JP4005101B2 - ゲームシステム、検出プログラム及び検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレイヤが実操作物を使用するゲーム、例えば投擲ゲームやボーリングゲームを実行するためのゲームシステムに関する。

プレイヤが実操作物を使用するゲームとしては、例えば投擲ゲームやボーリングゲームが挙げられる。投擲ゲームでは、プレイヤはモニタに表示される標的を狙って所定の実操作物、例えばボールを投げる。ボールがモニタに当たった位置と、その時の標的のゲーム空間内の位置と、に基づいて当たり判定が行われる。
図１５は、投擲ゲームを実行するゲーム装置の一例の斜視図である。プレイヤは、実操作物であるボールを、筐体の奥に設置された標的を狙って投げる。投げられたボールは、跳ね返り、集められ、再度プレイヤの手元に設置された供給部に供給される。
特開平９−１０８４３８号公報

図１５に示す投擲ゲーム機では、プレイ中であってもなくても、供給部にボールが溜まっている。そのため、誰でもボールを供給部から取り出すことができてしまい、ボールの数が次第に少なくなる傾向にある。しかし、ボールの数があまりにも少なすぎると、少ないボールを確実に標的に当てることができなければ、設定時間内に所定数以上の標的にボールを当てるというノルマを達成しにくくなる。つまり、ボールの命中確率を上げなければノルマを達成できなくなる。これは、結果的には、難易度が上がってしまっていることを意味する。このような事態は、プレイヤに不公平感を感じさせ、参戦意欲の減退を招く。同様の問題は、例えば弓矢の矢や銃の弾を用いた投擲ゲーム、ボーリングゲームのボールにも生じ得る。

本発明は、プレイヤが実操作物を使用してゲームを行うゲームシステムにおいて、実操作物の量が不足していることを判断しその結果を出力する技術を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、発明１は、下記の構成要素を備えるゲームシステムを提供する。
・モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム装置、
・前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段、
・前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段、
・前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段、
・前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段、
・前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段、
・前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能であり、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する赤外線カメラ、
・前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段、
・前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段、
・前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段、
・前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段。

ここで、前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合にオンに、それ以外の期間でオフにする。
例えばボールの投擲ゲームでは、ボールの供給と回収とを繰り返すことによりボールを循環使用する。循環しているボールの量を検出し、量が所定のしきい値未満の場合は例えば赤ランプを点灯することにより、充分な量のボールがプレイヤに供給されているかどうかをゲームシステムの管理者に通知する。不十分なボールでプレイすると、実質的にはゲームの難易度が上がり、プレイヤに不公平になるからである。

発明２は、前記発明１において、前記赤外線カメラは、前記蓄積手段に蓄積されている実操作物の平面像を撮像し、前記検出手段は、前記赤外線カメラが撮像した画像を解析し、撮像範囲に対して前記実操作物が占める面積の比を演算するゲームシステムを提供する。
ボールの量と面積比とは比例関係にあるので、実操作物の大きさが一定の場合、実操作物の形状や実操作物が存在する領域の形状に関わらず、本方法を適用することができる利点がある。

発明３は、前記発明２において、前記検出手段は、撮像範囲の全画素数に対する、前記実操作物の平面像の画素数を、前記面積比として演算するゲームシステムを提供する。
画素数に基づく演算により、簡易な処理で面積比を求めることができる。
発明４は、前記発明３において、前記検出手段は、複数の輝度の階調を認識し、撮像範囲における最大階調数に全画素数を乗じた値に対する各画素の階調数の総和を、前記面積比として演算するゲームシステムを提供する。

複数の階調を用いてボールの平面像の面積を求めることにより、より正確に面積を演算することができる。
発明５は、前記発明２、３または４において、前記赤外線カメラが所定時間間隔で撮像を実行するゲームシステムを提供する。このゲームシステムにおいて、前記判断手段は、前記検出手段が算出した実操作物の個数に基づいて、前記蓄積手段に蓄積されている実操作物の数の所定期間ΔＴにおける平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記実操作物が所定のしきい値を下回っているか否かを判断する。

所定期間ΔＴ内の平均値に基づいて実操作物の過不足を判断するので、蓄積されている実操作物量の一時的な変動による影響を受けにくく、量の過不足の判断をより正確に行うことができる。
発明６は、前記発明２，３または４において、検出手段が演算した面積比に基づいて、前記蓄積手段に蓄積されている実操作物の平面積Ａを求め、求めた平面積Ａを前記実操作物の断面積Ｓで割り、前記実操作物の個数Ｎを算出する。

面積比ではなく個数を求めることで、より正確に実操作物の量が不足しているか否かを判断できる。
発明７は、前記発明６において、前記検出手段が、前記演算した面積Ａを前記実操作物の断面積Ｓで割った値（Ａ／Ｓ）に所定の係数ａを乗じた値を、前記実操作物の個数Ｎの補正値Ｎ’とするゲームシステムを提供する。

蓄積手段に蓄積されている実操作物が重なりあっている場合、面積からその個数を求めると、実際の個数よりも少ない個数が演算されてしまう。しかし、経験的に求められる係数ａを用いることにより、重なり合っている実操作物の個数のおおよそを求めることができる。
発明８は、前記発明１において、前記投入手段が前記供給手段に連結されているゲームシステムを提供する。このシステムにおいて、前記蓄積手段はスロープ部を有し、前記スロープ部は、前記投入手段を最下点とし、最下点に向かって幅が徐々に狭くなるように形成されている。

スロープ部の傾斜と幅の狭まりにより、実操作物が投入手段に向かって集約されやすく、実操作物を無駄なく循環させられる利点がある。
発明９は、前記発明８において、前記検出手段が、前記スロープ部の所定の高さに設けられ、前記高さにおける実操作物の有無を検出するセンサを有しているゲームシステムを提供する。

例えば、予めセンサの高さとボールの量とを関連付けておけば、センサが設定された高さにおける実操作物の有無を検出することで、実操作物の量を判定することができる。
発明１０は、前記発明１において、予備の実操作物を蓄積し、前記検出手段の判断結果に応じて前記供給手段に新たに実操作物を供給する補充手段をさらに備えるゲームシステムを提供する。

補充手段を用いて実操作物の量が一定量を下回ったとき、自動的に実操作物を補充する。これにより、ゲームシステムが設置されている店舗の店員などが手動で実操作物を補充せずにすみ、店員が実操作物の不足に気づかなかったためにプレイヤが不利益を被るおそれもない。
発明１１は、ゲームシステムに含まれる前記コンピュータが実行する検出プログラムを提供する。ここでゲームシステムは、以下の要素を含む。
・モニタに標的を表示し、ゲームを実行するコンピュータ、
・前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段、
・前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段、
・前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段、
・前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段、
・前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段、
・前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能であり、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する赤外線カメラ。

前記コンピュータが実行する検出プログラムは、以下の手段として前記コンピュータを機能させる。
・前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段、
・前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段、
・前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段、
・前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段。

ここで、前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合にオンに、それ以外の期間でオフにする。
本発明は、発明１と同様の作用効果を奏する。
発明１２は、下記ステップを含む検出方法を提供する。
・モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム実行ステップ、
・前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給手段により供給する供給ステップ、
・前記モニタと前記供給手段との間に配置された蓄積手段に、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積ステップ、
・前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入ステップ、
・前記ゲームの実行中は、前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射ステップ、
・前記蓄積手段の上方に配置された第２赤外線照射手段により、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射ステップ、
・前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面全面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能な赤外線カメラを用い、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する撮像ステップ、
・前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出ステップ、
・前記ゲームの実行中に、前記検出ステップで検出された前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定ステップ、
・前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断ステップ、
・前記判断手段の判断結果を出力する結果出力ステップ、
・前記第２赤外線照射ステップを、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合に実行し、それ以外の期間で停止させるオンオフステップ。

本発明は、発明１のゲームシステムにおいて実行され、発明１と同様の作用効果を奏する。
発明１３は、下記の手段を有するゲームシステムを提供する。
・モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム装置、
・前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段、
・前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段、
・前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段、
・前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段、
・前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段、
・前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に設定され、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する第１赤外線カメラ、
・前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に設定され、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する第２赤外線カメラ、
・前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段、
・前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段、
・前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段、
・前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段。

ここで、前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記ゲームの実行中以外の任意のタイミングでオンに、前記ゲームの実行中はオフにする。
前記発明１と同様の作用効果を奏する。
〔発明の効果〕

本発明を用いれば、ゲームに使用する実操作物が減少しすぎて実質的にゲームの難易度が上がり、プレイヤに不利益が生じる状態が発生することを防止できる。

＜第１実施形態＞
（１）ゲームシステムのハードウェア構成
（１−１）ゲームシステム全体のハードウェア構成
図１は、ゲームシステム１のハードウェア構成を示す。ゲームシステム１は、モニタ１１、ゲーム装置１２、画像解析ボード１３、供給ユニット１４、回収ユニット１８（図示せず）、投入ユニット１９（図示せず）、コイン受付部１５ａ〜ｄ、赤外線発光装置１６ａ、赤外線ランプ１６ｂ、赤外線カメラ１７ａ及び駆動部１７ｂを含む。図中、赤外線カメラ１７ａを、ＩＲカメラ１７ａと表記している。

（ａ）モニタ１１：モニタ１１は、ゲーム装置１２からの画像を出力することにより、ゲーム空間内のゲームオブジェクトを表示する。
（ｂ）ゲーム装置１２（ゲーム装置、判断手段、結果出力手段に相当）：ゲーム装置１２は、任意のゲームを実行し、実行中のゲームの画像を前記モニタ１１に出力する。本実施形態では、ゲーム装置１２は、プレイヤが投げるボール（「実操作物」に相当）がモニタ１１に表示されるゲームオブジェクトに当たったか否かを判定し、ゲーム成績を演算する投擲ゲームを実行する。また、ゲーム装置１２は、赤外線カメラ１７ａの向きを変える角度変更コマンドを、駆動部１７ｂに送信する。さらにゲーム装置１２は、角度変更コマンドに応じたオンオフコマンドを、赤外線ランプ１６ｂに送信する。

（ｃ）画像解析ボード１３（検出手段の一部に相当）：画像解析ボード１３は、赤外線カメラ１７ａと接続され、赤外線カメラ１７ａで撮像された画像を解析する。具体的には、赤外線カメラ１７ａが第１の角度で撮像している場合は、赤外線カメラ１７ａの画像に基づいてボールにより生じる反射光の位置を特定する。赤外線カメラ１７ａが第２の角度で撮像している場合は、赤外線カメラ１７ａの画像に基づいて、回収ユニット１８に蓄積されているボールの量を演算する。

（ｄ）供給ユニット１４（供給手段に相当）：供給ユニット１４は、ゲーム中にプレイヤが操作するボールを、プレイヤに供給する。
（ｅ）回収ユニット１８（蓄積手段に相当）：回収ユニット１８は、ボールを回収及び蓄積する。
（ｆ）投入ユニット１９（投入手段に相当）：回収ユニットが回収したボールを、供給ユニット１４に投入する。

（ｇ）コイン受付部１５は、プレイヤから投入されるコインを受け付け、投入信号をゲーム装置１２に送信する。本例では、４つのコイン受付部１５ａ〜ｄが設けられており、各コイン受付部１５ａ〜ｄはそれぞれ異なる投入信号をゲーム装置１２に送信する。コイン受付部１５は必ずしも必須ではなく、必要に応じて設ければよい。
（ｈ）赤外線発光装置１６ａ：赤外線発光装置１６ａは、モニタ１１の直前に複数個設けられ、モニタ１１に沿って、かつモニタ１１の全面に渡り、赤外線を照射する。これにより、モニタ１１の直前に平面状の赤外線網、いわば赤外線スクリーンが生成される。

（ｉ）赤外線ランプ１６ｂ：赤外線ランプ１６ｂは、回収ユニット１８に蓄積されているボールに、赤外線を照射する。赤外線ランプ１６ｂは、回収ユニット１８が蓄積するボールを撮像する時にはオンになり、それ以外ではオフになる。赤外線ランプ１６ｂのオン／オフの切替は、ゲーム装置１２からのオンオフコマンドにより行われる。
（ｊ）赤外線カメラ１７ａ（検出手段の一部に相当）：赤外線カメラ１７ａは、カメラと、カメラに取り付けられた赤外線フィルタ（図示せず）と、を含む。そのため、赤外線カメラ１７ａには、赤外域の光が選択的に入力される。言い換えれば、赤外線カメラ１７ａは、赤外線スクリーンを通過したボールによる反射光や、ボールに照射された赤外線ランプ１６ｂの反射光を、選択的に撮像する。赤外線フィルタを用いず、赤外光のみを検出するカメラを、赤外線カメラ１７ａとして用いてもよい。赤外線カメラ１７ａを構成するカメラとしては、ＣＣＤカメラやビデオカメラ、デジタルカメラなどを用いることができる。なお、撮像した画像の歪みを補正する手段があることが好ましい。例えば、非球面レンズなどの歪み補正レンズを用いてもよいし、ソフト的に画像の歪みを補正することも可能である。

赤外線カメラ１７ａは、第１角度と第２角度との２方向における撮像を行う。第１の角度では、少なくともモニタ１１全体が画角内に入るように向きが調整され、連続的に撮像または所定時間間隔ΔＴ１で繰り返し撮像した映像を、画像解析ボード１３に入力する。時間間隔ΔＴ１は、モニタ１１の画像が更新される間隔ΔＴ２以上（ΔＴ１≧ΔＴ２）であってよい。

第２の角度では、例えば後述するスロープ１８ｂ全面が視野角に入るように向きが調整される。第２の角度では、赤外線カメラ１７ａは、第２の角度に設定されるたびに少なくとも一回の撮像を行う。任意の所定時間間隔ΔＴ３で繰り返し撮像しても良い。撮像された画像データは、画像解析ボード１３に入力される。
（ｋ）駆動部１７ｂ：駆動部１７ｂは、モータ（図示せず）と、モータにより回転するシャーシ（図示せず）とを有している。シャーシには赤外線カメラ１７ａが取り付けられている。シャーシを回転させることにより、第１の角度と第２の角度とに赤外線カメラ１７ａの向きを調整することができる。角度の変更は、ゲーム装置１２からの角度変更コマンドに応じて行われる。

なお、本実施形態では、供給ユニット１４、コイン受付部１５、赤外線ランプ１６ｂ及び駆動部１７ｂが、外部機器としてゲーム装置に接続されている例を示している。ただし、外部機器はこれらに限定されない。例えば、カードリーダ／ライタ、無線タグリーダ／ライタを、外部機器として接続することもできる。
また、ボールの量を検出するための構成及びボールがモニタ１１に当たった位置を判定する当たり位置判定のための構成は、本実施形態に限定されない。すなわち、画像解析ボード１３、赤外線発光装置１６ａ及び赤外線カメラ１７ａに代えて、別の構成を用いても良い。例えば、複数の赤外線発光装置をモニタ１１の交差する２辺に沿って配列することにより、赤外線グリッドをモニタ１１の手前に形成し、赤外線センサによりボールの当たり位置をｘｙ座標で求めても良い。

（１−２）ゲーム装置のハードウェア構成
再度図１を参照し、ゲーム装置１２のハードウェア構成を説明する。ゲーム装置１２は、下記（ａ）〜（ｇ）の要素を有している。
（ａ）ＣＰＵ１２１：後述するＲＯＭ１２３に記憶されている制御プログラムを実行する。また、ＣＰＵ１２１は、角度変更コマンドの生成を、駆動部１７ｂに指示する。さらに、ＣＰＵ１２１は、オンオフコマンドの生成を、駆動部１７ｂに指示する。このコマンドにより、第１の角度に赤外線カメラ１７ａを設定する場合には赤外線ランプ１６ｂがオフに、第２の角度に赤外線カメラ１７ａを設定する場合には赤外線ランプ１６ｂがオンに切り替わる。

さらにＣＰＵ１２１は、画像解析ボード１３に対し、後述する当たり判定の処理または後述するボール量の演算処理のいずれを実行するのかを指示する。
（ｂ）ＲＡＭ１２２：各種変数やパラメータなどを一時的に記憶する。
（ｃ）ＲＯＭ１２３：制御プログラムや各種パラメータなどを記憶する。
（ｄ）通信ポート１２４：通信ケーブル、例えばＲＳ２３２Ｃを介し、画像解析ボード１３からのデータを受信し、受信したデータを内部のバッファに記憶する。
（ｅ）描画処理部１２５：モニタ１１に表示する画像データを生成する。
（ｆ）外部機器制御部１２６：供給ユニット１４やコイン受付部１５、駆動部１７ｂなどの外部機器を制御する。
（ｇ）外部入出力制御部１２７：外部機器に対する制御コマンドを生成する。本例では、赤外線ランプ１６ｂに対するオンオフコマンドや、駆動部１７ｂに対する角度変更コマンドを生成し、外部機器制御部１２６に送出する。また、ゲーム装置１２の電源投入と共に供給ユニット１４に対して供給コマンドを送出する。さらに、外部機器からの信号を受信してＣＰＵ１２１に送出する。本例では、コイン受付部１５からの投入信号を受信し、ＣＰＵ１２１に送出する。

また、上述した要素の他に、ゲーム装置１２は、スピーカ、音声再生部、入力操作部などと接続されていてもよい（図示せず）。スピーカは、ゲーム実行中やデモ画面表示中のサウンドを出力する。音声再生部は、スピーカに出力させるためのサウンドデータを生成する。入力操作部は、ジョイスティックや操作ボタンなどから構成され、プレイヤの指示入力を受け付ける。

上記のように構成された本実施形態のゲーム装置１２は、ＲＯＭ１２３に記憶された制御プログラムに従い、投擲ゲームを実行する。
（１−３）画像解析ボードのハードウェア構成及び機能
再度図１を参照し、画像解析ボード１３のハードウェア構成及び機能を説明する。
画像解析ボード１３は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、通信ポート１３４、フレームバッファ１３５及び画像処理部１３６を有している。

画像処理部１３６は、赤外線カメラ１７ａから入力された映像を、デジタルデータ化し、フレームバッファ１３５に展開する。より具体的には、画像処理部１３６は、１）入力される映像のA/D変換、２）フレームバッファ１３５に格納されるべきメモリ空間へのアドレス生成及びデジタルデータ化されたデータの書き込み、３）ＣＰＵ１３１に対する、1フレーム分の上記処理１）及び処理２）完了の通知、を行う。フレームバッファ１３５には、赤外線カメラ１７ａが撮像した画像が展開される。

ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１から当たり判定処理の実行を指示されている場合、ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２に記憶された画像処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１３３を作業領域として用いながら、フレームバッファ１３５に書き込まれた画像に基づいて、ボールの反射光の位置を特定する。ＣＰＵ１３１が行う画像解析処理については、詳細を後述する。ＣＰＵ１３１は、通信ポート１３４を介し、特定した位置情報を、ゲーム装置１２の通信ポート１２４のバッファに書き込む。

ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１からボール量の演算処理の実行を指示されている場合、ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２に記憶された別の画像処理プログラムを読み出し、フレームバッファ１３５に書き込まれた画像に基づいて、回収ユニット１８に蓄積されているボールの量を演算する。ＣＰＵ１３１は、通信ポート１３４を介し、特定したボールの量をゲーム装置１２の通信ポート１２４のバッファに書き込む。ボールの量を演算するための画像解析処理については、詳細を後述する。

本実施形態では、赤外線カメラ１７ａと画像解析ボード１３とを用いることにより、ボールがモニタに当たった位置とボールの量との両方を、同一のハードウェアを用いて正確に検出できる利点がある。
（２）ゲームシステムの一例
（２−１）ゲームシステムの外観
図２は、ゲームシステム１の一例を示す外観斜視図である。図３は、図２に示すゲームシステム１の平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’方向断面図である。

ゲームシステム１は、ゲームユニット１０、供給ユニット１４、回収ユニット１８及び投入ユニット１９を含む。
ゲームユニット１０は、モニタ１１及びゲーム装置１２を含む（図示せず）。モニタ１１は、供給ユニット１４の前に立つプレイヤと対向するように設置される。ゲーム装置１２は、ゲームユニット１０内に内蔵される。

供給ユニット１４は、提供部１４ａとリフト１４ｂとを有している。提供部１４ａは、プレイヤにボールを提供する。提供部１４ａは、プレイヤがボールを取り出しやすいよう上部が開口した構成になっている。リフト１４ｂは、投入ユニット１９により投入されるボールを、提供部１４ａに次々に供給する。
回収ユニット１８は、カバー１８ａとスロープ１８ｂとを有している。カバー１８ａは、ゲームユニット１０と供給ユニット１４との間の空間の上部及び両側面を覆い、モニタ１１に当たったボールをスロープ１８ｂ上に集める役割を有している。スロープ１８ｂは、モニタ１１から供給ユニット１４に向かって低くなる様に傾斜し、投入ユニット１９との接続部分が最下点となっている。また、スロープ１８ｂは、最下点に向かって幅が徐々に狭くなるよう形成され、ボールを集約して投入ユニット１９に供給する。さらにスロープ１８ｂの表面は、画像解析上、ボールと識別可能に形成されていることが好ましい。具体的には、スロープ１８ｂ上に溜まっているボールを撮像した画像において、背景画像からボール画像を選択できる輝度または色彩を有しているとよい。例えば、スロープ１８ｂの少なくとも表面を、赤外線を反射しにくい素材、例えば吸光性で形成することが挙げられる。ボールからの反射光を赤外線カメラ１７ａが選択的に撮像でき、輝度の低い背景画像と輝度の高いボール画像との判別が画像解析処理において容易になる。

回収ユニット１８のカバー１８ａには、赤外線カメラ１７ａが駆動部１７ｂ（図示せず）を介して取り付けられている。この例では、赤外線カメラ１７ａ及び駆動部１７ｂは、カバー１８ａの開口部の上部中央に設置され、モニタ１１全面が視野角に入る第１の角度と、スロープ１８ｂ全面が視野角に入る第２の角度と、に角度を変更可能に設置されている。

回収ユニット１８のカバー１８ａの上方中央部には、赤外線ランプ１６ｂがスロープ１８ｂ全体を照射可能な角度で取り付けられている。スロープ１８ｂに溜まるボールを均一に照射できる位置及び指向性を持たせて赤外線ランプ１６ｂを取り付けることが好ましい。
投入ユニット１９は、回収ユニット１８のスロープ１８ｂから延在して設けられ、スロープ１８ｂが収集したボールを、供給ユニット１４のリフト１４ｂに誘導するガイドの役割を果たす。

このようなゲームシステム１では、供給ユニット１４の前に立つプレイヤは、提供部１４ａに供給されるボールを次々にモニタ１１の標的をねらって投げることにより、ゲームを行う。
（２−２）ボール量不足の判断
本実施形態例では、ボール量不足の判断を、赤外線カメラ１７ａが第２の角度において撮像した画像データを画像解析ボード１３が解析し、解析結果をゲーム装置１２が判断することにより行う。

画像解析ボード１３は、赤外線カメラ１７ａが撮像した画像データを解析し、ボールが撮像範囲に占める面積比を演算する。次いで、ゲーム装置１２は、演算した面積比Ａを所定のしきい値と比較し、ボール量が不足しているか否かを判断する。この方法は、ボールの形状やボールが存在する領域の形状、スロープ１８ｂにおけるボールの偏りなどに関わらず適用することができる利点がある。

より具体的には、画像解析ボード１３は、ボールが撮像範囲に占める面積比の指標となる指標値Ｖを、以下のように求める。求めた指標値Ｖは、通信ポート１３４を介し、ゲーム装置１２の通信ポート１２４のバッファに書き込まれる。ゲーム装置１２では、指標値Ｖに基づいて後述するようにボール量の過不足の判定を行う。
(指標値Ｖ）＝(各ピクセルの階調数の総和)／((最大階調数)×(全ピクセル数))
図５は、指標値とボール量との関係を示す。この図は、ボールの量が図５（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態まで減少すると、指標値が０．５５から０．２３に低下することを示している。指標値のしきい値が０．２５である場合、図５（ａ）の状態（指標値Ｖ＝０．５５）であればボール量は充足していると判断される。逆に、図５（ｂ）の状態（指標値Ｖ＝０．２３）であればボール量が不足していると判断される。

図６は、指標値と溜まったボールの偏りとの関係を示す。ボールの偏り方が異なっていても、ボールの量が同程度であれば、指標値も同程度となる。
なお、赤外線カメラ１７ａによりスロープ１８ｂの一部、例えばその先端のみ撮像し、得られた指標値からボール量を演算することも可能である。図７はその一例を示す。図７（ａ）はスロープ１８ｂの先端部分のみが画角に入る角度で撮像して得られた指標値０．３２が、しきい値０．１５以上であるため、ボールが足りていると判断される例である。同図（ｂ）は、同様にして得られた指標値０．１４がしきい値０．１５未満であるため、ボールが不足していると判断される例を示す。

（２−３）位置検出の一例
図８（ａ）は、赤外線発光装置１６ａにより形成される赤外線スクリーンＳ_IRとモニタ１１との位置関係を示す説明図である。赤外線スクリーンＳ_IRは、モニタ１１の表示面と赤外線カメラ１７ａとの間に位置している。言い換えれば、モニタ１１は、赤外線スクリーンＳ_IRを挟んで赤外線カメラ１７ａと反対側に設置される。

赤外線スクリーンＳ_IRとモニタ１１の表示面とは、近傍に位置することが好ましい。赤外線スクリーンＳ_IRとモニタ１１の表示面とを間近に設置することにより、モニタ表示面のどこに物体が当たったのかを、実質的に特定することができる。さらに詳しくは、赤外線スクリーンＳ_IRをモニタ１１の表示面直前に形成することにより、ボールによる赤外線の反射をモニタの直前で生じさせる。赤外線スクリーンＳ_IRとモニタ１１の表示面とが近ければ近いほど、ボールがモニタ１１に当たる位置と反射位置とのずれを小さくすることができる。

より好ましくは、赤外線スクリーンＳ_IRとモニタ１１の表示面との距離Ｇは、ボールの最大長、すなわち直径を超えないように調整されていることが好ましい。このように両者の距離を調整しておくと、モニタ１１の表示面に当たって跳ね返ったボールによる赤外線の再反射を防止できる。
さらに、赤外線スクリーンＳ_IRは、モニタ１１の表示面以上の大きさ、すなわちモニタ１１の表示面と同一かそれより大きく、表示面を覆うことが好ましい。赤外線スクリーンＳ_IRの面が、ボールの位置を検出可能な領域を決定するからである。逆に、赤外線スクリーンＳ_IRがモニタ１１の表示面より小さい形態もあり得る。

図８（ｂ）は、複数の赤外線発光装置１６ａの配置例を示す。複数の赤外線発光装置１６ａは、モニタの表示面に沿う矩形状平面の周縁に沿って、複数の赤外線発光装置１６ａが等間隔に配置されている。
複数の赤外線発光装置１６ａは、モニタの表示面に沿う方向に、指向性を持って赤外線を照射する。より詳しくは、赤外線発光装置１６ａから照射される赤外線の光軸は、前記矩形状平面上に位置し、赤外線の照射方向はその矩形状平面に含まれる。赤外線発光装置１６ａからの赤外線にこのような指向性を持たせることで、赤外線スクリーンの厚みが小さくなる。これはすなわち、赤外線スクリーンを通過するボールにより生じる反射位置と、実際にボールがモニタに当たる位置とのずれを小さくすることにつながる。ひいては、ボールの位置検出の正確性を高めることができる。また、反射光の発光時間を短くすることができるため、ボールが赤外線スクリーンに当たるタイミングと反射光の発光タイミングとのずれを小さくすることができる。

複数の赤外線発光装置１６ａは、少なくとも２辺に沿って配置されていることが好ましい。対向する２辺に沿ってでもよいし、交差する２辺に沿って配置されていても良い。
上記構成により、複数の赤外線発光装置１６ａは、矩形状の赤外線スクリーンを形成する。この赤外線スクリーンを通過するボールには、少なくとも２方向から赤外線がほぼ均等に照射される。そのため、複数のボールがスクリーンを同時に通過する場合であっても、あるボールが他のボールの陰になりにくく、複数のボール全てにまんべんなく均等に赤外線を照射することができる。

なお、赤外線発光装置１６ａの間隔は、必ずしも等間隔でなくても良いが、等間隔であれば、赤外線スクリーンにおいて赤外線の強度を均一化することができる。赤外線発光装置１６ａの配置は、赤外線スクリーンを形成できれば良く、この例に限定されない。
（２−４）ゲームの一例
図９は、ゲーム装置１２が実行するゲームの一例を示す画面例である。このゲームでは、動く標的にボールを当てることにより、ゲーム成績が演算される。標的として表示されるのは、画面上方から下方に移動する隕石（ゲームオブジェクトに相当）である。プレイヤは、画面下方に表示されたウサギが住む建物に隕石が達する前に隕石にボールを当てるよう、ボールを投げる。画面上部の各ウサギに対応する位置には、ウサギの残りライフが数字で示されている。ウサギのライフがゼロになるか、隕石がウサギに当たった場合、ゲームオーバーとなる。

ゲーム装置１２は、コインが投入されたコイン受付部１５の数に応じて設定人数を決定し、設定人数に応じてゲームを実行する。この例では、一人のプレイヤが一兎のウサギを救うようにプログラムが設定されている。従って、設定人数と同数のウサギが画面に表示される。４つのコイン受付部１５全てにコインが投入された場合、図９に示すように４兎のウサギが表示される。

またゲーム装置１２は、画像解析ボード１３が特定したボールの位置と、隕石の表示位置とに基づいて、ボールと隕石との当たり判定を行う。当たり判定の結果、ボールが隕石に当たっていれば、隕石が粉砕されたことを表示する。
さらにゲーム装置１２は、所定のタイミングでボールの量の過不足を判断し、不足と判断すると、その判断結果を出力する。これにより、ゲームシステムが設置されている店舗の管理者などは、ボール量が不足してしまう前にボールを新たに供給し、少なすぎるボールでのゲームをプレイヤに強いる事態の発生を防止することができる。

（３）ゲーム装置のソフトウェア構成
再度図１を参照し、ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１の機能について説明する。ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２３に記憶されたプログラムを実行することにより、ゲーム実行部、判断部及び結果出力部として機能する。以下では各部の機能を詳細に説明する。説明を容易にするため、前述の投擲ゲームを例にとり説明する。

（３−１）ゲーム実行部
ゲーム実行部（ゲーム装置に相当）は、投擲ゲームを実行する。またゲーム実行部は、ゲーム実行中に、ゲーム空間内の標的のモニタ上での表示位置と、ボールがモニタ１１に当たる位置と、に基づいて当たり判定を行う。モニタ１１に当たったボールの位置情報は、画像解析ボード１３から取得する。

（３−２）判断部
判断部(判断手段に相当)は、画像解析ボード１３から指標値Ｖを取得し、指標値Ｖ及び判別テーブルに基づき、ボールの量の過不足を判断する。図１０は判別テーブルの一例を示す概念説明図である。判別テーブルには、指標値と出力パターンとが対応づけられている。取得した指標値ＶがＶ１以上最大しきい値Ｖ０未満の場合、判断部は「警告メッセージ」を出力すると判断する。指標値ＶがＶ１未満の場合、判断部は「エラーメッセージ」を出力すると判断し、ゲームの実行を禁止する。本例では、ボールの量を２段階に分けて判別しているが、指標値Ｖがしきい値以上か未満かだけを判断してもよい。

また、判断部は、ボール量の検出を行うタイミングを判断する。具体的には、角度変更コマンドやオンオフコマンドの生成を指示するタイミングを判断する。ボール量の検出タイミングは、本実施形態ではゲームの実行中以外であればいつでもよい。本例では、デモ画面の表示中に、ボールの量を判断する。
（３−３）結果出力部
結果出力部は、判断部の判断結果に応じ、例えばＲＯＭ１２３に記憶されている所定の「警告メッセージ（例：ボール残量が少なくなってきました、補給して下さい）」や「エラーメッセージ（例：ボール残量が不足のため停止します）」を読み出し、モニタ１１に出力する。結果出力の形態は、メッセージの出力だけに限定されない。例えば出力パターンに応じてランプが設定されている場合には、出力パターンに応じたランプを点灯させてもよい。ゲームシステム１と図示しない管理者端末とがネットワークで接続されている場合には、出力パターンに応じた電子メールやインスタントメッセージを管理者端末に送信したりすることもできる。

（４）処理
（４−１）メインルーチン
図１１は、ゲーム装置１２が行うゲーム処理の流れの一例を示すフローチャートである。ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１は、電源を投入されると、以下の処理を開始する。
ステップＳ１〜Ｓ２：ＣＰＵ１２１は、デモ画面をモニタ１１に出力しながら、コインが投入されるのを待機する（Ｓ１）。いずれかのコイン受付部１５にコインが投入され、所定時間が経過すると（Ｓ２）、ステップＳ４に移行する。所定時間経過してもコインが投入されない場合、後述するステップＳ８に移行する。

ステップＳ３：ＣＰＵ１２１は、角度変更コマンドの生成を駆動部１７ｂに指示し、赤外線カメラ１７ａの向きを第１の角度に設定する。また、オンオフコマンドの生成を駆動部１７ｂに指示し、赤外線ランプ１６ｂをオフにする。すなわち、ゲームの開始に備え、モニタ１１の全面が画角に入る向きに赤外線カメラ１７ａの向きを設定し、スロープ１８ｂに溜まっているボールへの赤外線の照射を停止する。

ステップＳ４：ＣＰＵ１２１は、コインが投入されたコイン受付部１５の数を判別し、その数を設定人数とする。
ステップＳ５：ＣＰＵ１２１は、設定人数に応じ、ＲＯＭ１２３に記憶されているゲームプログラムを実行する。この実行により、ＣＰＵ１２１は、通信ポート１２４内のバッファを必要なタイミングで参照し、参照した時点で通信ポート１２４内のバッファに書き込まれているボールの位置情報を、当たり判定に利用する。例えばＣＰＵ１２１はΔＴ１毎に通信ポート１２４内のバッファを参照する。ゲームプログラムは、本メインルーチンとは独立かつ並行に実行される。

ステップＳ６〜Ｓ７：ＣＰＵ１２１は、ゲーム実行部により実行されているゲームの終了を待機し、ゲーム終了後はゲーム装置１２の電源がオフにならない限り、デモ画面表示に戻る（Ｓ１）。
ステップＳ８：ＣＰＵ１２１は、角度変更コマンドの生成を駆動部１７ｂに指示し、赤外線カメラ１７ａの向きを第２の角度に設定する。すなわち、モニタ１１の全面が画角に入る第１の角度から、スロープ１８ｂが画角に入る第２の角度に、赤外線カメラ１７ａの向きを設定する。また、ＣＰＵ１２１は、オンオフコマンドの生成を駆動部１７ｂに指示し、赤外線ランプ１６ｂをオンにする。

ステップＳ９：ＣＰＵ１２１は、角度変更コマンド及びオンオフコマンド送信後、一定時間経過した後、通信ポート１２４のバッファから指標値Ｖを読み出す。
ステップＳ１０：ＣＰＵ１２１は、演算した指標値Ｖと前記判別テーブルの最大しきい値Ｖ０とを比較し、指標値Ｖが最大しきい値Ｖ０未満の場合、ステップＳ１１に移行する。指標値Ｖが最大しきい値Ｖ０以上であれば、ボールの量は足りているので、前記ステップＳ２に戻り、コインの投入を待機する。

ステップＳ１１〜Ｓ１２：ＣＰＵ１２１は、指標値Ｖと判別テーブルとに基づいて、「Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ０」を充足するか否かを判断する（Ｓ１１）。本例の場合、Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ０を充足すれば、「警告メッセージ」を出力する。例えば「ボール残量が少なくなってきました。補給して下さい。」の警告メッセージをモニタ１１に出力させる（Ｓ１２）。
ステップＳ１３：ＣＰＵ１２１は、「Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ０」を充足しないと判断すると、本例の場合は「エラーメッセージ」を出力する。（Ｓ１１２）。その結果、例えば「ボール残量が不足のため停止します。」のエラーメッセージがモニタ１１に出力されるＳ１３。

以上の処理により、デモ画面表示中にボールの量の過不足を検出し、ボールの量が不足している場合には、不足量に応じたメッセージの出力を行う。ゲームシステム１が設置されている店舗の管理者は、デモ画面中の警告メッセージやエラーメッセージを見ることにより、ボールの補給が必要であることに容易に気付くと期待できる。従って、少なすぎるボールでプレイヤにプレイさせてしまい、不公平感を感じさせる事態を防止することができる。

上記の処理では、デモ画面表示中にボールの量を検出したが、検出のタイミングは限定されない。例えば、ゲームシステム１の起動直後でもよい。また、本例では赤外線ランプ１６ｂを照射するため、ボール量の検出タイミングはゲーム中以外のタイミングであるが、他の方法を用いてボール量を検出する場合には、ゲーム中に検出することができる場合もある。

（４−２）当たり位置の判定処理
図１２は、ゲームシステム１が行う当たり位置の判定処理の流れの一例を示す説明図である。この図は、画像解析ボード１３が実行する画像解析処理の流れの一例も併せて示す。
《赤外線カメラの処理》
赤外線カメラ１７ａは、連続的に撮像を行い（＃１）、映像信号を画像解析ボード１３に転送する（＃２）。

《画像解析ボードの処理》
画像処理部１３６は、赤外線カメラ１７ａから映像信号を受信し、映像信号をデジタルデータ化し、フレームバッファ１３５に展開する（＃１１）。
ＣＰＵ１３１は、フレームバッファ１３５に展開された画像データを、ドット単位で、所定の閾値を基準に二値化し（＃１２）、赤外線の輝度の高い部分の選別をドット単位で行う（＃１３）。ＣＰＵ１３１は、選別した輝度の高い部分、すなわち１以上の高輝度ドットからなる集合体それぞれについて、その集合体の面積を算出する（＃１４）。さらにＣＰＵ１３１は、算出した面積それぞれについて所定の範囲の大きさか否かを判断し（＃１５）、所定の大きさを有する高輝度ドットの集合体があれば、各高輝度集合体の重心座標を求める（＃１６）。次いで、ＣＰＵ１３１は、重心座標を求めた集合体の円形度が所定の範囲内か否かを判断する（＃１７）。例えば、求めた重心座標を中心とする所定の半径の円内に、高輝度のドットが所定の範囲の割合で存在していれば、その集合体は円形であると判断することができる。

次いで、ＣＰＵ１３１は、円形であると判断した高輝度集合体をボールの画像であるとみなし、フレームバッファ１３５におけるボールの重心座標を、ゲーム装置１２の通信ポート１２４内のバッファに書き込む（＃１８）。
《ゲーム装置の処理》
ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１は、所定時間ΔＴ１が経過する毎に通信ポート１２４内のバッファを参照し、最新の位置情報及び個数を読み出す（＃２１，＃２２）。読み出した情報は、ゲームの当たり判定に用いられる（＃２３）。ゲーム装置１２は、所定時間間隔ΔＴ１、例えば１／６０ｓｅｃ毎にこの処理を行うことにより、通信ポート１２４内のバッファ中に書き込まれた位置情報を用いてゲーム中での当たり判定を行う。

当たり位置の判定は、必ずしも前述の方法に限定されないが、赤外線カメラ１７ａと画像形成ボード１３とを用いることにより、当たり判定とボールの量との両方を、共通のハードウェア構成を用いて実行できる利点がある。
なお、この方法によれば、ボールによる反射光がモニタの直前で生じるため、反射光の生じる位置とボールがモニタに当たる位置とのずれは、さほど問題ではない。また、反射光が生じるタイミングとボールがモニタに当たるタイミングとのずれも、さほど問題ではない。そのため、検出結果に基づいて、ゲーム空間中の仮想オブジェクトとの当たり判定を行っても、プレイヤが時間的なずれや位置的なずれによる違和感を感じることはない。

（５）効果
本発明を用いれば、ボールなどの実操作物の量が減少しがちなゲームシステムにおいて、実操作物の量が不足してしまう前に、実操作物の量の不足の発生を検出することができる。従って、少なすぎる実操作物を用いたゲームにより実質的に難易度が上がってしまった状態でのゲームの実行をプレイヤに強いずにすむ。従って、プレイヤに不公平感を感じさせる事態の発生を防止することができる。

＜その他の実施形態＞
（Ａ）ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１は、赤外線カメラ１７ａが撮像した画像データを解析して求められる面積比、例えば指標値に基づいて、ボールがスロープ１８ｂに占める面積Ａを演算してもよい。演算した面積Ａをボールの断面積Ｓで割ることにより、ボールの個数Ｎを算出する。ボールの個数のしきい値を予め設定してＲＯＭ１２３に記憶させておき、算出した個数Ｎとしきい値とを比較することにより、ボール量が不足か否かを判断することができる。この方法も、ボールの形状やボールが存在する領域の形状、スロープ１８ｂにおけるボールの偏りなどに関わらず適用することができる。

さらに、ＣＰＵ１２１は、前述の式で求めた個数Ｎに、経験的に求められる所定の係数ａを乗じた値を乗じて得られる個数Ｎ’に基づいて、ボール量が不足か否かを判断しても良い。スロープ１８ｂ上にボールが２段、３段と重なって溜まっていても、経験的に求められる係数ａを用いることで、ボールの重なりをボールの個数Ｎ’に反映させることができる。

（Ｂ）画像解析ボード１３は、赤外線カメラ１７ａが所定時間間隔ΔＴｄで撮像した画像データに基づいて、所定期間ΔＴｐ（ΔＴｐ＞ΔＴｄ）における指標値Ｖの平均値Ｖａを求めてもよい。その場合には、求めた平均指標値Ｖａと、前述の判別テーブルと、に基づいて、ボールの過不足を判定することができる。この方法は、蓄積されている実操作物量の一時的な変動による影響を受けにくく、量の過不足の判断をより正確に行うことができる。

また、所定回数Ｎ回の指標値の平均値をとり、その平均値と判別テーブルとに基づいてボールの過不足を判定してもよい。
（Ｃ）赤外線カメラ１７ａで撮像する方法ではなく、他の方法によりボール量の過不足を判定することもできる。例えば、スロープ１８ｂの所定の高さに距離測定センサを設け、このセンサによりボールを検出し、その結果に基づいて過不足を判定してもよい。この方法を用いれば、ゲーム中であってもボール量を検出することができる。また、この方法を用いる場合も、センサにより所定時間間隔でボールを検出し、検出結果に基づいたボールの量の所定期間ΔＴにおける平均値を算出し、前記平均値に基づいてボールの量が所定のしきい値を下回っているか否かを判断するとよい。蓄積されているボールの一時的な変動による影響を受けにくく、ボール量の過不足の判断をより正確に行うことができる。

図１３は、センサを用いたボールの過不足判定方法の一例を示す説明図である。図１３（ａ）は、スロープ１８ｂの側壁の複数の高さレベルに距離測定センサを設けることを示す。同図（ｂ）は、センサが検出する距離から溜まっているボールの山の形状を演算により求めることを示す。距離測定センサの検出結果から求めたボールの山の形状の面積に、経験的に求められる係数を乗じることにより、ボールの個数を演算することができる。

図１４は、センサを用いたボールの過不足判定方法の別の例を示す説明図である。スロープ１８ｂの側壁の複数の高さレベルに物体検出センサを設け、どのセンサがボールを検出するかに基づいて、ボール量が「警告レベル」なのか「エラーレベル」なのかを判定する。予め、物体検出センサを設ける高さとボール量のレベルとを関連付けておくことにより、物体検出センサの検出結果に基づいたボール量の判定が可能になる。

（Ｄ）ゲームシステム１は、ボールを供給ユニット１４または回収ユニット１８に供給する補充ユニット（図示せず）をさらに備えていてもよい。補充ユニットは、予備のボールを蓄積し、ゲーム装置１２の判断結果に応じて供給ユニット１４または回収ユニット１８に新たにボールを供給する。補充ユニットによる１回の補充量を所定量とし、補充するたびに再度ボール量を検出し、ボール量がしきい値以上と判断されるまで、補充と検出とを繰り返すとよい。これにより、ゲームシステムが設置されている店舗の店員などが手動で実操作物を補充せずにすみ、店員が実操作物の不足に気づかなかったためにプレイヤが不利益を被るおそれもない。

さらに、補充ユニットを設ける場合、ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１を結果出力部として機能させなくても良い。つまり、ボール量が不足していると判断された場合、判断結果を出力することなく、ボールを補充しても良い。
（Ｅ）前記第１実施形態では赤外線カメラ１７ａを、当たり判定及びボール量の撮像の両方に用いているが、２台の赤外線カメラを設置し、当たり判定用及びボール量の撮像用にそれぞれ用いても良い。この場合には、角度変更コマンドにより赤外線カメラ１７ａの画角を変更する処理が不要になる。

さらに、ボール量の撮像は、赤外線カメラではなく、可視光域のカメラを用いて行っても良い。その場合には、スロープ１８ｂに蓄積されているボールには、可視光を照射する。画像解析処理においてボール画像を背景画像から選択できるように、スロープ１８ｂの色彩をボールの色彩と異なるように形成したり、スロープ１８ｂの輝度をボールの輝度と異なるように形成しておくとよい。

（Ｆ）前記第１実施形態とは異なり、ボール量がしきい値未満か否かの判断まで、画像解析ボード１３で行うこともできる。また、ゲーム装置１２のＣＰＵ１２１が、画像解析ボード１３からの画像データを解析して指標値を演算し、ボール量の不足を判断するようにゲームシステム１を構成することもできる。
（Ｅ）本発明の方法は、他のゲームにも適用可能である。プレイヤが操作するボールなどの実操作物を、循環させながら繰り返しプレイヤに使用させるゲームとしては、投擲ゲームのほかに、ボーリングゲームなどを挙げることができる。

（Ｆ）前記ゲームシステムが実行する検出方法は、本発明の範囲に含まれる。また、この検出方法を実行するプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここでプログラムには、記録媒体に記憶されているものもダウンロード可能なものが含まれる。また記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能なフレキシブルディスク、ハードディスク、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク（ＭＯ）、その他のものが挙げられる。

本発明は、実操作物を用いたあらゆるゲームに好適に適用することができる。

第１実施形態に係るゲームシステムのハードウェア構成図 図１に示すゲームシステムの一例を示す外観斜視図 図２に示すゲームシステムの平面図 図２に示すゲームシステムの、図３中Ａ−Ａ’方向の断面図 指標値とボール量との関係を示す説明図（ａ）指標値０．５５の状態（ｂ）指標値０．２３の状態 指標値と溜まったボールの偏りとの関係を示す説明図（ａ）ボールが真ん中に偏っている状態（指標値０．３２）（ｂ）ボールが端に偏っている状態（指標値０．３３） ボールの先端の画像データから求められる指標値の例（ａ）指標値０．３２の状態（ｂ）指標値０．１４の状態 位置検出方法を示す説明図（ａ）赤外線スクリーンとモニタとの位置関係を示す説明図（ｂ）複数の赤外線発光装置の配置例を示す説明図 ゲーム装置が実行するゲームの一例を示す画面例 判別テーブルの概念説明図 ゲーム装置が行うゲーム処理の流れの一例を示すフローチャート ゲームシステムが行う当たり位置の判定処理の流れの一例を示す説明図 センサを用いたボールの過不足判定方法の一例を示す説明図（ａ）スロープの側壁の複数の高さレベルに設けられた対をなす距離測定センサ（ｂ）センサが検出する距離から演算されるボールの山の形状 センサを用いたボールの過不足判定方法の別の例を示す説明図 従来の投擲ゲーム機の外観斜視図

符号の説明

１：ゲームシステム
１１：モニタ
１２：ゲーム装置
１３：画像解析ボード
１４：供給ユニット
１５ａ〜ｄ：コイン受付部
１６ａ：赤外線発光装置
１６ｂ：赤外線ランプ
１７ａ：赤外線カメラ
１７ｂ：駆動部
１８：回収ユニット
１９：投入ユニット

Claims (13)

1. モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム装置と、
   前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段と、
   前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段と、
   前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段と、
   前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段と、
   前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能であり、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する赤外線カメラと、
   前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段と、
   前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段と、
   前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段と、
   前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段と、を備え、
   前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合にオンに、それ以外の期間でオフにすることを特徴とする、ゲームシステム。
2. 前記赤外線カメラは、前記蓄積手段に蓄積されている実操作物の平面像を撮像し、
   前記検出手段は、前記赤外線カメラが撮像した画像を解析し、撮像範囲に対して前記実操作物が占める面積の比を演算することを特徴とする、請求項１に記載のゲームシステム。
3. 前記検出手段は、撮像範囲の全画素数に対する、前記実操作物の平面像の画素数を、前記面積比として演算することを特徴とする、請求項２に記載のゲームシステム。
4. 前記検出手段は、複数の輝度の階調を認識し、撮像範囲における最大階調数に全画素数を乗じた値に対する各画素の階調数の総和を、前記面積比として演算することを特徴とする、請求項３に記載のゲームシステム。
5. 前記赤外線カメラは所定時間間隔で撮像を実行し、
   前記判断手段は、前記検出手段が演算した面積比に基づいて、所定期間ΔＴにおける面積比の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記実操作物の量が所定のしきい値を下回っているか否かを判断することを特徴とする、請求項２、３または４に記載のゲームシステム。
6. 前記検出手段は、演算した面積比に基づいて、前記蓄積手段に蓄積されている実操作物の平面積Ａを求め、求めた平面積Ａを前記実操作物の断面積Ｓで割り、前記実操作物の個数Ｎを算出することを特徴とする、請求項２、３または４に記載のゲームシステム。
7. 前記検出手段は、前記演算した平面積Ａを前記実操作物の断面積Ｓで割った値（Ａ／Ｓ）に所定の係数ａを乗じた値を、前記実操作物の個数Ｎの補正値Ｎ’とすることを特徴とする、請求項４に記載のゲームシステム。
8. 前記投入手段は前記供給手段に連結され、
   前記蓄積手段はスロープ部を有し、前記スロープ部は、前記投入手段を最下点とし、最下点に向かって幅が徐々に狭くなるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のゲームシステム。
9. 前記検出手段は、前記スロープ部の所定の高さに設けられ、前記高さにおける実操作物の有無を検出するセンサを有していることを特徴とする、請求項８に記載のゲームシステム。
10. 予備の実操作物を蓄積し、前記検出手段の判断結果に応じて前記供給手段に新たに実操作物を供給する補充手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のゲームシステム。
11. モニタに標的を表示し、ゲームを実行するコンピュータと、
    前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段と、
    前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段と、
    前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段と、
    前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段と、
    前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段と、
    前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能であり、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する赤外線カメラと、
    前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段と、
    を含むゲームシステムに含まれる前記コンピュータが実行する検出プログラムであって、
    前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段、
    前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段、及び
    前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段、
    として前記コンピュータを機能させ、
    前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合にオンに、それ以外の期間でオフにすることを特徴とする、検出プログラム。
12. モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム実行ステップと、
    前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給手段により供給する供給ステップと、
    前記モニタと前記供給手段との間に配置された蓄積手段に、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積ステップと、
    前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入ステップと、
    前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射ステップと、
    前記蓄積手段の上方に配置された第２赤外線照射手段により、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射ステップと、
    前記ゲームの実行中に前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に、それぞれ角度を変更可能な赤外線カメラを用い、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する撮像ステップと、
    前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出ステップと、
    前記ゲームの実行中に、前記検出ステップで検出された前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定ステップと、
    前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断ステップと、
    前記判断ステップでの判断結果を出力する結果出力ステップと、
    前記第２赤外線照射ステップを、前記赤外線カメラが前記第２角度に設定されている場合に実行し、それ以外の期間で停止させるオンオフステップと、
    を含むことを特徴とする、検出方法。
13. モニタに標的を表示し、ゲームを実行するゲーム装置と、
    前記ゲーム中にプレイヤが使用する複数の実操作物を、前記プレイヤに供給する供給手段と、
    前記モニタと前記供給手段との間に配置され、使用された前記複数の実操作物を回収して蓄積する蓄積手段と、
    前記蓄積手段と前記供給手段との間に配置され、前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物を前記供給手段に投入する投入手段と、
    前記モニタの表示面に沿う方向に赤外線を照射し、前記モニタの表示面近傍に、前記モニタを覆う平面状の赤外線スクリーンを生成する第１赤外線照射手段と、
    前記蓄積手段の上方に配置され、前記蓄積手段全面に赤外線を照射する第２赤外線照射手段と、
    前記モニタ全面が視野角に入る第１角度に設定され、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する第１赤外線カメラと、
    前記蓄積手段の平面が視野角に入る第２角度に設定され、前記実操作物からの赤外線の反射光を選択的に検出する第２赤外線カメラと、
    前記ゲームの実行中に前記実操作物が前記赤外線スクリーンを通過することにより生じる前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射光の位置を検出し、前記ゲームを実行していない期間に前記蓄積手段に蓄積された前記複数の実操作物からの反射光に基づいて前記蓄積手段に蓄積されている前記複数の実操作物の量を検出する検出手段と、
    前記ゲームの実行中に、前記検出手段が検出した前記赤外線スクリーン上での赤外線の反射位置と前記モニタ上での前記標的の位置とに基づいて、いずれかの実操作物が前記標的に当たったか否かを判断する当たり判定手段と、
    前記ゲームを実行していない期間に、前記検出された実操作物の量と所定のしきい値とを比較し、実操作物の量の過不足を判断する判断手段と、
    前記判断手段の判断結果を出力する結果出力手段と、を備え、
    前記判断手段は、前記第２赤外線照射手段を、前記ゲームの実行中以外の任意のタイミングでオンに、前記ゲームの実行中はオフにすることを特徴とする、ゲームシステム。

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