CN102500104B - 游戏操作装置 - Google Patents

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Abstract

一种游戏操作装置(控制器)包括纵向机壳，由手握持并用手掌包住的握持部分被形成在机壳内。方向切换键被设置在上表面上能由握持住握持部分的手的拇指操作的位置，启动切换键和选择切换键被设置在其后面。X按钮和Y按钮被进一步设置在机壳上表面上。成像信息算法单元沿纵向被设置在机壳的前端以使其成像装置暴露在前端表面之外。凹进部分被形成在下表面与方向切换键对应的位置上。凹进部分包括凹陷部和两个斜面。能由握持住握持部分的手的食指操作的按钮被设置在后面的斜面上。通过由成像装置对藉由来自LED模块的红外线成像获得的图像信号进行处理，可获得根据控制器位置和/或姿态而改变的操作信号。

Description

游戏操作装置
本申请是申请日为2006年06月28日、申请号为200610095896.1、发明名称为“游戏操作装置”的申请的分案申请。
相关申请的旁引
2005-239983号日本专利申请的公开被援引于此以供参考。
技术领域
本发明涉及一种游戏操作装置。更具体地，本发明涉及一种游戏操作装置，其中机壳由一只手握持，在这种状态下，对设置在机壳上表面和下表面上的操作键和操作切换键进行操作。
背景技术
传统地，典型用于玩游戏的控制器是这样一种控制器：控制器的主体由双手握持并且诸键由双手的各指进行操作。
然而，存在的问题是这种由双手握持的控制器在操作时会束缚使用者的双手，因此他/她无法进行除操作外的任何事情，这导致他/她的不便。
作为解决这个问题的一种控制器在2004-313492号[A63F13/06]日本专利公开中作为现有技术被给出。
现有技术中公开的控制器是由双手握持并可根据需要分离为右部分和左部分的控制器。在分离状态下，使用者仅握持一个部分并仅藉由设置在该部分上的键进行操作。
专利文献1中描述的控制器是由双手握持的控制器，它被 简单地分成两部分，并且在机壳由双手从左右侧把持的前提下设置多个键。因此，控制器不适于由一只手握持。
更具体地说，诸操作键被设置在上表面和侧表面上。使用者用拇指操作上表面上的键并用食指和中指操作侧表面上的键，并且要用无名指和小指克服来自操作指的压力以把持住机壳。这造成难以平稳地保持握持状态的问题以及当无需进行任何键操作且手指移离键时难以把持住机壳的问题。
此外，另外一个问题是将控制器配置成由一只手操作导致键数量减少，这会对实现输入操作的灵活度形成限制。特别地，由于使用者要求操作控制器上的多个按钮以操纵游戏角色并选择命令，在玩游戏时这些问题变得更突出。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种新颖的游戏操作装置。
本发明的另一个目的是提供一种即使用一只手也能以平稳的方式进行操作的游戏操作装置。
本发明又一个目的是提供一种能以一只手操作并提供很高的操作自由度的游戏操作装置。
为了解决上述课题，本发明采用下述结构。此外，标号、补充注释(例如括号中的)仅示出后面描述的实施例的对应物以助于理解本发明，并且不对本发明构成限制。
权利要求1所述的本发明是一种游戏操作装置，它包括：纵向机壳；在纵向上的一端沿纵向设置在机壳第一平面上的第一操作部分；设置在与第一操作部分对应的位置上并设置在与机壳的第一平面相对的第二平面上的第二操作部分；以及从第二操作部分开始沿机壳的纵向形成在另一端方向上的握持部分。
在权利要求1所述的本发明中，第一操作部分(26、42：指示与该实施例中相应部分的标号，对后面的标号也是如此)沿纵向(C1)被设置在纵向机壳(12)的第一平面(20)的一端上，而第二操作部分(42、28)被设置在第一平面相对侧的第二平面(22)上。机壳(12)的形状和尺寸被设计成能够由游戏玩家的一只手握持，用于握持机壳(即控制器)的握持部分(18)从第二操作部分开始沿纵向被形成在机壳的一端上。通过由一只手手掌握持的握持部分，可通过该手的手指对第一操作部分和第二操作部分进行操作。
根据权利要求1所述的本发明，在由一只手的手掌握持住握持部分的同时，玩家可通过该手的手指操作第一操作部分和第二操作部分，这表示玩家可仅用一只手运作游戏操作装置。因此，即使在游戏中，另一只手也是自由的，并且玩家能使用自由的手玩游戏或实现其它目的。
权利要求2所述的本发明是一种游戏操作装置，包括：具有能够由一只手握持的厚度的纵向机壳；沿纵向设置在机壳的第一平面上的第一操作部分；设置在与机壳第一平面相对的第二平面上并且设置于当一只手的拇指放置在第一操作部分上时能够由该只手的食指够到的位置的第二操作部分；以及形成在机壳上的握持部分；其中握持部分形成在当将拇指放置在第一操作部分并将食指放置在第二操作部分上时能够由一只手的手掌和其它手指握持的位置。
在权利要求2所述的本发明中，第一操作部分(26、42)沿纵向(C1)被设置在纵向机壳(12)的第一平面(20)的一端上，而第二操作部分(42、28)被设置在第一平面的相对侧的第二平面(22)。机壳(12)的形状和尺寸被设计成能够由游戏玩家的一只手握持，用于握持机壳的握持部分(18)形成 在机壳上。握持部分形成在当将拇指(62a)放置在第一操作部分并将食指(62b)放置在第二操作部分时能由一只手(62)的手掌(62P)和其它手指(62c、62d、62e)握持。也就是说，可仅由一只手操作游戏操作装置。因此即使在游戏时另一只手也是自由的，并且玩家能利用自由的手玩游戏或实现其它目的。
权利要求3所述的本发明是一种游戏操作装置，包括：纵向机壳；沿纵向形成在机壳一部分上并能够由一只手的手掌握持的握持部分；设置在机壳上并设置在当用手掌握持住握持部分时可由一只手的拇指够到的位置上的第一操作部分；以及设置在机壳上并设置在当由手掌握持住握持部分时可由一只手的食指够到的位置上的第二操作部分，其中第一操作部分和第二操作部分被分别设置在机壳的第一平面和与第一平面相对的第二平面上彼此相应的位置。
在权利要求3所述的本发明中，尺寸和形状被设计成可由游戏玩家的一只手握持的握持部分(18)沿纵向(C1)被设置在纵向机壳(12)的一部分(例如后端)上。握持部分被包裹并由一只手(62)的手掌(62P)握持，此时，第一操作部分(26)被设置于可由拇指(62a)够到的位置而第二操作部分(42)被设置于可由食指(62b)够到的位置。此外，第一操作部分和第二操作部分在彼此对应的位置分别被设置于第一平面(20)和第二平面(22)。因此，通过由一只手的手掌握持的握持部分，可由该手的拇指和食指对第一操作部分和第二操作部分进行操作。也就是说，可仅由一只手对游戏操作装置进行操作。因此，即使在游戏时另一只手是自由的并且玩家能使用自由的手玩游戏或实现其它目的。另外，第一操作部分和第二操作部分在彼此间相应位置上被设置在机壳的第一平面和第 二平面上，并因此在操作在第一平面上的第一操作部分时，用在第二平面上的食指把持机壳，并且在操作在第二平面上的第二操作部分时，用在第一平面上的拇指把持机壳，这使操作更平稳。
权利要求4所述的本发明是根据权利要求1-3的任何一项的游戏操作装置，其中第一操作部分是方向切换键，它包括多个以多边形形状设置的切换触点以及用来接通/断开切换触点的单个键顶或多个键顶；而第二操作部分是至少一个操作切换键，它包括一个切换触点以及用来接通/断开该切换触点的一个键顶。
在权利要求4所述的本发明中，第一操作部分(26)是具有单独指定四个方向(例如上、下、左、右)的切换触点的方向切换键。方向切换键的切换触点以多边形形状设置。另外设有单个或多个键顶。在单键顶的情况下，可通过对键顶的操作部分(26F、268、26R、26L)进行操作而有选择地指定或规定四个方向中的一个。在多键顶的情况下，则对相应键顶进行操作。
权利要求5所述的本发明是根据权利要求4的游戏操作装置，其中，在第一操作部分中，设置键顶以使按压方向垂直于第一平面，而在第二操作部分中，设置键顶以使按压方向朝向握持部分并不垂直于第一平面。
在权利要求5所述本发明中，当对方向切换键的键顶(其操作部分)进行操作时，按压方向是垂直于机壳(12)第一平面的方向。然而，第二操作部分的键顶的按压方向是不垂直于第一平面的方向。不过，在由食指对第二操作部分进行操作的情况下，沿垂直于第一平面的方向按压第二操作部分是很难的。因此，第二操作部分的按压方向不垂直于第一平面。结果，可 设置第一操作部分和第二操作部分以便于操作并且不会损害操作性。
权利要求6所述的本发明是根据权利要求2或3的游戏操作装置，其中第二操作部分是包括切换触点和接通/断开切换触点的键顶的至少一个操作切换键，而当食指弯曲时则沿握持部分的方向按压键顶。
在权利要求6所述的本发明中，由于食指弯曲时自然对第二操作部分产生操作，因此第二操作部分给予良好的操作性。
在权利要求7所述的本发明是根据权利要求1-6任何一项的游戏操作装置，它还包括形成在机壳上的凹进部分，其中第二操作部分被设置在凹进部分中。
在权利要求7所述的本发明中，凹进部分(34)例如形成在机壳(12)的第二平面上，而第二操作部分被设置在凹进部分中。因此，可将食指放置在凹进部分中，这使得以快速和可靠的方式对第二操作部分进行操作变得可能。
权利要求8所述的本发明是根据权利要求7的游戏操作装置，其中凹进部分包括向握持部分倾斜的第一斜面以及向握持部分相反侧倾斜的第二斜面，第二操作部分被设置在凹进部分的第一斜面上。
在权利要求8所述的本发明中，凹进部分(34)包括沿握持部分(18)的方向延伸的第一斜面(38)以及沿相反方向延伸的第二斜面(40)。结果，仅朝握持部分将食指弯入凹进部分就能快速和可靠地操作第二操作部分。
权利要求9所述的本发明是根据权利要求8的游戏操作装置，其中凹进部分以下述方式形成：第二斜面朝向第一平面的倾角小于第一斜面朝向第一平面的倾角。
在权利要求9所述的本发明中，第一斜面(38)的倾角被 设置成小于第二斜面(40)的倾角。这产生便于由双手握持机壳并且食指能可靠地离开第二操作部分的优点。
权利要求10所述的本发明是根据权利要求7的游戏操作装置，其中凹进部分至少包括近乎平行于第一平面的平行面以及在平行面和握持部分之间的斜面，第二操作部分被设置在斜面上。
在权利要求10所述的本发明中，凹进部分(34)包括凹陷部(valley)(36)，并且凹陷部的底部形成近乎平行于第一平面的平面。同时，握持部分(18)被设置在机壳的后端。因此，斜面(38)形成以连接凹陷部的底部和握持部分，而第二操作部分(26)位于斜面上。因此，当手指弯曲时能天然地操作第二操作部分。
权利要求11所述的本发明是根据权利要求1-10任何一项的游戏操作装置，它还包括；设置在机壳握持部分内的位置和/或姿态确定装置以确定机壳的位置和姿态中的至少一种；以及以操作信号的形式将关于由位置和/或姿态确定装置确定的位置和/或姿态的信息与来自第一操作部分和第二操作部分中的至少一个的操作信号一起输出的输出装置。
根据权利要求11所述的本发明，位置和/或姿态确定装置被设置在机壳(12)的握持部分(18)中。由位置和/或姿态确定装置确定的有关位置和/或姿态的信息与来自第一操作部分(26)和第二操作部分(42)至少一个的操作信号一起从输出装置(66、70、72)被输出。因此，在权利要求11所述的本发明中，游戏机不仅通过来自第一操作部分和第二操作部分的操作信号并且通过位置和/或姿态信息实现游戏进度。另外，可通过握持住机壳的手腕的移动改变机壳的位置和姿态，这能够实现平稳地输出位置和/或姿态，不管个人握持机壳的方式 间的差异如何。
权利要求12所述的本发明是根据权利要求11的游戏操作装置，其中位置和/或姿态确定装置包括加速度传感器和陀螺仪传感器的至少一种。
在权利要求12所述的本发明中，位置和/或姿态确定装置包括直线加速度传感器和陀螺仪传感器的至少其中一种。此外，使用加速度传感器降低了成本。
权利要求13所述的本发明是根据权利要求4的游戏操作装置，其中第一操作部分还包括按压切换键，该按压切换键包括切换触点和接通/断开切换触点的键顶，它们与方向切换键的切换触点和键顶分离，并且按压切换键被设置在方向切换键附近的握持部分的第一平面上。
在权利要求13所述的本发明中，即使用相同手指操作方向切换键(26)和按压切换键(42)，第二操作部分的操作切换键也能理想地工作。
权利要求14所述的本发明是根据权利要求13的游戏操作装置，其中方向切换键的键顶设置在比按压切换键的键顶更高的位置。
在权利要求14所述的本发明中，方向切换键的高度(图27的H1)超过按压切换键的高度(图27的H2)，这减少了在操作方向切换键时错误地按下按压切换键的情况的发生。
根据本发明，用一只手在对第一操作部分和第二操作部分进行操作的同时握持住控制器变得很容易，这能够提供可仅由一只手操作的具有高灵活度的新游戏操作装置。另外，可用一只手平稳地操作本发明的游戏操作装置，这允许使用者用另一只手玩游戏或实现其它目的。
通过下面结合附图对本发明的详细说明，本发明的上述目 的和其它目的、特征、方面和优点将变得更为明显。
附图说明
图1是示出构成本发明一个实施例的控制器(第一控制器)的立体图，
图1A表现出前侧、上侧和左侧，而图1B示出底侧、后侧和右侧。
图2是本实施例第一控制器除左视图外的六面视图，图2A示出前侧，图2B示出平面侧，图2C示出右侧，图2D示出底侧而图2E示出后侧。
图3是由一只手握持的实施例的第一控制器的侧视图。
图4是由一只手握持的实施例的第一控制器的主视图。
图5是表示图3中食指从A按钮上移开的状态的示意图。
图6是图1和图2所示的第一控制器去除上机壳后的立体图。
图7是图1和图2所示的第一控制器去除下机壳后的立体图。
图8是表示该实施例的电路结构的方框图。
图9是使用本实施例的第一控制器、藉由成像信息算法单元玩游戏的情况的示意图。
图10是成像信息算法单元的成像范围覆盖与其成一直线的握持部分纵向的情况的示意图。
图11是示出由于第一控制器的成像装置的成像范围(视角)和LED模块的光强度半值角之间的关系，两个LED模块同时存在于成像装置的视角内的情况的示意图。
图12是示出由于第一控制器的成像装置的成像范围(视角)和LED模块的光量的半值角之间的关系，仅一个LED模块 存在于成像装置的视角内的情况的示意图。
图13是示出构成本发明另一实施例的控制器(第二控制器)。
图14是示出该实施例的第二控制器与前述实施例的第一控制器的结合的立体图。
图15是示出该实施例的第二控制器与前述实施例的第一控制器的结合的右视图。
图16是示出通过第一控制器与第二控制器的结合而进行操作的情况的示意图。
图17是示出将第一控制器和第二控制器结合后的电路结构的方框图。
图18是示出构成本发明另一实施例的另一个第二控制器和第一控制器的结合的立体图；
图19是构成本发明又一实施例的又一第二控制器和第一控制器的结合的立体图；
图20是构成本发明再一个实施例的再一个第二控制器和第一控制器的结合的立体图；
图21是构成本发明又一个实施例的枪型适配器的示意图。
图22是安装有第一控制器的图21实施例的适配器的示意图。
图23是示出第一控制器另一实施例的示意图，图23A示出操作切换键的布局，特别是其上表面上的操作键，而图23B表示其右侧。
图24是示出图23的第一控制器的成像装置的示意图，它正确地面向显示平面。
图25是示出第一控制器又一实施例的示意图；
图26表现出第一控制器的再一个实施例，图26A是示出后 侧、上侧和左侧的立体图，而图26B是示出底侧、前侧、平面侧和右侧的立体图。
图27是除左视图外的六面图，图27A示出前侧，图27B示出平面侧，图27C示出右侧，图27D示出底侧而图27E示出后侧。
图28是示出将上机壳移去后的图26和图27所示的第一控制器的立体图。
图29是由一只手握持的该实施例的第一控制器的侧视图。
图30是由一只手握持的该实施例的第一控制器的主视图。
图31是表示在图29中将食指从B按钮上移去的状态的示意图。
图32是由双手握持并操作的该实施例的第一控制器的俯视图。
具体实施方式
图1和图2所示本发明的一个实施例的控制器10包括例如由塑料或金属模制成的纵向机壳12。机壳12具有所要求的深度并包括顶面开口和底部的扁平矩形的下机壳14，尤其是以封闭下机壳14顶面开口的方式与下机壳14一体化组装的上机壳16从整体上具有图2A和图2E所示的矩形横截面。
机壳12具有握持部分18以及能由成年人或儿童用一只手握持的尺寸。其沿纵向(沿图2B所示中心线C1的方向)的长度L(图2D)例如被设置成8-15cm，而其宽度(正交于纵向C1)W(图2D)例如被设置成2-4cm。
或者，机壳12的形状不局限于具有矩形平面的纵向形状而可以是具有椭圆平面等的纵向形状。同样，其横截面形状不局限于矩形而可以是圆形或其它多边形。
上机壳16的扁平的主表面包括机壳12的上表面20。尤其在 图1A和图2B中能很好地观察到，机壳12的上表面20是沿机壳12纵向延伸的矩形。另外，上表面20等同于第一平面，而下机壳18的一个表面或主表面22等同于与第一平面20相对的第二平面。第二平面22近乎平行于第一平面20。此外，将向上方向假设为沿机壳12的纵向C1向前的(一端侧)并且将向下方向假设为沿机壳12的纵向C1向后的(另一端侧)。
电源切换键24被设置在机壳12的上表面20上，沿上表面20的宽度方向设置在中心线略靠右侧(由图28中的中心线C1指示)，靠近机壳前端(一端)的附近。电源切换键24旨在通过远端操作接通或断开游戏机112的电源(图9)。
此外，在该实施例中，本身不提供用于接通或断开控制器10的电源切换键。通过对控制器10的任何一种操作切换键进行操作，控制器10接通。并且如果在预设时间段内或更多时间后未进行操作，则控制器10自动切换。
方向切换键26被设置在上表面20的宽度方向中心线C1上，在机壳12的纵向中心前方(由图2B的中心线C2表示)。方向切换键26足四个方向按压切换键和中央切换键的组合切换键，并且包括由向前(或上)、向后(或下)、左、右的箭头表示的四个方向的操作部分26F、26B、26R和26L，另外还包括中央切换键28。操作部分26F、26B、26R和26L以彼此间隔90度的环形状设置在单个键顶上。通过操作它们中的任何一种，各自对应于操作部分26F、26B、26R和26L的以多边形形状设置的触点(未图示)中的一个被有选择地接通，由此选择向上、向下、右和左中的任何一个。例如，通过对操作部分26F、26B、26R和26L中任何一个的操作，那些触点中的一个被接通以使指示可由玩家操作的角色或对象(玩家角色或玩家对象)或指示光标的移动方向变得可能。
中央切换键28是单个的按压按钮切换键并被用作所谓的B按钮。如公知的那样，可使用B按钮28改变由后述的选择切换键32选择的游戏模式、取消由后述的A按钮确定的动作等。
此外，如公知的那样，结合本实施例描述的这种组合切换键非常适用于蜂窝电话等(例如参见http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/small_switch/b-6-2.htm)，并因此省去更详细地说明。
如上所述，本实施例的方向切换键26包括以多边形形状(矩形或菱形)设置以表示各个方向(本实施例中为四个方向)的触点，从而藉由形成在单个键顶上的操作部分26F、26B、26R和26L使这些触点作用。或者，可分别为操作部分26F、26B、26R和26L提供键顶以藉由每个相应键顶使一个触点作用。
另外，方向切换键26可以是横向键或摇杆。在方向切换键26是摇杆的情况下，通过沿任意方向转动其末端360度或以相同方式使其偏移，可指定任意的方向和位置。
如从图2B中可以观察到的那样，具有以日文片假名字符“ハ”形状设置的键顶并且在其间具有机壳12宽度方向中心线C1的启动切换键30和选择切换键32被设置在上表面20上并且在方向切换键26的后方。启动切换键30被用来启动(重新启动)和暂停游戏等。选择切换键32用来选择游戏模式等。
此外，可以任意布局设置启动切换键30和选择切换键32，例如一条横线和一条垂直线，而不是局限于本实施例所示的日文片假名字符“ハ”的形状。
凹进部分34被形成在下机壳14的第二平面22上，位于大致与方向切换键26的位置对应的位置上。凹进部分34形成凹陷以从第二平面22的另一端开始沿宽度方向延伸，如从图1和图2C 所能理解的那样。另外，正如对比图28和图2C所能看出的那样，严格地说本实施例的凹进部分34形成在方向切换键26的稍前方。凹进部分34被形成在当玩家握持住控制器10时--即后面描述的用一只手握持住机壳12的握持部分18时--同一手的食指自然伸入的位置。因此，凹进部分34的凹陷部36(沿机壳12的纵向)的尺寸允许食指进入其中。凹进部分34具有从凹陷部36升起的两个斜面38、40。后斜面38被形成从凹陷部36向机壳12的后端上升的形状，相反，前斜面40从凹陷部36向机壳12的前端上升。
A按钮12被设置在下机壳14的凹进部分34的后侧上的斜面38上。A按钮42被设置在与方向切换键26相应的对置上。这里，相应的位置表示：当从机壳12的上表面观察时，方向切换键26和A按钮42彼此紧靠地设置，并且较佳地，方向切换键26和A按钮42被设置成至少部分重叠的形式。如图所示，凹陷部36的底部是近乎平行于上表面20(即机壳12的第一平面)的平面，并且其上设有A按钮42的后斜面38被形成在凹陷部36的底部平行表面和握持部分18之间，如前所述，握持部分18形成在机壳12的后侧(另一侧)。另外，A按钮42是按压切换键，它具有切换触点(未图示)和接通或断开切换触点的键顶，并且键顶被设置成沿垂直于斜面38的方向移动。因此，如后面所述那样，玩家只需将他/她的食指或中指放入凹进部分34并将其朝向他/她拉动，就能开启A按钮42。即可将食指或中指放在凹进部分34中，这使在需要时快速和有效地操作A按钮42变得可能。
此外，A按钮42允许玩家角色或玩家对象实现任意动作，例如重击、投掷、捕捉(获取)、骑和跳。例如，在动作游戏中，A按钮42可定义跳、重击和操纵武器等。另外，在角色扮演游戏(RPG)或模拟RPG中，按钮42可定义物品获得、武器和命 令的选择和确定等。
此外，上述握持部分18被形成在机壳上凹进部分34的向后方向(即A按钮42)。如后面所描述的那样，在使用控制器10时，玩家一只手的手掌包住握持部分18地握持控制器10(即机壳12)。同时，由于控制器10(即机壳12)被设计成由一只手握持的尺寸和厚度，玩家只需用一只手平稳地握住握持部分18。
此外，通过沿垂直于斜面38的方向按压，即朝向握持部分18的方向按压，A按钮42的键顶被接通。倾斜部分38不垂直于机壳12的上表面，即第一平面20和最后沿不垂直于上表面20的方向按压A按钮42的键顶42。相反地，B按钮28和方向切换键26通过沿垂直于上机壳16的上表面20的方向按压它们而被接通。这些按压方向表示：在握住握持部分18时，食指和拇指能自然地施加压力的方向。这使得在握住握持部分18的同时，在操作中通过拇指和食指连续地支承操作部分的外缘并且在任何时候在平稳握持状态下执行操作变得可能。
此外，X按钮44和Y按钮46被设置在机壳12的宽度方向中心线C1上并且位于机壳12的纵向中心C2的向后方向，位于一条直线上并在它们之间具有间距。X按钮44和Y按钮46被用来调整显示三维游戏图像时的视点位置和视点方向，即调整虚拟摄像机的位置和场角。
电池盖48可拆卸地安装于形成握持部分18的下机壳14，图7所示的电池被容纳在电池盖48内。因此，控制器10将电池78作为电源操作。另外，可通过将啮合卡钩50从下机壳14移去而拆下电池盖48。
如上所述，作为相对较重物体的电池78被容纳在机壳12的握持部分18的范围内，并因此重心G(图2B)被可靠地包含在 握持部分18的范围内。这使在握住握持部分18的同时平稳地实现控制器10的位移或移动变得可能。
后面将详细说明的构成成像信息算法单元54一部分的红外成像装置56被设置在机壳12的前端表面52上(图1和图2A)，而32引脚边缘接头60例如被设置在机壳12的后端表面58上(图1和图2E)。接头60被用来将本实施例的控制器(第一控制器)10安装和连接到另一(后面说明的)第二控制器等。
以这种方式构造的控制器10可由游戏玩家的一只手握持(未图示)。图3和图4示出玩家用他/她的手握持住控制器10的状态。参阅附图，玩家的手掌62P和中指62c、无名指62d和小指62e的一只手62(图中的右手)指球以轻轻地包住握持部分18的方式握住机壳12的握持部分18。在这种状态下，手62的拇指62a置于方向切换键26上并且食指62b置于下机壳14的凹进部分34的凹陷部36中。更具体地说，方向切换键26被设置在由握持住机壳12的手62的拇指62a够得到的位置上，即设置在可由拇指62a操作的位置上。A按钮42被设置在握持住机壳12的手62的食指62b所能够到的位置上，即设置在可由食指62b操作的位置上。因此，玩家可在由手62握持机壳12的同时由拇指62a操作方向切换键26并由食指62b操作A按钮42。更具体地说，手62的食指62b以与形成于下机壳14中的上述凹进部分34的凹陷部36的表面接触的方式定位。通过以这种状态朝向他/她弯曲食指62b(图3中向右)，使用者可通过食指62b的指球沿垂直于凹进部分34的近端斜面38按压A按钮42的键顶。结果，使用者可在由手62握持住机壳12的同时由食指62b操作A按钮42。
此外，如果握持手62是左手，则进行相同动作。
此外，如上所述的A按钮42是由食指62b进行操作的。或者， 通过进一步在按钮42向后方向设置与A按钮相同形状的A2按钮(未图示)，可由手掌62P以及无名指62d和小指62e的指球握持机壳12，以使A按钮42由食指62b操作而A2按钮由中指62c操作。
如上所述，在由一只手握持的状态下，本实施例的控制器10能实现第一操作部分(实施例中的方向切换键26)和第二操作部分(实施例中的A按钮42)的方便操作。也就是说，本实施例的控制器10使得由一只手握持控制器10的同时平稳地对各操作部分进行操作变得可能。因此，玩家可使用另一只于玩游戏或实现其它目的。另外，由丁控制器10仅由一只手握持，因此相比由双手握持而言能更自由地操纵控制器10。结果可流畅地实现控制器10的支持、移动或位移。
另外，在该实施例的控制器10中，例如设置在机壳12上表面20上的方向切换键26的第一操作部分的位置以及例如设置在机壳12下表面上的A按钮42的第二操作部分的位置彼此对应地位于机壳12的上表面20和下表面22上，由此可由操作这些部分的拇指和食指(或中指)勾住机壳12，这产生更平稳的操作。例如，当通过拇指62a操作方向切换键26时，通过位于凹进部分34以操作按钮42的食指62b或中指62c从下方支承机壳12，这使得拇指62a以平稳方式按压方向切换键26变得可能。同样，当由食指62b或中指62c操作A按钮42时，通过操作方向切换键26的拇指62a从上方支承机壳12，这使得食指62b或中指62c以平稳方式按压A按钮42变得可能。
此外，在该实施例中，控制器10的重心G落在如图2B所示宽度方向中心线C1和纵向中心线C2的交点上或其附近。如图2所示，重心G的位置被包含在握持部分18的范围内。因此，当在握持部分18握住控制器10时，握持手62(图6)把持重心G 的位置，这允许把持状态以很高平稳性地保持。因此，可对成像信息算法单元更流畅地实现控制器10的移动、支持或位移。
图3示出食指62b按压A按钮42的状态。当无需按压A按钮42时，可将食指62b从A按钮42上移去(中指62c亦然)。也就是说，如图5所示，通过使食指62b(或中指62c)压向凹进部分34的前端斜面40，可使机壳稳定在食指62b(中指62c)脱开A按钮42的状态下。结果，根据是否按下A按钮42，则不一定要改变握持住机壳12的状态(改变握持方式)。
图6和图7分别示出将上机壳16从控制器10移去的状态以及将下机壳14从控制器10移去的状态。如表示移去上机壳16的图6所示，基板64以密封下机壳14的上端开口的方式被安装于下机壳14的上端。上述电源切换键24、方向换键26、启动切换键30、选择切换键32、X按钮44和Y按钮46被安装在基板64的上端主表面上，并且它们藉由适当的布线(未图示)连接于构成控制器电路的处理器66(图8)。
另外，加速度传感器68和无线模块70被组装在基板64的上端主表面上，位于方向切换键26和X按钮44之间，例如位于起始切换键30和选择切换键32之间。
加速度传感器68较佳地为检测沿X轴、Y轴和2轴的三轴直线加速度计。或者根据所需控制信号类型，在另一实施例中使用仅检测沿X轴和Y轴(或另外一对轴)的直线加速度的二轴直线加速度计。作为非限制性例子，三轴或二轴直线加速度计68可以是从美国内华达州AnalogDevice.Inc或者STMicroelectronics获得的那种。较佳地，加速度传感器68是基于硅晶微型加工MEMS(微机电系统)技术的静电电容型或电容耦合型。然而，可使用其它适当的现存或此后研发出的加速度计技术(例如压电型或压电电阻型)提供三轴或二轴加速度传感器68。
如本领域内技术人员所理解的那样，诸如加速度传感器68的直线加速度计只能够检测沿与加速度传感器的各轴对应的直线的加速度。换句话说，加速度传感器68的直接输出受到沿其两轴或三轴的直线加速度的信号指示。结果，加速度传感器68无法直接检测到沿非直线路径(例如弧形)的移动、转动、回转移动、角位移、倾斜、位置、姿态或其它物理特性。
然而，尽管本领域内技术人员能从本文中的描述中推断和计算出来自加速度传感器68的直线加速度信号输出的附加处理、与机壳12关联的附加信息。例如，通过检测静态直线加速度(例如重力)，可使用加速度传感器68的直线加速度通过将倾斜角与所检测到的直线加速度相关联而输出推断出物体相对于重力矢量的倾斜。在这种方法中，可将加速度传感器68与处理器66(或另一处理器)结合使用以确定机壳12的倾斜、姿态或位置。同样，当包含加速度传感器68的机壳12受到由例如由使用者的手施加的动态加速时，可通过由加速度传感68产生的直线加速度信号的处理而计算或推断出机壳12的各种移动和/或位置。在另一实施例中，加速度传感器68可包括内嵌的信号处理器或其它类型的专用处理器以在将信号输出到处理器66前，对来自其中的加速度计的加速度信号输出进行任何要求的处理。例如，当加速度传感器旨在检测静态加速度(即重力)时，可采用内嵌或专用的处理器将所检测到的加速度信号转换成相应的倾斜角。
在该实施例中，加速度传感器68和处理器66用作位置和/或姿态确定装置以确定由玩家通过他/她的手握持的控制器10的位置和/或姿态。通过输出关于从加速度传感器68的除来自方向切换键26、A按钮42外的操作信号外加速度信号输出转 换的位置和/或姿态的信息并在游戏机端获得位置或姿态的操作信号，可以高自由度进行游戏操作。
如上所述，通过将加速度传感器68设置在机壳12中以使由加速度传感器68检测到的加速度能被用来确定机壳12(即控制器10)的姿态和位置，如上面参阅图3-图5所讨论的那样，玩家能通过移动(翻转)他/她的手腕并同时用手握住机壳12的握持部分18而方便地改变控制器10的位置和姿态。因此，根据本实施例的控制器10，不仅能利用来自控制器10的操作切换键24-32、44和46，还能利用控制器10的位置和姿态作为控制器数据，从而实现更高的操作自由度。
此外，加速度传感器68被设置在握持部分18的机壳12内，在自然握持期间，拇指位于方向切换键26上而食指位于按钮42上，而剩下的手指把持住握持部分。因此，个人间握持控制器10的方法不会产生差异，这使得在预设标准下无差异地进行高精度检测变得可能。即上述手腕翻转动作由于其转动将导致转动轴的位移。另外，由于右手转动和左手转动是非对称的，因此存在引起误差的可能性。然而，通过在该实施例中将加速度传感器68设置在握持部分18的机壳12内，转轴的位移由于其转动而减少并且发生检测误差的可能性也减少。
此外，在该实施例中，加速度传感器68被设置在机壳12的握持部分18的范围内(图1)。这带来一个优点：即位置和/或姿态确定装置可高精度地确定位置和/或姿态。此外，可根据目的将位置和/或姿态确定装置设置在机壳12另一位置中。例如，当位置和/或姿态确定装置向机壳12后方移动时，由于机壳12位移产生的位置和/或姿态的改变量变得较小。相反，当装置向机壳12前方移动时由于机壳12位置产生的位置和/或姿态的改变量变得较大。结果，可根据所要求的性能将位置和 /或姿态确定装置设置在最适当的位置。
在另一范例性实施例中，可用例如包括振动元件转动的任何合适技术的陀螺仪传感器代替加速度传感器68。适用于本实施例的范例性ME MS陀螺仪传感器可从AnalogDevice.Inc处购得。与直线加速度传感器68不同，陀螺仪传感器能够直接检测到围绕由传感器中的陀螺仪元件(或多个陀螺仪元件)限定的轴的转动(或角速度)。因此，由于陀螺仪传感器和直线加速度传感器之间的基本差，需要根据对特殊场合所选用的装置，对从这些装置输出的信号进行的处理操作作出相应改变。由于陀螺仪的特性以及直线加速度计和陀螺仪之间的基本差为本领域内技术人员所熟知，为了不使公开的剩余部分变得模糊，本文中不再进行详细说明。尽管陀螺仪传感器由于能够直接检测回转移动而具有某些优点，但在本文中描述的控制器应用场合中，直线加速度传感器总地来说从成本上更为有效。
天线图案72被形成在基板64的上部主表面上，而控制器10藉由天线图案72和上述无线模块70作为无线控制器而提供。更具体地说，来自上述各个切换键和按钮24-32、44和46的操作信号、来自成像信息算法单元54的检测数据(检测信号)以及来自加速度传感器68的加速度数据(加速度信号)被调制在无线模块70中，从而减弱无线电波信号，并且从天线图案72中将调制的弱无线电波信号发射出。因此，通过接收弱无线电波并对其进行解调和解码，游戏机(未图示)可获得来自上述各切换键和按钮24-32、44、46的操作信号、来自成像信息算法单元54的检测数据以及来自加速度传感器68的检测到的加速度数据。然后，游戏机基于用这种方式获得的信号、数据和游戏程序执行游戏进程。
另外，设置在基板64上部主表面上的晶振74旨在产生包含 在控制器10的计算器或处理器66(图8)的基本时钟。
如其中将下机壳14移去的图7所示，成像信息算法单元54被安装在基板64的下侧主表面上的前端的一边，而接头60被安装在其后端的一边上。成像信息算法单元54具有上述的红外成像装置56和用于处理由成像装置(成像手段)56成像的图像数据的图像处理电路76。
此外，上述A按钮42被安装于基板64的下侧主表面，在成像信息算法单元54后方，并且前述电池78被放置在A按钮后方。振动器80被安装在基板64的下侧主表面上，在电池78和接头60之间。振动器80可以是振动电动机或螺线管。振动器80产生控制器10中的振动，而振动被传递给握持控制器10的玩家的手62(图3)，这实现振动预备(vibration-ready)游戏。结果可为玩家提供振动模拟。
此外，如上所述，将振动器80沿机壳12纵向设置在成像信息算法单元54的相对端会减少来自振动器80的振动对成像信息算法单元54的成像产生不利影响的可能性。也就是说，可保证振动器80和成像信息算法单元54之间的最长距离，这能够尽可能地防止成像信息算法单元54的成像元件被模糊。
此外，在用成像手段或成像装置56改变成像方向时，玩家可用一只手握住机壳12的握持部分18并在那种状态下移动手腕，如结合图3-图5所描述的那样。此时在自然状态下，成像装置56被设置在机壳12的前端而拇指位于方向切换键26并且食指位于A按钮42，剩下的手指把持住握持部分。这使得在预设的统一标准下实现成像操作变得可能，不管个人握持控制器10的方式有何差异。
这里，结合图8，将对本实施例的控制器10的电路结构作出说明。
成像信息算法单元54具有红外成像装置56以及前述的对由成像装置56成像的图像数据进行处理的图像处理电路76。如图所示，成像装置56包括立体成像单元561，例如CMOS传感器和CCD。红外滤光器(仅透射红外线的滤光器)562以及透镜563被设置在成像单元的前方。因此，成像装置56通过单纯红外线的检测而产生图像数据。此外，图像处理电路76处理从成像装置56获得的红外图像数据、检测高强度部分、检测该部分的重心位置和区域并输出关于它们的数据。关于高强度部分的位置和区域的数据从图像处理电路76被输入到处理器66。此外，来自前述切换键和按钮24-32、4、46的操作信号被输入到处理器66。另外，来自加速度传感器68的三轴或二轴加速度数据(加速度信号)也被输入到处理器66。
基于来自操作切换键24-32、44、46的操作信号，处理器66检测此时哪个操作切换键和操作按钮被操作。处理数据作为控制器数据序列与加速度数据和高强度部分数据一起被输出，并被输入到无线模块70。无线模块70用控制器数据对预设频率的载波进行调制，并将弱无线电波信号从天线72中发出。
此外，通过设置在控制器10后端的接头60输入的信号和数据也被输入到处理器66，并由处理器66以前述信号和数据相同的方式进行处理，作为控制数据被提供给无线模块70并随后作为来自控制器10的弱无线电波信号以相同方式输出。
此外，处理器66可与无线模块70分开，并且在使用基于蓝牙(注册商标)标准等的无线模块的情况下，可将其作为微型计算机包含在模块中。
为了使用游戏系统100中的控制器10玩游戏，玩家102用一只手62把持住控制器10(机壳)，如图9所示。然后，玩家102使控制器10前端处的前述成像信息算法单元54的成像装置56 (图8)面向显示器104的屏幕106，此时，将两个LED模块108A、108B设置在显示器104的屏幕106附近。每个LED模块108A和108B输出红外线。同时，如上所述地将红外滤光器(图8)包含在由玩家手持的控制器10的成像信息算法单元54中。
成像信息算法单元54的图像处理电路76(图8)通过对包含红外线的所摄图像的处理将关于LED模块108A和108B的位置和区域的信息作为高强度点信息获得。关于强度点的位置和大小的数据从控制器10通过无线电(弱无线电波)被发送到游戏机112，并由游戏机112接收。当玩家移动控制器10(即成像信息算法单元54)时，关于强度点位置和大小的数据改变。藉此，游戏机112可获得与控制器的移动对应的操作信号并实现与之对应的游戏进程。
以这种方式，成像信息算法单元54可对一标志(在本实施例中是来自LED的红外光)成像并获得对应于所摄取图像中标志的位置改变的操作信号。这允许协调直接输入和转动输入到屏幕，与用手指操纵的操作切换键、操作键或操作按钮的操作不同。然而，成像信息算法单元的原则是公知的，正如3422383号日本专利中所描述的那样，并因此对其更详细的说明在这里被省去。此外，监视跟踪表示将特定标志或图案作为屏幕中的对象(图像)对物体或摄像机(在这里指控制器10)移动的分析。
图10是图1和图2中详细示出的控制器10的示意图。如图10所示，握持部分18被设置在控制器10的机壳12的纵向的一端附近，即沿宽度方向中心线C1的方向的一端，而成像装置56被安装在机壳12的另一端，在中心线C1上并且在握持部分18的相对侧。因此如图3所示，经过握持住握持部分18的手62的手掌62P的直线(宽度方向中心线C1)通过成像装置56与指示方向对齐， 这带来容易识别成像装置56所面对方向的优点。更具体地说，因为由成像装置56成像的方向(与后述的视角C面对的方向对应)与机壳12的纵向平行，由此可在握持机壳12的同时通过直觉把握由成像装置56指示的方向。这里，在本实施例中为矩形机壳的情况下，机壳12的纵向由宽度方向中心线C1表示。另外，如后面说明的图29所示那样，例如当将食指放置在方向切换键26的中心线上并且用手掌和其它手指握持住握持部分18时，由成像装置56成像的方向表示拇指所朝向的方向。
此外，图9所示的LED模块108A、108B以及控制器10的成像信息算法单元54分别具有视角A、B和C。在该实施例中，视角A、B彼此相等并且它们例如为34°(半值角)，而视角C例如为41°。另外在跟踪操作中，当两个LED模块108A、108B存在于图10所示成像装置56的视角C中，成像信息算法单元54通过使用来自两LED模块108A、108B的有关高强度点位置和大小的信息而检测成像信息算法单元54的移动，即控制器10的移动。
然而如图11所示，当只有一个LED模块108A或108B存在于成像装置56的视角C中时，成像信息算法单元54通过使用关于仅来自两个LED模块108A、108B中一个的高强度点的位置和大小的信息检测控制器10的移动。
上述控制器10作为游戏操作装置通过自身充分地执行功能。此外，正如下面一个实施例所描述的，可使控制器10与另一控制器(或适配器)协同工作。
在图13-17表示的实施例中采用了图13中示出的第二控制器200和前述实施例的第一控制器10。更具体地说，与第一控制器10的纵向机壳12不同，第二控制器200包括横向机壳202。横向机壳202的左右侧分别作为握持部分204、206。握 持部分204由左手63的手掌包住并握持，而握持部分206由右手62的手掌包住并握持，如图16所示。即，握持部分204是左手握持部分而握持部分206是右手握持部分。对图18-20的不同实施例采用相同结构。另外，握持部分204的表面和握持部分206的表面位于相同平面内，并与图14和图15所示的机壳202的上表面一起形成。
容纳部分208形成在机壳202的左手握持部分204和右手握持部分205之间。容纳部分208是用于容纳第一控制器10的机壳12的凹进部分。容纳部分208的形状为具有敞开的前表面和上表面，并且其内部形状沿与第一控制器10纵向正交的方向与机壳12的外部形状相似并且尺寸稍大于第一控制器10的尺寸。更具体地说，容纳部分208的宽度Wa等于或稍小于图2D所示第一控制器10的机壳12的宽度w，而其深度D1近乎等于机壳12的厚度(T)(图2A和2E)。然而，其深度的长度D2被设置成与第一控制器10的机壳12的握持部分16的长度对应，这从图1中被清楚地示出。即，容纳部分208的深度D2等于或稍长于或稍短于控制器10的握持部分18的长度(沿第一控制器的纵向)。
另外，尽管未精确地图示，与设置于第一控制器10的接头56连接的接头56被设置在容纳部分208的背面。由于第一控制器10的接头是雄接头，第二控制器200的接头210是雌接头。
公知的模拟摇杆212和方向切换键(数字摇杆)214被设置于第二控制器200的机壳202的左手握持部分204的上表面。另外，A按钮216和B按钮218被设置在右手握持部分206的上表面，而X按钮220和Y按钮222被设置成围绕稍大的A按钮216。另外，提供摇杆224以改变位置，即虚拟摄像机的视点，同时将三维游戏图像显示在显示屏幕106中(图9)。A按钮216和B按钮218的功能和动作与第一控制器10的A按钮42和B按钮28 的功能和动作相同。X按钮220例如用来改变虚拟摄像机绕X轴的凝视(gaze)角，而Y按钮222例如用来改变绕Y轴的凝视角。
第一控制器10的机壳12从其另一端(后端)被插入第二控制器200的容纳部分208的前表面的开口。然后将机壳12推入，直到第一控制器10的接头56连接于容纳部分208的接头210。这样，第一控制器10与第二控制器200结合，如图14所示。
在第一控制器10和第二控制器200结合的状态下，第一控制器10的握持部分18几乎埋入容纳部分208，正如特别从图14和图15中观察到的那样。这是因为容纳部分208的深度被设置成等于或稍长于或稍短于握持部分18的长度。因此，第一控制器10的重心由第二控制器200支承，并因此第一控制器10可由第二控制器200平稳地支承。
此外，容纳部分208的宽度被设置成等于或稍长于第一控制器10的机壳12的宽度，并且将其深度形成为等于或稍长于机壳12的厚度。因此，当将第一控制器10插入或安装于第二控制器200的容纳部分208时，在第一控制器10和第二控制器200之间不会产生嘎嘎声。另外，正如从图15中所能明白的那样，第一控制器10的机壳12的上表面20与第二控制器200的机壳202的上表面203平齐，并因此第一控制器10不会凸出于第二控制器200的表面或对第二控制器200的操作形成干涉。
当第一控制器10和第二控制器200彼此结合时，玩家分别用左手63和右手62握持住第二控制器200的机壳202的握持部分204、206，如图16所示。在这种状态下，无需使用第一控制器10的所有操作切换键和按钮，而是只使用其中一些。然而，照样能使用第一控制器10的无线传输功能和成像信息算法单元的成像功能。
当第一和第二控制器10、200如图14和图15所示地彼此结 合，电路结构如图17所示。更具体地说，在图17中，操作切换键212-224是第二控制器200的操作切换键和按钮，而来自这些操作切换键212-224的操作信号通过接头60从接头210被输入到第一控制器10的处理器66中。因此，处理器66以与来自第一控制器10的操作信号相同的方式对来自第二控制器200的操作信号进行处理，并将它们作为控制器数据输入到无线模块70中。因此，可将来自第二控制器200的各个切换键和按钮212-224的操作信号作为控制器数据通过天线72藉由来自线路模块70弱无线电波被无线地发送。结果，第一控制器10和第二控制器200的结合作为无线控制器。
另外，第一控制器10的成像信息算法单元54不会受到第二控制器200和第一控制器10的结合的影响。因此，通过使由双手握持的第二控制器200的机壳202如图16所示那样左右移动或上下移动，可通过使用第一控制器10的成像信息算法单元的功能而玩游戏。
此外，在第一控制器10和第二控制器200彼此结合的状态下，第一操作部分典型地为第一控制器10的前述方向切换键26，而第二操作部分相同意义地指A按钮42。第三操作部分是设置在第二控制器100的左手握持部分204中的摇杆212以及方向切换键214。第四操作部分是设置在第二控制器200的右手握持部分206中的A按钮216等。然而，第三操作部分和第四操作部分的对应物可互换。在任何一种情况下，第三操作部分和第四操作部分可由左手63的拇指63a和右手62的拇指62a操作，如图16所示。
如前所述，在第一控制器10中，第一操作部分(方向切换键26)被设置在能由拇指62操作的位置，而第二操作部分(A按钮42)被设置在当藉由握持部分18握持住第一控制器10时， 能由食指62b或中指62c操作的位置。因此在第一控制器10中，操作设置在握持部分18范围内的X按钮44和Y按钮46有点困难。相反，在第二控制器200中，X按钮220和Y按钮222均被设置在机壳202的右手握持部分206中并在由右手62握持住握持部分297的状态下易于由拇指62a操作(图16)。
如上所述，通过在其中设置最小必需数量的操作切换键或键，可使单手控制的第一控制器10更易于由一只手操作。然而，取决于游戏种类，可能需要对前述X按钮44和Y按钮46进行高频度的操作。由于设置在握持部分18的范围内，第一控制器10中的X按钮44和Y按钮46不一定便于操作。即由于对X按钮44和Y按钮46的操作存在难度，玩家可能会不满意仅有第一控制器10。在这种情况下，通过将第二控制器200和第一控制器10结合，由于第二控制器200的X按钮220和Y按钮222变得容易操作，因此可防止玩家产生这样的不满意。
另外，摇杆212和方向切换键214作为方向指示装置被设置在第二控制器200中。同时，摇杆212和方向切换键214被设置在机壳202的左手握持部分204中并易于在由左手握持住握持部分204的状态下用拇指63a操作(图16)。因此，当第一和第二控制器10和200彼此结合，方向指示装置也变得易于操作，另外，操作切换键26最初被设置在第一控制器10易于操作的位置，使用频度较高的方向指示装置具有方便地可操作性，不管是第一控制器10单独使用还是与第二控制器200结合使用。
此外，在图13-图17的实施例中，按钮216、B按钮218、X按钮220和Y按钮222被设置在第二控制器200的右手握持部分206。或者，在该实施例中，可从第二控制器200省去A按钮216和B按钮218，从而仅使X按钮220和Y按钮222被设置在第二控制器200中。
也就是说，即使当第一控制器10和第二控制器200彼此结合，也可没有妨碍地操作A按钮42和B按钮28(图1)，并因此可从第二控制器200中省去具有重复功能的某些操作切换键和操作按钮，这实现成本削减。另一方面，在结合使用控制器时，第一控制器10的x按钮44和Y按钮46在某种程度上变得难以操作，并且这些按钮的功能被独立设置在第二控制器200上的操作切换键(按钮)覆盖。这消除了由于结合使用控制器引起的操作的不便。
图18所示的实施例与图13-17所示的实施例相同，除了设置在第二控制器200的机壳202的右手握持部分206的上表面上的操作切换键与图13-16所示实施例略有不同外。下文中重复说明被省去，将相同的标号赋予相同操作切换键或操作按钮。在图18的实施例中，机壳202的右手握持部分206的上表面设有A按钮216、B按钮218、X按钮220、Y按钮222、C按钮226和D按钮228。A按钮216和B按钮218具有与上述实施例的A按钮216、B按钮218相同的功能。X按钮220、Y按钮222、C按钮226和D按钮228实现与前述实施例中摇杆224等同的功能。
此外，在图18的实施例中，将A按钮216和B按钮218从第二控制器200的右手握持部分206中省去，从而与图13-17的实施例一样，仅使X按钮220和Y按钮222被设置在第二控制器200中。这实现了成本削减并在结合使用控制器时防止可操作性的降低。
除了下面叙述的一点外，图19的实施例与图13-17的实施例相似。具体地说，在图13-16的两个实施例和图18的实施例中，机壳202具有(沿第一控制器10纵向的)足够宽度并因此第一控制器10的握持部分18几乎被埋入第二控制器200的机壳202内。相反，在图19的实施例中，相比图13-16的实施例和图18 的实施例，机壳202的宽度稍小，第一控制器10握持部分18的大部分暴露在机壳202之外。因此，相对于前述实施例，该实施例略为不平稳。然而，和前述实施例一样，第一控制器10和第二控制器的机壳12、202的上表面20、203彼此平齐。
由于机壳202的宽度稍短，设置在图18实施例的机壳202的左手握持部分204中的摇杆212被省去并对该实施例中的右手握持部分206的切换键作出某些改变。在该实施例中，只有A按钮216、B按钮218、x按钮220和Y按钮222被设置在右手握持部分206上。
此外，在图19的实施例中，与图13-17的实施例一样，可省去第二控制器200的右手握持部分206的A按钮216和B按钮218以使第二控制器200上仅设有X按钮220和Y按钮222。这可实现成本削减并防止结合使用控制器所导致的可操作性的降低。
图20的实施例与图19的实施例相同，除了前述的那一点。具体地说，如图19实施例所述那样，相比图13-16的实施例以及图18的实施例，第一控制器10的握持部分18突出于第二控制器200的机壳202或更长地暴露在机壳202外。因此，在该实施例中，只有A按钮216和B按钮218被设置在机壳202的右手握持部分206中。或者，这些按钮216和218可用作不同于A按钮和B按钮的X按钮和Y按钮。
图21示出一种枪型适配器300，与通用枪型控制器一样，该适配器300具有供手握持的枪托302。枪托302设有由板机环304包围的板机306。枪管308从枪托302通过弹匣延伸。此外，枪杆308可由接头310相对于枪托302拆卸。
另外，通过将枪管308从接头310中拉出并将控制器10的接头60插入接头310，可代替枪管308而安装第一控制器10。在这 种情况下，通过用板机306代替控制器10的A按钮42而使射击游戏更有趣。
在图23所示的实施例的第一控制器10中，相比图1的实施例，操作切换键和按钮24-32、44、46在形状和布局上均有改变。尤其是方向切换键26不采用图1实施例的组合切换键，而是由频繁用于游戏机中的十字键构成的方向切换键。十字键、即方向切换键26与第二控制器200的方向切换键214相似。另外，在本实施例的第一控制器10中，启动切换键30和选择切换键32被设置成侧向线，而不是象前述那样以字符“ハ”形状设置。
此外，多个(在本实施例中为四个)发光二极管(LED)821、822、823和824被设置在本实施例的控制器10的上表面20的一端(前端)。来自LED 821-824的光可从外部看到，但是它们被埋入机壳12的上表面20中并且从图23B看不凸出在外。或者，在图23B中将它们设置成凸出也是完全可以接受的。当第一控制器10将无线电波作为控制信号(控制数据)发送时，由于对应于控制器数量的LED被导通，这些LED821-824指示控制器的数量。
例如，当图9所示游戏机112被设计成同时接受四个控制器，每四个游戏玩家使用第一控制器10。LED821-824有选择的发光允许每个使用者确认第一至第四控制器中的哪个是他/她自己的控制器。例如当他/她的控制器10的LED821导通，玩家就知道该控制器作为第一控制器被赋予他自己使用。
此外，在图23的实施例中，与前述实施例不同，机壳10的前端表面52被形成为斜面而不是与沿机壳12纵向的轴正交。另外，成像信息算法单元的成像装置56被安装在前端斜面上，并因此成像信息算法单元的成像范围内的中央轴，即成像装置56倾斜地与沿机壳12纵向的轴交叉。因此，通过将在握持部分握 持住机壳12并朝向前端斜面52，也就是成像装置56直接面对显示器104的平面106，可使机壳12整体上倾斜。结果，根据本实施例，玩家坐在他/她的椅子上并操作控制器10并感到他/她的手不是那么疲劳。
也就是说，在前述实施例中，机壳12的前端表面正交于沿纵向的轴。因此，为使安装在那里的成像装置56直接朝向平面106，必需以令机壳12的上表面20面朝上并且其轴处于水平状态的方式握持控制器10。另外，在这种状态下，需要将成像装置56引至平面106内的位置。在这种情况下，握持住握持部分18的手腕将承受过多应力。相反，在图23的实施例中，即使当手腕以自然角度或握持住机壳12或处于自然状态，也能使成像装置56直接朝向平面106。这能够在不对玩家手腕造成过多应力的情况下减少玩家手腕的疲劳度。
基于相同的想法，与图25所示实施例相同，控制器10机壳12的前端12H与另一部分分离并藉由轴84安装于另一部分的前端。这样，由于在需要时能够以由虚线表示的方式折叠前端12H，成像信息算法单元的成像装置56的成像表面如图25所示地形成位移。因此，与图23和图24所示实施例相同，可望获得减少手腕疲劳的效果。此外，如果图25的实施例不要求如此，可使前端12H保持在根据沿纵向的轴的垂直状态(由图25中的实线表示的状态)。
图26-28示出第一控制器10的又一实施例。该实施例的控制器10与图1和图2所示实施例的控制器相似，除了下面所述的几个方面。下文中的重复说明被省去，将相同的标号赋予相同或相似的部件。
该实施例的控制器10还包括纵向和横向矩形或与之相近形状的机壳12，该机壳12由下机壳14和上机壳16构成。另外， 在机壳12的后端形成可由一只手握持的尺寸或厚度的握持部分18。另外，方向切换键26被设置在机壳12的上表面20上，沿纵向C1位于握持部分18相反侧(前端)(图27)。此外，在该实施例中，方向切换键26是所谓的十字键，而不是如图1实施例所示的组合切换键。此外，A按钮42被设置在十字键，即沿宽度方向位于机壳12中央的方向切换键26的下方(接近尾端)。在前述实施例中，A按钮42被设置在机壳12的底表面22的凹进部分34内，而在本实施例中，可将A按钮42改变为设置于机壳12的上表面20。由于A按钮42比B按钮更频繁地操作，这旨在允许A按钮42由拇指快速和可靠地操作，如从后面描述的图29所能理解的那样。方向切换键26和A按钮42与该实施例中的第一操作部分对应。因此，方向切换键26和A按钮42是沿正交于第一平面20的方向按压的键顶以及具有可由键顶作用的触点(未图示)的按压切换键。
另外，在该实施例中，正如从图27C所能理解的那样，十字键(即方向切换键26)的键顶从第一平面20开始的高度H1比A按钮42的键顶从平面20开始的高度H2更高。也就是说，方向切换键26被设置成高于A按钮42。这旨在防止在操作十字键(即方向切换键26)的同时无意地按下A按钮42。
启动切换键30和选择切换键32沿垂直于纵向(宽度方向)的方向被设置在一条直线上，并且菜单切换键86被设置在它们之间。该菜单切换键86被用来选择由控制器10执行的游戏菜单项(例如单人游戏模式、配合模式等)并用来在游戏启动等之后即时地将游戏模式切换至即将提供的菜单。菜单切换键86的中线沿机壳12的宽度方向与A按钮42的中线对齐，并且启动切换键30和选择切换键32被设置在与菜单切换键86(例如A按钮42)左右并与它形成一致间隔的位置上。
通过上面提到的按钮布局，例如在用右手操纵控制器10时，玩家不一定要弯曲手指而只需滑动放置在A按钮42上的拇指就能快速地操作选择切换键32。另外，在用左手操作的情况下，启动切换键30是适于以相同方式进行快速操作的切换键。因此通过软件程序等对选择切换键32和启动切换键30的键值分配作出改变，可进行快速操作而不考虑使用者惯用左手还是右手。
此外，菜单切换键86和电源切换键24以陷入或埋入形成在机壳12上表面20上的孔中的形式被设置，因此如图27C的侧视图所示它们是不可见的。尽管这些切换键仅在诸如开始游戏时的特殊场合发生作用，但由于在游戏过程中操作这些切换键会造成诸如数据丢失的一些不便，因此将这些切换键24、86设置成陷入结构，并因此将这些操作键设置成能够在游戏开始时有意地操作但在游戏过程中无法不经意地操作的形式。
此外，在该实施例的控制器10中，与图23的控制器相同地设有指示控制器数量的LED821-824。然而，图23实施例的LED821-824被设置在机壳112的一端(前端)，然而在本实施例中它们被设置在机壳12的另一端(后端)。
凹进部分34在与上述方向切换键26位置近乎对应的位置上被形成在机壳的下表面22上，沿纵向位于握持部分18相反侧。在前述实施例中，凹进部分34具有凹陷部36，它具有平行于第一平面20的平面，而在该本施例中，凹进部分34不具有凹陷部并包括第一斜面38和具有平缓斜度的第二倾斜部分40。另外，B按钮28被设置在沿握持部分18方向延伸的第一斜面38。另外，B按钮28被设置在与形成第一操作部分的方向切换键26和A按钮42对应的位置。此外，相应位置表示当从机壳12的上表面观察时，B按钮28靠近方向切换键26和A按钮42的位置。
此外，在前述实施例中，A按钮被设置在机壳的下表面上，然而该实施例中的A按钮42被设置在相比前述实施例的中央切换键而言更易按压的位置上。因此，将该按钮假设为频繁使用的A按钮并且将机壳下表面22上的切换键假设为B按钮，这使得按钮操作变得更方便，
此外，在该实施例中，B按钮28与第二操作部分对应。因此B按钮具有沿垂直于斜面38但不垂直于第一平面20的方向按压的键顶，并且通过键顶接通或断开触点(未图示)。
此外，在该实施例中，向机壳12的前端52延伸的第二斜面40相对于第一平面20的倾斜角被设置成小于第一斜面38相对于第一平面20的倾斜角，如从图26和27C所能理解的那样。也就是说，相比第一斜面38，第二斜面40具有平缓的斜度。这样，通过使第二斜面40在斜度上比第一斜面38更平缓，存在如图32所示更易于用双手握持住控制器的优点，并且由于可沿移离方向充分地移动手指，可使食指正确地移离B按钮28。
此外，如从图28所能理解的那样，由于在该实施例中起始切换键30、菜单切换键86和选择切换键32的布局设置在一条水平直线上，无线模块70被设置在沿宽度方向的机壳12的右侧。另外，相比前述实施例，电源切换键24沿宽度方向被设置在基板64的机壳12的左侧，并且天线图案72沿宽度方向被设置在基板64的右侧上的前端。如上所述，通过将天线图案72沿宽度方向设置于机壳12右侧上的前端，带来的优点是即使如图32所示那样用双手握持的情况下，来自天线72的弱无线电波发射不受到握持住机壳12(即控制器10)的手的影响，也就是说，将天线图案72沿机壳12的宽度方向设置在相对于握持控制器10的手的那一侧。
此外，在图26-图28的实施例中，设置在机壳12下表面上 的凹进部分34中的切换键是B按钮28。或者，可用具有Z按钮功能的操作装置代替B按钮28。另外，例如在射击游戏中可将Z按钮用作扳机切换键，并当非玩家对象被玩家对象瞄准时，也能被操作(所谓的Z瞄准特征)。
图29和图30示出上述结构的控制器10由游戏玩家的手握持的状态。参阅这些附图，玩家右手62的手掌62P和中指62c、无名指62d和小指62e的指球以轻轻地包住握持部分18的方式握持住机壳12的握持部分18。在这种状态下，手62的拇指62a置于方向切换键26上，并且食指62b置于下机壳14的凹进部分34内。具体地说，方向切换键26被设置在能由握持机壳12的于62的拇指够到的位置，即在能由拇指62a操作的位置上。B按钮28被设置在握持机壳12的手62的食指62b够到的位置上，即在能由食指62b操作的位置上。因此，玩家可在用手62握持住机壳12的同时，用拇指62a操作方向切换键26并用食指62b操作8按钮28。更具体地说，手62的食指62b定位以与形成在下机壳14中的上述凹进部分34的前端方向具有平缓倾斜的第二斜面40的表面形成接触。通过在那种状态下将食指62b向他/她弯曲(图29中向右)，使用者可用食指62b的指球沿垂直于凹进部分34的近端斜面38的方向按压B按钮28的键顶。此外，在本实施例的情况下，A按钮42由一只手62的拇指62a就象方向切换键26那样操作，这尤其能从图29中观察到。也就是说，在该实施例中，可通过伸展拇指62a对方向切换键26进行操作并通过弯曲拇指62a而对A按钮42进行操作。结果，可由拇指62a对方向切换键26和A按钮42进行操作。因此，也可在操作等待状态(休息状态)中将拇指62a放在A按钮42上，而不是放在方向切换键26上。
图29示出用食指62b按压8按钮(或Z按钮28)的状态。当 不需要按压B按钮28时，食指62b(或中指62c)可从B按钮28上移离。更具体地说，通过将食指62b(或中指62c)放在凹进部分34的第二斜面40上，可使食指62b(中指62c)稳定地处于与B按钮28分离的状态。因此，根据是否按压B按钮(或Z按钮)28，无需改变握持机壳12的状态(使机壳12从一只手传递到另一只手)。
如上所述，本实施例的控制器10使得由一只手握持住控制器10的同时操作第一操作部分(该实施例中为方向切换键26和A按钮42)和第二操作部分(该实施例中为A按钮42)变得容易。也就是说，在该实施例的控制器10中，在用一只手握持控制器10的同时可望以平稳的方式对各操作部分进行操作，这产生极佳的效果，即允许用另一只手玩游戏或实现其它目的，并能够用双手平稳地进行操作。图32示出双手握持的状态。另外，在该实施例中，将按钮42设置在靠近方向切换键26的握持部分上。此外，B按钮28被设置在其中设置方向切换键26和A按钮42的区域的背面(换句话说就是方向切换键26的紧靠背面的稍后方)，这使得用一只手平稳地操作A按钮42和B按钮变得容易。此外，如上所述，由于方向切换键26处于比A按钮42更高的位置，使得A按钮难以被错误地按下。
在由双手握持的情况下，如图32所示，机壳12的前端由左手63握持而机壳12的后端由右手62握持。同时，由于右手和左手之间的共同性，以上表面20(图27)受到拇指62a、63a的指球约束并且底表面22(图27)受到食指62b、63b的两侧支承的方式握持控制器10(即机壳12)。因此，可用左手63的拇指63a的指球操作方向切换键26和A按钮42，而通过左手的食指63b的指尖操作B按钮28(图26和图27)。另外，通过右手62的拇指对X按钮44和Y按钮46进行操作。
然而，在由双手握持的情况下，握持控制器以及手和手指操作各操作切换键和操作按钮的方式不局限于图32的例子。例如可通过伸出右手62的拇指62a等操作A按钮42。此外，以图32所示方式进行握持能防止通过天线72(图28)的无线电发送受握持手的影响。
尽管已对本发明进行详细的说明和阐述，但要清楚地理解它们仅仅作为阐述了例示并不旨在构成限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求的术语限定。

Claims (18)

1.一种游戏操作装置，其特征在于，包括：
纵向机壳；
设置在所述机壳的沿纵向的第一平面上的、在该纵向上的一端的第一操作部分；
设置在与所述第一平面相对的第二平面上的、与所述第一操作部分对应的位置上的第二操作部分；
从所述第二操作部分沿所述纵向朝另一端而形成的握持部分，
此外，该游戏操作装置还包括：
设置在所述握持部分内的位置和/或姿态确定装置，用来检测所述机壳的位置和姿态中的至少一种，该位置和/或姿态确定装置包括加速度传感器和陀螺仪传感器的至少一种；
通过经由设置于所述纵向上的一端侧的天线来发射的电波，以操作信号的形式将由所述位置和/或姿态确定装置检测的位置和/或姿态的信息与来自第一操作部分和第二操作部分中的至少一个的操作信号一起以无线通信的方式输出的无线模块；
设置于所述壳体内部的振动器；以及
设置于所述壳体内部的电池。
2.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述机壳具有能够由一只手握持的厚度；
所述第二操作部分设置在当所述一只手的拇指放置在所述第一操作部分上时能够由所述一只手的食指够到的位置；
所述握持部分形成在当将拇指放置在所述第一操作部分并将食指放置在所述第二操作部分上时能够由所述一只手的手掌和其它手指握持的位置。
3.根据权利要求1或2所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述第一操作部分和所述第二操作部分被分别设置在所述第一平面和所述第二平面上彼此相应的位置。
4.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述第一操作部分是方向切换键，所述方向切换键包括多个以多边形形状设置的切换触点以及用来接通/断开该切换触点的单个键顶或多个键顶；
所述第二操作部分是至少一个操作切换键，所述操作切换键包括一个切换触点和用来接通/断开该切换触点的一个键顶。
5.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
在所述第一操作部分中的键顶设置为使按压方向垂直于所述第一平面；
在所述第二操作部分中的键顶设置为使按压方向朝向所述握持部分并且不垂直于所述第一平面。
6.根据权利要求2所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述第二操作部分是包括切换触点和用于接通/断开切换触点的键顶的至少一个操作切换键，
当所述食指弯曲时，该键顶沿所述握持部分的方向受压。
7.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括形成在所述机壳上的凹进部分，所述第二操作部分被设置在所述凹进部分中。
8.根据权利要求4所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述第一操作部分还包括按压切换键，所述按压切换键包括切换触点和接通/断开所述切换触点的键顶，它们与方向切换键的切换触点和键顶分离，
所述按压切换键被设置在所述方向切换键附近的握持部分的所述第一平面上。
9.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括以陷入或埋入形成在所述机壳上的孔中的形式设置的电源切换键和/或菜单切换键。
10.根据权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括设置在所述机壳的所述一端以使其能沿所述纵向的方向进行成像的成像装置。
11.如权利要求10所述的游戏操作装置，其特征在于，
具有成像信息算法单元，该成像信息算法单元具有所述成像装置以及图像处理电路，该成像装置能够摄取包含红外线的图像，该图像处理电路处理能够从该成像装置获得的红外图像数据、检测高强度部分、检测该部分的重心位置和区域并输出关于它们的数据。
12.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述振动器设置在所述机壳内与所述握持部分对应的位置。
13.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述电池设置在所述机壳内与所述握持部分对应的位置。
14.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述无线模块能够通过无线控制方式进行游戏操作。
15.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
所述无线模块设置于所述机壳的宽度方向右侧。
16.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括设置于所述第一平面上的位于所述握持部分的按钮。
17.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括用于从多个游戏操作装置中进行识别的多个LED。
18.如权利要求1所述的游戏操作装置，其特征在于，
还包括用于连接其他控制器或适配器的接头。
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