JP3608726B2

JP3608726B2 - コントローラ

Info

Publication number: JP3608726B2
Application number: JP2001120679A
Authority: JP
Inventors: 田中　　誠
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: WO2002086693A1; JP2002318659A; EP1380924A1; TW584570B; EP1380924A4; US20020169023A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ入力をシーソー型の入力レバーで操作するコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、例えば特開平１１−９００４２号公報にゲーム機用操作装置（ゲーム用コントローラ）を開示している。かかるゲーム用コントローラは、各種操作ボタンなどの操作子をコントローラ本体の上面及び前面に有し、そのコントローラ本体の両端から後方へ延在する把持部を両手で握り、その握った右手及び左手の指先（例えば親指、人差し指、中指など）で前記操作子を操作する、いわゆる両手保持型のコントローラである。
【０００３】
この種のゲーム用コントローラでは、押しボタン一つに対して指一本で操作される。例えば、人差し指で押しボタンを押したり離したりする、などの如きである。一般に、人間の指は単純に押したり離したりするには優れているが、押す力を細かく制御するのには不向きであり、アナログ入力を操作する操作子を高精度に制御するには困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、アナログ入力を行う場合、押し込みボタンのような一つの操作子に対して一本の指で当該操作子を精度良く操作することは難しく、例えばゲームキャラクタを操作する場合のようなときには、キャラクタ操作がうまく制御できない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するために提案されたものであり、操作子を高精度に制御可能となし得るコントローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、指で操作する操作部を二つ設け、その操作部の一方を押圧すると一方向に回転し、他方の操作部を押圧すると他方向に回転するシーソー型の入力レバーを用いる。そして、この二つの操作部を二本の指または一本の指で操作し、その押す力を適宜調整することで細かい制御を行う。
【０００７】
操作部を押圧して操作を行ったときに回転した入力レバーの回転方向の位置は、例えばポテンショメータなどの如き回転位置検出手段を使用して検出する。また、回転操作後の入力レバーを所定の基準位置に復帰させるには、レバーにバネなどを取り付けて、このバネによって入力レバーを基準位置に復帰させるレバー基準復帰手段を使用する。
【０００８】
このように、二つ設けられた操作部を有したシーソー型の入力レバーを操作し、それぞれの操作部での押圧力を調整することで高精度な制御が行え、従来困難であった両手で保持するコントローラでのアナログ入力が改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［本実施形態の概要］
本実施形態は、操作部を二つ有し、一方の操作部を押圧すると一方向に回転し、他方の操作部を押圧すると他方向に回転するシーソー型の入力レバーを使用し、その入力レバーの操作部を二本の指または一本の指で一方向または他方向に押圧する力を適宜調整することで、高精度な制御を可能となし、アナログ入力の改善を実現したものである。以下に、本発明に係るコントローラをエンタテインメント装置に接続して構成されるエンタテインメントシステムの例を挙げて、本実施の形態を説明する。
【００１０】
［エンタテインメントシステムの概略構成］
エンタテインメントシステムは、図１に示すように、各種のテレビゲームを実行したり電子メールの作成や編集、Ｗｅｂページの閲覧、映画や音楽の再生なども行うことのできるエンタテインメント装置１と、このエンタテインメント装置１に接続される操作端末であるコントローラ２と、ゲーム内容、電子メール、Ｗｅｂページ、映画などを表示すると共に音を出力するテレビジョンモニタ装置３とからなるシステムである。
【００１１】
［エンタテインメント装置］
エンタテインメント装置１は、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体から読み出すか、若しくは、電話回線、ＬＡＮ、ＣＡＴＶ回線、通信衛星回線などの各種転送媒体を介してダウンロードされたゲーム、電子メール、Ｗｅｂブラウザ用のアプリケーションプログラムと、コントローラ２を介した操作者からの指示とに応じて、ゲームを実行したり、電子メールの作成、編集、Ｗｅｂページの閲覧のための各種処理を実行する他、ＣＤに記録されたオーディオデータやＤＶＤに記録された映画などのビデオ及びオーディオデータを再生（デコード）可能な装置である。
【００１２】
このエンタテインメント装置１の前面には、コントローラ２に接続されるケーブル４の先端に設けられたコネクタ５が着脱自在とされる二つのコントローラポート６、７と、図示を省略するメモリカードが着脱自在とされるメモリカードスロット８、９と、ＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクが装填されるディスクトレイ１０と、ディスクトレイ１０をオープンまたはクローズさせるオープン／クローズボタン１１と、電源のオン、スタンバイ、ゲームのリセットを行うためのオン／スタンバイ／リセットボタン１２と、ＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４接続端子１３と、二つのＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）接続端子１４、１５などが設けられている。
【００１３】
また、エンタテインメント装置１の背面には、電源スイッチ、音声映像出力端子（ＡＶマルチ出力端子）、ＰＣカードスロット、光デジタル出力端子、ＡＣ電源入力端子（何れも図示は省略する）などが設けられている。
【００１４】
［テレビジョンモニタ装置］
テレビジョンモニタ装置３は、エンタテインメント装置１の背面に設けられた音声映像出力端子にケーブル１６を介して接続される。このテレビジョンモニタ装置３のモニタ画面１７には、前記したゲーム内容、電子メール、Ｗｅｂページ、映画などが表示される。また、テレビジョンモニタ装置３のスピーカからは、ゲームなどの音声が出力される。
【００１５】
［コントローラ］
コントローラ２は、図１及び図２に示すように、各種操作ボタンとアナログ入力を行う入力レバー１８が設けられたコントローラ本体１９を有している。コントローラ本体１９は、例えば操作者が両手で握って操作し得る程度の大きさとされた筐体として形成されている。
【００１６】
コントローラ本体１９の左上面には、例えばテレビゲームにおいてゲームキャラクタをモニタ画面１７上で上下左右に移動させたり、電子メール作成画面上で文字入力カーソルを上下左右に移動させたり、Ｗｅｂページ閲覧中にページスクロールを行ったり、画面上のカーソルを上下左右方向に移動させたりする際に、操作者が操作する上下左右方向指示キー２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが設けられている。これら上下左右方向指示キー２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、例えばコントローラ本体１９を両手で握ったときに左手の親指で操作される。
【００１７】
また、コントローラ本体１９の右上面には、例えばアプリケーションプログラムによりそれぞれ異なる機能が割り付けられる４つの指示ボタン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが設けられている。これら指示ボタン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには、例えばメニューの表示を指定する機能、選択した項目の取り消し等を指定する機能、選択した項目の決定などを指定する機能、目次などの表示／非表示を指定する機能などが割り付けられる。
【００１８】
また、コントローラ本体１９の上面中央には、ゲーム開始や電子メール画面の表示開始、映画や音楽の再生開始、一時停止などを指示するためのスタートボタン２２と、モニタ画面１７上にメニュー表示や操作パネルを表示させる指示などを行うためのセレクトボタン２３などを備えている。
【００１９】
入力レバー１８は、図２及び図３に示すように、コントローラ本体１９に設けられた回転支持軸２４を中心として回転自在に取り付けられたレバー基端部２５と、このレバー基端部２５から一方向へ延びる第１のアーム２６と、他方向へ延びる第２のアーム２７とを有した、略Ｖ字状をなすシーソー型のレバーとされている。この入力レバー１８は、コントローラ本体１９に取り付けられたときに、第１のアーム２６と第２のアーム２７とがそれぞれ当該コントローラ本体１９の外側に突出する。
【００２０】
レバー基端部２５は、略円形状をなし、その下端周縁部に出力ギア３１を有している。この出力ギア３１は、後述する回転位置検出機構であるポテンショメータ２８の回転軸２９に取り付けられたポテンショメータ用ギア３０と噛み合うようになされている。
【００２１】
第１のアーム２６は、図３においてレバー基端部２５から左斜め上方に向くように延在して設けられ、基端側から先端側に向かってそのアーム幅が次第に先細りとなる形状とされている。同様に、第２のアーム２７は、図３においてレバー基端部２５から右斜め上方を向くように延在して設けられ、基端側から先端側に向かってそのアーム幅がやはり次第に先細りとなる形状とされている。そして、これら第１及び第２のアーム２６、２７の先端には、指先で操作するための操作部３２、３３が設けられている。
【００２２】
また、この第１及び第２のアーム２６、２７には、入力レバー１８を所定の基準位置に復帰させるためのレバー基準位置復帰手段であるバネ３４、３５がそれぞれ取り付けられている。かかるバネ３４、３５は、一端部３４ａ、３５ａをコントローラ本体１９に設けられたバネ固定部材３６に固定し、他端部３４ｂ、３５ｂを第１及び第２のアーム２６、２７に固定して設けられている。例えば、これら第１のアーム２６と第２のアーム２７に取り付けらた二つのバネ３４、３５が釣り合った状態を、前記入力レバー１８の基準位置とする。図２は、入力レバー１８が釣り合って、左右の操作部３２、３３が水平になった状態を示す。
【００２３】
前記出力ギア３１に噛み合う回転位置検出手段であるポテンショメータ２８は、前記入力レバー１８の回転方向の位置を検出するもので、コントローラ本体１９に取り付けられている。そして、このポテンショメータ２８の回転軸２９には、前記出力ギア３１と噛み合うポテンショメータ用ギア３０が取り付けられている。
【００２４】
なお、この入力レバー１８は、図３中矢印Ｃで示す方向にレバー全体を押し込むことが可能とされており、当該入力レバー１８の押し込みによりスイッチがオン・オフされる。
【００２５】
［入力レバーの動作］
入力レバー１８を操作するには、コントローラ本体１９を両手で握り、左手の人差し指若しくは中指でコントローラ本体１９から外側に突出する第１のアーム２６の先端に設けられた操作部３２を操作すると共に、右手の人差し指若しくは中指で同様に第２のアーム２７の先端に設けられた操作部３３を操作して、これら二本の指の押さえる力を適宜調整することにより、入力レバー１８の回転方向の位置決めを行う。
【００２６】
例えば、図３の基準状態から第１のアーム２６の操作部３２を押し込む力Ｆ１を、第２のアーム２７の操作部３３を押し込む力Ｆ２よりも大きくすると（Ｆ１＞Ｆ２）、入力レバー１８は、図４に示すように、回転支持軸２４を中心として同図中矢印Ａで示すように左側に回転する。このときの入力レバー１８の回転により、前記出力ギア３１と噛み合うポテンショメータ用ギア３０は、図４中矢印Ｂで示すように右側に回転する。このポテンショメータ用ギア３０の回転がポテンショメータ２８に伝えられ、その回転がポテンショメータ２８で電気信号に変換される。そして、変換された電気信号がケーブル４を介してエンタテインメント装置１に伝えられる。
【００２７】
このように、二つの操作部３２、３３を有したシーソー型の入力レバー１８を、それぞれ右指と左指の二本の指でそれぞれ操作部３２、３３を押さえる力を調整することで、入力レバー１８の回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。すなわち、二本の指で入力レバー１８を操作すれば、入力レバー１８を微細に動かすことが可能となるため、例えばこの入力レバー１８で操作されるキャラクターなどを思いのままに操ることが可能となる。また、シーソー型の入力レバー１８であるため、ジョイスティックの場合に比べて操作量を少なくすることができる。
【００２８】
また、図４に示すように、入力レバー１８が左に傾いた状態から左右の操作部３２、３３を押す力を弱めると、第１及び第２のアーム２６、２７にそれぞれ取り付けられていたバネ３４、３５によって、前記入力レバー１８が図２に示す基準位置に復帰する。
【００２９】
［その他の実施形態］
図５には、出力ギア３１に噛み合うように駆動ギア３７を取り付けた駆動モータ３８をコントローラ本体１９に設け、この駆動モータ３８を駆動して前記入力レバー１８を回転させることによって、フォースフィードバックを実現した例を示す。
【００３０】
この実施形態では、駆動ギア３７が取り付けられた駆動モータ３８を、ポテンショメータ２８と接触しない位置となるようにコントローラ本体１９に取り付け、その駆動ギア３７をレバー基端部２５に設けられた出力ギア３１に噛合させている。
【００３１】
このような構成とすることで、例えば第１のアーム２６の操作部３２を第２のアーム２７の操作部３３よりも大きな力で押したことにより入力レバー１８が左側に回転した状態からそれぞれの操作部３２、３３に加える力を解放すると、バネ３４、３５の復元力により入力レバー１８には基準位置に戻ろうとする力が一気に作用するが、その一気に戻ろうとする力をこの駆動モータ３８によって除々に入力レバー１８に作用させることが可能となる。
【００３２】
また、駆動モータ３８に回転角を制御することのできるステッピングモータを使用すれば、このステッピングモータで入力レバー１８を基準位置に戻すことが可能となる。したがって、この場合には、第１及び第２のアーム２６、２７に取り付けたバネ３４、３５が不要となる。
【００３３】
また、この駆動モータ３８とポテンショメータ２８を纏めるようにしてもよい。つまり、駆動モータ３８の駆動ギア３７に、ポテンショメータ２８に取り付けられたポテンショメータ用ギア３０を噛合させるようにし、このポテンショメータ用ギア３０は出力ギア３１に対しては噛合させないようにする。
【００３４】
図６には、コントローラ本体１９の両端から後方に向けて延在して設けられる左把持部である左グリップ部３９と右把持部である右グリップ部４０とを有したコントローラ２の例である。左グリップ部３９及び右グリップ部４０は、コントローラ２を操作する操作者の手の平に内包するような形態として形成されており、コントローラ２を安定して操作し得るようになされている。
【００３５】
このような左右のグリップ部３９、４０を備えたコントローラ２では、入力レバー１８の操作をより一層細かく操作することが可能となり、従来困難であった両手で保持するコントローラでのアナログ入力が改善される。
【００３６】
図７には、片手の二本の指で入力レバー１８を操作できるようにしたコントローラの例を示す。このコントローラ２には、複数の指示ボタン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが設けられた端部に片手の二本の指（例えば人差し指と中指など）で操作する入力レバー４１が設けられている。この入力レバー４１は、図３で示した入力レバー１８と同一構成の二本の指で操作するシーソー型のレバーである。
【００３７】
このタイプのコントローラ２は、先の図１〜図６に示した両手の各指で操作するタイプのコントローラ２と同様、それぞれの操作部３２、３３を押さえる力を人差し指と中指で調整することで、入力レバー１８の回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００３８】
図８には、二本の指で二つの操作部３２、３３を押すのではなく、一本の指でこれら二つの操作部３２、３３を押すことによって操作するようにした入力レバー４２の例を示す。
【００３９】
このタイプの入力レバー４２は、図８に示すように、ポテンショメータ用ギア３０と噛合する出力ギア（図示は省略する）を下端に有したレバー基端部４３がコントローラ本体に対して回転自在に取り付けられ、そのレバー基端部４３の先端に略Ｖ字状をなす第１のアーム４４と第２のアーム４５とを有し、その第１及び第２のアーム４４、４５の先端が操作部３２、３３とされた、シーソー型のレバーである。
【００４０】
この入力レバー４２を操作するには、例えば図８（ｂ）で示すように、親指の腹を第１のアーム４４及び第２のアーム４５に当て、親指を前後に動かすことで操作する。このタイプの入力レバー４２においても、先の何れのタイプの入力レバー１８と同様、第１及び第２のアーム４４、４５の先端の操作部３２、３３を押す力を調整することで、入力レバー４２の回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００４１】
なお、上述の実施形態では、何れもゲーム用のコントローラに本発明を適用したものであるが、ゲーム用コントローラに制限されるものではない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４３】
本発明によれば、シーソー型とした入力レバーを二本の指または一本の指で操作し、二つの操作部を押さえる力を調整することで、入力レバーの回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。また、ジョイスティックの場合は操作量が多くなるが、本発明によれば、操作量を少なくすることができるため、少ない操作量でしかも細かい制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンタテインメントシステムの概略構成を示す図である。
【図２】コントローラの一例を示す平面図である。
【図３】図２のコントローラ本体に取り付けられた入力レバーの平面図である。
【図４】一方の操作部を押し込んで入力レバーを回転させた状態を示す入力レバーの平面図である。
【図５】フォースフィードバックを実現した例を示す入力レバーの平面図である。
【図６】コントローラ本体の両端にグリップ部を設けた例を示すコントローラの平面図である。
【図７】片手の二本の指で入力レバーを操作できるようにしたコントローラの要部を示す斜視図である。
【図８】一本の指で二つの操作部を操作し得るようにした入力レバーを示すもので、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は操作状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・エンタテインメント装置，２・・・コントローラ，３・・・テレビジョンモニタ装置，１８、４１、４２・・・入力レバー，２４・・・回転支持軸，２５、４３・・・レバー基端部，２６、４４・・・第１のアーム，２７、４５・・・第２のアーム，３４、３５・・・バネ，２８・・・ポテンショメータ，３０・・・ポテンショメータ用ギア，３１・・・出力ギア

Claims

操作者の両手で把持されるコントローラ本体と、
前記コントローラ本体に設けられ、少なくとも一方の手の親指で操作される位置に配置された操作ボタンと、
前記一方の手の親指以外の指と他方の手の親指以外の指とで押圧操作される位置にそれぞれ配置された二つの操作部を有し、前記コントローラ本体に回転自在に支持され、前記二つの操作部の一方が押圧されると一方向に回転し、他方が押圧されると他方向に回転するシーソー型の入力レバーと、
前記入力レバーの回転方向の位置を検出する回転位置検出手段と、を備えた
ことを特徴とするコントローラ。
操作者の少なくとも一方の手で把持されるコントローラ本体と、
前記コントローラ本体に設けられ、前記一方の手の親指で操作される位置に配置された操作ボタンと、
前記一方の手の親指以外の異なった二つの指で押圧操作される位置にそれぞれ配置された二つの操作部を有し、前記コントローラ本体に回転自在に支持され、前記二つの操作部の一方が押圧されると一方向に回転し、他方が押圧されると他方向に回転するシーソー型の入力レバーと、
前記入力レバーの回転方向の位置を検出する回転位置検出手段と、を備えた
ことを特徴とするコントローラ。
請求項１又は請求項２に記載のコントローラであって、
前記入力レバーは、前記コントローラ本体に回転自在に支持されたレバー基端部と、前記レバー基端部から一方向へ延びる第１のアームと、他方向へ延びる第２のアームと、を有し、
前記二つの操作部は、前記第１のアームと第２のアームとにそれぞれ配置されている
ことを特徴とするコントローラ。
コントローラ本体と、
前記コントローラ本体の上面に設けられた操作ボタンと、
前記コントローラ本体に回転自在に支持されたレバー基端部と、前記レバー基端部から一方向へ延びる第１のアームと、他方向へ延びる第２のアームと、前記第１のアームと第２のアームとにそれぞれ設けられた二つの操作部と、を有し、前記コントローラ本体に対する前記レバー基端部の回転軸が前記コントローラ本体の上面に対して略直交し、前記二つの操作部が前記コントローラの上面に対して略平行な同一面内に配置された入力レバーと、
前記入力レバーの回転方向の位置を検出する回転位置検出手段と、を備えた
ことを特徴とするコントローラ。
コントローラ本体と、
前記コントローラ本体の上面に設けられた操作ボタンと、
前記コントローラ本体に回転自在に支持されたレバー基端部と、前記レバー基端部から一方向へ延びる第１のアームと、他方向へ延びる第２のアームと、前記第１のアームと第２のアームとにそれぞれ設けられた二つの操作部と、を有し、前記コントローラ本体に対する前記レバー基端部の回転軸が前記コントローラ本体の上面に対して略平行であり、前記二つの操作部が前記コントローラの上面に対して略直交する同一面内に配置された入力レバーと、
前記入力レバーの回転方向の位置を検出する回転位置検出手段と、を備えた
ことを特徴とするコントローラ。
請求項３〜請求項５の何れかに記載のコントローラであって、
前記回転位置検出手段は、前記レバー基端部に形成されたギアと噛み合って前記入力レバーの回転方向の位置を検出するポテンショメータである
ことを特徴とするコントローラ。
請求項６に記載のコントローラであって、
前記レバー基端部に形成された前記ギアと噛み合って、前記入力レバーの位置出しを行う駆動機構部を有した
ことを特徴とするコントローラ。
請求項７に記載のコントローラであって、
前記駆動機構部は、前記レバー基端部に形成されて前記ギアと噛み合うステッピングモータである
ことを特徴とするコントローラ。
請求項１〜請求項８の何れかに記載のコントローラであって、
前記入力レバーを所定の基準位置に復帰させるレバー基準位置復帰手段をさらに備えた
ことを特徴とするコントローラ。
請求９に記載のコントローラであって、
前記レバー基準位置復帰手段は、前記第１のアームと前記第２のアームにそれぞれ取り付けられたバネからなる
ことを特徴とするコントローラ。