JPH06301474A

JPH06301474A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH06301474A
Application number: JP5109787A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nakamura; 利久中村
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】画像を取り込んで複数の検出対象の位置を検
出し、その組み合わせに基づいて出力制御が可能な位置
検出装置を提供する。【構成】ＣＣＤ３０は操作される第１ランプと第２ラ
ンプを含む画像を取り込む。Ｒ輝度検出回路３８Ａは第
１ランプの位置を検出する。Ｇ輝度検出回路３８Ｂは第
２ランプの位置を検出する。マイコンシステム４６は検
出された第１と第２ランプの位置の組み合わせに基づい
て画像または音の出力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はパーソナルコンピュー
タ、ゲーム機等に利用可能な位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より種々の位置検出装置が知られ
る。例えば、タッチパネルではパネル上に外部からの指
等による押圧あるいは接触に感応してその位置を検出す
る機構が設けられている。また、マウスでは、マウスの
移動量、方向を計測してスクリーンカーソルの位置を検
出する。しかしながら、いずれの従来技術もこの発明の
ような独自の方式で位置を検出するものではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、この発明の
目的は従来にない位置検出原理に基づく位置検出装置を
提供することである。具体的なこの発明の目的は、画像
入力方式の位置検出装置において、画像中の複数の検出
対象の位置を検出し、検出位置の相互関係ないし組み合
わせに基づいて所望の出力制御を可能にすることであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段、作用】この発明によれ
ば、画像を取り込む撮像手段と、取り込んだ画像におけ
る複数の特異点の位置を検出する位置検出手段と、検出
した複数の特異点の位置関係に基づいて出力を制御する
制御手段と、を有することを特徴とする位置検出装置が
提供される。この構成によれば、画像を取り込み、取り
込んだ画像中の複数の特異点の位置を検出し、検出した
位置の組み合わせに基づいて出力を制御することができ
る。位置検出のために、画像入力を用いる方式は従来、
全くなかった新規な方式である。また、複数の位置の組
み合わせに基づく出力制御により単独の位置あるいは個
々の位置に基づく出力制御では得ることのできない所望
の出力制御が可能になる。

【０００５】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。この実施例はこの発明をビデオゲーム機に応用
した例である。図１に実施例の位置検出装置の使用状況
の概要を示す。撮像部を内蔵する位置検出装置２の前で
人４（図示ゲームにおいて戦士としてプレイする）が複
数の特異点である第１ランプ２２と第２ランプ２３を備
えたペンライト２０を振る。この画像は位置検出装置２
に取り込まれる。位置検出装置２は取り込んだ画像のな
かで２つの特異点である第１ランプ２２と第２ランプ２
３の位置を検出する。また、位置検出装置２はディスプ
レイ６の画面に怪獣を含む仮想画像（ＣＧ画像）と取り
込んだ実画像とを合成して表示する。更に、位置検出装
置２は検出した第１と第２のランプの位置の組み合わせ
に基づき、剣を設定し、ペンライト２０に代え剣を画面
に表示する。更に位置検出装置２は第１と第２のランプ
の位置の組み合わせによって定まる剣と怪獣との接触の
有無を調べ、接触時には接触音を発生し、対応する画面
をディスプレイ６に表示する。

【０００６】図２と図３に示すように、位置検出装置２
は前面（図２）に、電源スイッチ１０、撮像部のレンズ
１２が設けられ、裏面にはＡＣアダプタに接続される電
源端子１４、サウンドシステム（図示せず）に接続され
るオーディオ出力端子１６、ディスプレイ６に接続され
るビデオ出力端子１８が設けられる。

【０００７】ペンライト２０は図４に示すように、先端
に第１ランプ２２、中央に第２ランプ２３を備える。例
えば、第１ランプ２２は赤色光を発生する赤色ＬＥＤ、
第２ランプ２３は緑色光を発生する緑色ＬＥＤで構成さ
れる。ランプ２２と２３のオン／オフはペンライト側部
のスイッチ２４で行われる。

【０００８】図５に位置検出装置２の回路構成を示す。
人４からの実画像はレンズ１２を介してＣＣＤ３０に取
り込まれる。タイミング回路３４により制御されるドラ
イバ３２はＣＣＤ３０に駆動パルスを与えてＣＣＤ３０
の各素子に光電変換を実行させる。この結果、ＣＣＤ３
０からは実画像を色成分別（例えば赤、緑、青）に表わ
す電気信号が出力され、信号処理回路３６に入力され
る。信号処理回路３６はＣＣＤ３０からの信号を反転処
理し、テレビジョンの３原色信号を反転した信号に相当
する信号（反転実画像カラー信号）を形成する。３つの
反転実画像カラー信号は画像合成回路に供給される。ま
た、３つの反転実画像カラー信号のうち、Ｒ信号はＲ輝
度検出回路３８Ａに、Ｇ信号はＧ輝度検出回路３８Ｂに
供給される。

【０００９】一方ＣＧ発生器４２はビデオＲＡＭ４４か
らのデジタルＣＧ画像データを処理し、仮想画像（コン
ピュータグラフィクス画像）を表わす３原色ＲＧＢ信号
（仮想画像カラー信号）を形成する。この仮想画像カラ
ー信号は画像合成回路４０に供給される。

【００１０】ＣＧ発生器４２と信号処理回路３６の動作
を同期させるために（仮想画像カラー信号と反転実画像
カラー信号の各走査を同期させるために）、タイミング
回路３４から所定のタイミング信号がＣＧ発生器４２と
信号処理回路３６に供給される。

【００１１】画像合成回路４０は仮想画像と反転実画像
とを合成するものである。このために、画像合成回路４
０は、内部のアナログスイッチにより仮想画像カラー信
号（の画素）が白画素のときは反転実画像カラー信号
（の画素）を選択し、仮想画像カラー信号の画素が白画
素でないときは仮想画像カラー信号を選択する。画像合
成回路４０からのカラー（ＲＧＢ）信号はＲＧＢ／複合
ＮＴＳＣ変換回路４１により複合ビデオＮＴＳＣ信号に
変換された後、ビデオ出力端子１８に出力される。

【００１２】この実施例で例として説明するビデオゲー
ムは怪獣との戦いのゲームであるので、仮想画像は怪獣
に関するものである。仮想画像の画面構成は図８に示す
ように、バックグラウンド面１００とそれに重ね合わさ
れるスプライト面１０２、１０４とから成る。この怪獣
ゲームではバックグラウンド面１００は怪獣を含んでお
り、スプライト面は剣が描かれた剣スプライト面１０２
とノックアウトされた怪獣が描かれた怪獣スプライト面
１０４とから成る。剣スプライト面１０２は実画面１０
６におけるペンライト２０を覆い隠す画面要素であり、
このために、剣スプライト面１０２は、その表示の位置
と回転角度がペンライト２０の第１と第２ランプ２２、
２３の位置の組み合わせによって定められる。一方、怪
獣スプライト面１０４は第１と第２ランプ２２、２３の
位置の組み合わせによって定まる剣が怪獣の頭部に当た
ったときに（頭部エリアの内部に剣が入ったときに）バ
ックグラウンド面１００上に重ね合わされて、バックグ
ラウンド面１００の怪獣を覆い隠す。

【００１３】ビデオＲＡＭ４４には選択されたビデオゲ
ーム（例えば図８に示す怪獣ゲーム）に関するバックグ
ラウンド面の画像データとスプライト面の画像データと
が記憶されており、両画像データの合成はマイコンシス
テム４６の制御の下にＣＧ発生器４２によって行われ
る。

【００１４】なお、ビデオゲームの選択時にマイコンシ
ステム４６からＣＧ発生器４２を介してビデオＲＡＭ４
４に選択ビデオゲームに係るバックグラウンド面の画像
データとスプライト面の画像データがセットされる。こ
れに関連し、マイコンシステム４６は種々のビデオゲー
ムに関するデータメモリとしてＲＯＭ４８を有してい
る。

【００１５】第１ランプ（赤色ＬＥＤ）２２と第２ラン
プ（緑色ＬＥＤ）２３の位置を検出するために、Ｒ輝度
検出回路３８Ａ、Ｇ輝度検出回路３８Ｂが設けられる。
Ｒ輝度検出回路３８Ａは第１ランプ２２の位置を検出
し、Ｇ輝度検出回路３８Ｂは第２ランプ２３の位置を検
出する。各輝度検出回路は、信号処理回路３６からの入
力信号が異なる点（Ｒ輝度検出回路３８Ａには反転実画
像のＲ信号、Ｇ輝度検出回路３８Ｂには反転実画像のＧ
信号が供給される点）を除き、回路構成は同一である。

【００１６】各輝度検出回路の回路構成を参照番号３８
として図６に示す。輝度検出回路３８には信号処理回路
３６から反転実画像のＲ、またはＧ信号（ＮＴＳＣ信
号）が入力される。また、タイミング回路３４からフレ
ームクロックＶＣＫ、行クロックＲＣＫ、列クロックＨ
ＣＫが供給される。図７のタイミングチャートに示すよ
うに、フレームクロックＶＣＫはＮＴＳＣ信号の１フレ
ーム（１画面、２フィールド）ごとに発生する。行クロ
ックＲＣＫはＮＴＳＣ信号の１走査線期間ごとに発生す
る。列クロックＨＣＫはＮＴＳＣ信号の１走査線中の映
像期間（輝度信号期間）の間に２５６回発生する。いい
かえると、列クロックＨＣＫは水平を２５６画素とみた
ときに各画素位置で発生する。

【００１７】反転実画像ＮＴＳＣ信号は輝度検出回路３
８のＡＤＣ５０によりアナログ／デジタル変換され、列
クロックＨＣＫで動作するサンプリングレジスタ５２に
より、各画素のデジタル値がサンプリングされる。サン
プリングレジスタ５２の出力は大小比較器５４に供給さ
れる。大小比較器５４はサンプリングレジスタ５２の出
力値と（フレームクロックＶＣＫでリセットされる）ピ
ークホールドレジスタ５６の内容とを比較し、サンプリ
ングレジスタ５２の出力値の方が大きいとき、比較クロ
ック出力を発生し、ピークホールドレジスタ５６に新た
なピークであるピークホールドレジスタ５６の出力を取
り込ませる、とともに列レジスタ６０と行レジスタ６４
をクロック動作させる。

【００１８】一方、列カウンタ５８は行クロックＲＣＫ
ごとにリセットされ、列クロックＨＣＫをカウントす
る。行カウンタ６２はフレームクロックＶＣＫでリセッ
トされ、行クロックＲＣＫをカウントする。

【００１９】したがって、１フレーム（１画面）のなか
で赤または緑の成分について最高輝度をもつ画素の位置
（すなわち、第１ランプ２２と第２ランプ２３の位置）
が各輝度検出回路３８Ａ、３８Ｂで検出されることにな
る。すなわち、ＲまたはＧの最高輝度のタイミングで大
小比較器５４から比較クロック出力が発生し、この比較
クロック出力により、列レジスタ６０はその時点の列カ
ウンタ５８の列カウント（最高輝度画素の列座標）を取
り込み、行レジスタ６０はその時点の行カウンタ６２の
行カウント（最高輝度画素の行座標）を取り込む。

【００２０】このようにして、Ｒ輝度検出回路３８Ａは
赤色ＬＥＤ構成の第１ランプ２２の位置を検出し、Ｇ輝
度検出回路３８Ｂは第２ランプ２３（緑色ＬＥＤ）の位
置を検出する。

【００２１】怪獣ゲームの選択モードにおいて、マイコ
ンシステム４６はタイミング回路３４からフレームクロ
ックＶＣＫに応答して図９に示すようなＶインタラプト
ルーチンを実行する。

【００２２】まず、ステップ９−１でＲ輝度検出回路３
８ＡとＧ輝度検出回路３８Ｂから第１ランプ２２（赤ラ
イト）と第２ランプ２３（緑ライト）の位置を読み込
む。次に、読み込んだ第１ランプ２２と第２ランプ２３
の位置の組み合わせに従って剣の位置を定める（ステッ
プ９−２）。例えばこの剣は接触テスト９−３のために
直線の線分で表現され、始端は、第１ランプと第２ラン
プの位置を通る直線上（剣方向上）の第２ランプ位置か
ら第１ランプとは反対側に所定長離れた位置で定まり、
終端（剣先）は始端から剣方向に沿い剣長だけ離れた位
置で定まる。接触テスト９−３ではステップ９−２で定
めた剣（直線の線分）と怪獣の頭部エリア（ＲＯＭ４８
内）とを比較し、剣が頭部エリア内に入っておれば、接
触フラグを立てる。接触フラグが立ったときは（９−
４）、マイコンシステム４６は怪獣スプライト面１０４
の表示指示をＣＧ発生器４２に与える。これに応答し
て、ＣＧ発生器４２は、バックグラウンド面１００に怪
獣スプライト面１０４を重ね合わせる。更に、マイコン
システム４６は、音源４８に対し接触音の発音指示を与
える。これに応答して音源４８は接触音信号を形成す
る。接触音信号オーディオは出力端子１６を介して外部
に出力される。接触の有無にかかわらず、マイコンシス
テム４６はステップ９−７で剣スプライト面の表示指示
をＣＧ発生器４２に与える。剣スプライト面１０２の表
示指示には剣スプライト面１０２の基準位置（例えば左
上）を表示画面のどこにするかを示す表示位置情報と、
剣スプライト面１０２の傾き（したがって剣の方向）を
示す表示回転角情報が含まれる。これを受けてＣＧ発生
器４２は指示された位置、角度で剣スプライト面１０２
をバックグラウンド画面（９−５が実行されていればバ
ックグラウンド面に怪獣スプライト面を重ねた画面）に
重ね合わせてＣＧ画面を完成する。このＣＧ画面はＲＧ
Ｂ信号として出力され画像合成回路４０で反転実画像の
ＲＧＢ信号と合成された後、ＲＧＢ／復合ＭＴＳＣ変換
器４１を介してビデオ出力端子１８から出力される。

【００２３】図８において、画面１０８は剣が怪獣の頭
部から離れているときの合成画面を示しており、画面１
１０は剣が怪獣の頭部に当たったときの合成画面を示し
ている。以上で実施例の説明を終えるがこの発明の範囲
内で種々の変形、応用が可能である。

【００２４】例えば、Ｒ輝度検出回路とＧ輝度検出回路
の代りに白黒輝度検出回路を用いて複数の特異点（ラン
プ）の位置を検出することは容易である。また、実施例
では１本のペンライトに複数のランプを設けているが、
例示にすぎず、各ランプないし特異点は独立して操作さ
れるものであってもよい。

【００２５】更に、特異点とその検出方式について、ラ
ンプ以外のもの、輝度検出方式以外の方式が可能であ
る。例えば、特定の形状（例えば星印と四角）を特異点
（検出対象）として、取り込んだ画像から特定の形状と
その位置を認識することができる。また特異点の数は３
以上でもよい。

【００２６】また、他のビデオゲーム、例えば、第１特
異点の位置が第１の所定の位置（例えば第１の表示扉
内）にあり、かつ第２特異点の位置が第２の所定の位置
（例えば第２の表示扉内）にあるときに、第１と第２の
表示扉の組み合わせに対応する所望の出力制御を行うよ
うなゲームにも応用できる。その他、この発明はゲーム
機以外にも種々のアプリケーションに応用可能である。

【００２７】また、実施例ではディスプレイに表示され
る画面の一部を実画像としているが、実画像に代え、適
当なＣＧ（コンピュータグラフィックス）画像を用いて
もよい。あるいは実画像を処理して、ＣＧ画像を形成し
てもよい。これにより、バックグラウンドのＣＧ画像と
実画像に基づくＣＧ画像の画質を合わせることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上、詳細に述べたように、この発明で
は画像を取り込み、取り込んだ画像中の複数の特異点
（検出対象）の位置を検出し、検出した複数の位置の組
み合わせに基づいて出力制御しているので従来にない新
規な位置検出装置を提供することができる。また、検出
した特異点の位置の組み合わせに基づいて所望の出力を
制御することにより、種々のアプリケーションへの応用
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の位置検出装置の使用例を示す概要図。

【図２】位置検出装置の正面を示す図。

【図３】位置検出装置の背面を示す図。

【図４】ペンライトの外観を示す図。

【図５】位置検出装置の回路構成を示すブロック図。

【図６】輝度検出回路の構成を示すブロック図。

【図７】輝度検出回路に入力される信号のタイミングチ
ャート。

【図８】画面の構成、重ね合わせ、及びスプライト面の
制御を説明する図。

【図９】マイコンシステムの動作を示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

３０ＣＣＤ（撮像手段）３８輝度検出回路（位置検出手段）４６マイコンシステム（制御手段）２２第１ランプ（特異点）２３第２ランプ（特異点）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を取り込む撮像手段と、取り込んだ画像における複数の特異点の位置を検出する
位置検出手段と、検出した複数の特異点の位置関係に基づいて出力を制御
する制御手段と、を有することを特徴とする位置検出装置。