JP3626711B2 - 指向位置検出用マーカ、指向位置検出装置及び射的ゲーム装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象領域面内に向けられたコントローラからの遠隔的な入力操作を受けて、指向された対象領域面内の位置を検出する装置、検出用のマーカ及びこれらが適用される射的ゲーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレイヤ前方のスクリーン上に映像を表示し、表示されている対象物への射撃をプレイヤに模擬銃のコントローラを用いて擬似体験させるビデオゲーム機が知られている。
【０００３】
このようなビデオゲーム機のうちの１つである特許第２９６１０９７号公報記載の射的ビデオゲーム機は、模擬銃の銃口近傍に設けられたＣＣＤカメラにより、スクリーン上部所定位置に設置される２個の赤外線発光ＬＥＤを撮像し、ＣＣＤ画像中の２つの赤外線発光ＬＥＤの像の位置関係から、撮像された範囲の中央すなわちスクリーンに対する銃口の向きを検出するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように２個の赤外線発光ＬＥＤを検出用として採用した射的ビデオゲーム機では、プレイエリアが水平面上で所定の広さを有していてコントローラとしての模擬銃が移動可能な場合とか、模擬銃が回転操作可能な場合には、銃口の向きを正確に検出することには限界がある。
【０００５】
本発明はこれらに着目してなされたものであり、その目的は、コントローラの操作性に関する態様に関係なく、コントローラの向きすなわちゲーム画像が表示される画面等の対象領域面との交点を算定することを可能にする構造的に簡易な指向位置検出用マーカ、指向位置検出装置及び射的ゲーム装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明に係る指向位置検出用マーカは、コントローラに設けられた撮像手段により対象領域面内の指向方向の撮像画像を生成し、該撮像画像から撮像範囲の中央に対応する対象領域面内の位置を算定するための情報を撮像画像中に提供するための指向位置検出用マーカであって、対象領域面に対して所定の位置関係を有して配設可能に構成され、２軸方向の情報を含む形態を有する複数の点状光源からなる光源を有してなり、前記複数の点状光源は、直線上で所定間隔を有する３個の点状光源と、一端の点状光源から前記直線に直交する方向に所定間隔離間した１個の点状光源とからなることを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、対象領域面に向けてコントローラを操作する等により撮像手段で撮像画像が生成される。撮像画像中には指向位置検出用マーカの像が含まれている。指向位置検出用マーカは２軸方向の情報を有することから、撮像画像中に、コントローラの位置情報のみならずコントローラの例えば指向方向の軸を中心とした（回転）傾き、すなわち回転角度情報が含まれる。従って、この位置情報及び回転角度情報から撮像画像の中心、すなわちコントローラが向けられた対象領域面上の位置、すなわち交点を算定することが可能となる。指向位置検出用マーカは対象領域面上に限らず、対象領域面との位置関係が規定されておれば足りる。指向位置検出用マーカは所要の位置に取り付け可能な構成を有していることで、対象領域面として種々の物への適用が可能となる。取り付け位置も制限を受けないため、所望する位置に配設可能である。指向位置検出用マーカは２軸方向の情報を提示可能であれば、形状は問わず、点状に限らず、棒状の光源でもよい。また、２軸方向の情報を識別可能な点状光源から構成することで、指向位置検出用マーカを容易、安価に作成することが可能となる。さらに、最小の点状光源で２軸方向の情報を提示可能と なる。それ以上の点状光源を付加的に採用することにより精度向上などを図ることが可能となる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の指向位置検出用マーカにおいて、前記光源は、前記対象領域面上に配置可能であることを特徴とする。この構成によれば、対象領域面と同一面であるため、演算式が容易となるという利点がある。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の指向位置検出用マーカにおいて、前記所定間隔は一定であることを特徴とする。この構成によれば、点状光源の間隔を一定とすることで、演算式が容易となる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の指向位置検出用マーカにおいて、前記光源は、発光体であることを特徴とする。この構成によれば、自身が発光する発光素子（ＬＥＤ）等が採用可能であり、しかも取り付け構造も簡易で、作業も容易である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の指向位置検出用マーカにおいて、前記光源は、前方からの入射光を反射可能な反射体であることを特徴とする。この構成によれば、対象領域面の前方から発光体等により光を照射し、反射体からの反射（出射）光を撮像手段で受光する態様とすることも可能である。これにより、対象領域面側に直接発光体を装備する必要がなく、構成が容易で汎用性も高い。好ましくは、反射体の形状は半円球等が所要幅の反射光を生成する点で好ましく、撮像手段の、すなわちコントローラの移動範囲がいたずらに制約されず、汎用性が高くなる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の指向位置検出用マーカにおいて、光源は、赤外光を出射するものであることを特徴とする。この構成によれば、自然光の影響を受けにくいという利点があり、自然光に含まれる波長光を採用する場合に比して、操作環境を暗室状とする等の付加物が不要となる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の指向位置検出用マーカにおいて、前記光源が特定色の光を出射するものであることを特徴とする。この構成によれば、利用目的に応じて所望する色の光を出射するマーカが採用可能となる。
【００１４】
請求項８記載の発明は、対象領域面内に向けられたコントローラからの遠隔的な入力操作を受けて、指向された対象領域面内の位置を検出する装置であって、対象領域面に対して所定の位置関係を有して配設された、少なくとも１個以上の請求項１〜７のいずれかに記載の指向位置検出用マーカと、コントローラに設けられ、その向きに対応した方向の撮像画像を生成する撮像手段と、少なくとも前記入力の際に生成された撮像画像中の指向位置検出用マーカの像を識別する識別手段と、識別された指向位置検出用マーカの像の座標、指向位置検出用マーカの対象領域面に対する所定の位置関係、及び撮像画像の視野と対象領域面との寸法比率から得られる指向位置検出用マーカの空間座標情報を用いて撮像手段の視線ベクトルを求め、かつ該視線ベクトルと指向位置検出用マーカの空間座標情報とから、撮像範囲の中央に対応する対象領域面内の位置を得るべく視線ベクトルが対象領域面と交差する交点を算定する算定手段とを備えた指向位置検出装置である。この構成によれば、撮像手段の撮像画像の中央、すなわちコントローラが向けられた対象領域面上の位置、すなわち交点を算定することが可能となる。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の指向位置検出装置において、指向位置検出用マーカは、２軸方向の一方の軸に対して他方の軸が互いに逆向きの軸情報を含む形態を有する異種の指向位置検出用マーカを含み、これら異種の指向位置検出用マーカが対象領域面に対してそれぞれ所定の位置関係を有して配設されていることを特徴とする。この構成によれば、基本形態を共通にする、異種の指向位置検出用マーカを採用することで、同種のマーカを利用する際の個々の判別のための処理が不要となる。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の指向位置検出装置において、対象領域面は、画像が表示される画面を含むことを特徴とする。この構成によれば、画像中の所望する位置を指定することが可能となる。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の指向位置検出装置において、画面は、プロジェクタから投射される画像が表示されるスクリーンであることを特徴とする。この構成によれば、スクリーン上の所望の位置の指定が可能となる。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、請求項１０〜１１のいずれかに記載の指向位置検出装置と、射的対象画像が含まれるゲーム画像を生成するゲーム制御手段と、生成されたゲーム画像を画面に表示する画像表示手段とを備え、コントローラは表示された射的対象画像の表示位置を指向して射的指示に対応する入力操作を行うものであり、算定手段は、入力操作の際に画面内の指向位置を算定するものであり、ゲーム制御手段は、算定された指向位置と射的対象画像の画面内での表示位置との一致の有無を判定し、判定結果に従ってゲーム進行を制御するものであることを特徴とするものである。この構成によれば、ゲーム画面に登場する射的対象画像に対する射的操作を受けて、その射的が射的対象画像に当たったか否かが判定され、それに従って以降のゲーム進行が制御される。例えば射撃ゲームを模したゲームではコントローラとして銃の形状をしたものが採用される。種々のコントローラに採用できることから、種々のゲームへの適用性が高い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の１つである射撃ビデオゲーム機について説明する。
【００２０】
図１は射撃ビデオゲーム機におけるスクリーン１２１での投射画像の移動を示す図である。図１（ａ）は投射画像１２２のスクリーン１２１下部への表示を示しており、図１（ｂ）は投射画像１２３のスクリーン１２１上部への表示を示している。図５はプレイヤ３００の左右への移動に伴う表示画像の変化を示す図である。
【００２１】
また、図２、図４は下部への投射画像１２２の例を示す図であり、図３は上部への投射画像１２３の例を示す図である。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本ゲーム機前方に設定された所定領域を有するプレイエリア１３０に立つプレイヤ３００は、ガンユニット１０を操作して、スクリーン１２１上の投射画像１２２、１２３中に表示される恐竜に対し仮想的な射撃を行う。ゲーム空間（仮想３次元空間）内にて３Ｄ形状を有し時刻の経過とともに動作しつつ移動する恐竜は、（あらかじめ設定されたプレイヤ３００の基準視点に位置が対応する）仮想視点から捕らえらる画像として、遠方に存在するときには図２のような投射画像１２２中に表示され、また、近接するときには図３に示すような投射画像１２３、または図４に示すような投射画像１２２中に表示される。
【００２３】
特に、本ゲーム機では、スクリーン１２１下部に表示される投射画像１２２（図１（ａ））が、スクリーン１２１上部に表示される投射画像１２３（図１（ｂ））へと、ゲーム空間内にて移動される仮想視点と恐竜との位置に応じて表示内容が変化されつつ、矢印Ａ₁の向きに連続的に移動され、このようなスクリーン１２１上の投射画像の移動に伴い、プレイヤ３００の視線はスクリーン１２１下部からスクリーン１２１上部へと（図１（ａ）の矢印Ａ₂の向きから図１（ｂ）の矢印Ａ₃の向きへと）自然に変化されることとなる。
【００２４】
さらに、本ゲーム機では、ゲーム空間内で恐竜がプレイヤを攻撃することが想定されており、図３の投射画像１２３中の状態から、恐竜が、プレイエリア１３０上のプレイヤを噛み付くような動作の画像をスクリーン１２１上部に表示させ、また、図４の投射画像１２２中の状態から恐竜がプレイヤを蹴るような動作（また尻尾を振り回すような動作）の画像をスクリーン１２１下部に表示させる。
【００２５】
プレイヤ３００は、プレイエリア１３０上を左右へと移動することにより、これらの恐竜からの攻撃を回避することができる。図１（ｂ）のように恐竜の頭部に向けての射撃を行っているプレイヤ３００は、恐竜が攻撃を開始することを察知して、図５のようにプレイエリア１３０上を左方に（矢印Ａ₄の向きに）移動すると、本ゲーム機では、この移動が検知され、ゲーム空間内にて恐竜から仮想プレイヤ（仮想視点）が遠ざかっていくように座標が設定され、プレイヤ３００が恐竜から離れていくような（恐竜が矢印Ａ₅の向きに外れていく）投射画像１２３が表示されることとなる。
【００２６】
図３、図４には、仮想視点に近接する大型恐竜の上下の部位がスクリーン１２１の上下に表示されているが、仮想視点から遠方の飛行恐竜（翼竜）をスクリーン１２１の下部に表示させ、仮想視点に対する飛行恐竜の位置に応じ表示内容を連続的に変化させつつ連続的に移動させ、仮想視点に近接する飛行恐竜をスクリーン１２１の上部に表示させるものとすることができる。
【００２７】
かかる概略動作を行う本ゲーム機の構成につき、図６〜図１１を順に用いて説明する。図６、図７は画像の投射のための構成に関するものであり、図８、図９は銃口１６の向きの検出のための構成に関するものであり、図１０はマーカ６〜９の形態及びスクリーンへの取り付け構造図を示すものであり、図１１、図１２はミラー４３の回転等の保護のための構成に関するものである。
【００２８】
画像の投射のための構成について説明する。図６は本ゲーム機の外観を示す図であり、図７はスクリーン１２１上の投射画像の移動を説明するための模式的断面図である。
【００２９】
本ゲーム機では、図６に示すように、スクリーン保持台１２０により保持されたスクリーン１２１上で、プロジェクタ３１（図７）から投射された投射画像１２４が矢印Ａ₆方向に移動され、ガンユニット１０、ガンユニット２０はガンケーブル１７を介して（後に図１３にて説明する）本体制御部１００に接続されている。投射画像１２４は前述の恐竜などのような射撃対象物を含むものであり、プレイエリア１３０上に立つ１Ｐプレイヤは、ガンユニット１０を操作し（また２Ｐプレイヤは、ガンユニット２０を操作し）射撃対象物を仮想的に射撃し、射撃位置、射撃タイミングなどの射撃の巧拙に応じ得点が加算されていく。
【００３０】
基台１１０前面に取り付けられた４つのプレイヤ感知センサ５１〜５４は、１人プレイ時の１Ｐプレイヤの（また２人プレイ時の１Ｐプレイヤおよび２Ｐプレイヤの）左右への移動を感知するものであり、側板１２５が、スクリーン１２１に対する銃口の向きの検出（後述）、スクリーン１２１上での表示に際しての外乱等を防止するために設けられている。
【００３１】
また、本ゲーム機では、リアルさ、迫力を醸し出すための音楽などが再生され、ゲーム進行に際し中高音域の音声を出力するためのスピーカ（上）３２、スピーカ（左）３３およびスピーカ（右）３４と、低音域の音声を出力するためのウーファースピーカ３５とが設けられている。スピーカ（上）３２とスピーカ（左）３３とは１組となって、また、スピーカ（上）３２とスピーカ（右）３４とは１組となって、ステレオ音声を再生する。
【００３２】
コイン投入口３８からは所定金額のコインが投入され、スクリーン１２１上への表示に合わせてスタートボタン３６が適宜押下されて、１Ｐプレイヤのみの１人プレイ、また、１Ｐプレイヤおよび２Ｐプレイヤによる２人プレイが選択的に開始される。
【００３３】
矩形平板状のミラー４３は、図７に示すように、紙面に垂直な方向に延びるミラー軸４５を有しており、ミラー軸４５の両端はミラー保持部材４６により回転自在に保持されている。後述の制御部に接続されるステッピングモータ４１の回転はタイミングベルト４４によってミラー４３へと伝達され、ミラー４３が矢印Ａ₇の向きへと回転されることにより、投射画像１２４がスクリーン１２１上にて矢印Ａ₆の向きへと移動される。
【００３４】
本ゲーム機前方の所定の高さ位置に設定されている基準視点には、ゲーム空間内の仮想視点が対応付けられており、（平均的な身長の）プレイヤはこの基準視点位置からスクリーン１２１を見ることが想定されている。
【００３５】
続いて、銃口１６の向きの検出のための構成について説明する。図８はプレイヤからの入力操作を受け付けるコントローラの一例としてガンユニット１０（ガンユニット２０についても同様）の構成を示す図であり、図９はスクリーン１２１に対する銃口１６の向きを、ガンユニット１０中のＣＣＤカメラ１３とともに検出するための、マーカ６〜９の配置を示す図である。
図９（ａ）は平面上に引き伸ばしたスクリーン１２１の正面図を示しており、図９（ｂ）は本ゲーム機に設置されたスクリーン１２１の側面図を示している。図９において、マーカ６〜９は同一形状を有し、スクリーン１２１表面の左右中央位置であって縦方向に、好ましくは等間隔を有して配設される所定数の、本実施形態においては４個配設されている。マーカ６〜９のそれぞれのスクリーン１２１に対する取り付け位置情報は、図１３に示す本体制御部１００のＲＯＭ１０５等に格納されている。マーカの配置位置は、スクリーン形状等に応じて設定可能であり、本実施形態ではスクリーン１２１の上下近傍及びその間を３等分した２カ所に設けられている。また、マーカの個数はスクリーンの大きさ、ＣＣＤカメラ１３の視野角に応じて適宜設定される。
【００３６】
ガンユニット１０は、図８に示すように、ポンプアクション銃を模したものであり、プレイヤが矢印Ａ₈の向きにトリガー１４を引くことによりオンされるマイクロスイッチであるトリガースイッチ１１と、プレイヤが矢印Ａ₉の向きにスライド部１５をスライドさせることによりオンされるマイクロスイッチであるポンプトリガースイッチ１２と、スクリーン１２１に対する銃口１６の向き、すなわち銃口１６の向き（視線ベクトル）がスクリーン１２１と交差する点を検出するため、マーカ６〜９のうちの少なくとも１個、本実施形態では２個までを撮像可能にする視野角を有するＣＣＤカメラ１３とを有している。
【００３７】
これらトリガースイッチ１１、ポンプトリガースイッチ１２、および、ＣＣＤカメラ１３からの信号はガンケーブル１７を介して本体制御部１００へと伝送され、トリガースイッチ１１がオンされることにより仮想的な射撃が指示され、また、ポンプトリガースイッチ１２がオンされることによりガンユニット１０への仮想的な所定個数の銃弾の装填が指示される。
【００３８】
ＣＣＤカメラ１３の視野４３１によっては、図９（ａ）に示すように、スクリーン１２１の一部のみが撮像されるものであり、また、図９（ｂ）に示すように、（ガンユニット１０中の）ＣＣＤカメラ１３とスクリーン１２１との間の距離は、ゲーム進行中プレイヤの操作に応じて変化されるため、ＣＣＤカメラ１３の視野４３１内に収まるスクリーン１２１の部分の大きさは変化する。
【００３９】
本ゲーム機では、視野４３１に対応するＣＣＤ画像中の、（後述するようにして）マーカ６〜９の取り付け位置情報を利用して発光されている１個のマーカの像の配置及び回転角度の情報が検出されて、プレイヤが銃口１６をスクリーン１２１上のどの部分に向けているか、その交点が検知される。
【００４０】
図１０（ａ）はマーカの形態を示し、図１０（ｂ）（ｃ）はスクリーン１２１への取り付け構造を示す。マーカ６〜９は同一形状を有することから、ここではマーカ６について説明する。マーカ６は外光による誤検知の防止用として赤外光を発光する点光源（発光体）としてのＬＥＤ６Ａ〜ＬＥＤ６Ｄの４個が採用される。ＬＥＤ６Ａ〜ＬＥＤ６Ｃは所定の等間隔を有して直線（主軸）上に配置され、ＬＥＤ６ＤはＬＥＤ６Ａから前記所定の間隔と同一間隔を有し、かつ前記主軸に対して直交する線（副軸）上に設けられる。マーカの形状がＬ字状をなすことから、以下、マーカの形状をいうときは、「Ｌフレーム」という。マーカ６の取り付け位置情報は、各ＬＥＤ毎に規定されて格納されており、本実施形態ではＬＥＤ６Ａが基準位置とされる。
ＬＥＤ６Ａ〜ＬＥＤ６Ｄのそれぞれの間隔は、等間隔であることが好ましいが、これに限定されない。なお、ＬＥＤ６ＤがＬＥＤ６Ａ〜ＬＥＤ６Ｃの配列と直交する位置とすることが、後述する撮像画像中でのマーカ位置及び回転角度を基に行われる算定処理上好ましい。
【００４１】
図１０（ｂ）はＬＥＤ６Ｄの取り付け構造を示す。ＬＥＤ６Ｄは例えばＬＥＤ点灯ドライブ回路等が搭載される所定サイズの基板６１１の略中央に立直姿勢で取り付けられている。スクリーン１２１にはＬＥＤ６Ｄの発光部が露出する孔１２１ａが穿設されている。孔１２１ａにはスクリーン１２１の表（おもて）面に向けて幅広となる円錐状（すり鉢状）に形成されており、ＬＥＤ６Ｄからの発光光が広角度にて照射されるようにしてある。また、金属薄板６１２には左右２カ所に所定高さを有するスタッドナット６１３が溶接、または（金属薄板６１２に形成された図略の孔への）圧入等によって立設されており、このナット６１３に基板６１１を載せて反対面からボルト６１４で締め付けることで基板６１１と金属薄板６１２とが一体化されている。金属薄板６１２のさらに両端位置には孔６１２ａが形成されており、スクリーン１２１の対応するすり鉢状孔１２１ｂから、図では示していないが、三角ビスを貫通させてスクリーン１２１と金属薄板６１２とを介してボルト締めにより両者を一体結合している。
【００４２】
図１０（ｃ）はＬＥＤ６Ａ〜６Ｃの取り付け構造を示し、基本的にはＬＥＤ６Ｄの取り付け構造と同一である。すなわち、ＬＥＤ６Ａ〜６Ｃはそれぞれの所定サイズの基板６２１の略中央に立直姿勢で取り付けられている。スクリーン１２１にはＬＥＤ６Ａ〜６Ｃの発光部が露出する３個の孔１２１ａが対応位置となるように穿設されている。孔１２１ａにはスクリーン１２１の表（おもて）面に向けて幅広となる円錐状に形成されており、ＬＥＤ６Ａ〜６Ｃからの発光光が広角度で照射されるようにしてある。また、金属薄板６２２はＬＥＤ６Ａ〜６Ｃの３個分を含むサイズを有し、所要の３箇所に所定高さを有するスタッドナット６２３が溶接、または（金属薄板６２２に形成された図略の孔への）圧入等によって立設されており、このナット６２３に基板６２１を載せて反対面からボルト締めすることで基板６２１と金属薄板６２２とが一体化されている。金属薄板６２２のさらに適所には孔６２２ａが形成されており、スクリーン１２１の対応するすり鉢状孔１２１ｂから、図では示していないが、三角ビスを貫通させてスクリーン１２１と金属薄板６２２とを介してボルト締めにより両者を一体結合している。
【００４３】
次に、ミラー４３の回転等の保護のための構成に関して説明する。図１１はミラー４３の回転、プロジェクタ３１からの画像の投射を保護するために設置されるアクリル板１４２を示す模式的断面図であり、図１２はアクリル板保持部材１４１（図（ａ））およびアクリル板１４２（図（ｂ））の構成を示す図である。
【００４４】
アクリル板案内溝１４３（図１１（ａ））中に端部が通された状態でミラー４３、プロジェクタ３１等を覆うように設置されるアクリル板１４２（図１１（ｂ））は、図１１に示すように、プロジェクタ３１からの画像を透過させつつ、外部から、ミラー４３、プロジェクタ３１等が置かれる内部を保護するものであり、さらに実像がスクリーン１２１上部に投射される際、アクリル板１４２、ミラー４３等から反射される光によって、虚像がスクリーン１２１外部に結ばれるように水平方向から１０度前後の傾斜がつけられている。
【００４５】
以上のような構成の本ゲーム機の制御について図１３〜図３０を用いて説明する。図１３は本ゲーム機の制御部のハードウェア構成を示すブロック図であり、図１４はゲーム制御部（ＣＰＵ）１０３にて実行される射撃ビデオゲーム処理（射撃ビデオゲームプログラム）の手順を示すフローチャートである。
【００４６】
図１３に示すように、基台１１０（図６）内に設置される本体制御部１００（のゲーム制御部１０３）には、先述のようなトリガースイッチ１１、２１、ポンプトリガースイッチ１２、２２、ＣＣＤカメラ１３、２３、マーカ６〜９、プレイヤ感知センサ５１〜５４、スタートボタン３６、プロジェクタ３１、ステッピングモータ４１およびスピーカ３２〜３５、ならびに、コイン投入口３８からのコインの投入を検知するコインスイッチ３７、（電源投下時等に）ミラー軸４５上に取り付けられた半円状板とによってミラー４３の回転基準位置を定めるための位置センサ４２が接続されており、ゲーム制御部１０３が回転基準位置からの回転角度を指定することによりスクリーン１２１（図７）上の投射画像１２４の表示位置が連続的に指定される。
【００４７】
本体制御部１００には、後述する射撃ビデオゲーム処理のためのプログラム、画像データ、音声データなどを格納するＲＯＭ１０５と、ＲＯＭ１０５から読み出されるプログラムおよびプログラムにて使用されるデータ等を一時的に格納するＲＡＭ１０６と、ＲＡＭ１０６上にロードされたプログラムに基づきゲームの全体的な進行を制御するゲーム制御部１０３と、ゲーム空間内にて３Ｄ形状を有する物体の座標に合わせてポリゴン描画、テクスチャマッピング等の画像特有の処理を行いつつプロジェクタ３１の投射画像に対応する画像データをフレームバッファ１０２に書き込む描画制御部（画像描画プロセッサ）１０１と、ＡＤＰＣＭ音源を備え音声データから音声を再生する音声制御部（音声制御プロセッサ）１０４とが含まれる。
【００４８】
ゲーム制御部１０３にて実行される射撃ビデオゲーム処理では、図１４に示すように、コインスイッチ３７によりコインの投入が検知されなければ（ＳＴ２にてＮＯ）、デモ用の画像データが読み出されデモ画面表示が行われている（ＳＴ１）。
【００４９】
コインの投入が検知されると（ＳＴ２にてＹＥＳ）、スタート画面が表示され（ＳＴ３）、（さらにスタートボタン３６の押下が検知されると）ステージにより異なる、画像データ、音声データ、および、敵キャラクタ（上記の恐竜、また、他の射撃対象物）の攻撃、移動、プレイヤの移動などを特徴付ける他のゲームデータが読み込まれた（ＳＴ４）後、ゲーム開始処理が実行されて（ＳＴ５）、ゲームがスタートされる。
【００５０】
本ゲーム機では、従来の格闘ゲーム機と同様、ゲームの制限時間、および、敵キャラクタからの攻撃に応じて減少される仮想的なプレイヤのライフが設定されており、ゲーム進行中に時間切れとなるか（ＳＴ６にてＹＥＳ）、ライフがなくなれば（ＳＴ７にてＮＯ）、ゲームが終了して、ゲームオーバーを告げる画面が表示される（ＳＴ１３）。時間切れでなく（ＳＴ６にてＮＯ）、かつ、ライフが残っていれば（ＳＴ７にてＹＥＳ）、ゲーム処理本体（ＳＴ８、後に図１６等にて詳細を示す）にてゲームの進行が続けられる。
【００５１】
図２〜図４に示す大型恐竜を倒す等して、１ステージがクリアされると（ＳＴ９にてＹＥＳ）、クリアされたステージが最終ステージでないときには（ＳＴ１０にてＮＯ）、新たなステージに対し、ＳＴ４からの処理が繰り返される。
【００５２】
クリアされたステージが最終ステージであるときには（ＳＴ１０にてＹＥＳ）、続いてマーカ６〜９が消灯され（ＳＴ１１）、エンディング画面、ゲームオーバー画面が表示されて（ＳＴ１２、ＳＴ１３）、ＳＴ１へと処理が戻される。
【００５３】
図１５は図１４のＳＴ８のゲーム処理本体での処理を行うゲーム処理部４００（射撃ビデオゲームプログラムの一部）の主要部の構成を示すブロック図であり、図１６はＳＴ８のゲーム処理本体での処理の詳細な手順を示すフローチャートである。図１７、図１８はプレイヤ感知センサ５１〜５４によるプレイエリア１３０上のプレイヤ３００の位置の検知（１Ｐプレイヤのみの１人プレイ時）を説明するための図である。
【００５４】
図１５に示すように、ゲーム処理部４００は、プレイヤ（仮想視点、また、ゲーム空間内の仮想プレイヤ）に関する処理を行う処理部として、投射画像１２４が表示されるスクリーン１２１位置に対応してマーカ６〜９のいずれを点灯させるかを決定するマーカ点灯処理部４００ａと、ＣＣＤカメラ１３に捕らえられる画像に基づき、銃口１６の向けられているスクリーン１２１上の位置を検出するための銃口向き検出部４０１と、ポンプトリガースイッチ１２、トリガースイッチ１１がオンされたこと、および、プレイヤ感知センサ５１〜５４の検知状態を入力するＩ／Ｏ入力部４０２と、ポンプトリガースイッチ１２がオンされたとき、仮想的な所定個数の銃弾の装填を処理する銃弾装填処理部４０３と、トリガースイッチ１１のオンに応じゲーム空間内で仮想視点近傍から銃口１６の向きに応じた方向に銃弾を移動させるように座標を設定する銃弾位置算出部４０４と、ゲーム空間内にて仮想視点を（あらかじめ指定された移動幅にて）通常移動させるように、また、プレイヤ感知センサ５１〜５４がプレイエリア１３０上でのプレイヤの移動を検知した際、仮想視点が恐竜から遠ざかるように回避移動させるように、仮想視点の座標を設定する視点位置移動部４０５と、敵からプレイヤへの仮想的な攻撃がヒットしたか否かを判定する当たり判定部４０６とを含んでいる。
【００５５】
さらに、ゲーム処理部４００は、敵キャラクタに関する処理を行う処理部として、敵キャラクタがプレイヤに十分近付いてきたとき（乱数等を用い）プレイヤへの攻撃を発生させる敵攻撃設定部４０７と、ゲーム空間内でプレイヤを追いかけるように敵キャラクタの座標を設定して敵キャラクタを移動させる敵移動処理部４０８と、プレイヤから敵への仮想的な攻撃がヒットしたか否かを判定する敵当たり判定部４０９とを含んでおり、加えて、ゲーム空間でのこれらプレイヤ、敵キャラクタの座標の設定に基づき描画を行うように描画制御部１０１に指示するデータを設定し、プロジェクタ３１による投射画像をスクリーン１２１の上部に表示するか下部に表示するかに応じてステッピングモータ４１を回転させる画像処理部４１０と、ゲーム進行に応じた音声（音楽を含む）を選択的に再生するように音声制御部１０４に指示するデータを設定する音声処理部４１１とを含んでいる。
【００５６】
これらの各処理部を含むゲーム処理部４００にて実行されるゲーム処理本体では、図１６に示すように、まず、投射画像１２４が表示されるスクリーン１２１上の位置に対応したマーカ６〜９のいずれかの点灯がマーカ点灯処理にて行われ（ＳＴ８０）、次いで銃口向き検出処理が銃口向き検出部４０１にて行われ（ＳＴ８１、後に図２０等を用いて詳細を説明する）、ポンプトリガースイッチ１２、トリガースイッチ１１、プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応状態がＩ／Ｏ入力部４０２にて取得される（ＳＴ８２）。
【００５７】
ポンプトリガースイッチ１２が反応していれば（ＳＴ８３にてＹＥＳ）、銃弾装填処理部４０３にて仮想的に銃弾が装填され（ＳＴ８４）、トリガースイッチ１１が反応していれば（ＳＴ８５にてＹＥＳ）、銃口向き検出部４０１にて検出されたスクリーン１２１に対する銃口１６の向きに応じて、ゲーム空間内での銃弾の弾道を示す座標が銃弾位置算出部４０４にて計算される（ＳＴ８６）。
【００５８】
プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応状態が、プレイエリア１３０上のプレイヤ３００の移動を示す所定パターンとなっていれば（ＳＴ８７にてＹＥＳ）、視点位置移動部４０５により、仮想視点の回避移動が設定され（ＳＴ８８）、プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応状態が所定パターンとなっていなければ（ＳＴ８７にてＮＯ）、仮想視点の通常移動が設定される（ＳＴ８９）。
【００５９】
より詳細に、プレイヤ感知センサ５１〜５４は、超音波、赤外線などを用いて障害物までの距離を検知し、障害物までが所定の距離（プレイエリア１３０上のプレイヤ３００に対応する距離）以下であるときに信号をオンにする測距センサ（正確な距離の測定は必須ではない）である。図１７、図１８に示すように、１Ｐプレイヤが、通常時の、左内側プレイヤ感知センサ５２前方の基準位置から、左外側プレイヤ感知センサ５１の前方へと移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の左側への回り込みを指示したものとして、ゲーム空間内にて仮想視点の座標が設定される。
【００６０】
特に、ここでは、合わせて２個のプレイヤ感知センサを用いて左側への移動を検知するものとしているため、図１８に示すように、移動以外に、"誰もプレイしていない状態"、"プレイヤ以外のギャラリーを誤認識しているという状態"を検知させることができ、より正確にプレイヤの移動を検知することができるといえる。
【００６１】
さらに、１Ｐプレイヤの右側への移動については（図１７）、右内側プレイヤ感知センサ５３（もしくは右外側プレイヤ感知センサ５４）の前方へとプレイヤが移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の右側への回り込みを指示したものとして、仮想視点の座標が設定される。
【００６２】
また、基準位置を右内側プレイヤ感知センサ５３前方とすることができる。この際には、右外側プレイヤ感知センサ５４の前方へとプレイヤが移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の右側への回り込みを指示したものとし、左内側プレイヤ感知センサ５２（もしくは左外側プレイヤ感知センサ５１）の前方へとプレイヤが移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の左側への回り込みを指示したものとして、ゲーム空間内での仮想視点の座標を設定することができる。
【００６３】
敵キャラクタからプレイヤへの攻撃がヒットしたものと当たり判定部４０６にて判定されると（図１６のＳＴ９０にてＹＥＳ）、自己ライフが減少され、（画面上で自己ライフの値を棒状に表す）自己ライフゲージの表示が更新される（ＳＴ９１）。
【００６４】
敵キャラクタからプレイヤへの攻撃が敵攻撃設定部４０７にて発生されると（ＳＴ９２にてＹＥＳ）、口、腕、脚、尻尾などの敵キャラクタが攻撃を発生する部位からプレイヤに対する攻撃が発生されるように各部位のゲーム空間内での座標が設定され（ＳＴ９３）、敵キャラクタの移動が敵移動処理部４０８にて設定されれば（ＳＴ９４にてＹＥＳ）、ゲーム空間での敵キャラクタの座標が移動される（ＳＴ９５）。続いて、プレイヤから敵キャラクタへの攻撃がヒットしたものと敵当たり判定部４０９にて判定されると（ＳＴ９６にてＹＥＳ）、敵ライフが減少され、敵ライフゲージの表示が更新される（ＳＴ９７）。
【００６５】
ゲーム空間には１または２以上の敵キャラクタが存在することを想定することができ、対象となる敵キャラクタが更新されつつ、すべての敵キャラクタに関しＳＴ９２〜ＳＴ９７の処理が繰り返される（ＳＴ９８にてＮＯ）。すべての敵キャラクタに対してのＳＴ９２〜ＳＴ９７の処理が終了すると（ＳＴ９８にてＹＥＳ）、画像処理部４１０での画像表示処理（ＳＴ９９）、音声処理部４１１での音声出力処理（ＳＴ１００）が行われ、ゲーム処理本体の処理はリターンされることとなる。
【００６６】
図１９は図１６のＳＴ８０のマーカ点灯処理を行うマーカ点灯処理部４００ａ（射撃ビデオゲームプログラムの一部）の主要部の構成を示すブロック図である。マーカ点灯処理部４００ａには、描画処理を行う画像処理部４１０から投射画像１２４が表示されているスクリーン１２１の位置情報を受け取って、現投射位置を判断する投射画像位置判断部４００１と、この投射位置情報とマーカ６〜９の予め規定されている位置情報とから投射範囲に含まれるマーカ中から１個のマーカを後述するようにして特定（決定）する対応マーカ決定部４００２と、決定された対応マーカを構成する４個のＬＥＤに点灯指示を行う対応マーカ点灯指示部４００３とが含まれる。なお、投射画像の表示範囲が２個のマーカを含む状態では、投射画像の表示範囲のより中央に近い方のマーカが決定され、また双方のマーカが中心から同程度離れているときは投射画像のスクリーン上での移動方向に対応したマーカ（すなわち画像処理部４１０からの位置情報を複数回分記憶しておき、今回の位置情報と比較する等して、中央に向かう方のマーカ）が決定されるようにしている。
【００６７】
図２０は図１６のＳＴ８１での銃口向き検出処理を行う銃口向き検出部４０１の主要部の構成を示すブロック図であり、図２１はＳＴ８１での銃口向き検出処理の詳細な手順を示すフローチャート、図２２はＳＴ８１５での「Ｌフレーム」の摘出処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図２０に示すように、銃口向き検出部４０１には、ＣＣＤカメラ１３の撮像画像であるＣＣＤ画像（画素ごとのデータがＲＡＭ１０６上の所定の領域に格納される）の取り込みを行う撮像処理部４０１１と、撮像した画素ごとのデータを所定の閾値で２値化して輝点データとしてＲＡＭ１０６上の所定の領域に格納し、乃至は一旦格納後に２値化処理する２値化処理部４０１２と、２値化された輝点データの存在する座標データの抽出及び所定のデータ整理を行う座標データ抽出部４０１３と、抽出された輝点データのうちから順次３点の組み合わせを選定し、該３点が直線上に存在するか否か及びそれらが略等間隔か否かを判定する直線判定部４０１３と、直線（主軸）上に存在する３点に対して、その一端の輝点の近傍に輝点が存在するか否かを判定する近傍判定部４０１５と、両判定部での判定によって「Ｌフレーム」の特定を行うＬフレーム特定部４０１６と、特定されたＬフレームからカメラの向き、すなわち視線ベクトルを算定する視線ベクトル算定部４０１７と、算定された視線ベクトルのスクリーン１２１との交点（着弾位置）を算定する交点（Ｈ、Ｖ）算定部４０１８とを含む。ＣＣＤ画像中には、自然光に含まれる赤外線や室内等の場合における蛍光灯、放電灯などに含まれる赤外線によってＬＥＤ以外の輝点すなわちノイズが存することになる。そこで、直線判定部４０１３及び近傍判定部４０１４では全ての組み合わせについて判定処理を行うことでノイズを除去するようにしている。
【００６９】
ここで、視線ベクトル算定部４０１７、交点（Ｈ、Ｖ）算定部４０１８について付記説明する。スクリーン１２１上を平面としたときのマーカのＬＥＤ.Ａ〜Ｄは、Ａ（０，０）、Ｂ（１，０）、Ｃ（２，０）、Ｄ（０，１）となり、これを３次元空間に拡張して定義すると、０a（０，０，０）、０b（１，０，０）、０c（２，０，０）、０d（０，１，０）あるいは０d（０，−１，０）となる。一方、この定義した座標をＣＣＤカメラ１３から見た各点の座標は、Ｃa（ｔx，ｔy，ｔz）、Ｃb（ｔx＋ｒ00，ｔy＋ｒ01，ｔz＋ｒ02）、Ｃc（ｔx＋２×ｒ00，ｔy＋２×ｒ01，ｔz＋２×ｒ02）、Ｃd（ｔx＋ｒ10，ｔy＋ｒ11，ｔz＋ｒ12）のような３次元行列を加味した値として表せる。一方、ＣＣＤカメラ１３の視野と実際のスクリーン１２１との水平、垂直方向における寸法比率ｐｈ、ｐｖ、およびＣＣＤ画像中の各点の座標ＬＥＤ.Ａ（Ａh，Ａv）、ＬＥＤ.Ｂ（Ｂh，Ｂv）、ＬＥＤ.Ｃ（Ｃh，Ｃv）、ＬＥＤ.Ｄ（Ｄh，Ｄv）はいずれも既知となるものである。従って、これらの既知データと前記ＣＣＤカメラ１３から見た各点の座標とから、変数ｔx、ｔy、ｔz、ｒ00〜ｒ12が算出でき、ＣＣＤカメラ１３の視線ベクトルの要素が決定されることとなる。なお、座標Ｃcの２項に含まれる値をｒ00，ｒ01，ｒ02の２倍の値、すなわち比例させたのは、スクリーンを平面化して（擬似）表現したためであり、実際、スクリーン１２１が曲面であることを考慮すれば、各座標に対して該曲面の曲率を考慮した３次元行列を定義させればよい。そして、得られた視線ベクトルの要素から、例えば、det＝ｒ00×ｒ11−ｒ01×ｒ10、H＝（ｒ11×(-ｔx)−ｒ01×(-ｔy)）×det、V＝（-ｒ10×ｔx−ｒ00×(-ｔy)）×detのようにして、視線ベクトルdetと交点（Ｈ、Ｖ）とが求まることとなる。
【００７０】
なお、ＬＥＤ６Ａ、ＬＥＤ６Ｂ、ＬＥＤ６Ｃは前述のとおり、一定ピッチに限定されないが、この場合でも、各ピッチ情報を有していれば、計算可能である。また、ゲーム制御部１０３には、交点（Ｈ、Ｖ）算定部４０１８にて得られた情報、又は視線ベクトル算定部４０１７及び交点（Ｈ、Ｖ）算定部４０１８にて得られた情報を基に、スクリーン１２１上の着弾位置からゲーム空間内へ飛翔する銃弾の弾道を計算する弾道計算部を含む。
【００７１】
図２１では、先ず所定周期、例えば１／６０秒毎の垂直同期（V-sync、V-blank）等のトリガー条件によりＣＣＤカメラ１３を作動させて撮像（ＣＣＤ）データの取り込みが行われ（ＳＴ８１１）、次いで取り込んだデータが２値化処理部４０１２にて２値化され、輝点の抽出が行われる（ＳＴ８１２）。ここで、輝点として扱われる２値化データの座標を取り込み、それぞれに識別符号を付す（ラベリング）と共に、座標データが分散して存在する態様では適宜のグルーピング処理が施される（ＳＴ８１３）。そして、輝点の位置データ、グループ情報、（必要に応じて作成された）形状情報を基に、輝点の粗い特定が行われる（ＳＴ８１４）。続いて、輝点位置から「Ｌフレーム」を構成する輝点群の摘出が行われ、摘出した輝点の配置状態を基にそれぞれＡ，Ｂ、Ｃ、Ｄの符号化（例えばマーカ６ではＬＥＤ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄに対応）が施される（ＳＴ８１５）。
【００７２】
次いで、ＬＥＤ.Ａ〜Ｄに対して、マーカ６〜９のいずれのマーカによってＣＣＤカメラ１３のスクリーン１２１面に対する撮像範囲に対応する係数が乗算される（ＳＴ８１６）。本実施形態では前述したようにスクリーン１２１の上部から下部に亘ってＣＣＤカメラ１３からの距離が順次異なる（遠くなる）ようになっており、その距離差の比率に応じた係数を乗算することで、ＣＣＤ画像と実際のスクリーン１２１上での距離との対応（比率）を一定化している。次いで、ＬＥＤ.Ａ、Ｂ、Ｃの座標データより「Ｌフレーム」を原点としたＣＣＤカメラ１３のｚ成分の座標ｔｚが算出され（ＳＴ８１７）、次いでカメラ座標ｔzからｘ成分ｔx、ｙ成分ｔy、ｒ00、ｒ01、ｒ02が算出され（ＳＴ８１８）、次いでＬＥＤ.Ｄの座標データｔx、ｔy、ｔzを基にｒ10、ｒ11、ｒ12が算出され（ＳＴ８１９）、次いでｔx、ｔy、ｔz、ｒ00、ｒ01、ｒ02、ｒ10、ｒ11、ｒ12から「Ｌフレーム」を平面とみなした場合のカメラの視線ベクトルとの交点（Ｈ、Ｖ）が計算される（ＳＴ８２０）。計算が終了すると、算出結果である交点（Ｈ、Ｖ）などがＣＰＵ１０３側に転送され、敵キャラクタに対する射撃の当たり判定処理等（着弾演出等も考えられる）に適用される。また、複数のマーカが点灯されている状態の場合には、残りの「Ｌフレーム」から交点（Ｈ、Ｖ）を算出するようにして、妥当な方の交点データを採用する等すればよい。
【００７３】
図２２はＳＴ８１５の詳細のサブルーチンで、先ず、存在する輝点位置をベクトルと距離とからなるグラフの構成（作成）を行う（ＳＴ８３１）。グラフ内の輝点位置データは前述のグルーピングに従って、又ある種のソートされた状態で整頓され、データ解析を容易にしている。次いでベクトルを利用して、例えば隣接する２点ずつの内積を演算して３つの輝点が直線関係にあるか否かが調べられる（ＳＴ８３２）。直線関係が存在しなければ（ＳＴ８３３でＮｏ）、全ての組み合わせについて処理が終了したか否かが判断され（ＳＴ８３４）、途中であればＳＴ８３２に戻り、全て終了であればＳＴ８２１にスキップする。一方、ＳＴ８３３で直線関係が存在すれば、輝点間の距離から知識（配置されている状況）すなわち主軸上において３点が略等間隔に並んでいるか否かの確認が行われる（ＳＴ８３５）。実質的な等間隔の組み合わせが存在しなければＳＴ８３２に戻り、存在すれば、続いて３点の輝点の両端に対して近傍（Ｌフレームを構成するＬＥＤ.Ｄが存在すると見なされる距離）の輝点を調べる（ＳＴ８３７）。このとき、近傍に輝点が存在しなければ（ＳＴ８３８でＮｏ）、ＳＴ８３２に戻り、存在すれば、近傍の輝点と主軸を構成する輝点の関係を調べ、どのような形状の「Ｌフレーム」かの推測が行われる（ＳＴ８３９）。近傍の有無の条件によって、その輝点をＬＥＤ.Ｄとして扱うのは、カメラの向きによっては、ＬＥＤ.Ａとの直交性、等距離の関係も成立しない場合があるからである。続いて、各輝点の位置関係から、Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄの符号化を行って配置の確定が行われる（ＳＴ８４０）。
【００７４】
以上のような銃口向き検出処理により、ＣＣＤ画像中のマーカの像の位置関係の特徴により、銃口１６がスクリーン１２１のどの部分に向いているか、すなわちＣＣＤ画像中心に対応するスクリーン上の位置が算出されることとなり、このスクリーン上の位置からゲーム空間内での銃口から目標物に向けて発射される銃弾の仮想的な弾道の位置が算出可能となる。
【００７５】
図２３は図１６のＳＴ９９での画像表示処理を行う画像処理部４１０の主要部の構成を示すブロック図であり、図２４はＳＴ９９での画像表示処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【００７６】
また、図２５は本ゲーム機での補正された画像の表示を示す図であり、図２６は通常の画像の表示を示す図であり、図２７は本ゲーム機にて設定される画像補正パラメータを説明するための図である。
【００７７】
図２６（ａ）のような通常の画像をプロジェクタ３１（図７）から投射すると、スクリーン１２１の湾曲により、本ゲーム機前方プレイエリア１３０上のプレイヤ３００の基準視点からの距離は、投射画像１２４の上部と下部との間で異なったものとなるため、プレイヤ３００の目には図２６（ｂ）に示すような画像が捕らえられることとなる。
【００７８】
これらに対し、本ゲーム機では、プロジェクタ３１から投射される画像は、図２５（ａ）のように投射前に補正されており、この補正によって、図２５（ｂ）のようなひずみのない画像がプレイヤ３００の目に映ることとなる。さらに、投射画像１２４がスクリーン１２１の下部に映されるとき（図７の点線に対応）と上部に映されるとき（図７の実線に対応）とでは、基準視点から投射画像１２４の上部、下部への距離の差が異なるため、補正の度合はミラーの回転角度に応じて異なっている。
【００７９】
本画像表示処理では、矩形状の視野を有する仮想カメラ（仮想視点）により捕らえられた、ゲーム空間内にて３Ｄ形状を有する表示対象物を含む画像が、ミラーの回転角度に応じ、画像の下端が仮想カメラに近付くように傾斜させるようにして得られる画像へと補正され、補正された画像がプロジェクタ３１から投射される。
【００８０】
これらの補正を伴いつつ画像を表示するための画像処理部４１０は、図２３に示すように、対象物位置データ４２１（ゲーム空間内射撃対象物の位置を示すデータ）などに応じ視線仰角（水平面に対し上側に視線を傾ける角度、後に示す図３５のＥＹＥ＿Ｒ）を設定するための視線仰角設定部４１０１と、視線仰角に応じてミラーの回転角度を指定し、ステッピングモータ４１を制御するミラー傾斜制御部４１０２と、画像補正テーブル４２２（視線仰角ＥＹＥ＿Ｒに対し、仮想カメラの傾斜角度ＣＡＭ＿Ｒ、画像の上端を指定する角度ＣＡＭ＿ＦＴ、画像の下端を指定する角度ＣＡＭ＿ＦＢを対応付けるテーブル）を参照して、視線仰角に対応する画像補正パラメータを読み出し設定して、描画制御部１０１に画像の生成を指示する画像生成指示部４１０３とを含んでいる。
【００８１】
実際、視線仰角ＥＹＥ＿Ｒからは、次に図２７のような手順で、仮想カメラの傾斜角度ＣＡＭ＿Ｒ、画像上端角度ＣＡＭ＿ＦＴおよび画像下端角度ＣＡＭ＿ＦＢを指定することができ、これらの対応付けが画像補正テーブル４２２中に保持される。
【００８２】
本ゲーム機では、プレイヤと恐竜との距離、また、近接時にプレイヤに対し攻撃を発生させる恐竜の部位に応じて注視想定位置ＶＩＥＷ＿Ｐが設定される。図２７（ａ）に示すように、この注視想定位置ＶＩＥＷ＿Ｐに応じ、仮想視点位置ＥＹＥ＿Ｐから注視想定位置ＶＩＥＷ＿Ｐへの直線ｑ₀と水平線（基準線）と間の角度である視線仰角ＥＹＥ＿Ｒを定める。
【００８３】
続いて、図２７（ｂ）に示すように、プロジェクタ３１の位置、傾斜角度、投射画角とミラー４３の位置等を考慮し、この視線仰角ＥＹＥ＿Ｒを中心として、仮想カメラの上方への画角ＥＹＥ＿ＦＵと下方への画角ＥＹＥ＿ＦＤとが等しくなるように、ミラー回転角度ＭＩＲＲＯＲ＿Ｒを定め、投射映像の上端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｕ、下端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｄを求める。（仮想カメラは矩形状の撮像範囲を有し、上端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｕ、下端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｄは仮想カメラの縦方向の画角に対応するものであるが、横方向の画角については、ＥＹＥ＿ＰからＳＣＲＥＥＮ＿Ｄまでの距離と投射画像の幅とから適宜求められる。）
図２７（ｃ）に示すように、これら投射映像上端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｕ、投射映像下端ＳＣＲＥＥＮ＿Ｄを通る直線ｑ₃と、仮想視点位置ＥＹＥ＿Ｐからこの直線ｑ₃への垂線ｑ₄との交点をＣＡＭ＿ＶＰとして求め、直線ｑ₄と水平線との間の角度（仰角）を、仮想カメラの傾斜角度ＣＡＭ＿Ｒとする。また、投射画像の上端の位置を定める直線ｑ₄と直線ｑ₁との間の角度をＣＡＭ＿ＦＴとし、投射画像の下端の位置を（ＣＡＭ＿ＦＴとともに）定める直線ｑ₁と直線ｑ₂との間の角度をＣＡＭ＿ＦＢとする。
【００８４】
これらのような手順にて、ゲーム進行中に設定された視線仰角ＥＹＥ＿Ｐ（またこれに応じて設定されるミラー回転角度ＭＩＲＲＯＲ＿Ｒ）に応じた、画像補正パラメータである仮想カメラ傾斜角度ＣＡＭ＿Ｒ、ＣＡＭ＿ＦＴ、ＣＡＭ＿ＦＢが算出されることとなる。ここでは、算出され一部調整のため増減されたＣＡＭ＿Ｒ、ＣＡＭ＿ＦＴ、ＣＡＭ＿ＦＢが、画像補正テーブル４２２にて、視線仰角ＥＹＥ＿Ｒに対し対応付けられているものとしているが、ミラーの回転角度ＭＩＲＲＯＲ＿Ｒに対し、これらの補正パラメータを対応付けるものとすることができる。
【００８５】
これらの画像補正パラメータを用いる画像表示処理では、図２４に示すように、まず、（仮想視点に対する恐竜の位置、また、近接時の攻撃を発生させる恐竜の部位等に応じて）視線仰角が視線仰角設定部４１０１にて設定され（ＳＴ９９１）、ミラー傾斜制御部４１０２では、この視線仰角に応じたミラー回転角度が指定され（ＳＴ９９２）、ステッピングモータ４１が制御されミラー４３が回転される（ＳＴ９９３）。
【００８６】
続いて、画像生成指示部４１０４では、設定された視線仰角に対して画像補正パラメータ（ＣＡＭ＿Ｒ、ＣＡＭ＿ＦＴ、ＣＡＭ＿ＦＢなど）が指定され（ＳＴ９９４）、これら画像補正パラメータに基づく描画制御部１０１での仮想視点から捕らえられた画像の描画が指示され（ＳＴ９９５）、本処理はリターンされる。描画の指示に応じて、描画制御部１０１では、（３次元）ゲーム空間内でのポリゴンに関するデータが演算されて視線ＥＹＥ＿Ｒに対して傾斜した２Ｄ画像に対応する画像データが生成され、画像データがフレームバッファ１０２に書き込まれていき、フレームバッファ１０２上の画像データに応じスクリーン１２１上に画像が投射される。
【００８７】
本画像表示処理によると、上下に湾曲したスクリーン上の表示が行われる部分の位置に応じて適切に画像が補正されることとなり、プレイヤはひずみのない画像を見つつ、射撃ビデオゲームを楽しむことができることとなる。
【００８８】
以上の射撃ビデオゲーム機の全体構成とその構成からもたらされる効果とについては、次のように要約することができる。
【００８９】
本射撃ビデオゲーム機は、プレイヤの基準視点位置にゲーム空間での位置が対応する仮想視点（仮想カメラ）から捕らえられる画像を表示しつつ、プレイヤにゲームを行わせるものであり、本ゲーム機では、基準視点位置のほぼ前方の下部から基準視点位置のほぼ上方の上部へと連続的に湾曲するスクリーン内の一部分に、プロジェクタからミラーを介して投射される画像を、仮想視点の向きに対応させて少なくとも上下方向に移動させるように、前記ミラーが回転される。
【００９０】
本ゲーム機によると、プレイヤの視線はゲーム進行に伴い上下方向に移動されるため、プレイヤは従来にない斬新なゲームを楽しむことができ、さらに、これらは簡便な構成によるものといえる。また、スクリーンが円筒内面状に湾曲しているため、投影距離はほぼ一定に保たれ、投影画像の大きさ、フォーカスはほぼ一定に保たれる。
【００９１】
特に、スクリーンを、基準視点位置から上部までの距離が、基準視点位置から下部までの距離より小さくなるように湾曲させるものとすることができ、これによると、プレイヤのスクリーン上部の画像ほど近くに迫って感ぜられるため、独特の緊迫感を醸し出すことができる。
【００９２】
さらに、ガンユニットにより、スクリーン上に表示され近接時にほぼスクリーンの大きさに対応する恐竜への仮想的な射撃をプレイヤに行わせ、恐竜がプレイヤに対して仮想的な攻撃を発生させようとしている、口、腕、脚等の部位をスクリーンに表示させるものとすることにより、プレイヤは、斬新な独特の緊迫感を有効に醸し出す射撃ゲームを楽しむことができることとなる。
【００９３】
また、仮想視点から遠方の飛行恐竜（また飛行しない恐竜）をスクリーン下部に表示させるように、かつ、仮想視点に近接する飛行恐竜（飛行しない恐竜の上部）をスクリーン上部に表示させるように、ミラーを回転させるものとすることができ、これにより、遠方からプレイヤ近傍に向かって迫ってくる飛行恐竜（飛行しない恐竜）を、迫力豊かに遠近感をもって表現することができる。
【００９４】
本ゲーム機では、ミラーの回転等を保護するアクリル板が、実像がスクリーン上部に投射される際虚像をスクリーン外に向けて透過させるように傾けて設けられているため、ゲーム進行中のプレイヤが、無用にスクリーン上に現れる虚像に気を取られるようなことがない。
【００９５】
加えて、プレイヤ感知センサが所定の検知状態となったとき、ゲーム空間内で、恐竜の周囲を回り込むように仮想視点を移動させるものとすることにより、プレイヤの左右への動きを自然にゲーム空間に伝え、ゲームの興趣性をより豊かにすることができる。
【００９６】
また、特に銃口の向きの検出に関して、上述の射撃ビデオゲーム機の構成と効果とについて、次のように要約することができる。
【００９７】
本射撃ビデオゲーム機は、画面上に表示されている恐竜への射撃に対応する入力を、ガンユニット中のトリガーの操作により受け付けるものであり、ガンユニットの銃口近傍のＣＣＤカメラにて、スクリーンの一部分に対応する撮像範囲のＣＣＤ画像を生成し、少なくともトリガーを引いた際に、所定の位置関係を持つようにスクリーン上配置される複数のマーカのうちの１つのマーカの像を、生成されたＣＣＤ画像中で識別し、マーカの像の位置と回転角度とから、撮像範囲の中心にほぼ対応するスクリーン上の射撃位置を算定する。
【００９８】
本ゲーム機によると、ＣＣＤ画像中のマーカの像の位置、角度関係から、スクリーン上のどの部分を撮像しているかが識別され、射撃位置が算定されるため、（ＣＣＤ画像中に収まりきらない）スクリーンに対し、ガンユニットの向きを円滑に検出することができる。
【００９９】
これらのガンユニットの向きの検出を、円筒内面状のスクリーンに対して行い、スクリーンの上下一部分に射撃の対象とする画像を表示させ、画像を仮想視点の向きに合わせて上下に移動させるものとすることにより、興趣性および迫力のあふれる射撃ゲームを実現することができる。
【０１００】
さらに、特に画像の補正に関し、上述の射撃ビデオゲーム機の構成と効果とについて、次のように要約することができる。
【０１０１】
本射撃ビデオゲーム機は、プレイヤの基準視点位置にゲーム空間での位置が対応する仮想視点から捕らえられる画像を表示しつつ、プレイヤにゲームを行わせるものであり、本ゲーム機では、基準視点位置のほぼ前方の下部から基準視点位置のほぼ上方の上部へと連続的に湾曲するスクリーン内の一部分に、プロジェクタからミラーを介して投射される画像が、ミラーを回転させることにより、仮想視点の向きに対応して上下方向に移動され、かつ、仮想視点から捕らえられるほぼ鉛直面上の画像を、下側が仮想視点に近づく向きへと、スクリーン上部に移動されるほど大きく傾斜させて得られる画像に補正することにより、生成される。
【０１０２】
特に、この傾斜の角度を、スクリーン上での投射画像の回転角度にほぼ等しい角度分とすることができる。
【０１０３】
本ゲーム機によると、ミラーの回転に合わせて適切な補正が行われるため、スクリーン上に投射される画像はプレイヤの視点から見てひずみがない。
【０１０４】
さらに、ミラーの回転（またゲーム進行中に設定される視線仰角）に応じて仮想カメラの回転を指示する画像補正パラメータを、画像描画プロセッサに対して設定することにより、これらの画像の補正を行うものとすることによって、有効な画像の補正が簡素な制御にて実現されることとなる。
【０１０５】
上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機について、さらに以下に示すような変形例を想定することができる。
【０１０６】
図２８は第１の変形例の射撃ビデオゲーム機での１ステージを分割する２つのエリアにそれぞれ対応付けられたミラーの回転制御を説明するための図である。
【０１０７】
本変形例のゲーム機では、１ステージの前半に対応するエリア５０１と後半に対応するエリア５０２を想定し、前半エリア５０１にて小型恐竜および飛行恐竜（通常の敵キャラクタ）への射撃を行わせ、後半エリア５０２にて上述のような大型恐竜（ボスキャラクタに対応する敵キャラクタ）への射撃を行わせる。
【０１０８】
ゲーム空間内のエリア５０１では、仮想プレイヤ（仮想視点）はあらかじめ指定された速度で矢印Ｂ₁の向きに移動する。仮想プレイヤが所定の位置５１１〜５１４を通過したときに敵キャラクタが発生し、これら敵キャラクタの表示に対し、プレイヤはガンユニット１０を用いての仮想的な射撃を行う。プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応に際しては、ゲーム空間内にて、左または右への敵キャラクタの攻撃をかわせる程度の比較的小さな幅の移動を行わせ、スクリーン上への投射画像の位置を定めるミラーをあらかじめ指定されたデータに基づき回転させる。
【０１０９】
ゲーム空間内のエリア５０２では、ゲーム空間内にて仮想プレイヤ５２１に近付いてくるボスキャラクタ５２２の攻撃を、プレイヤ感知センサ５１〜５４を反応させることにより矢印Ｂ₂または矢印Ｂ₃の向きに回避しつつ、プレイヤはボスキャラクタの表示に対しガンユニットを操作して射撃を行う。移動する仮想プレイヤ５２１を追うように、ボスキャラクタ５２２は矢印Ｂ₄または矢印Ｂ₅の向きに移動していく。
【０１１０】
ここでは、プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応に際して比較的大きな幅の移動（恐竜の左もしくは右に回り込むような移動で、５メートル、２０メートル、・・・、とステージに応じて異なる移動幅が設定された移動）を行わせ、また、上述のように、ボスキャラクタと仮想視点との距離、もしくは、ボスキャラクタが攻撃を発生させる部位に応じてミラーが回転される。
【０１１１】
本変形例のゲーム機では、プレイヤ感知センサ５１〜５４の反応に際しての移動幅の大小、ミラーの回転制御の方法を異ならせているため、プレイヤは、より変化に富んだ飽きの来ない射撃ゲームを楽しむことができるといえる。
【０１１２】
図２９は第２の変形例の射撃ビデオゲーム機でのプレイヤ感知センサ５１〜５４によるプレイヤ３００の位置の検知（１Ｐプレイヤおよび２Ｐプレイヤの二人プレイ時）を説明するための図である。
【０１１３】
本変形例のゲーム機では、２人プレイ時、ゲーム空間内の２人の仮想プレイヤは、一蓮托生であり、ともに同一の向きに動かされる。１Ｐプレイヤ（左側プレイヤ）が左内側プレイヤ感知センサ５２前方の基準位置から、左外側プレイヤ感知センサ５１の前方へと移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の左側への回り込みを指示したものとして、ゲーム空間内にて２人の仮想プレイヤの座標が設定される。また、２Ｐプレイヤ（右側プレイヤ）が右内側プレイヤ感知センサ５３前方の基準位置から、右外側プレイヤ感知センサ５４の前方へと移動したことが検知されたとき、プレイヤが恐竜の右側への回り込みを指示したものとして、ゲーム空間内にて２人の仮想プレイヤの座標が設定される。
【０１１４】
本変形例の射撃ビデオゲーム機では、２人のプレイヤの動きに合わせて仮想プレイヤの座標が設定されるため、互いに協力し合ってのゲームの進行に独特の興趣性を見出すことができる。
【０１１５】
図３０は第３の変形例の射撃ビデオゲーム機にて設定される画像補正パラメータを示す図である。
【０１１６】
本変形例のゲーム機では、図２７（ｃ）に示したｑ₁の延長線上にＳＣＲＥＥＮ＿Ｕ'を指定し、ＳＣＲＥＥＮ＿ＤとＳＣＲＥＥＮ＿Ｕ'とを通る直線ｑ₅上にＣＡＭ＿ＶＰを定めているので、ＣＡＭ＿Ｒはより小さなものとなる。これらのようにＣＡＭ＿Ｒを小さくし、また、反対にＣＡＭ＿Ｒを大きくするようにＣＡＭ＿Ｒの大きさを適宜調整して設定することにより、プレイヤの基準視点位置に合わせ、違和感のない画像を生成し、また、より迫力を醸し出す画像を生成することができる。
【０１１７】
これらに加えて、以下のような変形例を想定することができる。
（１）上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機では、プロジェクタからの画像はミラーにより反射されてスクリーン上に投影されるものとしたが、ミラーを用いることなくプロジェクタの傾斜角度を変化させつつプロジェクタからの画像を直接スクリーン上に表示するものとすることができ、これらはより簡素な構成であるといえる。
（２）上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機では、これらプレイヤ感知センサを左右に２個ずつ設けるものとしたが、１個ずつもしくは３個以上ずつ設けるものとすることができる。各ステージをクリアして次のステージへと進む際、あらかじめ設定されている複数のルート（恐竜、背景などゲーム設定が異なる）のうちのいずれかをプレイヤに選択させるとき、これらのプレイヤ感知センサにより、選択を入力させるものとすることができる。
（３）また、プレイヤ感知センサによる回避移動については、左右への移動のみばかりではなく、下、または、右斜め下、左斜め下に伏せるような移動とすることができる。これは、敵キャラクタの攻撃として、腕もしくは尻尾を横方向に振る動作をさせるときには、プレイヤは左右にかわしても攻撃を回避することができないことによるものである。たとえば左外側プレイヤ感知センサがオンとなれば、下にしゃがんで攻撃を回避する動作をするように、場面に応じ自動的に切り替えられる。
（４）上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機のスクリーンを、プレイエリア上のプレイヤの上方にまで延長し、プレイヤを覆い被すように設置するものとすることにより、プレイヤは上部の画像を見る際には見上げるような体勢になるため、より強い緊迫感が醸し出されることとなる。また、スクリーンには、円弧状部分以外に直線部分を含めるものとすることができる。
（５）また、上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機のアクリル板の傾斜角度は１０°前後としたが、ミラー、プロジェクタ、スクリーンの位置に応じて虚像がスクリーン外部に投射されるように適宜調整することができる。
（６）上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機では、画像表示に際して、視線仰角に対してミラー回転角度があらかじめ対応付けられており、また、画像補正パラメータをあらかじめ記憶されているものとしたが、図２７に示す手順にて順次パラメータを演算していくものとすることができる。さらに、補正の対象とする画像の投射されるスクリーンの全部または一部は、上下に傾斜するものとし、左右または斜めに湾曲また傾斜するものとし、また、半球状などとすることができる。加えて、（上下、左右、半球状などに）湾曲するスクリーン全体への投射の際に、スクリーン全体をいくつかの領域に分割し、各領域につき位置に応じ、上述と同様の補正を行うものとすることができる。さらに、正面の画面および（プレイヤから見て）斜め方向に傾斜する少なくとも２つの画面を、プレイヤを囲うように左右、上下等に並べ、これら３つの画面に連続した表示を行う際、斜め方向に傾斜する２つの画面への表示に対し、上述と同様の補正を行うものとすることができる。
（７）また、上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機では、仮想視点に近接時、攻撃を発生させる恐竜の部位を部分的に表示させるものとしたが、ゲーム空間内の仮想視点の向きに合わせつつ、ゲーム進行上プレイヤに注目させたい箇所を表示させるものとすることができる。
（８）さらに、上記の実施の形態の射撃ビデオゲーム機では、ミラーを回転させるミラー軸を１軸としてスクリーン上で上下方向に投射画像を移動させるものとしたが、たとえば、ミラー軸を２軸設け、スクリーン上で上下および左右方向に投射画像を移動させるものとすることができる。
（９）上記の実施の形態は射的ゲーム機に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、指定する対象は画像（文字画像含む）などの画面に対して指示をすることで、例えば双方向の情報伝達の一助とすることも可能である。さらに、画像表示面に限定されず、指定対象となる領域の面の所望する位置を指定する態様にも適用可能である。これらの場合、コントローラは模擬銃の他、目的に沿った形態のものが採用可能である。
（１０）対象領域面は投射用スクリーンに限らず、種々の表示面、例えばテレビジョンのモニタ、液晶モニタ、パーソナルコンピュータのモニタ画面等に対しても同様に適用可能である。
（１１）本実施の形態で示したように、２Ｐプレイを可能とし、さらに複数のコントローラに対しても同時に向きを算定することが可能となり、汎用性の高い向き検出装置を提供し得る。
（１２）３次元行列を用いて解析した構成としたので、コントローラが３次元空間で移動する態様にも充分適用可能である。従って、適用範囲を勢い広げることができる。
（１３）本発明では、マーカの大きさ、サイズは特に問題とならない。適用するスクリーン、対象領域面のサイズを考慮して種々の大きさのものが採用可能である。また、マーカの形状、形態も点状体の集合物に限定されず、棒状体であってもよい。特に、マーカの各ＬＥＤの寸法データは考慮していない。すなわちＣＣＤカメラ１３が基準位置にあるときに対するＬＥＤの間隔データが基準データとして予め格納されておれば、その後の測定においては基準データとの比率によって計算処理が可能となる。棒状体としては微小蛍光管などが採用でき、反射体の場合には種々の物が採用可能である。また、点状体と棒状体とを併用する態様でもよい。Ｌフレームついては、それぞれ所定寸法の、好ましくは同寸法の２本の棒状体を互いの一端を一致又は近接させて直交する向きに配設すると共に、その一方の棒状体の他端の延長上に所定距離だけ離間して点状体を少なくとも１個配置することで、Ｌフレームを作製できる。上記において、２本の棒状体を、互いの一端を近接すなわち所定距離離間させて配設した態様では、点状体は必ずしも必要ではない。棒状体に対する認識位置はその端部と屈曲部であり、ＣＣＤカメラ２１３で撮像された撮像画像中から抽出される。また、ＣＣＤカメラ１３としてカラーＣＣＤを用いた場合において、２本の棒状体を、互いの一端を一致させて配設した態様において、一方の軸の棒状体としてその途中で異なる色を出射するものを繋いだものを採用すれば、２個の端部、屈曲部、及び発光色の異なる部位の４点が認識でき、Ｌフレームとして有効となる。
（１４）本実施の形態に示すＬフレームはゲーム画面や表示画面の形状、サイズなどの影響を受けず、解析手法は１通りであるため、汎用性が高い。
（１５）本実施の形態では、スクリーン１２１上に４個のマーカ６〜９を配設したが、これはスクリーンのサイズ、ＣＣＤカメラ１３の視野などによって１個又は２個以上配設すればよく、また、等間隔に配設する必然性もない。
（１６）本実施の形態に採用可能なマーカとしては、鏡面関係（縦軸又は横軸）にあるＬ字状の２種類を採用することが可能であり、この場合、個々に識別可能すなわち配置位置の識別が可能であるため、本実施の形態のように個別の点灯制御は不要となる。また、回転範囲が１８０度以下のコントローラの態様では、縦軸に対する鏡面関係と横軸に対する鏡面関係の４種類のＬフレームが採用可能であり、個々の識別が可能すなわち配置位置の識別が可能なことから、４個を採用する場合にあっても個別の点灯制御は全く不要となる。すなわち、２軸方向の一方の軸に対して他方の軸が互いに逆向きの軸情報を含む形態（前述の鏡面関係に該当）を有する異種（２種又は４種）の指向位置検出用マーカを対象領域面（スクリーン等）に対してそれぞれ所定の位置関係を有して配設する態様が可能となる。これによれば、（主軸と副軸とが直交するという）基本形態を共通にする、異種の指向位置検出用マーカを採用することで、同種のマーカを利用する際の個々の判別のための処理が不要となる。
【０１１８】
更に、マーカの他の配置態様として、本実施形態の配置（スクリーンの左右中央で縦方向に４箇所）を例に説明すれば、縦方向の４箇所のそれぞれについて、例えば縦軸に対する鏡面関係にある（又は前記４種類のうちの）２種類のＬフレームのマーカをスクリーンの左右対称位置に配設するようにしてもよい。また、２種類のＬフレームのマーカを上下方向の４箇所に交互に配設してもよい。この場合、上下方向に隣接する２段分のマーカは互いに異なる種類のマーカであるため、１段目と２段目との組、２段目と３段目との組、３段目と４段目との組という３つの組単位で点灯制御するようにできる。このことは同様に、３種類のＬフレームを、さらには４種類のＬフレームを種類数単位で、互いに異なる種類のＬフレームが隣接して配列する場合にも適用し得る。
（１７）本実施の形態では、光源として発光体としてのＬＥＤを採用したが、これに代えて、前方からの入射光を反射可能な反射体を採用してもよい。この構成は、対象領域面の前方から（所定位置に、あるいはコントローラに装備された）発光体等により光を照射し、反射体からの反射（出射）光を撮像手段で受光する態様とするものである。これにより、対象領域面側に直接発光体を装備する必要がないため構成が容易で汎用性も高い。好ましくは、反射体の形状は例えば半円球等が所要幅の反射光を生成する点で好ましく、撮像手段の、すなわちコントローラの移動範囲がいたずらに制約されず、汎用性が高くなる。反射面に対する表面処理により乱反射を生じさせて反射範囲を拡張する構成でもよい。
（１８）光源（発光体、反射体）は赤外光に限定されず、所要の色の光を採用したものでもよい。例えばＲ（赤）や、Ｇ（緑）、Ｂ（青）でもよく、更には他の色の光でもよい。３つのマーカを採用する場合、それぞれ異なる色のマーカを使用するとともに、ＣＣＤカメラとして各色毎の受光を可能にするカラーＣＣＤであれば、各マーカの配置を認識し得るので、本実施形態で示したような個別の点灯制御は不要となり、常時点灯状態にできるという利点がある。もちろん、３色分を同時に使用する必要はなく、用途に応じて所望する色のマーカを採用するようにしてもよい。
（１９）マーカは固設タイプに限定されない。例えば本実施形態において、スクリーン１２１の上下方向に亘るスリットを１本設け、このスリットにマーカが臨むように配置すると共に、該マーカをスリットに沿ってスライドさせるガイドレール等を設け、モータなどの駆動手段でマーカを上下方向に位置管理しながら移動可能に構成しておき、投射画像の位置を追尾するように、モータ駆動させるようにすれば、１つのマーカで本実施形態における４個分を実現でき、更にはそれ以上の多数位置に存在しているかのように扱うこともできる。従って、使用個数を低減できる。
（２０）本実施の形態では、スクリーン１２１の前面に投射画像を描画したが、スクリーンの形状によっては表裏面の双方にそれぞれのプロジェクタから画像を投射したゲーム画像を描画する態様とすることもできる。この場合、マーカをスクリーンの表裏面で兼用してＣＣＤカメラで撮像し得るように、例えば各ＬＥＤを備えたマーカを一体的に、あるいは個々のＬＥＤをスクリーンの肉厚を貫通した孔に、好ましくは面一状に取り付け、かつＬＥＤの発光部からの光がスクリーンの表裏面の双方に射出し得るように構成するなどしておけばよい（反射体の場合も同様で、例えば反射面が球体の部材を両面側に半分づつ露出するように肉厚内に取り付ければよい）。このようにすれば、スクリーンの表裏両面を利用してのゲームが行えるようになり、例えば表面では恐竜の正面からの画像が、スクリーンの裏面に回り込めば恐竜の背面からの画像が表示されることとなり、臨場感ある興趣性の高いゲームが提供できる。しかも、マーカはスクリーンの表面と裏面とでは、そのままで縦軸に対して鏡面関係となる３種類の形状となるので、ＣＣＤカメラからの画像を認識するのみでスクリーンの表裏のいずれ側かを自動検出することが可能となり、プレイヤ自身の回り込み動作を検出する人体センサを付設する必要がない。
（２１）また、マーカの形状は種々のものが考えられるが、基本的にＬフレームの要素を包括するものは、Ｌフレームの概念に含まれる。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、対象領域面内に対する撮像画像中に、コントローラの位置情報のみならずコントローラの傾き（回転角度）情報を含めた内容を提供できる。従って、撮像手段の撮像画像の中心、すなわちコントローラが向けられた対象領域面上の位置、すなわち交点の算定を可能にする指向位置検出用マーカが提供できる。取り付け位置も制限を受けないため、所望する位置に配設できる。また、２軸方向の情報を識別可能に点状光源から構成することで、指向位置検出用マーカを容易、安価に作成できる。さらに、最小の点状光源で２軸方向の情報を提示する物が作成できる。
【０１２０】
請求項２記載の発明によれば、対象領域面と同一面であるため、演算式を容易にでき、従って演算処理を高速化できる。
【０１２１】
請求項３記載の発明によれば、点状光源の間隔を一定とすることで、演算式を容易にできる。
【０１２２】
請求項４記載の発明によれば、自身が発光する発光素子（ＬＥＤ）等が採用可能であり、しかも取り付け構造も簡易で、作業も容易にできる。
【０１２３】
請求項５記載の発明によれば、対象領域面の前方から発光体等により光を照射し、反射体からの反射（出射）光を撮像手段で受光する態様とすることも可能となり、対象領域面側に直接発光体を装備する必要がなく、構成が容易で汎用性も高い物を提供できる。
【０１２４】
請求項６記載の発明によれば、自然光の影響を受けにくいという利点があり、自然光に含まれる波長光を採用する場合に比して、操作環境を暗室状とする等の付加物が不要にできる。
【０１２５】
請求項７記載の発明によれば、利用目的に応じて所望する色の光を出射するマーカが採用できる。
【０１２６】
請求項８記載の発明によれば、撮像手段の撮像画像の中央、すなわちコントローラが向けられた対象領域面上の位置、すなわち交点を算定することができる。
【０１２７】
請求項９記載の発明によれば、基本形態を共通にする、異種の指向位置検出用マーカを採用することで、同種のマーカを利用する際の個々の判別のための処理を不要とでき、処理の簡易化が図れる。
【０１２８】
請求項１０記載の発明によれば、画像中の所望する位置を指定することができ、さらに請求項１１記載の発明によれば、スクリーン上の所望の位置の指定ができることとなる。
【０１２９】
請求項１２記載の発明によれば、ゲーム画面に登場する射的対象画像に対する射的操作を受けて、その射的が射的対象画像に当たったか否かを判定できるため、それに従って以降のゲーム進行を制御できる。また、種々のコントローラに採用できることから、種々のゲームへの適用が可能となる。しかも、簡易な演算方法で交点位置を算定し得るので、ゲームという高速（１／６０秒）で画面書き換えを行うタイプの表示装置にも適用し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１つである射撃ビデオゲーム機のスクリーンでの投射画像の移動を示す図である。
【図２】投射画像の第１の例を示す図である。
【図３】投射画像の例を示す図である。
【図４】投射画像の第２の例を示す図である。
【図５】プレイヤの左右への移動に伴う表示画像の変化を示す図である。
【図６】本ゲーム機の外観を示す図である。
【図７】スクリーン上の投射画像の移動を説明するための模式的断面図である。
【図８】ガンユニットの構成を示す図である。
【図９】スクリーンに対する銃口の向きを、ガンユニット中のＣＣＤカメラとともに検出するための、マーカの配置を示す図である。
【図１０】（ａ）はマーカの形態を示し、（ｂ）、（ｃ）はスクリーンへの取り付け構造を示す。
【図１１】ミラーの回転、プロジェクタからの画像の投射を保護するために設置されるアクリル板を示す模式的断面図である。
【図１２】（ａ）はアクリル板保持部材の構成を示す図、（ｂ）はアクリル板の構成を示す図である。
【図１３】本ゲーム機の制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１４】ゲーム制御部（ＣＰＵ）にて実行される射撃ビデオゲーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ゲーム処理本体での処理を行うゲーム処理部の主要部の構成を示すブロック図である。
【図１６】ゲーム処理本体での処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１７】プレイヤ感知センサによるプレイエリア上のプレイヤの位置の検知を説明するための第１の図である。
【図１８】プレイヤ感知センサによるプレイエリア上のプレイヤの位置の検知を説明するための第２の図である。
【図１９】ＳＴ８０のマーカ点灯処理を行うマーカ点灯処理部の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２０】ＳＴ８１での銃口向き検出処理を行う銃口向き検出部４０１の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２１】ＳＴ８１での銃口向き検出処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図２２】ＳＴ８１５の詳細のサブルーチンを示す図である。
【図２３】ＳＴ９９での画像表示処理を行う画像処理部の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２４】ＳＴ９９での画像表示処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図２５】本ゲーム機での補正された画像の表示を示す図である。
【図２６】通常の画像の表示を示す図である。
【図２７】本ゲーム機にて設定される画像補正パラメータを説明するための図である。
【図２８】第１の変形例の射撃ビデオゲーム機での１ステージを分割する２つのエリアにそれぞれ対応付けられたミラーの回転制御を説明するための図である。
【図２９】第２の変形例の射撃ビデオゲーム機でのプレイヤ感知センサによるプレイヤの位置の検知を説明するための図である。
【図３０】第３の変形例の射撃ビデオゲーム機にて設定される画像補正パラメータを示す図である。
【符号の説明】
６〜９ マーカ
６Ａ〜６Ｄ、７Ａ〜７Ｄ、８Ａ〜８Ｄ、９Ａ〜９Ｄ ＬＥＤ（光源）
１０、２０ ガンユニット
１１、２１ トリガースイッチ
１３、２３ ＣＣＤカメラ
１４ トリガー
１６ 銃口
１７ ガンケーブル
３１ プロジェクタ
４０ ミラー駆動部
５１〜５４ プレイヤ感知センサ
１００ 本体制御部
１０１ 描画制御部
１０２ フレームバッファ
１０３ ゲーム制御部（ＣＰＵ）
１０４ 音声制御部
１０５ ＲＯＭ
１０６ ＲＡＭ
１１０ 基台
１２０ スクリーン保持台
１２１、６１０ スクリーン
１２２ スクリーン１２１下部への投射画像
１２３ スクリーン１２１上部への投射画像
１２４ 投射画像
１３０ プレイエリア
１３１ ＣＣＤ画像
４００ ゲーム処理部
４００ａ マーカ点灯処理部
４００１ 投射画像位置判断部
４００２ 対応マーカ決定部
４００３ 対応マーカ点灯指示部
４０１ 銃口向き検出部
４０１１ 撮像処理部
４０１２ ２値化処理部
４０１３ 座標データ抽出部
４０１４ 直線判定部
４０１５ 近傍判定部
４０１６ Ｌフレーム特定部
４０１７ カメラ視線ベクトル算定部
４０１８ 交点（Ｈ、Ｖ）算定部
４０４ 銃弾位置算出部
４０５ 視点位置移動部
４０６ 当たり判定部
４１０ 画像処理部
４２１ 対象物位置データ
４２２ 画像補正テーブル
４３１ ＣＣＤカメラ１３の視野

Claims (12)

1. コントローラに設けられた撮像手段により対象領域面内の指向方向の撮像画像を生成し、該撮像画像から撮像範囲の中央に対応する対象領域面内の位置を算定するための情報を撮像画像中に提供するための指向位置検出用マーカであって、対象領域面に対して所定の位置関係を有して配設可能に構成され、２軸方向の情報を含む形態を有する複数の点状光源からなる光源を有してなり、前記複数の点状光源は、直線上で所定間隔を有する３個の点状光源と、一端の点状光源から前記直線に直交する方向に所定間隔離間した１個の点状光源とからなることを特徴とする指向位置検出用マーカ。
2. 前記光源は、前記対象領域面上に配置可能であることを特徴とする請求項１記載の指向位置検出用マーカ。
3. 前記所定間隔は一定であることを特徴とする請求項１又は２記載の指向位置検出用マーカ。
4. 前記光源は、発光体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の指向位置検出用マーカ。
5. 前記光源は、前方からの入射光を反射可能な反射体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の指向位置検出用マーカ。
6. 前記光源は、赤外光を出射するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指向位置検出用マーカ。
7. 前記光源は、特定色の光を出射するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指向位置検出用マーカ。
8. 対象領域面内に向けられたコントローラからの遠隔的な入力操作を受けて、指向された対象領域面内の位置を検出する装置であって、対象領域面に対して所定の位置関係を有して配設された、少なくとも１個以上の請求項１〜７のいずれかに記載の指向位置検出用マーカと、コントローラに設けられ、その向きに対応した方向の撮像画像を生成する撮像手段と、少なくとも前記入力の際に生成された撮像画像中の指向位置検出用マーカの像を識別する識別手段と、識別された指向位置検出用マーカの像の座標、指向位置検出用マーカの対象領域面に対する所定の位置関係、及び撮像画像の視野と対象領域面との寸法比率から得られる指向位置検出用マーカの空間座標情報を用いて撮像手段の視線ベクトルを求め、かつ該視線ベクトルと指向位置検出用マーカの空間座標情報とから、撮像範囲の中央に対応する対象領域面内の位置を得るべく視線ベクトルが対象領域面と交差する交点を算定する算定手段とを備えたことを特徴とする指向位置検出装置。
9. 指向位置検出用マーカは、２軸方向の一方の軸に対して他方の軸が互いに逆向きの軸情報を含む形態を有する異種の指向位置検出用マーカを含み、これら異種の指向位置検出用マーカが対象領域面に対してそれぞれ所定の位置関係を有して配設されていることを特徴とする請求項８記載の指向位置検出装置。
10. 対象領域面は、画像が表示される画面を含むことを特徴とする請求項８又は９記載の指向位置検出装置。
11. 画面は、プロジェクタから投射される画像が表示されるスクリーンであることを特徴とする請求項１０記載の指向位置検出装置。
12. 請求項１０〜１１のいずれかに記載の指向位置検出装置と、射的対象画像が含まれるゲーム画像を生成するゲーム制御手段と、生成されたゲーム画像を画面に表示する画像表示手段とを備え、コントローラは表示された射的対象画像の表示位置を指向して射的指示に対応する入力操作を行うものであり、算定手段は、入力操作の際に画面内の指向位置を算定するものであり、ゲーム制御手段は、算定された指向位置と射的対象画像の画面内での表示位置との一致の有無を判定し、判定結果に従ってゲーム進行を制御するものであることを特徴とする射的ゲーム装置。

Images