傳感設備、程序執行設備及成像系統的製作方法

2023-09-19 11:57:05

專利名稱：傳感設備、程序執行設備及成像系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及傳感設備，用於檢測諸如傾斜角度、壓力大小等的物理信息，還涉及諸如遊戲設備等的程序執行設備，並進一步涉及設有與數位相機等相同功能的成像系統。
背景技術：
已經研發出各種遊戲系統，這些遊戲系統根據施加到遊戲設備的控制器或盒的傾斜、衝擊等而改變遊戲空間的狀態。這種類型的遊戲設備通過裝載特殊的傳感器元件而檢測所需的物理信息(傾斜等)。因此，為了獲得不同類型的新的物理信息(加速度等)，需要將針對該信息的附加特殊傳感器元件分別裝載到遊戲設備中。根據遊戲類型提供多個特殊傳感器元件導致成本及設備尺寸的急劇增加。
已經研發出具有設於遊戲卡(game cartridge)側的傳感器功能的遊戲設備(例如見JP-A-2001-170358)。圖17的圖示示出了這種類型的遊戲設備中的遊戲設備本體301與遊戲卡330。
遊戲設備301包含用於顯示遊戲屏幕的LCD面板304、用於執行遊戲操作的開關組305、中央處理器(CPU)311、音頻控制部分312、通信接口(I/F)313、工作隨機訪問存儲器(RAM)314和揚聲器315。
遊戲卡330設有編程只讀存儲器(ROM)331、備用隨機訪問存儲器(RAM)332、用於檢測沿X軸和Y軸方向的加速度的XY軸加速度傳感器333、用於檢測沿Z軸方向加速度的Z軸接觸開關334、以及用於將由XY軸加速度傳感器333及Z軸接觸開關334獲得的檢測結果傳遞到CPU311的傳感器接口(I/F)335。
如前所述，根據遊戲類型在遊戲設備內提供多個特殊傳感器元件導致成本以及設備尺寸上的急劇增大。此外，如圖17所示，構造該遊戲設備最終要求每個卡具有一個傳感器元件，因此導致大的成本負擔。

發明內容
鑑於上述內容，本發明的目標是提供一種能夠檢測預期物理信息(傾斜等)並具有低成本配置的傳感設備，提供設有這種傳感設備的程序執行設備，以及提供用戶友好的成像系統。
為了實現上述目標，本發明的一個方面涉及根據外部因素而改變的用於檢測預定類型物理信息的傳感設備。該傳感設備包括成像部分；對象(subject)狀態改變部分，包括成像部分的對象並根據外部因素而改變該對象的狀態；以及檢測部分，基於成像部分對對象拍攝獲得的圖像數據而檢測該物理信息。
待檢測的物理信息根據外部因素(來自外部的操作力等)而改變。另一方面，成像部分的對象狀態根據該外部因素而改變。對象狀態由圖像數據表示，因此可基於這個圖像數據檢測該物理信息。
按照這種方式，前述傳感設備可以使用成像部分的成像功能，由此檢測預定類型的物理信息，從而允許特別是在先前設有成像部分的系統中以非常低成本的配置進行預期的檢測。
例如，該對象狀態改變部分通過可自由組裝及拆卸的方式安裝到安裝有成像部分的盒。
更具體地，例如，對於該對象狀態改變部分，存在至少第一對象狀態改變部分和第二對象狀態改變部分；所述第一對象狀態改變部分包括作為對象的所述成像部分的第一對象，且根據作為外部因素的第一外部因素改變所述第一對象的狀態；所述第二對象狀態改變部分包括作為對象的所述成像部分的第二對象，且根據作為外部因素的第二外部因素改變所述第二對象的狀態；所述第一與第二對象互不相同，且所述第一外部因素與第二外部因素為互不相同類型的外部因素；所述第一與第二對象狀態改變部分以自由組裝與拆卸的方式安裝，並選擇性地安裝到安裝了所述成像部分的盒；當所述第一對象狀態改變部分被安裝到所述盒時，該檢測部分基於通過拍攝第一對象所獲得的圖像數據而檢測作為物理信息的第一物理信息，且當所述第二對象狀態改變部分被安裝到所述盒時，該檢測部分基於通過拍攝第二對象所獲得的圖像數據而檢測作為物理信息的第二物理信息，所述第二物理信息的類型不同於第一物理信息。
對被安裝到上述盒的對象狀態改變部分進行替換也可以改變可檢測的物理信息。也就是說，使用上述成像部分和檢測部分(即，採用成本非常低的配置)可實現對各種類型物理信息的檢測。
例如，該對象狀態改變部分包含作為對象的移動物體，該物體根據安裝有成像部分的盒的傾斜而在該成像部分的拍攝區域內移動；該外部因素是改變該傾斜的力；該檢測部分基於圖像數據而檢測該移動物體在拍攝區域內的位置與移動中的至少一個，由此檢測作為物理信息的傾斜角度及其變化中的至少一種。
上述盒的傾斜改變導致上述移動物體在拍攝區域內移動。該移動物體在拍攝區域內的位置與移動由圖像數據表示，因此基於該圖像數據可以檢測傾斜角度和/或其變化。
具體地，例如，該對象狀態改變部分在該成像部分的拍攝區域內設有凸起或凹陷表面；且該移動對象在該傾斜改變時受重力作用沿表面移動。
例如，該對象狀態改變部分包含設於該成像部分的拍攝區域內的表面以及作為對象且在該表面上可移動的移動物體；該外部因素為改變該移動物體在該表面上的位置的力；以及，該檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該移動物體在拍攝區域內的位置與移動中的至少一種。
上述的力，例如來自外部的操作力等，改變上述移動物體的位置。該移動物體在拍攝區域內的位置與移動由圖像數據表示；因此基於該圖像數據可以檢測該移動物體的位置和/或移動。
例如，該對象狀態改變部分包括作為對象的磁體，該磁體設於成像部分的拍攝區域內從而根據磁場方向是可旋轉的；該外部因素為由旋轉該磁體的磁場所提供的磁力；以及，該檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該磁力的方向。
上述磁場的磁力旋轉上述磁體。上述磁體的方向由圖像數據表示，因此基於該圖像數據可以檢測上述磁力的方向。
例如，該對象狀態改變部分包含旋轉軸，以及作為對象的多個葉片，該對象排列在成像部分的拍攝區域內且被安裝成以該旋轉軸為中心軸是可旋轉的；所述外部因素是旋轉該多個葉片的力；所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該多個葉片的旋轉狀態。
上述的力，例如來自外部的操作力、風力等，旋轉上述的多個葉片。該多個葉片的旋轉狀態由圖像數據表示，因此可以基於該圖像數據檢測該旋轉狀態。
例如，該對象狀態改變部分包括作為對象的壓力可變形物體，該壓力可變形物體排列在該成像部分的拍攝區域內並根據對其所施加的壓力大小而改變其形狀；該外部因素為施加到該壓力可變形物體的壓力；以及，該檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的該壓力的大小。
上述的壓力可變形物體的形狀根據上述的壓力大小而改變。該形變的狀況由圖像數據表示，因此可以基於該圖像數據檢測該壓力的大小。
具體地，例如，該對象狀態改變部分包括將彈性物體夾在中間作為該壓力可變形物體的上板與下板，並且配置成使得該壓力可變形物體與下板之間的接觸面積根據經上板施加到該壓力可變形物體的壓力大小而改變；所述檢測部分基於圖像數據計算該接觸面積，並且基於計算的接觸面積檢測作為物理信息的該壓力的大小。
例如，該對象狀態改變部分包括作為對象且根據施加到其上的壓力大小而改變形狀的多個壓力可變形物體；所述多個壓力可變形物體排列在該成像部分拍攝區域內互不相同的位置；所述外部因素為施加到該多個壓力可變形物體的壓力；以及所述檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的壓力大小以及施加壓力的位置。
該多個壓力可變形物體排列在拍攝區域內互不相同的位置，因此各個這些壓力可變形物體的形狀根據壓力的大小以及施加壓力的位置而發生改變。各個壓力可變形物體的變形狀況由圖像數據表示，因此基於該圖像數據可以檢測該壓力的大小以及施加該壓力的位置。
具體地，例如，該對象狀態改變部分包括在多個互不相同的位置將彈性物體夾在中間作為各個壓力可變形物體的上板與下板，並且配置成使得各個該多個壓力可變形物體與下板之間的接觸面積根據經上板施加到各個壓力可變形物體的壓力大小以及施加壓力的位置而改變；以及所述檢測部分基於圖像數據計算每個接觸面積，並且基於計算的每個接觸面積檢測作為物理信息的壓力大小及施加壓力的位置。
例如，該對象狀態改變部分進一步包括被安裝到上板的棒形物體，並配置成使得壓力經該棒形物體被施加到各個壓力可變形物體。
例如，該對象狀態改變部分包括作為對象的移動物體，該移動物體根據安裝了成像部分的盒的加速度而在該成像部分的拍攝區域內移動；所述外部因素為改變加速度水平的力；以及所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該加速度大小與方向中的至少一個。
上述的力，例如來自外部的操作力等，改變盒的加速度，使得上述移動物體在拍攝區域內移動。該移動的狀況由圖像數據表示；因此，基於該圖像數據可以檢測該加速度的水平和/或方向。
具體地，例如，該對象狀態改變部分進一步包括第一與第二彈性物體，所述第一與第二彈性物體設置成能夠沿加速度改變的方向延伸與收縮，並配置成使得每個第一與第二彈性物體的一端固定，該第一與第二彈性物體的另一端夾在該移動物體之間。
根據這個配置，該移動物體的移動以及伴隨的該第一與第二彈性物體的延伸與收縮都根據該盒的加速度而進行。
例如，該對象狀態改變部分包括作為對象的旋轉物體，該旋轉物體在成像部分的拍攝區域內旋轉；所述外部因素為旋轉該旋轉物體的力；以及所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該旋轉物體的旋轉狀態。
上述的力，例如來自外部的操作力等，旋轉上述的旋轉物體。該旋轉的狀況由圖像數據表示；因此基於該圖像數據可以檢測該旋轉物體的旋轉狀態。
例如，該對象狀態改變部分包括溫度指示材料，該溫度指示材料排列在成像部分的拍攝區域內並根據待測量對象的溫度而改變顏色，；所述外部因素是來自改變溫度的熱源的熱量；以及所述檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的溫度。
該溫度指示材料的顏色的狀態由圖像數據表示；因此基於該圖像數據可以檢測上述的溫度。
為了獲得上述的目標，本發明的另一個方面涉及程序執行設備，該程序執行設備包括存儲程序的程序存儲部分以及執行程序的程序執行部分。該程序執行設備進一步包括任一上述描述中的傳感設備。該程序執行部分通過參考作為變量的由該傳感設備檢測部分檢測到的物理信息而執行該程序。
因此，基於該圖像數據檢測到預期的物理信息，由此允許根據該物理信息(傾斜等)而執行程序。例如，如果安裝到上述盒的對象狀態改變部分配置成是可替換的，待檢測的物理信息也是可以改變的。也就是說，可以使用低成本配置提供程序執行設備(遊戲設備等)，該程序執行設備可以參考各種類型的物理信息。
為了實現上述目標，本發明的又一個方面涉及一種成像系統，該成像系統包括成像部分，安裝了所述成像部分的盒；旋轉板，具有開口並被安裝到該盒從而能夠以該成像部分的光學系統的光學軸為中心軸而旋轉；以及鏡面，被固定到所述旋轉板並將來自第一對象的光反射使得該光經開口進入成像部分。
根據上述的配置，旋轉上述的該旋轉板允許在改變拍攝方向的同時保持該盒固定，由此改善了可用性。
例如，該旋轉板可自由地組裝到該盒以及從該盒拆卸；所述旋轉板與對象狀態改變部分被選擇性地以自由組裝與拆卸的方式安裝到該盒，該對象狀態改變部分包含成像部分的第二對象並根據外部因素改變該第二對象的狀態；所述成像系統進一步包括檢測部分；以及當所述對象狀態改變部分被安裝到該盒時，該檢測部分基於通過拍攝該第二對象所獲得的圖像數據而檢測預定類型的物理信息，該預定類型的物理信息根據外部因素而改變。
根據上述的配置，該成像部分可用於檢測物理信息。也就是說，可以採用低成本配置為該成像系統提供傳感功能。
如前所述，依照根據本發明的傳感設備，可以採用低成本配置檢測預期的物理信息(傾斜等)。


圖1A與1B為根據本發明實施例的遊戲設備的外部視圖；圖2為示出了圖1A與1B中的遊戲設備以及遊戲卡的電學配置的方框圖；圖3為圖2的照相機內部方框圖；圖4A為根據本發明示例1的附件的外圍部分的放大透視圖，圖4B為其剖面圖；圖5A與5B為用於描述根據本發明示例1的CPU操作的圖示；圖6A為示出圖4A與4B附件的修改示例的放大透視圖，圖6B為其剖面圖；圖7為根據本發明示例2的附件的外圍部分的放大透視圖；圖8A為根據本發明示例3的附件的外圍部分的放大透視圖，圖8B為其剖面圖；圖9為根據本發明示例4的附件的外圍部分的放大透視圖；圖10A為根據本發明示例5的附件的外圍部分的放大透視圖，圖10B為其剖面圖；圖11A與11B為用於解釋根據本發明示例5的CPU的操作；
圖12為根據本發明示例6的附件的外圍部分的放大透視圖；圖13A為根據本發明示例7的附件的外圍部分的放大透視圖，圖13B為其平面圖；圖14為根據本發明示例8的附件的外圍部分的放大透視圖；圖15為根據本發明示例9的附件的外圍部分的放大透視圖；圖16為根據本發明示例10的附件的外圍部分的放大透視圖；以及圖17為示出了傳統遊戲設備與遊戲卡的電學配置的方框圖。
具體實施例方式
在下文中將參考附圖詳細地描述應用於移動遊戲設備(下文中簡寫為「遊戲設備」)的本發明的各個實施例。在各個下述圖示中，為相同的部分提供了相同的附圖標記，因此將基本上省略對相同部分的重複描述。
首先將描述遊戲設備的總體配置。圖1A與1B分別為根據本發明實施例的遊戲設備1的外部視圖。圖1A示出未安裝附件10的遊戲設備1的外部視圖，而圖1B示出安裝了附件10的遊戲設備1的外部視圖。圖2為示出了遊戲設備1與遊戲卡(下文中稱為「卡」)30的電學配置的方框圖。該遊戲設備包含遊戲設備1以及卡30，卡30可自由地組裝到該遊戲設備1或從該遊戲設備1拆卸。
在圖2中，附件10被示成設於遊戲設備1的外部。可以考慮將附件10設於遊戲設備1的外部或者包含在遊戲設備1內。
遊戲設備1設有基本上為矩形的盒8。照相機2、發光二極體(LED)3、液晶顯示(LCD)面板4、以及由開關5a與5b，5c、5d、5e以及5f組成的開關組5都被固定在盒8的預定位置，此外所有這些都安裝在盒8的頂面18側上。頂面18形成基本上呈矩形形狀的盒8的一個表面，且基本上是方形的。此外，在盒8中，還在盒8的頂面18側上提供了四個附件安裝孔(下文中簡寫為「安裝孔」)6a、6b、6c與6d。當卡30安裝在設於遊戲設備1內的卡安裝孔7內時，遊戲設備1與卡30被彼此電連接。
附件10被安裝到盒8，從而覆蓋具有安裝孔6a至6d的照相機2與LED 3的頂側。附件10可自由地組裝到盒8以及從盒8拆卸。
照相機2構造成如圖3所示包含由多個透鏡組成的光學系統21、孔徑光闌22、圖像傳感器23與圖像處理部分24。
圖像傳感器23由例如電荷耦合器件(CCD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器等組成。圖像傳感器23對經光學系統21與孔徑光闌22入射的光學圖像進行光電轉換，並將由該光電轉換獲得的電信號傳輸到圖像處理部分24。更具體地，圖像傳感器23設有以矩陣形式呈二維陣列的多個像素(即，光接收元件，未示出)。在各個拍攝中，各個像素依據曝光時間存儲特定數量的信號電荷。各個像素將電信號輸出到後一級的圖像處理部分24，該電信號的幅值與所存儲的信號電荷的電荷數量成正比。例如，圖像傳感器23為用於彩色拍攝的單板型圖像傳感器，該圖像傳感器在其各個像素的前表面上具有紅(R)、綠(G)或藍(B)色濾波器(未示出)。
圖像處理部分24構造成包含放大器電路25、A/D轉換器(模數轉換器)26等。放大器電路25放大作為圖像傳感器23的輸出信號的模擬信號，該放大倍率是根據所謂的自動增益控制，並隨後輸出該信號。A/D轉換器26順序地將放大器電路25的輸出信號轉換成數位訊號。圖像處理部分24恰當地使該數位訊號經過適當的處理，並輸出代表該拍攝圖像的圖像數據。
從圖像處理部分24輸出的圖像數據由對應於各個像素的像素數據組成。例如，當組成圖像傳感器23的像素的總數目為100000時，由100000個像素數據形成一個圖像數據。
由例如RGB信號表達各個像素數據，該RGB信號由代表接收光的紅色分量強度的信號R、代表接收光的綠色分量強度的信號G以及代表接收光的藍色分量強度的信號B組成。同樣地，例如，由YUV信號表達各個像素數據，該YUV信號由代表接收光亮度的亮度信號Y與兩個顏色信號U與V組成。RGB信號與YUV信號是可以相互轉換的。對於用RGB方法、YUV方法或任何其他方法表達的視頻信號，各個像素數據指定了各個像素所接收的光的紅色分量、綠色分量與藍色分量的強度，還指定了各個像素所接收的光的亮度。
由圖像處理部分24輸出的圖像數據被提供給中央處理器(CPU)11。照相機2以預定幀頻(例如每秒30幀)執行移動圖像拍攝。因此，代表連續拍攝圖像的圖像數據被連續地傳輸到CPU 11。此外，照相機2還能夠執行靜止圖像拍攝。
LED 3輻射照相機2的拍攝區域，並在需要時進行照明。指定各個開關5a與5b以及包含開關5c、5d、5e與5f的十字形按鍵的按下狀態的開關信息被傳輸到CPU 11。CPU 11基於記錄於程序ROM(只讀存儲器)31內的遊戲程序以及記錄於備用RAM(隨機訪問存儲器)32內指定遊戲狀態等的信息而執行前述程序，其中該程序ROM 31設於卡30內，該備用RAM 32設於卡30內。接著，CPU 11根據該遊戲程序，將視頻信號輸出到LCD面板4，還將音頻信號輸出到音頻控制部分12。
LCD面板4基於來自CPU 11的視頻信號顯示代表遊戲內容等的圖像。音頻輸出部分12基於來自CPU 11的音頻信號而驅動揚聲器15。揚聲器15輸出前述的音頻信號作為聲音。通信接口(通信I/F)13為將用於通信的通信電纜與不同遊戲設備1連接的接口。該通信電纜恰當地連接到通信接口。工作RAM 14為一種存儲器，在執行上述遊戲程序時CPU11恰當地使用該存儲器進行數據寫入與讀取。在該工作RAM 14本身中，上述遊戲程序的所有或一部分可以被臨時存儲。
如前所述，附件10可自由地組裝到盒8並可從盒8拆卸，因此任何各種類型的附件可以被選擇性地安裝到盒8。下文中，提供示例1至10，將描述當各種類型的附件被安裝到盒8時該遊戲設備所執行的操作等。
在示例2、3、4、5、6、7、8、9與10中，代表附件的數字分別寫成10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h與10i，使得這些附件可以相互區分，且這些附件與上述附件10的情形相似地被分別安裝到盒8。也就是說，當考慮示例2、3、4、5、6、7、8、9與10時，在總體配置的上述描述中「附件10」被分別理解為附件10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h與10i。
首先將解釋示例1。在示例1中，附件10被安裝到盒8。圖4A為附件10的外圍部分的放大透視圖，其中上板40被除去。圖4B為沿圖1B線A-A截取的附件10的剖面視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖4A中示出，且照相機2、LED 3與盒8被省略並因此未在圖4B中示出。
附件10被構造成具有分別與安裝孔6a、6b、6c及6d匹配的安裝棒9a、9b、9c及9d；上板40；下板44；以及作為移動物體的球形的球體41。安裝棒9a、9b、9c及9d由例如樹脂材料形成。
下板44具有旋轉拋物線的形狀，其剖面繪製出拋物線曲線，類似拋物線天線的反射鏡面。球體41排列在下板44的凹陷表面上。當盒8保持成使得盒8頂面18的取向與水平面平行(這種情況下盒8的傾斜為0°)，下板44在其外圍部分被安裝到安裝棒9a、9b、9c和9d，使得球體41位於表面的最低點(最靠近地的一側上的點)42，下板44與球體41在該點彼此接觸。當盒8的傾斜為0°時，球體41在最低點42與下板44接觸。當盒8以頂面18上的直線為中軸傾斜時(沿垂直方向傾斜)，也就是說，當盒8的傾斜受用戶施加的操作力(受外力)而變得不等於0°時，球體41由於重力而在下板44上沿箭頭43的方向移動。
上板40在其外圍部分與下板44接合，使得在盒8傾斜時，球體41不從與下板44接觸的區域凸出。
照相機2執行移動圖像拍攝，從下板的底側(盒8側)以球體41作為主要對象，使得整個下板44落在拍攝區域內。照相機2與附件10排列成使得最低點42與拍攝區域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光線輻射下板44的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
上板40、下板44與球體41例如由樹脂材料形成。為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的球體41，例如，下板44與球體41的顏色分別為淺白色與粉紅色，而上板40是透明的。提供為淺白色的下板44，則阻擋(散射)代表外部情景的入射光，並因此可以阻止這樣的現象，即，原始被捕獲的對象(本示例中為球體41)被掩埋在照相機2拍攝的外部情景中。提供粉紅色的球體41，導致了從照相機2側察看時，球體41與下板44彼此接觸的部分看上去為粉紅色。提供透明上板40的目的是獲得內部光線或太陽光，從而由此使拍攝區域變亮。
提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將球體41與下板44彼此接觸的部分(或球體41本身)與外部情景區分開即可。例如，下板44可以是任意半透明顏色，而球體41可以是任意不透明顏色。此外，上板40可以是半透明或不透明的顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明球體41在拍攝區域內的位置及運動的信息。此外，球體41的位置與運動可說明盒8的傾斜角度及其變化。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測球體41在拍攝區域內的位置與運動，並基於檢測到的位置與運動而檢測盒8的傾斜角度及其變化。
例如，使用預定的閾值將各個像素數據的信號R(各個像素接收的光的紅色分量)的強度轉換成二進位。當傾斜為0°時，如圖5A所示，只有與位於圖像傳感器23的成像表面中心的像素相對應的一部分為「1」，而其他部分為「0」。當盒8傾斜時(當傾斜角度不是0°時)，如圖5B所示，靠近成像表面的外圍部分的像素通過上述二進位轉換提供「1」。通過這種二進位轉換指定提供「1」的像素，使得可以檢測球體41在拍攝區域中的位置，而且通過使用連續的圖像數據調查提供「1」的像素的變化，使得可以檢測球體41在拍攝區域內的運動(運動速度、運動方向、運動加速度等)。
由於球體41與下板44彼此接觸的部分(以及該部分附近)與彼此未接觸的部分之間圖像亮度的差異，可以使用預定的閾值將對應於各個像素數據的亮度信號Y的強度進行二進位轉換。同樣在這種情況下，盒8傾斜的差異提供了如圖5A與5B所示的二進位信息中的差異，由此允許檢測球體41的位置及其變化。
提供代表球體41在拍攝區域內的位置與盒8傾斜角度之間關係的函數、列表數據等，使CUP 11檢測盒8的傾斜角度且還可通過計算獲得其變化。按照這種方式，附件10獲得傾斜傳感器的功能。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的盒8傾斜角度及其變化的數據(球體41在拍攝區域內的位置及其變化)，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10用於平衡遊戲等，其中遊戲中的球根據盒8的傾斜而水平運動。此外，當盒8沿水平方向振蕩時，遊戲狀態可以根據該振蕩的寬度與速度而改變。使用盒8的傾斜操作替代使用十字形按鍵(圖1A與1B的開關5c至5f)操作，增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。無需說，可以附加地組合使用通過使用十字形按鍵的操作以獲得更複雜的操作。
此外，替代圖4A與4B的下板44、上板40與球體41，可以提供圖6A與6B所示的穹形物體45。圖6A為穹形物體45外圍部分的放大視圖，圖6B為沿圖1B的線A-A截取的由穹形物體45形成的附件的剖面視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖6A中示出，且照相機2、LED 3與盒8被省略並因此未在圖6B中示出。
穹形物體45構造成具有穹形下板46，具有旋轉拋物線的形狀，其剖面繪製出拋物線曲線，類似拋物線天線的反射鏡面；穹形上板47，以與穹形下板46相同的方式具有旋轉拋物線的形狀，其剖面繪製出拋物線曲線；以及環形耦合部分48，將穹形下板46與穹形上板47耦合在一起。在由穹形下板46、穹形上板47以及耦合部分48形成的閉合空間內，注入了諸如水等的液體49以及與其混合的氣泡50。穹形上板47與液體49的顏色分別為淺白色與粉紅色，而穹形下板46是透明的。
當盒8的傾斜為0°時，穹形物體45在其外圍部分與安裝棒9a、9b、9c及9d固定，使得氣泡50位於表面上的最頂點51，穹形上板47和氣泡50在該點彼此接觸。當盒8以頂面18上的直線為中軸傾斜時(當沿垂直方向傾斜時)，氣泡50由於重力而沿穹形上板47的凸起表面移動。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從穹形下板46的底側(盒8側)以氣泡50作為主要對象，使得整個穹形上板47落在拍攝區域內。照相機2與設有附件的穹形物體45排列成使得最頂點51與拍攝區域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光線輻射穹形下板46的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明氣泡50在拍攝區域內的位置及運動的信息。此外，氣泡50的位置與運動可說明盒8的傾斜角度及其變化。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測氣泡50在拍攝區域內的位置與運動，並基於檢測到的位置與運動而檢測盒8的傾斜角度及其變化。CPU 11基於該檢測所執行的處理的內容與使用球體41的情形中所執行的處理相同。
穹形下板46可設有平坦表面，該表面平行於盒8的頂面18。這種情況下，穹形下板與耦合部分48一起形成平坦表面。
上文中已經提供的示例中，球體41(或氣泡50)在拍攝區域內的位置與運動都被檢測，但如果不需要其中的一個，則可以僅檢測該位置或僅檢測該運動。
接著將描述示例2。在示例2中，附件10a被安裝到盒8。圖7為附件10a的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖7中示出。
附件10a被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d以及繪製表面55。該繪製表面55為板狀物體，從上方觀察呈方形，並在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。繪製表面55與盒8頂面18基本上相互平行。示例2的遊戲設備具有與附件10a同時使用的棒狀筆56。筆56的一端設有筆尖57。為了使用筆56，用戶使筆尖57與繪製表面55上表面(位於與盒8相對的側上)上的任意點接觸。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從繪製表面55的底側(盒8側)以筆尖57作為主要對象，使得整個繪製表面55落在拍攝區域內。照相機2與附件10a排列成使得繪製表面55的中心(從上方觀察的繪製表面55形成的正方形的對角線之間的交點)與拍攝區域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光線輻射繪製表面55的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
繪製表面55與筆56例如由樹脂材料形成。為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的筆尖57，例如，繪製表面55與筆尖57的顏色分別為淺白色與粉紅色，其中的原因與示例1所述相同。
提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將筆尖57與繪製表面55彼此接觸的部分與外部情景區分開即可。例如，繪製表面55可以是任意半透明顏色，而筆尖57可以是任意不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明筆尖57在拍攝區域內的位置及運動的信息。CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測筆尖57在拍攝區域內的位置與運動。
例如，通過使用預定的閾值將各個像素數據的信號R(各個像素接收的光的紅色分量)的強度轉換成二進位，並隨後指定提供的強度等於或大於該閾值的像素，由此指定筆尖57在拍攝區域內的位置。通過使用該連續圖像數據而調查提供的強度等於或大於該閾值的像素的變化，可以檢測筆尖57在拍攝區域內的運動(運動速度、運動方向、運動加速度等)。此外，如示例1所描述，基於各個像素數據的亮度信號Y可以檢測筆尖57的位置與運動。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的筆尖57位置與運動的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，設有附件10a的遊戲設備實現了繪製功能(繪製軟體功能)，致使LCD面板4顯示與筆尖57在繪製表面55上運動軌跡相似的圖示。在該功能中，通過使筆尖57與繪製表面55的上表面(位於與盒8相對的側上)上的具體部分接觸，可以改變在LCD面板4上所顯示的圖示的顏色(顏色改變功能)，還可以擦除LCD面板4上的圖示顯示(擦除功能)。使用以這種方式為筆56所執行的操作替代使用十字形按鍵(圖1A與1B的開關5c至5f)操作，增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。
通過使用LED等，筆尖57可設置為自發光。此外，筆56可配置成使得筆尖57例如通過使用多個LED而產生多種顏色。這種情況下，CPU 11根據由筆尖57產生的顏色而改變在LCD面板4上顯示的圖示的顏色。此外，通過使用具有不同顏色的筆尖的多個筆，該多個筆尖的位置與運動可以被反映在遊戲程序的執行上(多個用戶操作該遊戲設備)。
上文中已經提供的示例中，筆尖57在拍攝區域內的位置與運動都被檢測，但如果不需要其中的一個，則可以僅檢測該位置或僅檢測該運動。
接著將描述示例3。在示例3中，附件10b被安裝到盒8。圖8A為附件10b的外圍部分的放大透視圖，其中上板60被除去。圖8B為沿圖1B的線A-A截取的附件10b的剖面視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖8A中示出，照相機2、LED 3與盒8被省略並因此未在圖8B中示出。還注意到，線A-A沒有延伸穿過磁體64。
附件10b被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；上板60；磁體61；以及下板62。
下板62是從上面觀察具有圓形形狀的盤狀的板。在與盒8相對的側上的下板62表面中心，以凸起的方式形成磁體支持部分63。磁體61為從上方觀察呈方形的羅盤並且排列在下板62的上方，使得該羅盤一個表面的中心與磁體支持部分63接觸。根據由地磁(磁場)產生的磁力的方向，磁體61以磁體支持部分63為支持點進行旋轉。在對應於磁體61的S極的端部提供了凸出部分64，而在對應於磁體61的N極的端部提供了凸出部分65。凸出部分64與65的各個端面與下板62的頂面(位於與盒8相對的側上的面)接觸。實現了上述磁體61的旋轉，同時涉及凸出部分64、65與下板62頂面之間的接觸。
上板60為dorm形狀的板，提供該板的目的是保護磁體61等，並在其外圍部分與下板62接合。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從下板62的底側(盒8側)以磁體61(磁體61的凸出部分64和/或65)作為主要對象，使得整個下板62或整個磁體61落在拍攝區域內。照相機2與附件10b排列成使得磁體支持部分63位於拍攝區域的中心。LED 3使用光線輻射下板62的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
上板60與下板62例如由樹脂材料形成。為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的磁體61(磁體61的凸出部分64和/或65)，例如，下板62為淺白色，凸出部分64與65分別為粉紅色和綠色，上板60為透明的，其中的原因與示例1所述相同。
提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將磁體61的凸出部分64(和/或凸出部分65)與下板62彼此接觸的部分與外部情景區分開即可。例如，下板62可以是任意半透明顏色，而凸出部分64(和/或凸出部分65)可以是任意不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍攝區域內的位置的信息。此外，凸出部分64(和/或凸出部分65)的位置允許說明盒8的取向。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍攝區域內的位置，並基於檢測到的位置而檢測盒8的取向。
例如，通過使用預定的閾值將各個像素數據的信號R(各個像素接收的光的紅色分量)的強度轉換成二進位，並隨後指定提供的強度等於或大於該閾值的像素，由此指定凸出部分64在拍攝區域內的位置。此外，如示例1所描述，基於各個像素數據的亮度信號Y可以檢測凸出部分64(和/或凸出部分65)的位置。
提供代表凸出部分64(和/或凸出部分65)在拍攝區域內的位置與盒8取向之間關係的函數、列表數據等，使CUP 11可檢測盒8的取向，即，由地磁(磁場)產生的磁力的方向。按照這種方式，附件10b獲得磁性傳感器的功能。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的盒8取向(磁力方向)的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10b被用於使用地圖信息等的導航遊戲、取向遊戲等。在這些遊戲中，根據相對於由地磁產生磁力的方向的盒8的取向，改變遊戲的屏幕(LCD面板4的顯示屏目等)或遊戲進程。
接著將描述示例4。在示例4中，附件10c被安裝到盒8。圖9為附件10c的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖9中示出。
附件10c被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；支撐板70以及固定在支撐板70上的風車76。該支撐板70為板狀物體，從上方觀察呈圓形，並在其外圍部分固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。支撐板70的圓形表面與盒8頂面18基本上相互平行。
風車76構造成具有兩個支持基底71，被固定在支撐板70上使得二者成正交關係；棒狀的支持棒72，被固定成插入到設於各個支持基底71內的孔，且沿其長軸方向平行於支撐板70的圓形表面；以及，葉片73與74，被固定到支持棒72並被安裝成以支持棒72為旋轉軸旋轉；圓形的兩個葉片支持部分75，被固定到支持棒72從而夾住葉片73與74，並與葉片73及74一起旋轉。所提供的各個葉片73與74的數目為2(葉片74之一未在圖9中示出)。
總共四個葉片73與74具有相同的矩形。總共四個葉片73與74的剖面為十字形，其中各個葉片的一側被固定到支持棒72並沿與支持棒72長軸方向正交的方向。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從支撐板70的底側(盒8側)以總共四個葉片73與74作為主要對象，使得整個支撐板70或總共四個葉片73與74落在拍攝區域內。照相機2與附件10c排列成允許這種移動圖像拍攝。LED 3使用光線輻射支撐板70的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。當由諸如風力或人力的外部力旋轉風車76的葉片73與74時，由照相機2拍攝該旋轉的狀況。
支撐板70與風車76例如由樹脂材料形成。例如，支撐板70的顏色是透明或淺白色，而葉片73與74的彩色分別是粉紅色與綠色。提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將葉片73與74的旋轉狀況與外部情景區分開即可。例如，支撐板70可以是任意半透明顏色，而葉片73與74可以是互不相同的任意不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明葉片73與74旋轉狀況的信息。CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測葉片73與74的旋轉狀況。按照這個方式，附件10c實現了旋轉傳感器(旋轉測量計)的功能。
例如，聚焦從各個葉片73與74在旋轉期間穿過的區域接收光線的像素(被聚焦的該像素下文中稱為被聚焦像素)。通過使用各自預定的閾值將被聚焦像素的像素數據的信號R(接收的光的紅色分量)的強度以及信號G(接收的光的綠色分量)的強度轉換成二進位，並隨後參考該二進位數據，由此可以檢測粉紅色葉片73貫穿上述區域的通道以及綠色葉片74貫穿上述區域的通道。這樣使用連續圖像數據可以檢測由四個葉片組成的風車76的旋轉速度、旋轉總數等。此外，隨著葉片73與74的旋轉，被聚焦像素的像素數據中亮度信號Y的強度也發生起伏。這樣，參考這樣的起伏，還可以檢測風車76的旋轉速度、旋轉總數等。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的葉片73與74旋轉狀況(或者基於該狀況檢測到的風車76的旋轉速度等)的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10c被用於快艇遊戲等，其中遊戲中的快艇導航速度根據風車76的旋轉速度而改變。
接著將描述示例5。在示例5中，附件10d被安裝到盒8。圖10A為附件10d的外圍部分的放大透視圖。圖10B為沿圖1B的線A-A截取的附件10d的剖面視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖10A中示出，照相機2、LED 3與盒8被省略並因此未在圖10B中示出。還要注意，線A-A穿過彈性物體82與84之間以及彈性物體83與85之間。
附件10d被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；下板80；上板81；彈性物體82、83、84與85；以及接合86(未在圖10A示出)。下板80為板狀物體，從上方觀察呈圓形，並具有剛性。上板81從上方觀察呈圓形，並設置成例如具有柔性薄層的形式。下板80在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。接合86呈圓柱狀，其一個端面與下板80接合且其另一個端面與上板81接合，使得下板80的圓形表面以及上板81的圓形表面與盒8頂面18基本上相互平行。
彈性物體(壓力可變形物體)82至85排列在由下板80、上板81與接合86形成的密閉空間內。彈性物體82至85被放置在下板80頂面上(位於與盒8相對的側上)互不相同的位置。彈性物體82至85放置在從上方觀察時與下板80的圓形物體中心等距離的四個點上。
彈性物體82至85為球形橡膠。各個彈性物體82至85自底部與頂部垂直地夾在下板80與上板81之間，並且與下板80及上板81點接觸或面接觸。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從下板80的底側(盒8側)以彈性物體82至85(更具體地，彈性物體82至85與下板80之間的接觸部分)作為主要對象，使得整個下板80或下板80與彈性物體82至85接觸的整個部分落在拍攝區域內。照相機2與附件10d排列成使得從上方觀察時下板80圓形物體中心與拍攝區域中心基本上彼此吻合。LED 3使用光線輻射下板80的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
下板80與上板81例如由樹脂材料形成。當通過用戶的操作等從上方對上板81施加壓力時，上板81朝下板80彎曲，並且根據該彎曲(壓力)，彈性物體82至85發生變形而使其垂直厚度減小。這種狀況下，各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸面積根據所施加壓力的大小以及被施加壓力的上板81的位置而改變。
為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸部分，例如，下板80的顏色為淺白色，彈性物體82至85的顏色為粉紅色，上板81透明，其中的原因與示例1所述相同。提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸部分與外部情景區分開即可。例如，下板80可以是任意半透明顏色，而彈性物體82至85可以是任意不透明顏色。此外，彈性物體82至85可以是互不相同的顏色，且上板81可以是半透明或不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸面積的信息。此外，各個接觸面積與施加到上板81壓力的大小以及被施加壓力的上板81上的位置之間存在關聯。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測各個接觸面積，並基於檢測到的各個接觸面積而檢測施加到上板81壓力的大小以及被施加壓力的上板81上的位置。
聚焦到彈性物體82上，下面將解釋檢測方法的一個示例。例如，使用預定的閾值各個像素數據的信號R(被各個像素接收的光的紅色分量)的強度轉換成二進位。如果經上板81施加到彈性物體82的壓力相對小，彈性物體82與下板80之間的接觸面積相對小。因此，從照相機2側觀察為粉紅色的區域相對窄，如圖11A所示，例如，僅對應於5個像素的二進位數據等於「1」。另一方面，如果經上板81施加到彈性物體82的壓力相對大，彈性物體82與下板80之間的接觸面積相對大。因此，從照相機2觀察為粉紅色的區域相對大，如圖11B所示，例如，對應於13個像素的二進位數據等於「1」。
CPU 11可以通過計算二進位數據中提供「1」的像素數目而檢測彈性物體82與下板80之間的接觸面積。可以類似地對彈性物體83至85與下板80之間的接觸面積進行該檢測。
由於彈性物體82至85與下板80彼此接觸的部分(及其周圍)與彼此未接觸的部分之間圖像亮度的差異，可以使用預定的閾值將對應於各個像素數據的亮度信號Y的強度進行二進位轉換。同樣在這種情況下，施加到彈性物體82至85的壓力大小的差異導致了如圖11A與11B所示的二進位數據中的差異，由此允許檢測各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸面積。
例如，當從彈性物體82的上方直接施加壓力時，彈性物體82與下板80之間接觸面積的增加相對大，而彈性物體85與下板80之間接觸面積的增加相對小。因此，基於各個彈性物體82至85與下板80之間接觸面積的比例，可以檢測施加壓力的位置。
提供代表各個彈性物體82至85與下板80之間接觸面積與施加壓力的大小以及施加壓力的位置之間關係的函數、列表數據等，由此可以以數字數值輸出壓力大小等。按照這種方式，附件10d獲得壓力傳感器的功能。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的壓力大小以及施加壓力位置(各個彈性物體82至85與下板80之間接觸面積)的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10d用於音樂遊戲等，其中通過對上板81施加壓力可以體驗到虛擬的樂器演奏。在這種音樂遊戲中，可以根據壓力大小改變音量，並可以根據施加壓力的位置改變樂器的類型，由此增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。
上文中所提供的示例中，提供了作為彈性物體的四個彈性物體82至85，顯然彈性物體的數目不限於「4」。如果僅需檢測壓力大小，則從上方觀察可將一個彈性物體排列在圓形下板80的中心。
此外，上文中已經提供的示例中，施加到上板81(各個彈性物體82至85)的壓力大小以及施加所述壓力的上板81的位置都被檢測，但如果不需要其中的一個，則可以僅檢測壓力的大小或者僅檢測上板81上施加壓力的位置。
接著將描述示例6。在示例6中，附件10e被安裝到盒8。圖12為附件10e的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖12中示出。
附件10e被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；下板80；上板81；彈性物體82、83、84與85；接合86(未在圖12示出)；以及操縱杆92。更具體地，通過使用上板91替代包含在圖10A與10B所示附件10d內的上板81且隨後在其上添加操縱杆92，由此提供附件10e。
下板80為板狀物體，從上方觀察呈圓形，並具有剛性。上板91為板狀物體，具有從上方觀察呈圓形的外部形狀，且操縱杆92經未示出的耦合機制部分與該圓的中心接合。上板91可設置成例如具有柔性薄層的形式，與示例5中的上板81相似。操縱杆92為棒狀物體，基本上呈圓柱形。沒有外力施加到操縱杆92時，從上方觀察，操縱杆92的縱向(中軸)與上板91的圓形表面正交。例如，上板91為透明顏色(可以為半透明或不透明顏色)。
下板80在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。如圖10B所示，接合86(未在圖12示出)呈圓柱狀，其一個端面與下板80接合且其另一個端面與上板91接合，使得下板80的圓形表面以及上板91的圓形表面基本上平行於盒8的頂面18。
彈性物體(壓力可變形物體)82至85排列在由下板80、上板91與接合86形成的密閉空間內。彈性物體82至85與下板80之間的排列關係與示例5所述相同。各個彈性物體82至85自底部與頂部夾在下板80與上板91之間，並且與下板80及上板91點接觸或面接觸。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從下板80的底側(盒8側)以彈性物體82至85(更具體地，彈性物體82至85與下板80之間的接觸部分)作為主要對象，使得整個下板80或下板80與彈性物體82至85接觸的整個部分落在拍攝區域內。照相機2與附件10e排列成使得從上方觀察時下板80圓形物體中心與拍攝區域中心基本上吻合。LED 3使用光線輻射下板80的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
對操縱杆92施加使操縱杆92的縱軸朝上板91頂面傾斜的力，將該力轉化成經未示出的耦合機制部分從上方按壓上板91的力，使得根據該傾斜力的大小與方向的壓力經上板91被施加到彈性物體82至85。
例如，當沿著朝向排列了彈性物體82的區域的方向(圖12中的方向D1)施加使操縱杆92傾斜的力時，強度與該力的大小相對應的壓力從上方(從上板91側)被施加到彈性物體82，而沒有壓力被施加到彈性物體83至85。這種情況下，彈性物體82與下板80之間的接觸面積(該接觸面積定義為A1)大於參考面積，而各個彈性物體83至85與下板80之間的接觸面積等於參考面積。注意，附件10e可配置成使得各個彈性物體83至85與下板80之間的接觸面積小於參考面積。這裡參考面積是指操縱杆92未受外力的狀況下，各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸面積(所有接觸面積都相等)。
類似地，當沿著朝向排列了彈性物體83的區域的方向(圖12中的方向D2)施加使操縱杆92傾斜的力時，強度與該力的大小相對應的壓力從上方(從上板91側)被施加到彈性物體83，而沒有壓力被施加到彈性物體82、84與85。這種情況下，彈性物體83與下板80之間的接觸面積(該接觸面積定義為A2)大於參考面積，而各個彈性物體82、84與85與下板80之間的接觸面積等於參考面積。注意，附件10e可配置成使得各個彈性物體82、84和85與下板80之間的接觸面積小於參考面積。
此外，當沿著朝向排列了彈性物體83的區域的方向以及排列了彈性物體82的區域的方向之間的方向(圖12中的方向D3)施加使操縱杆92傾斜的力時，強度基本上為該力的大小一半的壓力從上方(從上板91側)被同時施加到彈性物體82與83，而沒有壓力被施加到彈性物體84與85。這種情況下，彈性物體82與下板80之間的接觸面積以及彈性物體83與下板80之間的接觸面積(各接觸面積定義為A3)互相相等並且大於參考面積，而各個彈性物體84和85與下板80之間的接觸面積等於參考面積。注意，附件10e可配置成使得各個彈性物體84和85與下板80之間的接觸面積小於參考面積。
附件10e可配置成使得，如果使操縱杆92傾斜的力的大小假設不變，接觸面積A3小於接觸面積A1與A2，並使得接觸面積A1與A2彼此相等。因此，隨著使操縱杆92傾斜的力的大小增大，接觸面積A1、A2與A3也增大。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明各個彈性物體82至85與下板80之間的接觸面積的信息。此外，各個接觸面積與使操縱杆92的縱軸朝上板91傾斜的力的大小與方向之間存在關聯。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測各個接觸面積，並基於檢測到的各個接觸面積而檢測上述力的大小與方向。
檢測各個接觸面積的方法採用了與示例5所示相同的方法。彈性物體82至85的顏色採用了互不相同的四種顏色。這種情況下，無需注意哪個像素數據對應於哪個彈性物體。例如，當彈性物體82為粉紅色且彈性物體83至85為可以與粉紅色區分的不同顏色時，通過二進位轉化處理在照相機2的整個拍攝區域內檢測呈現粉紅色的區域的面積(即，彈性物體82與下板80之間的接觸面積)，使得可以檢測彈性物體82與下板80之間的接觸面積同時將其與其他接觸面積區分開。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的上述力大小與方向(各個彈性物體82至85與下板80之間接觸面積)，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
附件10e例如用於執行航空器等的飛行控制的遊戲，並被用於所謂的操縱杆以同時執行對航空器的飛行方向與飛行速度的控制。使用操縱杆92執行遊戲的操作使得可以實現比十字形按鍵(圖1所示開關5c至5f)更複雜的操作。
接著將描述示例7。在示例7中，附件10f被安裝到盒8。圖13A為附件10f的外圍部分的放大透視圖。圖13B為從上方觀察的剖面視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖13A與13B中示出。此外，注意，為了清楚地示出附件10f的主要部分，設於附件10f中下板100上方的上板被省略並因此未在圖13A與13B中示出。
附件10f被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；下板100；作為移動物體呈球形的球體101；彈簧支持棒102a、102b、102c與102d；以及作為彈性物體的彈簧103a、103b、103c與103d。
下板100為板狀物體，從上方觀察呈圓形，在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。彈簧支持棒102a、102b、102c與102d置於從上方觀察時與下板100的圓形物體中心等距離的四個點上。彈簧支持棒102a、102b、102c與102d分別呈圓柱形，其一個端面固定到下板100的頂面(與盒8相對的側上的表面)，其另一個端面固定到上板(未示出)，該上板與下板100一起夾住彈簧支持棒102a至102d。
彈簧支持棒102a、102b、102c與102d都是相同的，將彈簧支持棒102a與102c的中心(或重心)連接的直線與將彈簧支持棒102b與102d的中心(或重心)連接的直線彼此正交。
彈簧103a、103b、103c與103d例如為螺旋彈簧，並在其一端分別被固定到彈簧支持棒102a、102b、102c與102d。彈簧103a、103b、103c與103d在其另一端與球體101的外部圓周接觸，從而從四個方向夾住球體101。更具體地，彈簧103a至103d排列成使得，當彈簧103a伸展時，彈簧103c根據彈簧103a的伸展而相應地收縮，且彈簧103a收縮時，彈簧103c根據彈簧103a的收縮而相應地伸展，且同樣地，當彈簧103b伸展時，彈簧103d根據彈簧103b的伸展而相應地收縮，且彈簧103b收縮時，彈簧103d根據彈簧103b的收縮而相應地伸展。
球體101夾在下板100與上板(未示出)之間，根據彈簧103a、103b、103c與103d的收縮狀態而移動並同時與下板100接觸。例如，當盒8沿由彈簧支持棒102c指向彈簧支持棒102a的方向劇烈振蕩時(即，如果盒8沿該方向的加速度從零開始增大)，球體101朝彈簧支持棒102c方向移動，伴隨著彈簧103c的收縮以及彈簧103a的伸展。當盒8的加速度為零時，從上方觀察時，在圓形中心，球體101與下板100接觸。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從下板100的底側(盒8側)以球體101作為主要對象，使得整個下板100或球體101可移動的整個區域落在拍攝區域內。照相機2與附件10f排列成使得當盒8加速度為零時，下板100與球體101之間的接觸部分與拍攝區域中心基本上吻合。LED 3使用光線輻射下板100的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
下板100與球體101例如由樹脂材料形成。為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的球體101(下板100與球體101之間的接觸部分)，例如，下板100與球體101的顏色分別為淺白色與粉紅色，其中的原因與示例1所述相同。
提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將球體101與下板100相互接觸的部分與外部情景區分開即可。例如，下板100可以是任意半透明顏色，而球體101可以是任意不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明球體101在拍攝區域內的位置及運動的信息。此外，球體101的位置及運動允許說明盒8的加速度水平與方向。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測球體101在拍攝區域內的位置及運動，並基於檢測到的位置與運動而檢測盒8的加速度水平與方向。
說明球體101在拍攝區域內的位置與運動的方法與示例1所示方法(說明球體41在拍攝區域內的位置與運動的方法)相同。
提供代表球體101在拍攝區域內的位置(及運動)與盒8加速度水平及方向之間關係的函數、列表數據等，使CUP 11可檢測盒8的加速度水平及方向。按照這種方式，附件10f獲得加速度傳感器的功能。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的加速度水平及方向(球體101在拍攝區域內的位置(及運動))的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10f用於高爾夫遊戲，其中遊戲中的高爾夫球飛行距離根據施加於盒8的加速度(盒8的振蕩水平)而改變。按照這種方式使用附件10f允許通過改變盒8的運動速度而操作遊戲，由此增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。
上文中已經提供的示例中，使用了四個彈簧103a至103d。然而例如，如果僅檢測將彈簧支持棒102c與102a連結在一起方向中的加速度大小與方向，則彈簧103b與103d以及彈簧支持棒102b與102d可以省略。這種情況下，可以恰當地提供導向器，使得球體101僅沿著連結彈簧支持棒102c與102a的方向運動。此外，上文中已經提供的示例中，同時檢測了盒8的加速度水平及方向，但如果不需要其中的一個，則可以僅檢測該加速度水平或僅檢測該加速度方向。
接著將描述示例8。在示例8中，附件10g被安裝到盒8。圖14為附件10g的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖14中示出。
附件10g被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；下板110；環形手柄部分111；圓柱形的轉動杆112；耦合部分113；以及球形的球體114、115與116。下板110為板狀物體，從上方觀察呈圓形，在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。
當附件10g被安裝到盒8時，下板110的圓形表面平行於盒8的頂面18，且轉動杆112的中軸垂直於盒8的頂面18。更具體地，轉動杆112經未示出的軸承部分可旋轉地安裝到下板110。環形手柄部分111經耦合部分113安裝到轉動杆112。使用與車輛手柄操作相同的方式對手柄部分111施加外部力，允許手柄部分111在平行於盒8頂面18的表面上圍繞沿箭頭118方向的轉動杆112中軸旋轉。
球體114、115與116安裝在下板110的底面側上(盒8側上的表面)。球體114、115與116安裝成協同上述手柄部分111的旋轉而圍繞轉動杆112的中軸旋轉，且不改變與轉動杆112中軸的距離。也就是說，由球體114、115與116組成的旋轉物體(穿過各個球體114、115與116中心的圓線(circle line)，或者該圓線包圍的區域)以轉動杆112的中軸為各自軸進行旋轉，該旋轉與手柄部分111的旋轉相協同。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從下板110的底側(盒8側)以球體114至116(上述的旋轉物體)作為主要對象，使得整個下板110或球體114至116可定位的整個區域落在拍攝區域內。例如，照相機2與附件10g排列成使得轉動杆112與拍攝區域中心基本上吻合。LED 3使用光線輻射下板110的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。
為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的球體114至116，例如，下板110的顏色為淺白色，其中的原因與示例1所述相同。球體114、115與116例如分別為紅色、藍色與綠色。提供上述顏色組合作為一個示例，可以採用任何顏色，只要照相機2將球體114至116與外部情景區分開即可。例如，下板110可以是任意半透明顏色，而球體114至116可以是互不相同的任意不透明顏色。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明球體114至116在拍攝區域內的位置及運動的信息。此外，球體114至116的位置及運動允許說明由球體114至116組成的旋轉物體的旋轉狀態(旋轉角度、旋轉速度、旋轉方向等)。使用該信息，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據而檢測球體114至116在拍攝區域內的位置及運動，並基於檢測到的位置與運動而檢測上述旋轉物體的旋轉狀態。
在該操作中，圖像數據中彩色相關的信息(彩色信號U與V等)可用於檢測球體114至116的位置與運動，或者圖像數據中的亮度信息(亮度信號Y)可用於檢測球體114至116的位置與運動。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的旋轉物體的旋轉狀態(旋轉角度、旋轉速度、旋轉方向等)的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，附件10g可以用於駕駛遊戲等，其中根據手柄部分111的手柄操作而駕駛遊戲中的車輛。按照這種方式使用附件10g允許通過手柄操作實現遊戲操作，由此增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。
上文中所提供的示例中，上述旋轉物體由三個球體114至116組成，但球體數目不限於「3」，可以為4以上或2以下。此外，替代由球體114至116組成的旋轉物體，可以提供中心被固定到轉動杆112且還被多個顏色劃分的碟片。該碟片遵從手柄部分111的旋轉運動，在照相機2的拍攝區域內以轉動杆112的中軸為其中軸進行旋轉。上述碟片旋轉導致圖像傳感器23的每個像素接收光的不斷變化，這種狀況下，CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據檢測上述碟片在拍攝區域內的旋轉狀態(旋轉角度、旋轉速度、旋轉方向等)。
接著將描述示例9。在示例9中，附件10h被安裝到盒8。圖15為附件10h的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖15中示出。
附件10h被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d；支撐板120；以及溫度指示材料121。支撐板120為板狀物體，從上方觀察呈圓形，在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。
溫度指示材料121設於支撐板120底面中心(位於盒8側上)。溫度指示材料121為一種標籤，該標籤塗敷了一種物質，在設定溫度(下文中稱為預設溫度)下在外觀上呈現截然不同的變色。可通過將上述物質塗敷到支撐板120的底面而形成該溫度指示材料121。溫度指示材料121為柔性溫度指示材料，當從低溫側達到預定溫度時將顏色轉變成預定顏色；另一方面，在溫度下降時返回到其原始顏色。
對於溫度指示材料121，可以提供一種溫度指示材料，或者可以提供設有不同預設溫度的多個溫度指示材料。此外，還可以採用在特定溫度範圍內連續地改變顏色的溫度指示材料。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從支撐板120的底側(盒8側)以溫度指示材料121作為主要對象，使得整個支撐板120或整個溫度指示材料121落在拍攝區域內。LED 3使用光線輻射支撐板120的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域。為了允許照相機2儘可能清晰地捕獲作為對象的溫度指示材料121的顏色，選擇支撐板120的顏色(半透明、不透明等)。
從圖像處理部分24連續傳輸的圖像數據包括說明溫度指示材料121的顏色的信息。此外，溫度指示材料121的顏色允許在一定程度上說明作為測量目標溫度的盒8的環境溫度。盒8周圍的外部空氣充當改變該環境溫度的熱源，並通過來自熱源的熱量改變前述測量目標溫度。CPU 11基於來自圖像處理部分24的圖像數據所包含的顏色相關信息(顏色信號U與V等)，由此檢測盒8的環境溫度。
例如，提供代表溫度指示材料121的顏色與盒8的環境溫度之間關係的列表數據等，使CUP 11可檢測盒8的環境溫度。按照這種方式，附件10h獲得溫度傳感器的功能。
CPU 11在執行上述的遊戲程序時，處理代表作為變量的檢測到的溫度的數據，並參考該變量的數值執行上述的遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該變量的數值，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
使用附件10h允許由遊戲設備的環境溫度改變遊戲進程狀態。例如，可能的用途為，遊戲中冰融化的速度隨著遊戲設備的環境溫度的增大而加快，由此增加了由該遊戲設備提供的遊戲變化。
接著將描述示例10。在示例10中，附件10i被安裝到盒8。圖16為附件10i的外圍部分的放大透視圖。注意，盒8被省略並因此未在圖16中示出。
附件10i被構造成具有安裝棒9a、9b、9c及9d、支撐板130、旋轉板131、以及鏡面132。支撐板130為板狀物體，從上方觀察呈圓形，在其外圍部分被固定到安裝棒9a、9b、9c及9d。旋轉板131為板狀物體，從上方觀察呈圓形，並通過未示出的旋轉機制(軸承等)可旋轉地安裝到支撐板130上。在支撐板130與旋轉板131的中心，分別提供了圓形開口133與134。
下文中將討論如下情形，其中盒8放置於桌(未示出)上，使得盒8的頂面18平行於水平面取向。這種情況下，旋轉板131的圓形表面與支撐板130的圓形表面都平行於水平面，而照相機2的光學系統21的光學軸136平行於垂直方向。鏡面132為矩形反射鏡面，被插在進入照相機2的光線的光學路徑內，且其一個端部固定到旋轉板131以反射來自與盒8保持水平定位的對象的光，使得該反射光經開口134與133進入照相機2的成像表面。因此，光學軸136穿過圓形開口133與134的中心，並被反射鏡132水平地彎曲。
旋轉板131在與盒8頂面18平行的表面上以光學軸136為中軸(沿圖16所示箭頭135的方向)旋轉。例如通過用戶手動操作執行該旋轉。旋轉板131的旋轉允許來自與盒8保持水平的任一360度方向的光進入照相機2的成像表面，同時將盒8固定在其安裝位置。
照相機2執行移動圖像拍攝(或靜止圖像拍攝)，從支撐板130的底側(盒8側)以例如與盒8水平地放置且在鏡面132上反射的物體作為主要對象，使得整個支撐板130或者從開口133與134觀察到的鏡面132部分落在拍攝區域內。LED 3使用光線輻射支撐板130的底面側，從而照射照相機2的拍攝區域，儘管該輻射在本示例中可以被省略。選擇支撐板130的顏色，使得照相機2儘可能清晰地捕獲上述對象。旋轉板131的旋轉允許對來自與盒8保持水平的任一360度方向的對象進行拍攝，同時將盒8固定在其安裝位置。
CPU 11通過參考由拍攝獲得的圖像數據執行上述遊戲程序。也就是說，CPU 11根據該圖像數據，改變被輸出到LCD面板4的視頻信號和/或被輸出到音頻控制部分12的音頻信號，並改變遊戲程序的分支處理(遊戲進程狀態)。
例如，可能的用途為，由照相機2拍攝的圖像改變遊戲的進程(例如，當照相機2拍攝到綠色對象時，遊戲中與綠色相關的狀態發生變化等)。在這種狀況下，無需移動盒8即可改變照相機2的拍攝方向，因此防止了各種不便，例如用於拍攝的LCD面板4的可視度差。
此外，安裝了附件10i的遊戲設備1還可以用於類似數位相機等的成像設備。該成像設備如前所述能夠對來自與盒8保持水平的任一360度方向的對象等進行拍攝，同時將盒8固定在其安裝位置。當該遊戲設備1用於與數位相機等等價的成像設備時，CPU 11使來自圖像處理部分24的圖像數據經過壓縮處理等，隨後將其存儲在未示出的存儲器(存儲卡等)內，還將該圖像數據作為圖像顯示在LCD面板4上。
接著將描述使用照相機2的遊戲設備的其他操作(操作示例1至4)，以此作為示例11。在示例11的操作中，可以使用示例10中的附件10i。
在操作示例1中，當開關5a(見圖1A)被按下時進入照相機2的光被拍攝，且基於預定規則對由該拍攝獲得的圖像數據的各個像素數據進行二進位轉化。例如，使用預定的閾值對各個像素數據的信號R(各個像素接收的光的紅色分量)的強度進行二進位轉化。通過上述二進位轉化提供「1」的像素的數目被當作遊戲上的點進行處理。於是，遊戲被配置成，該點與由相同方式獲得的另一個點比較以進行優勝競爭(例如，勝方為在遊戲中拍攝到更紅對象的一方)。按照這個方式，考慮圖像數據為所謂的紙牌遊戲中的紙牌，由此配置該遊戲。
在操作示例2中，著紅色、綠色等的標籤被附著到用戶的任意部位(手指、手臂、面部等)，且該標籤的部分被照相機2拍攝。接著，根據該標籤的運動等改變遊戲進程。例如，遊戲被配置成使得，將標籤附著在嘴周圍，遊戲中的角色通過嘴的張開與閉合運動吃遊戲中的食物。CPU11分析被包含在圖像數據內的彩色相關信息(彩色信號U與V等)，由此檢測附著在嘴周圍的標籤顏色的位置與運動，從而檢測嘴的張開與閉合運動。
在操作示例3中，在遊戲設備的外部周圍布置了著色對象。例如，紅色極點布置在遊戲設備的左側上，而黃色極點布置在其右側上。照相機2通過包含在圖像數據內的彩色相關信息(彩色信號U與V等)，確定照相機2拍攝的圖像是否包含上述極點。基於該確定結果，可以確定盒8的取向。接著，根據該確定結果，改變遊戲進程。
在操作示例4中，由照相機2拍攝印刷在對象上並呈諸如紅、藍、綠等多種顏色的條形碼。CPU 11基於包含在圖像數據中的亮度信息與彩色相關信息，讀取條形碼所代表的信息，並將該信息反映到遊戲中。例如，致使根據條形碼所代表信息的角色出現在遊戲中。通過向條形碼的顏色(或顏色組合)提供信息，可以增大信息容量。
接著在下文將說明遊戲設備的配置與操作的修改示例等。下文中的術語「附件」是指來自示例1至9的任意附件(附件10至10h)；或者示例10中的附件10I；或這些附件的修改附件。
這些附件被選擇性地安裝到盒8，在這些示例中所示的各項可以被任意地組合。例如，在一個附件上可以裝載包含圖8A與8B所示附件10b的部件以及包含圖13A與13B所示附件10f的部件。當安裝該附件時，遊戲設備既可實現示例3所示操作(起著磁性傳感器的功能)，又可實現圖7所示操作(起著加速度傳感器的功能)。
為了避免例如在示例1中，照相機2通過拍攝將原始捕獲的對象掩埋在外部情景中，已經示出了一個示例，其中下板44的顏色為淺白色，儘管該功能可以被指派給上板40。也就是說，例如，上板40可以為淺白色，下板44為透明的。本修改同樣適用於各個示例。
此外，在照相機2與附件之間，或者在位於附件下方的照相機2周圍的盒8上，可以提供銀色反射膜(未示出)。由該反射膜反射內部光線或陽光可以使照相機2的拍攝區域變亮。如果可以確定即使LED 3關閉時仍可保證預定的亮度(例如基於包含在圖像數據內亮度信號Y的強度進行該確定)，則可以關閉LED 3以減小電源功耗(或者維持LED 3被關閉的狀況)。如果LED 3關閉無法保證上述預定亮度，LED 3可被開啟。此外，根據反射膜或遊戲設備的規格，也可以從遊戲設備1省略LED 3。
盒8中安裝了該附件的部分可以形成為凹陷的，使得該附件並不從盒8頂面18向上凸起。
此外，根據附件類型，使用遊戲設備1時可將其顛倒或者水平取向。LCD面板4上顯示內容也可以根據使用方向而旋轉。
例如，對於通過使用圖4A與4B所示附件10而操作雙輪車輛(所謂的摩託車)的遊戲中，使LCD 4的附件10側置於遊戲屏幕的上側而顯示該遊戲屏幕，使得可以使用置於頂部的附件10的部分執行操作(使附件10部分沿遠離用戶的方向面向遊戲設備1)。於是該遊戲配置成結合盒8的傾斜角度，執行對遊戲中雙輪車輛的手柄操作，並將十字形按鍵開關5c按下而操作該雙輪車輛的加速度狀態。
另一方面，對於通過使用手指敲擊上板81而手動彈奏樂器的音樂遊戲中，通過使用圖10A與10B所示附件10d，使LCD 4的附件10d側置於遊戲屏幕的下側而顯示該遊戲屏幕，使得可以使用置於底部的附件10d的部分執行操作(使附件10d部分沿靠近用戶的方向面向遊戲設備1)。這因此解決了如下不便，即，LCD面板4的可視度由於正在操作附件10d的用戶的手而減小。
此外，由安裝孔6a至6d組成的安裝了附件的部件、照相機2與LED3可以與遊戲設備1分離。這種情況下，上述安裝了附件的部件設於不同於盒8的附件盒(未示出)內，使得來自照相機2的信號(例如代表上述圖像數據的信號)在使用或不使用導線的情況下傳輸到遊戲設備1。此外，在上述附件盒中，可以進一步裝載開關5a至5f。此外，該附件盒可自由地組裝到遊戲設備1的盒以及從該盒拆卸。這種情況下，附件盒可以拆離遊戲設備1盒以恰當的使用。
示例1至9的附件、用作成像部分的照相機2以及CPU 11起著傳感設備的功能。該傳感設備檢測預定類型的物理信息(傾斜角度、溫度指示材料121(圖15)待測量對象的溫度等)，該物理信息根據外部因素而改變，外部因素為例如改變盒8傾斜的力(用戶操作力或重力)、改變上述溫度的熱量等。此外，示例1至9中的附件分別起著對象狀態改變部分的功能，根據上述外部因素改變對象的狀態(例如圖4A與4B中球體41的位置與運動)，且CPU 11起著檢測上述物理信息的檢測部分的功能。
因此，作為對象狀態改變部分的各種類型的附件被選擇性地以自由組裝與拆卸的方式安裝到盒8，且根據所安裝的附件而檢測物理信息。也就是說，照相機2與CPU 11可以用於檢測各種類型的物理信息，因此例如允許根據遊戲內容而採用各個附件的遊戲(恰當的)操作方法，且這種配置是低成本的，僅需替代該附件。
此外，程序ROM 31和/或工作RAM 14起著存儲遊戲程序的程序存儲部分的功能，CPU 11起著執行該遊戲程序的程序執行部分的功能。
本發明適於作為檢測各種類型物理信息的傳感設備，還適用於設有該傳感設備諸如遊戲設備等的程序執行設備。此外，本發明還適用於諸如數位相機的成像設備，以及設有前述成像設備功能的遊戲設備的程序執行設備。
權利要求
1.一種用於檢測根據外部因素改變的預定類型物理信息的傳感設備，所述傳感設備包括成像部分；對象狀態改變部分，包括所述成像部分的對象並根據所述外部因素而改變所述對象的狀態；以及檢測部分，基於所述成像部分對對象進行拍攝所獲得的圖像數據來檢測所述物理信息。
2.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分以自由組裝與拆卸的方式安裝到安裝了所述成像部分的盒。
3.根據權利要求1的傳感設備，其中，對於所述對象狀態改變部分，至少存在第一對象狀態改變部分與第二對象狀態改變部分，其中所述第一對象狀態改變部分包括作為對象的所述成像部分的第一對象，且根據作為外部因素的第一外部因素改變所述第一對象的狀態，其中所述第二對象狀態改變部分包括作為對象的所述成像部分的第二對象，且根據作為外部因素的第二外部因素改變所述第二對象的狀態，其中所述第一與第二對象互不相同，且所述第一外部因素與第二外部因素為互不相同類型的外部因素，其中所述第一與第二對象狀態改變部分以自由組裝與拆卸的方式安裝，並選擇性地安裝到安裝了所述成像部分的盒，其中，當所述第一對象狀態改變部分被安裝到所述盒時，該檢測部分基於通過拍攝第一對象所獲得的圖像數據而檢測作為物理信息的第一物理信息，且當所述第二對象狀態改變部分被安裝到所述盒時，該檢測部分基於通過拍攝第二對象所獲得的圖像數據而檢測作為物理信息的第二物理信息，所述第二物理信息的類型不同於第一物理信息。
4.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包含作為對象的移動物體，所述移動物體根據安裝了所述成像部分的盒的傾斜而在成像部分的拍攝區域內移動，其中所述外部因素為改變該傾斜的力，以及其中所述檢測部分基於該圖像數據，檢測所述移動物體在拍攝區域內的位置與移動中的至少一個，由此檢測作為物理信息的傾斜角度及其變化中的至少一種。
5.根據權利要求4的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分在該成像部分的拍攝區域內設有凸起或凹陷表面，並且所述移動對象在該傾斜改變時受重力作用沿表面移動。
6.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包含設於該成像部分的拍攝區域內的表面以及作為對象且在該表面上可移動的移動物體，其中所述外部因素為改變該移動物體在該表面上的位置的力，以及所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該移動物體在拍攝區域內的位置與移動中的至少一種。
7.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括作為對象的磁體，該磁體設於成像部分的拍攝區域內從而根據磁場方向是可旋轉的，其中所述外部因素為由旋轉該磁體的磁場所提供的磁力，以及其中所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該磁力的方向。
8.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包含旋轉軸，以及作為對象的多個葉片，該對象排列在成像部分的拍攝區域內且被安裝成以該旋轉軸為中心軸是可旋轉的，其中所述外部因素是旋轉該多個葉片的力，以及其中所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該多個葉片的旋轉狀態。
9.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括作為對象的壓力可變形物體，該壓力可變形物體排列在該成像部分的拍攝區域內並根據對其所施加的壓力大小而改變其形狀，其中所述外部因素為施加到該壓力可變形物體的壓力，以及其中所述檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的該壓力的大小。
10.根據權利要求9的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括將彈性物體夾在中間作為該壓力可變形物體的上板與下板，並且配置成使得該壓力可變形物體與下板之間的接觸面積根據經上板施加到該壓力可變形物體的壓力大小而改變，以及所述檢測部分基於圖像數據計算該接觸面積，並且基於計算的接觸面積檢測作為物理信息的該壓力的大小。
11.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括作為對象且根據施加到其上的壓力大小而改變形狀的多個壓力可變形物體，其中所述多個壓力可變形物體排列在該成像部分拍攝區域內互不相同的位置，其中所述外部因素為施加到該多個壓力可變形物體的壓力，以及其中所述檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的壓力大小以及施加壓力的位置。
12.根據權利要求11的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括在多個互不相同的位置將彈性物體夾在中間作為各個壓力可變形物體的上板與下板，並且配置成使得各個該多個壓力可變形物體與下板之間的接觸面積根據經上板施加到各個壓力可變形物體的壓力大小以及施加壓力的位置而改變，以及其中所述檢測部分基於圖像數據計算每個接觸面積，並且基於計算的每個接觸面積檢測作為物理信息的壓力大小及施加壓力的位置。
13.根據權利要求12的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分進一步包括被安裝到上板的棒形物體，並配置成使得壓力經該棒形物體被施加到各個壓力可變形物體。
14.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括作為對象的移動物體，該移動物體根據安裝了成像部分的盒的加速度而在該成像部分的拍攝區域內移動，其中所述外部因素為改變加速度水平的力，以及其中所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該加速度大小與方向中的至少一個。
15.根據權利要求14的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分進一步包括第一與第二彈性物體，所述第一與第二彈性物體設置成能夠沿加速度改變的方向延伸與收縮，並配置成使得每個第一與第二彈性物體的一端固定，該第一與第二彈性物體的另一端夾在該移動物體之間。
16.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括作為對象的旋轉物體，該旋轉物體在成像部分的拍攝區域內旋轉，其中所述外部因素為旋轉該旋轉物體的力，以及其中所述檢測部分基於圖像數據檢測作為物理信息的該旋轉物體的旋轉狀態。
17.根據權利要求1的傳感設備，其中所述對象狀態改變部分包括溫度指示材料，該溫度指示材料排列在成像部分的拍攝區域內並根據待測量對象的溫度而改變顏色，其中所述外部因素是來自改變溫度的熱源的熱量，以及其中所述檢測部分基於該圖像數據檢測作為物理信息的溫度。
18.一種程序執行設備，該程序執行設備包括存儲程序的程序存儲部分以及執行程序的程序執行部分，該程序執行設備進一步包括根據權利要求1的傳感設備，其中所述程序執行部分通過參考作為變量的由該傳感設備檢測部分檢測到的物理信息而執行該程序。
19.一種成像系統，包括成像部分，安裝了所述成像部分的盒，旋轉板，具有開口並被安裝到該盒從而能夠以該成像部分的光學系統的光學軸為中心軸而旋轉，以及鏡面，被固定到所述旋轉板並將來自第一對象的光反射使得該光經開口進入成像部分。
20.根據權利要求19的成像系統，其中所述旋轉板可自由地組裝到該盒以及從該盒拆卸，其中所述旋轉板與對象狀態改變部分被選擇性地以自由組裝與拆卸的方式安裝到該盒，該對象狀態改變部分包含成像部分的第二對象並根據外部因素改變該第二對象的狀態，其中所述成像系統進一步包括檢測部分，以及其中，當所述對象狀態改變部分被安裝到該盒時，該檢測部分基於通過拍攝該第二對象所獲得的圖像數據而檢測預定類型的物理信息，該預定類型的物理信息根據外部因素而改變。
全文摘要
本發明公開了一種用於檢測根據外部因素改變的預定類型物理信息的傳感設備，該外部因素為例如來自外部的操作力等，該傳感設備包含照相機、包括根據外部因素改變狀態的附件、以及基於來自照相機的圖像數據而檢測上述物理信息的CPU。例如，提供了作為對象的球體，該球體被排列在凹陷表面上。安裝了該附件的盒的傾斜致使該球體在表面上運動。該CPU根據圖像數據分析球體的位置並檢測盒的傾斜。
文檔編號A63F13/02GK1939564SQ20061013994
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者堀之內和幸, 久保博, 鹽見真史, 小柳克文 申請人:夏普株式會社