JPH11346360A - 入力位置検出装置及びエンタテインメントシステム - Google Patents

入力位置検出装置及びエンタテインメントシステム

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JPH11346360A
JPH11346360A JP10151526A JP15152698A JPH11346360A JP H11346360 A JPH11346360 A JP H11346360A JP 10151526 A JP10151526 A JP 10151526A JP 15152698 A JP15152698 A JP 15152698A JP H11346360 A JPH11346360 A JP H11346360A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力装置による入力位置を正確に、かつ簡単
に検出することができる入力位置検出装置、及び子機の
位置を検出し、その位置を中心とした視点上に、プログ
ラムの実行により生成した画像を表示させることがで
き、プレイヤに最適な視点を設定させることができるエ
ンタテインメントシステムを提供する。 【解決手段】 携帯ゲーム端末３は、操作者７によって
把持される。携帯ゲーム端末３には、赤外線入出力部８
が備えられ、操作者７の操作に応じた赤外線信号を赤外
線入出力装置４に送信する。ここで、モニタ装置６に接
続される赤外線入出力装置４と、ＣＣＤカメラ５は、携
帯ゲーム端末３を把持する操作者７の方向に向けて隣接
して配置される。ゲーム機本体２は、操作者７が携帯ゲ
ーム端末３の赤外線入出力部８から赤外線信号を赤外線
入出力装置４に向けて発光する直前のＣＣＤカメラ５に
よる入力画像と、赤外線が発光した時点の入力画像との
差分に基づいて携帯ゲーム端末３の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線の送受信手
段を備えた入力装置からの入力位置を検出する入力位置
検出装置及びプログラムの実行機能を有する親機と、こ
の親機に接続するためのインタフェースを備える子機と
を有して成るエンタテインメントシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンタテインメントシステムの具体例で
あるビデオゲーム装置では、ゲーム機本体に接続した、
例えばテレビジョン受像機のようなモニタ装置上にプレ
イヤキャラクタや、オブジェクトを表示させ、入力操作
装置を使ってそのキャラクタやオブジェクトをジャン
プ、移動等させながら、例えばロールプレイングゲーム
や、レーシングゲーム等を進めていく。
【０００３】通常、プレイヤが正面からモニタ装置を見
ていることを前提として、ゲームを進めていく。このた
め、プレイヤはモニタ装置の正面に位置することが必要
となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モニタ装置
を置いている室内の状況によっては、モニタ装置の正面
にプレイヤが位置することが困難な場合がある。
【０００５】また、二人でそれぞれ入力操作装置を用い
て例えば、対戦型のゲームを行う場合には、二人ともモ
ニタ装置の正面に位置するのは困難である。
【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、入力装置による入力位置を正確に、かつ簡単に
検出することができる入力位置検出装置、及び子機の位
置を検出し、その位置を中心とした視点上に、プログラ
ムの実行により生成した画像を表示させることができ、
プレイヤに最適な視点を設定させることができるエンタ
テインメントシステムの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエンタテイ
ンメントシステムは、上記課題を解決するために、赤外
線の送受信手段を備えた入力装置からの入力位置を検出
する入力位置検出装置において、上記入力装置の赤外線
送受信手段に対して赤外線信号を送受信する赤外線送受
信手段と、所定方向の画像を撮像する撮像手段とを備
え、所定方向に向けて上記撮像手段と上記赤外線送受信
手段とを隣接して配置し、上記撮像手段が撮像した、上
記所定方向又はその近傍にある上記入力装置の赤外線送
受信手段からの位置検出用の赤外線信号を含んだ画像
と、その直前の位置検出用の赤外線信号を含まない画像
との差分に基づいて、上記入力装置の上記所定方向又は
その近傍上の入力位置を検出する。
【０００８】また、本発明に係るエンタテインメントシ
ステムは、上記課題を解決するために、プログラムの実
行機能を有する親機と、この親機に接続するためのイン
タフェースと赤外線の送受信手段を備えた子機とを有し
て成るエンタテインメントシステムにおいて、上記親機
は、上記子機の赤外線送受信手段に対して赤外線信号を
送受信する赤外線送受信手段と、所定方向の画像を撮像
する撮像手段とを所定方向に向けて隣接して配置し、上
記撮像手段が撮像した、上記所定方向又はその近傍にあ
る上記子機の赤外線送受信手段からの位置検出用の赤外
線信号を含んだ画像と、その直前の位置検出用の赤外線
信号を含まない画像との差分に基づいて、上記子機の上
記所定方向又はその近傍上の入力位置を検出する。
【０００９】ここで、上記親機はプログラムの実行によ
り生成した画像を表示する表示手段を接続し、上記赤外
線送受信手段と、上記撮像手段とをこの表示手段の近傍
に配置する。
【００１０】また、上記子機は固有の識別番号を有して
おり、上記親機に向けて発光する赤外線の中に該識別番
号情報を含ませている。また、上記子機は固有の識別番
号を有しており、上記親機から上記子機に向けて識別番
号が赤外線信号により送られてきたときには、上記識別
番号が固有の識別番号と等しいか否かを判定する。ま
た、上記子機は上記赤外線送信手段を複数個備えてい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る入力位置検出
装置及びエンタテインメントシステムの実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、
プログラムの実行機能を有するゲーム機本体と、このゲ
ーム機本体に無線接続するためのインタフェースを備え
る携帯ゲーム端末とからなるビデオゲーム装置であり、
ゲーム機本体は携帯ゲーム端末からの入力位置を検出す
る入力位置検出装置としての機能を備えている。
【００１２】図１に示すように、このビデオゲーム装置
１は、ゲーム機本体２と携帯ゲーム端末３とから成る。
ゲーム機本体２は赤外線入出力装置４と、画像撮像手段
となるＣＣＤカメラ５と、テレビジョン受像機のような
モニタ装置６とを接続している。
【００１３】携帯ゲーム端末３は、操作者７によって把
持される。携帯ゲーム端末３には、赤外線入出力部８が
備えられ、操作者７の操作に応じた赤外線信号を赤外線
入出力装置４に送信する。
【００１４】ここで、モニタ装置６に接続される赤外線
入出力装置４と、ＣＣＤカメラ５は、携帯ゲーム端末３
を把持する操作者７の方向に向けて隣接して配置され
る。そして、ゲーム機本体２は、操作者７が携帯ゲーム
端末３の赤外線入出力部８から赤外線信号を赤外線入出
力装置４に向けて発光する直前のＣＣＤカメラ５による
入力画像と、赤外線が発光した時点の入力画像との差分
に基づいて携帯ゲーム端末３の位置を検出する。携帯ゲ
ーム端末３は、固有の識別番号を有しており、ゲーム機
本体２に向けて発光する赤外線の中にこの識別番号情報
を含ませている。
【００１５】ゲーム機本体２は、図２に示すように、Ｃ
ＣＤカメラ５からの撮像画像をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器１０と、赤外線入出力装置４から位置検
出用の赤外線が供給されたときに切り替わる切り替え器
１１と、二つのフレームバッファ１２及び１３と、読み
出し回路１４と、比較器１５と、画像アドレス計算器１
６とを備えて成る。
【００１６】次に、図３のフローチャートを用いてビデ
オゲーム装置１の動作を以下に説明する。先ず、操作者
７がステップＳ１で携帯ゲーム端末３の赤外線発光ボタ
ンを押したとする。すると、携帯ゲーム端末３は、ステ
ップＳ３で自分の識別番号を含んだ赤外線信号を赤外線
入出力部８から発光する。
【００１７】ゲーム機本体２に接続された赤外線入出力
装置４はステップＳ３で上記赤外線入出力部８からの赤
外線信号を検知する。そして、ステップＳ４で検知した
赤外線信号に含まれる識別番号から、携帯ゲーム端末３
からの信号と判断し、ＣＣＤカメラ５からの撮像画像を
Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル画像信号に変換した後、
フレームバッファ１２に１フレーム分保存する。
【００１８】ステップＳ５で携帯ゲーム端末３が位置検
出用の赤外線信号を、１フレーム時間以上発光すると、
ステップＳ６でゲーム機本体２は上記位置検出用の赤外
線信号発光中の画像をＣＣＤカメラ５により撮像し、Ａ
／Ｄ変換器１０，切り替え器１１を介してフレームバッ
ファ１３に１フレーム保存する。
【００１９】最後にステップＳ７で画像アドレス計算器
１６は、フレームバッファ１２及び１３から読み出し回
路１４を介してディジタル画像信号を読み出し、比較器
１５で比較して差分をとってから、発光点の位置を画像
処理により求める。
【００２０】すなわち、ＣＣＤカメラ５からの画像入力
を予めフレームバッファ１２に１フレーム分保持してお
き、位置検出用の赤外線信号が検出されたら、フレーム
バッファ１２に保存されている赤外線発光前のＣＣＤカ
メラの入力画像と、フレームバッファ１３に保存される
赤外線発光後のＣＣＤカメラ５の入力画像の差分をとる
ことにより、携帯ゲーム端末３の位置を検出する。
【００２１】また、赤外線信号の中には、携帯ゲーム端
末３の識別番号が含まれているので、どの位置にどの携
帯ゲーム端末があるかを認識可能になる。
【００２２】画像アドレス計算器１６では、以下の図４
を用いて説明できるアルゴリズムによって、ＣＣＤカメ
ラの画像座標から実空間座標を推定している。ここで
は、モニタ装置（テレビ）６の画面中心を原点とし、テ
レビ６に向かって画面の垂直手前方向をＴz軸、右手方
向をＴx軸、上方向をＴy軸としたテレビ座標系を用いて
説明する。
【００２３】テレビ６の画面方向とＣＣＤカメラ５の視
線方向は平行であり、テレビ座標系原点の真上にＣＣＤ
カメラ５があると仮定する。ＣＣＤカメラ５のレンズ中
央を原点とし、ＣＣＤカメラ５に向かって画面の垂直手
前方向をＣz軸、右手方向をＣx軸、上方向をＣy軸とす
る。また、ＣＣＤカメラ座標系原点とテレビ座標系原点
の距離をｄとする。
【００２４】ＣＣＤカメラ１台の場合は、携帯ゲーム端
末３の２次元的な位置しか分からないので、自由度を限
定するためにテレビからａ離れた平面上に携帯ゲーム端
末３は存在すると仮定する。
【００２５】一般的に、レンズの歪みを無視すればカメ
ラ５のｚ軸に垂直な平面上の位置は、ＣＣＤ上に線形に
マッピングされる。これにより、携帯ゲーム機が上記平
面内を移動する場合には、テレビ６の座標系とＣＣＤカ
メラ５の座標系は線形にマッピングされる。図４の場
合、ｙ座標に関してｄの平行移動のみを行えばよい。
【００２６】このため、画像アドレス計算器１６は、Ｔ
x＝Ｃz、Ｔy＝Ｃy＋ｄ、Ｔx＝Ｃxと計算できる。したが
って、ビデオゲーム装置１では、携帯ゲーム端末３を把
持しているプレーヤの位置を検出できる。そして、その
位置を中心とした視点上に、プログラムの実行により生
成した画像を表示させることができ、プレイヤに最適な
視点を与えることができる。
【００２７】なお、本発明に係る入力位置検出装置及び
エンタテインメントシステムは、上記ビデオゲーム装置
１にのみ適用が限定されるものではなく、図５に示すよ
うな、親機であるゲーム機本体２が、位置を知りたい携
帯ゲーム端末３の識別番号を赤外線信号により送信して
くるビデオゲーム装置２０に適用してもよい。
【００２８】このビデオゲーム装置２０は、図６に示す
フローチャートにしたがって動作する。すなわち、ステ
ップＳ１１でゲーム機本体２１が、位置を知りたい携帯
ゲーム端末３の識別番号と発光命令を赤外線信号により
送信すると、ステップＳ１２で上記赤外線信号を受信し
た携帯ゲーム端末３は自らのＣＰＵにより信号を解読
し、問い合わせられている識別番号が自分の識別番号と
等しいか否かを調べる。
【００２９】このステップＳ１２で赤外線による問い合
わせ信号に対して自分の識別番号が含まれていれば携帯
ゲーム端末３はステップＳ１３で自分の識別番号を含ん
だ赤外線信号を返答信号として発光する。
【００３０】すると、ステップＳ１４でゲーム機本体２
に接続された赤外線入出力装置４は上記赤外線信号を検
出する。
【００３１】そして、ステップＳ１５で検知した赤外線
信号に含まれる識別番号から、携帯ゲーム端末３からの
信号と判断し、ＣＣＤカメラ５からの撮像画像をＡ／Ｄ
変換器１０でディジタル画像信号に変換した後、フレー
ムバッファ１２に１フレーム分保存する。
【００３２】ステップＳ１６で携帯ゲーム端末３が位置
検出用の赤外線信号を、１フレーム時間以上発光する
と、ステップＳ１７でゲーム機本体２は上記位置検出用
の赤外線信号発光中の画像をＣＣＤカメラ５により撮像
し、Ａ／Ｄ変換器１０，切り替え器１１を介してフレー
ムバッファ１３に１フレーム保存する。
【００３３】最後にステップＳ１８で画像アドレス計算
器１６は、フレームバッファ１２及び１３から読み出し
回路１４を介してディジタル画像信号を読み出し、比較
器１５で比較して差分をとってから、発光点の位置を画
像処理により求める。
【００３４】すなわち、ＣＣＤカメラ５からの画像入力
を予めフレームバッファ１２に１フレーム分保持してお
き、位置検出用の赤外線信号が検出されたら、フレーム
バッファ１２に保存されている赤外線発光前のＣＣＤカ
メラの入力画像と、フレームバッファ１３に保存される
赤外線発光後のＣＣＤカメラ５の入力画像の差分をとる
ことにより、携帯ゲーム端末３の位置を検出する。
【００３５】ここで、携帯ゲーム端末３についている発
光素子８が一つであれば２次元位置の検出が可能であ
る。また、二つの発光素子が離れた位置についていれ
ば、ＣＣＤカメラ５からの距離の推定や、画面まわりの
回転角度が検出可能となる。また、３つ以上の発光素子
が離れた位置についていれば、携帯ゲーム端末の３次元
的な位置と姿勢の推定が可能になる。もし、必要であれ
ば、それぞれの発光素子の光るタイミングを別フレーム
に含まれるようにずらすことで、発光素子の同定も可能
である。
【００３６】そして、上記ビデオゲーム装置１及び２０
では、画像アドレス計算器１６によって計算した携帯ゲ
ーム端末３の入力位置検出結果を用いてゲームプレイヤ
の位置を検知し、その位置を中心とした視点上に、プロ
グラムの実行により生成した画像を表示させる。
【００３７】通常のゲームは、プレイヤが真正面からテ
レビ６の画面を見ていることを前提にしている。プレイ
ヤの位置を中心とした視点に変換することにより、大画
面でプレイする場合に最適な視点を設定することができ
る。
【００３８】また、図７に示すように、操作者Ａ及びＢ
（２１及び２２）で対戦プレイをすす場合等にも最適な
視点を設定することができる。図７において、テレビ６
の画面上で操作者Ａ２１の画面２３Ａと、操作者Ｂ２２
の画面２３Ｂは、それぞれの操作者に最適な視点を与え
ている。
【００３９】また、本発明によって検出できた入力位置
を用いることにより、登場人物の視線の向きを携帯ゲー
ム端末の位置へ向けることにより、リアルな視線を表現
できる。また、携帯ゲーム端末の動きを補足することに
より、動きの入力が可能となるので、例えばキーパッ
ド、ジョイスティックの代わりに使用可能となる。
【００４０】このように、上記実施の形態となるビデオ
ゲーム装置１及び２０や、さらにそれらを用いた、携帯
ゲーム端末が複数個あるシステムによれば、携帯ゲーム
端末となる入力装置の位置で、操作者の位置を知り、様
々なフィードバックを行うことができる。
【００４１】また、赤外線信号に識別番号を入れること
で、位置と同時にどの入力装置がそこにあるかを特定す
ることができる。
【００４２】さらに、画像の差分を取ることにより、簡
単な処理で正確に位置を計測できる。必要があれば、赤
外線を通るフィルタをＣＣＤカメラの前に取り付けれ
ば、さらに高いＳ／Ｎで計測が可能になる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、入力装置からの入力位
置を正確に、かつ簡単に検出することができる入力位置
検出装置、及び子機の位置を検出し、その位置を中心と
した視点上に、プログラムの実行により生成した画像を
表示させることができ、プレイヤに最適な視点を設定さ
せることができるエンタテインメントシステムを提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る入力位置検出装置及びエンタテイ
ンメントシステムの実施の形態となるビデオゲーム装置
の構成を示すブロック図である。
【図２】上記ビデオゲーム装置の要部の詳細な構成を示
すブロック図である。
【図３】上記ビデオゲーム装置の動作を説明するための
フローチャートである。
【図４】上記ビデオゲーム装置を構成する画像アドレス
計算機の計算アルゴリズムを説明するための図である。
【図５】上記ビデオゲーム装置の変形例の構成を示すブ
ロック図である。
【図６】上記図５に示した変形例の動作を説明するため
のフローチャートである。
【図７】携帯ゲーム端末を２個備えたビデオゲーム装置
での動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ビデオゲーム装置、２ ゲーム機本体、３ 携帯ゲ
ーム端末、４ 赤外線入出力装置、５ ＣＣＤカメラ、
６ テレビ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 赤外線の送受信手段を備えた入力装置に
    よる入力位置を検出する入力位置検出装置において、 上記入力装置の赤外線送受信手段に対して赤外線信号を
    送受信する赤外線送受信手段と、 所定方向の画像を撮像する撮像手段とを備え、 所定方向に向けて上記撮像手段と上記赤外線送受信手段
    とを隣接して配置し、上記撮像手段が撮像した、上記所
    定方向又はその近傍にある上記入力装置の赤外線送受信
    手段からの位置検出用の赤外線信号を含んだ画像と、そ
    の直前の位置検出用の赤外線信号を含まない画像との差
    分に基づいて、上記入力装置の上記所定方向又はその近
    傍上の入力位置を検出することを特徴とする入力位置検
    出装置。
  2. 【請求項２】 プログラムの実行機能を有する親機と、
    この親機に接続するためのインタフェースと赤外線の送
    受信手段を備えた子機とを有して成るエンタテインメン
    トシステムにおいて、 上記親機は、 上記子機の赤外線送受信手段に対して赤外線信号を送受
    信する赤外線送受信手段と、 所定方向の画像を撮像する撮像手段とを所定方向に向け
    て隣接して配置し、 上記撮像手段が撮像した、上記所定方向又はその近傍に
    ある上記子機の赤外線送受信手段からの位置検出用の赤
    外線信号を含んだ画像と、その直前の位置検出用の赤外
    線信号を含まない画像との差分に基づいて、上記子機の
    上記所定方向又はその近傍上の入力位置を検出すること
    を特徴とするエンタテインメントシステム。
  3. 【請求項３】 上記親機はプログラムの実行により生成
    した画像を表示する表示手段を接続し、上記赤外線送受
    信手段と、上記撮像手段とをこの表示手段の近傍に配置
    することを特徴とする請求項２記載のエンタテインメン
    トシステム。
  4. 【請求項４】 上記子機は固有の識別番号を有してお
    り、上記親機に向けて発光する赤外線の中に該識別番号
    情報を含ませていることを特徴とする請求項２記載のエ
    ンタテインメントシステム。
  5. 【請求項５】 上記子機は固有の識別番号を有してお
    り、上記親機から上記子機に向けて識別番号が赤外線信
    号により送られてきたときには、上記識別番号が固有の
    識別番号と等しいか否かを判定することを特徴とする請
    求項２記載のエンタテインメントシステム。
  6. 【請求項６】 上記子機は上記赤外線送信手段を複数個
    備えていることを特徴とする請求項２記載のエンタテイ
    ンメントシステム。
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