JPH071160B2 - レ−ザガンゲ−ム装置及びレ−ザガンゲ−ム装置に於ける命中検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はビデオディスプレイ装置と光線銃、特にレーザ
ガンを利用したレーザガンゲーム装置に於ける命中検知
装置及び方法に関する。

〔従来の技術〕

予め定められたプログラムに従って所定のビデオ信号を
形成し、標的を含む所望の画像を大型スクリーン上に映
写すると共に、レーザガンを使用して上記画像内の標的
を射撃させるレーザガンゲーム装置は公知である。

この種のレーザガンゲーム装置に於ては、大型スクリー
ンに画像を鮮明に映し出すと共に、レーザガンから発射
されたレーザビームが標的に的中したかどうかを的確に
判定し、その結果に応じてディスプレイする画像を適切
に切り替える必要がある。

このため従来は、画像が映写されるスクリーンの近傍の
上記スクリーンと相対向する位置に、スクリーンを撮像
するビデオカメラを設け、偏光板やフィルタ等を用い、
上記ビデオカメラの出力にはビデオプロジェクタにより
映写される画像に由来する信号は含まれず、主としてレ
ーザガンから発射されたレーザビームによりスクリーン
上に生じるスポットに関係する信号のみが含まれるよう
構成するものであった。

即ち、これら偏光板やフィルタ等により、ビデオプロジ
ェクタからスクリーン上に映写される画像と、レーザガ
ンによるスポットとを分離し、後者の映像のみをビデオ
カメラにより撮像するように構成していた。

然しながら、従来の装置は、叙上の如くフィルタや偏光
板等を用いていたので、ビデオカメラで撮像したレーザ
ビームスポットの映像が不鮮明になって誤動作を生じた
り、スクリーン上でレーザビームスポットを鮮明に浮き
上がらせるために標的を含む背景画像を幾分暗くしなけ
ればならないと云う問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の観点に立って成されたものであり、その
目的とするところは、スクリーンに画像を鮮明に映し出
すと共に、レーザガンによるスポットのみを偏光板やフ
ィルタ等を使用することなく確実にビデオカメラによっ
て撮像することができ、快適にゲームを楽しめるレーザ
ガンゲーム装置を安価に提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

而して、上記の目的は、叙上の如きレーザガンゲーム装
置に於て、その命中検知装置を、 ビデオカメラの出力信号を二値論理信号に変換するA/D
コンバータと、 上記A/Dコンバータの基準電圧を制御するレベルコント
ロール回路と、 上記ビデオカメラによりゲーム開始に先立つて予めスク
リーンボードを撮影して得たビデオ信号を上記A/Dコン
バータにより低い基準電圧で処理して得られるビデオカ
メラの視野におけるスクリーンの位置情報を記録するメ
モリと、 ゲーム開始後上記ビデオカメラにより得られるビデオ信
号を上記A/Dコンバータにより高い基準電圧で処理して
得られるレーザビームスポットのビデオカメラの視野に
おける位置情報を、上記予め記録されたスクリーンのビ
デオカメラの視野における位置情報と対比して得られる
レーザビームスポットのスクリーン上の位置情報を記録
するメモリと、 上記レーザビームスポットのスクリーン上の位置情報
と、上記ゲームコントロール装置から得られるスクリー
ン上の標的の位置情報とを比較して両者の一致不一致を
検出する回路と、 により構成することによって達成される。

〔作 用〕

上記の如く構成することにより、スクリーン上に標的そ
の他の背景画像を鮮明に映し出してもビデオカメラはこ
れらの画像より照度が格段に高いレーザガンのビームス
ポットのみを感知するに止まり、標的その他の背景画像
はテレビカメラによって撮像されることがないので、命
中検知装置が極めて簡単になり、しかも上記ビデオカメ
ラはプレイの邪魔になることのない位置に設置されるの
で、レーザガンゲーム装置の商品価値を大幅に向上させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつゝ本発明の構成を具体的に説明す
る。

第１図は、本発明にかかるレーザガンゲーム装置の一実
施例を示す説明図、第２図は、レーザガンゲーム装置の
回路構成を示すブロックダイヤグラム、第３図は、その
命中検知装置の構成を示す回路図、第４図は、ビデオカ
メラの画面に映し出されたレーザビームのスクリーン上
の位置関係を示す説明図である。

先ず、第１図より説明する。

第１図中、１はゲームコントロール装置２と命中検知装
置３とから成る中央制御装置、４はプロジェクタ、５は
ビデオカメラ、６はスクリーンボード、７はレーザガ
ン、7aは上記レーザガン７の銃身、7bは引金、12はゲー
ム入出力部、12aはゲーム結果出力装置、12bはゲーム操
作装置である。

而して、ゲームに必要なプログラム及びビデオ情報は、
ゲームコントロール装置２に記録されており、上記ゲー
ムコントロール装置２はゲームに必要な総てのデータ処
理を行ない、所望のビデオ信号その他の必要な信号を発
生する。

ゲームコントロール装置２から出力された信号は、プロ
ジェクタ４に内蔵されたCRTに送られ、CRTのスクリーン
に映像を生じさせ、この映像はプロジェクタ４の光学系
によりスクリーンボード６に投影される。

而して、この映像は、スクリーンボード６の特性により
予め定められる±５度程度の適視角度範囲内から見たり
撮影したりすることができるものであるが、その適視範
囲外から見たり撮影したりすることはできない。従っ
て、プレイヤの目はこの適視範囲内に位置するよう構成
されるが、ビデオカメラ５は適視範囲外で、且つ上記ス
クリーンボード６に映し出された画面全体をビデオカメ
ラ５内に納めることのできる位置に、そして望ましくは
スクリーンボード６上に生じるレーザビームスポットに
対する適視位置に設置される。

上記ビデオカメラ５としては用途に応じていろいろなも
のが開発されているが、その代表的なものは、光学系に
より光学的な像を光電面に結ばせると共に、その光学像
を電子的手段によってターゲット上の電子像に変換し、
その電子像を電子ビーム等により走査し、ビデオ信号を
得るものである。

而して、スクリーンボード６上の画面全体が過不足なく
ビデオカメラ５の視野に収まるよう構成することができ
れば極めて好都合であるが、プロジェクタ４、ビデオカ
メラ５及びスクリーンボード６の相互の関係から両者を
完全に一致させることは極めて困難であるので、後に説
明するような演算が必要となる。

次に、第２図、第３図及び第４図によりレーザガンゲー
ム装置の回路構成を説明する。

第２図中、第１図と同一の番号を付したものは同一の構
成要素を示しており、８はレーザガン７に取り付けられ
た赤外線発光部、９は上記レーザガン７及び赤外線発光
部８に電力を供給する電源装置、10は赤外線検出装置、
13は黒幕、14はスクリーンボード６上の画面であり、第
３図及び第４図中、15はレーザビット検出ユニット部、
17はゲームの結果をプリントアウトするプリンタ、18は
点数等の表示器、19はコミュニケーションインターフェ
イス、20はCPU、21はワークROM、22はスクリーンプール
RAM、23はワークRAM、24はクロックパルスジェネレー
タ、25及び26はマルチプレクサ、27はビデオカメラ５か
らのビデオ信号を二値論理素子に変換するA/Dコンバー
タ、28はレベルコントロール回路、29はI/Oポートであ
る。

ゲームコントロール装置２はゲームの進行に必要なビデ
オ信号を発生し、それをプロジェクタ４に内蔵されたCR
Tに送り、CRTのスクリーンに標的その他のゲームに必要
な映像を生じさせる。この映像はプロジェクタ４の光学
系により周囲が黒色の暗幕13で覆われたスクリーンボー
ド６に投影される。

而して、このレーザガンゲーム装置を設置する際には、
スクリーンボード６の周囲に黒色の黒幕13を設け、且つ
プロジェクタ４からスクリーンボード６に投影された映
像が略スクリーンボード６一杯に納まるようにセット
し、更にスクリーンボード６が適度の余裕をもってビデ
オカメラ５の視野内に納まるようにセットする。

レーザビット検出ユニット部15はビデオカメラ５のイメ
ージ画面に相当する容量を有するスクリーンプールRAM2
2をもっており、最初にビデオカメラ５の視野内のスク
リーンボード６の画像データがスクリーンプールRAM22
に格納され、CPU20により上記スクリーンプールRAM22に
格納されたスクリーンボード６を調べ、スクリーンボー
ドの位置情報がワークRAM23に記憶されることとなる。

即ち、ゲーム開始に先立ってスクリーン６の全体がビデ
オカメラ５により撮影され、その出力はA/Dコンバータ2
7により比較的低い基準電圧（しきい値）で二値論理信
号に変換され、スクリーン６の位置データとしてレーザ
ビーム命中検出装置３内のスクリーンプールRAM22に格
納され、そしてCPU20からの指令により、上記スクリー
ンプールRAM22に格納されたスクリーン６の位置データ
をスクリーン６の位置情報としてワークRAM23に記録す
る。

赤外線検出装置10はスクリーンボード６の近傍に設けら
れており、レーザガン７に取り付けられた赤外線発光部
８から照射される赤外線を検知するとレーザビーム命中
検出装置３に信号を送る。

レーザビーム命中検出装置３は上記赤外線検出装置10が
上記赤外線を検知したときのみレーザガン７を使用可能
な状態とする。従って、レーザガン７をスクリーンボー
ド６以外の方向に向けて引金7bを引いたとしても、上記
赤外線は赤外線検出装置10に達せず、そのため上記レー
ザガン７からレーザビームが発射されることはない。

I/Oポート29は上記赤外線発光部８へ制御信号を出力
し、上記赤外線検出装置10からの応答信号が入力され
る。そして、レーザガン７の引金7bから引金信号を入力
してレーザガン７のレーザビームをコントロールする制
御信号を出力する。又、レベルコントロール28を介して
A/Dコンバータ27の基準電圧を制御する。

上記I/Oポート29からの入力に応じてCPU20から発する指
令により予め定められたワークROM21内のプログラムに
従ってレーザガンが制御される。

ゲーム操作装置12bに所定のコインが投入されると、ゲ
ーム操作装置12bからのゲーム操作入力に応じて、上記
ゲームコントロール装置２からの指令により予め定めら
れたゲームプログラムに従ってゲームが開始される。

而して、ゲームが開始されるときは、プロジェクタ４か
らスクリーンボード６の画面14に映像が映し出されると
同時にビデオカメラ５も動作する。然しながら、これら
の映像に対しては、ビデオカメラ５は適視範囲外にある
から、これらの映像はビデオカメラ５に捉えられること
がない。

一方適視範囲にいるプレイヤにはスクリーンボード６に
投影された映像が明瞭に見えるから、プレイヤはレーザ
ガン７を画面14中の標的に向け、引金7bを引きレーザビ
ームを発射することにより上記標的が射撃できる。

第１図に於て、プロジェクタ４の光軸に沿って光路B₁を
進む光がスクリーンボード６で反射した後、主としてプ
レイヤの目のある方向に光路B₂を進むものとし、その方
向に対して±５゜が適視範囲であるとすると、光の可逆
性から光路B₂を逆行するレーザビームの反射光は、主と
してプロジェクタ４の光軸に沿って光路B₁を進むことと
なり、ビームスポットの適視範囲は、この光路B₁の±５
゜の範囲となる。

従って、今ビデオカメラ５をプロジェクタ４からスクリ
ーンボード６に投射される画像に対する適視範囲外、望
ましくはレーザビームスポットの適視範囲内に設置すれ
ば、レーザビームスポットの照度レベルとプロジェクタ
４から投影される画像の照度レベルがたとえ同一であっ
ても、ビデオカメラ５にはプロジェクタ４から投射され
る画像は写らず、レーザビームスポットのみが写ること
になる。

但し、このようなビデオカメラの位置は、本発明必須の
構成要件ではなく、上記スクリーンを撮影し得る所であ
れば足りるものである。

上記レーザビームのスポットは画面14内の映像よりも照
度が高いため、ビデオカメラ５は画面14内のレーザビー
ムのスポットの位置を確実に撮影することができ、この
撮影した信号をA/Dコンバータ27に入力することができ
る。

レーザビーム命中検出装置３は、例えば後に説明する所
定の演算式等に基づき、ビデオカメラ５によってビデオ
画面上に映し出された画面上のレーザビームスポットの
位置が、実際の映像のどの画素アドレスに相当するのか
を計算し、レーザビームスポットに対応する画素アドレ
スが画像中の標的の画素アドレスと一致したとき、即
ち、レーザビームが標的に命中したときは、ゲームコン
トロール装置２に信号を送る。然るときは、上記ゲーム
コントロール装置２は、一方に於ては所定の映像の変換
を行ない、他の一方に於ては上記ゲーム結果出力装置12
aに信号を送り、プレイヤの得点を表示させ、更には必
要に応じてプリントアウトさせる等、ゲームの構成に従
ってゲーム全体をコントロールするものである。

また、ワークROM21には上記コントロール装置２からコ
ミュニケーションインターフェイス19を介して各フレー
ム毎の標的位置情報を得るためのプログラムが記録され
ている。

そして、CPU20は上記ワークROM21のプログラムに従って
得た各フレーム毎の標的位置情報をワークRAM23に記録
し、更に上記ワークROM21には上記標的位置情報を比較
して一致不一致を制御するプログラムと、レーザガン制
御プログラム等が記録されている。

而して、ゲームを開始する際は、A/Dコンバータ27の基
準電圧がレベルコントロール28によって高いレベルに引
き上げられ、ビデオカメラ５の出力からレーザビームス
ポットの検出信号のみが取り出されるようにセットされ
る。

而して、ゲームが開始されると、スクリーンボード６に
はプロジェクタ４から所定の画像が投影され、ビデオカ
メラ５によってスクリーンボード６が撮影され、レーザ
ガン７からスクリーンボード６に映し出された映像に向
けてレーザビームが発射され、画面14上にスポットが発
生すると、上記スポットはビデオカメラ５によって撮影
されてビデオ信号に変換されるのであるが、このとき、
A/Dコンバータ27の基準電圧（しきい値）はレベルコン
トロール28によって高いレベルに引き上げられているの
で、ビデオカメラ５の出力からレーザビームスポットの
検出信号のみが取り出される。

換言すれば、上記ビデオ信号に変換されたスポット信号
は、A/Dコンバータ27により高いしきい値で二値論理信
号に変換され、マルチプレクサ26を介してスクリーンプ
ールRAM22に格納される。

一方上記ワークRAM23には、ゲームコントロール装置２
から供給されるフレーム毎の標的位置情報が記録されて
おり、この標的位置情報と上記スポット信号とを比較し
てビームが標的に命中したかどうかがチェツクされる。

而して、ビデオカメラ５で撮影したスクリーン画像は第
４図に示す如くなり、ビームスポットＯの位置は、まず
それを検知したビデオカメラ５の受光素子のアドレスと
して（XB、YB）として知られるから、この（XB、YB）の
値から実際の画面14上で対応する画素アドレス（ｘ、
ｙ）を算出する必要がある。

而して、前記準備段階でビデオカメラ５により撮影され
たスクリーン６のビデオカメラの視野における位置デー
タが一旦スクリーンプールRAM22に格納され、この位置
データをCPU20により調べて得られるビデオカメラの視
野におけるスクリーン位置情報ワークRAM23に記録され
る。そこで、このワークRAM23に記録されたスクリーン
の位置情報と対比することによりレーザビームスポット
のスクリーン上のアドレスが算出される。

即ち、スクリーンに投影される画像は、多数の走査線上
に排列された多数の画素の集合体であり、上記各画素は
走査線番号ｙと、その走査線上の画素番号ｘとで示され
るから、スクリーンプールRAM22の各アドレスと、スク
リーン上に映写される画像の各画素のアドレス、即ち、
その走査線番号ｙ及び各分区番号ｘとの対応関係を予め
明らかにしておけば、上記（XB、YB）が知られれば、そ
れに対応するスクリーン上の点（ｘ、ｙ）が直ちに知ら
れる。

このような対応関係は、例えばプロジェクタ４から適宜
の格子状のテストパターンをスクリーンに投影させ、こ
れをビデオカメラ５で撮影することにより求めることが
できる。

また、（ｘ、ｙ）は以下に説明する方法で算出すること
ができる。

即ち、第４図中、XB、Xs、YB、Ys等の大文字で表された
位置は、ビデオカメラのスケール（又はアドレス）で示
されるものであるから、これを下式によりスクリーンに
投影されるビデオ画像の各画素のアドレス（ｘ、ｙ）の
値に変換するものである。

ｘ＝（XB−Xs）×SX/CX ｙ＝（YB−Ys）×SY/CY 但し、ここではSYはプロジェクタ４で投影される画像の
走査線数、SXは各走査線上に設けられる画素の数、CX、
CYはそれぞれビデオカメラ５の視野の横方向及び縦方向
に存在する感光素子の数である。

なお、図面では説明を簡単にするためスクリーンの画像
を正方形としてあるが、これは実際には正方形でなく、
下方が広がり上各辺が湾曲した糸巻形になるものであ
る。然しながら、そのため生じる誤差は、計算で補正が
できるものであり、又無視してもさして問題でないの
で、ここでは正方形として説明した。

而して、上記の如くして算出されたビームスポットＯの
位置と、ワークRAM23に記憶された１フレーム中の標的
の位置とを比較し、レーザガン７から発射されたレーザ
ビームが標的に命中した場合には、その出力をコミュニ
ケーションインターフェイス19を介してゲームコントロ
ール装置２に伝達して、ゲームを進行させると共に、そ
の結果を表示器18に表示するものである。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるので、本発明によるとき
は、スクリーン上に画像を鮮明に映し出してもビデオカ
メラはこれらの画像を検出せず、照度が格段に高いレー
ザガンのビームスポットのみを感知するに止まるので、
命中判定回路を極めて簡単にすることができ、しかも上
記ビデオカメラはプレイの邪魔になることない位置に設
置されるので、レーザガンゲーム装置の商品価値を大幅
に向上させることができる。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではな
い。例えば、ビームスポットの算出方法もビデオカメラ
上のビームスポット位置から実際のスクリーンのビーム
スポット位置を算出し得ることができれば他の演算方法
及び演算回路であってもよく、また、スクリーンに投影
すべき画像情報を発生する装置及びA/Dコンバータの出
力を記憶するメモリその他の構成要素と如何なるもので
あってもよく、本発明の構成はその目的の範囲内で自由
に設計変更できるものであって、本発明はそれらの総て
を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるレーザガンゲーム装置の一実
施例を示す説明図、第２図は、レーザガンゲーム装置の
回路構成を示すブロックダイヤグラム、第３図は、その
命中検知装置の構成を示す回路図、第４図は、ビデオカ
メラの画面に映し出されたレーザビームのスクリーン上
の位置関係を示す説明図である。 １……中央制御装置 ２……ゲームコントロール装置 ３……命中検知装置 ４……プロジェクタ ５……ビデオカメラ ６……スクリーンボード ７……レーザガン 7a……銃身 7b……引金 ８……赤外線発光部 ９……電源装置 10……赤外線検出装置 12……ゲーム入出部 12a……ゲーム結果出力装置 12b……ゲーム操作装置 13……黒幕 14……画面 15……レーザビット検出ユニット部 17……プリンタ 18……表示器 19……コミュニケーションインターフェイス 20……CPU 21……ワークROM 22……スクリーンプールRAM 23……ワークRAM 24……クロックパルスジェネレータ 25、26……マルチプレクサ 27……A/Dコンバータ 28……レベルコントロール回路 29……I/Oポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリーンボード（６）と、ゲームに必要
   なビデオ信号とそのビデオ信号中に含まれる標的の位置
   情報とを出力するゲームコントロール装置（２）と、標
   的を含む画像を上記ビデオ信号に基づき上記スクリーン
   ボード（６）に投影するプロジェクタ（４）とから成る
   ディスプレイ装置と、 上記スクリーンボード（６）に向けられたビデオカメラ
   （５）と、 レーザ光線銃（７）と、 上記レーザ光線銃から発射されたレーザビームがスクリ
   ーンボード上にレーザビームスポットを形成したとき上
   記ビデオカメラの出力信号に含まれるレーザビームスポ
   ットの位置情報と、上記ゲームコントロール装置から得
   られる標的の位置情報とを対比して、両者が一致したと
   き出力信号を発生するレーザビーム命中検出装置（３）
   と、を備えたレーザガンゲーム装置に於て、 上記レーザビーム命中検知装置（３）が、 ビデオカメラ（５）の出力信号を二値論理信号に変換す
   るA/Dコンバータ（27）と、 上記A/Dコンバータの基準電圧を制御するレベルコント
   ロール回路（28）と、 上記ビデオカメラによりゲーム開始に先立つて予めスク
   リーンボードを撮影して得たビデオ信号を上記A/Dコン
   バータにより低い基準電圧で処理して得られるビデオカ
   メラの視野におけるスクリーンの位置情報を記録するメ
   モリ（23）と、 ゲーム開始後上記ビデオカメラにより得られるビデオ信
   号を上記A/Dコンバータにより高い基準電圧で処理して
   得られるレーザビームスポットのビデオカメラの視野に
   おける位置情報を、上記予め記録されたスクリーンのビ
   デオカメラの視野における位置情報と対比して得られる
   レーザビームスポットのスクリーン上の位置情報を記録
   するメモリ（23）と、 上記レーザビームスポットのスクリーン上の位置情報
   と、上記ゲームコントロール装置（２）から得られるス
   クリーン上の標的の位置情報とを比較して両者の一致不
   一致を検出する回路（20,21）と、 から構成されたことを特徴とする上記のレーザガンゲー
   ム装置。
2. 【請求項２】スクリーンボード（６）と、ゲームに必要
   なビデオ信号とそのビデオ信号中に含まれる標的の位置
   情報とを出力するゲームコントロール装置（２）と、標
   的を含む画像を上記ビデオ信号に基づき上記スクリーン
   ボード（６）に投影するプロジェクタ（４）とから成る
   ディスプレイ装置と、 上記スクリーンボード（６）に向けられたビデオカメラ
   （５）と、 レーザ光線銃（７）と、 上記レーザ光線銃から発射されたレーザビームがスクリ
   ーンボード上にレーザビームスポットを形成したとき上
   記ビデオカメラの出力信号に含まれるレーザビームスポ
   ットの位置情報と、上記ゲームコントロール装置から得
   られる標的の位置情報とを対比して、両者が一致したと
   き出力信号を発生するレーザビーム命中検出装置（３）
   と、を備えたレーザガンゲーム装置に於ける命中検知方
   法に於て、 下記ａ）からｅ）までに記載したステップから成る命中
   検知方法。 ａ）ゲームの開始に先立ってビデオカメラの出力を低い
   しきい値で二値論理信号に変換し、ビデオカメラの視野
   におけるスクリーンの位置情報を得るステップ。 ｂ）上記ビデオカメラの視野におけるスクリーンの位置
   情報を記録するステップ。 ｃ）ゲーム開始後のビデオカメラの出力を高いしきい値
   で二値論理信号に変換し、レーザビームスポットのビデ
   オカメラの視野に於ける位置情報を得るステップ。 ｄ）上記ステップｂ）において記録されたビデオカメラ
   の視野におけるスクリーンの位置情報と、ステップｃ）
   で得られたレーザビームスポットのビデオカメラの視野
   に於ける位置情報とから、レーザビームスポットのスク
   リーン上の位置情報を得るステップ。 ｅ）上記ステップｄ）により得られたレーザビームスポ
   ットのスクリーン上の位置情報と、上記ゲームコントロ
   ール装置から得られるスクリーン上の標的の位置情報と
   を比較して両者の一致不一致を検出するステップ。