(57)【要約】【課題】ゲーム装置やカラオケ装置等のアミューズメント装置に適した操作デバイスシステムの制御技術を提供する。【解決手段】スクリーンに映像を背面側から投影するプロジェクタと、前記スクリーンの前面側からの操作デバイスによる投射光を前記スクリーンの背面側から撮像するカメラと、前記操作デバイスが載置され、ユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定を行うクレイドルと、前記クレイドルによるユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定、ならびに、前記カメラの撮像信号から前記操作デバイスの投射光の波長の解析および座標の検出を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記操作デバイスへの投射光の波長の設定として、現時点で未使用の波長の使用を前記クレイドルを介して前記操作デバイスに指示する。【選択図】図３
2010136771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに映像を背面側から投影するプロジェクタと、
前記スクリーンの前面側からの操作デバイスによる投射光を前記スクリーンの背面側から撮像するカメラと、
前記操作デバイスが載置され、ユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定を行うクレイドルと、
前記クレイドルによるユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定、ならびに、前記カメラの撮像信号から前記操作デバイスの投射光の波長の解析および座標の検出を行う制御部と
を備え、
前記制御部は、前記操作デバイスへの投射光の波長の設定として、現時点で未使用の波長の使用を前記クレイドルを介して前記操作デバイスに指示する
ことを特徴とするアミューズメント装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアミューズメント装置において、
前記制御部は、前記プロジェクタにより前記スクリーンに投影される映像が黒ブランクとなる期間に、前記カメラにより前記スクリーンの撮像を行わせる
ことを特徴とするアミューズメント装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアミューズメント装置において、
前記操作デバイスに対して投射光の発光タイミングを知らせる同期光を発生する同期光発生部
を更に備え、
前記制御部は、前記同期光発生部による同期光の発生の制御として、前記プロジェクタにより前記スクリーンに投影される映像が黒ブランクとなる期間に前記同期光発生部に同期光を発生させる
ことを特徴とするアミューズメント装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアミューズメント装置において、
前記制御部は、前記操作デバイスへの投射光の波長の設定の後、前記操作デバイスの投射光の受光により波長を解析し、その後の検出対象の波長に設定する
ことを特徴とするアミューズメント装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアミューズメント装置において、
前記クレイドルは、前記操作デバイスへの充電を行い、
前記制御部は、前記操作デバイスの投射光の受光により光量を解析し、光量が所定値を下回る場合に充電量不足をアラートする
ことを特徴とするアミューズメント装置。
【請求項６】
アミューズメント装置のクレイドルから発生する高周波信号を整流して蓄電素子に充電する電源部と、
前記クレイドルとの間で高周波信号によりユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定を受け付けるＣＰＵと、
ユーザによりスイッチが押されている間に投射光を発生する発光部と
を備えたことを特徴とする操作デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の操作デバイスにおいて、
前記アミューズメント装置の同期光発生部から発生する同期光を受光する受光スイッチ
を更に備え、
前記発光部は、前記受光スイッチが同期光を受光し、かつ、ユーザにより前記スイッチが押されている間に投射光を発生する
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項８】
請求項６または７のいずれか一項に記載の操作デバイスにおいて、
前記ＣＰＵは、前記アミューズメント装置のクレイドルから一時的な発光を指示された際に、前記発光部を発光させる
ことを特徴とする操作デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲーム装置やカラオケ装置等のアミューズメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ディスプレイ領域における指示画像の画像領域をポインティング位置として自動的に認識するポインティング位置検出装置の開示がある。このポインティング位置検出装置は、プロジェクタの映像が投影されるディスプレイ領域の前面側から指示棒により指示を行い、ディスプレイ領域の背面側から指示棒先端部の影をＣＣＤカメラにより撮像し、撮像画像の電気信号を解析することで、ディスプレイ領域上の指示棒先端部の影の座標位置を算出するようにしている。
【０００３】
また、特許文献２には、視覚的に分かりやすい指示が可能なプレゼンテーションシステムの開示がある。このプレゼンテーションシステムは、プロジェクタの映像が投影されるスクリーンの前面側からレーザポインタにより光線を照射し、スクリーンの前面側からレーザポインタのスポット光をＣＣＤカメラにより撮像し、撮像画像の電気信号を解析することで、スクリーン上のスポット光の座標位置を算出するようにしている。また、レーザポインタから照射する光線の点滅、形状、色等に応じて指示内容を判別するようにしている。
【０００４】
また、特許文献３には、コンピュータ画面をダイレクトに操作しているという感覚を与えつつ、軽い処理負荷で指示位置を入力することができる画面位置指示システムの開示がある。この画面位置指示システムは、プロジェクタの映像が投影されるスクリーンの前面側からポインタにより光線を照射し、スクリーンの前面側からポインタのスポット光をカメラにより撮像し、撮像画像の電気信号を解析することで、スクリーン上のスポット光の座標位置を算出するようにしている。また、ポインタから照射する光線の波長に応じて発光位置を検知してもよいとしている。
【特許文献１】特開平１１−３４５０８５号公報
【特許文献２】特開２００２−４１２３８号公報
【特許文献３】特開２００７−８６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術は一般のプレゼンテーション等の指示装置としては有効であるものの、ゲーム装置やカラオケ装置等のアミューズメント装置の指示装置として使用する場合には、例えば次のような問題がある。
【０００６】
第１に、上述した従来技術では複数のユーザによる操作を考慮しておらず、不特定多数のユーザが使用するアミューズメント装置には適用が困難である。なお、特許文献２に開示される、光線の色に応じて指示内容を判別する技術に基づき、個々のユーザを光線の色により区別するように拡張することは可能であると考えられるが、その場合であっても、不特定多数のユーザが使用する指示体の光線の色をいかに管理するのかは重要な問題となる。例えば、指示体に設けた選択スイッチ等により波長の異なる発光ダイオード等を切り替えることにより、指示体の投射光の波長を変更する場合を考えると、予め位置検知装置に付属する指示体が限られた本数である場合には、それぞれの指示体の選択スイッチを予め異なる位置にセットすることで、指示体相互間で波長の重複を避けることができる。
【０００７】
しかし、ゲーム装置等のアミューズメント装置において、指示体をプレイヤ（遊技者）それぞれに販売もしくは貸与し、自分の指示体を使用させるような環境を想定した場合、不特定多数のプレイヤに指示体の選択スイッチ等を正確に操作させることは現実的ではなく、波長の重複により正常な動作が期待できなくなる。
【０００８】
第２に、上述した従来技術では投影画像と指示体の影や投射光とのコンフリクトについて十分に考慮がなされていない。すなわち、スクリーンの撮像画像から指示体の影や投射光を識別するものであるため、投影画像に指示体の影や投射光と紛らわしい画像が含まれていた場合には誤動作してしまうおそれがある。この点、指示体の投射光については、プロジェクタの光源となる発光ランプの線スペクトルと重複しない波長の発光ダイオード等を指示体の光源として用いることで区別が可能となる。この場合、予め位置検出装置と付属の指示体がセットになっている場合には、波長の重複を避けた状態を維持することができる。
【０００９】
しかし、ゲーム装置等のアミューズメント装置においては種々のタイプの装置があり、光源の種類も他種類であることから、全てのタイプの装置と波長の重複を避けるのは困難であり、仮に重複を避けられたとしても指示体に割り当てられる波長の数は制限されたものとなってしまう。
【００１０】
第３に、上述した従来技術では悪戯による誤動作について十分に考慮がなされていない。すなわち、一般のプレゼンテーション等の指示装置においては、悪戯による誤動作というものはほとんど考慮する必要がないが、ゲーム装置等のアミューズメント装置におけるこの種の光学式の装置ではレーザポインタ等を使った悪戯が考えられ、お金を払って楽しんでいるプレイヤおよびプレイヤに快適な環境を提供しようとしているアミューズメント施設運営者等にとっては多大な影響がある。
【００１１】
第４に、上述した従来技術では指示体の電池切れが発生した場合について十分に考慮がなされていない。すなわち、一般のプレゼンテーション等の指示装置においては、指示体の電池切れが発生した場合、その場で電池を交換したり、他の指示体に交換したりする等で対処が可能である。しかし、ゲーム装置等のアミューズメント装置においては、電池切れによりゲーム等の進行が途中でできなくなり、お金を払って楽しんでいるプレイヤおよびプレイヤに快適な環境を提供しようとしているアミューズメント施設運営者等にとっては多大な影響がある。
【００１２】
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、ゲーム装置やカラオケ装置等のアミューズメント装置に適した操作デバイスシステムの制御技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、スクリーンに映像を背面側から投影するプロジェクタと、前記スクリーンの前面側からの操作デバイスによる投射光を前記スクリーンの背面側から撮像するカメラと、前記操作デバイスが載置され、ユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定を行うクレイドルと、前記クレイドルによるユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定、ならびに、前記カメラの撮像信号から前記操作デバイスの投射光の波長の解析および座標の検出を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記操作デバイスへの投射光の波長の設定として、現時点で未使用の波長の使用を前記クレイドルを介して前記操作デバイスに指示することを特徴とするアミューズメント装置を要旨としている。
【００１４】
また、請求項２に記載されるように、請求項１に記載のアミューズメント装置において、前記制御部は、前記プロジェクタにより前記スクリーンに投影される映像が黒ブランクとなる期間に、前記カメラにより前記スクリーンの撮像を行わせるようにすることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載されるように、請求項２に記載のアミューズメント装置において、前記操作デバイスに対して投射光の発光タイミングを知らせる同期光を発生する同期光発生部を更に備え、前記制御部は、前記同期光発生部による同期光の発生の制御として、前記プロジェクタにより前記スクリーンに投影される映像が黒ブランクとなる期間に前記同期光発生部に同期光を発生させるようにすることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載されるように、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアミューズメント装置において、前記制御部は、前記操作デバイスへの投射光の波長の設定の後、前記操作デバイスの投射光の受光により波長を解析し、その後の検出対象の波長に設定するようにすることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載されるように、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアミューズメント装置において、前記クレイドルは、前記操作デバイスへの充電を行い、前記制御部は、前記操作デバイスの投射光の受光により光量を解析し、光量が所定値を下回る場合に充電量不足をアラートするようにすることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載されるように、アミューズメント装置のクレイドルから発生する高周波信号を整流して蓄電素子に充電する電源部と、前記クレイドルとの間で高周波信号によりユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定を受け付けるＣＰＵと、ユーザによりスイッチが押されている間に投射光を発生する発光部とを備える操作デバイスとして構成することができる。
【００１９】
また、請求項７に記載されるように、請求項６に記載の操作デバイスにおいて、前記アミューズメント装置の同期光発生部から発生する同期光を受光する受光スイッチを更に備え、前記発光部は、前記受光スイッチが同期光を受光し、かつ、ユーザにより前記スイッチが押されている間に投射光を発生するようにすることができる。
【００２０】
また、請求項８に記載されるように、請求項６または７のいずれか一項に記載の操作デバイスにおいて、前記ＣＰＵは、前記アミューズメント装置のクレイドルから一時的な発光を指示された際に、前記発光部を発光させるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のアミューズメント装置にあっては、ゲーム装置やカラオケ装置等のアミューズメント装置に適した操作デバイスシステムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
【００２３】
なお、以下の説明において「波長」とは、光スペクトル上の厳密な意味での波長ではなく、視覚的に認識される色に対応する波長を意味するものとする。例えば、赤の光と緑の光を同時に発光する場合、スペクトル上は赤のスペクトルと緑のスペクトルとが混在したものとなるが、視覚的には黄の光となることから、この場合は黄のスペクトルが単独で存在するのと同様に扱う。
【００２４】
＜構成＞
図１は本発明の一実施形態にかかるゲーム装置の外観の例を示す図である。
【００２５】
図１において、ゲーム装置１は、筐体１１の上面に平板状のスクリーン１２が設けられ、筐体１１内部に設けられたプロジェクタ１４からゲーム映像がスクリーン１２に背面側から投影される。また、スクリーン１２の上面側（前面側）からプレイヤが操作デバイスとしてのペンデバイス２Ａ、２Ｂを接触させて光を投射することにより、スクリーン１２上に生じた投射光のスポットを、筐体１１内部に設けられたカメラ１５により撮像し、投射光の波長によりペンデバイス２Ａ、２Ｂの違いを認識するとともに、スクリーン１２上の座標位置を認識する。そして、認識された投射光の座標位置をプレイヤの指示として受け付けてゲームを進行する。例えば、スクリーン１２上の操作ボタンが表示された位置に投射光の座標位置を認識した場合には、当該操作ボタンが選択されたものとしてゲームを進行する。また、ゲームアイテムを移動する場面において、投射光の座標位置が連続して変化した場合、ゲームアイテムをその座標位置の変化の軌跡に従って移動する。
【００２６】
一方、ゲーム装置１の上面両脇には、ペンデバイス２Ａ、２Ｂを載置するクレイドル１３Ａ、１３Ｂが設けられている。クレイドル１３Ａ、１３Ｂには、ペンデバイス２Ａ、２Ｂを収納する収納用凹部１３１Ａ、１３１Ｂが設けられ、ペンデバイス２Ａ、２Ｂが収納された状態で、ペンデバイス２Ａ、２Ｂへの充電、ユーザ設定データの入出力、および、投射光の波長の設定等を行う。ユーザ設定データは、例えば、「ユーザが所有するキャラクタ」、「所有キャラクタのレベル」、「ユーザの対戦成績」、「ユーザのゲーム進行情報」などのデータが該当する。なお、クレイドル１３Ａ、１３Ｂが有するそれぞれの機能を独立させて、ゲーム装置１の任意の箇所に設けてもよい。また、ゲーム装置１の筐体１１内部には各部を制御する制御部１６が設けられている。
【００２７】
なお、図１に示したゲーム装置１の外観はあくまでも一例であり、スクリーン１２やクレイドル１３Ａ、１３Ｂの配置は任意に変更が可能であるほか、機械的な操作ボタン等を設けてもよい。また、２人用の装置としているが、任意の人数に対応した装置とすることができる。
【００２８】
図２はクレイドル１３（１３Ａ、１３Ｂ）の外観の他の例を示す図である。
【００２９】
図２において、クレイドル１３は、基台１３２と、この基台１３２上に飛び出して設けられたペン支持部１３３とを有し、ペン支持部１３３の軸方向に設けられた穴部１３４にペンデバイス２（２Ａ、２Ｂ）を差し込んで保持するようになっている。
【００３０】
図３はゲーム装置１の内部構成例を示す図である。
【００３１】
図３において、スクリーン１２の周辺については、スクリーン１２にゲーム映像を投影するプロジェクタ１４と、スクリーン１２を撮像するカメラ１５と、スクリーン１２を介してペンデバイス２Ａ、２Ｂに同期光を照射する同期光発生部１８とが設けられている。ペンデバイス２Ａ、２Ｂに向けて同期光を照射するのは、プロジェクタ１４によりスクリーン１２に投影される映像によりペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光の検出が妨げられないように映像の黒ブランク期間にのみカメラ１５により撮像を行うことに対応し、撮像が有効に行われる期間のみペンデバイス２Ａ、２Ｂの発光を行わせることで充電電荷の消費を抑えるためである。なお、ペンデバイス２Ａ、２Ｂはプレイヤによりスイッチが押されることをも発光の条件としているため、同期光発生部１８から同期光を受け、かつスイッチが押されていることにより発光が行われる。
【００３２】
プロジェクタ１４は、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のものや液晶方式のもの等の種々の方式のものを使用することができる。ＤＬＰとはＤＭＤ（Digital Mirror Device）を用いた映像表示システムのことであり、ＤＭＤの画素に対応する微細なミラーの個々が映像信号に応じて傾くことで、光源からの光線のスクリーンへの照射をオン・オフし、映像を表示する。画素の明るさはミラーのオン時間により制御する。また、カラー画像を表示するために、光源とＤＭＤの間に高速で回転するカラーホイールを配置し、赤・緑・青の光線を時分割に照射するようになっている。なお、赤・緑・青を一巡する間に黒ブランクの期間が設けられている。
【００３３】
カメラ１５は、カラー撮像が可能であるとともに、制御信号が与えられるタイミングで撮像を行うことのできるシャッタ機能を備えたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を使用することができる。
【００３４】
同期光発生部１８は、プレイヤに発光による違和感を与えないため、例えば、赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用することができる。
【００３５】
クレイドル１３Ａ、１３Ｂは、ペンデバイス２Ａ、２Ｂと通信するための高周波信号を送受信するアンテナ１３５Ａ、１３５Ｂと、高周波信号の変復調を行う高周波部１３６Ａ、１３６Ｂと、ペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光を受光する受光部１３７Ａ、１３７Ｂと、制御部１６と通信するためのインタフェース１３８Ａ、１３８Ｂとを備えている。なお、受光部１３７Ａ、１３７Ｂはペンデバイス２Ａ、２Ｂのキャリブレーション（後述）のために設けられており、キャリブレーションを行わない場合は省略することができる。
【００３６】
また、ゲーム装置１内には、ゲーム音声を再生するスピーカ１７Ａ、１７Ｂが設けられている。
【００３７】
一方、制御部１６には、ゲーム制御部１６１と映像出力部１６２と音声出力部１６３とユーザ設定入出力部１６４とペンデバイス波長設定部１６５とペンデバイス波長解析部１６６と同期部１６７と波長解析部１６８と座標検出部１６９とが設けられている。
【００３８】
ゲーム制御部１６１は、ゲーム進行についての総合的な制御を行う機能を有している。
【００３９】
映像出力部１６２は、ゲーム制御部１６１の制御のもと、プロジェクタ１４に映像信号を出力する機能を有している。
【００４０】
音声出力部１６３は、ゲーム制御部１６１の制御のもと、スピーカ１７Ａ、１７Ｂに音声信号を出力する機能を有している。
【００４１】
ユーザ設定入出力部１６４は、ゲーム制御部１６１の制御のもと、クレイドル１３Ａ、１３Ｂと通信することで、ゲーム開始時にペンデバイス２Ａ、２Ｂに保持されているユーザ設定データを入力し、ゲーム終了時にペンデバイス２Ａ、２Ｂに書き込むべきユーザ設定データを出力する機能を有している。
【００４２】
ペンデバイス波長設定部１６５は、ゲーム制御部１６１の制御のもと、クレイドル１３Ａ、１３Ｂと通信することで、ゲーム開始時にペンデバイス２Ａ、２Ｂに使用する投射光の波長を設定する機能を有している。
【００４３】
ペンデバイス波長解析部１６６は、ゲーム制御部１６１の制御のもと、クレイドル１３Ａ、１３Ｂと通信することで、ペンデバイス２Ａ、２Ｂからの受光信号から波長を解析し、その後に波長解析部１６８で認識すべき波長を設定する機能を有している。すなわち、ゲーム装置１に対してはレーザポインタ等による悪戯が予想されるため、ペンデバイス２Ａ、２Ｂの波長を事前に測定し、その波長に検出対象をキャリブレーションすることで、誤検出を防止することができる。なお、キャリブレーションを行わない場合はペンデバイス波長解析部１６６を省略することができる。
【００４４】
同期部１６７は、映像出力部１６２の同期信号（垂直同期信号、水平同期信号）を基準とした所定のタイミングで同期光発生部１８への同期光の発生制御を行うとともに、この同期光の発生タイミングにのみカメラ１５に撮像（シャッタ制御）を行わせる機能を有している。シャッタ制御を行うのは、プロジェクタ１４によりスクリーン１２に投影される映像によりペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光の検出が妨げられないようにするためであり、映像の存在しない期間に撮像を行う。
【００４５】
同期光の発生およびシャッタをオンにするタイミングとしては、プロジェクタ１４がＤＬＰ方式である場合には、カラーホイールの回転により黒ブランクが発生するタイミングとする。プロジェクタ１４がＤＬＰ方式でない液晶方式等である場合には、ゲーム制御部１６１の制御によりゲーム映像中の所定タイミングに意図的に挿入された黒ブランクの期間に対応するタイミングとする。
【００４６】
波長解析部１６８は、シャッタ制御された撮像信号にペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光が含まれる場合に、その赤・緑・青の成分を分析することにより、投射光の波長を解析する機能を有している。そして、解析された波長により、予めペンデバイス２Ａ、２Ｂに使用するよう設定された波長との対応付けから、ペンデバイス２Ａ、２Ｂを認識する。
【００４７】
座標検出部１６９は、シャッタ制御された撮像信号にペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光が存在するタイミング（垂直同期信号、水平同期信号との相対的なタイミング）あるいはカメラ１５内の撮像素子の受光位置により、スクリーン１２上の座標位置（横方向：ｘ座標、縦方向：ｙ座標）を認識する機能を有している。
【００４８】
図４はペンデバイス２（２Ａ、２Ｂ）の外観および断面の例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は長さ方向の断面図をそれぞれ示している。
【００４９】
ペンデバイス２は、円筒状の胴体部２１の先端に発光用レンズ部２２の先端が露出しており、発光用レンズ部２２を囲んでキャップ状の受光用レンズ部２３が設けられている。また、胴体部２１にはプレイヤによりプッシュ操作するスイッチボタン２４が設けられている。
【００５０】
ペンデバイス２の内部には、回路基板２５と、電気二重層コンデンサ等のコンデンサ２６とが設けられている。
【００５１】
図５はペンデバイス２の回路構成例を示す図である。
【００５２】
図５において、ペンデバイス２は、アンテナ２０１と高周波部２０２とＣＰＵ（Central Processing Unit）２０３とメモリ２０４と発光駆動部２０５と発光部２０６と整流部２０７とダイオード２０８とコンデンサ２０９と電源制御部２１０とスイッチ２１１と受光スイッチ２１２とを備えている。
【００５３】
アンテナ２０１は、ゲーム装置１のクレイドル１３Ａ、１３Ｂ（図３）と通信するための高周波信号を送受信するものである。
【００５４】
高周波部２０２は、アンテナ２０１へ供給する高周波信号あるいはアンテナ２０１から受信した高周波信号の変復調を行うものである。
【００５５】
ＣＰＵ２０３は、ゲーム装置１のクレイドル１３Ａ、１３Ｂとの間でのユーザ設定データの送受信、ゲーム装置１側から使用する光の波長の設定の受付、発光の制御等の全体的な制御を行う機能を有している。
【００５６】
メモリ２０４は、ユーザ設定データおよびその他のデータを保持するものである。
【００５７】
発光駆動部２０５は、ＣＰＵ２０３の制御に応じて発光部２０６の発光駆動を行うものである。
【００５８】
発光部２０６は、赤・緑・青の複数の発光ダイオードを内蔵してフルカラーの発光を可能とした素子である。
【００５９】
整流部２０７は、アンテナ２０１の誘起電圧（交流電圧）を整流するものである。整流部２０７の出力はＣＰＵ２０３に入力され、高周波信号の受信状態が認識される。
【００６０】
ダイオード２０８は、コンデンサ２０９からの逆流阻止のためのものである。
【００６１】
コンデンサ２０９は、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子である。図４（ｃ）のコンデンサ２６に相当する。
【００６２】
電源制御部２１０は、コンデンサ２０９から安定した直流電源を得るためのレギュレーションを行うものである。
【００６３】
スイッチ２１１は、プレイヤにより操作される、発光をオン・オフするためのものである。図４のスイッチボタン２４により押圧されるマイクロスイッチ等により構成される。
【００６４】
受光スイッチ２１２は、フォトダイオード等の素子であり、ゲーム装置１の同期光発生部１８（図３）からの同期光を受信した際にオンとなり、スイッチ２１１がオンとされることを条件に、電源制御部２１０の電源出力を発光駆動部２０５に与える。
【００６５】
＜動作＞
図６は上記の実施形態の処理例を示すフローチャートであり、制御部１６の処理を中心に示したものである。
【００６６】
図６において、ゲーム装置１の電源投入等により処理を開始すると（ステップＳ１０１）、ゲーム制御部１６１はユーザ設定入出力部１６４を介してクレイドル１３Ａ、１３Ｂ上にペンデバイス２Ａ、２Ｂが検出されたか否かを監視する（ステップＳ１０２）。すなわち、クレイドル１３Ａ、１３Ｂは高周波部１３６Ａ、１３６Ｂで発生した高周波信号をアンテナ１３５Ａ、１３５Ｂから常時あるいは周期的に放射しており、ペンデバイス２Ａ、２Ｂが近接して応答信号を返送してくることによりペンデバイス２Ａ、２Ｂの存在を検出し、インタフェース１３８Ａ、１３８Ｂからユーザ設定入出力部１６４を介してゲーム制御部１６１にペンデバイス２Ａ、２Ｂの検出を通知する。なお、ゲーム制御部１６１はクレイドル１３Ａ、１３Ｂのインタフェース１３８Ａ、１３８Ｂとの直接の接続を有していてもよい。
【００６７】
ゲーム制御部１６１がクレイドル１３Ａ、１３Ｂ上のペンデバイス２Ａ、２Ｂを検出した場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、ユーザ設定入出力部１６４によりクレイドル１３Ａ、１３Ｂを介してペンデバイス２Ａ、２Ｂからユーザ設定データを読み込む（ステップＳ１０３）。ゲーム制御部１６１は、読み込んだユーザ設定データにより、ゲームキャラクタの設定等を行う。
【００６８】
なお、ペンデバイス２Ａ、２Ｂでは、クレイドル１３Ａ、１３Ｂから受信した高周波信号に基づいてコンデンサ２０９の充電を開始する。
【００６９】
次いで、ゲーム制御部１６１は、波長割当テーブルから現時点で未使用の波長を取得し（ステップＳ１０４）、ペンデバイス波長設定部１６５によりクレイドル１３Ａ、１３Ｂを介してペンデバイス２Ａ、２Ｂに波長の指示を行う（ステップＳ１０５）。指示を行った波長はプレイヤと対応付けて内部的に保持する。
【００７０】
図７は制御部１６内に保持される波長割当テーブルの例を示す図であり、「波長ＩＤ」「割当済フラグ」「波長制御値」等の項目を有している。「波長制御値」は赤・緑・青の発光の強度割合を示す情報である。ゲーム制御部１６１は波長割当テーブルの「割当済フラグ」が「未割当」の波長ＩＤを特定して「割当済」に設定するとともに、対応する波長制御値を取得してペンデバイス２Ａ、２Ｂに波長の指示を行い、波長ＩＤをプレイヤと対応付けて内部的に保持する。
【００７１】
図６に戻り、ゲーム制御部１６１は、悪戯等の防止のためのキャリブレーションを行う場合、ペンデバイス波長解析部１６６によりクレイドル１３Ａ、１３Ｂからペンデバイス２Ａ、２Ｂに一時的な発光を指示する（ステップＳ１０６）。
【００７２】
そして、クレイドル１３Ａ、１３Ｂの受光部１３７Ａ、１３７Ｂで受光した信号をペンデバイス波長解析部１６６で分析することにより、厳密な波長と光量を解析し、取得した波長を検出対象の波長として波長解析部１６８に設定する（ステップＳ１０７）。
【００７３】
また、ゲーム制御部１６１は、取得した光量が所定値に満たないか否かにより光量不足であるか否か判断し（ステップＳ１０８）、光量不足と判断した場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）には充電不足である旨をアラートする（ステップＳ１０９）。このアラートはスクリーン１２に表示してもよいし、クレイドル１３Ａ、１３Ｂ上のディスプレイ（図示せず）に表示してもよい。また、スピーカ１７Ａ、１７Ｂから音声によりアラートを行ってもよい。このアラートを確認したプレイヤは、ゲームの途中で充電切れになってゲームが継続できなくなる可能性を認識し、十分なレベルにまで充電されることを待つ等の対応をとる。
【００７４】
次いで、ゲーム制御部１６１は、カメラ１５の撮像信号に基づき波長解析部１６８および座標検出部１６９によりペンデバイス２Ａ、２Ｂ毎の座標位置を検出し（ステップＳ１１０）、検出した座標位置に応じたゲーム進行を行う（ステップＳ１１１）。例えば、スクリーン１２上に表示した操作ボタンの位置に投射光の座標位置を認識した場合には、当該操作ボタンが選択されたものとしてゲームを進行する。また、ゲームアイテムを移動する場面において、投射光の座標位置が連続して変化した場合、ゲームアイテムをその座標位置の変化の軌跡に従って移動する。また、ペンデバイス２Ａ、２Ｂによる、投射光の座標位置に基づく文字や記号等の入力を受け付け、複数のユーザの入力を反映した画面をスクリーン１２上に表示する。この際、ペンデバイス２Ａ、２Ｂのいずれの操作であるかが認識できるため、各プレイヤに許容される操作だけが受け付けられる。
【００７５】
次いで、ゲーム制御部１６１は所定のゴールへの到達等によりゲームが終了したか否か判断し（ステップＳ１１２）、終了でない場合（ステップＳ１１２のＮｏ）は座標位置の検出（ステップＳ１１０）およびゲーム進行（ステップＳ１１１）を繰り返す。
【００７６】
ゲーム終了と判断した場合（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、ゲーム制御部１６１は、ユーザ設定入出力部１６４によりクレイドル１３Ａ、１３Ｂを介してペンデバイス２Ａ、２Ｂに最新のユーザ設定データを書き込む（ステップＳ１１３）。
【００７７】
そして、ゲーム制御部１６１は、波長割当テーブルからペンデバイス２Ａ、２Ｂに割り当てた波長の割当済フラグを「未割当」に設定し（ステップＳ１１４）、処理を終了する（ステップＳ１１５）。その後も、次のゲーム開始に備え、上述の処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１１５）を繰り返す。
【００７８】
図８はペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光の認識の処理例を示すフローチャートである。
【００７９】
図８において、処理を開始すると（ステップＳ１２１）、同期部１６７の指示により、同期光発生部１８はプロジェクタ１４によるスクリーン１２への投影映像が黒ブランクとなるタイミングで同期光を発生し、これとタイミングを揃えてカメラ１５はシャッタを開として撮像を行う（ステップＳ１２２）。カメラ１５はシャッタが開となった時点のスクリーン１２全面の画像を撮像し、ペンデバイス２Ａ、２Ｂは同期光を受光したタイミングでスイッチボタン２４が押下されている場合に発光するため、ペンデバイス２Ａ、２Ｂが発光した場合、撮像したスクリーン画像のいずれかの位置にペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光による映像が含まれることになる。
【００８０】
図９はペンデバイス２Ａ、２Ｂの発光タイミングの例を示すタイムチャートである。すなわち、垂直同期信号から所定の遅れをもってカメラ１５のシャッタ開が行われ、このシャッタ開の前後に渡る期間に同期部１６７から同期光が発生する。そして、ペンデバイス２Ａ、２Ｂは、同期光を受光したタイミングでスイッチボタン２４が押下されている場合に発光する。
【００８１】
図８に戻り、波長解析部１６８は、カメラ１５の撮像信号に含まれる投射光の映像の撮像画素の波長からペンデバイス２Ａ、２Ｂを認識する（ステップＳ１２３）。すなわち、撮像画素の赤・緑・青の強度割合から、波長割当テーブル（図７）の波長ＩＤを特定し、予め保持されているプレイヤと波長ＩＤとの対応付けに基づき、どのプレイヤのペンデバイスであるかを認識する。なお、波長解析部１６８は、キャリブレーションにより検出対象の波長が設定されている場合には、厳密に波長の特定を行い、誤差範囲を超える違いがある場合には波長の特定を行わない。
【００８２】
次いで、座標検出部１６９は撮像画素における投射光の映像の到来タイミングからペンデバイス２Ａ、２Ｂ毎の座標位置を認識し（ステップＳ１２４）、処理を終了する（ステップＳ１２５）。なお、投射光の映像の画素位置がカメラ１５から直接に検出できる場合は、その画素位置から座標位置を求めることができる。例えば、プロファイルセンサと呼ばれる、ＣＣＤセルのｘ方向の縦一列分の合算値をｘ方向プロファイルとして出力し、ｙ方向の横一列分の合算値をｙ方向プロファイルとして出力する素子の場合、ｘ方向プロファイルのピーク（複数可）からｘ座標（複数可）を検出し、ｙ方向プロファイルのピーク（複数可）からｙ座標（複数可）を検出することができる。
【００８３】
図１０は２つのペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光の認識の例を示す図である。（ａ）はスクリーン１２をカメラ１５側から見た状態を示しており、ペンデバイス２Ａの投射光がＰＡ、ペンデバイス２Ｂの投射光がＰＢであるものとする。
【００８４】
この場合、（ｂ）に示すように、水平同期信号に対する、投射光ＰＡに対応する第１波長の信号は時間ｔＨＡの遅れ、投射光ＰＢに対応する第２波長の信号は時間ｔＨＢの遅れとなり、水平同期期間における割合から、投射光ＰＡのｘ座標はｘＰＡ、投射光ＰＢのｘ座標はｘＰＢであると求めることができる。
【００８５】
同様に、（ｃ）に示すように、垂直同期信号に対する、投射光ＰＡに対応する第１波長の信号は時間ｔＶＡの遅れ、投射光ＰＢに対応する第２波長の信号は時間ｔＶＢの遅れとなり、水平同期期間における割合から、投射光ＰＡのｙ座標はｙＰＡ、投射光ＰＢのｙ座標はｙＰＢであると求めることができる。
【００８６】
＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば次のような利点がある。
（１）ゲーム装置１の初期設定時に自動的に重複なくペンデバイス２Ａ、２Ｂの波長の設定が行われるため、ペンデバイス２Ａ、２Ｂを不特定多数のプレイヤそれぞれに販売もしくは貸与し、自分のペンデバイス２Ａ、２Ｂを使用させるような環境を想定した場合であっても、波長の重複による誤動作を防止することができる。
（２）スクリーン１２に投影される映像が黒ブランクの期間にのみペンデバイス２Ａ、２Ｂの投射光の撮像を行うため、どのようなタイプのプロジェクタ１４であっても光源や投影映像との波長の重複を避けることで誤動作を防止することができ、更にペンデバイス２Ａ、２Ｂに割り当てられる波長の数も豊富にすることができる。
（３）ゲーム装置１の初期設定時にペンデバイス２Ａ、２Ｂの波長を実測して検出対象波長のキャリブレーションを行うことにより、レーザポインタ等を使った悪戯による誤動作を防止することができる。
（４）ペンデバイス２Ａ、２Ｂの発光する期間を、プレイヤによりスイッチが押され、かつ撮像が行われるタイミングとし、必要最小限のものとすることで、充電切れとなる事態を最小限に留めることができる。また、充電不足である旨をアラートすることで、知らずに充電切れとなってしまうことを防止することができる。
【００８７】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態にかかるゲーム装置の外観の例を示す図である。
【図２】クレイドルの外観の他の例を示す図である。
【図３】ゲーム装置の内部構成例を示す図である。
【図４】ペンデバイスの外観および断面の例を示す図である。
【図５】ペンデバイスの回路構成例を示す図である。
【図６】実施形態の処理例を示すフローチャートである。
【図７】波長割当テーブルの例を示す図である。
【図８】ペンデバイスの投射光の認識の処理例を示すフローチャートである。
【図９】ペンデバイスの発光タイミングの例を示すタイムチャートである。
【図１０】２つのペンデバイスの投射光の認識の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１                        ゲーム装置
１１                      筐体
１２                      スクリーン
１３、１３Ａ、１３Ｂ      クレイドル
１３１Ａ、１３１Ｂ        収納用凹部
１３２                    基台
１３３                    ペン支持部
１３４                    穴部
１３５Ａ、１３５Ｂ        アンテナ
１３６Ａ、１３６Ｂ        高周波部
１３７Ａ、１３７Ｂ        受光部
１３８Ａ、１３８Ｂ        インタフェース
１４                      プロジェクタ
１５                      カメラ
１６                      制御部
１６１                    ゲーム制御部
１６２                    映像出力部
１６３                    音声出力部
１６４                    ユーザ設定入出力部
１６５                    ペンデバイス波長設定部
１６６                    ペンデバイス波長解析部
１６７                    同期部
１６８                    波長解析部
１６９                    座標検出部
１７Ａ、１７Ｂ            スピーカ
１８                      同期光発生部
２、２Ａ、２Ｂ            ペンデバイス
２１                      胴体部
２２                      発光用レンズ部
２３                      受光用レンズ部
２４                      スイッチボタン
２５                      回路基板
２６                      コンデンサ
２０１                    アンテナ
２０２                    高周波部
２０３                    ＣＰＵ
２０４                    メモリ
２０５                    発光駆動部
２０６                    発光部
２０７                    整流部
２０８                    ダイオード
２０９                    コンデンサ
２１０                    電源制御部
２１１                    スイッチ
２１２                    受光スイッチ
【図１】
2010136771.tif 000003
【図２】
2010136771.tif 000004
【図３】
2010136771.tif 000005
【図４】
2010136771.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010136771.tif 000008
【図７】
2010136771.tif 000009
【図８】
2010136771.tif 000010
【図９】
2010136771.tif 000011
【図１０】
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