CN1891321A - 具有可再充电电池系统的视频游戏控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了具有可再充电电池的无线计算机游戏控制器，在电池安装于控制器上时和/或在控制器正在操作中时就可对电池充电。一次性电池也可以给控制器供电。在一个实施例中，通信电缆将控制器与独立计算机游戏控制台连接，使得可再充电电池组通过通信电缆从游戏控制台直接充电。电缆不仅建立了通信链路以便于控制器与计算机设备之间的命令信号和音频/视频信号的传输，还通过游戏控制器将再充电信号传递给电池组。在另一个实施例中，可再充电电池组通过独立支架被再充电，该支架在电池安装在控制器上时接收控制器，或者接收与控制器分离的电池组。支架可以是将游戏控制台转换成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。

Description

具有可再充电电池系统的视频游戏控制器

本申请是要求2005年1月31日提交的美国临时申请No.60/647,800的优先权的非临时申请，通过引用将其包含在内。

技术领域

本发明涉及视频游戏控制器，更具体地涉及具有在安装在无线控制器上时就可以被充电的可再充电电池组的无线控制器，或者具有一次性电池的无线控制器，该无线控制器在电池耗尽之后可以由电力电缆提供电力。

背景技术

计算机视频游戏在领域中是公知的。这种设备从小型手持一体式单元到与独立(stand-alone)控制器和独立视频显示设备相互作用的更大的独立单元都有。小型手持设备非常便于携带。但是，由于有限的处理功率和相关联的外围设备，图形和复杂游戏比独立单元差很多。对于更复杂的游戏，独立计算机单元提供极大的处理功率并且与相关联的外围设备例如远程控制器和电视机显示器一起工作，以试图给玩家带来比手持设备的体验更生动的游戏体验。这些设备已在市场上广泛存在并且是本领域中公知的。

中央独立控制台包含用于运行计算机游戏必需的所有处理部件。控制器被连接用于传送来自用户的操作控制命令。单独的显示器被连接到玩游戏的设备，用于显示交互式的视频游戏图像。如前面提到的，该传统设备是本领域公知的。

随着独立计算机游戏系统在商业上的巨大成功，整个外围市场已经形成，范围包括先进的视频控制器、操纵杆、用于赛车游戏的方向盘、多头(multi-tap)控制器、振动控制器、视频台、音频系统等。可编程控制器也是可得到的，其允许用户对控制按钮的操作进行用户化，甚至存储和找回这种被用户化的设置。

在玩游戏时，一个或多个玩家使用硬连线的或无线的控制器来控制游戏的各个视觉方面。所有控制器都需要电源才能操作，但是电源可能很繁重或者效率低，尤其是对于无线控制器。因此需要一种无线控制器，其可以容纳碱性电池和/或可再充电电池，其中，可再充电电池可以以有效和有用的方式进行充电。

发明内容

本发明针对的是具有可再充电电池的无线计算机游戏控制器，在电池安装于控制器上时和/或在控制器正在操作中时就可以对电池充电。

在一个实施例中，通信电缆将控制器与独立计算机游戏控制台连接，使得可再充电电池组通过通信电缆从游戏控制台直接充电。电缆不仅建立了通信链路以便于控制器与计算机设备之间的命令信号以及音频/视频信号的传输，而且它还通过游戏控制器将再充电电压传递给电池组。

在另一个实施例中，可再充电电池组通过独立支架被充电，该独立支架在电池安装在控制器上时接收控制器，或者接收与控制器分离的电池组。支架可以是将游戏控制台转换成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。在没有使用控制器并且需要在切断时间中进行再充电时，适配器/接收器可以起到再充电支架的作用。

在另一个实施例中，通过将电力电缆直接连接到控制器和/或在电池组安装到控制器时直接连接到电池组，来对可再充电电池组进行再充电。

在另一个实施例中，控制器可以用一次性(例如碱性)电池来供电，在一次性电池耗尽时可以通过将电力电缆直接连接到控制器来对控制器供电。

参照下面的附图和相关描述，本发明的这些和其它特征将变得更加清楚。

附图说明

图1示出了具有无线控制器的实例性交互式计算机图形系统。

图2是根据本发明一个实施例的控制器的俯视平面图。

图3是图2所示控制器的仰视图。

图4是沿图2所示视线IV-IV看到的控制器前部的放大图。

图5是图2的控制器的侧视图。

图6是结合控制器电缆示出的图2中控制器的仰视图，该电缆用于在游戏控制台与控制器之间发送双向通信信号，以及发送充电信号以给控制器的电池再充电。

图7是沿图6所示视线VII-VII看到的控制器前部的放大图。

图8是无线适配器和控制器电力电缆的图示，该电缆用于发送充电信号以给控制器的电池再充电。

图9是与图7所示视图类似的控制器前部的放大图。

图10图示了用于可再充电电池组的一般的概念性的充电电路。

图11图示了用于无线控制器的特定充电电路以及用于与XBox游戏系统一起使用的可再充电电池组。

图12和13图示了用于无线控制器的特定充电电路以及用于与XBox游戏系统一起使用的可再充电电池组。

图14图示了用于无线控制器的特定充电电路以及用于与PS2游戏系统一起使用的可再充电电池组。

图15图示了用于无线/有线控制器的特定电路，该控制器可以由一次性电池供电，或者在电池电量低时由直接电力电缆供电。

具体实施方式

图1示出了实例性交互式计算机图形系统50。系统50可以用来玩带有趣的立体声的交互式视频游戏。它也可以用于许多其它应用。

在该实例中，系统50能够响应于来自手持控制器52a、52b或其它输入设备的实时输入而交互式地实时处理信号。想要使用系统50玩视频游戏或其它应用，用户首先要将主单元54连接到他或她的电视机或其它视频显示设备56或其它显示设备上，这是通过在两者之间连接电缆58完成的。主单元54产生用于控制视频显示设备56的视频信号和音频信号。视频信号是控制显示在电视机屏幕59上的图像的信号，音频信号作为声音通过电视机立体扬声器61L、61R播放。

用户还需要将主单元54连接到电源。该电源可以是传统的AC(交流)适配器(未示出)，其插入标准的家庭墙壁上的电插座，并且将房间电流转变成适合给主单元54供电的更低的DC(直流)电压信号。电池可以在其它实现中使用。

用户可以使用手持控制器52a、52b来控制主单元54。控制键60a、60b可以用来例如指定电视机56上显示的角色应该移动的方向(上或下，左或右，近些或远些)。控制键60a、60b还提供用于其它应用(例如菜单选择、指针/光标控制等)的输入。控制器52a、52b可以采取多种形式。在该实例中，示出的控制器52a、52b每一个都包括控制键60a、60b，例如为操纵杆、按钮和/或方向键。典型地，这种控制器52a、52b可以通过电缆或经由电磁(例如无线电或红外)波无线地连接到主单元54。

想要玩例如游戏的应用程序，用户要选择存储有他或她想玩的视频游戏或其它应用程序的合适存储介质62(例如CD、DVD等)，并将该存储介质插入主单元54的槽64中。存储介质62可以例如是被特别编码和/或加密的光盘和/或磁盘，其存储对图形和音频处理器114的命令和/或控制主处理器110来执行这种命令的指令。用户可以操作电源开关66来打开主单元54，并使主单元开始基于存储在存储介质62中的软件来运行视频游戏或其它应用程序。用户可以操作控制器52来提供对主单元54的输入。例如，操作控制键60a、60b可以使游戏或其它应用程序开始。移动其它控制键60a、60b可以使动画角色在不同方向上移动或者改变用户的视点。取决于存储在存储介质62内的具体软件，在控制器52a、52b上的各种控制键60a、60b可以在不同时间执行不同的功能。

图2以手持单元100的形式描绘了根据本发明一个实施例的无线视频游戏控制器，该单元按人体环境形成以由用户的单手或双手把持。手持单元100包括用于用户手操纵的多个操作组件，以便于与游戏控制台的无线交互。2.4GHz(工作频率)的控制器可以是可编程类型，包括用于增强的触觉型游戏的振动组件以及发光按钮等。控制器100优选地包括六(6)个数字行动按钮；2个触发按钮；1个涡轮(Turbo)功能按钮；电源接通/断开开关；以及其它合适的按钮/开关。控制器还包括为了舒适操作的橡胶化把手104，并且还可以在远程控制器上设置两个扩展槽。

参照图3，无线控制器100由适于安装在图3所示控制器100的电池室101中的2个“AA”碱性电池或3V DC可再充电电池组130供电。图4是由图2的视线IV-IV标出的区域的部分详细视图。参照图4，控制器还包括电池充电端口106和LED充电指示器108，以及本领域中公知的3位置振动开关109。对于图4的实施例，可再充电电池130可以通过传统的电力电缆(未示出)充电。

本发明还在控制器上提供了机械或电气开关102，当可再充电电池130被放到电池室101中时，该开关闭合。由于电池组130的物理形状，电池组130上的制动器闭合开关102。但是，在使用传统的一次性电池时，开关102不闭合。换句话说，电机械制动器/开关102的作用是，在可再充电电池组130被放到电池室101中时，由于电池组103与开关102之间的物理相互作用，作为充电电路激励开关以给电池组130充电。当不存在电池组130或者当碱性电池130被放在电池室101中时，电机械制动器102不被激励，控制电路直接给控制器100传递电力。

图10示出了用于可再充电电池组130的一般的概念性的充电电路。开关102仅在可再充电电池组130被放在室101中、并且电池组130上的机械制动器闭合开关102时才被闭合。

图11示出了用于无线控制器200的特定再充电电路以及用于与XBox游戏系统一起使用的可再充电电池组230。图11的电路允许在玩游戏期间不给电池组230充电来玩控制器。图11的电路与电缆200和插头210、220一起用在图6所示的系统中。来自没有充电电路实现的AC适配器的电力被连接到端口204。当控制器200处于“断开”位置时，到充电电池的电力是通过端口206(或端口204)提供的。开关202仅在可再充电电池组230被放在控制器的室201中、并且电池组230上的机械制动器闭合开关202时才被闭合。

图12示出了用于无线控制器300的特定再充电电路以及用于与XBox游戏系统一起使用的可再充电电池组330。图12的电路允许电池组330在玩游戏期间或者在控制器300处于“断开”位置时被充电。图12的电路还与电缆200和插头210、220一起用在图6所示的系统中。当控制器接通/断开开关处于“断开”位置时，来自具有充电电路的AC适配器的电力通过端口304被直接供应给电池。当控制器300处于“接通”或“断开”位置时，通过端口206提供点滴式充电。开关302仅在可再充电电池组330被放在控制器的室中、并且电池组330上的机械制动器闭合开关302时才被闭合。

图13示出了用于无线控制器400的特定再充电电路以及用于与XBox游戏系统一起使用的可再充电电池组430。图13的电路允许电池组430在玩游戏期间或者在控制器300处于“断开”位置时被充电。开关402仅在可再充电电池组430被放在控制器的室中、并且电池组430上的机械制动器闭合开关402时才被闭合。来自AC适配器的电力(5伏)可以通过端口404来提供用于充电。在控制器400处于“断开”位置(即开关406)时，开关408和开关409给控制器提供电力，并且提供对可再充电电池组430的完全充电能力。当控制器400处于“接通”位置(即开关406)时，在控制器400的使用期间，再充电点滴式充电被发送给可再充电电池。通过连接到适配器/接收器或游戏控制台的双连接器电缆给控制器400供应输入电力。

图14示出了用于无线控制器500的特定再充电电路以及用于与PS2游戏系统一起使用的可再充电电池组530。图14的电路允许电池组530在玩游戏期间或者在控制器500处于“断开”位置时被充电。开关502仅在可再充电电池组530被放在控制器的室中、并且电池组530上的机械制动器闭合开关502时才被闭合。来自AC适配器的电力(8伏)可以通过端口504来提供用于充电。在控制器500处于“断开”位置(即开关506)时，开关508和开关509给控制器提供电力，并且提供对可再充电电池组530的完全充电能力。当控制器500处于“接通”位置(即开关506)时，在控制器500的使用期间，再充电点滴式充电被发送给可再充电电池。通过连接到适配器/接收器或游戏控制台的双连接器电缆给控制器500供应输入电力。

图15示出了用于无线/有线控制器600的特定电路，该控制器可以由一次性电池630供电，或者在电池630电压较低时由直接电力电缆供电。开关602被用来将电池与电路连接/断开。当在输入端口604没有外部电力提供给控制器600时，控制器600被构造成依靠电池630工作。当在输入端口604外部电力被连接到控制器时，电池被断开，控制器600依靠外部电源供电。所示出的继电器没有从外部电源提供的电力。

图5是图2所示控制器100的侧视图。

图6示出了本发明的再充电能力的一个实施例；即，还提供了促进与独立计算机游戏控制台54通信的通信电缆200，以给电池组充电。通信电缆200适于在第一端插头210处与游戏控制台54的控制器端口接口，以及在控制器电缆端口150处的第二端控制器电缆插头220处与控制器100接口。参见图7中示出的控制器电缆端口150。当图6所示的可再充电电池130需要再充电时，电缆200可以被插入控制台54和控制器100两者中，以给电池或电池组130再充电。电缆200还可以在控制器100与游戏控制台54之间传递控制信号。在这种情况下，可能在给电池充电的同时促进游戏控制台54与控制器100之间的通信。在该实施例中，无线控制器起到传统有线控制器的作用，以便于在充电的同时玩游戏。参见图11和12。

图8示出了用于给控制器的电池充电的可替换系统，其中，电源插头300将充电信号从无线适配器350传递到控制器100。如本领域中公知的，传统的游戏控制台54可以通过适配器350而被转变用于无线通信，适配器350在插到游戏控制台54的控制器端口中的控制台插头360处与游戏控制台54接口。无线控制器100发送无线信号到接收器单元351，并从其接收无线信号，然后这些信号通过游戏控制台54的控制器端口被传送到游戏控制台。接收器单元351设置有接收电源插头310的电源插口352，电源插头的另一端320在图9所示的充电端口190处连接到控制器1000。在这个实施例中，无线控制器起到在充电操作期间与无线发送器/接收器单元351通信的无线控制器的作用。参见图13和14。

本发明还设想了图6至9的特征的组合，其中，无线控制器100可以包括控制器电缆端口150(见图7)和电力充电端口190(见图9)，以提供在充电操作期间允许有线或无线通信的多用充电设置。

因此，控制器100具有通过双向通道与游戏控制器通信的能力。首先，控制器具有无线发送器/接收器电路，用于通过接收器/发送器单元350与游戏平台无线通信，并用于在两者之间建立无线双向通信。还提供用于有线连接的电路，以允许通过图6和7中所示控制器电缆200的直接连接。有线电路可以包括简单的检测电路，检测由控制台通过电缆200提供的电压以选择通过有线电缆的传输。这种检测在所述连接期间将无线传输电路隔离开。而且，检测电路将电压分路/转向到充电电路以便于电池的充电。见图10至15。因此，使用多个电压源(通过直接耦合到游戏平台，连接到无线接收器350，或例如传统转换器的专用电压源)的能力以及通过双向介质(有线或无线)与游戏平台通信的能力，给用户提供了极大的灵活性和便利。例如，当电池电量低时，玩家仍旧可以经由电缆200使用无线控制器，同时玩游戏并给电池再充电。因此，玩家不需要投资额外的有线控制器以在电池用完时备用。此外，接收器单元350还可以形成为符合控制器形状的支架单元，以既提供用于无线控制器的存放隔间，又提供物理的直接连接以给电池组充电而无需电缆300。这种设置的目的是鼓励将控制器保持在该专用位置，并且确保控制器内的电池总是充分充电，以便于玩游戏并因此避免停机时间再充电。

控制器100还具有用于给电池组再充电的双重源。如前面提到的，电压可以从通过直接耦合到游戏平台的有线电缆200提供的电压中得。但是，控制器100还可以设置有通过到适配器/接收器单元350的连接或从另一个电源连接到可替换电压源例如专用电力电缆300的补充充电端口。

虽然电源插头300被示为单独的线，但是本领域的技术人员将理解，电源插头300可以集成到无线适配器单元350中。类似地，适配器单元350可以形成为用于控制器的支架，使得在控制器没有正被使用时通过直接座在适配器上，而将控制器电气连接到适配器单元。在这种情况下，电池充电端口106(见图4)与适配器351上的插口直接配合。当这样放置时，控制器电池可以在不连接或断开单独电缆的情况下再充电。控制器只是为了给控制器电池130再充电的目的与适配器单元支架配合的。

还注意到，本发明提供了特殊的安全设备(例如充电电路激励开关102)，其防止通过控制器充电端口对一次性电池的偶然充电。当特殊设计的电池组被安装到控制器上时，充电电路被物理地闭合充电电路中开关的机械制动器“关闭”。见图10至15。

本领域的技术人员还将清楚，图6和8中示出的可拆卸控制器电缆提供了即使在电池不可用时也具有同步双向通信的电力的可替换方式。

本发明还设想了电池供电的控制器的空闲睡眠模式，以在控制器没有被使用时保存电力。同样，本发明的智能电路设计检测来自可拆卸控制器电缆的电力何时可用，以隔离并保存电池电力。

此外，本发明允许使用一次性电池或可再充电电池组。

虽然已经参照特定的实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，可以对其做出形式和细节上的各种改变，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种无线计算机游戏控制器，包括：

至少一个控制按钮，用于选择性地控制被传递到游戏控制台的信号，其中，所述游戏控制台适于在监视器上显示图像；

无线发送器/接收器电路，用于向所述游戏控制台发送控制信号以及从所述游戏控制台接收控制信号；

电池室，用于接收一次性电池和可再充电电池的至少一个；

至少一个电池充电端口，用于电气连接到电源以给所述可再充电电池再充电。

2.根据权利要求1的控制器，其中，所述可再充电电池可以在电池安装在所述控制器上时通过所述控制器被再充电。

3.根据权利要求1的控制器，其中，所述可再充电电池可以在所述控制器处于向所述游戏控制台传送控制信号的操作中时被再充电。

4.根据权利要求1的控制器，还包括通信电缆，该通信电缆将所述控制器与所述游戏控制台连接，使得所述可再充电电池通过所述通信电缆直接从所述游戏控制台再充电。

5.根据权利要求4的控制器，还包括适于与通信电缆通信的控制器电缆端口，其中，所述通信电缆建立有线通信链路以便于所述控制器与所述游戏控制台之间的命令信号以及音频/视频信号的传输，并且所述通信电缆通过所述游戏控制器同步地将再充电信号传递到电池组。

6.根据权利要求1的控制器，其中，所述通信电缆取代所述无线发送器/接收器电路作为主要部件，以发送控制信号到所述游戏控制台并从所述游戏控制台接收控制信号。

7.根据权利要求6的控制器，还包括检测电路，该检测电路用于检测通过所述通信电缆提供的电压以选择通过有线通信链路的传输，所述检测电路适于在所述通信电缆的连接期间隔离所述无线发送器/接收器电路。

8.根据权利要求7的控制器，其中，检测电路适于将电压分路/转向到再充电电路，以便于所述可再充电电池的充电。

9.根据权利要求1的控制器，其中，所述可再充电电池通过独立支架被充电，该支架在电池被安装到所述控制器时电气连接到所述控制器，或者连接到与控制器分离的电池组。

10.根据权利要求9的控制器，其中，所述支架形成为将所述游戏控制台转变成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。

11.根据权利要求9的控制器，还包括电力线，其中，所述至少一个电池充电端口通过所述电力线被电气连接到电源，该电源形成为将所述游戏控制台转变成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。

12.根据权利要求1的控制器，还包括用于激励设置在所述控制器中的充电电路的机械制动器。

13.一种用于无线计算机游戏控制器的电池再充电系统，包括：

至少一个可再充电电池，其被放置在所述无线计算机游戏控制器上；

至少一个电池充电端口，用于电气连接电源以给所述至少一个可再充电电池再充电；

至少一个电力电缆，用于在电池被安装在所述控制器上时以这样的方式给所述可再充电电池传递电力，使得所述可再充电电池可以在所述控制器与游戏控制台之间收发信号的同时通过所述控制器被再充电。

14.根据权利要求13的系统，其中，所述电力电缆限定了将所述控制器与所述游戏控制台相连接的通信电缆，使得所述可再充电电池通过所述通信电缆直接从所述游戏控制台被再充电。

15.根据权利要求14的系统，其中，所述控制器包括适于与通信电缆通信的控制器电缆端口，其中，所述通信电缆建立有线通信链路以便于所述控制器与所述游戏控制台之间的命令信号以及音频/视频信号的传输，并且所述通信电缆通过所述游戏控制器同步地将再充电信号传递到电池组。

16.根据权利要求15的系统，其中，所述通信电缆取代所述无线发送器/接收器电路作为主要部件，以发送控制信号到所述游戏控制台并从所述游戏控制台接收控制信号。

17.根据权利要求14的系统，还包括检测电路，该检测电路用于检测通过所述通信电缆提供的电压以选择通过有线通信链路的传输，所述检测电路适于在所述通信电缆的连接期间隔离所述无线发送器/接收器电路。

18.根据权利要求17的系统，其中，所述检测电路适于将电压分路/转向到再充电电路，以便于所述可再充电电池的充电。

19.根据权利要求13的系统，其中，所述可再充电电池通过独立支架被再充电，该支架在电池被安装到所述控制器时电气连接到所述控制器，或者连接到与所述控制器分离的电池组。

20.根据权利要求19的系统，其中，所述支架形成为将所述游戏控制台转变成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。

21.根据权利要求9的系统，还包括电力线，其中，所述至少一个电池充电端口通过所述电力线被电气连接到电源，该电源形成为将所述游戏控制台转变成无线发送器/接收器的适配器组件的一部分。

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