(57)【要約】【課題】高速接触かつ検知領域を広くしても正確に接触位置を検出できる位置検出装置、位置検出方法、射撃ゲーム装置、および射撃ゲーム方法を提供することを目的とする。【解決手段】カメラセンサー１４０が、表示画面１１０の４隅のうち少なくとも２隅に表示画面１１０全体を監視可能に設けられ、表示画面１１０に前方から接近する弾丸２１０を検知し、赤外線発光体１２０が、表示画面１１０の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線発光チップ１２１により、表示画面１１０に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサー１３０が、赤外線発光体１２０が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、赤外線発光体１２０により照射された赤外線を受光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して、前方から前記画面に接触物が接触した接触点の位置を検出する位置検出装置において、
前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記接触物を検知する接触物接近検出手段と、
前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する赤外線投光手段と、
前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する赤外線センサーと、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記画面は、
前方に前記画面を保護するための弾力性を有する保護シート、
を備えることを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記保護シートは、
透明色のポリカーボネートと、
前記ポリカーボネートの前方に貼付される塩化ビニールシートと、
を備えることを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記保護シートは、
前記画面の前方に空間を空けて設けられることを特徴とする請求項２記載の位置
【請求項５】
前記接触物は、
空気銃から発射されたプラスチック製弾丸、
であることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記接触物が前記画面に進入する進入位置と、前記接触物が前記保護シートに接触した後に退出する退出位置との誤差を補正する座標位置補正手段、
を備えることを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記座標位置補正手段は、
前記保護シートの弾力性に基づいて補正されることを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記赤外線チップは、
複数の赤外線発光源、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項９】
複数の赤外線発光源は、
安定的な電流供給と長時間使用時の発熱による安定性を確保するためのスイッチング電源により電力が供給されることを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。
【請求項１０】
接触物接近検出手段は、
前記赤外線投光手段による赤外線を受光する赤外線カメラであることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項１１】
前方に映像が表示される矩形の画面に対して、前方から前記画面に接触物が接触した接触点の位置を検出する位置検出方法において、
接触物接近検出手段が、前記画面の４隅のうち少なくとも複数の隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記接触物を検知する工程と、
赤外線投光手段が、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する工程と、
赤外線センサーが、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する工程と、
を備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１２】
前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して弾丸を発射させ、映像上の標的を射撃する射撃ゲーム装置において、
前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記弾丸を検知する弾丸接近検出手段と、
前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する赤外線投光手段と、
前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する赤外線センサーと、
を備えることを特徴とする射撃ゲーム装置。
【請求項１３】
前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して弾丸を発射させ、映像上の標的を射撃する射撃ゲーム方法において、
接触物接近検出手段が、前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記弾丸を検知する工程と、
赤外線投光手段が、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する工程と、
赤外線センサーが、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する工程と、
を備えることを特徴とする射撃ゲーム方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、位置検出方法、射撃ゲーム装置、および射撃ゲーム方法に関し、特に後方から映像が投影されるスクリーンに対して、前記スクリーンの前方から接触物が接触した接触点の位置を検出する位置検出装置、位置検出方法、射撃ゲーム装置、および射撃ゲーム方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画面を利用者の指で触れたり、専用のタッチペンなどで触れたりすることにより、接触位置を把握することで文字の入力やメニューの選択ができるタッチパネルが知られている。
【０００３】
タッチパネルは、コンピュータに接続された液晶ディスプレイの最前面に設けられ、液晶ディスプレイに表示された画像上で利用者が触れた接触位置を座標情報に換算し、コンピュータなどの外部機器へ座標情報を出力する。外部機器は受信した座標情報に基づいて、利用者が希望した処理を行なう。
【０００４】
タッチパネルを実装するには、利用用途によって静電式、感圧式、光学式などがある。静電式タッチパネルでは、液晶ディスプレイの上層に導電膜を設け、指先と導電膜の間での静電容量の変化を捉えて接触位置を検出する方式であり、細かい指先の動きにも対応できるが、手袋をしたままでの操作や、爪やタッチペンなどを使用した操作ができないデメットがある。
【０００５】
また、感圧式タッチパネルでは、指先やタッチペンで押す力の強弱を利用して接触位置を検出する方式であり、感圧センサーを液量ディスプレイの上層に貼り付けて利用するため、画面が見づらくなるデメリットがある。
【０００６】
一方で、光学式タッチパネルは、赤外線で液晶ディスプレイ上を走査させ、利用者の指が液晶ディスプレイに触れることで赤外線が遮断された場合に、その赤外線の遮断による影の位置座標を検出することで接触位置を算出する方式である。
【０００７】
このような光学式タッチパネルでは、手袋をしたままでの操作や、爪やタッチペンなどを利用した操作も可能であり、液晶ディスプレイの上層に導電膜や感圧センサーを設けないので、液晶ディスプレイによる高品質の画面表示を提供することができる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１１は、従来の光学式タッチパネルで画面上の接触位置を検出する方法を示す概念図である。
図１１に示すように、光学式タッチパネル１０は、長方形の液晶ディスプレイ１１、液晶ディスプレイ１１の外枠のうち上枠を除く３辺に設けられた赤外線発光体１２、赤外線発光体１２が発光した赤外線を検出し、液晶ディスプレイ１１の上枠の両端にそれぞれ設けられた赤外線カメラ１３、および赤外線カメラ１３が得た赤外線信号から接触位置を算出する制御ボード１４を備えている。
【０００９】
赤外線発光体１２は、赤外線発光体１２の両端に設けられた光源により発光された赤外線が、赤外線発光体１２の内部で全反射し、赤外線発光体１２の内部に設けられた反射線によって液晶ディスプレイ１１の外枠３辺の内側に向かって赤外線が放出され、液晶ディスプレイ１１上を赤外線が走査する。
【００１０】
赤外線カメラ１３は、液晶ディスプレイ１１の上枠両端にそれぞれ設けられ、それぞれの赤外線カメラ１３が４５度内側に液晶ディスプレイ１１に向けられて、液晶ディスプレイ１１全体が視野に入るように固定される。
【００１１】
ここでは便宜上、液晶ディスプレイ１１の左側上端に設けられた赤外線カメラ１３を赤外線カメラ１３Ａ、右側上端に設けられた赤外線カメラ１３を赤外線カメラ１３Ｂとする。
【００１２】
これにより、赤外線発光体１２により液晶ディスプレイ１１全体に走査する赤外線を、２台の赤外線カメラ１３Ａ、および赤外線カメラ１３Ｂが赤外線を検出することができる。
【００１３】
赤外線カメラ１３Ａ、および赤外線カメラ１３Ｂは常に赤外線発光体１２から発せられる赤外線を検知しており、利用者が指やタッチペンなどで液晶ディスプレイ１１に接触すると、赤外線発光体１２から発せられる赤外線が遮断され、接触位置Ｐに影が発生し、赤外線カメラ１３Ａ、および赤外線カメラ１３Ｂは影を認識する。
【００１４】
利用者が液晶ディスプレイ１１に指示した接触位置Ｐは、赤外線カメラ１３Ａと接触位置Ｐとの検出角度α、赤外線カメラ１３Ｂと接触位置Ｐとの検出角度β、赤外線カメラ１３Ａと赤外線カメラ１３Ｂとの距離Ｌから、制御ボード１４が三角測量法を用いて座標として算出する。
【００１５】
これにより、利用者による液晶ディスプレイ１１への接触位置Ｐは、液晶ディスプレイ１１の外枠３辺に設けられた赤外線発光体１２と、液晶ディスプレイ１１の上枠両端に設けられた赤外線カメラ１３とによって影として検出され、三角測量法を用いて制御ボード１４が接触位置Ｐを座標として算出することが出来る。
【００１６】
図１２は、従来の光学式タッチパネルで画面上の複数の接触位置を検出する方法を示す概念図である。
図１２に示すように、光学式タッチパネル１０は、長方形の液晶ディスプレイ１１、液晶ディスプレイ１１の外枠４辺に設けられた赤外線発光体１２、赤外線発光体１２が発光した赤外線を検出し、ディスプレイ１１の４隅のうち少なくとも３隅に設けられた赤外線カメラ１３、および赤外線カメラ１３が得た赤外線信号から接触位置を算出する制御ボード１４を備えている。
【００１７】
赤外線発光体１２は、赤外線発光体１２の両端に設けられた光源により発光された赤外線が、赤外線発光体１２の内部で全反射し、赤外線発光体１２の内部に設けられた反射線によって液晶ディスプレイ１１の外枠４辺の内側に向かって赤外線が放出され、液晶ディスプレイ１１上を赤外線が走査する。
【００１８】
赤外線カメラ１３は、ディスプレイ１１の４隅のうち少なくとも３隅に設けられ、それぞれの赤外線カメラ１３が９０度液晶ディスプレイ１１の内側に向けられて、液晶ディスプレイ１１全体が視野に入るように固定される。
【００１９】
ここでは便宜上、液晶ディスプレイ１１の左側上端に設けられた赤外線カメラ１３を赤外線カメラ１３Ａ、右側上端に設けられた赤外線カメラ１３を赤外線カメラ１３Ｂ、右側下端に設けられた赤外線カメラ１３を赤外線カメラ１３Ｃとする。
これにより、赤外線発光体１２により液晶ディスプレイ１１全体に走査する赤外線を、２台の赤外線カメラ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが赤外線を検出することができる。
【００２０】
赤外線カメラ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは常に赤外線発光体１２から発せられる赤外線を検知しており、利用者が指やタッチペンなどで液晶ディスプレイ１１に複数位置同時に接触すると、赤外線発光体１２から発せられる赤外線が複数位置で同時に遮断され、接触位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に影が同時に発生し、赤外線カメラ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは影をそれぞれ認識する。
【００２１】
接触位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が同時に発生した場合は、赤外線カメラ１３Ａと接触位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との検出角度α１、α２、α３を赤外線カメラ１３Ａが検出し、赤外線カメラ１３Ｂと接触位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との検出角度β１、β２、β３を赤外線カメラ１３Ｂが検出し、赤外線カメラ１３Ｃと接触位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との検出角度γ１、γ２、γ３を赤外線カメラ１３Ｃが検出する。
【００２２】
これらの検出角度と、赤外線カメラ１３Ａと赤外線カメラ１３Ｂとの距離Ｌ、赤外線カメラ１３Ｂと赤外線カメラ１３Ｃとの距離Ｍとから、制御ボード１４が三角測量法を用いて座標として算出する。
【００２３】
算出される座標は、制御ボード１４によって３以上の座標位置が算出されるが、実際の接触位置はＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３点であって、残りは計算上でのみ表示される虚像である。
【００２４】
ここで制御ボード１４は、例えば赤外線カメラ１３Ａと赤外線カメラ１３Ｂとの組で算出される座標と、赤外線カメラ１３Ｂと赤外線カメラ１３Ｃ、または赤外線カメラ１３Ａと赤外線カメラ１３Ｃで算出される座標のうち、互いに一致した座標だけを選択することで、計算上でのみ表示される虚像を除外することができる。
【００２５】
これにより、利用者による液晶ディスプレイ１１への接触位置Ｐは、液晶ディスプレイ１１の外枠４辺に設けられた赤外線発光体１２と、ディスプレイ１１の４隅のうち少なくとも３隅に設けられた赤外線カメラ１３とによって影として検出され、三角測量法を用いて制御ボード１４が接触位置Ｐを座標として算出することが出来る。
【００２６】
これにより、利用者による液晶ディスプレイ１１への複数の接触位置Ｐは、液晶ディスプレイ１１の外枠３辺に設けられた赤外線発光体１２と、液晶ディスプレイ１１の上枠両端に設けられた赤外線カメラ１３によって影として検出され、三角測量法を用いて制御ボード１４が計算上の虚像を含んだ複数の接触位置Ｐを座標として算出し、制御ボード１４が計算上の虚像を除外することで、実際の複数の接触位置Ｐを座標として算出することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】韓国特許第１０−０９１００２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかし、従来の光学式タッチパネルでは、利用者が液晶ディスプレイに高速で連続接触した場合、接触感度が低下してしまう問題があった。
また、従来の光学式タッチパネルでは、液晶ディスプレイを大きく広くすると、接触感度が低下してしまう問題があった。
【００２９】
光学式タッチパネルは、利用者の指やタッチペンなどを液晶ディスプレイ１１に接触させて接触位置を検知させるだけでなく、赤外線発光体１２が発する赤外線を遮断すれば影が発生し、赤外線カメラ１３によって影を検知させ接触位置を算出することが出来る。
【００３０】
しかし、従来の光学式タッチパネルを射撃ゲームに利用し、液晶ディスプレイに向けて高速で発射された複数の弾丸の着弾位置を検知する場合、接触感度が低下してしまい正確な着弾位置を検知することは難しかった。
【００３１】
具体的には、従来の光学式タッチパネル１０では、複数の赤外線カメラ１３が着弾位置を検出し、赤外線カメラ１３と着弾位置との検出角度をそれぞれ測定する。測定した検出角度と、複数の赤外線カメラ１３との距離から三角測量法を用いて制御ボード１４が着弾位置の座標を算出する。さらに複数の弾丸が同時に着弾した場合には、さらに複数の座標位置を算出し、計算上の虚像を除外して実像の座標位置を算出しなければならない。
【００３２】
さらに、弾丸が高速で連続的に発射された場合、制御ボード１４が行なう座標位置の算出処理が間に合わず、すべての弾丸の着弾位置を正確に算出することは非常に困難であった。
【００３３】
また、従来の光学式タッチパネル１０では、赤外線カメラ１３が検出するための赤外線を発する赤外線発光体１２が、液晶ディスプレイ１１の外枠に設けられている。赤外線発光体１２は、両端に設けられた光源により発光された赤外線が、赤外線発光体１２の内部に設けられた反射線によって液晶ディスプレイ１１の外枠３辺の内側に向かって赤外線が放出されるため、画面の中央部では光量が少なくなってしまう問題がある。
【００３４】
例えば、この従来の光学式タッチパネル１０を、射撃ゲームで高い臨場感を得るために液晶ディスプレイ１１を大きく広くした場合、液晶ディスプレイ１１の外枠に設けた赤外線発光体１２同士の距離が離れてしまうことで、液晶ディスプレイ１１の中央部では赤外線の照度が低下し、赤外線カメラ１３が正確に赤外線を検知できないため、正確な着弾位置の算出を困難にさせてしまっていた。
【００３５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高速接触かつ検知領域を広くしても正確に接触位置を検出できる位置検出装置、位置検出方法、射撃ゲーム装置、および射撃ゲーム方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明では上記問題を解決するために、前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して、前方から前記画面に接触物が接触した接触点の位置を検出する位置検出装置において、前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記接触物を検知する接触物接近検出手段と、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する赤外線投光手段と、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する赤外線センサーとを備えることを特徴とする位置検出装置が提供される。
【００３７】
これにより、接触物接近検出手段が、画面の４隅のうち少なくとも２隅に画面全体を監視可能に設けられ、画面に前方から接近する接触物を検知し、赤外線投光手段が、画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、画面に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサーが、投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、投光手段により照射された赤外線を受光する。
【００３８】
また、本発明では、前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して、前方から前記画面に接触物が接触した接触点の位置を検出する位置検出方法において、接触物接近検出手段が、前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記接触物を検知する工程と、赤外線投光手段が、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する工程と、赤外線センサーが、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する工程とを備えることを特徴とする位置検出方法が提供される。
【００３９】
これにより、接触物接近検出手段が、画面の４隅のうち少なくとも２隅に画面全体を監視可能に設けられ、画面に前方から接近する接触物を検知し、赤外線投光手段が、画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、画面に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサーが、投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、投光手段により照射された赤外線を受光する。
【００４０】
また、本発明では、前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して弾丸を発射させ、映像上の標的を射撃する射撃ゲーム装置において、前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記弾丸を検知する弾丸接近検出手段と、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する赤外線投光手段と、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する赤外線センサーとを備えることを特徴とする射撃ゲーム装置が提供される。
【００４１】
これにより、接触物接近検出手段が、画面の４隅のうち少なくとも２隅に画面全体を監視可能に設けられ、画面に前方から接近する弾丸を検知し、赤外線投光手段が、画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、画面に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサーが、投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、投光手段により照射された赤外線を受光する。
【００４２】
また、本発明では、前方に向けて映像が表示される矩形の画面に対して弾丸を発射させ、映像上の標的を射撃する射撃ゲーム方法において、接触物接近検出手段が、前記画面の４隅のうち少なくとも２隅に前記画面全体を監視可能に設けられ、前記画面に前方から接近する前記弾丸を検知する工程と、赤外線投光手段が、前記画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、前記画面に沿っての内側に前記枠辺から赤外線を照射する工程と、赤外線センサーが、前記投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、前記投光手段により照射された赤外線を受光する工程とを備えることを特徴とする射撃ゲーム方法が提供される。
【００４３】
これにより、接触物接近検出手段が、画面の４隅のうち少なくとも２隅に画面全体を監視可能に設けられ、画面に前方から接近する弾丸を検知し、赤外線投光手段が、画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、画面に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサーが、投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、投光手段により照射された赤外線を受光する。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の位置検出装置、位置検出方法、射撃ゲーム装置、および射撃ゲーム方法によれば、接触物接近検出手段が、画面の４隅のうち少なくとも２隅に画面全体を監視可能に設けられ、画面に前方から接近する接触物を検知し、赤外線投光手段が、画面の４辺の枠辺のうち少なくとも対向しない複数の枠辺に一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより、画面に沿っての内側に枠辺から赤外線を照射し、赤外線センサーが、投光手段が設けられた枠辺と対向する枠辺に連続して設けられ、投光手段により照射された赤外線を受光するので、複雑な計算処理を行なう必要がなくなり、高速接触かつ検知領域を広くしても正確に接触位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る位置検出装置の構成を示す図である。
【図２】表示画面１１０の構成を示す分解斜視図である。
【図３】カメラセンサーの詳細を示す側面図である。
【図４】赤外線発光チップの詳細を示す正面図である。
【図５】制御部の詳細を示すブロック図である。
【図６】射撃ゲーム装置全体の構成を示す側面図である。
【図７】発射された弾丸により影が形成される様子を示す側面図である。
【図８】赤外線センサーが弾丸を検知する様子を示す正面図である。
【図９】座標位置補正部が行なう補正の一例を示す側面図である。
【図１０】弾丸が発射されてから位置座標を取得するまで制御部が行なう処理を示すフローチャートである。
【図１１】従来の光学式タッチパネルで画面上の接触位置を検出する方法を示す概念図である。
【図１２】従来の光学式タッチパネルで画面上の複数の接触位置を検出する方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る位置検出装置の構成を示す図である。
図１に示すように、位置検出装置１００は、表示画面１１０、赤外線発光体１２０、赤外線センサー１３０、カメラセンサー１４０、および制御部１５０を備えている。
【００４７】
位置検出装置１００は、高速で接触する物体の接触位置を検出するためのものであり、本発明の実施の形態では、位置検出装置１００を利用した射撃ゲームを例として説明する。
【００４８】
具体的には、表示画面１１０に表示される映像に向かってプレイヤーが、ここでは図示しない拳銃２００を利用して弾丸２１０を発射し、表示画面１１０に着弾する弾丸２１０の着弾位置を位置検出装置１００が検出し、その着弾位置に応じて接続された外部機器により表示画面１１０に表示される映像を変化させるものである。
【００４９】
表示画面１１０は、射撃ゲームの高い臨場感を出すために、大型の映像を表示できるものであって、具体的には８４インチ相当大きさを有し、迫力感のある映像を表示することができる。
【００５０】
また表示画面１１０は、プレイヤーが狙う映像を表示させるためのものであって、例えば液晶画面モニターのような矩形の表示装置が用いられ、図示しない映像出力装置に接続される。なお表示画面１１０は、着弾する弾丸２１０から表示画面１１０を保護する構造を備えているが、詳細は後述する。
【００５１】
プレイヤーは拳銃２００を用いて、表示画面１１０に表示された映像に合わせて弾丸２１０を発射し、着弾した位置によって点数が加算されたり、表示画面１１０の映像が切り替わったりする。
【００５２】
赤外線発光体１２０は、表示画面１１０の左右辺枠および下辺枠に連続的に設置され、一定の間隔で連続して設けられる複数の赤外線発光チップ１２１により構成される。赤外線発光体１２０は、表示画面１１０に沿って各辺から表示画面１１０の内側に各辺から垂直に赤外線を照射する。
【００５３】
赤外線センサー１３０は、赤外線発光体１２０が設置される辺に対向する各辺に連続的に設けられ、ここでは表示画面１１０の左右辺枠および下辺枠に設けられる。これにより表示画面１１０の左右辺枠および下辺枠から直線的に照射された赤外線を、赤外線センサー１３０が受光し、表示画面１１０に接触する物体である弾丸２１０を検出することができる。
【００５４】
カメラセンサー１４０は、赤外線を検出するカメラであって、表示画面１１０の上辺枠両端部に設置され、表示画面１１０全体が視野に入るように設置される。具体的には９０度の視野角で撮影可能なカメラセンサー１４０を、表示画面１１０の上辺両端部から表示画面１１０の中央方向に４５度傾けて各々のカメラを設置する。これにより２つのカメラセンサー１４０で表示画面１１０全体が視野角に入れることができる。
【００５５】
制御部１５０は、赤外線発光体１２０、赤外線センサー１３０、およびカメラセンサー１４０に接続され、表示画面１１０に向かって発射された弾丸２１０の着弾位置を検出するためのものである。
【００５６】
上記のように、表示画面１１０の左右辺枠および下辺枠の３枠に赤外線発光体１２０を配置し、表示画面１１０に沿って各辺から表示画面１１０の内側に各辺から垂直に赤外線を照射するので、表示画面１１０の表面全体を赤外線が走査することになる。
【００５７】
赤外線発光体１２０により赤外線が走査する表示画面１１０に向かって発射された弾丸２１０は、やがて表示画面１１０に接近し、赤外線発光体１２０による赤外線の走査領域に到達する。
【００５８】
カメラセンサー１４０は表示画面１１０全体が視野角に入っているので、赤外線の走査領域に入った弾丸２１０をカメラセンサー１４０が認識する。これと同時に赤外線の走査領域に入った弾丸２１０は、赤外線発光体１２０によって表示画面１１０上を走査する赤外線を遮断する。
【００５９】
このとき、弾丸２１０が赤外線を遮断することによって生じる影により赤外線センサー１３０が受光する光量が変化するので、この光量の変化によって弾丸２１０が表示画面１１０に弾丸２１０が着弾する位置を制御部１５０が検出することができる。
【００６０】
また赤外線発光体１２０は、表示画面１１０の所望の各辺から表示画面１１０に沿って垂直に赤外線を照射しているため、三角法を用いて表示画面１１０に弾丸２１０が着弾する位置を検出する必要が無い。このため高速で発射された弾丸２１０の着弾位置を正確に検出することが可能となる。
【００６１】
また制御部１５０は、例えば表示画面１１０に映像を出力する図示しない映像出力装置に接続され、制御部１５０が検出した弾丸２１０の着弾位置によって、表示画面に表示される映像を変化させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、表示画面１１０の長手方向の光量が弱まるため赤外線発光体１２０を表示画面１１０の左右辺枠および下辺枠の３枠に設置し、それぞれに対向する辺に赤外線センサー１３０を設置し、表示画面１１０の上辺枠両端にカメラセンサー１４０を設置したが、表示画面１１０の４隅のうち少なくとも複数の隅にカメラセンサー１４０を設置し、表示画面１１０の４辺枠のうち少なくとも３辺に赤外線発光体１２０を設置し、赤外線発光体１２０が設置された辺に対向する辺にカメラセンサー１４０を設置することもできる。
【００６３】
具体的には、表示画面１１０の４辺枠すべてに赤外線発光体１２０を設置し、表示画面１１０の４辺枠すべてに赤外線センサー１３０を設置してもよい。また表示画面１１０の長手方向の光量が十分に届く場合は、表示画面１１０の４隅のうち対向する２隅にカメラセンサー１４０を設置し、表示画面１１０の４辺枠のうち対向しない２辺に赤外線発光体１２０を設置し、赤外線発光体１２０が設置された辺に対向する辺にカメラセンサー１４０を設置することもできる。
【００６４】
また、一定の間隔で連続して設けられた赤外線チップにより赤外線が表示画面１１０に沿って直接照射されるので、表示画面１１０を大きくしても光量が低下することなく赤外線を照射することができる。
【００６５】
図２は、表示画面１１０の構成を示す分解斜視図である。
図２に示すように、表示画面１１０は、固定フレーム１１１、液晶ディスプレイ１１２、ディスプレイ固定フレーム１１３、ポリカーボネートシート１１４、ビニールシート１１５、ポリカーボネートパネル１１６、赤外線センサー固定フレーム１１７、およびカメラセンサー固定フレーム１１８を備えている。
【００６６】
固定フレーム１１１は、液晶ディスプレイ１１２、赤外線センサー１３０、およびカメラセンサー１４０を壁に固定するための金属板であり、例えば溝形鋼を液晶ディスプレイ１１２の外形寸法に加工したものであって、固定フレーム１１１の一方は液晶ディスプレイ１１２とネジなどで固定し、他方は壁などにアンカーボルトなどで固定される。
【００６７】
ここでは液晶ディスプレイ１１２を固定フレーム１１１によって、壁に固定する例で示したが、この他、液晶ディスプレイ１１２を高さ調節可能な三脚等に連結固定することで、液晶ディスプレイ１１２、赤外線センサー１３０、およびカメラセンサー１４０の高さを自在に調節することができる。
【００６８】
液晶ディスプレイ１１２は、射撃ゲームの映像を映し出す映像表示装置であって、射撃ゲームの高い臨場感を出すために、大型の映像装置が用いられる。具体的には８４インチ相当大きさを有するディスプレイであり、図示しない映像出力装置に接続され、出力された信号に基づいて映像を出力することができる。
【００６９】
ディスプレイ固定フレーム１１３、ポリカーボネートシート１１４、ビニールシート１１５、およびポリカーボネートパネル１１６は、プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０から液晶ディスプレイ１１２を保護するためのものである。
【００７０】
ディスプレイ固定フレーム１１３は、液晶ディスプレイ１１２の前面に設けられ、液晶ディスプレイ１１２の前面に設けられるポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５と一定の距離を保つためのものである。
【００７１】
例えば液晶ディスプレイ１１２の周辺枠と同じ大きさで形成される幅１ｃｍ程度の枠材であって、ディスプレイ固定フレーム１１３の前面にポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５を固定することで、ポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５と液晶ディスプレイ１１２との間に１ｃｍ程度の空間を形成することが出来る。
【００７２】
プレイヤーから発射された弾丸２１０は表示画面１１０に向かって発射されるが、弾丸２１０はポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５に着弾し、一定の空間によって液晶ディスプレイ１１２に接触することなく跳ね返される。これにより液晶ディスプレイ１１２は、弾丸２１０の衝撃から保護される。
【００７３】
ポリカーボネートシート１１４は、液晶ディスプレイ１１２を覆う十分な大きさで形成された透明色のポリカーボネート製のシート材である。ポリカーボネートは透明性・耐衝撃性・耐熱性・難燃性・寸安定性などを備えており、一般的なガラスよりも高い耐衝撃性を備えている。このため、プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０から液晶ディスプレイ１１２を十分に保護し、ポリカーボネートの透明性から、液晶ディスプレイ１１２によって表示される映像を阻害することなくプレイヤーに表示することができる。
【００７４】
ビニールシート１１５は、液晶ディスプレイ１１２を覆う十分な大きさで形成された透明色の塩化ビニール製のシート材である。プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０からは、ポリカーボネートシート１１４だけでも液晶ディスプレイ１１２を保護することはできるが、ビニールシート１１５をポリカーボネートシート１１４の前面に設けることで弾力性をもたせ、跳ね返った弾丸２１０によるプレイヤーの負傷を防止することができる。
【００７５】
ポリカーボネートパネル１１６は、ポリカーボネート製の枠材であって、ビニールシート１１５がレジン貼付される。ポリカーボネートパネル１１６は、液晶ディスプレイ１１２の周辺枠と同じ大きさで形成される厚さ１ｍｍ程度の枠材であって、このポリカーボネートパネル１１６にビニールシート１１５が一定の張力を保った状態でレジン貼付されることで、ビニールシート１１５の伸縮性が調整され、弾丸２１０による衝撃を調整することができる。
【００７６】
赤外線センサー固定フレーム１１７は、赤外線発光体１２０および赤外線センサー１３０を固定するためのフレームであって、液晶ディスプレイ１１２の周辺枠と同じ大きさで形成される幅１ｃｍ程度の枠材である。赤外線センサー固定フレーム１１７の内側には、赤外線発光体１２０および赤外線センサー１３０が設置される。
【００７７】
カメラセンサー固定フレーム１１８は、カメラセンサー１４０を固定するためのフレームであって、液晶ディスプレイ１１２の周辺枠と同じ大きさで形成される幅１ｃｍ程度の枠材である。カメラセンサー１４０は、カメラセンサー固定フレーム１１８上辺枠両端に、液晶ディスプレイ１１２全体が視野に入るように設置される。
【００７８】
このように一定の位置に固定された液晶ディスプレイ１１２の前面には、一定の空間を隔ててポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートが設けられ、さらに前面には赤外線センサー１３０が固定され、さらに赤外線センサー１３０の前面にはカメラセンサー１４０が固定されるので、液晶ディスプレイ１１２は弾丸２１０による衝撃から保護され、赤外線発光体１２０、赤外線センサー１３０およびカメラセンサー１４０によって弾丸２１０の着弾位置が検出される。
【００７９】
図３は、カメラセンサーの詳細を示す側面図である。
図３に示すように、カメラセンサー１４０は、赤外線を検出するカメラであって、赤外線センサー固定フレーム１１７の上辺枠両端部に設置され、液晶ディスプレイ１１２全体が視野に入るように設置される。
【００８０】
具体的には９０度の視野角で撮影可能なカメラセンサー１４０を、液晶ディスプレイ１１２の上辺両端部から液晶ディスプレイ１１２の中央方向に４５度傾けて各々のカメラを設置する。これにより２つのカメラセンサー１４０で表示画面１１０全体が視野角に入れることができる。
【００８１】
カメラセンサー１４０は、赤外線フィルター１４１、レンズモジュール１４２、およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサー１４３を備えている。
【００８２】
赤外線フィルター１４１は、カメラセンサー１４０の先端に装着されて８００ｎｍ以上の可視光線を遮断し、赤外線を透過させて撮像するためのものである。
レンズモジュール１４２は視野角９０度で赤外線を集めて、ＣＭＯＳイメージセンサー１４３に画像を投影するためのものである。
【００８３】
ＣＭＯＳイメージセンサー１４３は、レンズモジュール１４２によって集められた赤外線情報を映像化し、カメラセンサー１４０に接続された制御部１５０に、映像化された信号を伝達するためのものである。
【００８４】
カメラセンサー１４０は、赤外線フィルター１４１、レンズモジュール１４２、およびＣＭＯＳイメージセンサー１４３を備え、赤外線センサー固定フレーム１１７の上辺枠両端部に設置することで、液晶ディスプレイ１１２全体を赤外線フィルター１４１によって可視光線が遮断された赤外線で撮像することができる。
【００８５】
つまりＣＭＯＳイメージセンサー１４３は、赤外線発光体１２０が表示画面１１０の所望の各辺から表示画面１１０に沿って垂直に赤外線を照射した赤外線を、表示画面１１０の上辺枠両端部から認識した状態であり、プレイヤーが拳銃２００によって発射された弾丸２１０が表示画面１１０に着弾すると、赤外線を遮断した弾丸２１０によって発生する影をＣＭＯＳイメージセンサー１４３が認識することになる。
【００８６】
図４は、赤外線発光チップの詳細を示す正面図である。
図４に示すように、赤外線発光チップ１２１は、赤外線駆動チップ部１２１１、スイッチング電源部１２１２、メイン赤外線発光部１２１３Ａ、およびサブ赤外線発光部１２１３Ｂを備えている。
【００８７】
赤外線駆動チップ部１２１１は、赤外線発光体１２０が動作できるようなアルゴリズムを含んで設計された集積回路である。
スイッチング電源部１２１２は、ＳＭＰＳ（switched-mode power supply）と呼ばれる電源装置であり、フィードバック回路によって半導体スイッチ素子のオン・オフ時間比率をコントロールする事により出力を安定化させることができる。これにより、赤外線発光体１２０に安定的な電流供給を行なうことができる。
【００８８】
メイン赤外線発光部１２１３Ａ、およびサブ赤外線発光部１２１３Ｂは、メイン赤外線発光部１２１３Ａを中心にして両側に２つの２つのサブ赤外線発光部１２１３Ｂが配置される。
【００８９】
メイン赤外線発光部１２１３Ａ、およびサブ赤外線発光部１２１３Ｂは、赤外線駆動チップ部１２１１およびスイッチング電源部１２１２によって安定的に供給された電流により、赤外線発光ダイオードによる安定した光量の赤外線を発光し、表示画面１１０上に赤外線を走査させることができる。
【００９０】
この赤外線発光チップ１２１は、赤外線センサー固定フレーム１１７に連続的に設置される。具体的には赤外線センサー固定フレーム１１７の左右辺枠には、それぞれ７２個の赤外線発光チップ１２１が、赤外線センサー固定フレーム１１７の下辺枠には、１３０個の赤外線発光チップ１２１が連続して配置される。つまり表示画面１１０の周辺枠には２７４個の赤外線発光チップ１２１が配置され、それぞれメイン赤外線発光部１２１３Ａと２つのサブ赤外線発光部１２１３Ｂが備えられているので、合計８２２個の赤外線発光部によって赤外線が走査されることになる。
【００９１】
図５は、制御部の詳細を示すブロック図である。
図５に示すように、制御部１５０は、弾丸検知部１５１、座標位置検出部１５２、および座標位置補正部１５３を備えている。
【００９２】
弾丸検知部１５１は、カメラセンサー１４０に接続され、プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０を検知するためのものである。
表示画面１１０は赤外線発光体１２０により全体を赤外線が走査しており、弾丸２１０が赤外線発光体１２０による赤外線の走査領域に到達することで生じる影をカメラセンサー１４０が検知する。これにより、弾丸検知部１５１が弾丸２１０を検知する。
【００９３】
座標位置検出部１５２は赤外線センサー１３０に接続され、弾丸検知部１５１が弾丸２１０を検知すると同時に、プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０の着弾位置を検出するためのものである。
【００９４】
表示画面１１０は赤外線発光体１２０により全体を赤外線が走査しており、弾丸２１０が赤外線発光体１２０による赤外線の走査領域に到達することで生じる影を赤外線センサー１３０が検知する。これにより、座標位置検出部１５２が弾丸２１０の着弾位置を検出する。
【００９５】
座標位置補正部１５３は、プレイヤーが表示画面１１０に向かって発射した弾丸２１０の着弾位置の誤差を修正するためのものである。
プレイヤーが弾丸２１０を発射すると、表示画面１１０に接近し、やがて赤外線センサー１３０およびカメラセンサー１４０による検出領域に進入する。まずカメラセンサー１４０が弾丸２１０を検知し、これと同時に赤外線センサー１３０が弾丸２１０の着弾位置を座標として検出する。
【００９６】
しかし赤外線センサー１３０およびカメラセンサー１４０による検出領域に進入した弾丸２１０の速度が速く検知できない場合もある。このとき赤外線センサー１３０は、検出領域に進入した弾丸２１０が表示画面１１０に着弾し、その後跳ね返った後に検出領域から退出した位置座標を検出する。
【００９７】
この弾丸２１０が退出したときの位置座標は、弾丸２１０が進入するときの位置座標と若干誤差が生じる。この誤差は、ポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートの弾力性の強さに依存しており、弾力性が大きいほど、座標誤差の範囲が大きくなる。この誤差を座標位置補正部１５３が補正し、弾丸２１０の着弾位置座標を接続された外部機器であるコンピュータに影の位置情報を出力する。
【００９８】
図６は、射撃ゲーム装置全体の構成を示す側面図である。
図６に示すように、射撃ゲーム装置では、プレイヤーは拳銃２００を用いて、位置検出装置１００が備える表示画面１１０から所定の距離離れた位置から、表示画面１１０に向かって弾丸２１０を発射する。
【００９９】
拳銃２００は、臨場感を高めるために実銃に似せた外観を備えており、プラスチック製の弾丸２１０を圧縮空気またはガスなどの圧力で発射する機構を備えた遊戯用の銃である。このほかモーター駆動により弾丸２１０を連続発射させる機構を用いることもできる。
【０１００】
プレイヤーは実弾のようにプラスチック製の弾丸２１０を実際に発射することで、赤外線など標的に合わせて射撃する射撃ゲームとは異なり、実銃を使った射撃に近い臨場感を得ることができる。
【０１０１】
拳銃２００から発射された弾丸２１０は、位置検出装置１００に向かって進行し、やがて表示画面１１０に着弾する。表示画面１１０に着弾した弾丸２１０は、赤外線発光体１２０によって表示画面１１０上を走査する赤外線を遮断し、表示画面１１０上に影を生じさせる。
【０１０２】
カメラセンサー１４０および赤外線センサー１３０が、この影を検知し、赤外線センサー１３０が検出した影から制御部１５０が位置座標を検出する。この位置座標は接続された外部機器であるコンピュータに影の位置情報を出力され、この位置情報を得たコンピュータは、得た位置情報に応じた映像を表示画面１１０に出力する。
【０１０３】
赤外線センサー１３０は、赤外線発光体１２０が設置される辺に対向する各辺に連続的に設けられているため、弾丸２１０の着弾位置座標を垂直位置で検出することができる。このため、従来のように三角測定法を用いた算出処理を行なう必要がなくなり、弾丸２１０のように高速に移動する物体の接触位置を素早く検出することができる。
【０１０４】
また同様に、複数同時に弾丸２１０が表示画面１１０に接触したとしても、三角測定法を用いた算出処理を行なう必要がないので、算出した位置情報から計算上でのみ表示される虚像を除外する必要がない。このため、複数同時にスクリーンに接触した場合においても、素早く物体の接触位置を素早く検出することができる。
【０１０５】
また表示画面１１０の最前面には、透明色のポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートが備えられているため、液晶ディスプレイ１１２が破損することがない。さらに、ポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５は、透過性のシート材を使用することで、液晶ディスプレイ１１２に表示された映像を、高品質のまま射手に提供することができる。またビニールシート１１５が弾力性を備えているため、跳ね返った弾丸２１０によってプレイヤーが損傷することがない。
【０１０６】
図７は、発射された弾丸により影が形成される様子を示す側面図である。
図７に示すように、赤外線発光体１２０によって照射された赤外線は、表示画面１１０上を走査し、対向する辺に設けられた赤外線センサー１３０に到達する。
【０１０７】
プレイヤーの拳銃２００によって発射された弾丸２１０は、やがて表示画面１１０に到達し、表示画面１１０の最前面に設置されたポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートに着弾する。
弾丸２１０がポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートに到達すると、赤外線センサー１３０に常に到達していた赤外線を遮断することになり、これによって赤外線センサー１３０に弾丸影２１１が発生することになる。
【０１０８】
この赤外線センサー１３０に発生した弾丸影２１１による光量から、制御部１５０が弾丸影２１１の位置を解析することで弾丸２１０の着弾位置を検知することができる。
拳銃２００によって発射された弾丸２１０はポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートに着弾するが、弾性を備えたビニールシート１１５およびポリカーボネートシート１１４が、液晶ディスプレイ１１２からプレイヤー側に一定の距離離れた位置で設置されているため、弾丸２１０は液晶ディスプレイ１１２接触することなく地面に落下する。
【０１０９】
また、ビニールシート１１５を前面に備えた保護シートは弾性を備えているため、プレイヤーの拳銃２００によって発射された弾丸２１０が射手に向かって跳ね返ってしまうことを防止することができる。
【０１１０】
図８は、赤外線センサーが弾丸を検知する様子を示す正面図である。
図８に示すように表示画面１１０の画面上には赤外線発光体１２０により赤外線が走査し、その赤外線を赤外線センサー１３０、およびカメラセンサー１４０が受光している。
【０１１１】
ここでは便宜的に、表示画面１１０に向かって左枠辺に連続的に設置された赤外線発光体１２０を赤外線発光体１２０Ａとし、赤外線発光体１２０Ａが照射した赤外線を受光し表示画面１１０に向かって右枠辺に連続的に設置された赤外線センサー１３０を赤外線センサー１３０Ａとする。
【０１１２】
また、表示画面１１０に向かって右枠辺に連続的に設置された赤外線発光体１２０を赤外線発光体１２０Ｂとし、赤外線発光体１２０Ｂが照射した赤外線を受光し表示画面１１０に向かって右枠辺に連続的に設置された赤外線センサー１３０を赤外線センサー１３０Ｂとする。
【０１１３】
さらに、表示画面１１０に向かって下枠辺に連続的に設置された赤外線発光体１２０を赤外線発光体１２０Ｃとし、赤外線発光体１２０Ｂが照射した赤外線を受光し表示画面１１０に向かって上枠辺に連続的に設置された赤外線センサー１３０を赤外線センサー１３０Ｃとする。
【０１１４】
プレイヤーが発射した弾丸２１０がポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートに到達すると、赤外線センサー１３０に常に到達していた赤外線を遮断することになり、これによって赤外線センサー１３０に弾丸影２１１が発生することになる。
【０１１５】
赤外線発光体１２０Ａが照射した赤外線は赤外線センサー１３０Ａが受光し、弾丸影２１１を赤外線センサー１３０Ａが検出する。このとき、赤外線発光体１２０Ａは水平方向に赤外線を照射しているため、赤外線センサー１３０Ａが検出する弾丸影２１１は、弾丸２１０の着弾位置の縦軸座標に該当する。
【０１１６】
同様に、赤外線発光体１２０Ｂが照射した赤外線は赤外線センサー１３０Ｂが受光し、弾丸影２１１を赤外線センサー１３０Ｂが検出する。このとき、赤外線発光体１２０Ｂは水平方向に赤外線を照射しているため、赤外線センサー１３０Ｂが検出する丸影２１１は、弾丸２１０の着弾位置の縦軸座標に該当する。
【０１１７】
また、赤外線発光体１２０Ｃが照射した赤外線は赤外線センサー１３０Ｃが受光し、弾丸影２１１を赤外線センサー１３０Ｃが検出する。このとき、赤外線発光体１２０Ｃは垂直方向に赤外線を照射しているため、赤外線センサー１３０Ｂが検出する丸影２１１は、弾丸２１０の着弾位置の横軸座標に該当する。
【０１１８】
これらにより、制御部１５０は、三角法を用いて表示画面１１０に弾丸２１０が着弾する位置を検出する必要が無い。このため高速で発射された弾丸２１０の着弾位置を正確に検出することが可能となる。
また拳銃２００によって発射された弾丸２１０が表示画面１１０に複数同時に着弾すると、赤外線センサー１３０に複数の弾丸影２１１が発生することになる。
【０１１９】
赤外線センサー１３０は、赤外線発光体１２０に対面して設置されているので、弾丸影２１１の位置を三角測定法により算出する必要はなく、弾丸影２１１の位置を座標に変換するだけで良い。このため、弾丸２１０の着弾位置を高速に処理することができる。
【０１２０】
また複数の弾丸影２１１が発生しても、三角測定法により算出がないため、計算上の虚像が発生しない。つまり虚像を除く処理が必要ないので、弾丸２１０の着弾位置を高速に処理することができる。
【０１２１】
このように、赤外線発光体１２０に対面した赤外線センサー１３０が、赤外線を遮断することによって発生した弾丸影２１１を検出し、その弾丸影２１１の位置を解析することで、高速に接触位置を検出することができる。
【０１２２】
図９は、座標位置補正部が行なう補正の一例を示す側面図である。
図９に示すように、赤外線発光体１２０によって照射された赤外線は、表示画面１１０上を走査し、対向する辺に設けられた赤外線センサー１３０に到達する。
【０１２３】
赤外線センサー１３０およびカメラセンサー１４０による検出領域に進入した弾丸２１０の速度が速く検知できない場合、弾丸２１０Ａは検知されず、表示画面１１０に接触し跳ね返って検出領域から退出する弾丸２１０Ｂの位置を赤外線センサー１３０が検出することになる。
【０１２４】
図９のように、弾丸２１０が退出したときの位置座標は、弾丸２１０が進入するときの位置座標と若干誤差が生じる。座標位置補正部１５３は、ポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートの弾力性の強さから弾丸２１０が進入した弾丸２１０Ａの位置を推定し、座標位置を補正する。
【０１２５】
図１０は、弾丸が発射されてから位置座標を取得するまで制御部が行なう処理を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
〔ステップＳ１１〕制御部１５０は弾丸２１０を検知する。具体的には、カメラセンサー１４０で常に受光していた赤外線発光体１２０による赤外線を、進入した弾丸２１０により遮断されることで、弾丸２１０が表示画面１１０に着弾することを弾丸検知部１５１が検知する。
【０１２６】
〔ステップＳ１２〕制御部１５０は弾丸２１０の着弾位置座標を取得する。具体的には、赤外線センサー１３０で常に受光していた赤外線発光体１２０による赤外線を、進入した弾丸２１０により遮断されることで、弾丸２１０が表示画面１１０に着弾した着弾位置座標を座標位置検出部１５２が検出する。
【０１２７】
〔ステップＳ１３〕制御部１５０は弾丸２１０の着弾位置座標を正確に認識できたか否かを判断する。具体的には、弾丸検知部１５１による弾丸２１０の検知時間と座標位置検出部１５２による弾丸２１０の座標位置検出時間とを比較し、同じ時間であれば進入時の位置座標であるとして認識できたと判断し、異なる時間であれば弾丸２１０が表示画面１１０に衝突し跳ね返ったときの位置座標であるとして認識できなかったと判断する。
【０１２８】
制御部１５０が弾丸２１０の着弾位置座標を正確に認識できたと判断したときは、処理を終了させ、弾丸２１０の着弾位置座標を正確に認識できなかったと判断したときは、処理をステップＳ１４に進める。
【０１２９】
〔ステップＳ１４〕制御部１５０は弾丸２１０の着弾位置座標を補正する。具体的には、ポリカーボネートシート１１４、およびビニールシート１１５による保護シートの弾力性の強さから弾丸２１０が進入した弾丸２１０Ａの位置を推定し、弾丸２１０の着弾位置座標を座標位置補正部１５３が補正する。
【符号の説明】
【０１３０】
３、４  外枠
１０  光学式タッチパネル
１１  液晶ディスプレイ
１２  赤外線発光体
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  赤外線カメラ
１４  制御ボード
１００  位置検出装置
１１０  表示画面
１１１  固定フレーム
１１２  液晶ディスプレイ
１１３  ディスプレイ固定フレーム
１１４  ポリカーボネートシート
１１５  ビニールシート
１１６  ポリカーボネートパネル
１１７  赤外線センサー固定フレーム
１１８  カメラセンサー固定フレーム
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ  赤外線発光体
１２１  赤外線発光チップ
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ  赤外線センサー
１４０  カメラセンサー
１４１  赤外線フィルター
１４２  レンズモジュール
１４３  ＣＭＯＳイメージセンサー
１５０  制御部
１５１  弾丸検知部
１５２  座標位置検出部
１５３  座標位置補正部
２００  拳銃
２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ  弾丸
２１１  弾丸影
１２１１  赤外線駆動チップ部
１２１２  スイッチング電源部
１２１３Ａ  メイン赤外線発光部
１２１３Ｂ  サブ赤外線発光部
Ｌ、Ｍ
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２  接触位置
α、α１、α２、α３、β、β１、β２、β３、γ１、γ２、γ３  検出角度
【図１】
2019124979.tif 000003
【図２】
2019124979.tif 000004
【図３】
2019124979.tif 000005
【図４】
2019124979.tif 000006
【図５】
2019124979.tif 000007
【図６】
2019124979.tif 000008
【図７】
2019124979.tif 000009
【図８】
2019124979.tif 000010
【図９】
2019124979.tif 000011
【図１０】
2019124979.tif 000012
【図１１】
2019124979.tif 000013
【図１２】
2019124979.tif 000014