４（Ｂ）に示すように撮像された各スポット光２６−０、２４−２、２４−４、２４−６、２４−８の、撮像エリア内における位置を、図６に示すようにＱ０、Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８とする。次にＱ０、Ｑ２、Ｑ８、Ｑ６を頂点とする４角形（ここでは台形）の各辺の中心位置をそれぞれＱ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３とする。
【００６０】
ここで、図４に着目してみると、ビデオカメラ４０で撮像される位置検出エリア（画像表示エリア）２１００Ｂの画像は、上下左右に膨らんだ形をしている。このことは、ディスプレイ３０上に、図５に示すように表示される仮想４角形２２０００Ａも、ビデオカメラ４０で撮像されると、位置検出エリア２１００Ｂと同様に上下左右に膨らんだ形として撮像されることを意味する。この形状をシミュレートするために、本実施の形態では図６に示すように、前記各中点Ｑ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３に対して、所定のルールに従ったオフセット値を与え、各中点Ｑ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３を上下左右方向にＱ１´、Ｑ５´、Ｑ７´、Ｑ３´の位置まで移動する。
【００６１】
そして、Ｑ０、Ｑ２間を、Ｑ１´の点を通る二次曲線で結び、同様にＱ２、Ｑ８間をＱ５´を通る二次曲線で結び、Ｑ８、Ｑ６間をＱ７´を通る二次曲線で結び、Ｑ６、Ｑ０間をＱ３´を通る二次曲線で結ぶ。これにより、ビデオカメラ４０で撮像される実際の仮想４角形２２００Ａの、撮像エリア内における領域を忠実に特定することができる。
【００６２】
このとき、前記各オフセット値は、ビデオカメラ４０のディスプレイ３０に対する設置角度が決まっていれば予め既知の値として求めておくことができる。本実施の形態ではシミュレータ１０の設計段階において決定されるディスプレイ３０とビデオカメラ４０との相対的な位置関係に基づき、最適なオフセット値を予め求めておき、ゲーム機本体の所定の記憶エリアに書き込んでおけばよい。
【００６３】
なお、図６に示すように、仮想４角形２２００Ｂが台形形状に歪む場合には、相対向する台形の一対の斜辺の中心点Ｑ３、Ｑ５に対するオフセット値は、斜辺と直交する方向ではなく、斜めに交叉する方向に対して与えるように設定する。例えば、本実施の形態のように、ディスプレイ３０の下方向から見られるように撮像する場合には、仮想４角形２２００Ｂは下方向に開く台形形状として撮像されるため、この場合には斜辺に対して斜め下方向に交叉するように前記オフセット値を与える。また、例えばこれとは逆に、ディスプレイ領域を上方向から撮像する場合には、仮想４角形２２００Ｂは逆方向に歪むため、前記Ｑ３、Ｑ５に対するオフセット値は、斜辺に対して斜め上に交叉する方向に与えることが好ましい。このようにすることにより、実際の仮想４角形２２００Ａの撮像エリアを、図６に示すように二次曲線で囲まれた領域として正確に特定することができる。
【００６４】
なお、このようにディスプレイ３０上に表示される仮想４角形２２００Ａを、ビデオカメラ４０では歪んで撮像されることを見越し、ディスプレイ上に表示される仮想４角形２２００Ａの各辺の中点に、位置検出マークを表示し、これを狙って赤外線を投射し、その位置をカメラ４０側に認識させるという手法も考えられる。このようにすると、ディスプレイ３０上に合計９点のマークを表示しなければならず、しかもこれら全てを、正確にシューティングするという作業をオペレータに強いることになり、オペレータの負担が重くなる。特に、ゲームセンターのように、同じ機種が複数台設置されるような場合に、各ゲーム機毎にこのように負荷の大きい作業をオペレータに行わせることは、好ましくない。これに対し、本実施の形態では、その約半分である５つの基準点マークを表示しこれをシューティングさせる処理をオペレータに行わせるのみで、正確な位置検出が可能となるので、オペレータの負担を大幅に軽減することができる。
【００６５】
図６（Ｂ）には、始点ＱＳ、ＱＥ間を結ぶ辺をその中間の点Ｑｃを通る二次曲線により近似し幾何学的に求める場合の一例が示されている。本実施の形態では、図中縦方向に延びる辺を（１）式で近似し、図中横方向に伸びる辺を（２）式で近似する。
Ｑ（ｔ）＝｛２（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）｝ｔ２−｛（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）ｔ＋ＱＳ｝ …（１）
但し、 ０．０≦ｔ≦１．０
Ｑ（ｕ）＝｛２（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）｝ｕ２−｛（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）ｕ＋ＱＳ｝ …（２）
但し、 ０．０≦ｕ≦１．０
ところで、図６に示すように認識されたエリア２２００Ｂは、ディスプレイ３０上における仮想４角形２２００Ａの領域に対応するものである。この仮想４角形２２００Ａは、実際の位置検出エリア２１００Ａを所与の縮小倍率で縦方向、横方向に縮小したものである。このため、図６に示す認識エリア２２００Ｂを縦方向、横方向に所与の倍率で拡大することで、位置検出エリア２１００Ａに対応した撮像エリア内における位置検出エリア２１００Ｂを特定することが必要となる。
【００６６】
図７、８にはこの一連の処理説明図が示されている。
【００６７】
まず、図７に示すように、Ｑ０、Ｑ３´、Ｑ６を結ぶ二次曲線、Ｑ１´、Ｑ４、Ｑ７´を結ぶ二次曲線、Ｑ２、Ｑ５´、Ｑ８を結ぶ二次曲線を縦方向に拡大する。この拡大は、前記（１）式の二次曲線のパラメータの範囲を０．０≦ｔ＜１．０から、−α≦ｔ＜１．０＋α（α＞０．０）に拡大することにより行う。
【００６８】
このようにすると、Ｑ０、Ｑ１´、Ｑ２、Ｑ６、Ｑ７´、Ｑ８の各点は、それぞれＰ０´、Ｐ１、Ｐ２´、Ｐ６´、Ｐ７、Ｐ８´の位置まで二次曲線に沿って上下方向に移動する。このときαの値は、図５に示す仮想４角形２２００Ａと、位置検出エリア２１００Ａの位置検出エリア２１０Ａに対する縦方向の比に合わせて設定される。
【００６９】
次に、図８に示すように、Ｐ０´、Ｐ１、Ｐ２´を結ぶ二次曲線、Ｑ３´、Ｑ４、Ｑ５´を結ぶを二次曲線、Ｐ６´、Ｐ７、Ｐ８´を結ぶ二次曲線に沿って、Ｐ０´、Ｐ２´、Ｑ５´、Ｐ８´、Ｐ６´、Ｑ３´を横方向に拡大する。この拡大は、前記（２）式の二次曲線のパラメータの範囲を０．≦ｕ＜１．０から、−β≦ｕ＜１．０＋β（β＞０．０）に拡大するすることにより行う。
【００７０】
このとき拡大率を特定するためのβの値は、図５において仮想４角形２２００Ａに対する実際の位置検出エリア２１００Ａの横方向への倍率に基づいて設定される。このような拡大処理を行うことにより、図８に示すように、Ｐ０´、Ｐ２´、Ｑ５´、Ｐ８´、Ｐ６´、Ｑ３´は、それぞれＰ０、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ６、Ｐ３の位置まで移動する。
【００７１】
このような拡大処理によって得られたＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ７、Ｐ６、Ｐ３によって特定される撮像エリア内の領域２１００Ｂは、ディスプレイ３０上に表示される位置検出エリア２１００Ａ（本実施の形態では画像表示エリア２０００Ａと一致する）の撮像エリアと一致する。
【００７２】
このようにして、テレビカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂを特定することができる。
【００７３】
（３）Ｍ×Ｎのマトリクス分割
次に、図１３のステップＳ１６において、撮像エリア内における特定された位置検出エリア２１００Ｂと、図５に示す実際の位置検出エリア２１００Ａの間の座標の対応関係を求める処理を行う。本実施の形態では、図５に示す画面中央の基準点Ｐ４の位置データは、図８に示す特定された位置検出エリアの中心点Ｑ４として与えられる。なお、便宜上、この撮像エリア内におけるＱ４の位置も、Ｐ４と表示して以下の説明を行う。
【００７４】
このＰ４の点における、位置検出エリア２１００内の座標位置データは予め与えられていることは前述した。そして、図５に示す仮想４角形２２００Ａの四隅Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の点の、位置検出エリア２１００Ａ内における位置データも与えられており、さらに前述した縦方向の倍率を特定するためのαと、横方向の倍率を特定するためのβの値も製品出荷時に予め与えられ、記憶手段に記憶されている。このため、図８に示すように、撮像エリア内において特定される位置検出エリア２１００Ｂの各コーナー部Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の、実際の表示画面上における座標位置も演算により求められる。このようにして、実際の位置検出エリア２１００Ａの座標と撮像エリア内において特定された位置検出エリア２１００Ｂの座標との対応関係を求めることができる。
【００７５】
以下にその具体的な処理を説明する。
【００７６】
撮像エリア内において、図９（Ａ）に示したように特定された位置検出エリア２１００Ｂを、図９（Ｂ）に示すようにＭ×Ｎのマトリクスに分割する。
【００７７】
まずＰ０、Ｐ１、Ｐ２を結ぶ二次曲線の辺、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を結ぶ二次曲線、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を結ぶ二次曲線の辺を、各中点Ｐ１、Ｐ４、Ｐ７が中央の分割点となるように（Ｍ−１）分割（但し、Ｍは偶数）する。そして、上下方向に相対向する辺の対向する分割点間を、中心のラインの対応する分割点を互いに交叉することなく通過するように前記（１）式で示す二次曲線Ｄｊで結ぶ（但し、ｊ＝０，１…Ｍ）。これにより、特定された位置検出エリア２１００Ｂは横方向にＭ分割されることになる。
【００７８】
さらに、図１０（Ａ）に示すように、Ｐ０、Ｐ３、Ｐ６を結ぶ二次曲線の辺、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８を結ぶ二次曲線の辺及び中点Ｐ１、Ｐ４、Ｐ７を結ぶ二次曲線の辺を、各辺の中央点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ４が中央の分割点となるように（Ｎ−１）分割（但し、Ｎは偶数）する。そして横方向に相対向する辺の分割点間を、中央の線の対応する分割点を互いに交叉することなく通過するように、前記（２）式の二次曲線Ｃｉで結ぶ（但し、ｉ＝０，１，…Ｎ）。これにより、図１０（Ａ）に示すように、位置検出エリア２１００Ｂは縦方向にＮ分割される。
【００７９】
このようにして、横方向にＭ分割、縦方向にＮ分割することにより、図１０（Ｂ）に示すように、撮像エリア内の位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎ個のマトリクスに分割することができる。
【００８０】
そして、前述したように位置検出エリア２１００Ｂの中点Ｐ４の座標（実際の位置検出エリアに対応する座標）及びその四隅の頂点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の座標（実際の位置検出エリアの頂点座標）はすでに判明しているため、この位置検出エリアを前述したようにＭ×Ｎのマトリクスに分割したことにより得られる各分割エリアの頂点（図１０において黒丸で示す位置）の座標（実際の位置検出エリアに対応した座標）も計算により求められる。
【００８１】
このように、撮像エリア内において特定された位置検出エリア２１００Ｂのデータ、及びこの位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎのマトリクスに分割したデータと、マトリクス各頂点の実際の位置検出エリア２１００Ａの座標に対応した座標位置データは、ＲＡＭ１４０に書き込み記憶される。
【００８２】
これにより、このシミュレータを用いて、プレーヤが光線銃２０からディスプレイ３０上に表示されるゲーム画面の標的に向けシューティングを行った場合に、ゲーム画面上における銃の着弾位置を表すスポット光の位置検出を、赤外線ビデオカメラ４０の撮像信号に基づき正確に行い、命中判定を行うことが可能となる。
【００８３】
（４）位置検出処理
図１４には、位置検出部２１２が実行する特徴的な処理の例が示されている。
【００８４】
まず、ゲームが開始されると、ディスプレイ３０上には、ゲーム演算部１１０が演算し画像生成部１６０が生成したゲーム画面が表示される。このゲーム画面内には前述したように各種の標的が次々と表示される。本実施の形態では、位置検出エリア２１００Ａ全域がシューティングエリアとして設定され、この内部に適宜標的が表示され、プレーヤは光線銃２０を用いて標的めがけて射的をすることになる。
【００８５】
赤外線ビデオカメラ４０は、ディスプレイ３０上に表示される前記スポット光２６のみをゲーム画面と分離して撮像する。
【００８６】
そして、スポット光位置検出部２１２は、ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理を行ない、位置検出エリア２１００Ａ内におけるスポット光２６の着弾位置検出を行う。
【００８７】
次に、この位置検出処理を詳細に説明する。
【００８８】
ビデオカメラ４０で撮像されたスポット光２６の位置がは、図１１（Ａ）に示すように撮像エリアのＶ９の点である場合を想定する。
【００８９】
（４−１）ブロックの特定
まず撮像エリア内のスポット光が、Ｍ×Ｎのブロックに分割された位置検出エリア２１００Ｂのどのブロック内に存在するかを特定する処理を行う。
【００９０】
具体的には、まず図１２（Ａ）に示すように、位置検出エリアを縦方向に分割するＣ０〜ＣＭの二次曲線に対して、スポット光２６がどの二次曲線Ｃｉの間に挟まれているかを検出する。この検出処理は、スポット光２６が、前記各二次曲線Ｃｉの上側に存在するか下側に存在するかを準に調べていくという簡単な処理により実現できる。
【００９１】
次に、スポット光２６が、位置検出エリアを縦方向に分割するＤ０〜ＤＮの複数本の二次曲線Ｄｊのどれに挟まれているかを検出する。この検出処理は、スポット光２６が各二次曲線Ｄｊの右側に位置するか左側に位置するかを検出するという簡単な処理により実現できる。
【００９２】
ところで、本実施の形態では、位置検出エリア２１００Ｂは横方向にＭ個に分割され、縦方向にＮ個に分割されている。
【００９３】
ディスプレイ３０上に表示される実際の位置検出エリア２１００Ａの横方向のサイズをＸＳＩＺＥ、縦方向のサイズをＹＳＩＺＥとし、かつこの実際の位置検出エリア２１００ＡをＭ×Ｎマトリクスに等分割し、しかも位置検出エリア２１００Ａの左上の点をＸ＝０、Ｙ＝０の座標原点として設定すると、横方向にｊ番目、縦方向にｉ番目に存在するマトリクス内のブロックの左上隅の座標は次式で表されることになる。
Ｘ＝ＸＳＩＺＥ・ｊ／Ｍ
Ｙ＝ＹＳＩＺＥ・ｉ／Ｎ …（３）
但し、ｉ＝０、１、…Ｎ、ｊ＝０、１、…Ｍの値を取る。
このようにして、スポット光２６が存在する位置検出エリア２１００Ｂ内でのブロックが特定され、特定されたブロックの各頂点の座標を求めることができる。
【００９４】
（４−２）ブロック内での位置
このようにして、スポット光２６が存在するブロックが特定されると、次にステップＳ２４において、当該ブロック内におけるスポット光の位置検出を行う。
【００９５】
本実施の形態では、前記マトリクスの構成単位であるブロックは４点により囲まれており、しかも位置検出エリア２１００Ｂを構成する各ブロックは、図１２（Ｂ）に示すような四角形で近似することができる。ここでＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、当該ブロックを囲むマトリクスの頂点位置とすると、しかもこれら各頂点位置における座標は前記（３）式により求められる。
【００９６】
このブロック内において、スポット光２６の存在する位置Ｖ９は、当該ブロックを横方向にｓ：（１−ｓ）に内分し、縦方向にｑ：（１−ｑ）に内分するものとするとする（但し、０≦ｓ≦１，０≦ｑ≦１）。このとき、前記ブロック内におけるＶ９の位置と前記各頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の位置とから、前記内分点の比率を特定するためのｓ、ｑの値を演算により求めることができる。ここにおいて、このブロックの左上隅の点Ｖ１を基準とした、目標点Ｖ９の座標（ΔＸ，ΔＹ）は、各ブロックのＸ軸、縦方向の寸法が（ＸＳＩＺＥ／Ｍ）、（ＹＳＩＺＥ／Ｎ）となることから、次式で求めることができる。
ΔＸ＝（ＸＳＩＺＥ／Ｍ）・ｓ
ΔＹ＝（ＹＳＩＺＥ／Ｎ）・ｑ …（４）
このように、本実施の形態では、位置検出エリア２１００ＢのＭ×Ｎのマトリクスを構成する各ブロックを四角形状に近似し、この四角形内の位置を求めることにより、ブロック内の位置検出を簡単に行うことができる。しかも、各ブロックは、その形状が多少歪んでいるといえども四角形状に極めて近い形をしているため、前記近似により発生する誤差は無視できる程度の値となる。
【００９７】
（４−３）位置検出エリアないでの検出位置
次に、ステップＳ２６において、ステップＳ２４で求めたスポット光存在するブロックの左上コーナー部の座標データと、ステップＳ２６で求めたブロック内におけるスポット光の位置ΔＸ、ΔＹとに基づき、次式に基づき実際の位置検出エリア２１００Ａ内におけるスポット光２６の着弾位置のＸＹ座標を求めることができる。
Ｘ＝ＸＳＩＺＥ・（ｊ＋ｓ）／Ｍ （０≦ｊ＜Ｍ， ０．０≦ｓ＜１．０…（５）
Ｙ＝ＹＳＩＺＥ・（ｉ＋ｑ）／Ｎ （０≦ｉ＜Ｎ， ０．０≦ｑ＜１．０…（６）
このように、本実施の形態によれば、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂのどの位置に、スポット光２６が存在するかを直接検出するのではなく、予め撮像エリア内における位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎのマトリクスに粗分割しておき、どの分割エリアにスポット光が存在するかを判定した後、スポット光の存在するブロック内のどの位置にスポット光を配置するかを検出するという２段階の処理を行い、位置検出エリア２１００Ｂ内におけるスポット光の位置検出を行っている。このようにすることにより、スポット光の位置検出を直接行う場合に比べ、ＣＰＵの演算処理の負担を大幅に軽減し、かつスポット光の位置検出を正確に行うことが可能となる。
【００９８】
（５）他の実施の形態
なお、本実施の形態では、撮像エリア内におけるスポット光を、前述したように二次曲線を用いて複数のマトリクスに分割する場合を例にとり説明したが、位置検出エリアを複数のブロックに分割するための分割ラインは、このように二次曲線に限らず、必要に応じて三次以上の曲線を用いてもよく、また多少精度が低下しても構わないならば、直線を用いてもよい。
【００９９】
また、前記実施の形態では、画像表示エリア２０００Ａと、位置検出エリア２０００Ａとが一致する場合を例にとり説明したが、画像表示エリア２０００Ａに比べ位置検出エリア２０００Ａが小さい場合に対しても本発明に適用することができる。
【０１００】
また、前記実施の形態では、位置検出エリア２１００Ａに対して、仮想４角形２２００Ａを縮小して設定する場合を例にとり説明したが、位置検出エリア２１００Ａと仮想４角形２２００Ａを同一のエリアとして設定してもよい。またはこれとは逆に位置検出エリア２１００Ａが小さい場合には、これを拡大したもとして仮想４角形２２００Ａを設定してもよい。この場合には、上述した実施の形態とは逆に、仮想４角形２２００Ａに対応したエリアを撮像エリア内において特定した後、このエリアに対し、位置検出エリア２１００Ａに特定するために所定の縮小処理を行うことが必要となる。
【０１０１】
また、シューティングゲームにおいては、画像表示エリア２０００内の比較的狭い範囲に、標的が表示されるシューティングエリアが設定される場合も多く、このような場合には、位置検出エリア２１００Ａをシューティングエリアと一致させるように形成すればよく、さらに好ましくはこのシューティングエリアと仮想４角形２２００Ａとを一致させるように設定すればよい。このようにすれば、撮像エリア内における仮想４角形２２００Ａの位置が特定されれば、これがそのままシューティングエリアを特定する領域となるため、前記拡大縮小等の処理を行う必要がない。
【０１０２】
また、前記実施の形態において、図１に示した構成に変えて図１５に示すような構成を採用することも可能である。図１５は、本発明に係るシミュレータの他の例を示す概略説明図である。なお、前記実施の形態と対応する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０３】
ゲーム装置本体３０は、筐体３５１と、この筐体における光線銃２０側の面に設けられたディスプレイ３１６と、ディスプレイ３１６と対応する位置において筐体３５１の内部に形成されたスポット光形成エリア３１２と、このスポット光形成エリア３１２及びディスプレイ３１６の間に配置されたハーフミラー３１４と、このハーフミラー３１４の下方において表示画面を上方に向けて設置されたＣＲＴ３２と、前記スポット光形成エリア３１２を撮像する赤外線ビデオカメラ４０とを含む。また、ゲーム装置本体の内部には図示しない回路基板が組み込まれ、図２のブロック図に示された機能と同様な機能を実現するように構成されている。
【０１０４】
ディスプレイ３１６は、ガラス板やプラスチック板等の透明部材で形成されており、ハーフミラー３１４で映し出された画像を外部から見られるようになっている。
【０１０５】
ハーフミラー３１４が、入射される光の一部を透過し他を反射するものであり、分離手段に相当する。ハーフミラー３１４は、光線銃２０の方向に対して所定角度、ここでは４５度傾けて設置されている。スポット光形成エリア３１２は、光線銃２０の方向から入射した光をハーフミラー３１４が透過する方向に形成され、ＣＲＴ３２は、光線銃２０の方向から入射した光をハーフミラー３１４が反射する方向に設置される。これにより、下方に設置されたＣＲＴ３２の画像をプレーヤの方向に反射表示して、光線銃２０を手にしたプレーヤに画像を見せることが可能となる。また、光線銃２０から発射された赤外線ビームはハーフミラー３１４を透過し、スポット光形成領域３１２にスポット光として形成されることになる。
【０１０６】
ビデオカメラ４０は、前記実施の形態と同様の機能を有し、このビデオカメラ４０で取り込まれた画像データに基づき、撮像領域に含まれる位置検出エリア２１００Ｂが前記実施の形態と同様にして特定され、また前記実施の形態と同様にしてスポット光の着弾位置検出、命中判定が行われることになる。なお、ハーフミラー３１４に対するスポット光形成領域３１２とＣＲＴ３２との位置関係は、図１５に示す場合と逆にすることも可能となる。
【０１０７】
また、本発明は、単なるスポット光位置検出システムとしても形成することができる。本発明の装置は、例えばディスプレイ３０上に表示される所定の画像に光を投射することで、例えばその画像を指し示す光ポインティングディバイス用の位置検出システムとしても使用することができる。
【０１０８】
また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、シューティングゲーム以外に、例えばシューティング用のシミュレータ、具体的には軍事訓練や武器等の着弾シミュレータ用の装置としても用いることができる。
【０１０９】
また、前記実施の形態では、ビデオカメラ４０として、赤外線の波長領域の画像のみを撮像する赤外線撮像手段を用いた場合を例にとり説明したが、画像信号からスポット光が検出することができるれば、通常のビデオカメラを用いてもよい。例えばレーザビームの投射によるスポット光の位置検出を行う場合には、その光の輝度が極めて強いため、通常のビデオカメラを用いてもこのスポット光位置検出を、前記実施の形態と同様にして行うことができる。
【０１１０】
また、前記実施の形態では、赤外線スポット光を用いる場合を例にとり説明したが、これ以外に他の波長帯域、例えばプレーヤの目に見えない他の波長帯域の光線銃２０のポインティングディバイスから発射しディスプレイ上に投射するようにしてもよい。この場合には、当該波長帯域の光のみを透過するフィルタを介して、ディスプレイ３０またはスポット光形成エリアにおける画像を撮像するように形成すればよく、このようにしても前記実施の形態と同様な作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したシミュレータの第１の実施の形態の概略説明図である。
【図２】ゲーム装置本体の機能を実現するための概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のシミュレータの概略斜視説明図である。
【図４】同図（Ａ）は、赤外線ビデオカメラでの撮像画像の説明図であり、同図（Ｂ）は、この撮像画像に含まれる画像表示エリア、位置検出エリアの説明図である。
【図５】ディスプレイ上に表示される基準位置及び位置検出用マークの説明図である。
【図６】同図（Ａ）は、撮像信号から位置検出マークの表示位置を特定するとともに、位置検出マークで特定される仮想４角形の領域を特定するための処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、仮想４角形の各辺を近似するための二次曲線の概略説明図である。
【図７】仮想４角形を縦方向に拡大する処理の説明図である。
【図８】仮想４角形を横方向に拡大する処理の説明図である。
【図９】同図（Ａ）は、撮像エリアにおいて特定された位置検出エリアを横方向にＭ分割する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、Ｍ×Ｎのマトリクスに分割された位置検出エリアの説明図である。
【図１０】同図（Ａ）は、位置検出エリアを縦方向にＮ分割する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、Ｍ×Ｎのマトリクスに分割された位置検出エリアの各分割ブロックの頂点位置の説明図である。
【図１１】同図（Ａ）は、位置検出エリアの分割マトリクスの概略説明図であり、同図（Ｂ）は、マトリクスの各ブロックを矩形形状に近似した位置検出エリアの概略説明図である。
【図１２】同図（Ａ）は、ビデオカメラで撮像されたスポット光が位置検出エリアのどの分割エリアに属するかを判定する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、ブロックが特定された際に、そのブロック内のどの位置にスポット光が存在するかを特定する処理の説明図である。
【図１３】ゲーム開始前に、撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定する処理のフローチャート図である。
【図１４】ゲーム中において、スポット光の着弾位置をカメラの撮像信号から検出するための処理のフローチャート図である。
【図１５】本実施の形態の他の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ シミュレータ
２０ 光線銃
２２ 赤外線発光部
２６ スポット光
３０ ディスプレイ
４０ ビデオカメラ
５０ ゲーム装置本体
１００ 処理部
１１０ ゲーム演算部
１１６ 命令判定部
１５０ ＲＯＭ
１６０ 画像生成部
２００ コントロール部
２１０ スポット光位置検出部
２１２ 位置検出エリア特定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、シューティングゲーム用の装置、位置検出用の装置及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、所定の標的が登場するゲーム画面を、プレーヤが光線銃等を用いて射撃するシューティングゲーム装置が知られている。このような従来技術は、ゲーム画面をビデオカメラで撮像し、このビデオカメラから出力される映像信号に基づき光線銃の着弾位置を検出し、命中、はずれの判定を行う。
【０００３】
このようなゲーム装置では、前記ビデオカメラが、ゲーム画面を所定のあおり角をもって撮像するため、撮像画像中に含まれるゲーム画面の画像は歪んでしまい、実際のゲーム画面の座標と、撮像画面中に含まれるゲーム画像の座標との対応関係をとることが難しい。このため、撮像画像中に含まれる着弾位置の画像から、正確な着弾位置検出を、ＣＰＵに過大な負担をかけることなく正確に行うことができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みがなされたものであり、その目的は、画像表示エリアに含まれる位置検出エリアに投射されるスポット光の位置を、撮像手段の撮像信号に基づき正確に検出することが可能なシューティングゲーム用の装置、位置検出用の装置及び情報記憶媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するため、本発明は、
画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうシューティングゲーム用の装置であって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶された記憶手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含む。
【０００６】
また、本発明は、
画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なう位置検出用の装置であって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶された記憶手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含む。
【０００７】
さらに、本発明に係るコンピュータ読み取り可能またはコンピュータ利用可能な情報記憶媒体に記憶されるプログラムは、
画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行ない、シューティングゲームを行うための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係るコンピュータ読み取り可能、または利用可能な情報記憶媒体に記憶されるプログラムは、
画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出示エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記位置検出エリアにおけるスポット光の位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムであることを特徴とする。
【０００９】
ここにおいて、前記スポット光としては、通常の可視光を用いてもよく、また表示画像と分離可能な波長帯域の光、例えば赤外光を用いてもよい。通常の画像と分離可能な帯域の光をスポット光として用いた場合には、前記撮像手段は、前記スポット光の帯域の光のみを選択的に撮像する撮像手段として形成することが好ましく、例えばスポット光として赤外光を用いた場合には、赤外光のみを撮像する撮像手段を用いることが好ましい。これにより、表示画像からスポット光のみを分離して撮像し、その位置検出を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明を用いて、例えばシューティングのゲームやシミュレーションを行う場合に、シューティングディバイスから発射される光線は画像表示エリアにスポット光として表示される。このスポット光の着弾位置は、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき検出される。
【００１１】
本発明によれば、撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割し、撮像信号に基づくスポット光の検出位置がどのブロック内に存在するかを特定するとともに、特定されたブロック内におけるスポット光の位置検出を行い、これにより、前記位置検出エリアにおけるスポット光の位置検出を行う構成を採用する。
【００１２】
以上の構成を採用することにより、画像表示エリアが歪んだ画像として撮像される場合であっても、この画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、ＣＰＵに負担をかけることなく、簡単な処理で正確に行うことが可能となる。
【００１３】
（２）本発明において、
前記マトリクスを構成するＭ×Ｎの各ブロックには予め位置検出エリアに対応した座標情報が与えられ、
前記位置検出手段は、
前記特定されたブロックの座標情報と、特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行うことが好ましい。
【００１４】
このように、マトリクスを構成する各ブロックに座標情報を与えておくことにより、スポット光の存在するブロックの座標情報と、この特定ブロック内におけるスポット光の位置検出情報に基づき、スポット光の位置検出をより簡単な処理で正確に行うことが可能となる。
【００１５】
（３）本発明において、
前記記憶手段には、
前記位置検出エリアの相対向する１組の辺に設定された（Ｍ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第１の分割線群と、他の１組の辺に設定された（Ｎ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第２の分割線群とにより、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶されように形成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、
前記記憶手段には、
画像表示エリアに含まれる位置検出エリアの中心位置に対応した撮像エリア内の位置を中点位置として特定するための情報が記憶されるとともに、
前記検出された位置検出エリアの相対向する１組の辺に（Ｍ−１）個（Ｍは偶数）の内分点を設定し、他の１組の辺に（Ｎ−１）個（Ｎは偶数）の内分点を設定し、
前記１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第１の中心多次曲線に（Ｎ−１）個の内分点を設定するとともに、前記他の１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第２の中心多次曲線に（Ｍ−１）個の内分点を設定し、
前記１組の辺の内分点間を、前記第２の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第１の分割線群と、前記他の１組の辺の内分点間を、前記第１の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第２の分割線群と、により、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための情報が記憶されることがより好ましい。
【００１７】
以上の構成を採用することにより、実際の位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに均等に分割した場合の状況をより正確に反映するように、撮像手段の撮像エリアに含まれる位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割することができ、これにより、さらに正確なスポット光の位置検出を行うことができる。
【００１８】
（４）本発明において、
前記位置検出エリアは、
実際の表示画像エリアに含まれるシューティングエリアとして与えられるように設定することが好ましい。
【００１９】
また、前記各請求項の発明において、
前記シューティング用ゲームを行うための情報に代え、シューティング用のシミュレーションを行うための情報を記憶するように形成してもよい。
【００２０】
本発明において、情報記憶媒体に記憶される情報としては、前記各手段を実現するためのプログラムや、データを内包したプログラムであってもよく、またプログラムとデータの組合せであってもよい。また、前記各手段を実行するための情報（例えばプログラム）は、コンピュータにより使用可能な情報（例えばプログラム等）であって、上記手段を実現（実行）するための処理ルーチンを含むものであってもよい。
【００２１】
また、記撮像手段は、実際の表示画像エリアに含まれる位置検出エリアを通過又は反射したスポット光が形成されるスポット光形成エリアを、前記位置検出エリアに替えて撮像するように形成してもよい。
【００２２】
（５）また、撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定する処理は、例えば以下のようにして行えばよい。
【００２３】
すなわち、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する赤外線撮像手段（又は赤外線以外の非可視光を撮像する手段）の撮像信号に基づき、前記赤外線撮像手段の撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定するための特定手段を設け、
この特定手段は、
前記表示画像エリアに、前記位置検出エリアの四隅を特定するための少なくとも４つのコーナ用基準点に基準点マークを表示するとともに、
前記マークを狙って前記赤外線（または赤外線以外の非可視光）を投射することにより得られたスポット光の撮像エリア内での位置検出を、前記撮像手段の撮像信号に基づき行ない、
前記スポット光の検出により特定される撮像エリア内の前記４つのコーナ用基準点を頂点とする４角形各辺の中心点に対し、所与のルールに従ったオフセット値を与えることにより、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定する。
【００２４】
前記４つのコーナ用基準点は、
実際の位置検出エリアを縮小または拡大した４角形の四隅の点として与えられ、
前記スポット光の検出により特定される前記４角形に対応したエリアを、所与の倍率で拡大又は縮小することにより、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定することが好ましい。
【００２５】
このようにすることにより、例えば位置検出エリアが、表示画像エリアとほぼ一致する場合には、これを縮小した４角形の四隅を点として前記各コーナー用基準点を徹底し基準点マークを表示することにより、基準点マークを表示画像エリア内に余裕をもって表示することが可能となる。
【００２６】
また、前記検出エリアは、
実際の表示画像エリアに含まれるシューティングエリアとして与えられ、
前記４つのコーナ用基準点は、
前記シューティングエリアの四隅の点として与えられ、
前記スポット光の検出により特定されるエリアを、前記撮像エリアに含まれる位置検出エリアとして特定することが好ましい。
【００２７】
以上の構成とすることにより、画像表示エリア内の一部の領域がシューティングエリアとして設定されている場合に、スポット光の検出により前記撮像エリアに含まれるシューティングエリアを検出し、位置検出エリアの特定に、検出エリアの拡大または縮小処理を行う必要がない、このため、位置検出エリアの特定を簡単な処理で行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
（１）全体説明
図１には、本発明が適用されたシューティング用シミュレータの第１の実施の形態の概略構成が示されている。
【００３０】
本発明のシミュレータ１０は、シューティングゲームを行うゲーム装置として形成されており、照準方向に赤外線ビームを発射するシューティングディバイスとしての光線銃２０と、シューティング用のゲーム画面を表示するディスプレイ３０と、前記ゲーム画面を撮像する赤外線ビデオカメラ４０と、ゲーム装置本体５０とを有する。
【００３１】
前記ディスプレイ３０に表示されるシューティング用ゲーム画面には、標的画像、背景画像、命中演出画像等の種々の画像が含まれる。
【００３２】
図３には、本実施の形態のシミュレータの概略斜視図が示されている。光線銃２０は、ゲーム装置本体５０に接続され、光線銃２０の先端に設けられた赤外線発光部（例えば赤外線ＬＥＤ）２２からその照準方向に赤外線ビームが投射され、ディスプレイ３０上に赤外線のスポット光２６を投射する。
【００３３】
ビデオカメラ４０は、赤外線撮像手段に相当し、ディスプレイ３０上に表示される画像、特にその位置検出エリアを撮像する。ここでは、ディスプレイ３０を、その下側から所定のあおり角をもって撮像するように、赤外線ビデオカメラ４０が設置されている。
【００３４】
ゲーム装置本体５０は、シミュレータ１０の各種の制御及び処理を行う。
【００３５】
図２には、このゲーム装置本体の機能を実現するための概略構成を示すブロック図が示されている。
【００３６】
図２において、ゲーム装置本体５０は、処理部１００と、ＲＡＭ１４０と、ＲＯＭ１５０と、画像生成部１６０と、音生成部１７０と、音出力部１８０と、コントロール部２００を有する。
【００３７】
処理部１００は、装置全体の制御、装置内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム演算の各種の処理を行うものであり、その機能は、ＣＰＵ（ＣＩＳＣ型、ＲＩＳＣ型）、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）等のハードウエアや所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。
【００３８】
ＲＡＭ１４０は、処理部１００、画像生成部１６０、音生成部１７０、コントロール部２００のワーク領域となるものである。
【００３９】
コンピュータにより情報の読み取り可能、コンピュータが利用可能な情報記憶媒体であるＲＯＭ１５０は、各種のプログラム、データ等の情報を記憶するものである。本実施の形態においては、シューティングゲームを行うための情報が格納されている。このシューティングゲームを行うための情報には、少なくとも、処理部１００をゲーム演算部１１０として機能させ、コントロール部２００を位置検出エリア特定部２１２、位置検出部２１０として機能させるための情報が記憶されるとともに、ＲＡＭ１４０を、後述するようにビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリアを複数のマトリクスに分割するための情報が記憶される手段として機能させるための情報が記憶されている。シューティングゲーム用画像データ、シューティングゲーム用音声データ、前述以外に必要となるシューティングゲーム実行プログラム、命中判定プログラム、演算プログラム等も、シューティングゲームを行うための情報としてＲＯＭ１５０に記憶されている。
【００４０】
画像生成部１６０は、処理部１００からの指示等に従って、各種の画像を生成してディスプレイ３０に表示させるためのものであり、その機能は、画像生成用ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のハードウエアや、所与のプログラム（画像生成プログラム）、画像データにより実現できる。画像生成部１６０で生成された画像は、ディスプレイ３０上に表示される。
【００４１】
音生成部１７０は、処理部１００からの指示等に従って、各種の音を生成し音出力部１８０に出力するものであり、その機能は、音生成ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のハードウエアや、所与のプログラム（音生成プログラム）、音声データ（波形データ）により実現できる。
【００４２】
前記コントロール部２００は、前記カメラ４０、光線銃２０の制御や、これらとの間の情報の授受を行うものであり、位置検出部２１０、位置検出エリア特定部２１２、銃制御部２１４としても機能するように構成されており、その機能は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び所与のプログラム、データなどにより実現できる。
【００４３】
（２）撮像エリアに含まれる位置検出エリアの特定
前記位置検出エリア特定部２１２は、ＲＯＭ１５０又はコントロール部２００に設けられたＲＯＭに格納された情報（プログラム等）に従い、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる画像表示エリアの位置検出エリアを特定する処理を行う。
【００４４】
すなわち、前記ビデオカメラ４０は、図３に示すようにディスプレイ３０を、その下方から所定のあおり角をもって撮像する。このため、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる、ディスプレイ３０の表示領域は、図４（Ａ）に示すように歪んだ形で撮像されることになる。ここにおいて、２０００Ｂは、ディスプレイ３０の画像表示エリアを表す。
【００４５】
従って、光線銃２０から発射された光ビームを形成するスポット光２６の、ディスプレイ３０上における着弾位置を検出するためには、ディスプレイ３０上に表示される画像表示エリア２０００Ｂの座標位置と、ビデオカメラ４０の撮像エリアの座標との対応関係を設定してやることが必要となる。
【００４６】
特に、本実施の形態では、ディスプレイ３０上に表示されるゲーム画像と、この画像表示エリア２０００Ａ上に表示される赤外線スポット光２６とを分離して撮像するために、ビデオカメラ４０には赤外線透過フィルタが設けられており、ビデオカメラ４０は赤外線撮像手段として機能するように形成されている。このために、ビデオカメラ４０では、ディスプレイ３０上に表示されるゲーム画像は撮像することができず、赤外線スポット光２６しか撮像することができない。従って、ビデオカメラ４０の撮像エリアのうち、どの領域が画像表示エリア２０００Ｂであり、位置検出エリア２１００Ｂであるかを、位置検出エリア特定部２１２に予め認識させてやることが必要となる。
【００４７】
本実施の形態では、画像表示エリア２０００Ｂ全域が、光線銃２０によるシューティングエリアとなるため、画像表示エリア２０００Ｂと、着弾位置を検出すべき位置検出エリア２１００Ｂとが一致する。なお、画像表示エリア２０００Ｂのある領域のみがシューティングエリアとなる場合には、その領域のみを位置検出エリア２１００Ｂとしてコントロール部２００に認識させてやればよい。
【００４８】
位置検出エリア特定部２１２は、このようにして、コントロール部２００に対して、ゲーム開始に先立ってディスプレイ３０上に表示される位置検出エリア２１００Ｂを正確に認識させかつ特定させるための処理を行う。
【００４９】
ここで、位置検出エリア特定部２１２が実行する特徴的な処理の例を図１３のフローチャートに示す。
【００５０】
ステップＳ１０において、図５に示すように、画像表示エリア２０００Ａ上の、位置検出エリア２１００Ａ（本実施の形態では２０００Ａと一致）の四隅を特定するための少なくとも４つのコーナー用基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８に＋印の基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を表示するとともに、位置検出エリア２１００Ａの中心位置を特定するための中心基準点Ｐ４に、＋印の基準点マークＭ０を表示する。ここでは、位置検出エリア２１００Ａは矩形形状をしているため、このエリア２１００Ａを特定するための基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８を四隅とする仮想４角形２２００Ａの形状も、前記位置検出エリア２１００Ａを縦横方向にそれぞれ所与の倍率で縮小した矩形形状となる。さらに、前記中心基準点Ｐ４は、仮想４角形２２００Ａの相対向する辺の各中点を結ぶ直線の交点上に位置するように設定される。
【００５１】
そして、前記中心基準点Ｐ４には、位置検出エリア２１００Ａの基準位置（ここでは中央位置）の座標を特定するための情報が対応付けられており、さらに仮想４角形２２００Ａの四隅を特定する基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８には、中心点Ｐ４との関係において位置検出エリア２１００Ａの各コーナー部を特定するための座標情報が与えられている。ここでは、仮想４角形２２００Ａを所与の倍率で縦方向、横方向に拡大し、そのコーナー部が位置検出エリア２１００Ａのコーナー部と一致したときにおける、位置検出エリア２１００Ａ上における座標情報が与えられている。
【００５２】
このように、実際の位置検出エリア２１００Ａに比べ、前記位置検出エリア２１００Ａの各コーナー部を特定する基準点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ８で結ぶ仮想４角形２２００Ａを縮小表示するのは次の理由による。
【００５３】
すなわち、ビデオカメラ４０でディスプレイ３０を撮像する際に、その撮像方向がディスプレイ３０の中心に対して上下または左右に幾分ずれていた場合に、そのずれ方向と反対側のディスプレイ領域がカメラ４０の撮像エリアから外れてしまう場合がある。このような場合、表示エリアの隅に基準点マークを表示するとビデオカメラで撮像できない可能性がある。また、画面の中央の基準点Ｐ４にも、基準点マークＭ０を表示するのは、ビデオカメラ４０の撮像エリアがディスプレイ３０の中心に対して左右上下のいずれの方向にずれているかを、ビデオカメラ側で認識させ、カメラの方向を微調整するためである。
【００５４】
ここにおいて、前記各基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８は全て同時に表示してもよいが、ここではビデオカメラ４０側にどの基準点のマークかを簡単に認識させるために、まず中心の基準点マークＭ４を表示し、次に各コーナー部における基準点マークＭ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を順次表示する。このような表示のための処理は、コントロール部２００から処理部１００に表示のための指令を出力し、この結果、画像生成部１６０がディスプレイ３０上に前述した基準点マークＭ４、Ｍ０、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８を表示することにより行う。
【００５５】
本実施の形態では、光線銃２０から、常時、スポット光が投射されており、トリガ２６を操作することによりシューティングのタイミングをコントロール部２００に認識させる。このため、図１３に示すステップＳ１２において、オペレータは光線銃２０をもって、ディスプレイ３０上に順次表示される基準点マークＭに照準を合わせ、これらをトリガー２６を操作することにより順次シューティングする。これにより、Ｍ４、Ｍ０、Ｍ６、Ｍ２、Ｍ８の順に、各基準点マークに対応するスポット光が決定されることになる。
【００５６】
ビデオカメラ４０はこのようにしてディスプレイ３０上に順次表示されるスポット光２６を撮像する。このとき、各基準点マークＭ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ６、Ｍ８に向けて発射された赤外線スポット光の、撮像エリア内での位置検出を、ビデオカメラ４０の撮像信号に基づき行う。図４（Ｂ）には、このようにして検出された撮像エリア内における、各基準点マークの検出位置２０−４（Ｑ４）、２０−０（Ｑ０）、２０−２（Ｑ２）、２０−６（Ｑ６）、２０−８（Ｑ８）が示されている。同図に示すように、ビデオカメラ４０で撮像された位置検出エリア２０００Ｂは実際の領域に対して歪んで撮像されるため、同様の理由から撮像された各スポット光２６−０、２４−２、２４−４、２４−６、２４−８の位置も歪んで表示されることになる。
【００５７】
本実施の形態の特徴の１つは、このようにして撮像されたスポット光２６の画像から、撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂの領域を特定するとともに、ここの撮像エリア内で特定される位置検出エリア２１００Ｂにおける座標位置と、ディスプレイ３０上に実際に表示される位置検出エリア２１００Ａの座標位置との対応付けを行い、光線銃２０から実際に位置検出エリア２１００Ａに向け発射された赤外線スポット光２６の正確な着弾位置の検出のための処理を可能とすることにある。
【００５８】
このため、図１３におけるステップＳ１４において、位置検出エリア２１００Ｂを特定するための以下の処理を行う。
【００５９】
まず、図４（Ｂ）に示すように撮像された各スポット光２６−０、２４−２、２４−４、２４−６、２４−８の、撮像エリア内における位置を、図６に示すようにＱ０、Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８とする。次にＱ０、Ｑ２、Ｑ８、Ｑ６を頂点とする４角形（ここでは台形）の各辺の中心位置をそれぞれＱ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３とする。
【００６０】
ここで、図４に着目してみると、ビデオカメラ４０で撮像される位置検出エリア（画像表示エリア）２１００Ｂの画像は、上下左右に膨らんだ形をしている。このことは、ディスプレイ３０上に、図５に示すように表示される仮想４角形２２０００Ａも、ビデオカメラ４０で撮像されると、位置検出エリア２１００Ｂと同様に上下左右に膨らんだ形として撮像されることを意味する。この形状をシミュレートするために、本実施の形態では図６に示すように、前記各中点Ｑ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３に対して、所定のルールに従ったオフセット値を与え、各中点Ｑ１、Ｑ５、Ｑ７、Ｑ３を上下左右方向にＱ１´、Ｑ５´、Ｑ７´、Ｑ３´の位置まで移動する。
【００６１】
そして、Ｑ０、Ｑ２間を、Ｑ１´の点を通る二次曲線で結び、同様にＱ２、Ｑ８間をＱ５´を通る二次曲線で結び、Ｑ８、Ｑ６間をＱ７´を通る二次曲線で結び、Ｑ６、Ｑ０間をＱ３´を通る二次曲線で結ぶ。これにより、ビデオカメラ４０で撮像される実際の仮想４角形２２００Ａの、撮像エリア内における領域を忠実に特定することができる。
【００６２】
このとき、前記各オフセット値は、ビデオカメラ４０のディスプレイ３０に対する設置角度が決まっていれば予め既知の値として求めておくことができる。本実施の形態ではシミュレータ１０の設計段階において決定されるディスプレイ３０とビデオカメラ４０との相対的な位置関係に基づき、最適なオフセット値を予め求めておき、ゲーム機本体の所定の記憶エリアに書き込んでおけばよい。
【００６３】
なお、図６に示すように、仮想４角形２２００Ｂが台形形状に歪む場合には、相対向する台形の一対の斜辺の中心点Ｑ３、Ｑ５に対するオフセット値は、斜辺と直交する方向ではなく、斜めに交叉する方向に対して与えるように設定する。例えば、本実施の形態のように、ディスプレイ３０の下方向から見られるように撮像する場合には、仮想４角形２２００Ｂは下方向に開く台形形状として撮像されるため、この場合には斜辺に対して斜め下方向に交叉するように前記オフセット値を与える。また、例えばこれとは逆に、ディスプレイ領域を上方向から撮像する場合には、仮想４角形２２００Ｂは逆方向に歪むため、前記Ｑ３、Ｑ５に対するオフセット値は、斜辺に対して斜め上に交叉する方向に与えることが好ましい。このようにすることにより、実際の仮想４角形２２００Ａの撮像エリアを、図６に示すように二次曲線で囲まれた領域として正確に特定することができる。
【００６４】
なお、このようにディスプレイ３０上に表示される仮想４角形２２００Ａを、ビデオカメラ４０では歪んで撮像されることを見越し、ディスプレイ上に表示される仮想４角形２２００Ａの各辺の中点に、位置検出マークを表示し、これを狙って赤外線を投射し、その位置をカメラ４０側に認識させるという手法も考えられる。このようにすると、ディスプレイ３０上に合計９点のマークを表示しなければならず、しかもこれら全てを、正確にシューティングするという作業をオペレータに強いることになり、オペレータの負担が重くなる。特に、ゲームセンターのように、同じ機種が複数台設置されるような場合に、各ゲーム機毎にこのように負荷の大きい作業をオペレータに行わせることは、好ましくない。これに対し、本実施の形態では、その約半分である５つの基準点マークを表示しこれをシューティングさせる処理をオペレータに行わせるのみで、正確な位置検出が可能となるので、オペレータの負担を大幅に軽減することができる。
【００６５】
図６（Ｂ）には、始点ＱＳ、ＱＥ間を結ぶ辺をその中間の点Ｑｃを通る二次曲線により近似し幾何学的に求める場合の一例が示されている。本実施の形態では、図中縦方向に延びる辺を（１）式で近似し、図中横方向に伸びる辺を（２）式で近似する。
Ｑ（ｔ）＝｛２（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）｝ｔ２−｛（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）ｔ＋ＱＳ｝ …（１）
但し、 ０．０≦ｔ≦１．０
Ｑ（ｕ）＝｛２（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）｝ｕ２−｛（ＱＥ−ＱＳ）＋４（ＱＳ−ＱＣ）ｕ＋ＱＳ｝ …（２）
但し、 ０．０≦ｕ≦１．０
ところで、図６に示すように認識されたエリア２２００Ｂは、ディスプレイ３０上における仮想４角形２２００Ａの領域に対応するものである。この仮想４角形２２００Ａは、実際の位置検出エリア２１００Ａを所与の縮小倍率で縦方向、横方向に縮小したものである。このため、図６に示す認識エリア２２００Ｂを縦方向、横方向に所与の倍率で拡大することで、位置検出エリア２１００Ａに対応した撮像エリア内における位置検出エリア２１００Ｂを特定することが必要となる。
【００６６】
図７、８にはこの一連の処理説明図が示されている。
【００６７】
まず、図７に示すように、Ｑ０、Ｑ３´、Ｑ６を結ぶ二次曲線、Ｑ１´、Ｑ４、Ｑ７´を結ぶ二次曲線、Ｑ２、Ｑ５´、Ｑ８を結ぶ二次曲線を縦方向に拡大する。この拡大は、前記（１）式の二次曲線のパラメータの範囲を０．０≦ｔ＜１．０から、−α≦ｔ＜１．０＋α（α＞０．０）に拡大することにより行う。
【００６８】
このようにすると、Ｑ０、Ｑ１´、Ｑ２、Ｑ６、Ｑ７´、Ｑ８の各点は、それぞれＰ０´、Ｐ１、Ｐ２´、Ｐ６´、Ｐ７、Ｐ８´の位置まで二次曲線に沿って上下方向に移動する。このときαの値は、図５に示す仮想４角形２２００Ａと、位置検出エリア２１００Ａの位置検出エリア２１０Ａに対する縦方向の比に合わせて設定される。
【００６９】
次に、図８に示すように、Ｐ０´、Ｐ１、Ｐ２´を結ぶ二次曲線、Ｑ３´、Ｑ４、Ｑ５´を結ぶを二次曲線、Ｐ６´、Ｐ７、Ｐ８´を結ぶ二次曲線に沿って、Ｐ０´、Ｐ２´、Ｑ５´、Ｐ８´、Ｐ６´、Ｑ３´を横方向に拡大する。この拡大は、前記（２）式の二次曲線のパラメータの範囲を０．≦ｕ＜１．０から、−β≦ｕ＜１．０＋β（β＞０．０）に拡大するすることにより行う。
【００７０】
このとき拡大率を特定するためのβの値は、図５において仮想４角形２２００Ａに対する実際の位置検出エリア２１００Ａの横方向への倍率に基づいて設定される。このような拡大処理を行うことにより、図８に示すように、Ｐ０´、Ｐ２´、Ｑ５´、Ｐ８´、Ｐ６´、Ｑ３´は、それぞれＰ０、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ６、Ｐ３の位置まで移動する。
【００７１】
このような拡大処理によって得られたＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ７、Ｐ６、Ｐ３によって特定される撮像エリア内の領域２１００Ｂは、ディスプレイ３０上に表示される位置検出エリア２１００Ａ（本実施の形態では画像表示エリア２０００Ａと一致する）の撮像エリアと一致する。
【００７２】
このようにして、テレビカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂを特定することができる。
【００７３】
（３）Ｍ×Ｎのマトリクス分割
次に、図１３のステップＳ１６において、撮像エリア内における特定された位置検出エリア２１００Ｂと、図５に示す実際の位置検出エリア２１００Ａの間の座標の対応関係を求める処理を行う。本実施の形態では、図５に示す画面中央の基準点Ｐ４の位置データは、図８に示す特定された位置検出エリアの中心点Ｑ４として与えられる。なお、便宜上、この撮像エリア内におけるＱ４の位置も、Ｐ４と表示して以下の説明を行う。
【００７４】
このＰ４の点における、位置検出エリア２１００内の座標位置データは予め与えられていることは前述した。そして、図５に示す仮想４角形２２００Ａの四隅Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の点の、位置検出エリア２１００Ａ内における位置データも与えられており、さらに前述した縦方向の倍率を特定するためのαと、横方向の倍率を特定するためのβの値も製品出荷時に予め与えられ、記憶手段に記憶されている。このため、図８に示すように、撮像エリア内において特定される位置検出エリア２１００Ｂの各コーナー部Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の、実際の表示画面上における座標位置も演算により求められる。このようにして、実際の位置検出エリア２１００Ａの座標と撮像エリア内において特定された位置検出エリア２１００Ｂの座標との対応関係を求めることができる。
【００７５】
以下にその具体的な処理を説明する。
【００７６】
撮像エリア内において、図９（Ａ）に示したように特定された位置検出エリア２１００Ｂを、図９（Ｂ）に示すようにＭ×Ｎのマトリクスに分割する。
【００７７】
まずＰ０、Ｐ１、Ｐ２を結ぶ二次曲線の辺、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を結ぶ二次曲線、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を結ぶ二次曲線の辺を、各中点Ｐ１、Ｐ４、Ｐ７が中央の分割点となるように（Ｍ−１）分割（但し、Ｍは偶数）する。そして、上下方向に相対向する辺の対向する分割点間を、中心のラインの対応する分割点を互いに交叉することなく通過するように前記（１）式で示す二次曲線Ｄｊで結ぶ（但し、ｊ＝０，１…Ｍ）。これにより、特定された位置検出エリア２１００Ｂは横方向にＭ分割されることになる。
【００７８】
さらに、図１０（Ａ）に示すように、Ｐ０、Ｐ３、Ｐ６を結ぶ二次曲線の辺、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８を結ぶ二次曲線の辺及び中点Ｐ１、Ｐ４、Ｐ７を結ぶ二次曲線の辺を、各辺の中央点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ４が中央の分割点となるように（Ｎ−１）分割（但し、Ｎは偶数）する。そして横方向に相対向する辺の分割点間を、中央の線の対応する分割点を互いに交叉することなく通過するように、前記（２）式の二次曲線Ｃｉで結ぶ（但し、ｉ＝０，１，…Ｎ）。これにより、図１０（Ａ）に示すように、位置検出エリア２１００Ｂは縦方向にＮ分割される。
【００７９】
このようにして、横方向にＭ分割、縦方向にＮ分割することにより、図１０（Ｂ）に示すように、撮像エリア内の位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎ個のマトリクスに分割することができる。
【００８０】
そして、前述したように位置検出エリア２１００Ｂの中点Ｐ４の座標（実際の位置検出エリアに対応する座標）及びその四隅の頂点Ｐ０、Ｐ２、Ｐ８、Ｐ６の座標（実際の位置検出エリアの頂点座標）はすでに判明しているため、この位置検出エリアを前述したようにＭ×Ｎのマトリクスに分割したことにより得られる各分割エリアの頂点（図１０において黒丸で示す位置）の座標（実際の位置検出エリアに対応した座標）も計算により求められる。
【００８１】
このように、撮像エリア内において特定された位置検出エリア２１００Ｂのデータ、及びこの位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎのマトリクスに分割したデータと、マトリクス各頂点の実際の位置検出エリア２１００Ａの座標に対応した座標位置データは、ＲＡＭ１４０に書き込み記憶される。
【００８２】
これにより、このシミュレータを用いて、プレーヤが光線銃２０からディスプレイ３０上に表示されるゲーム画面の標的に向けシューティングを行った場合に、ゲーム画面上における銃の着弾位置を表すスポット光の位置検出を、赤外線ビデオカメラ４０の撮像信号に基づき正確に行い、命中判定を行うことが可能となる。
【００８３】
（４）位置検出処理
図１４には、位置検出部２１２が実行する特徴的な処理の例が示されている。
【００８４】
まず、ゲームが開始されると、ディスプレイ３０上には、ゲーム演算部１１０が演算し画像生成部１６０が生成したゲーム画面が表示される。このゲーム画面内には前述したように各種の標的が次々と表示される。本実施の形態では、位置検出エリア２１００Ａ全域がシューティングエリアとして設定され、この内部に適宜標的が表示され、プレーヤは光線銃２０を用いて標的めがけて射的をすることになる。
【００８５】
赤外線ビデオカメラ４０は、ディスプレイ３０上に表示される前記スポット光２６のみをゲーム画面と分離して撮像する。
【００８６】
そして、スポット光位置検出部２１２は、ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理を行ない、位置検出エリア２１００Ａ内におけるスポット光２６の着弾位置検出を行う。
【００８７】
次に、この位置検出処理を詳細に説明する。
【００８８】
ビデオカメラ４０で撮像されたスポット光２６の位置がは、図１１（Ａ）に示すように撮像エリアのＶ９の点である場合を想定する。
【００８９】
（４−１）ブロックの特定
まず撮像エリア内のスポット光が、Ｍ×Ｎのブロックに分割された位置検出エリア２１００Ｂのどのブロック内に存在するかを特定する処理を行う。
【００９０】
具体的には、まず図１２（Ａ）に示すように、位置検出エリアを縦方向に分割するＣ０〜ＣＭの二次曲線に対して、スポット光２６がどの二次曲線Ｃｉの間に挟まれているかを検出する。この検出処理は、スポット光２６が、前記各二次曲線Ｃｉの上側に存在するか下側に存在するかを準に調べていくという簡単な処理により実現できる。
【００９１】
次に、スポット光２６が、位置検出エリアを縦方向に分割するＤ０〜ＤＮの複数本の二次曲線Ｄｊのどれに挟まれているかを検出する。この検出処理は、スポット光２６が各二次曲線Ｄｊの右側に位置するか左側に位置するかを検出するという簡単な処理により実現できる。
【００９２】
ところで、本実施の形態では、位置検出エリア２１００Ｂは横方向にＭ個に分割され、縦方向にＮ個に分割されている。
【００９３】
ディスプレイ３０上に表示される実際の位置検出エリア２１００Ａの横方向のサイズをＸＳＩＺＥ、縦方向のサイズをＹＳＩＺＥとし、かつこの実際の位置検出エリア２１００ＡをＭ×Ｎマトリクスに等分割し、しかも位置検出エリア２１００Ａの左上の点をＸ＝０、Ｙ＝０の座標原点として設定すると、横方向にｊ番目、縦方向にｉ番目に存在するマトリクス内のブロックの左上隅の座標は次式で表されることになる。
Ｘ＝ＸＳＩＺＥ・ｊ／Ｍ
Ｙ＝ＹＳＩＺＥ・ｉ／Ｎ …（３）
但し、ｉ＝０、１、…Ｎ、ｊ＝０、１、…Ｍの値を取る。
このようにして、スポット光２６が存在する位置検出エリア２１００Ｂ内でのブロックが特定され、特定されたブロックの各頂点の座標を求めることができる。
【００９４】
（４−２）ブロック内での位置
このようにして、スポット光２６が存在するブロックが特定されると、次にステップＳ２４において、当該ブロック内におけるスポット光の位置検出を行う。
【００９５】
本実施の形態では、前記マトリクスの構成単位であるブロックは４点により囲まれており、しかも位置検出エリア２１００Ｂを構成する各ブロックは、図１２（Ｂ）に示すような四角形で近似することができる。ここでＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、当該ブロックを囲むマトリクスの頂点位置とすると、しかもこれら各頂点位置における座標は前記（３）式により求められる。
【００９６】
このブロック内において、スポット光２６の存在する位置Ｖ９は、当該ブロックを横方向にｓ：（１−ｓ）に内分し、縦方向にｑ：（１−ｑ）に内分するものとするとする（但し、０≦ｓ≦１，０≦ｑ≦１）。このとき、前記ブロック内におけるＶ９の位置と前記各頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の位置とから、前記内分点の比率を特定するためのｓ、ｑの値を演算により求めることができる。ここにおいて、このブロックの左上隅の点Ｖ１を基準とした、目標点Ｖ９の座標（ΔＸ，ΔＹ）は、各ブロックのＸ軸、縦方向の寸法が（ＸＳＩＺＥ／Ｍ）、（ＹＳＩＺＥ／Ｎ）となることから、次式で求めることができる。
ΔＸ＝（ＸＳＩＺＥ／Ｍ）・ｓ
ΔＹ＝（ＹＳＩＺＥ／Ｎ）・ｑ …（４）
このように、本実施の形態では、位置検出エリア２１００ＢのＭ×Ｎのマトリクスを構成する各ブロックを四角形状に近似し、この四角形内の位置を求めることにより、ブロック内の位置検出を簡単に行うことができる。しかも、各ブロックは、その形状が多少歪んでいるといえども四角形状に極めて近い形をしているため、前記近似により発生する誤差は無視できる程度の値となる。
【００９７】
（４−３）位置検出エリアないでの検出位置
次に、ステップＳ２６において、ステップＳ２４で求めたスポット光存在するブロックの左上コーナー部の座標データと、ステップＳ２６で求めたブロック内におけるスポット光の位置ΔＸ、ΔＹとに基づき、次式に基づき実際の位置検出エリア２１００Ａ内におけるスポット光２６の着弾位置のＸＹ座標を求めることができる。
Ｘ＝ＸＳＩＺＥ・（ｊ＋ｓ）／Ｍ （０≦ｊ＜Ｍ， ０．０≦ｓ＜１．０…（５）
Ｙ＝ＹＳＩＺＥ・（ｉ＋ｑ）／Ｎ （０≦ｉ＜Ｎ， ０．０≦ｑ＜１．０…（６）
このように、本実施の形態によれば、ビデオカメラ４０の撮像エリアに含まれる位置検出エリア２１００Ｂのどの位置に、スポット光２６が存在するかを直接検出するのではなく、予め撮像エリア内における位置検出エリア２１００ＢをＭ×Ｎのマトリクスに粗分割しておき、どの分割エリアにスポット光が存在するかを判定した後、スポット光の存在するブロック内のどの位置にスポット光を配置するかを検出するという２段階の処理を行い、位置検出エリア２１００Ｂ内におけるスポット光の位置検出を行っている。このようにすることにより、スポット光の位置検出を直接行う場合に比べ、ＣＰＵの演算処理の負担を大幅に軽減し、かつスポット光の位置検出を正確に行うことが可能となる。
【００９８】
（５）他の実施の形態
なお、本実施の形態では、撮像エリア内におけるスポット光を、前述したように二次曲線を用いて複数のマトリクスに分割する場合を例にとり説明したが、位置検出エリアを複数のブロックに分割するための分割ラインは、このように二次曲線に限らず、必要に応じて三次以上の曲線を用いてもよく、また多少精度が低下しても構わないならば、直線を用いてもよい。
【００９９】
また、前記実施の形態では、画像表示エリア２０００Ａと、位置検出エリア２０００Ａとが一致する場合を例にとり説明したが、画像表示エリア２０００Ａに比べ位置検出エリア２０００Ａが小さい場合に対しても本発明に適用することができる。
【０１００】
また、前記実施の形態では、位置検出エリア２１００Ａに対して、仮想４角形２２００Ａを縮小して設定する場合を例にとり説明したが、位置検出エリア２１００Ａと仮想４角形２２００Ａを同一のエリアとして設定してもよい。またはこれとは逆に位置検出エリア２１００Ａが小さい場合には、これを拡大したもとして仮想４角形２２００Ａを設定してもよい。この場合には、上述した実施の形態とは逆に、仮想４角形２２００Ａに対応したエリアを撮像エリア内において特定した後、このエリアに対し、位置検出エリア２１００Ａに特定するために所定の縮小処理を行うことが必要となる。
【０１０１】
また、シューティングゲームにおいては、画像表示エリア２０００内の比較的狭い範囲に、標的が表示されるシューティングエリアが設定される場合も多く、このような場合には、位置検出エリア２１００Ａをシューティングエリアと一致させるように形成すればよく、さらに好ましくはこのシューティングエリアと仮想４角形２２００Ａとを一致させるように設定すればよい。このようにすれば、撮像エリア内における仮想４角形２２００Ａの位置が特定されれば、これがそのままシューティングエリアを特定する領域となるため、前記拡大縮小等の処理を行う必要がない。
【０１０２】
また、前記実施の形態において、図１に示した構成に変えて図１５に示すような構成を採用することも可能である。図１５は、本発明に係るシミュレータの他の例を示す概略説明図である。なお、前記実施の形態と対応する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０３】
ゲーム装置本体３０は、筐体３５１と、この筐体における光線銃２０側の面に設けられたディスプレイ３１６と、ディスプレイ３１６と対応する位置において筐体３５１の内部に形成されたスポット光形成エリア３１２と、このスポット光形成エリア３１２及びディスプレイ３１６の間に配置されたハーフミラー３１４と、このハーフミラー３１４の下方において表示画面を上方に向けて設置されたＣＲＴ３２と、前記スポット光形成エリア３１２を撮像する赤外線ビデオカメラ４０とを含む。また、ゲーム装置本体の内部には図示しない回路基板が組み込まれ、図２のブロック図に示された機能と同様な機能を実現するように構成されている。
【０１０４】
ディスプレイ３１６は、ガラス板やプラスチック板等の透明部材で形成されており、ハーフミラー３１４で映し出された画像を外部から見られるようになっている。
【０１０５】
ハーフミラー３１４が、入射される光の一部を透過し他を反射するものであり、分離手段に相当する。ハーフミラー３１４は、光線銃２０の方向に対して所定角度、ここでは４５度傾けて設置されている。スポット光形成エリア３１２は、光線銃２０の方向から入射した光をハーフミラー３１４が透過する方向に形成され、ＣＲＴ３２は、光線銃２０の方向から入射した光をハーフミラー３１４が反射する方向に設置される。これにより、下方に設置されたＣＲＴ３２の画像をプレーヤの方向に反射表示して、光線銃２０を手にしたプレーヤに画像を見せることが可能となる。また、光線銃２０から発射された赤外線ビームはハーフミラー３１４を透過し、スポット光形成領域３１２にスポット光として形成されることになる。
【０１０６】
ビデオカメラ４０は、前記実施の形態と同様の機能を有し、このビデオカメラ４０で取り込まれた画像データに基づき、撮像領域に含まれる位置検出エリア２１００Ｂが前記実施の形態と同様にして特定され、また前記実施の形態と同様にしてスポット光の着弾位置検出、命中判定が行われることになる。なお、ハーフミラー３１４に対するスポット光形成領域３１２とＣＲＴ３２との位置関係は、図１５に示す場合と逆にすることも可能となる。
【０１０７】
また、本発明は、単なるスポット光位置検出システムとしても形成することができる。本発明の装置は、例えばディスプレイ３０上に表示される所定の画像に光を投射することで、例えばその画像を指し示す光ポインティングディバイス用の位置検出システムとしても使用することができる。
【０１０８】
また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、シューティングゲーム以外に、例えばシューティング用のシミュレータ、具体的には軍事訓練や武器等の着弾シミュレータ用の装置としても用いることができる。
【０１０９】
また、前記実施の形態では、ビデオカメラ４０として、赤外線の波長領域の画像のみを撮像する赤外線撮像手段を用いた場合を例にとり説明したが、画像信号からスポット光が検出することができるれば、通常のビデオカメラを用いてもよい。例えばレーザビームの投射によるスポット光の位置検出を行う場合には、その光の輝度が極めて強いため、通常のビデオカメラを用いてもこのスポット光位置検出を、前記実施の形態と同様にして行うことができる。
【０１１０】
また、前記実施の形態では、赤外線スポット光を用いる場合を例にとり説明したが、これ以外に他の波長帯域、例えばプレーヤの目に見えない他の波長帯域の光線銃２０のポインティングディバイスから発射しディスプレイ上に投射するようにしてもよい。この場合には、当該波長帯域の光のみを透過するフィルタを介して、ディスプレイ３０またはスポット光形成エリアにおける画像を撮像するように形成すればよく、このようにしても前記実施の形態と同様な作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したシミュレータの第１の実施の形態の概略説明図である。
【図２】ゲーム装置本体の機能を実現するための概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のシミュレータの概略斜視説明図である。
【図４】同図（Ａ）は、赤外線ビデオカメラでの撮像画像の説明図であり、同図（Ｂ）は、この撮像画像に含まれる画像表示エリア、位置検出エリアの説明図である。
【図５】ディスプレイ上に表示される基準位置及び位置検出用マークの説明図である。
【図６】同図（Ａ）は、撮像信号から位置検出マークの表示位置を特定するとともに、位置検出マークで特定される仮想４角形の領域を特定するための処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、仮想４角形の各辺を近似するための二次曲線の概略説明図である。
【図７】仮想４角形を縦方向に拡大する処理の説明図である。
【図８】仮想４角形を横方向に拡大する処理の説明図である。
【図９】同図（Ａ）は、撮像エリアにおいて特定された位置検出エリアを横方向にＭ分割する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、Ｍ×Ｎのマトリクスに分割された位置検出エリアの説明図である。
【図１０】同図（Ａ）は、位置検出エリアを縦方向にＮ分割する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、Ｍ×Ｎのマトリクスに分割された位置検出エリアの各分割ブロックの頂点位置の説明図である。
【図１１】同図（Ａ）は、位置検出エリアの分割マトリクスの概略説明図であり、同図（Ｂ）は、マトリクスの各ブロックを矩形形状に近似した位置検出エリアの概略説明図である。
【図１２】同図（Ａ）は、ビデオカメラで撮像されたスポット光が位置検出エリアのどの分割エリアに属するかを判定する処理の説明図であり、同図（Ｂ）は、ブロックが特定された際に、そのブロック内のどの位置にスポット光が存在するかを特定する処理の説明図である。
【図１３】ゲーム開始前に、撮像エリアに含まれる位置検出エリアを特定する処理のフローチャート図である。
【図１４】ゲーム中において、スポット光の着弾位置をカメラの撮像信号から検出するための処理のフローチャート図である。
【図１５】本実施の形態の他の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ シミュレータ
２０ 光線銃
２２ 赤外線発光部
２６ スポット光
３０ ディスプレイ
４０ ビデオカメラ
５０ ゲーム装置本体
１００ 処理部
１１０ ゲーム演算部
１１６ 命令判定部
１５０ ＲＯＭ
１６０ 画像生成部
２００ コントロール部
２１０ スポット光位置検出部
２１２ 位置検出エリア特定部
Claims (13)
- 画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうシューティングゲーム用の装置であって、
前記撮像手段に撮像された位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための分割情報と、前記マトリクスを構成するＭ×Ｎの各ブロックに対し与えられる前記画像表示エリアの位置検出エリアに対応した座標情報とが記憶された記憶手段と、
前記撮像信号と前記分割情報に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記特定されたブロックの座標情報と、前記特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含むことを特徴とするシューティングゲーム用の装置。 - 請求項１において、
前記記憶手段には、
前記位置検出エリアの相対向する１組の辺に設定された（Ｍ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第１の分割線群と、他の１組の辺に設定された（Ｎ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第２の分割線群とにより、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための分割情報が記憶されたことを特徴とするシューティングゲーム用の装置。 - 請求項１において、
前記記憶手段には、
画像表示エリアに含まれる位置検出エリアの中心位置に対応した撮像エリア内の位置を中点位置として特定するための情報が記憶されるとともに、
前記検出された位置検出エリアの相対向する１組の辺に（Ｍ−１）個（Ｍは偶数）の内分点を設定し、他の１組の辺に（Ｎ−１）個（Ｎは偶数）の内分点を設定し、
前記１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第１の中心多次曲線に（Ｎ−１）個の内分点を設定するとともに、前記他の１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第２の中心多次曲線に（Ｍ−１）個の内分点を設定し、
前記１組の辺の内分点間を、前記第２の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第１の分割線群と、前記他の１組の辺の内分点間を、前記第１の中心多次曲線の対応する内分点を介して多次の曲線で互いに交叉しないように結ぶ第２の分割線群と、により、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための分割情報が記憶されたことを特徴とするシューティングゲーム用の装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記シューティングゲームに代え、シューティング用のシミュレーションを行うことを特徴とする装置。
- 画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なう位置検出用の装置であって、
前記撮像手段に撮像された位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための分割情報と、前記マトリクスを構成するＭ×Ｎの各ブロックに対し与えられる画像表示エリアの位置検出エリアに対応した座標情報とが記憶された記憶手段と、
前記撮像信号と前記分割情報に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記特定されたブロックの座標情報と、前記特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
を含むことを特徴とする位置検出用の装置。 - 画像表示エリアにシューティングディバイスから投射されるスポット光の着弾位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行ない、シューティングゲームを行うための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶された情報記憶媒体であって、
記憶手段に記憶された所与の分割情報に基づき、前記撮像手段に撮像された位置検出エリアを、前記画像表示エリアの位置検出エリアに対応した座標情報が与えられたＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号と前記分割情報に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記特定されたブロックの座標情報と、前記特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムが記憶されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。 - 請求項６において、
前記マトリクスに分割するための手段は、
前記位置検出エリアの相対向する１組の辺に設定された（Ｍ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第１の分割線群と、他の１組の辺に設定された（Ｎ−１）個の内分点を互いに交叉しないように結ぶ第２の分割線群とにより、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割することを特徴とする情報記憶媒体。 - 請求項６において、
前記マトリクスに分割するための手段は、
画像表示エリアに含まれる位置検出エリアの中心位置に対応した撮像エリア内の位置を中点位置として特定するとともに、
前記検出された位置検出エリアの相対向する１組の辺に（Ｍ−１）個（Ｍは偶数）の内分点を設定し、他の１組の辺に（Ｎ−１）個（Ｎは偶数）の内分点を設定し、
前記１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第１の中心多次曲線に（Ｎ−１）個の内分点を設定するとともに、前記他の１組の辺の中央の内分点間を前記中点位置を介して結ぶ第２の中心多次曲線に（Ｍ−１）個の内分点を設定し、
前記１組の辺の内分点間を、前記第２の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第１の分割線群と、前記他の１組の辺の内分点間を、前記第１の中心多次曲線の対応する内分点を介して互いに交叉しないように多次の曲線で結ぶ第２の分割線群と、により、前記位置検出エリアをＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割することを特徴とする情報記憶媒体。 - 請求項６〜８のいずれかにおいて、
前記位置検出エリアは、
実際の表示画像エリアに含まれるシューティングエリアとして与えられることを特徴とする情報記憶媒体。 - 請求項６〜９のいずれかにおいて、
前記シューティングゲームを行うためのプログラムに代え、シューティング用のシミュレーションを行うためのプログラムを記憶することを特徴とする情報記憶媒体。 - 画像表示エリアに投射されるスポット光の位置検出を、画像表示エリアの位置検出エリアを撮像する撮像手段の撮像信号に基づき行なうための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶された情報記憶媒体であって、
記憶手段に記憶された所与の分割情報に基づき、前記撮像手段に撮像された位置検出示エリアを、前記画像表示エリアの位置検出エリアに対応した座標情報が与えられたＭ×Ｎブロックのマトリクスに分割するための手段と、
前記撮像信号と前記分割情報に基づき、スポット光が存在する前記分割マトリクスのブロックを特定するとともに、特定されたブロック内における前記スポット光の位置検出を行い、前記特定されたブロックの座標情報と、前記特定ブロック内における前記スポット光の位置検出情報とに基づき、前記位置検出エリアにおけるスポット光の着弾位置検出を行う位置検出手段と、
としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記撮像手段は、実際の表示画像エリアに含まれる位置検出エリアを通過又は反射したスポット光が形成されるスポット光形成エリアを、前記位置検出エリアに替えて撮像することを特徴とする装置。 - 請求項６〜１１のいずれかにおいて、
前記撮像手段は、実際の表示画像エリアに含まれる位置検出エリアを通過又は反射したスポット光が形成されるスポット光形成エリアを、前記位置検出エリアに替えて撮像することを特徴とする情報記憶媒体。
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