位置检测系统的制作方法

专利名称：位置检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测物体位置的系统。更详细地说，涉及检测空间内的 任意平面上的物体位置的系统。
背景技术：
有一种游戏是进行在真实空间内由玩家操作的真实物体与游戏空间 内的虚拟物体之间的命中判定的游戏。作为这种游戏之一，有由玩家使 球命中显示在显示器上的虚拟物体的游戏。
图10是示出该游戏中的球位置检测用的结构的说明图。该图(a) 示出沿着显示器D的外周配置红外线照射单元Lx、 Ly，并构成棋盘格上 的红外线网的情况。在与各红外线照射单元Lx、 Ly对置的位置，沿着显 示器D的外周配置有红外线传感器Sx、 Sy。该图(b)示出红外线照射 单元Lx、 Ly和红外线传感器Sx、 Sy配置在显示器D的最近处。当玩家 向显示器D所投的球在显示器D的跟前遮断了红外线时，红外线传感器 Sx、 Sy检测出红外线被遮断。通过判别哪个红外线传感器Sx、 Sy检测 出遮断，来用(x， y)坐标确定球命中的位置。
然而，在图10所示的方法中，检测精度取决于沿着图中x方向和y 方向所配置的红外线照射单元Lx、 Ly和红外线传感器Sx、 Sy的间隔。 因此，当要提髙检测精度时，应配置的红外线照射单元Lx、 Ly和红外线 传感器Sx、 Sy的数量增多。而且，由于有必要将红外线照射单元Lx、 Ly和红外线传感器Sx、 Sy设置成使其准确地对置，因而数量越增加， 设置就越困难。
并且，当为了提高检测精度而使红外线的间隔变窄，红外线的间隔 比球的直径小时，1个球在x方向和/或y方向会由多个红外线传感器检 测到。在该情况下，具有l个球被误识别为多个球的可能性。
而且，在一次有多个球通过了红外线网的情况下，在图10所示的方
法中，难以检测各自的通过位置。例如，假定2个球通过了位置P1 (xl， yl)、 P2 (x2， y2)。与xl和x2对应的位置的红外线传感器检测出红外 线遮断。同样，与yl和y2对应的位置的红外线传感器检测出红外线遮 断。然而，就这一点来说，不能确定xl、 x2和yl、 y2的组合。即，不 能判别2个球是通过了位置P1 (xl, yl)、 P2 (x2， y2)，还是通过了 P3 (xl， y2)、 P4 (x2， yl)。

发明内容
本发明的目的是不管物体数量为多少而准确地检测出空间内的任意 平面上的物体位置。
为了解决上述课题，发明1提供了一种具有下述单元的位置检测系
红外线屏幕生成单元，其生成平面状的红外线屏幕；
反射光检测单元，其选择性检测由任意的被检测物通过上述红外 线屏幕引起的在上述红外线屏幕上的红外线反射；以及
位置确定单元，其在上述红外线屏幕上确定由上述反射光检测单 元所检测的红外线反射位置。
在该位置检测系统中，通过仅对红外线屏幕上的反射光进行选择性 检测，来确定反射光位置。即使在多个被检测物同时通过了红外线屏幕 的情况下，也不用设置高精度的传感器，能准确地确定各个被检测物通 过了红外线屏幕的位置。
发明2提供了一种位置检测系统，在上述发明1中，该位置检测系 统还具有真实屏幕，该真实屏幕在隔着上述红外线屏幕而在上述反射光 检测单元的相反侧，沿着上述红外线屏幕设置在其附近。
通过将红外线屏幕和真实屏幕设置得彼此很近，可实质地确定被检 测物命中了真实屏幕的哪个位置。真实屏幕隔着红外线屏幕而设置在反 射光检测单元的相反侧。另外，只要红外线屏幕具有覆盖真实屏幕的大 小，就能进行真实屏幕的整个范围内的位置检测。
发明3提供了一种位置检测系统，在上述发明2中，上述红外线屏 幕与上述真实屏幕之间的距离被调整成不超过上述被检测物的最大长 度。
优选的是，红外线屏幕与真实屏幕之间的距离不超过上述被检测物 的最大长度。例如考虑了被检测物是球的情况。当两屏幕的距离被调整 成不超过球的直径时，可防止命中真实屏幕而回弹的球所引起的红外线 再反射。
发明4提供了一种位置检测系统，在上述发明1 3中，上述红外线 屏幕生成单元包含多个红外线照射单元，该多个红外线照射单元配置在 空间内的任意矩形状平面的周缘的至少一部分上，并照射光轴在上述平 面上的红外线。
各红外线照射单元照射在矩形状平面上具有光轴的红外线。换句话 说，红外线的照射方向被包含在矩形状平面内。这样，通过照射具有指 向性的红外线，可形成平面状的红外线网，即红外线屏幕。并且，通过 照射具有指向性的红外线，可控制红外线屏幕的厚度。红外线屏幕的厚 度越小，就越縮短红外线屏幕与真实屏幕之间的距离，越能进行在接近 真实屏幕的位置处的位置检测。并且，由于可縮短反射光的发光时间， 因而即使在多个被检测物同时通过红外线屏幕的情况下，也能縮小各被 检测物命中真实屏幕的位置和命中定时的偏差。
发明5提供了一种位置检测系统，在上述发明4中，上述多个红外 线照射单元沿着形成上述矩形状平面的4边中的至少2边来进行配置。
红外线照射单元可以沿着对置的2边来排列，也可以沿着相交的2 边来排列。根据该结构，可形成矩形状的红外线屏幕。红外线从至少2 个方向照射到通过该红外线屏幕的被检测物上。因此，即使在多个被检 测物同时通过屏幕的情况下，某个被检测物也难以位于另一被检测物的 背后，具有可将红外线无遗漏地均等地照射到所有多个被检测物上的优 点。
发明6提供了一种位置检测系统，在上述发明1 5中，该位置检测 系统还具有执行任意游戏的游戏执行单元。在该系统中，上述真实屏幕
是与上述游戏执行单元连接、并输出来自上述计算机终端的图像的显示
器
可以把发明1的位置检测系统应用于游戏。计算机终端例如进行显 示在显示器上的游戏空间中的虚拟物体与玩家向显示器投掷的球之间的 命中判定。该命中判定所需要的球与显示器之间的接触位置的判定可以 使用发明1的位置检测系统。而且，即使在多个球同时命中了显示器的 情况下，也能单独进行各个球与虚拟物体之间的命中判定。因此，提高 了游戏中的命中判定的准确性，可期待进一步增加游戏乐趣。
发明7提供了一种位置检测系统，在上述发明1 6中，反射光检测 单元包含下述单元。
-第1摄像单元，其设定成至少使上述真实屏幕整体进入视场角内， 并按规定时间间隔反复进行拍摄；以及
红外线滤波器，其安装在上述第1摄像单元上，并选择输入到上 述第1摄像单元的光。
在该系统中，上述位置确定单元通过分析由上述第1摄像单元所拍 摄的各图像，来确定在上述红外线屏幕上的上述被检测物所引起的红外 线反射位置。
通过分析由照相机等的第1摄像单元所拍摄的图像，可每隔规定时 间间隔检测红外线屏幕上的发光位置。作为第l摄像单元，可使用CCD 照相机和摄像机等。另外，优选的是具有校正所拍摄图像的失真的单元。 例如，可以使用失真校正透镜，还能以软件方式校正图像失真。并且， 第1摄像单元不限于1个。例如在真实屏幕大的情况下，可以设置多个 第1摄像单元，以使真实屏幕整体包括在多个第1摄像单元各自的视场 角的总和内。
发明8提供了一种位置检测系统,在上述发明7中，该位置检测系 统还具有以下单元。
第2摄像单元，其设定成至少使上述真实屏幕整体进入视场角内， 并按规定时间间隔反复进行彩色图像的拍摄；以及
色彩确定单元，其通过分析由上述第1摄像单元和上述第2摄像
单元所拍摄的各图像，来判别上述被检测物的颜色。
只要将可见光输入到第2摄像单元来对彩色图像进行拍摄，并根据 第1摄像单元的图像分析所确定位置的色彩，就能获得被检测物的颜色。 例如，当在多个玩家进行的游戏中针对各玩家被检测物的颜色不同时， 能针对各玩家进行命中判定。并且，第2摄像单元不限于1个。例如在 真实屏幕大的情况下，可以设置多个第2摄像单元，以使真实屏幕整体包括在多个第2摄像单元各自的视场角的总和内。
发明9提供了一种位置检测系统，在上述发明1 8中，该位置检测 系统还具有定时检测单元，该定时检测单元检测由上述反射光检测单元 所检测的反射光产生的定时。
例如，确定被检测物以什么样的顺序通过红外线屏幕，可有效地用 于游戏。
发明IO提供了一种位置检测方法，该位置检测方法具有以下步骤。
红外线屏幕生成步骤，生成平面状的红外线屏幕；
反射光检测步骤，选择性检测由任意的被检测物通过上述红外线
屏幕引起的上述红外线屏幕上的红外线反射；以及
位置确定步骤，在上述红外线屏幕上确定在上述反射光检测步骤
所检测的红外线反射位置。
该方法由发明1的位置检测系统执行，并取得与发明1相同的作用效果。
使用本发明，即使在多个物体同时通过了红外线屏幕的情况下，也 能确定各个物体通过了红外线屏幕的位置。


图1是根据第1实施方式的位置检测系统的外观结构图。
图2是示出图1所示的图像分析板和游戏装置的硬件结构的说明图。
图3
(a)是示出红外线屏幕与显示器之间的位置关系的说明图，
(b) 是示出多个红外线灯的配置例的说明图。
图4是示出游戏装置执行的游戏一例的画面例(游戏中)。
图5是示出游戏装置执行的游戏一例的画面例(游戏结束)。 图6是示出游戏装置执行的游戏一例的画面例(游戏终局)。 图7是示出位置检测系统整体执行的处理流程一例的说明图。 图8是示出游戏装置执行的游戏处理流程一例的流程图。
图9是示出红外线灯的另一配置例的说明图。
图IO是示出现有的球位置检测用的结构的说明图。
具体实施方式
<发明概要>
本发明通过分析对红外光进行了选择性拍摄后的图像来确定通过红 外线屏幕的物体的反射光位置。当把红外线屏幕形成在真实屏幕，例如 显示器的跟前时，仅在显示器的近前产生反射光。这里当对红外光进行 选择性拍摄时，由可见光显示的影像与红外区域的反射光分离，可仅对 反射光进行拍摄。所拍摄的反射光在显示器上的位置可使用公知的图像
:亥^^去^r应用于游戏装置。使执行任意游戏的游戏装置与显示器连 接，把来自游戏装置的图像输出到上述显示器。游戏装置例如进行显示 在显示器上的游戏空间中的虚拟物体与玩家向显示器投掷的球之间的命 中判定。该命中判定所需要的球与显示器之间的接触位置的判定可以使 用上述方法。即使在多个球同时命中了显示器的情况下，也能单独进行 各个球与虚拟物体之间的命中判定。因此，提高了游戏中的命中判定的
准确性，可期待进一步增加游戏乐趣。 <第1实施方式〉 (1)结构 (l一l)系统外观
图1是根据第1实施方式的位置检测系统的外观结构图。位置检测
系统包含游戏壳体10，设置在游戏壳体10的上方前面的红外线照相机
20 (相当于(反射光检测单元)的一部分)以及彩色照相机21。以下， 有时将红外线照相机20和彩色照相机21统一记载为照相机20、 21 。
游戏壳体10具有下述的要素。
(a) 显示器11 (相当于真实屏幕)显示器11设置在壳体上部中央， 输出来自后述的游戏装置的图像。
(b) 游戏执行单元12:游戏执行单元12执行任意游戏，并把执行 中的游戏图像输出到上述显示器ll。在本实施方式中，游戏执行单元12
执行由玩家将球(相当于"被检测物")投掷命中显示在显示器11上的 虚拟物体的游戏。
(c) 图像分析板13 (相当于位置确定单元的一部分和色彩确定单 元)图像分析板13与红外线照相机20和彩色照相机21连接，并分析 由双方的照相机所拍摄的图像。具体地说，根据红外线照相机20的图像 确定通过球产生的反射光位置，并根据彩色照相机21的图像确定在该确 定位置的色彩。
(d) 红外线灯14 (红外线屏幕生成单元)在显示器11的近前设置 有多个红外线灯14，沿着显示器11且在显示器11的整面上照射红外线。 由此，在显示器ll的近前生成平面状的红外线网(红外线屏幕)。
红外线照相机20被设定成至少使显示器11整体进入视场角内，并 把连续拍摄或者按规定时间间隔AT1反复拍摄的影像输入到图像分析板 13。日寸间间隔AT1可以为显示器11的图像被更新的间隔AT2以上(ATI ^△T2)。红外线照相机20包含照相机(相当于第1摄像单元)和安装在 照相机上的红外线滤波器(未作图示)。因此，红外区域的光被选择性输 入到红外线照相机20。换句话说，红外线照相机20对通过了红外线屏幕 的球所引起的反射光进行选择性拍摄。可以将不使用红外线滤波器而仅 检测红外光的照相机用作红外线照相机20。作为构成红外线照相机20的 照相机，可以使用CCD照相机、摄像机、数字照相机等。另外，优选的 是具有校正所拍摄图像的失真的单元。例如，可以使用非球面透镜等的 失真校正透镜，还能以软件方式校正图像失真。
彩色照相机21 (相当于第2摄像单元)被设定成至少使显示器11 整体进入视场角内，并把连续拍摄或者按规定时间间隔AT1反复拍摄的 影像输入到图像分析板13。在按规定时间间隔反复拍摄的情况下，优选
的是，摄像定时与红外线照相机20的摄像定时同步。可以使用上述各种 照相机作为彩色照相机21。并且，可以将遮断红外区域的光的滤波器， 例如使可见光区域的光选择性通过的滤波器安装在上述照相机上，用作
彩色照相机21。安装有这种滤波器的彩色照相机21可对显示在显示器 11上的图像进行选择性拍摄。在彩色照相机21的图像中，只要根据红外 线照相机20的图像分析所确定位置的色彩，就能判别球的颜色。例如， 在多个玩家进行的游戏中针对各玩家球的颜色不同的情况下，可针对各 玩家进行命中判定。
图2是示出图1所示的图像分析板13和游戏执行单元12的硬件结 构的说明图。图中，将红外线照相机20表记为IR照相机20。
图像分析板13具有CPU 131， ROM 132， RAM 133，通信端口 134， 2个帧缓存135a、 b以及2个图像处理部136a、 b。
图像处理部136a、 b将从照相机20、 21所输入的影像进行数字数据 化，并展开到帧缓存135a、 135b内。更具体地说，图像处理部136a、 b 进行1)所输入的影像的A/D转换，2)应存储在帧缓存134a、 b内的 存储空间内的地址生成以及数字数据化后的数据的写入，以及3)针对 CPU 131的1帧的上述处理1)和处理2)完成的通知。红外线照相机20 所拍摄的图像被展开到帧缓存135a内。彩色照相机21所拍摄的图像被 展开到帧缓存135b内。CPU 131读出存储在ROM 132内的图像处理程 序，将RAM 133用作工作区域，同时根据写入在帧缓存135a内的图像 确定球的反射光位置。并且，CPU 131根据写入在帧缓存135b内的图像 确定在反射光位置的颜色信息。后面对CPU 131执行的图像分析处理的 详情进行描述。CPU 131通过通信端口 134将所确定的位置信息和颜色 信息写入到游戏执行单元12的缓存124内。
游戏执行单元12具有下述(a) (e)的要素。
(a) CPU 121:执行存储在后述的ROM123内的控制程序。
(b) RAM 122:临时存储各种变量和参数等。
(c) ROM 123:存储控制程序和各种参数等。
(d) 通信端口 (缓存)124:通过通信电缆，例如RS232C接收并 存储来自图像分析板13的数据。
(e) 描绘处理部125:生成显示在显示器ll上的图像数据。 并且，除了上述要素以外，游戏执行单元12还与扬声器、声音再现
部、输入操作部、以及硬币受理部连接(未作图示)。扬声器输出游戏执 行中和演示画面显示中的声音。声音再现部生成用于输出到扬声器的声 音数据。输入操作部由操纵杆和操作按钮等构成，受理玩家的指示输入。 硬币受理部受理被插入的硬币的信用。
按上述构成的游戏执行单元12根据存储在ROM 123内的控制程序 执行游戏。
(l一3)红外线屏幕与显示器之间的位置关系
图3 (a)是示出红外线屏幕与显示器ll之间的位置关系的说明图。 红外线屏幕S^位于显示器11的显示面与红外线照相机20之间。换句话 说，显示器11隔着红外线屏幕S瓜而设置在红外线照相机20的相反侧。
优选的是，红外线屏幕S^和显示器11的显示面配置在相近的位置。 通过将红外线屏幕S汉和显示器11的显示面设置在很近的位置，可实质 地确定物体命中显示器显示面的哪个位置。更详细地说，通过把红外线 屏幕S^形成在显示器11的显示面近前，可在显示器的近前产生球的红 外线反射。红外线屏幕S限和显示器11的显示面越近，就越能缩小球命 中显示器11的位置与反射位置之间的偏差。
更优选的是，红外线屏幕S仪与显示器11的显示面之间的距离G被 调整成不超过球的最大长度，即直径。这样调整两者的距离，可防止命 中显示器11的显示面而弹回的球的红外线再反射。
而且优选的是，红外线屏幕S汲按照以显示器11的显示面以上的大 小，即大于等于显示器11的显示面的大小来覆盖显示面。这是因为，红 外线屏幕S汉的面决定能检测球位置的区域。相反，也能采用红外线屏幕 S限比显示器11的显示面小的方式。在该方式中，检测出球被投向显示器 ll的外侧，可将该检测结果反映在游戏上。例如，当球被投向显示器ll 的外侧时，可以考虑向玩家施以扣分等的惩罚。(l一4)红外线屏幕的生成 图3 (b)示出多个红外线灯14的配置例。多个红外线灯14配置在 空间内的任意矩形状平面的周缘的至少一部分上。在该例中，沿着显示
器的显示面上的矩形状平面的周缘等间隔地配置有多个红外线灯14。
多个红外线灯14在沿着显示器的显示面的方向具有指向性来照射 红外线。更详细地说，从红外线灯14照射的红外线的光轴位于上述矩形 状平面上，红外线的照射方向被包含在该矩形状平面内。通过使来自红 外线灯"的红外线具有这种指向性，减小了红外线屏幕的厚度。这就减 小了由通过红外线屏幕的球产生的反射位置与球实际命中显示器的位置 之间的偏差。进而可提高球位置检测的准确性。并且，由于可縮短反射 光的发光时间，因而可减小球命中红外线屏幕的定时与反射光的发光定 时之间的偏差。
优选的是，多个红外线灯14沿着至少2边来配置。可以沿着对置的 2边来配置，也可以沿着相交的2边来配置。
根据上述结构，多个红外线灯14形成矩形状的红外线屏幕。红外线 从至少2个方向大致均等地照射到通过该红外线屏幕的球上。因此，即 使在多个球同时通过屏幕的情况下，某个球也难以位于另一球的背后， 可将红外线无遗漏地均等地照射到所有多个球上。
另外，红外线灯14的间隔未必一定是等间隔，然而只要是等间隔， 就能在红外线屏幕中使红外线的强度均匀。
(2)游戏中的具体例
图4、图5、图6是示出游戏执行单元12执行的游戏一例的画面例。 在该游戏中，为使从空中掉落的陨石不会命中兔子居住的建筑物，玩家 向陨石投球，粉碎陨石。在画面上部的与各兔子对应的位置，用数字表 示兔子的剩余寿命。兔子每次因陨石而受伤，兔子的剩余寿命就减少。 当陨石命中了兔子时，即使剩余寿命不是零，游戏也结束(参照图5)。 在该例中，由于居住着4个兔子，因而最多4人的玩家可参赛来拯救各 自的兔子。在游戏的终局，由于巨大陨石落下，因而只要在该陨石落到 地上之前使规定数量的球命中巨大陨石，玩家就能继续进行游戏(参照图6)。
执行该游戏的游戏执行单元12根据图像分析板13所确定的球位置， 进行球与陨石之间的命中判定。命中判定结果，当球命中了陨石时，粉 碎陨石。
(3)处理
(3 — 1)系统整体的处理
图7是示出位置检测系统整体执行的处理流程一例的说明图。该图 也一并示出图像分析板13执行的图像分析处理流程一例。
首先，对红外线照相机20和彩色照相机21执行的处理进行说明。 由于红外线照相机20和彩色照相机21执行的处理相同，因而以下将两 者简单记载为照相机20、 21。
照相机20、 21连续进行拍摄(#1)，并把影像信号传送到图像分析 板13 (#2)。
下面，对图像分析板13执行的处理进行说明。图像处理部136a、 b 从照相机20、 21接收影像信号，对影像信号进行数字数据化，并展开到 帧缓存135a、 b内(#11)。
CPU 131以点为单位，以规定阈值为基准对展开到帧缓存135a内的 图像数据进行二值化(#12)，并以点为单位进行红外线的亮度高的部分 的挑选(#13)。 CPU 131针对所挑选的亮度高的部分，即以1个以上的 高亮度点构成的集合体各方，计算该集合体的面积(#14)。而且，CPU 131 判断计算出的面积各方是否是规定范围的大小(#15)，当有具有规定大 小的高亮度点的集合体时，求出各高亮度集合体的重心坐标(#16)。然 后，CPU 131判断求出了重心坐标的集合体的圆形度是否在规定范围内 (#17)。例如，只要在以求出的重心坐标为中心的规定半径的圆内以规 定的范围比例存在高亮度点，就能判断为该集合体是圆形。
然后，CPU 131把判断为是圆形的高亮度集合体视为球的图像，并 把帧缓存135a中的其重心坐标转换成帧缓存135b的坐标。该坐标转换 是在帧缓存135a、 b之间有坐标偏差的情况下进行。而且，CPU 131从 转换得到的坐标位置的图像数据中读出颜色信息(#18)。之后，CPU 131
把球的重心坐标和颜色信息写入到游戏执行单元12的缓存124内。
下面对游戏执行单元12执行的处理进行说明。游戏执行单元12的 CPU 121每经过规定时间AT2就参照缓存124，读出最新的位置信息和颜 色信息(#21， #22)。所读出的信息用于游戏的命中判定(#23)。游戏执 行单元12例如每隔1/60秒进行该处理，从而使用写入在缓存124中的位 置信息来进行游戏中的命中判定。
(3—2)游戏执行单元的处理
图8是示出游戏执行单元12执行的游戏处理流程一例的流程图。当 电源被接通时，游戏执行单元12的CPU 121开始以下处理。
步骤S1 S2: CPU121在把演示画面输出到显示器的同时，等待投 入硬币(Sl)。当投入了硬币时(S2)，转移到步骤S3。
步骤S3: CPU 121执行存储在ROM 123内的游戏程序。在该执行 时，CPU 121在必要定时参照缓存124，在参照的时刻将写入在缓存124 内的位置信息和颜色信息用于游戏处理。
步骤S4 S5: CPU 121执行游戏直到游戏结束(S4)，当游戏结束 时，判断是由游戏清零引起的结束，还是由游戏结束引起的结束(S5)。
步骤S6: CPU121从玩家受理是否继续进行游戏的选择，在继续进 行的情况下，再次回到上述步骤S3来执行新的游戏。在不继续进行的情 况下，以及在上述步骤S4中游戏结束的情况下，回到上述步骤S1，显示 ^f示画面。
只要使用本实施方式，就能在游戏中准确地检测出玩家向显示器投 掷的球命中显示器的哪个位置。而且，即使在多个球同时命中了显示器 的情况下，也能分别确定各球的命中位置。由于球的反射光产生在显示 器的近前，因而可控制反射光的产生位置与球命中显示器的位置之间的 偏差。还能控制反射光产生的定时与球命中显示器的定时之间的偏差。 因此，根据检测结果，即使进行与游戏空间中的虚拟物体之间的命中判 定，也不会产生失调感。
<其他实施方式>
(A)本发明的位置检测方法可以不使用红外光而能使用可见光以外的波长的光来实现。这是因为，只要能将来自显示器的可见光以外的波 长的光选择性输入到照相机，就能进行显示在显示器上的影像与球的反 射光的分离。
(B) 在上述实施方式中，红外线照相机20和彩色照相机21分别使
用了各1台，然而可以不一定是各1台。例如，在显示器过大而不能收
在l台照相机的视场角内的情况下，可以使用多个红外线照相机20和彩 色照相机21。
(C) 图9示出红外线灯14的另一配置例。红外线灯14的配置不限 于上述例。只要把红外线灯14配置成能向通过红外线屏幕内的多个物体 均匀地照射红外线即可。可以在要形成红外线屏幕的矩形状平面的至少2 个角安装红外线灯14'，该红外线灯14'照射出范围在90度内且在该平 面上具有光轴的红外线IR。在将该红外线灯14'安装在矩形状平面的2 个角的情况下，优选的是安装在位于对角线上的2个角。这是因为，容 易向通过红外线屏幕的球均等地照射红外线。
(D) 图像分析板13可以检测产生反射光的定时，例如时刻信息和 时间戳。由此，可确定球等的物体以什么样的顺序通过红外线屏幕。
并且，通过定时的检测，还能检测物体在红外线屏幕上描绘的轨迹。 例如，在玩家操作剑来与敌人角色战斗的战斗游戏中，可根据红外线屏 幕上的剑的轨迹判断玩家使用剑是否描绘了特定图形，例如十字形。
(E) 在上述实施方式中，使用游戏例作了说明，然而本发明还能应 用于游戏以外的领域。例如，可以用于田径赛和赛马中的胜败判定。在 该情况下，更优选的是，图像分析板13进行上述的定时检测。
并且，在应用于游戏的情况下，不仅能应用于上述的游戏，还能应 用于其他各种游戏。并且，要检测的物体不仅是球，还可以是例如弓箭、 BB弹、刺棒，也可以是玩家身体的一部分。例如，在玩家戴上涂有涂料 的手套进行的格斗游戏中，还能检测手套位置。
(F) 上述位置检测系统执行的位置检测方法被包含在本发明的范围 内。并且，在该位置检测方法中使用的位置确定方法、执行该方法的程 序以及记录有该程序的计算机读取记录介质被包含在本发明的范围内。这里，程序包含有记录在记录介质内的程序以及能下载的程序。并且， 作为记录介质，可列举计算机能读写的软盘、硬盘、半导体存储器、CD
一ROM、 DVD、光磁盘(MO)及其他。
本发明可应用于检测空间内的物体位置的所有领域，可优选地应用 于游戏领域。
权利要求
1.一种位置检测系统，其特征在于，该位置检测系统具有红外线屏幕生成单元，其生成平面状的红外线屏幕；反射光检测单元，其选择性检测由任意的被检测物通过上述红外线屏幕引起的在上述红外线屏幕上的红外线反射；以及位置确定单元，其在上述红外线屏幕上确定由上述反射光检测单元所检测的红外线反射位置。
2. 根据权利要求1所述的位置检测系统，其特征在于，该位置检测 系统还具有真实屏幕，该真实屏幕隔着上述红外线屏幕而在上述反射光 检测单元的相反侧，沿着上述红外线屏幕设置在其附近。
3. 根据权利要求2所述的位置检测系统，其特征在于，上述红外线 屏幕与上述真实屏幕之间的距离被调整成不超过上述被检测物的最大长
4. 根据权利要求1、 2或3所述的位置检测系统，其特征在于，上述 红外线屏幕生成单元包含多个红外线照射单元，该多个红外线照射单元 配置在空间内的任意矩形状平面的周缘的至少一部分上，并照射光轴在 上述平面上的红外线。
5. 根据权利要求4所述的位置检测系统，其特征在于，上述多个红 外线照射单元沿着形成上述矩形状平面的4边中的至少2边来进行配置。
6. 根据权利要求1 5中的任一项所述的位置检测系统，其特征在于， 该位置检测系统还具有执行任意游戏的游戏执行单元，上述真实屏幕是与上述游戏执行单元连接、并输出来自上述游戏执 行单元的图像的显示器。
7. 根据权利要求1 6中的任一项所述的位置检测系统，其特征在于， 上述反射光检测单元包含第1摄像单元，其设定成至少使上述真实屏幕整体进入视场角内， 并按规定时间间隔反复进行拍摄；以及红外线滤波器，其安装在上述第1摄像单元上，并选择输入到上述第1摄像单元的光，上述位置确定单元通过分析由上述第1摄像单元所拍摄的各图像， 来确定在上述红外线屏幕上的上述被检测物所引起的红外线反射位置。
8. 根据权利要求7所述的位置检测系统，其特征在于，该位置检测 系统还具有第2摄像单元，其设定成至少使上述真实屏幕整体进入视场角内， 并按规定时间间隔反复进行彩色图像的拍摄；以及色彩确定单元，其通过分析由上述第1摄像单元和上述第2摄像单 元所拍摄的各图像，来判别上述被检测物的颜色。
9. 根据权利要求1 8中的任一项所述的位置检测系统，其特征在于， 该位置检测系统还具有定时检测单元，该定时检测单元检测由上述反射 光检测单元所检测的反射光产生的定时。
10. —种位置检测方法，其特征在于，该位置检测方法具有 红外线屏幕生成步骤，生成平面状的红外线屏幕； 反射光检测步骤，选择性检测由任意的被检测物通过上述红外线屏幕引起的在上述红外线屏幕上的红外线反射；以及位置确定步骤，在上述红外线屏幕上确定在上述反射光检测步骤所 检测的红外线反射位置。
全文摘要
本发明提供位置检测系统，用于检测空间中的多个物体的位置。通过分析对红外光进行了选择性拍摄后的图像来确定通过红外线屏幕的物体的反射光的位置。当在显示器的跟前形成红外线屏幕时，仅在显示器的近前产生反射光。这里当对红外光进行选择性拍摄时，由可见光显示的影像与红外区域的反射光分离，可仅对反射光进行拍摄。所拍摄的反射光在显示器上的位置可使用公知的图像分析方法来确定。
文档编号A63B63/00GK101198383SQ20068002119
公开日2008年6月11日 申请日期2006年7月12日 优先权日2005年7月28日
发明者上田智, 伊藤哲也, 吉田智, 渡边将克 申请人:科乐美数码娱乐株式会社