JP2006051383A - コントローラ及びコントローラ用拡張ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 ゲーム内容に適した機能を有するコントローラを実現することができるコントローラ用拡張ユニットを提供する。
【解決手段】 振動機能を付加する拡張ユニット７０には、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ７１が設けられ、接続ケーブル７２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ７３が設けられ、接続ケーブル７２の途中には振動を与えるために必要な電源７６が設けられている。拡張ユニット７０には、全体を制御するための制御コンピュータ７４が設けられ、制御コンピュータ７４には振動を与えるための振動部７５が設けられている。振動部７５は、ゲーム装置本体２００又はコントローラ本体１０からの指示信号に基づいて振動し、コントローラ本体１０に振動を与える。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、操作者が操作することにより、ゲーム装置のような電子装置に種々の指示を送出するコントローラに関する。

家庭用のビデオゲーム装置が登場して数年以上が経過し、近年は多種多様な興趣溢れるゲームが開発され、娯楽として人気が非常に高いものがある。このような家庭用ゲーム装置にはいわゆるコントローラと呼ばれる入力装置が接続され、プレイヤはコントローラを操作して、ゲーム装置に対して種々の指示を送出してゲームを行う。

このように、コントローラはプレイヤとゲーム装置の間に介在してマンマシン・インタフェースとして機能し、ゲーム装置にとって非常に重要である。コントローラの操作性や機能性は、ゲームの遊び易さやゲームの面白さに密接に関連している。

ゲーム装置のコントローラには従来から様々な形態のものが考案されてきたが、家庭用のビデオゲーム装置のコントローラとしては、方向を指示するための方向キーと複数の指示ボタンとが設けられているものが一般的である。

ゲーム製作者がゲーム内容を考えるときには、常にコントローラの機能を考慮する必要があり、コントローラの機能とゲーム内容とは密接な関係にある。通常は、コントローラとして一般的なものを使うため、コントローラの機能や操作性によりゲーム内容が制限されてしまう。例えば、射撃時の振動、衝突時の強力な振動、航空機着陸時の微小な振動、被弾時の強力な振動を与えることができず、臨場感のあるゲームの実現を制限している。

これに対し、ゲーム内容を優先して、そのゲームの操作に適したコントローラを新たに提供する場合もあるが、ユーザに対して大きな負担を強いることになり望ましくない。

本発明の目的は、ゲーム内容に適した機能を有するコントローラを実現することができるコントローラ用拡張ユニットを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、ユーザに対し大きな負担を強いることなく臨場感のあるゲームを実現できるコントローラを提供することにある。

上記目的は、方向キーと複数の指示ボタンを有するコントローラから送信される操作データ信号に基づいてゲームを実行する電子装置とともに使用される拡張ユニットであって、コントローラに着脱自在に装着されるように構成されており、コントローラに装着されているとき電子装置あるいはコントローラからの信号に基づいてコントローラに振動を与えるように構成された振動手段を備えた拡張ユニットによって達成される。

上記目的は更に、ゲーム装置に接続されたコントローラとともに使用する拡張ユニットであって、コントローラは方向キーと複数の操作ボタンを有し、方向キーあるいは操作ボタンの操作に基づく操作データ信号をゲーム装置に送信し、ゲーム装置は受信した操作データ信号に基づきゲームを実行するように構成されており、拡張ユニットは、振動手段を備えコトローラに着脱自在に装着されるように構成されており、コントローラに装着されているときゲーム装置またはコントローラからの信号に応答して振動手段が振動しコントローラに振動を与えるように構成されてなる拡張ユニットによって達成される。

上記目的は更に、電子装置に接続して使用するコントローラであって、方向キーと複数の指示ボタンを有し、方向キーと指示ボタンを操作して電子装置に操作データ信号を送信し，電子装置は受信した操作データ信号に基づきゲームを実行するように構成されており、コントローラはさらに、振動を与える振動手段を具えた拡張ユニットが着脱自在に装着されるように構成されており、拡張ユニットが装着されているとき、コントローラあるいは電子装置からの信号に応答して振動手段が振動し、拡張ユニットからコントローラに振動が与えられるように構成されてなるコントローラによって達成される。

前記コントローラを両手で保持するとき、前記方向キーを左手の親指で操作される位置に配置し、前記複数の指示ボタンを右手の親指で操作される位置に配置し、前記拡張ユニットを操作者に面する側面とは反対側のコントローラ側面側に装着されるように構成することができる。

前記方向キーと前記複数の指示ボタンを前記コントローラの上面側に配置し、前記拡張ユニットを前記コントローラの裏面側に装着することができる。

前記振動手段は振動モータによって構成することができる。また、振動モータは回転軸に偏心重りを付けたモータにより構成することができる。

前記振動手段の振動強度を可変に、例えば複数段階に変更可能に、構成することができる。

上記の構成により、従来のコントローラに新たな機能を付加することができると共に、コントローラ本体に変更を加えることなく新規な機能を自在に付加することができる。

上述した構成の拡張ユニットは、コントローラに着脱自在に装着されるように構成されており、ゲーム装置又はコントローラからの信号に基づいてコントローラに振動を与えるように構成された振動手段を有するので、例えば、射撃ゲームにおいて射撃時の振動を加えることにより臨場感のあるゲームを実現することができる。

本発明は、操作者が操作することにより電子装置に種々の指示を送出するコントローラに適しており、特に、ゲーム装置のようなゲーム内容に応じた指示を送出することが望まれるコントローラに適している。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるコントローラを図１乃至図１２を用いて説明する。図１は本実施形態のコントローラの平面図、図２は本実施形態のコントローラの右側面図、図３は本実施形態のコントローラの裏側を斜め前から見た斜視図、図４は本実施形態のコントローラのプレイヤによる保持状態を示す斜視図、図５はコントローラ本体と拡張ユニットを取り外した状態で本実施形態のコントローラの裏側を斜め後ろから見た斜視図、図６は拡張ユニットのコネクタとコントローラ本体の拡張ソケットのピン配列を示す図である。

（コントローラの構造）
本実施形態によるコントローラはコントローラ本体１０と拡張ユニット３０により構成されている。

コントローラ本体１０は、コントローラの基本的機能を提供するものである。図１に示すように、コントローラ本体１０の表側の操作面１０ａの中央下部には、スタートボタン１６と切換スイッチ１８が設けられ、操作面１０ａの左側には、方向を指示するためにアナログ方向キー１２とデジタル方向キー１４が設けられ、操作面１０ａの右側には、６個の指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。コントローラ本体１０の裏側の中央左側の操作面１０ｃには指示レバー２２ｌが設けられ、中央右側の操作面１０ｄには指示レバー２２ｒが設けられている。コントローラ本体１０の裏側の中央にはネジ止め用のネジ穴２９が設けられている。

このように、本実施形態のコントローラには、表側の操作面１０ａに、アナログ方向キー１２、デジタル方向キー１４、スタートボタン１６、切換スイッチ１８、指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられ、裏側の操作面１０ｃ、１０ｄに、指示レバー２２ｌ、２２ｒが設けられている。

スタートボタン１６は、１回押すことにより単一の指示が入力できるタイプの指示ボタンである。表側の操作面１０ａの中央下部に設けられているため、頻繁に押すことが困難であり、ゲームのスタート指示等、主としてゲーム中に押す必要がない指示に用いられる。

切換スイッチ１８は、従来のコントローラとの互換性を保つために設けられているものである。切換スイッチ１８を左側にスライドすると従来のコントローラとの互換モードとなり、アナログ方向キー１２が無効で、デジタル方向キー１４、スタートボタン１６、指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、指示レバー２２ｌ、２２ｒが有効となる。従来のコントローラを用いるゲームを、この新規なコントローラを用いて遊ぶことができる。切換スイッチ１８を右側にスライドすると、アナログ方向キー１２も有効となり、この新規なコントローラに対応したゲームを遊ぶことができる。

本実施形態では、２つの方向キー１２、１４が設けられている。アナログ方向キー１２は、３６０度あらゆる方向を指示できる連続的な方向指示、いわゆるアナログ方向指示を行い、デジタル方向キー１４は、予め定められた８方向だけの離散的な方向指示、いわゆるデジタル方向指示を行う。両方向キー１２、１４とも、表側の操作面１０ａの左側に設けられ、通常プレイヤは左手の親指を用いて操作する。

アナログ方向キー１２には、プレイヤの操作により自在に傾く操作プレート（図示せず）が設けられている。操作プレートの傾斜方向から指示方向を検出する。

デジタル方向キー１４には、プレイヤの操作により自在に傾く操作プレート（図示せず）が設けられ、操作プレートが傾くと、上下左右に設けられたスイッチ（図示せず）が押下され、上下左右の方向とそれらの中間を合わせた８方向を検出することができる。

指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、１回押すことにより単一の指示が入力できるタイプの指示ボタンである。これら指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、表側の操作面１０ａの右側に設けられ、通常プレイヤは右手の親指を用いて操作する。

指示レバー２２ｌ、２２ｒは、手前側に引くことにより連続的に変化する指示量を入力することができる。指示レバー２２ｌ、２２ｒは、裏側の左右の操作面１０ｃ、１０ｄに設けられ、プレイヤが左右の手でコントローラを持った場合に親指以外の指、例えば、人差し指又は中指により手前側に引くようにして操作する。

指示レバー２２ｌ，２２ｒには、それぞれ操作レバー（図示せず）が設けられている。指示レバー２２ｌ，２２ｒを操作することにより操作レバーが回動するので、指示レバー２２ｌ、２２ｒにより、操作レバーの回動角度に応じた連続的に変化する指示量を送出することができる。

コントローラ本体１０の裏側中央には、図３に示すように、拡張ユニット３０が取り付けられている。拡張ユニット３０の左右両側の操作面１０ｃ、１０ｄにそれぞれ指示レバー２２ｌ、２２ｒが設けられている。

コントローラ本体１０は、図１に示すように、操作面１０ａの外縁が約１３ｃｍのほぼ円形形状をしている。このように適度な大きさの円形形状をしているので、プレイヤが操作面１０ａの外縁のどの位置でも手により違和感なく保持することができる。プレイヤが違和感なく操作するためには、コントローラ本体１０の操作面１０ａの円形形状の直径は約９〜１７ｃｍの範囲内にあることが望ましい。

コントローラ本体１０の操作面１０ａの外縁は全体としてはほぼ円形形状をしているが、アナログ方向キー１２の左側部１０ｂが径の大きな円弧となっている。本実施形態では、操作面１０ａ全体の円形形状の直径の約２倍、すなわち、約２６ｃｍの径の円弧であり、円弧の長さは約８．５ｃｍである。この左側部１０ｂの円弧の方向は、アナログ方向キー１２の特定の方向（図１では上方向）とほぼ一致している。したがって、プレイヤがコントローラ本体１０を持ったときに、アナログ方向キー１２の上方向を手の平の感触から把握することができ、コントローラを見ることなくゲームを操作することができる。プレイヤが違和感なく操作するためには、左側部１０ｂの円弧の径は約１８〜３４ｃｍであることが望ましく、円弧の長さは約６〜１１ｃｍであることが望ましい。

プレイヤが本実施形態のコントローラを手に持って操作する場合には、図４に示すように、コントローラ本体１０の操作面１０ａの縁部を左右の手で保持する。プレイヤが違和感なくコントローラを手で持てるように、コントローラ本体１０の厚さは約２〜４ｃｍであることが望ましく、指示レバー２２ｌ、２２ｒの部分の厚さは、その約２倍の約４〜８ｃｍであることが望ましい。

プレイヤがコントローラを手に持つ場合、左手は、親指で表面のアナログ方向キー１２又はデジタル方向キー１４を操作すると共に、人差し指又は中指で裏側の指示レバー２２ｌを操作し、右手は、親指で表面の指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃを操作すると共に、人差し指又は中指で裏側の指示レバー２２ｒを操作する。

アナログ方向キー１２やデジタル方向キー１４を操作する場合には、図４に示すように、左手により左側部１０ｂの部分を保持することになり、左手の腹の部分で左側部１０ｂの円弧の部分を把握することができるので、アナログ方向キー１２の基準方向を把握して方向指示を行うことができる。

特に、アナログ方向キー１２の場合には、デジタル方向キー１４と異なりスイッチを押下したときのクリック感がないので、左側部１０ｂがないとプレイヤは自己の操作方向がどの方向であるのかわからなってしまう。したがって、大きな径の円弧の左側部１０ｂを設けることが非常に有効である。

なお、デジタル方向キー１４の場合も、スイッチのクリック感から指示方向を把握することが可能なものの、平らな左側部１０ｂがあれば確実に自己の操作方向を把握することができる。

拡張ユニット３０は、図３に示すように、コントローラ本体１０の裏側中央に取り付けられている。拡張ユニット３０は、コントローラ本体１０とゲーム装置本体２００の間に挿入され、コントローラ本体１０からの各種操作キーによる指示信号をゲーム装置本体２００に送出する。拡張ユニット３０は、必要に応じて、コントローラ本体１０から取り外して交換することができる。

拡張ユニット３０が取り付けられた状態のコントローラは、図３に示すように、コントローラ本体１０の中央部分が突出している。コントローラはかなり乱暴に取り扱われることが多く、コントローラを落としたり他の物にぶつけた場合でも、コントローラ本体１０の裏側に突出した拡張ユニット３０横のくぼんだ操作面１０ｃ、１０ｄに指示レバー２２ｌ、２２ｒが設けられているため、指示レバー２２ｌ、２２ｒが直接衝撃を受けることを防止することができる。

拡張ユニット３０をコントローラ本体１０から取り外した状態を図５に示す。拡張ユニット３０のコントローラ本体１０側の端部におす形のコネクタ３１が設けられて、コントローラ本体１０の裏側にはめす形の拡張用コネクタ２６が設けられている。この拡張用コネクタ２６は内部に設けられた回路基板（図示せず）の端部である。装着時には、拡張ユニット３０のおす形のコネクタ３１を、コントローラ本体１０のめす形の拡張用コネクタ２６に接続する。

拡張ユニット３０のコネクタ３１は、図６（ｂ）に示すように、おす形コネクタの形状をしており、１０個のピンＰ１〜Ｐ１０が設けられている。上部には左から第１ピンＰ１、第３ピンＰ３、第５ピンＰ５、第７ピンＰ７、第９ピンＰ９が設けられ、下部には左から第２ピンＰ２、第４ピンＰ４、第６ピンＰ６、第８ピンＰ８、第１０ピンＰ１０が設けられている。

コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６は、図６（ａ）に示すように、めす形コネクタの形状をしており、１０個のピンＰ１〜Ｐ１０が設けられている。上部には左から第９ピンＰ９、第７ピンＰ７、第５ピンＰ５、第３ピンＰ３、第１ピンＰ１が設けられ、下部には左から第１０ピンＰ１０、第８ピンＰ８、第６ピンＰ６、第４ピンＰ４、第２ピンＰ２が設けられている。

（コントローラの機能）
次に、本実施形態のコントローラの構成を図７及び図８のブロック図を用いて説明する。図７は拡張機能を付加しない基本の拡張ユニット３０が取り付けられた状態のブロック図であり、図８は拡張機能を付加する拡張ユニット４０が取り付けられた状態のブロック図である。

図７及び図８に示すように、コントローラ本体１０には、全体を制御するために制御コンピュータ２４が設けられている。制御コンピュータ２４は、アナログ方向キー１２、デジタル方向キー１４、スタートボタン１６、指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、指示レバー２２ｌ、２２ｒからの操作信号を検出し、切換スイッチ１８による動作モードに応じて出力する。コントローラ本体１０には、拡張ユニット３０を接続するための拡張用コネクタ２６が設けられている。

図７に示すように、拡張機能を付加しない拡張ユニット３０には、コントローラ本体１０に接続するためのコネクタ３１が設けられ、コネクタ３１からの信号線はそのまま接続ケーブル３２に接続されている。接続ケーブル３２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ３３が設けられている。

拡張ユニット３０は、コントローラ本体１０とゲーム装置本体２００との間に挿入され、コントローラ本体１０からの指示信号をそのままゲーム装置本体２００に送出する。

図８に示すように、拡張機能を付加する拡張ユニット４０には、全体を制御する制御コンピュータ４４が設けられ、この制御コンピュータ４４に、拡張する機能を実現するため機能拡張部４５が接続されている。拡張ユニット４０には、標準の拡張ユニット３０と同様に、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ４１が設けられ、接続ケーブル４２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ４３が設けられている。

拡張ユニット４０は、コントローラ本体１０とゲーム装置本体２００との間に挿入され、コントローラ本体１０からの指示信号に、制御コンピュータ４４は、機能拡張部４５で拡張された指示信号を付加してゲーム装置本体２００に送出する。

図９に、拡張ユニット４０のコネクタ４１のピン配置とコントローラ本体１０の拡張用ユニット２６のピン配置を示す。

両コネクタ４１、２６共、第４ピンＰ４、第５ピンＰ５、第６ピンＰ６は、主として制御線として用いられる。第４ピンＰ４は拡張ユニット４０からコントローラ本体１０へのセレクト信号（ＴＨ）、第５ピンＰ５は拡張ユニット４０からコントローラ本体１０へのリクエスト信号（ＴＲ）、第６ピンＰ６はコントローラ本体１０から拡張ユニット４０への応答信号（ＴＬ）の制御線として用いられる。

また、第７ピンＰ７、第８ピンＰ８、第２ピンＰ２、第３ピンＰ３は、主としてデータ線として用いられる。第７ピンＰ７はビット３のデータ信号（Ｒ）、第８ピンＰ８はビット２のデータ信号（Ｌ）、第２ピンＰ２はビット１のデータ信号（Ｄ）、第３ピンＰ３はビット０のデータ信号（Ｕ）のデータ線として用いられる。

さらに、第１ピンＰ１は電源線（ＶＣＣ）に用いられ、第９ピンＰ９は接地線（ＧＮＤ）に用いられる。

次に、図１０を用いて、拡張ユニットによるコントローラ本体からの指示信号の変換処理について説明する。

コントローラ本体１０から出力される指示信号は、図１０（ａ）に示すように、コントローラの識別コードＩＤ１〜ＩＤ４と、その後に続くデータＤＡＴＡと、指示信号の終了を示す終了コードＥＮＤとから構成されている。

拡張機能を付加しない拡張ユニット３０が接続されている図７の場合には、図１０（ａ）に示す指示信号がそのままゲーム装置本体２００に送出される。ゲーム装置本体２００は、識別コードＩＤ１〜ＩＤ４から、接続されているコントローラの種別を判別し、そのデータ信号ＤＡＴＡを受け取る。

拡張機能を付加する拡張ユニット４０が接続されている図８の場合には、コントローラ本体１０からは図１０（ａ）に示す指示信号が送出されるが、拡張ユニット４０の制御コンピュータ４４により、図１０（ｂ）に示すように、識別コードＩＤ３、ＩＤ４が拡張機能を付加したコントローラの識別コードＩＤ３′、ＩＤ４′に変更され、付加された拡張機能のデータが付加され、ゲーム装置本体２００に送出される。ゲーム装置本体２００は、識別コードＩＤ１〜ＩＤ４′から、接続されているコントローラの種別を判別し、そのデータ信号ＤＡＴＡを受け取る。

指示信号の変換処理の具体例を図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示す。コントローラ本体１０からは、図１０（ｃ）に示すように、識別コード「１１１４」に続いてデータ「ＦＦＦＦ」が出力されるが、制御コンピュータ４４により、図１０（ｄ）に示すように、識別信号が「１１６６」に変換され、データ「ＦＦＦＦ」に続いてデータ「８８」が付加される。

本実施形態によるコントローラ用拡張ユニットは、新たな機能を有するコントローラを新たに設計して提供する場合と比較して利点がある。新たなコントローラを設計する場合であっても、方向キーや指示ボタン等の基本的な指示キーはゲーム操作に必要であり、これまでのコントローラとの互換性を維持する場合には絶対に必要である。方向キーや指示ボタン等の基本的な指示キーに加えて新たな機能を実現する指示キーを加える構成になることが多い。このため、コントローラの設計を基本的な指示キーを含めてやり直さなくてはならず、迅速に設計することができず、設計コストがかかる。

これに対し、本実施形態の場合には、基本的な指示キーに関する制御についてはコントローラ本体１０で行っているので、新たな機能に関してのみ考慮して拡張ユニットを設計すればよい。このため、設計コストを低減することができると共に、迅速に設計することができる。

図１１に示すように拡張用コネクタ２６に、コードレス機能を付加する拡張ユニット５０や光信号受光用拡張ユニット６０、ジョイスティック用拡張ユニット、トラックボール用拡張ユニット、メモリ用拡張ユニット、表示用拡張ユニット等種々の拡張ユニットを接続してコントローラの機能を拡張することができる。以下本発明に従い振動機能を付加する拡張ユニットについて説明する。

なお、図１１においてコードレス機能を付加する拡張ユニット５０には、標準の拡張ユニット３０と同様に、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ５１、全体を制御するための制御コンピュータが設けられ、制御コンピュータには発光部５２が設けられている。

また、図１１に示す拡張ユニット６０は、ビデオモニタ（図示せず）のような外部からの光信号を受光する機能を付加するものである。光信号検出機能を付加する拡張ユニット６０には、標準の拡張ユニット３０と同様に、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ６１が設けられ、接続ケーブル６２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ６３が設けられている。また、拡張ユニット６０には、全体を制御するための制御コンピュータ６４が設けられ、制御コンピュータ６４には光検出部６５が設けられている。光検出部６５による検出信号は、制御コンピュータ６４により、コントローラ本体１０からの指示信号に付加され、ゲーム装置本体２００に送出される。このように、光検出部６５は、例えば、ビデオモニタからの光信号を検出することにより、モニタ画面中の敵を射撃するようなガンゲームを行うことができる。

本発明による実施形態である振動用拡張ユニットの１例を図１１及び図１２を用いて説明する。図に示す拡張ユニット７０は、コントローラ本体１０に振動を与える機能を付加するものである。

振動機能を付加する拡張ユニット７０には、標準の拡張ユニット３０と同様に、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ７１が設けられ、接続ケーブル７２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ７３が設けられ、接続ケーブル７２の途中には振動を与えるために必要な電源７６が設けられている。また、拡張ユニット７０には、全体を制御するための制御コンピュータ７４が設けられ、制御コンピュータ７４には振動を与えるための振動部７５が設けられている。

振動部７５は、ゲーム装置本体２００又はコントローラ本体１０からの指示信号に基づいて振動し、コントローラ本体１０に振動を与える。

このように、振動部７５からコントローラ本体１０に振動を与えることにより、射撃時の振動を加えることにより臨場感のあるゲームを実現することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるコントローラを図１３乃至図１５を用いて説明する。図１３は本実施形態のコントローラの平面図、図１４は本実施形態のコントローラの正面図、図１５は本実施形態のコントローラの右側面図である。図１乃至図５に示す第１実施形態のコントローラと同一又は同種の構成要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にする。

（コントローラの構造）
本実施形態によるコントローラは、第１実施形態と同様に、コントローラ本体１０と拡張ユニット３０により構成されている。本実施形態によるコントローラは、コントローラ本体１０の外縁の基本形状が円形である点は第１実施形態と同様であるが、プレイヤが手で保持するための２つの持ち手部１１ｌ、１１ｒが手前側に突出している。

第１実施形態では、プレイヤがコントローラ本体１０を持ったときに、アナログ方向キー１２の上方向を手の平の感触から把握できるようにするために、コントローラ本体１０の左側部分を径の大きな円弧としたが、本実施形態では、持ち手部１１ｌがあるので、コントローラ本体１０の左右両側の形状をほぼ同様にしている。プレイヤは持ち手１１ｌ、１１ｒを持った感触からアナログ方向キー１２の上方向を把握することができる。

プレイヤが手で持ち手部１１ｌ、１１ｒを持ったときに、左手は、親指で表面のアナログ方向キー１２又はデジタル方向キー１４を操作すると共に、人差し指又は中指で裏側の指示レバー２２ｌを操作し、右手は、親指で表面の指示ボタン２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃを操作すると共に、人差し指又は中指で裏側の指示レバー２２ｒを操作する。

また、本実施形態では、図１３に示すように、アナログ方向キー１２の上面に同心円状の溝を形成しただけで、十字模様を形成していない。アナログ方向キー１２ではあらゆる方向の指示が可能なので、十字模様を形成しても、その十字模様の方向とアナログ方向キー１２により指示する方向が完全に一致するとは限らない。十字模様を形成すると、かえってプレイヤが混乱する虞れがある。このため、特定の方向を指し示さない同心円状の溝だけを形成している。なお、この同心円状の溝は、アナログ方向キー１２操作時の指の滑りどめとしても機能する。

このように、本実施形態によれば、持ち手部が設けられているので、操作者が操作しやすい持ち方が可能なコントローラを実現することができる。

（振動機能付き傾斜検出用拡張ユニット）
次に、本実施形態の拡張ユニットの具体例として、振動機能付き傾斜検出用拡張ユニットを図１６乃至図を用いて説明する。図１６は本拡張ユニットの斜視図、図１７は本拡張ユニットをコントローラ本体から取り外した状態を示す後面図、図１８は本拡張ユニットの分解斜視図、図１９は本拡張ユニットのブロック図、図２０は本拡張ユニットの動作の説明図である。

振動機能付き傾斜検出用拡張ユニット１４０は、コントローラ本体１０の傾斜状態を検出する機能を付加すると共に、コントローラ本体１０に振動を与える機能を付加するものである。

拡張ユニット１４０には、図１６に示すように、標準の拡張ユニット３０と同様に、コントローラ本体１０の拡張用コネクタ２６に接続するためのコネクタ１４１が設けられ、接続ケーブル１４２の端部には、ゲーム装置本体２００のコネクタ２０２に接続するためのコネクタ１４３が設けられている。拡張ユニット１４０は、図１７に示すように、コントローラ本体１０の裏側に装着される。

振動機能付き傾斜検出用拡張ユニット１４０の構造の詳細について図１８を用いて説明する。拡張ユニット１４０内には主回路基板１５０が設けられている。主回路基板１５０の端部にはコネクタ基板１５１が接続されている。主回路基板１５０には加速度センサ１５２とマイクロコンピュータ１５３が搭載されている。加速度センサ１５２は初期位置からの回転角（ロール角、ピッチ角）を検出することができる。主回路基板１５０には振動モータ１５４が接続されている。振動モータ１５４の回転軸には半円形の偏心重り１５４ａが取り付けられており、振動モータ１５４を回転すると偏心重り１５４ａにより振動が発生する。

主回路基板１５０はケース１５５に固定される。振動モータ１５４はケース１５５内の箱部１５５ａにはめ込まれる。コネクタ基板１５１はケース１５６に固定される。ケース１５５には、接続ケーブル１４２を間に挟んでケース１５７が被せられる。

振動機能付き傾斜検出用拡張ユニット１４０の機能について図１９を用いて説明する。拡張ユニット１４０には、全体を制御するための制御コンピュータ１４４が設けられている。制御コンピュータ１４４には傾斜検出部１４５と振動部１４６が設けられている。

制御コンピュータ１４４にはマイクロコンピュータ１５３が設けられ、拡張用ユニット１４０全体を制御する。傾斜検出部１４５には加速度センサ１５２が設けられ、コントローラ本体１０の傾斜角度を検出する。傾斜検出部１４５による検出信号は、制御コンピュータ１４４により、コントローラ本体１４０からの指示信号に付加され、ゲーム装置本体２００に送出される。振動部１４６には振動モータ１５４が設けられ、ゲーム装置本体２００又はコントローラ本体１０からの指示信号に基づいて振動し、コントローラ本体１０に振動を与える。振動モータ１５４への電源はゲーム装置本体２００から供給される。

次に、傾斜検出機能の詳細について説明する。

コントローラ本体１０に拡張ユニット１４０を装着すると、コントローラの傾斜角を検出することができる。傾斜角は、コントローラを中心とした回転角（ロール角、ピッチ角）として定義される。ロール角ＴＸは、図２０（ａ）に示すように定義され、コントローラを後からみて、中央のロール角ＴＸを８０ｈとし、最も右側に傾いたロール角ＴＸを００ｈとし、最も左側に傾いたロール角ＴＸをＦＦｈとする。ピッチ角ＴＹは、図２０（ｂ）に示すように定義され、コントローラを横からみて、前方のピッチ角ＴＹを８０ｈとし、最も下側に傾いたピッチ角ＴＹを００ｈとし、最も上側に傾いたピッチ角ＴＹをＦＦｈとする。

したがって、コントローラを右側に傾けるとロール角ＴＸが減少し、コントローラを左側に傾けるとロール角ＴＸが増加し、コントローラを下側に傾けるとピッチ角ＴＹが減少し、コントローラを上側に傾けるとピッチ角ＴＹが増加する。

傾斜検出部１４５の傾斜角は所定の場合に自動的にセンタリングされ、そのときのコントローラの位置を中央方向（ロール角ＴＸ＝８０ｈ、ピッチ角ＴＹ＝８０ｈ）とされる。例えば、ゲーム装置本体２００の電源を投入したとき、ゲーム装置本体２００にコントローラを接続したとき、拡張用ユニット１４０に電源が供給されたとき、コントローラ本体１０の切換スイッチ１８によりモードを切り換えたとき、コントローラ本体１０に拡張用ユニット１４０を接続したとき、ゲーム装置本体２００からリセット信号を受信したときには、傾斜角を自動的にセンタリングする。

また、傾斜角のわずかな変化にも反応しないようにするため、傾斜角に不感帯を設けている。傾斜角が例えば±１２度変化しても傾斜していないと判断する。この傾斜角の不感帯をゲーム装置本体２００からの信号により変更できるようにしてもよい。ゲームに応じて傾斜感度を調整することができる。

なお、モードを切り換えることにより、傾斜検出部１４５の傾斜角の信号をアナログ方向キー１２又はデジタル方向キー１４の指示信号と入れ換えるようにしてもよい。アナログ方向キー１２又はデジタル方向キー１４を操作する代わりにコントローラの傾斜を変化して同様の操作を行うことができる。

次に、振動機能の詳細について説明する。

コントローラ本体１０に拡張ユニット１４０を接続すると、コントローラに振動を与えることができる。ゲーム装置本体２００からの信号により振動の強さを設定することができるようにしている。例えば、振動強度＝０（振動しない状態）から振動強度＝１〜７まで８段階で調節することができる。

また、振動時の安全性を確保するため、振動モータ１５４の電源をゲーム装置本体２００から供給するようにしている。これにより、拡張用ユニット１４０のコネクタ１４３をゲーム装置本体２００から抜けば振動は停止する。また、ゲーム装置本体２００から所定時間内に何らかの信号が出力されない場合には振動を強制的に停止する。ゲーム装置本体２００がハングアップしたときにや、リセットスイッチを押したときに振動し続ける危険を防止することができる。また、コントロール本体１０の切換スイッチ１８によりモードを切り換えたときには振動を強制的に停止する。

本具体例の振動機能付き傾斜検出用拡張ユニットは様々な使い方が可能である。例えば、傾斜検出機能を利用してコントロール自体を自動車のハンドルに見なして操作することができる。振動機能を利用して、自動車が悪路を走行しているときには微小な振動を与えたり、自動車が衝突したときには強力な振動を与えたりしてもよい。また、傾斜検出機能を利用してコントロール自体を航空機の操縦桿に見なして操作することができる。振動機能を利用して、着陸することに微小な振動を与えたり、被弾したときに強力な振動を与えたりしてもよい。

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上述した第１及び第２実施形態に記載した拡張ユニットの機能は、例示であって、他の機能を追加するような拡張ユニットであってもよい。

また、上記実施形態では、ゲーム装置に用いるコントローラに本発明を適用したが、ゲーム装置以外の他の電子装置を制御する入力装置としてのコントローラに本発明を適用してもよい。

なお、本明細書において「連続的に変化する」「連続的な指示方向」等における「連続」とは、いわゆるアナログ的な量として連続する場合だけでなく、アナログ信号をデジタル信号に変換した際のデジタル量のように、厳密には連続しておらず離散的ではあるが、信号処理からみて連続であるとみなせる場合も含むものである。

本発明の第１実施形態によるコントローラの平面図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの右側面図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの裏側を斜め前から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラのプレイヤによる保持状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの、拡張ユニットをコントローラ本体から取り外した状態を示す後面図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの、拡張ユニットのコネクタとコントローラ本体の拡張用コネクタの詳細を示す図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの、拡張機能を付加しない拡張ユニットが接続されている状態のブロック図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの、拡張機能を付加した拡張ユニットが接続されている状態のブロック図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラの、拡張ユニットのコネクタとコントローラ本体の拡張用コネクタのピン配置を示す図である。 本発明の第１実施形態の拡張ユニットによるコントローラ本体からの指示信号の変換処理の説明図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラにおける拡張ユニットの具体例を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるコントローラにおける振動部を有する拡張ユニットの具体例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラの平面図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラの正面図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラの右側面図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラにおける振動機能付き傾斜検出部を有する拡張ユニットの具体例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラの、拡張ユニットをコントローラ本体から取り外した状態を示す後面図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラにおける振動機能付き傾斜検出部を有する拡張ユニットの具体例を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラにおける振動機能付き傾斜検出部を有する拡張ユニットの具体例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態によるコントローラにおける振動機能付き傾斜検出部を有する拡張ユニットの具体例の動作の説明図である。

Claims (13)

1. 方向キーと複数の指示ボタンを有するコントローラから送信される操作データ信号に基づいてゲームを実行する電子装置とともに使用される拡張ユニットであって、
   前記拡張ユニットは、前記コントローラに着脱自在に装着されるように構成されており、前記コントローラに装着されているとき前記電子装置あるいは前記コントローラからの信号に基づいて前記コントローラに振動を与えるように構成された振動手段を備えてなることを特徴とする拡張ユニット。
2. ゲーム装置に接続されたコントローラとともに使用する拡張ユニットであって、
   前記コントローラは方向キーと複数の操作ボタンを有し、前記方向キーあるいは操作ボタンの操作に基づく操作データ信号を前記ゲーム装置に送信し、前記ゲーム装置は受信した操作データ信号に基づきゲームを実行するように構成されており、
   前記拡張ユニットは振動手段を備えており、前記コトローラに着脱自在に装着されるように構成されており、前記コントローラに装着されているとき前記ゲーム装置または前記コントローラからの信号に応答して前記振動手段が振動し、前記コントローラに振動を与えるように構成されてなることを特徴とする拡張ユニット。
3. 前記コントローラを両手で保持するとき、前記方向キーは左手の親指で操作される位置に配置され、前記複数の指示ボタンは右手の親指で操作される位置に配置され、前記拡張ユニットは操作者に面する側面とは反対側のコントローラ側面側に装着されるように構成されてなる請求項１または２記載の拡張ユニット。
4. 前記方向キーと前記複数の指示ボタンは前記コントローラの上面側に配置され、前記拡張ユニットは前記コントローラの裏面側に装着されるように構成されてなる請求項１または２記載の拡張ユニット。
5. 前記振動手段は、振動モータによって構成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の拡張ユニット。
6. 前記振動手段は、偏心重り付モータにより構成されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の拡張ユニット。
7. 前記振動手段の振動強度が可変に構成されてなることを請求項１乃至６記載のいずれかに記載の拡張ユニット。
8. 電子装置に接続して使用するコントローラであって、
   前記コントローラは、方向キーと複数の指示ボタンを有し、前記方向キーと指示ボタンを操作して前記電子装置に操作データ信号を送信し，前記電子装置は受信した操作データ信号に基づきゲームを実行するように構成されており、
   前記コントローラはさらに、振動を与える振動手段を具えた拡張ユニットが着脱自在に装着されるように構成されており、前記拡張ユニットが前記コントローラに装着されているとき、前記コントローラあるいは前記電子装置からの信号に応答して前記振動手段が振動し、前記拡張ユニットから前記コントローラに振動が与えられるように構成されてなるコントローラ。
9. 前記コントローラを両手で保持するとき、前記方向キーは左手の親指で操作される位置に配置され、前記複数の指示ボタンは右手の親指で操作される位置に配置され、前記拡張ユニットは操作者に面する側面とは反対側のコントローラ側面側に装着されるように構成されてなる請求項８記載のコントローラ。
10. 前記方向キーと前記複数の指示ボタンは前記コントローラの上面側に配置され、前記拡張ユニットは前記コントローラの裏面側に装着されるように構成されてなる請求項８記載のコントローラ。
11. 前記振動手段は、振動モータによって構成されてなることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のコントローラ。
12. 前記振動手段は、偏心重り付モータにより構成されてなることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のコントローラ。
13. 前記振動手段の振動強度が可変に構成されてなることを請求項８乃至１２記載のいずれかに記載のコントローラ。

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