(57)【要約】      （修正有）【課題】高齢者等の身体機能が低下した人達の遊戯時の身体的負担を軽減でき、介護者等の補助者の負担をも軽減できる疑似輪投げ遊戯装置を提供する。【解決手段】使用者が操作する擬似投げ輪１０４に取り付けられた再帰反射シートを撮像するセンサユニット１０２と、投げ輪オブジェクト及び標的オブジェクトをテレビジョンモニタ１１に表示し、かつ、撮像によって得られた再帰反射シートの像に基づいて、その動きを検出し、その検出結果に基づいて、投げ輪オブジェクトの動きを制御し、かつ、投げ輪オブジェクトと標的オブジェクトとの当り判定を実行するカートリッジ１００とを備える。【選択図】図１
0003138335.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に接続して使用される疑似輪投げ遊戯装置であって、
使用者が操作する被写体を撮像する撮像手段と、
投げ輪オブジェクト及び標的オブジェクトを前記表示装置に表示し、かつ、前記撮像によって得られた前記被写体の像に基づいて、前記被写体の動きを検出し、その検出結果に基づいて、前記投げ輪オブジェクトの動きを制御し、かつ、前記投げ輪オブジェクトと前記標的オブジェクトとの当り判定を実行するプロセッサと、を備える疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項２】
前記標的オブジェクトは、少なくとも前記表示装置の画面奥に拡がるように配置された複数の標的を含み、
前記プロセッサは、第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸を座標軸とする二次元直交座標系の前記被写体の前記第１軸方向の位置に応じて、前記投げ輪オブジェクトを水平方向に移動し、前記被写体の前記第２軸方向の速度ベクトルが前記第２軸に沿った所定方向を向いている場合において、前記速度ベクトルの大きさが所定値を超えた場合に、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動し、
前記第２軸に沿った前記所定方向は、前記表示装置の画面奥に向かった方向に対応する、請求項１記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記所定値を超えた前記速度ベクトルの大きさに応じて、前記輪投げ画像の飛距離を決定する、請求項２に記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記速度ベクトルの方向を加味することなく、前記投げ輪オブジェクトの水平位置に基づいて、前記表示装置の画面奥に向かって移動する前記投げ輪オブジェクトの水平位置を決定する、請求項２又は３に記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記速度ベクトルの方向に応じて、前記表示装置の画面奥に向かって移動する前記投げ輪オブジェクトの方向を決定する、請求項２又は３に記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項６】
前記被写体は、光を再帰反射する再帰反射体である、請求項１から５のいずれかに記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、光を間欠的に照射する発光手段を含む、請求項６に記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項８】
前記発光手段が照射する前記光は、赤外光である、請求項７に記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【請求項９】
前記被写体は、使用者の手に装着又は把持される、請求項１から８のいずれかに記載の疑似輪投げ遊戯装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、表示装置を利用した疑似輪投げ遊戯装置及びその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、重度障害者、幼児、高齢者等のように、視力が悪かったり、腕力が弱かったりする者が、輪投げゲームをした場合に、命中率を高くできる輪投げ遊具を開示している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２９７９９号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高齢者等のように、身体機能が低下した場合であっても、その程度には幅があり、投げ輪を投げることができる人もいれば、できない人もいる。従って、上記の輪投げ遊具では、対応できない場合も発生する。ちなみに、従来技術ではないが、投げ輪を軽くすることもできるが、その軽さの程度には限界がある。なぜなら、ある程度の重量がなければ、狙ったとおりに投げ輪が飛んでいかないからである。
【０００５】
また、上記の輪投げ遊具では、ゲーム終了後、再びゲームを行う場合、投げ輪を回収する必要があり、このような回収もまた、身体機能が低下した者にとっては負担が大きい。もちろん、介護者がそのような回収を行う場合は問題ないが、介護者がいない場合もある。いたとしても、被介護者が多い場合は、手がまわらない場合もある。ちなみに、高齢者福祉施設等において、介護者の不足は社会的な問題になっており、多くの介護者の配置は困難であることが多い。
【０００６】
そこで、本考案の目的は、高齢者等の身体機能が低下した人達の遊戯時の身体的負担を軽減でき、ひいては、介護者等の補助者の負担をも軽減できる疑似輪投げ遊戯装置及びその関連技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の観点によれば、擬似輪投げ遊戯装置は、表示装置に接続して使用される疑似輪投げ遊戯装置であって、使用者が操作する被写体を撮像する撮像手段と、投げ輪オブジェクト及び標的オブジェクトを前記表示装置に表示し、かつ、前記撮像によって得られた前記被写体の像に基づいて、前記被写体の動きを検出し、その検出結果に基づいて、前記投げ輪オブジェクトの動きを制御し、かつ、前記投げ輪オブジェクトと前記標的オブジェクトとの当り判定を実行するプロセッサと、を備える。
【０００８】
この構成によれば、使用者は、被写体を動かすだけで、輪投げ遊戯を楽しむことができる。この場合、使用者は、あたかも実際の輪投げをするが如く、被写体を投げる動作（実際に投げるのではない。）を行うことで、より臨場感を味わうことができる。
【０００９】
また、使用者は、投げ輪を実際に投げる必要もないので、投げ輪に相当する被写体を極力軽いもので作成でき、また、投げ輪の回収も不要である。従って、高齢者等の身体機能が低下した人達の遊戯時の身体的負担を軽減でき、ひいては、介護者等の補助者の負担をも軽減できる。
【００１０】
さらに、使用者は、被写体を動かす速さ及び位置を調整して、標的オブジェクトを狙うので、集中力の向上を期待できる。また、使用者は、画面に触れることなく空中で被写体を操作するので、空間認識による新しい脳機能の活性化を期待できる。
【００１１】
この擬似輪投げ遊戯装置において、前記標的オブジェクトは、少なくとも前記表示装置の画面奥に拡がるように配置された複数の標的を含み、前記プロセッサは、第１軸（実施の形態のＸ軸に相当）及び前記第１軸に直交する第２軸（実施の形態のＹ軸に相当）を座標軸とする二次元直交座標系の前記被写体の前記第１軸方向の位置に応じて、前記投げ輪オブジェクトを水平方向に移動し、前記被写体の前記第２軸方向の速度ベクトルが前記第２軸に沿った所定方向を向いている場合において、前記速度ベクトルの大きさが所定値を超えた場合に、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動し、前記第２軸に沿った前記所定方向は、前記表示装置の画面奥に向かった方向に対応する。
【００１２】
この構成によれば、第１軸を水平方向とすることにより、使用者は、水平方向に被写体を動かすことで、投げ輪オブジェクトの水平位置を調整できる。
【００１３】
この擬似輪投げ遊戯装置において、前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記所定値を超えた前記速度ベクトルの大きさに応じて、前記輪投げ画像の飛距離を決定する。
【００１４】
この構成によれば、使用者は、被写体の速さを調整することで、投げ輪オブジェクトの飛距離を調整できる。
【００１５】
上記擬似輪投げ遊戯装置において、前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記速度ベクトルの方向を加味することなく、前記投げ輪オブジェクトの水平位置に基づいて、前記表示装置の画面奥に向かって移動する前記投げ輪オブジェクトの水平位置を決定する。
【００１６】
この構成によれば、使用者は、投げ輪オブジェクトの水平位置の決定後は、被写体を動かす速さだけに注力でき、難易度を低くできる。
【００１７】
また、上記擬似輪投げ遊戯装置において、前記プロセッサは、前記投げ輪オブジェクトを前記表示装置の画面奥に向かって移動する場合、前記速度ベクトルの方向に応じて、前記表示装置の画面奥に向かって移動する前記投げ輪オブジェクトの方向を決定することもできる。
【００１８】
この構成によれば、使用者は、被写体を動かす方向を調整することで、投げ輪オブジェクトが飛んでいく方向を調整できる。
【００１９】
上記擬似輪投げ遊戯装置において、前記被写体は、光を再帰反射する再帰反射体である。
【００２０】
この構成によれば、被写体は光を再帰反射するので、撮像画像に被写体の像がより鮮明に写り込み、より精度良く被写体の像を抽出できる。
【００２１】
この擬似輪投げ遊戯装置において、前記撮像手段は、光を間欠的に照射する発光手段を含む。
【００２２】
この構成によれば、光の照射時と非照射時とで、撮像画像の差分をとることができ、被写体の像（被写体からの反射光）以外の像（被写体以外の光源等からの光）、つまり、ノイズを簡易に除去できる。
【００２３】
この擬似輪投げ遊戯装置において、前記発光手段が照射する前記光は、赤外光である。
【００２４】
この構成によれば、例えば、赤外線フィルタを通して、赤外光だけを撮像することにより、赤外光以外の光を簡易に除去できる。
【００２５】
上記擬似輪投げ遊戯装置において、前記被写体は、使用者の手に装着又は把持される。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付してその説明を援用する。
【００２７】
図１は、本考案の実施の形態による擬似輪投げ遊戯システムの全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、この擬似輪投げ遊戯システムは、アダプタ１、カートリッジ１００、センサユニット１０２、擬似投げ輪１０４及びテレビジョンモニタ１１を含む。カートリッジ１００はアダプタ１に電気的に接続される。そして、アダプタ１は、ＡＶケーブル１３により、テレビジョンモニタ１１に接続される。従って、カートリッジ１００は、アダプタ１及びＡＶケーブル１３を介して、テレビジョンモニタ１１に、ビデオ信号ＶＤ及びオーディオ信号ＡＵを与えることができる。
【００２８】
図２は、図１のセンサユニット１０２の外観斜視図である。図２を参照して、センサユニット１０２の表面中央付近を境にして一方側の領域には、電源スイッチ１１２、キャンセルキー１１４、エンターキー１１６、並びにセレクトキー１１８及び１２０が設けられる。エンターキー１１６は、選択を確定したり、全体画面に切り替えたりする場合などに使用される。キャンセルキー１１４は、選択をキャンセルしたり、画面上の所定の場所に戻る場合などに使用される。セレクトキー１１８及び１２０は、カーソルを上下させて選択を行ったり、全体画面を見たりする（上下に移動）場合などに使用される。
【００２９】
また、センサユニット１０２の表面中央付近を境にして他方側の領域には、赤外線のみを透過する赤外線フィルタ１０６が設けられる。この赤外線フィルタ１０６を挟むように、ストロボ撮影用の２個の赤外発光ダイオード１０８が設けられる。赤外線フィルタ１０６の裏側には、後述のイメージセンサ３１が配置される。さらに、センサユニット１０２の表面には、赤外線フィルタ１０６からやや先端側に、赤外線のみを透過する赤外線フィルタ１１０が設けられる。この赤外線フィルタ１１０の裏側には、後述の赤外線通信用の赤外発光ダイオード１３３が配置される。
【００３０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１の擬似投げ輪１０４の説明図である。図３（ａ）を参照して、この擬似投げ輪１０４は、円盤状のものであり、その中央には、円筒状の開口が形成される。図３（ａ）は、擬似投げ輪１０４の表面を表している。図３（ｂ）を参照して、擬似投げ輪１０４の裏面は、再帰反射シート１２４で覆われている（開口を除く）。例えば、擬似投げ輪１０４は、発泡ＥＶＡ（エチレン酢ビ共重合体）などの比較的軽い素材で作成されている。
【００３１】
図４は、図１のアダプタ１、カートリッジ１００及びセンサユニット１０２の電気的構成を示す図である。図４を参照して、センサユニット１０２は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）１３１、イメージセンサ３１、ストロボ撮影用の赤外発光ダイオード１０８、及び赤外線通信用の赤外発光ダイオード１３３を含む。
【００３２】
ＭＣＵ１３１は、赤外発光ダイオード１０８を制御する。ＭＣＵ１３１の制御に従って、撮影用の赤外発光ダイオード１０８は、間欠的に駆動され、点灯と消灯とを交互に繰り返す。この赤外発光ダイオード１０８の点灯により、センサユニット１０２の上空で動かされる再帰反射シート１２４に赤外光が照射される。ＭＣＵ１３１は、イメージセンサ３１の制御も行う。ＭＣＵ１３１の制御によって、イメージセンサ３１は、センサユニット１０２の上空で動かされる再帰反射シート１２４を撮影する。この場合、再帰反射シート１２４には、赤外光が間欠的に照射されるので、ストロボ撮影が行われることになる。
【００３３】
ＭＣＵ１３１は、赤外発光ダイオード１０８の点灯時の画像データと消灯時の画像データとの差分データを算出する。そして、差分データに基づく差分画像に写っている再帰反射シート１２４の像を解析して、再帰反射シート１２４の差分画像上の位置（Ｘ座標，Ｙ座標）を算出する。ＭＣＵ１３１が、差分データを求めることで、再帰反射シート１２４からの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射シート１２４を検出できる。
【００３４】
ＭＣＵ１３１は、通信用の赤外発光ダイオード１３３を駆動して、赤外線通信により、算出した再帰反射シート１２４の位置情報を、アダプタ１のＩＲレシーバ１４１に送信する。
【００３５】
一方、カートリッジ１００は、マルチメディアプロセッサ３３、外部メモリ３５及びバス３７を含む。外部メモリ３５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び／又はフラッシュメモリなど、システムの仕様に応じて必要なものを備える。
【００３６】
マルチメディアプロセッサ３３は、バス３７を通じて、外部メモリ３５にアクセスできる。従って、マルチメディアプロセッサ３３は、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行でき、また、外部メモリ３５に格納されたデータをリードして処理することができる。この外部メモリ３５に、画面の制御や擬似投げ輪１０４の速度算出等の各処理を行うアプリケーションプログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。
【００３７】
このマルチメディアプロセッサ３３は、図示しないが、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）、グラフィックスプロセシングユニット（以下、「ＧＰＵ」と呼ぶ。）、サウンドプロセシングユニット（以下、「ＳＰＵ」と呼ぶ。）、ジオメトリエンジン（以下、「ＧＥ」と呼ぶ。）、外部インタフェースブロック、メインＲＡＭ、及びＡ／Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ。）などを具備する。
【００３８】
ＣＰＵは、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行して、各種演算やシステム全体の制御を行う。グラフィックス処理に関するＣＰＵの処理として、外部メモリ３５に格納されたプログラムを実行して、各オブジェクトの拡大・縮小、回転、及び／又は平行移動のパラメータ、視点座標（カメラ座標）、並びに視線ベクトルの算出等を行う。ここで、１または複数のポリゴン又はスプライトから構成され、同じ拡大・縮小、回転、及び平行移動の変換が適用される単位を「オブジェクト」と呼ぶ。
【００３９】
ＧＰＵは、ポリゴン及びスプライトから構成される三次元イメージをリアルタイムに生成し、アナログのコンポジットビデオ信号に変換する。ＳＰＵは、ＰＣＭ（ｐｕｌｓｅ  ｃｏｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データ、アンプリチュードデータ、及びメインボリュームデータを生成し、これらをアナログ乗算して、アナログオーディオ信号を生成する。ＧＥは、三次元イメージを表示するための幾何演算を実行する。具体的には、ＧＥは、行列積、ベクトルアフィン変換、ベクトル直交変換、透視投影変換、頂点明度／ポリゴン明度計算（ベクトル内積）、及びポリゴン裏面カリング処理（ベクトル外積）などの演算を実行する。
【００４０】
外部インタフェースブロックは、周辺装置とのインタフェースであり、２４チャンネルのプログラマブルなデジタル入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含む。ＡＤＣは、４チャンネルのアナログ入力ポートに接続され、これらを介して、アナログ入力装置から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メインＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域、変数格納領域、および仮想記憶機構管理領域等として利用される。
【００４１】
マルチメディアプロセッサ３３は、ＩＲレシーバ１４１から、センサユニット１０２から送信された再帰反射シート１２４の位置情報を受け取る。マルチメディアプロセッサ３３は、再帰反射シート１２４の位置情報に基づいて、各種演算、グラフィック処理、及びサウンド処理を実行し、ビデオ信号ＶＤおよびオーディオ信号ＡＵを生成する。マルチメディアプロセッサ３３が生成したビデオ信号ＶＤおよびオーディオ信号ＡＵは、アダプタ１及びＡＶケーブル１３を介して、テレビジョンモニタ１１に与えられ、応じて、テレビジョンモニタ１１に映像が表示され、そのスピーカ（図示せず）から音声が出力される。なお、アダプタ１は、マルチメディアプロセッサ３３が生成したビデオ信号ＶＤをそのままＡＶケーブル１３に与え、また、オーディオ信号ＡＵを増幅してＡＶケーブル１３に与える。
【００４２】
図１に戻って、センサユニット１０２は床面に載置される。従って、イメージセンサ３１の撮像面は、床面にほぼ平行になる。また、センサユニット１０２の長手方向に沿って、イメージセンサ３１（撮像画像（差分画像））の垂直座標軸（Ｙ軸）が延びており、垂直座標軸に垂直に水平座標軸（Ｘ軸）が延びている。そして、イメージセンサ３１の水平座標軸（Ｘ軸）は、三次元イメージを配置する三次元空間の水平座標軸（ｘ軸）と平行である。また、イメージセンサ３１の垂直座標軸（Ｙ軸）は、上記三次元空間の奥行き座標軸（ｚ軸）に平行である。奥行き座標軸（ｚ軸）は、テレビジョンモニタ１１に表示される画面の奥行き方向に沿った座標軸である。なお、イメージセンサ３１の座標を大文字（Ｘ，Ｙ）で表し、上記三次元空間の三次元座標を小文字（ｘ，ｙ，ｚ）で表す。
【００４３】
使用者は、擬似投げ輪１０４の裏面を下に向けて、つまり、再帰反射シート１２４がイメージセンサ３１に撮影されるように、センサユニット１０２の上空で、擬似投げ輪１０４を前方（テレビジョンモニタ１１に向かって）、つまり、Ｙ軸の正方向に投げる動作を行う（実際には投げない）。
【００４４】
次に、マルチメディアプロセッサ３３がテレビジョンモニタ１１に表示するプレイ画面を表した図面を参照しながら、マルチメディアプロセッサ３３による処理内容を説明する。
【００４５】
図５は、図１のテレビジョンモニタ１１に映し出されるプレイ画面の例示図である。図５を参照して、マルチメディアプロセッサ３３が表示するプレイ画面は、難易度を表示する難易度表示部１５５及び標的オブジェクト１５３ＬＬ，１５３ＭＬ，１５３ＵＬ，１５３ＬＣ，１５３ＭＣ，１５３ＵＣ，１５３ＬＲ，１５３ＭＲ，１５３ＵＲ（これらを総称して標的オブジェクト１５３と表記する場合がある。）を含む。
【００４６】
標的オブジェクト１５３ＬＬ，１５３ＬＣ，１５３ＬＲのｚ軸（奥行き）方向の座標は同じである。標的オブジェクト１１５３ＭＬ，１５３ＭＣ，１５３ＭＲのｚ軸（奥行き）方向の座標は同じである。標的オブジェクト１５３ＵＬ，１５３ＵＣ，１５３ＵＲのｚ軸（奥行き）方向の座標は同じである。
【００４７】
標的オブジェクト１５３ＵＬ，１５３ＭＬ，１５３ＬＬのｙ軸（水平）方向の座標は同じである。標的オブジェクト１１５３ＵＣ，１５３ＭＣ，１５３ＬＣのｙ軸（水平）方向の座標は同じである。標的オブジェクト１５３ＵＲ，１５３ＭＲ，１５３ＬＲのｙ軸（水平）方向の座標は同じである。
【００４８】
また、プレイ画面は、再帰反射シート１２４の動きに応答する投げ輪オブジェクト１５１を含む。使用者が、擬似投げ輪１０４を水平かつＸ軸方向に動かすと、これに応じて、投げ輪オブジェクト１５１が左右（ｘ軸方向）に動く。つまり、擬似投げ輪１０４の再帰反射シート１２４の水平座標（Ｘ座標）に応じた位置に、投げ輪オブジェクト１５１の水平座標（ｘ座標）が設定される。
【００４９】
さらに、使用者が、擬似投げ輪１０４を所定値Ｖｔを超える速度で動かすと、つまり、擬似投げ輪１０４の再帰反射シート１２４の垂直座標（Ｙ座標）に基づく速度が所定値Ｖｔを超えると、投げ輪オブジェクト１５１が画面奥に向かって（ｚ軸に沿って）飛んでいく。この場合のコース（ｘ座標）は、飛び出す直前の投げ輪オブジェクト１５１のｘ座標に設定され、その後の擬似投げ輪１０４の座標には依存しない。
【００５０】
投げ輪オブジェクト１５１が飛んでいく場合の初速度は、再帰反射シート１２４のＹ軸方向の速度Ｖｙに比例させる。また、投げ輪オブジェクト１５１の出射角（仰角）θは、再帰反射シート１２４のＹ軸方向の速度Ｖｙに応じて決定される。例えば、再帰反射シート１２４のＹ軸方向の速度範囲を複数設定し、各速度範囲に出射角θを割り当てておく。この場合、Ｙ軸方向の速度Ｖｙが大きいほど、出射角θが大きくなるように割り当てを行う。従って、投げ輪オブジェクト１５１の飛距離、つまり、ｚ軸方向の距離は、再帰反射シート１２４のＹ軸方向の速度Ｖｙに依存する。ただし、再帰反射シート１２４のＹ軸方向の速度Ｖｙが所定値Ｖｔ以下の場合は、投げ輪オブジェクト１５１は飛んでいかない。
【００５１】
使用者は、まず、擬似投げ輪１０４を水平かつＸ軸方向に操作して、投げ輪オブジェクト１５１を適切な水平位置（ｘ軸方向の位置）に移動する。そして、使用者は、擬似投げ輪１０４を前方（Ｙ軸正方向）に振って、投げ輪オブジェクト１５１を画面奥に飛ばし、標的オブジェクト１５３に嵌めることを試みる。投げ輪オブジェクト１５１が標的オブジェクト１５３に嵌った場合、個数表示部５７に個数が加算される。また、投げ輪オブジェクト１５１が嵌った標的オブジェクト１５３は消去される。なお、使用者は、狙った標的オブジェクト１５３が奥に位置するほど、擬似投げ輪１０４を強く振らなければならない。
【００５２】
ここで、投げ輪オブジェクト１５１の中心位置がレンジＲＣに入っている状態で、投げ輪オブジェクト１５１が飛んでいく場合、飛距離が適切であれば、標的オブジェクト１５３ＵＣ，１５３ＭＣ又は１５３ＬＣのいずれかに投げ輪オブジェクト１５１が嵌る。投げ輪オブジェクト１５１の中心位置がレンジＲＬに入っている状態で、投げ輪オブジェクト１５１が飛んでいく場合、飛距離が適切であれば、標的オブジェクト１５３ＵＬ，１５３ＭＬ又は１５３ＬＬのいずれかに投げ輪オブジェクト１５１が嵌る。投げ輪オブジェクト１５１の中心位置がレンジＲＲに入っている状態で、投げ輪オブジェクト１５１が飛んでいく場合、飛距離が適切であれば、標的オブジェクト１５３ＵＲ，１５３ＭＲ又は１５３ＬＲのいずれかに投げ輪オブジェクト１５１が嵌る。
【００５３】
マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の中心位置のｘｙｚ座標が、標的オブジェクト１５３を含む標的空間ＴＳに入っている場合に、投げ輪オブジェクト１５１を標的オブジェクト１５３に嵌める。この標的空間ＴＳを拡げると難易度が低くなり、狭くすると難易度が高くなる。
【００５４】
本実施の形態では、難易度が、３つ（難しい、普通、易しい）設定される。難易度が「易しい」の場合は、標的空間ＴＳを、難易度が「難しい」場合より、常に大きく設定する。難易度が「普通」の場合は、標的空間ＴＳは、難易度が「易しい」の場合と同じときと、難易度が「難しい」の場合と同じときと、がそれぞれ同じ確率で発生するように制御される。この標的空間ＴＳのｘ軸方向の幅は、レンジＲＬ，ＲＣ，ＲＲの幅に対応している。
【００５５】
次に、フローチャートを用いて、擬似輪投げ遊戯システムの処理の流れを説明する。
【００５６】
図６は、図４のマルチメディアプロセッサ３３による全体処理の流れを示すフローチャートである。図６を参照して、ステップＳ１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、使用者が難易度（難しい、普通、易しい）を選択するための画面をテレビジョンモニタ１１に表示する。ステップＳ３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、ルールを説明するための画面をテレビジョンモニタ１１に表示する。ステップＳ５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、プレイ画面をテレビジョンモニタ１１に表示する（図５参照）。ステップＳ７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、使用者の評価を含む結果画面を表示する。
【００５７】
図７は、図６のステップＳ５のプレイ画面表示処理の流れを示すフローチャートである。図７を参照して、ステップＳ２１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、前回のステップＳ２５及びＳ２７の結果に従って、プレイ画面（図５参照）を更新する。ステップＳ２３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、センサユニット１０２から擬似投げ輪１０４の座標（Ｘ，Ｙ）を取得する。ステップＳ２５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、擬似投げ輪１０４の座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、画面中の投げ輪オブジェクト１５１を制御する。ステップＳ２７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１が標的オブジェクト１５３に嵌ったか否かを判定する。ステップＳ２９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の投擲が９回済んだか否かを判定し、「ＮＯ」の場合ステップＳ２１に戻ってプレイ画面を更新し、「ＹＥＳ」の場合リターンする。
【００５８】
図８は、図７のステップＳ２５の投げ輪オブジェクト制御処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して、ステップＳ５１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１が投擲済みか否かを判定し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ６３に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ５３に進む。
【００５９】
ステップＳ５３では、マルチメディアプロセッサ３３は、センサユニット１０２から取得した擬似投げ輪１０４の座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、擬似投げ輪１０４の速度ベクトルのＸ成分Ｖｘ及びＹ成分Ｖｙを算出する。ステップＳ５５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、Ｙ成分Ｖｙが所定値Ｖｔを超えているか否かを判定し、所定値Ｖｔを超えている場合はステップＳ５７に進み、所定値Ｖｔ以下の場合はステップＳ６９に進む。
【００６０】
ステップＳ６９では、マルチメディアプロセッサ３３は、擬似投げ輪１０４の速度ベクトルのＸ成分Ｖｘに基づき、投げ輪オブジェクト１５１の水平座標（ｘ座標）ｘｒを更新する。ステップＳ７１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の垂直座標（ｙ座標）を所定値に設定する。なぜなら、投げ輪オブジェクト１５１の投擲前では、その垂直座標は固定だからである。
【００６１】
一方、ステップＳ５７では、マルチメディアプロセッサ３３は、擬似投げ輪１０４の速度ベクトルのＹ成分Ｖｙに基づいて、投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルのｚ成分ｖｚ０を算出する。ステップＳ５９にて、マルチメディアプロセッサ３３は、擬似投げ輪１０４の速度ベクトルのＹ成分Ｖｙに基づいて、投げ輪オブジェクト１５１の出射角θを決定する。出射角θの決定方法は上述のとおりである。ステップＳ６１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルのｚ成分ｖｚ０と出射角θとに基づいて、投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルのｙ成分ｖｙ０を算出する。
【００６２】
ステップＳ５１で「ＹＥＳ」が判断された後、又は、ステップＳ６１の後、ステップＳ６３にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルのｚ成分ｖｚ０に基づいて、投げ輪オブジェクト１５１の奥行き座標（ｚ座標）ｚｒを算出する。この場合、空気抵抗を考慮することもできる。ステップＳ６５にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルのｙ成分ｖｙ０に基づいて、投げ輪オブジェクト１５１の垂直座標（ｙ座標）ｙｒを算出する。この場合、重力加速度が考慮される。ステップＳ６７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１の水平座標（ｘ座標）ｘｒを前回の水平座標（ｘ座標）ｘｒに設定する。
【００６３】
図９は、図７のステップＳ２７の当り判定処理の流れを示すフローチャートである。図９を参照して、ステップＳ１０１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１が標的オブジェクト１５３に嵌ったか否かを判定し、嵌った場合はステップＳ１０９に進み、嵌っていない場合はステップＳ１０３に進む。
【００６４】
ここで、投げ輪オブジェクト１５１が標的オブジェクト１５３に嵌ったか否かの判定（当り判定）は、上述したように、投げ輪オブジェクト１５１の中心のｘｙｚ座標が、標的空間ＴＳに入っているか否かにより判定される。標的空間ＴＳは、図６のステップＳ１で設定された難易度に応じて設定される。
【００６５】
ステップＳ１０９では、マルチメディアプロセッサ３３は、個数表示部５７の個数を１つ増やす。そして、ステップＳ１１１にて、マルチメディアプロセッサ３３は、成功したことを示す表示設定を行いリターンする。一方、ステップＳ１０３では、マルチメディアプロセッサ３３は、全ての標的オブジェクト１５３に対して、ステップＳ１０１の判定が完了したか否かを判定して、完了した場合はステップＳ１０５に進み、完了していない場合はステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０５では、マルチメディアプロセッサ３３は、投げ輪オブジェクト１５１が着地したか否かを判定し、着地していない場合はリターンし、着地した場合はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７にて、マルチメディアプロセッサ３３は、失敗したことを示す表示設定を行いリターンする。
【００６６】
図１０は、図４のＭＣＵ１３１による全体処理の流れを示すフローチャートである。図１０を参照して、ステップＳ２０１において、ＭＣＵ１３１は、赤外発光ダイオード１０８を点灯する。ステップＳ２０３で、ＭＣＵ１３１は、イメージセンサ３１から、赤外光点灯時の画像データを取得して、内部メモリに格納する。
【００６７】
ここで、本実施の形態では、イメージセンサ３１の例として、３２ピクセル×３２ピクセルのＣＭＯＳイメージセンサを使用する。従って、イメージセンサ３１からは、画像データとして、３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータが出力される。このピクセルデータは、デジタルデータに変換されて、内部メモリ上の二次元配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００６８】
ステップＳ２０５で、ＭＣＵ１３１は、赤外発光ダイオード１０８を消灯する。ステップＳ２０７にて、ＭＣＵ１３１は、イメージセンサ３１から、赤外光消灯時の画像データ（３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータ）を取得して、内部メモリに格納する。この場合、このピクセルデータは、内部メモリ上の二次元配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００６９】
以上のようにして、ストロボ撮影が行われる。ここで、イメージセンサ３１による画像を構成する各ピクセルの位置を表す二次元座標系では、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。そして、１ピクセルを座標値の１単位とする。本実施の形態では、３２ピクセル×３２ピクセルのイメージセンサ３１を用いているため、Ｘ＝０〜３１、Ｙ＝０〜３１である。この点、差分画像についても同じである。また、ピクセルデータは輝度値である。
【００７０】
ステップＳ２０９にて、ＭＣＵ１３１は、赤外発光ダイオード１０８の点灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、赤外発光ダイオード１０８の消灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、の差分を算出して、差分ピクセルデータを二次元配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納する。
【００７１】
ここで、配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり点灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ１［Ｘ］［Ｙ］、配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり消灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ２［Ｘ］［Ｙ］、及び配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり差分ピクセルデータ）を差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］と表記することもある。
【００７２】
ステップＳ２１１では、ＭＣＵ１３１は、ステップＳ２０９で求めた全差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］から、最大輝度値を示す差分ピクセルデータを抽出する。そして、ステップＳ２１３にて、ＭＣＵ１３１は、最大輝度値と所定の閾値Ｔｈとを比較し、最大輝度値が所定の閾値Ｔｈより大きい場合は、その最大輝度値を持つピクセルを今回の注目点としてステップＳ２１５に進み、それ以外は、今回の注目点がないとしてステップＳ２１７に進む。
【００７３】
ここで、差分画像に再帰反射シート１２４が写りこんでいるときは、その部分の輝度値は、他の部分より大きくなるので、経験的に定めた所定の閾値Ｔｈを超える輝度値を持つピクセルの領域を、再帰反射シート１２４の像とする。そして、その像を形成するピクセルのうち、最大輝度値を持つピクセルを再帰反射シート１２４の注目点としている。
【００７４】
ステップＳ２１５では、ＭＣＵ１３１は、最大輝度値を持つピクセルのＸ座標及びＹ座標をそれぞれ、変数Ｘｃ及びＹｃに代入する。一方、ＭＣＵ１３１は、今回の注目点がないときは、ステップＳ２１７にて、変数Ｘｃ及びＹｃに０を代入する。
【００７５】
ステップＳ２１９では、ＭＣＵ１３１は、通信用の赤外発光ダイオード１３３を駆動して、注目点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ）をアダプタ１のＩＲレシーバ１４１に送信する。この際、ＭＣＵ１３１は、スイッチ１１４，１１６，１１８，１２０の操作信号もアダプタ１に送信する。ＭＣＵ１３１はステップＳ２１９の後ステップＳ２０１に戻る。ＭＣＵ１３１は、ステップＳ２０１からＳ２１９の処理を繰り返し、ストロボ撮影に基づく、移動する再帰反射シート１２４の注目点の座標（Ｘｃ，Ｙｃ）をアダプタ１に送信する。
【００７６】
さて、以上のように、本実施の形態によれば、使用者は、擬似投げ輪１０４を手に持って振るだけで、輪投げ遊戯を楽しむことができる。この場合、使用者は、あたかも実際の輪投げをするが如く、擬似投げ輪１０４を投げる動作（実際に投げるのではない。）を行うことで、より臨場感を味わうことができる。
【００７７】
ここで、一般的な投げ輪遊具を高齢者等の身体機能が低下した人達が使用する場合について検討する。高齢者等のように、身体機能が低下した場合であっても、その程度には幅があり、実際の投げ輪を投げることができる人もいれば、できない人もいる。従って、一般的な輪投げ遊具では、より多くの人達に対応できない場合も発生する。ちなみに、投げ輪を軽くすることもできるが、その軽さの程度には限界がある。なぜなら、ある程度の重量がなければ、狙ったとおりに投げ輪が飛んでいかないからである。
【００７８】
また、一般的な輪投げ遊具では、遊戯終了後、再び遊戯を行う場合、投げ輪を回収する必要があり、このような回収もまた、身体機能が低下した者にとっては負担が大きい。もちろん、介護者がそのような回収を行う場合は問題ないが、介護者がいない場合もある。いたとしても、被介護者が多い場合は、手がまわらない場合もある。ちなみに、高齢者福祉施設等において、介護者の不足は社会的な問題になっており、多くの介護者の配置は困難であることが多い。
【００７９】
本実施の形態によれば、使用者は、擬似投げ輪１０４を実際に投げる必要もないので、擬似投げ輪１０４を極力軽いもので作成できる。ちなみに、上記のように、擬似投げ輪１０４は、軽い素材で作成されている。また、擬似投げ輪１０４は実際に投げられるものではないので、その回収も不要である。従って、高齢者等の身体機能が低下した人達の遊戯時の身体的負担を軽減でき、ひいては、介護者等の補助者の負担をも軽減できる。
【００８０】
さらに、使用者は、擬似投げ輪１０４を動かす速さ及び位置を調整して、標的オブジェクト１５３を狙うので、集中力の向上を期待できる。また、使用者は、画面に触れることなく空中で擬似投げ輪１０４を操作するので、空間認識による新しい脳機能の活性化を期待できる。
【００８１】
さらに、使用者は、水平かつＸ軸方向に擬似投げ輪１０４を動かすことで、投げ輪オブジェクト１５１の水平位置を調整できる。また、使用者は、擬似投げ輪１０４を振る速度を調整することで、投げ輪オブジェクト１５１の飛距離を調整できる。また、投げ輪オブジェクト１５１が飛んでいくコース（ｘ座標）は、その後の擬似投げ輪１０４のＸ座標に依存しないので、使用者は、投げ輪オブジェクト１５１の水平位置の決定後は、擬似投げ輪１０４を振る強さだけに注力でき、難易度を低くできる。
【００８２】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。
【００８３】
（１）実施の形態では、臨場感を高めるために、入力装置として擬似投げ輪１０４を使用したが、図１１に示すグローブ７Ｒを使用することもできる。図１１に示すように、このグローブ７Ｒの手に平側には、再帰反射シート９Ｒが取り付けられている。また、例えば、再帰反射シートが取り付けられた、手で把持するような入力装置を使用することもできる。さらに、例えば、手は動かせなくても体の他の一部なら動かせる人のために、図示はしないが、足が動かせるならば再帰反射シートが取り付けられた靴下型の入力装置、頭が動かせるならば再帰反射シートを取り付けた鉢巻型の入力装置などを使用することもできる。いずれにせよ、撮像手段の前で再帰反射シート等の被写体が設けられた面を動かすことができれば、入力装置の形態は問わない。
【００８４】
（２）標的オブジェクト１５３の数や配置場所は任意に設定できる。また、擬似投げ輪１０４の速度ベクトルの方向（ｘ成分）を加味して、飛んでいくときの投げ輪オブジェクト１５１の初速度ベクトルの方向（ｘ成分）を決定することもできる。これにより、難易度が上がる。
【００８５】
（３）上記のストロボ撮影（赤外発光ダイオード１０８の点滅）及び差分処理は、好適な例を示しただけであって、本発明に必須の要素ではない。つまり、赤外発光ダイオード１０８は、点滅させなくてもよいし、また、赤外発光ダイオード１０８がなくてもよい。照射する光は赤外光に限られない。また、再帰反射シート１２４は本発明に必須の要素ではなく、撮像画像を解析して、入力装置（例えば擬似投げ輪）あるいは身体の特定部位（例えば手）が検知できればよい。撮像素子は、イメージセンサに限られず、ＣＣＤなどの他の撮像素子を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本考案の実施の形態による擬似輪投げ遊戯システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のセンサユニット１０２の外観斜視図である。
【図３】図１の擬似投げ輪１０４の説明図である。
【図４】図１のアダプタ１、カートリッジ１００及びセンサユニット１０２の電気的構成を示す図である。
【図５】図１のテレビジョンモニタ１１に映し出されるプレイ画面の例示図である。
【図６】図４のマルチメディアプロセッサ３３による全体処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ５のプレイ画面表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ２５の投げ輪オブジェクト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図７のステップＳ２７の当り判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図４のＭＣＵ１３１による全体処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】入力装置の変形例の説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…アダプタ、１１…テレビジョンモニタ、１００…カートリッジ、１０２…センサユニット、１０４…擬似投げ輪、１２４，９Ｒ…再帰反射シート、３１…イメージセンサ、３３…マルチメディアプロセッサ、３５…外部メモリ、３７…バス、１０８，１３３…赤外発光ダイオード、１３１…ＭＣＵ、１４１…ＩＲレシーバ、７Ｒ…グローブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【図１１】
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