JPH09166417A - 距離測定装置、その方法およびゲーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイ等の画像表示面と銃等に設ける
受光手段との距離を簡単に測定することができる距離測
定装置およびその方法を提供する。 【解決手段】 画像表示面１４と受光手段１１との距離
を測定する距離測定装置であって、(a) 画像表示面１
４から射出された光のうち一定の視角θ（visualangl
e）の中に入射した光を受け、受けた光に対応する検出
信号Ｓ_dを出力する受光手段１１と、(b) 受光手段１１
から供給された検出信号Ｓ_dに基づいて、視角θに入る
画像表示面１４上の領域Ｒのうち、所定の方向に沿った
幅Ｗを算出する幅算出手段１２と、(c) 幅算出手段１
２が算出した当該幅を画像表示面１４と受光手段１１と
の距離Ｄに換算する距離換算手段１３と、を備えて構成
される。例えば、走査線Ｌの数を計数することにより、
距離Ｄに換算することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置にお
ける距離測定技術に係り、特に、ゲーム機に代表される
画像処理手段において、ディスプレイと銃等のユーザが
扱う操作装置（周辺機器）との距離を測定する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置の中で、特にゲーム機は、
ユーザの操作と直接関連性を持たせた画像を生成する必
要がある。すなわち、ディスプレイに表示した架空の空
間中（以下「仮想画像」という。）のキャラクタを、ユ
ーザの操作に応じて動かすことが要求されるからであ
る。例えば、ユーザが銃を用いてエネミー（ユーザが戦
うべきゲームプログラム上のキャラクタ）を狙撃しエネ
ミーに弾を命中させる、というプログラムの展開が考え
られる。

【０００３】これらゲーム機は、ゲームプログラムにし
たがった仮想画像を表示するディスプレイを設けたゲー
ム機本体と、ディスプレイに表示した画像に対して弾を
発射するための銃等の操作装置と、を備えて構成され
る。ユーザは、ゲームプログラムの展開に応じて、エネ
ミーから発射された弾（ディスプレイ上に表示される架
空の砲弾）を避けつつ、エネミーを狙撃する機会を狙う
のである。

【０００４】特に、近年のゲーム機の技術分野では、現
実の空間を人間が観察するのと同じように画像を表示す
べく、エネミーが動き回る空間を仮想画像として３次元
的に生成し、ディスプレイに表示する。このようなゲー
ム機では、ディスプレイの縦や横の方向の座標に加え
て、ディスプレイ面に垂直な方向、すなわち、視点座標
系におけるＺ軸方向についても座標が設定される。つま
り、ユーザと仮想空間を動くエネミーとの間には、「距
離」の概念が存在する。

【０００５】しかし、実際の弾の命中確率は、ディスプ
レイの縦−横方向におけるエネミーの位置（視野座標系
におけるＸ−Ｙ座標軸方向、以下「仮想位置」とい
う。）に対して、正しく銃の照準が向けられたか否かに
対応して変化する。照準がディスプレイ上のエネミーの
位置に向けられていれば、弾の命中確率が高い。

【０００６】したがって、エネミーを確実に倒すため
に、ユーザは、ディスプレイ上に可能な限り銃口を近づ
けて、弾を発射していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように銃をディスプレイに近づけて狙撃することを許容
すると、銃口がディスプレイ面に近づく程弾の命中確率
が高くなるため、勢いゲームの難易度が低下する、とい
う欠点があった。

【０００８】ゲーム展開が面白ければ面白い程、ユーザ
はゲームプレイに熱中し、ついつい銃をディスプレイに
近づけてしまうものなので、運用ルールを用いてディス
プレイの接近を禁止するのは無意味である。客観的にゲ
ームの難易度を維持するためには、ディスプレイ面から
ある程度の距離以下に銃が接近するのを禁止する必要が
ある。業務用のゲーム装置であれば、銃の接近を防止す
るために、ディスプレイ面から所定の距離を隔ててガラ
ス等の透明な障壁を設ける方法が考えられる。ガラスの
障壁を設ければ、ガラスの位置よりディスプレイ側に銃
を近づけることができないからである。しかし、家庭用
のゲーム装置ではかかる措置は不可能である。業務用の
ゲーム装置であっても、ガラスを一旦設置すればその設
置位置を変更することができないので、ゲームプログラ
ム毎に難易度を調整することが困難である。

【０００９】ガラスのような物理的障壁を用いずに銃の
接近を禁止するには、ディスプレイ面と銃口との距離を
測定し、銃がある所定の距離以下に接近した場合に弾の
発射を禁止するという方法が考えられる。しかし、従来
のゲーム機は、ディスプレイ面と銃との距離を測定する
ための構成を備えていなかった。それどころか、一般的
に見ても、ディスプレイ面と銃等の所定の物体との距離
を簡単に測定する方法は、知られていなかった。

【００１０】そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、デ
ィスプレイ等の画像表示面と銃等に設ける受光手段との
距離を簡単に測定することができる距離測定装置、その
方法およびゲーム装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の距離測定
装置の構成図を示す。

【００１２】上記課題を解決するために、請求項１に記
載の距離測定装置１は、一定数の走査線Ｌにより構成し
た画像（インターレース又はノンインターレース方式の
テレビジョン信号による画像表示等）を表示するための
画像表示面１４（ＣＲＴ、液晶パネル、プロジェクタの
スクリーン等）と受光手段１１（フォトダイオード、フ
ォトセンサ等の受光素子）との距離Ｄを測定する距離測
定装置１であって、(a) 画像表示面１４から射出され
た光のうち一定の視角θ（visual angle：受光素子のレ
ンズの視野等）の中に入射した光を受け、受けた光に対
応する検出信号Ｓ_dを出力する受光手段１１と、(b) 受
光手段１１から供給された検出信号Ｓ_dに基づいて、視
角θに入る画像表示面１４上の領域Ｒのうち、所定の方
向に沿った幅Ｗを算出する幅算出手段１２と、(c) 幅
算出手段１２が算出した幅Ｗを距離Ｄに換算する距離換
算手段１３と、を備えて構成される。

【００１３】なお、上記「所定の方向」は、一定数の走
査線Ｌを横切るような幅Ｗの延在方向であることが好ま
しい。「幅」については、長さそのものである必要はな
く、間接的に「幅」に相当するパラメータ（例えば、走
査線数、時間長）を用いてもよい。また、この「幅」
は、視角の輪郭形状によって変化する。例えば、受光手
段が通常の対物レンズを使用する場合、視角に入る表示
画面上の領域はほぼ円形となるので、幅は円の直径とし
て得られる。対物レンズが楕円をしている場合等は、視
角に入る表示画面上の楕円の長軸方向に「所定方向」を
とれば、楕円領域の長軸方向の幅となる。短軸方向に
「所定方向」をとれば、楕円領域の短軸方向の幅とな
る。また、線状、短冊状のスリットを介して受光する場
合は、スリットのピッチまたは長手方向の幅が「所定の
方向に沿った幅」に相当する。

【００１４】さらに、上記パラメータは幅を計量法にお
ける所定の単位に換算する乗数である他に、装置で使用
するのに適する相対値であってもよい。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、距離換算手段１３は、距離Ｄ
の測定に先立って、受光手段１１を第１の位置に設置し
た場合（例えば、画像表示面１４からゼロ〔ｃｍ〕）に
幅算出手段１２が算出する第１の幅と、受光手段１１を
第２の位置に設置した場合（例えば、画像表示面１４か
ら５０〔ｃｍ〕）に幅算出手段１２が算出する第２の幅
と、に基づいて、距離の測定時に検出される幅ｄ_Wを距
離Ｄに換算するためのパラメータを生成する。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、距離換算手段１３は、特定の
大きさの画像表示面１４（例えば、「○○インチ」とい
うように、ある決まった画面の大きさ）から所定の位置
に受光手段１１を設置した場合に、幅算出手段１２が算
出する幅の基準値に基づいて、幅を距離Ｄに換算するた
めのパラメータを予め生成し、距離の測定時には、パラ
メータに基づいて、新たに検出される幅を距離に換算す
る。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、距離換算手段１３は、異なる
大きさを有する複数種類の画像表示面１４（例えば、装
置を使用する可能性のある各種のモニタの大きさ）の各
々について、画像表示面１４から所定の位置に受光手段
１１を設置した場合に幅算出手段１２が算出する幅の基
準値に基づいて、幅Ｗを距離Ｄに換算するためのパラメ
ータを予め各々生成し、距離の測定時には、外部から指
定された画像表示面１４の種類に対応するパラメータに
基づいて、新たに検出される幅を距離に換算する。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、幅算出手段１２は、視角の中
に検出される画像の走査線Ｌを幅Ｗに相当するパラメー
タとして計数する。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の距離測定装置において、幅算出手段１２は、(a) 画
像表示面１４に表示された画像を構成する各走査線毎Ｌ
に、走査線の走査期間内において走査線の光が受光手段
により検出されたか否かを判定する受光判定部（例え
ば、基準値以上の検出信号が検出されたとき、割り込み
処理プログラムでフラグを立てる）と、(b) 受光判定
部により受光したものと判定された走査線の数を積算す
る積算部（例えば、走査線毎に上記フラグが立っていた
らカウンタをインクリメントする）と、(c) 一定数の
走査線が一の画像を表示する同期期間（例えば、テレビ
ジョン信号の垂直同期期間。以下同様とする。）の開始
に先だって、積算部の積算値をリセットするリセット部
と、を備えて構成される。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、幅算出手段１２は、一定数の
走査線が一の画像を構成する同期期間内において、最初
に検出信号が検出された時から最後に検出信号が検出さ
れたときまでの時間長を幅に相当するパラメータとして
用いる。

【００２１】なお、本発明における「所定の方向」は走
査線を横切る方向でなく、走査線に平行な方向であって
もよい。また、上記「時間長」は、例えば、基準値以上
の検出信号が得られた期間をハードウェア又はソフトウ
ェアで検出する。以下同様とする。

【００２２】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の距離測定装置において、幅算出手段１２は、一定数の
走査線Ｌが一の画像を構成する同期期間内において、各
走査線毎に、走査線内で最初に検出信号が検出された時
から最後に検出信号が検出された時までの時間長を測定
し、各走査線毎の時間長のうち最も長い時間長を幅に相
当するパラメータとして用いる。

【００２３】なお、「所定の方向」、「時間長」につい
ては、請求項７と同様である。

【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請
求項８のいずれかに記載の距離測定装置において、外部
から供給するタイミング信号に対応して、一定数の走査
線が一の画像を構成する同期期間内のすべてに亘り、画
像表示面１４に表示する画像の輝度を一定値に維持する
高輝度表示手段（測定時に一垂直同期期間に亘って輝度
を１００％にする）を備え、幅算出手段は、高輝度表示
手段により表示する画像が高輝度に維持された同期期間
において、走査線Ｌを計数する。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の距離測定装置において、タイミング信号は、操作者
によって所定の操作手段（例えば、ゲームに使用する
銃）が操作された時（引き金をトリガしたとき）に生成
される。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、請求項１に記
載の距離測定装置において、換算された距離に対応させ
て、画像表示面１４に表示する画像に対する画像処理の
内容を変更する処理手段を備えて構成される。

【００２７】請求項１２に記載のゲーム装置は、画像表
示面１４と検出手段１１との距離を測定する距離測定装
置と、距離測定装置によって測定した距離に対応させ
て、ゲームの進行を制御する制御手段と、を備えて構成
される。

【００２８】請求項１３に記載の距離測定方法は、一定
数の走査線Ｌにより構成した画像を表示するための画像
表示面１４と受光手段１１との距離Ｄを測定する距離測
定方法であって、画像表示面１４から射出された光のう
ち一定の視角θの中に入射した光を受け、受けた光に対
応する検出信号Ｓ_dに基づいて、視角θに入る画像表示
面１４上の領域Ｒのうち、所定の方向に沿った幅Ｗを算
出し、算出した幅Ｗを距離Ｄに換算する。

【００２９】請求項１４に記載の距離測定方法は、一定
数の走査線Ｌにより構成した画像を表示するための画像
表示面１４と受光手段１１との距離Ｄを測定する距離測
定方法であって、画像表示面１４から射出された光のう
ち一定の視角θの中に入射した光を受け、受けた光に対
応する検出信号Ｓ_dに基づいて、画像表示面１４に表示
された画像を構成する各走査線毎Ｌに、走査線の走査期
間内において走査線の光が受光手段１１により検出され
たか否かを判定し、判定された走査線の数を積算し、積
算された走査線Ｌの数を幅Ｗに相当するパラメータとし
て距離Ｄに換算する。

【００３０】上記請求項１乃至請求項１４に記載の発明
は以下のように作用する。

【００３１】すなわち、受光手段１１には一定の視角θ
があるので、画像表示面１４のうち視角θに規定される
領域Ｒのみが視野に入る。受光手段１１が画像表示面１
４に近い程、受光手段の視角の中に入る表示画像の範囲
が狭まり、視角に入る領域の幅が小さくなる。逆に、受
光手段１１が画像表示面１４から遠ざかる程、受光手段
１１の視角θの中に入る表示画像の範囲は広がり、視角
に入る領域の幅が大きくなる。画像表示面１４と受光手
段１１との間の距離と、画像表示面１４上の幅とは線形
な比例関係を有しているといえる。

【００３２】したがって、受光手段１１の検出信号Ｓ_d
に基づいて、画像表示面１４上の幅を算出できれば、こ
の幅から、画像表示面１４−受光手段１１間の距離Ｄに
線形変換できる。線形変換に用いるパラメータは、幅Ｗ
の算出値を計量法の距離Ｄの単位に換算するものであっ
ても、他の相対値に変換するものであってもよい。この
視野に入る部分の画像表示面上の幅は、視野の輪郭形状
によって種々変わる。そこで、所定の方向を定めて、検
出信号Ｓ_dの有無（検出信号のレベルが基準値以上等を
条件とする。）を検出し、検出信号Ｓ_dに基づいてこの
所定の方向に沿った幅Ｗを調べる。走査線を計数して幅
を求めるならば（請求項５又は請求項６）、「所定の方
向」は走査線を横切る方向に設定する。

【００３３】特に、画像を走査線Ｌにより構成する場
合、一画像を構成する走査線Ｌの数は定まっているた
め、画像表示面１４上における走査線Ｌの間隔（ピッ
チ）は一定の値を有する。走査線の間隔がＬ一定なの
で、領域Ｒの幅Ｗが小さければこの幅が横切る走査線の
数が少なく、領域Ｒの幅Ｗが大きければこの幅が横切る
走査線の数が多くなる。すなわち、画像表示面１４−受
光手段１１間の距離と、受光手段１１の視角θの中に入
る走査線Ｌの数とはほぼ比例関係を有している。視角に
入る走査線の数、受光した時間長をカウンタ等を用いて
調べることにより、距離を測定することができる。

【００３４】上記パラメータを求めるために、請求項２
に記載の発明によれば、受光手段１１を第１の位置にお
いて第１の幅を算出し、受光手段１２を第２の位置にお
いて第２の幅を算出して、定められた条件で幅が幾らに
算出されるかを知る。画像表示面１４−受光手段１１間
の距離は、算出される幅Ｗと線形関係があるので、予め
定められた２点における幅Ｗが算出されれば、単位距離
当たりの幅の変化率が判り、パラメータを算出できる。
この方法は、使用する画像表示面１４の大きさが未知の
場合であっても、パラメータを算出できる。

【００３５】また、請求項３に記載したように、特定の
画像表示面１４を使用するのなら画像表示面１４の大き
さが定まるので、一定の画像表示面１４−受光手段１１
間の距離における幅Ｗを算出すれば、装置の視角θと幅
Ｗの関係が決まる。特定の画像表示面１４を使用するな
ら、走査線Ｌの幅は一定であり、距離に対する幅の変化
率が定まるので、視角θと幅Ｗの関係を一回求めればパ
ラメータが定まる。

【００３６】さらに、請求項４に記載したように、ユー
ザ等が使用する画像表示面１４の大きさを指定するな
ら、請求項３に記載したようなパラメータを画像表示面
の大きさ毎に設定することができる。

【００３７】走査線Ｌの数を領域Ｒの幅に対応する変数
として用いる場合、請求項５または請求項１３に記載し
たように、走査線数を計数する。

【００３８】特に、請求項６または請求項１４に記載の
発明によれば、走査線の走査期間毎に、その期間内で光
が検出されたか否かを判定し、判定された走査線の数を
積算し、数え終わったらリセットすることにより、次の
測定に備える。

【００３９】請求項７に記載の発明によれば、最初に検
出信号が検出された時から最後に検出信号が検出された
時までの時間長を測定する。走査線Ｌが一画像を走査す
る同期期間は一定なので、同期期間と時間長との関係
は、画像表示面１４の縦の長さと視角の有する表示面縦
方向に沿った幅Ｗとの関係に対応する。

【００４０】また、請求項８に記載の発明によれば、走
査線毎に最初に検出信号Ｓ_dが検出された時から最後に
検出信号Ｓ_dが検出された時までの時間長を測定する。
走査線が１ラインを走査する走査期間（水平同期期間）
とこの時間長との関係は、画像表示面の横の長さと視角
の有する表示面横方向に沿った幅との関係に対応する。

【００４１】したがって、請求項７または請求項８に記
載の発明によれば、時間長は請求項１における「幅」に
相当する変数なので、時間長をカウンタ等を用いて測定
することにより、時間長を距離に換算することができ
る。

【００４２】請求項９に記載の発明によれば、測定する
間、画像の輝度が高い輝度に維持されるので、確実な距
離の測定が行える。

【００４３】請求項１０に記載の発明によれば、ユーザ
等の操作手段のトリガに一致させて測定を行うためのタ
イミング信号が供給される。例えば、ゲーム機に本発明
を適用すれば、操作手段たる銃から弾を発射した瞬間に
銃と表示面との距離を測定し、距離に対応した処理を行
える。

【００４４】請求項１１に記載の発明によれば、換算し
た距離に対応させて、各種の画像処理を行う。上記「画
像処理」は、例えば、シミュレータ用画像処理、測定デ
ータ表示用画像処理が考えられる。具体的には、以下の
態様が考えられる。

【００４５】一例として、測定された距離が小さくなる
に連れて表示画像をズームアップし、距離が大きくなる
に連れて表示画像をズームアウトするものが考えられ
る。ゲーム機、シミュレータに使用する場合に適する。

【００４６】他の例として、本距離測定装置をリモコン
とテレビジョン装置に適用すれば、この距離が制限距離
より小さくなると（すなわち画面に接近し過ぎると）、
画像表示を禁止するという装置も考えられる。子供がモ
ニタに近づきすぎた位置でゲームを使用不可能とするこ
とによる子供の視力悪化防止装置とする場合に適する。

【００４７】請求項１２に記載の発明によれば、距離測
定装置によって測定された距離に基づいて、ゲームの進
行が制御される。例えば、測定した距離に対応してディ
スプレイに表示するキャラクタ等の位置、大きさを変化
させたり、測定した距離と所定の距離との大小関係に応
じて、ゲームの進行手順を変更したり等の制御をする。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を好適
な図面を参照して説明する。

【００４９】（ｉ）第１形態 本形態は、本発明に係る距離測定装置およびその方法
を、ゲーム機に適用したものである。本ゲーム機に搭載
するゲームプログラムは、ディスプレイに表示される立
体的な仮想空間内において、プログラムに従って動き回
るエネミーを、ユーザが銃を用いて狙撃し、弾を命中さ
せて倒すことにより、成績を競うという内容を備える。

【００５０】＜全体構成＞図１に、本発明の実施の形態
における距離測定装置を示す。図１に示すように、本形
態におけるゲーム機は、本発明の幅算出手段、距離換算
手段および処理手段として動作するゲーム機本体１ａ
と、操作手段としての端末装置２と、ゲームプログラム
に従った音声を出力するスピーカ３と、ゲーム機本体１
ａで生成された仮想画像を表示する画像表示面としての
ディスプレイ４とを備えて構成される。

【００５１】なお、ディスプレイ４は、走査線により画
像を表示する形式の装置であればよく、テレビジョン信
号を用いるＣＲＴ、液晶パネル等の他に、スクリーンに
画像を投影するプロジェクタであってもよい。インター
レース、ノンインターレースの別も問わない。

【００５２】端末装置２は、ユーザがディスプレイ４に
表示されたエネミーに向けて弾を発射するための銃２ａ
と、銃２ａの銃身内部または銃口付近に設けられる、受
光手段としてのフォトダイオード２ｂとを備える。な
お、本形態では、銃による狙撃をゲームの攻撃手段とし
ているため銃を使用したが、ゲームプログラムの種類に
応じて、フォトダイオード２ｂの設置する対象物は種々
に選択する。例えば、ボクシングゲームであればグロー
ブの先に設置し、シミュレータであればヘルメット又は
リモコン等に設置する。また、受光手段としては、画像
表示面から射出された光を受け、受けた光の強度に対応
した電気信号を検出信号として出力できるものであれ
ば、本形態のフォトダイオードに限らず他の光学センサ
であってもよい。

【００５３】ゲーム機本体１ａは、本発明に関する処理
を担うメインブロック１０と、仮想画像を生成するため
のビデオブロック２０とを備える。

【００５４】＜メインブロックの構成＞メインブロック
１０は、バスラインを介してＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０
２、ＲＡＭ１０３、サウンド装置１０４、入出力インタ
ーフェース１０６およびコプロセッサ１０７の各デバイ
スを接続したコンピュータ装置を構成する。

【００５５】ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２又は画像デ
ータＲＯＭ１０８に記憶されたゲームプログラムに基づ
いて、ゲームを進行させる。このＣＰＵ１０１は、この
ゲームプログラムに対応して動作することによって、本
発明の幅算出手段、距離換算手段、高輝度表示手段の一
部を実現する。

【００５６】ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の動作に必
要なテンポラリデータを記憶する。入出力インターフェ
ース１０６は、端末装置２の銃２ａから出力されるトリ
ガ信号Ｓ_tと、フォトダイオード２ｂから出力される検
出信号Ｓ_dとを入力する。これらの信号が入力される
と、入出力インターフェース１０６はバスラインの割り
込み要求信号線に割り込み要求信号を出力する。

【００５７】サウンド装置１０４は、バスラインを介し
て供給されたデジタル信号に基づいて内部のＦＭ音源や
ＰＣＭ音源を使用し、アナログ音声信号を生成する。電
力増幅器１０５は、アナログ音声信号を電力増幅し、ス
ピーカ３に供給する。

【００５８】画像データＲＯＭ１０８は、ＣＤ−ＲＯＭ
等の大容量記憶媒体を内蔵し、コプロセッサ１０７の管
理に従ってデータをコプロセッサ１０７に供給する。

【００５９】コプロセッサ１０７は、ＣＰＵ１０１に直
接接続され、ＣＰＵの負担を軽減するために高速演算を
行う他、画像データＲＯＭ１０８に記憶されたデータの
ＤＭＡ転送、割り込み管理等を行う。

【００６０】＜ビデオブロックの構成＞ビデオブロック
２０は、スプライト、ポリゴン等の表示制御を行うＶＤ
Ｐ２０１と、ＶＤＰ２０１の動作に必要なデータを格納
するＶＲＡＭ２０２と、描画データを記憶するフレーム
バッファ２０３と、プライオリティ制御とスクロール制
御とを行うＶＤＰ２０４と、ＶＤＰ２０４に必要なデー
タを格納するＶＲＡＭ２０５と、エンコーダ２０６と、
を備える。なお、スプライトとは、高速に移動させた
り、書換ができる画像パターンである。いくつかのスプ
ライト・パターンを用意し、指定した座標を移動させな
がら書き換えることによって、ゲームキャラクタが動き
回るという画像を生成できる。エネミーや自分自身のキ
ャラクタの表示に用いる。また、ポリゴンとは、三角
形、四角形の頂点座標と、接続情報等により構成される
画像情報であって、複数のポリゴンを用いて、立体画像
を形成するために用いる。

【００６１】ＶＲＡＭ２０２は、ゲーム装置の初期化時
に転送される、ピクセルデータで構成されたキャラクタ
パターン（元絵）、高速描画時に使用するスプライトを
記憶する。また、ＶＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ１０１によ
り転送される、キャラクタの相対座標を設定する座標設
定コマンド、キャラクタの動きや色、メッシュの有無等
を指定するための描画コマンドを記憶する。また、元絵
の必要としないポリゴン等のノンテクスチャパーツに関
するデータを記憶する。なお、ゲームの種類によって
は、ポリゴンにテクスチャを張り付けるテクスチャマッ
ピングを行って立体画像を生成する場合もある。

【００６２】ＶＤＰ２０１は、ＣＰＵ１０１がＶＲＡＭ
２０２に指定した描画コマンドに基づいて、キャラクタ
やスプライト等のテクスチャパーツおよびポリゴンデー
タやポリライン等のノンテクスチャパーツをフレームバ
ッファ２０３に描画する。

【００６３】ＶＲＡＭ２０５は、フレームバッファ２０
３から転送されたスクロール画面用の画像データや、各
機能に必要なデータテーブル等を格納する。

【００６４】ＶＤＰ２０４は、内部にスプライトおよび
スクロール画面に使用するカラーデータを格納し、ＶＲ
ＡＭ２０５に定義された画像データに回転処理、移動処
理を行って、仮想画像の視野変換を行う。また、複数の
スクロール画面とスプライト等との間の表示優先順序を
決めるプライオリティ制御を行う。

【００６５】エンコーダ２０６は、ＶＤＰ２０４により
最終的に生成された仮想画像（二次元画像）をビデオ信
号に変換し、ディスプレイ４に出力する。

【００６６】＜動作の説明＞次に、本第１形態の動作を
説明する。

【００６７】図２に、本形態において使用する銃２ａと
ゲーム機１との関係を示す。図２に示すように、ユーザ
は端末装置である銃２ａを用いて、ディスプレイ４に表
示されるエネミーを狙撃する。ユーザの操作する銃２ａ
がディスプレイ４からどの程度離れているかに応じいて
ゲームの難易度が変わる。例えば、銃２ａとディスプレ
イ４との距離がＤ_Lである場合には、適正な難易度でゲ
ームプレイを行える。距離がＤ_Sの場合のように、銃２
ａと画像表示面とが接近した状態でゲームプレイをする
と、エネミーの狙撃が容易になる。そこで、銃２ａとデ
ィスプレイ４との距離が近すぎる場合は狙撃を禁止し、
ゲームの難易度を維持する必要がある。画像表示面と銃
との距離を検出するために、本形態では、一定の視角か
らディスプレイを観察する際、その視角の中に入る走査
線の数が距離に比例して変化することを利用する。これ
を図３を参照して説明する。

【００６８】図３は、本形態のゲーム機において、銃２
ａの先端に装着されたフォトセンサ２ｂの視角の中で数
えられる走査線の数が、ディスプレイの位置に応じてど
のように変化するかを示したものである。

【００６９】図３に示すように、フォトセンサ２ｂの直
前にはレンズ２ｃが設けられている。ここで、銃２ａの
フォトセンサ２ｂとレンズ２ｃとの距離は、レンズ２ｃ
からディスプレイまでの距離に比べ十分に短いので、実
際にはフォトセンサ２ｂとレンズ２ｃとは同一位置に存
在するものとして扱う。フォトセンサ２ｂからは、レン
ズ２ｃの開口に応じた視角の範囲（視野）に入るモニタ
の画像表示面上の領域を観察できる。光は直進するた
め、レンズ２ｃからモニタまでの距離に比例して、フォ
トセンサ２ｂの視角に入るモニタ画面上の領域の幅（領
域が円形をなす場合は直径）が変化する。例えば図３に
示すように、フォトセンサ２ｂからの距離がＤ_A、Ｄ_B、
Ｄ_CおよびＤ_Dの各位置に同一の画面サイズを持つモニタ
を設置した場合（モニタＡ〜Ｄ）、フォトセンサの視角
に入る画面（画像表示面）上の幅Ｗとモニタ画面−レン
ズ２ｃ間の距離との比は、常に一定となる。すなわち、
モニタＡ〜Ｄにおける視角に入る画面上の幅を各々
Ｗ_A、Ｗ_B、Ｗ_CおよびＷ_Dとすると、 Ｄ_A：Ｗ_A＝Ｄ_B：Ｗ_B＝Ｄ_C：Ｗ_C＝Ｄ_D：Ｗ_D の関係が成り立つ。

【００７０】一方、通常のテレビジョン信号では、一画
面を構成する走査線の数はテレビジョン方式の規格によ
り定まっているので、画像表示面の大きさが決まれば、
画像表示面の画面を構成する走査線１本当たりのピッチ
（幅）も一定の値に定まる。このため、画像表示面上に
設定された幅Ｗの大小と、この幅の中で検出できる走査
線の数ｎと、の比は、ほぼ一定の関係を有することにな
る。各幅Ｗ_A、Ｗ_B、Ｗ_CおよびＷ_Dの各幅の中で検出でき
る走査線の数を、それぞれｎ_A、ｎ_B、ｎ_Cおよびｎ_Dとす
ると、 Ｗ_A：ｎ_A＝Ｗ_B：ｎ_B＝Ｗ_C：ｎ_C＝Ｗ_D：ｎ_D の関係が成り立つ。このことから、各距離Ｄ_A、Ｄ_B、Ｄ
_CおよびＤ_Dと、視角内で検出される走査線の数ｎ_A、
ｎ_B、ｎ_Cおよびｎ_Dとの関係は以下のようになる。

【００７１】Ｄ_A：ｎ_A＝Ｄ_B：ｎ_B＝Ｄ_C：ｎ_C＝Ｄ_D：ｎ_D ここで、距離Ｄ_Aと距離Ｄ_Bを決まった距離に設定すれ
ば、単位距離当たりの走査線数の変化率ｋは、以下のよ
うになる。

【００７２】 （ｎ_B−ｎ_A）／（Ｄ_B−Ｄ_A）＝Δｎ／Δｄ＝ｋ（一定） ｎ＝ｋ・Ｄ＋Ｃ …(1) 距離Ｄ_Aで走査線がｎ_A本観測されるのであるから ｎ_A＝ｋ・Ｄ_A ＋ Ｃ（定数） Ｃ＝ｎ_A−ｋＤ_A これを式(2) に代入すると、距離Ｄは、 Ｄ＝（ｎ−ｎ_A＋ｋＤ_A）／ｋ …(2) というように、走査線の数ｎの関数として求められる。

【００７３】また、走査線のピッチをＤ_PITCHが判明し
ていれば、 Ｗ＝Ｄ_PITCH×検出される走査線数ｎ の関係があるので、比例定数をｋとおいて、正確な距離
Ｄは、 Ｄ＝ｋＷ＝ｋ・Ｄ_PITCH・ｎ …(3) という関係式から求められる。本形態のゲーム機のよう
な装置では、実際の計量法における距離の単位（例え
ば、メートル）へ正確な換算をする必要がないので、走
査線の数ｎそのものを距離に比例する変数として使用し
てもよい。

【００７４】次に、本形態の具体的な処理を図４乃至図
６のフローチャートを参照して説明する。各フローチャ
ートに示す処理は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭからプログラ
ムを読出して、プログラムに示す命令に従って逐次動作
することによって実現される。

【００７５】図４は、本第１形態の処理を行うためのメ
インルーチンである。ステップＳ１において、ＣＰＵ１
０１は、ゲーム機本体１ａの初期化処理を行う。画像デ
ータＲＯＭ１０８からコプロセッサ１０７を介してビデ
オブロック２０の各ＶＲＡＭ２０２、２０５へエネミー
のキャラクタデータ等、画像処理に必要なデータを転送
する。

【００７６】初期化処理が終了すると、距離測定用初期
化処理のサブルーチンを実行する。距離測定用初期化処
理のサブルーチンを、図５のフローチャートに示す。図
５に示すように、初期化処理には複数の処理方法が考え
られる。同図（Ａ）は初期化処理の第１の方法（Ｓｕｂ
Ａ）であり、同図（Ｂ）は初期化処理の第２の方法（Ｓ
ｕｂＢ）であり、同図（Ｃ）は初期化処理の第３の方法
（ＳｕｂＣ）である。

【００７７】第１の方法（ＳｕｂＡ）は、ディスプレイ
４の画像表示面の大きさが未知数の場合に有効な方法で
ある。つまり、家庭用のゲーム機のようにどのような大
きさのモニタがゲーム機に接続されるのか特定できない
場合、または、プロジェクタ等のように画像表示面の大
きさが一定していない場合に、この方法を適用するのが
好ましい。ステップＳＡ１において、銃２ａの先端を画
像表示面から第１の距離Ｄ1に位置させるようにユーザ
に指示するため、ディスプレイに指示内容を表示する。
ユーザが指定された距離（距離１）に銃口を設置する
と、ＣＰＵ１０１は、この第１の距離Ｄ₁において観測
できる走査線の数（フォトセンサ２ｂの視角に入る画像
表示面の幅に相当）を計数する。走査線の計数に関して
は後述する。計数が終了すると（ステップＳＡ２；ＹＥ
Ｓ）、ＣＰＵ１０１は距離１とは異なる第２の距離Ｄ₂
に銃口を設置する旨の指定を行う（ステップＳＡ３）。
上記と同様に、第２の距離Ｄ₂から観測できる走査線を
計数し、計数が終了すると（ステップＳＡ４；ＹＥ
Ｓ）、走査線の数を距離に換算するためのパラメータを
計算する（ステップＳＡ５）。

【００７８】走査線の数から画像表示面−銃口間の距離
を計算するには、単位距離当たりの走査線の変化量が判
ればよい。例えば、第１の距離において計数された走査
線の数をｎ₁、第２の距離において計数された走査線の
数をｎ₂とすると、Ｄ₁＜Ｄ₂のとき、 （ｎ₂−ｎ₁）／（Ｄ₂−Ｄ₁）＝Δｎ／Δｄ＝ｋ ｎ＝ｋ・Ｄ＋Ｃ となる。距離Ｄ₁＝０（すなわち、画面に銃２ａの銃口
が直接接した状態）と設定すれば、定数ＣはＣ＝ｎ₁と
なるので、式(3) より、 Ｄ＝（ｎ−ｎ₁）／ｋ …(4) という関係式が導ける。以降、計数値ｎに基づいて銃口
と画像表示面との距離Ｄが式(4) により求められる。な
お、距離Ｄ₁は、画像表示面に銃２ａの銃口を直接押し
付けた場合には、距離Ｄ₁をゼロ（Ｄ₁＝０）とし、距離
Ｄ₂は適当な値（５０ｃｍ等）に選べばよい。

【００７９】第２の方法（ＳｕｂＢ）は、ユーザが使用
するディスプレイの種類が既知の場合に有効である。こ
の方法では、ディスプレイの型の大きさに基づいて距離
を換算するのに必要なパラメータを予め計算し、ＲＯＭ
１０２等に格納しておく必要がある。上記式(4) によれ
ば、ディスプレイの大きさが決まれば、定数ｎ₁とｋ₀と
が求められるので、これを予めＲＯＭに記憶しておく。
ステップＳＢ１にて、ユーザは自分が使用するディスプ
レイの大きさを入力する。ユーザに入力を促すために、
ＣＰＵ１０１はディスプレイに所定の表示を行ってもよ
い。ディスプレイの型の大きさが入力されれば、式(4)
の計算に必要なパラメータは一義的に決まる。ＣＰＵ１
０１は、ユーザによって指定された大きさのディスプレ
イに対して、距離を換算するのに必要なパラメータをＲ
ＯＭ１０２から読出す（ステップＳＢ２）。

【００８０】第３の方法（ＳｕｂＣ）は、アーケードタ
イプのゲーム機のように、ゲーム機に設置するディスプ
レイの大きさが決まっている場合に有効である。すなわ
ち、ディスプレイの大きさが予め決められているので、
式(4) の計算に必要なパラメータ（ｎ₁とｋ₀）をＲＯＭ
１０２から読出して使用すればよい（ステップＳＣ
１）。

【００８１】以上の距離測定用初期化処理が終了する
と、図４に示すメインルーチンに復帰する。ゲームプロ
グラムの進行に伴って、ディスプレイ４に仮想画像が表
示される。狙撃対象であるエネミーが画像表示面に表示
されると、ユーザは画像表示面のエネミーに銃２ａの照
準を合わせ、銃２ａに設けられたトリガボタンを押す。
トリガボタンが押されると、狙撃した旨を示すトリガ信
号Ｓtが入出力インターフェース１０６に供給される。
メインルーチンの中で、ＣＰＵ１０１は、入出力インタ
ーフェース１０６にトリガ信号Ｓtが供給されたか否か
を定期的な状態読出し又は割り込み処理により検出する
（ステップＳ２）。トリガ信号Ｓ_tを検出しない場合に
は（ステップＳ２；ＮＯ）、他の画像表示処理を行う
（ステップＳ３）。トリガ信号Ｓ_tを検出した場合（ス
テップＳ２；ＹＥＳ）、エネミーに弾が命中したか否か
を検査するための着弾処理に移行する。

【００８２】着弾処理は、フラッシュ処理（ステップＳ
４）、受光、Ｈブランク、Ｖブランクの各割り込み処理
（図６参照）という、一連の処理により完遂される。ス
テップＳ４では、ＣＰＵ１０１は、ビデオブロック２０
にコマンドを発して、ビデオ信号の所定期間（１フィー
ルド期間または１フレーム期間、ここではフィールドと
する。）、ピクセルの輝度を基準値より高く維持するフ
ラッシュ処理を行う。例えば、輝度を１００％とする。
フラッシュ処理は、ＮＴＳＣ方式であれば１／６０秒程
度の短い時間に行われるので、ユーザに殆ど気付かれな
い。また、気付かれても着弾による閃光に類似した印象
を与えるので、ユーザは違和感を感じない。フラッシュ
処理がされている期間、図６に示す割り込み処理が随時
行われる。これを図７も参照しながら説明する。

【００８３】図７は、画像表示面の走査線を強調して図
示したものである。破線で描かれた範囲が命中範囲、す
なわち、フォトセンサ２ｂの視角の範囲であるものとす
る。フラッシュ処理がされている間、高い輝度を有する
表示点が１フィールドに亘って、画面の上から順に走査
していく。フォトセンサ２ｂの視角の範囲に表示点が入
ると、検出信号Ｓ_dが出力され、入出力インターフェー
ス１０６よりＣＰＵ１０１に受光割り込みがかかる。受
光割り込みがかかると、ＣＰＵ１０１は受光割り込みの
割り込み処理を行う。受光割り込み処理では、受光フラ
グをセットする（例えば、非受光状態を「１」と定義す
れば、受光割り込みにより「０」にする。）（ステップ
Ｓ３０）。

【００８４】次に１本の走査線の走査が終了すると、す
なわち、水平同期期間が終了すると同時に、Ｈブランク
割り込みがかかる。Ｈブランク割り込みがかかると、Ｃ
ＰＵ１０１は、その走査線の走査期間中に受光割り込み
によって受光フラグがセットされたか否かを検査する
（ステップＳ２０）。受光フラグがセットされていなけ
れば（例えば、受光フラグ＝「１」；ステップＳ２０：
ＮＯ）、そのまま復帰（ＲＥＴＵＲＮ）する。受光フラ
グがセットされていれば（例えば、受光フラグ＝
「０」；ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は走
査線カウンタをインクリメントする（ステップＳ２
１）。ステップＳ２２では、次の受光割り込みに備えて
受光フラグをリセットし（例えば、受光フラグ＝「１」
にする。）、復帰（ＲＥＴＵＲＮ）する。なお、受光割
り込みは、ＣＰＵの処理速度等に関連して、１水平同期
期間内でも複数回かかる場合もあるが、ＣＰＵ１０１は
受光回数には関係なく、その走査線の走査期間中に受光
したか否かしか判断しない。

【００８５】１フィールドの全ての走査線の走査が終了
すると、Ｖブランク割り込みが発生する。Ｖブランク割
り込みが発生すると、ＣＰＵ１０１はＶブランク割り込
み処理を行う。ステップＳ４０において、そのフィール
ドの走査線カウントのカウント数、即ち、受光が検出さ
れた走査線の数が入力され、式(4) 等の関係式を用い
て、走査線の数を距離に換算する。換算値はＲＡＭ等に
格納される。換算が終了すると、走査線カウンタをクリ
ア（ゼロにする。）して、復帰（ＲＥＴＵＲＮ）する。
上記処理によって、銃２ａのフォトセンサ２ｂの視角に
入った走査線の数（図７でいえば３本）が計数され、図
３で説明した原理に従い距離が換算される。なお、Ｈブ
ランク割り込み、Ｖブランク割り込みは、ビデオブロッ
ク２０のエンコーダ２０６等から供給される同期信号に
よって発生する。

【００８６】図４のメインルーチンの戻り、ステップＳ
５において、Ｖブランク割り込み処理により距離が換算
できたか否かが判定され、換算できなかった場合（Ｎ
Ｏ；銃口が画面の外を向いていた場合）はステップＳ２
に戻り、次の狙撃（トリガ信号の入力）を待つ。距離が
換算できた場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、適正距離か
否かが判定される（ステップＳ６）。適正距離とは、本
形態のようなゲーム機の場合は、銃の接近により狙撃が
簡単にならない程度の距離を選ぶ。例えば、適正距離を
１ｍと仮定すると、換算された距離が１ｍ以下なら（ス
テップＳ６：ＮＯ）、銃口が表示画像に接近し過ぎたこ
とをユーザに警告するための接近警告表示がされる（ス
テップＳ７）。一方、換算された距離が１ｍより大きけ
れば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、適正な距離に銃口が位
置しているので、弾がエネミーに命中したか否かの判定
に移る。命中の判定は、銃２ａの照準の座標（受光割り
込みが生じた位置を別途記録しておく）を入力し（ステ
ップＳ８）、計算された照準の座標がエネミーの表示座
標とほぼ一致しているか否かにより判定する（ステップ
Ｓ９）。エネミーに弾が命中していない判定した場合
（ステップＳ９：ＮＯ）は、ステップＳ２において次の
狙撃を待つ。エネミーに弾が命中したと判定した場合
（ステップＳ９：ＹＥＳ）は、命中処理を行う（ステッ
プＳ２０）。命中処理は、例えば、ＣＰＵ１０１がビデ
オブロック２０にコマンドを供給することにより、ＶＲ
ＡＭ２０２等に格納されたスプライトを用いて、エネミ
ーが倒れるような画像を表示する。

【００８７】以上説明したように、本第１形態の利点
は、簡単な割り込み処理により、フォトセンサの視角の
範囲に入る走査線の数を計数できること、簡単な初期設
定により、走査線の数から距離に換算するパラメータを
生成できること、および、フラッシュ処理により確実な
測定が行えること、である。

【００８８】（ｉｉ）第２形態 本実施例の第２形態は、受光時間を、銃の視角の幅に相
当するパラメータとして計測し、さらにこれを距離に換
算する方法に関する。

【００８９】＜構成の説明＞本第２形態を実施するため
の構成は、第１形態と同様のものでよい。但し、本形態
におけるゲーム機本体１ｂは、受光されている期間をあ
る程度正確に計測する必要があるため、図９に示す受光
検出回路３０を装備するものとする。

【００９０】図９（Ａ）は、受光検出回路３０の構成で
あり、同図（Ｂ）はその動作を説明する信号波形図であ
る。本形態では、端末装置２からのフォトセンサ２ｂの
検出信号Ｓ_dは入出力インターフェース回路１０６を介
さず、この受光検出回路３０に入力する。図９（Ａ）に
おいて、波形整形器３１は、フォトセンサ２ｂからの検
出信号Ｓ_dを整形する。画像表示面の縦方向に幅を計測
する場合は、走査線の端部付近で検出信号が出力されな
くなってしまうので、１水平同期期間以上の間にパルス
入力がないと出力が変化するようなワンショットマルチ
バイブレータ３５を設けてもよい。画像表示面の横方向
に幅を計測する場合には、ワンショットマルチバイブレ
ータ３５は不要である。一方、発振器３３は、所定の発
振周波数（画像表示面の縦方向に幅を計測するなら、水
平同期周波数程度、画像表示面の横方向に幅を計測する
場合は、垂直同期パルスの周期１５ｋＨｚより相当に早
い周波数、例えば、ピクセルの描画周波数）で発振する
パルス信号を出力する。ゲート３２は、発振器３３から
のパルス信号を波形整形された検出信号Ｓ_d’でゲート
（切り取る）する。カウンタ３４は、ゲート３３からパ
ルス信号が入力される度にカウント値をインクリメント
する。画面の縦方向にフォトセンサの幅を計測する場合
は、１フィールドが終了する度に出力される垂直同期信
号ＶＤがエンコーダ２０６等から入力される。カウンタ
３４のリセット端子には、このＶＤを供給する。また、
画面の横方向にフォトセンサの幅を計測する場合は、走
査線の走査が終了する度に出力される水平同期信号ＨＤ
が入力される。カウンタ３４のリセット端子には、この
ＨＤを供給する。

【００９１】＜動作の説明＞本第２形態の動作を説明す
るにあたり、銃２ａの視角と画像表示面との関係を、図
８に基づいて説明する。図８に示すように、銃２ａから
は所定の視角で画像表示面が観察される。各実線は走査
線を示している（Ｌ₁〜Ｌ₁₁）。銃２ａに備えられたフ
ォトセンサ２ｂに光が入射している期間、検出信号Ｓd
が出力される。表示画面の縦方向に視角の範囲の幅Ｗ_V
を計測するときには、最初に受光した点Ｐ_VSから最後に
受光された点Ｐ_VEまでの時間長ｔ_Vを計測する。走査線
が１フィールドを走査する時間長Ｖは一定なので、この
Ｖと計測された時間長ｔ_Vとを比べれば、画面の縦方向
の幅Ｗ_Vが計算できる。また、表示画面の横方向に視角
の範囲の幅Ｗ_Hを計測するときには、各走査線毎に最初
に受光した点から最後に受光した点までの時間長を測
り、各走査線毎に計測した時間長のうち最も長い時間長
（図８では点Ｐ_HS−点Ｐ_HE間の時間長ｔ_H）を得る。走
査線の走査期間Ｈは一定なので、このＨと最も長い時間
長ｔ_Hとを比べれば、画面の横方向の幅Ｗ_Hが計算でき
る。

【００９２】幅から距離への換算は、第１形態で説明し
た方法を用いる。

【００９３】すなわち、画面の横幅をＤ_H、縦幅をＤ_Vと
すると、以下の関係となる。

【００９４】ｔ_H：Ｈ＝Ｗ_H：Ｄ_H ｔ_V：Ｖ＝Ｗ_V：Ｄ_V 幅Ｗと距離Ｄとは、Ｄ＝ｋ・Ｗの関係があるので、時間
長ｔ_H、ｔ_Vを測定することによって距離を計算すること
ができるのである。

【００９５】次に、上記測定を行うための本第２形態の
動作を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
本形態における処理では、図４のステップＳ４に示すフ
ラッシュ処理が行われていることを前提として説明す
る。

【００９６】図１０（Ａ）は、画面の縦方向に幅を計測
するための動作を説明するフローチャートである。フォ
トセンサ２ｂから検出信号Ｓ_dが入力されている場合
（ステップＳＶ１：ＹＥＳ）、カウンタがスタートする
（ステップＳＶ２）。すなわち、図９（Ｂ）において、
検出信号Ｓ_dが所定のしきい値以上になると、波形整形
出力が立ち上がり、ワンショットマルチバイブレータ３
５がトリガされる。ワンショットマルチバイブレータ３
５の出力がＨレベルになると、発振器３３のパルス信号
がゲートされ、カウンタ３４にパルス信号が供給され
る。フォトセンサ２ｂが受光している限り、ゲート３２
はパルス信号を通過させ、カウンタはカウントを続ける
（ステップＳＶ３：ＮＯ）。受光が終了すると（ステッ
プＳＶ３：ＹＥＳ）、カウンタがストップする（ステッ
プＳＶ４）。すなわち、検出信号Ｓ_dのレベルがしきい
値以下に下がるので、波形整形出力がＬレベルになる。
１水平同期期間新たな検出信号Ｓ_dが入力されないと、
バイブレータ３５の出力Ｓ_d’が下がり、ゲート３２か
らのパルス信号の供給がストップする。カウンタで計測
されたカウント値は、図８における時間長ｔ_Vに対応し
たものとなる。

【００９７】また、図１０（Ｂ）は、画面の横方向に計
測するための動作を説明するフローチャートである。最
初に、カウント値の最大値を格納するバッファＣ_maxを
クリアする（ステップＳＨ１）。ディスプレイからの光
を受光すると（ステップＳＨ２）、カウンタをスタート
する（ステップＳＨ３）。受光が終了すると（ステップ
ＳＨ４：ＮＯ）、カウンタをストップする（ステップＳ
Ｈ５）。表示画像の横方向に計測する場合は、ワンショ
ットマルチバイブレータ３５を用いないので、受光の終
了の有無は垂直同期期間が終了する毎に行われる。受光
が終了する度に、その走査線上で計測されたカウンタ値
と前回までに計測されたカウンタ値の最大値Ｃ_maxが比
較され（ステップＳＨ６）、今回計測したカウンタ値が
大きい場合にのみ（ステップＳＨ６：ＹＥＳ）、Ｃ_max
の更新を行う（ステップＳＨ７）。以上の動作を垂直同
期期間が終了するまで（ステップＳＨ８：ＹＥＳ）継続
する。図１０（Ｂ）に示す処理が終了すると、最大値Ｃ
_maxは、図８における時間長ｔ_Hに対応したものとなる。

【００９８】以上の処理が終了すると、ＣＰＵ１０１
は、図４のステップＳ５以降の動作を前記第１形態に準
じて行い、カウンタ値を距離に換算する。

【００９９】なお、本第２形態の動作を説明する図１０
のフローチャートは、図９（Ａ）の回路動作を説明する
ための便宜上示したものであるが、ＣＰＵ１０１等の処
理速度が高ければ、カウンタ動作を含めて全てソフトウ
ェアで置換してもよい。

【０１００】以上のように、本第２形態の利点は、走査
線の計数を行わなくても、受光時間を計測することによ
って距離を換算できること、および、本発明の動作の一
部をハードウェアにより実現したこと、である。ハード
ウェアが計数を行うものとすれば、ＣＰＵは垂直同期期
間が終了した時にカウンタ値を参照することのみで、距
離に相関関係のあるカウント値を得ることができる。こ
の点において、本形態はＣＰＵの負担を軽減するという
利点も有する。

【０１０１】（ｉｉｉ）第３形態 本第３形態は、本発明の距離測定装置について、他の応
用例を示すものである。

【０１０２】本形態における構成は、第１形態と同様で
ある。但し、画像データＲＯＭ１０８に格納されたゲー
ムプログラムはボクシングゲームに関するものとする。
このゲーム機本体１ｃに入力する端末装置２としては、
銃の代わりにフォトセンサ２ｅを取り付けたグラブ２ｆ
であるものとする。本形態のゲームにおいて、ユーザは
グラブ２ｆを用いて、ディスプレイ４上に表示された対
戦相手のボクサーにパンチを繰り出す。相手方のボクサ
ー、すなわち、ディスプレイ画面とグラブ２ｆとの距離
は、フォトセンサ２ｅからの検出信号Ｓ_dを入力するゲ
ーム機本体１ｃが以下の動作にしたがって測定する。

【０１０３】図１２に、本第３形態の動作のメインルー
チンに関するフローチャートを示す。ステップＳ５０で
装置の初期化を行い、次に距離測定用初期化処理Ｓｕｂ
を行う。この初期化処理は第１形態に準じて行う。本形
態では、トリガの有無に拘らず、頻繁にフラッシュ処理
が行われる。または、グラブ２ｆの中にトリガスイッチ
を設けるのであれば、第１形態の動作に順じ、トリガが
入力された場合にフラッシュ処理を行うものでもよい。
なお、フラッシュ処理に伴って行われる距離の測定自体
は、前記した第１形態、第２形態に示す方法を用いるも
のとする。

【０１０４】距離が取得された場合（ステップＳ５１：
ＹＥＳ）、適正距離である否かが検査される（ステップ
Ｓ５２）。適正距離である場合（ステップＳ５２：ＹＥ
Ｓ）、正しく相手のボクサーにヒットしたか否かを判定
するための座標入力が行われる（ステップＳ５３）。距
離が所定距離以下に接近かつ相手のボクサーの座標とフ
ォトセンサ２ｅの座標がほぼ一致、すなわち、相手のボ
クサーの顔面にグラブ２ｆがヒットしたものと判定した
場合には（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、顔面ヒット処理
が行われる（ステップＳ５５）。例えば、相手のボクサ
ーの顔を歪んだ顔の表示にする等の画像処理をし、ゲー
ムの優劣を競うために得点に換算する。

【０１０５】以上のように、本第３形態の利点は、本発
明の距離測定を適用することにより、現実感の豊かなゲ
ームプレイを提供できることである。

【０１０６】（ｉｖ）第４形態 本第４形態は、本発明の距離測定装置について、他の応
用例を示すものである。

【０１０７】図１３に、本形態におけるリモコンＲと、
ディスプレイ４との関係を示す。ユーザはリモコンＲを
持って、テレビジョン装置１ｄを操作する。リモコンＲ
は、本発明の距離測定装置を搭載する。リモコンＲは、
ディスプレイ４の画像表示面との距離を測定するための
フォトセンサを内部に備える。

【０１０８】次に、本第４形態の動作を、図１４のフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０１０９】装置の初期化を行い（ステップＳ６０）、
距離測定のためのパラメータを設定する（ステップＳ６
１）。ユーザがリモコンＲの操作ボタンを押すと（ステ
ップＳ６２：ＹＥＳ）、押された操作ボタンに対応した
コードを赤外線においてＦＳＫ変調した操作信号がテレ
ビジョン装置１ｄに送信される。テレビジョン装置１ｄ
は、リモコンＲから操作信号が入力されると、所定のフ
ィールド期間フラッシュ処理をする（ステップＳ６
３）。一方、リモコンＲに備えられたフォトセンサは、
このフラッシュ処理に伴う画面からの光を受けて、距離
の測定を行う（ステップＳ６４）。距離の測定は、上記
した第１形態、第２形態に準じて行うものとする。この
距離測定により距離が測定され、これら適正な距離であ
ると判定すると（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、再びリモ
コンＲは適正距離であった旨の判定信号をテレビジョン
装置１ｄに送信する。テレビジョン装置１ｄは、この判
定信号を確認して、先に送信されていた操作信号に対応
する処理（電源の投入、チャンネルの変更等）を行う
（ステップＳ６６）。測定された距離が適正でない場合
（ステップＳ６５：ＮＯ）、画像の消去を行う旨（電源
をオフにする旨）の判定信号がテレビジョン装置１ｄに
送信され、テレビジョン装置１ｄは、先に送信された操
作信号の内容に拘らず、テレビジョン信号の画像表示を
消去（電源をオフ）にする（ステップＳ６７）。

【０１１０】以上の動作を図１３を参照して説明する。

【０１１１】リモコンＲには、適正距離ｄ_Sを設定す
る。この適正距離ｄ_Sは、ユーザがディスプレイに近づ
きすぎない距離、ディスプレイを長時間観察しても、眼
が疲れない程度の距離に選ばれる。本形態の処理によ
り、リモコンＲが動作する場合、例えば、表示禁止区域
内の距離ｄ₁の位置でユーザがリモコンＲを操作する
と、画面に近づき過ぎるという判定がなされ、画像表示
が消去される。一方、表示禁止区域の外側の距離ｄ₂の
位置でリモコンＲの操作をすれば、リモコン操作Ｒが受
け付けられる。

【０１１２】以上のように、本第４形態によれば、通常
のリモコンにおいても画像表示面との距離を測定するこ
とにより、例えば子供等の健康・安全を担保し得る視力
悪化防止機能を備えたテレビジョン装置等の画像表示装
置を提供することができる。

【０１１３】（ｖ）その他の形態 本発明は、上記各形態に拘らず種々に変形できる。

【０１１４】本発明を実施するハードウェアは、図１に
示すような構成に限るものではなく、受光した検出信号
に含まれる走査線の数または受光時間を計数しうる他の
構成であってもよい。

【０１１５】また、上記距離測定に対応した画像処理の
内容も、上記形態に拘らず種々に変形可能である。例え
ば、距離換算手段が、測定した幅を正確に計量法におけ
る所定の単位に換算するものであれば、距離測定器その
ものとして使用できる。また、測定された距離が小さく
なるに連れて表示画像をズームアップし、距離が大きく
なるに連れて表示画像をズームアウトする画像処理を用
いれば、受光素子の動きを画像の動きにリアルタイムに
反映させることができるので、ゲーム機、シミュレータ
としてに使用する場合に適する。

【０１１６】

【発明の効果】上記したように、請求項１乃至請求項１
４に記載の発明によれば、画像表示面−受光手段間の距
離と画像表示面上の幅との線形関係を利用するので、走
査線を利用して画像表示面上の幅を算出することによ
り、画像表示面と受光手段との距離を簡単に測定するこ
とができる。

【０１１７】特に、画像を走査線により構成する場合、
画像表示面−受光手段間の距離と受光手段の視角の中に
入る走査線の数とは略比例関係を有しているので、視角
に入る走査線の数等を調べることにより、距離を簡単に
測定することができる。すなわち、本発明は、従来存し
なかった新しい距離の測定技術を適用しうる。

【０１１８】また、従来の対戦型のゲーム機等ではエネ
ミーに弾が命中したか否かを判定するため、銃等に受光
手段を設けてある場合が多いので、受光手段が既に設け
てある装置であれば、ソフトウェアの変更のみで本発明
を適用できるというメリットもある。

【０１１９】特に、請求項２に記載の発明によれば、幅
を距離に換算するパラメータを測定に先だって測定する
ので、家庭用のゲーム機等の画像処理装置においてどの
位の大きさのディスプレイが使用されるか不明な場合の
ように、未知の大きさの画像表示面が使用される場合で
あっても正確な距離の測定ができる。

【０１２０】請求項３に記載の発明によれば、アミュー
ズメント施設に設置するゲーム機のように、使用する画
像表示面の大きさが定まっている場合に、少ない手順で
距離の測定を開始できる距離測定装置を提供できる。

【０１２１】請求項４に記載の発明によれば、複数種類
の画像表示面の大きさを使用する場合に、ユーザの選択
により少ない手順で距離の測定を開始できる距離測定装
置を提供できる。

【０１２２】請求項６または請求項１４に記載の発明に
よれば、検査信号の検出に伴う割り込み処理、走査線の
走査期間毎の割り込み処理、走査線が一画像を構成する
同期期間毎の割り込み処理を行うことにより、走査線の
計数が可能である。特に、コンピュータプログラムを利
用する場合に適する距離測定装置を提供できる。

【０１２３】請求項７又は請求項８に記載の発明によれ
ば、検出信号が検出された場合の時間長を、カウンタや
ワンショットバイブレータ等のハードウェアを利用して
測定すれば、ＣＰＵ等の処理手段の負担を軽減できる。

【０１２４】請求項９に記載の発明によれば、画像の輝
度が高い輝度により受光手段からレベルの高い検出信号
が供給されるので、誤動作なく確実な距離の測定が行え
る。

【０１２５】請求項１０に記載の発明によれば、ユーザ
等の操作手段のトリガに一致させて測定を行うので、特
に、従来のゲーム機に容易に適用可能な距離測定装置を
提供できる。

【０１２６】請求項１１に記載の発明によれば、シミュ
レータ用画像処理、測定データ表示用画像処理等のよう
に、受光手段の位置に対応して画像処理を行う用途に適
する距離測定装置を提供できる。画像処理のプログラム
に、ある条件では距離に応じた処理をし、他のある条件
では処理を禁止したりできるので、ガラスを用いて距離
の制限を行う場合に比べ、設計変更が自由に行えるとい
う効果もある。また、本発明をリモコン装置に適用すれ
ば、画像表示面に近すぎる場合に画像表示を禁止するこ
とができるので、需要者の健康・安全の維持を図ること
ができる。

【０１２７】請求項１２に記載の発明によれば、測定さ
れた距離に基づいてゲーム展開を制御できるので、例え
ば、狙撃ゲームにおけて画面に接近し過ぎることによる
難易度の低下を防止する他、ボクシングゲーム等の新た
なゲームの創設が行える。

【０１２８】さらに、通信機能を有するゲーム装置を用
い通信回線を介してゲームデータの送受信を行って他の
競技者と成績を競い合うガンゲーム競技大会等におい
て、本発明は特に有効である。すなわち、本発明の距離
測定技術を用いて画像表示面と銃との距離を検出し、一
定距離以上近づいて狙撃することを禁止することによ
り、互いに相手が見えない状態で行うこれら競技大会で
あっても、互いに公平な条件で成績を競うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の距離測定装置の原理説明図である。

【図２】本発明の実施の形態における距離測定装置であ
るゲーム機の構成図である。

【図３】本発明の第１形態のゲームプレイの様子を示し
た説明図である。

【図４】本発明の距離測定の原理を説明する図である。

【図５】本発明の第１形態のメインルーチンを説明する
フローチャートである。

【図６】本発明の距離測定用初期化処理を説明するフロ
ーチャートである。

【図７】本発明の割り込み処理を説明するフローチャー
トである。

【図８】ディスプレイと命中範囲との関係を説明する図
である。

【図９】本発明の第２形態の受光検出回路を説明する図
である。

【図１０】本発明の第２形態のディスプレイと命中範囲
との関係を説明する図である。

【図１１】本発明の第２形態の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図１２】本発明の第３形態のゲームプレイを説明する
図である。

【図１３】本発明の第３形態の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図１４】本発明の第４形態の操作の様子を説明する図
である。

【図１５】本発明の第４形態の動作を説明するフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１…距離測定装置、１ａ、１ｂ、１ｃ…ゲーム機本体、
１ｄ…テレビジョン装置、２…端末装置、２ａ…銃、２
ｂ、２ｅ…フォトセンサ、２ｃ…レンズ、２ｆ…グラ
ブ、３…スピーカ、４…ディスプレイ、１０…メインブ
ロック、１１…受光手段、１２…幅算出手段、１３…距
離換算手段、１４…画像表示面、２０…ビデオブロッ
ク、３０…受光検出回路、３１…波形整形回路、３２…
ゲート、３３…発振器、３４…カウンタ、３５…ワンシ
ョットマルチバイブレータ、１０１…ＣＰＵ、１０２…
ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…サウンド装置、１０
５…電力増幅器、１０６…入出力インターフェース、１
０７…コプロセッサ、１０８…画像データＲＯＭ、２０
１、２０４…ＶＤＰ、２０２、２０５…ＶＲＡＭ、２０
３…フレームバッファ、２０６…エンコーダ、

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定数の走査線により構成した画像を表
   示するための画像表示面と受光手段との距離を測定する
   距離測定装置であって、 前記画像表示面から射出された光のうち一定の視角の中
   に入射した光を受け、当該受けた光に対応する検出信号
   を出力する前記受光手段と、 前記受光手段から供給された前記検出信号に基づいて、
   前記視角に入る前記画像表示面上の領域のうち、所定の
   方向に沿った幅を算出する幅算出手段と、 前記幅算出手段が算出した当該幅を前記距離に換算する
   距離換算手段と、を備えたことを特徴とする距離測定装
   置。
2. 【請求項２】 前記距離換算手段は、前記距離の測定に
   先立って、前記受光手段を第１の位置に設置した場合に
   前記幅算出手段が算出する第１の幅と、前記受光手段を
   第２の位置に設置した場合に前記幅算出手段が算出する
   第２の幅と、に基づいて、前記距離の測定時に検出され
   る前記幅を前記距離に換算するためのパラメータを生成
   することを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記距離換算手段は、特定の大きさの画
   像表示面から所定の位置に前記受光手段を設置した場合
   に、前記幅算出手段が算出する幅の基準値に基づいて、
   前記幅を前記距離に換算するためのパラメータを予め生
   成し、 前記距離の測定時には、前記パラメータに基づいて、新
   たに検出される前記幅を前記距離に換算することを特徴
   とする請求項１に記載の距離測定装置。
4. 【請求項４】 前記距離換算手段は、異なる大きさを有
   する複数種類の画像表示面の各々について、当該画像表
   示面から所定の位置に前記受光手段を設置した場合に前
   記幅算出手段が算出する幅の基準値に基づいて、前記幅
   を前記距離に換算するためのパラメータを予め各々生成
   し、 前記距離の測定時には、外部から指定された画像表示面
   の種類に対応する前記パラメータに基づいて、新たに検
   出される前記幅を前記距離に換算することを特徴とする
   請求項１に記載の距離測定装置。
5. 【請求項５】 前記幅算出手段は、前記視角の中に検出
   される前記画像の走査線を前記幅に相当するパラメータ
   として計数することを特徴とする請求項１に記載の距離
   測定装置。
6. 【請求項６】 前記幅算出手段は、前記画像表示面に表
   示された画像を構成する各前記走査線毎に、当該走査線
   の走査期間内において当該走査線の光が前記受光手段に
   より検出されたか否かを判定する受光判定部と、前記受
   光判定部により受光したものと判定された走査線の数を
   積算する積算部と、前記一定数の走査線が一の画像を表
   示する同期期間の開始に先だって、前記積算部の積算値
   をリセットするリセット部と、を備えたことを特徴とす
   る請求項５に記載の距離測定装置。
7. 【請求項７】 前記幅算出手段は、前記一定数の走査線
   が一の画像を構成する同期期間内において、最初に前記
   検出信号が検出された時から最後に前記検出信号が検出
   されたときまでの時間長を前記幅に相当するパラメータ
   として用いることを特徴とする請求項１に記載の距離測
   定装置。
8. 【請求項８】 前記幅算出手段は、前記一定数の走査線
   が一の画像を構成する同期期間内において、各前記走査
   線毎に、当該走査線内で最初に前記検出信号が検出され
   た時から最後に前記検出信号が検出された時までの時間
   長を測定し、各前記走査線毎の時間長のうち最も長い時
   間長を前記幅に相当するパラメータとして用いることを
   特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
9. 【請求項９】 外部から供給するタイミング信号に対応
   して、前記一定数の走査線が一の画像を構成する同期期
   間内のすべてに亘り、前記画像表示面に表示する画像の
   輝度を一定値に維持する高輝度表示手段を備え、 前記幅算出手段は、前記高輝度表示手段により表示する
   画像が高輝度に維持された前記同期期間において、前記
   走査線を計数することを特徴とする請求項１乃至８のい
   ずれかに記載の距離測定装置。
10. 【請求項１０】 前記タイミング信号は、操作者によっ
    て所定の操作手段が操作された時に生成されることを特
    徴とする請求項９に記載の距離測定装置。
11. 【請求項１１】 前記換算された距離に対応させて、前
    記画像表示面に表示する画像に対する画像処理の内容を
    変更する処理手段を備えたことを特徴とする請求項１乃
    至請求項１０に記載の距離測定装置。
12. 【請求項１２】 画像表示面と検出手段との距離を測定
    する距離測定装置と、 前記距離測定装置によって測定した前記距離に対応させ
    て、ゲームの進行を制御する制御手段と、を備えたこと
    を特徴とするゲーム装置。
13. 【請求項１３】 一定数の走査線により構成した画像を
    表示するための画像表示面と受光手段との距離を測定す
    る距離測定方法であって、 前記画像表示面から射出された光のうち一定の視角の中
    に入射した光を受け、当該受けた光に対応する検出信号
    に基づいて、前記視角に入る前記画像表示面上の領域の
    うち、所定の方向に沿った幅を算出し、算出した当該幅
    を前記距離に換算することを特徴とする距離測定方法。
14. 【請求項１４】 一定数の走査線により構成した画像を
    表示するための画像表示面と受光手段との距離を測定す
    る距離測定方法であって、 前記画像表示面から射出された光のうち一定の視角の中
    に入射した光を受け、当該受けた光に対応する検出信号
    に基づいて、前記画像表示面に表示された画像を構成す
    る各前記走査線毎に、当該走査線の走査期間内において
    前記走査線の光が前記受光手段により検出されたか否か
    を判定し、判定された走査線の数を積算し、積算された
    前記走査線の数を前記幅に相当するパラメータとして前
    記距離に換算することを特徴とする距離測定方法。