JP7311550B2 - 入力デバイス - Google Patents

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Description

本開示は入力デバイスに関する。
特許文献1にはユーザが片手で操作するゲーム用の入力デバイスが開示されている。この入力デバイスは、グリップと、グリップの上部に位置する操作部とを有している。操作部に複数の操作ボタンが配置されている。操作部のさらに上方に球状の発光部が配置されている。また、特許文献2には、片手で操作するゲーム用の入力デバイスとして、グリップに振動モータを有するものが開示されている。
特開2011-86287号 特開2014-186740号
このような入力デバイスは、比較的大きなサイズの部品として、上述した振動モータとバッテリとを有する。これら大きな部品のレイアウトが課題となる。
本開示で提案する入力デバイスは操作部と前記操作部から斜め後方に延びているグリップとを有している。前記操作部は、操作ボタンと、第1の面に沿って配置されている第1回路基板とを有している。前記グリップは、前記第1回路基板より後方に配置され前記第1の面に対して斜めに配置されている第2回路基板を有している。前記第2回路基板の前端は前記第1回路基板よりも下方に配置されている。振動モータとバッテリのうちの少なくとも一方が前記第2回路基板の上側に配置され且つ前記グリップに収容されている。
この入力デバイスによると、大きなサイズの振動モータ又はバッテリを第2回路基板の上側に配置できる。そのため、出力の大きな振動モータを採用したり、或いは電池容量の大きなバッテリを採用することができる。また、第2回路基板の前方で且つ第1回路基板の下方にも大きなスペースを確保でき、このスペースにも種々の部品を配置できる。
本開示で提案する入力デバイスが利用されるシステムの例を説明するための図である。 本開示で提案する入力デバイスの例を示す平面図である。 入力デバイスの左側面図である。 入力デバイスの右側面図である。 入力デバイスの正面図である。 入力デバイスの分解斜視図である。 環状部に配置されるフレーム及びフレキシブル基板を示す斜視図である。 本体に収容されている内部構造の左側面図である。この図において、図7で示す操作スティックは省略されている。 図5Aで示される基板の拡大図である。 本体に収容されている内部構造の平面図である。 図6Aで示される操作ボタンの拡大図である。 内部構造の分解斜視図である。 図3で示す第2回路基板、フレーム、及びフレキシブル基板の底面図である。
以下において、本開示で提案する入力デバイスの例について説明する。本明細書では、図2AのY1及びY2で示す方向をそれぞれ前方及び後方と称し、図2AにおいてX1及びX2で示す方向をそれぞれ右方及び左方と称する。図2BのZ1及びZ2で示す方向をそれぞれ上方及び下方と称する。これらの方向は、図1に示すように、入力デバイス100を握っているユーザから見た方向に対応している。また、図2A~図2Dにおいて黒丸は後述する発光部Hを表している。
[システムの概要]
図1で示すように、入力デバイス100は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)2とともに使用される。ユーザはHMD2を頭部に装着し、右手及び/又は左手に入力デバイス100を保持する。HMD2は前方に向いているカメラを有している。入力デバイス100の外面には、トラッキングのための複数の発光部Hが設けられている。発光部HがHMD2のカメラによって検知される。検知された発光部Hの位置に基づいて、入力デバイス100の位置と姿勢(すなわち、ユーザの手の位置や向き)が算出される(トラッキング)。入力デバイス100は、後述するように、ユーザが指で操作する複数の操作部材(例えば、操作ボタンや、操作スティックなど)を有している。HMD2の表示部には、入力デバイス100の位置や、その姿勢、操作部材に対してなされた操作に基づいて生成された動画像(例えば、ゲーム画像)が表示される。
入力デバイス100の位置と姿勢の算出は、HMD2に搭載されている情報処理装置によって実行されてもよいし、外部の情報処理装置(例えば、HMD2とは別個のゲーム装置や、パーソナルコンピュータ)によって実行されてもよい。入力デバイス100は、モーションセンサー(例えば、加速度センサや、ジャイロセンサー)を有してもよい。情報処理装置は、発光部Hの位置だけでなく、モーションセンサーの出力に基づいて、入力デバイス100の位置や姿勢を算出してもよい。また、動画像の生成も、HMD2に搭載されている情報処理装置によって実行されてもよいし、外部の情報処理装置によって実行されてもよい。入力デバイス100の位置等の算出と動画像の生成が、外部の情報処理装置によって実行される場合、カメラで取得した画像情報は、外部の情報処理装置に無線または有線で送信される。生成された動画像情報は外部の情報処理装置から無線又は有線でHMD2に送信される。
入力デバイス100は、マイクロフォンや、スピーカーなどを有してもよい。さらに、入力デバイス100は、その外面に、位置や姿勢のトラッキングに利用しない発光部、例えば、入力デバイス100の動作状態を示す発光部、複数の入力デバイス100を識別するための発光部を有してもよい。
[入力デバイスの全体構成]
以下では右手用の入力デバイス100を例として説明する。右手用の入力デバイス100の外形と左手用の入力デバイス100の外形は、実質的に左右対称であってよい。したがって、右手用の入力デバイス100の要素(部材、部位)の相対位置についての説明は、説明で使用される「右方」、「右側」、「左方」、及び「左側」を反転させることによって、左手用の入力デバイス100においても適用できる。ユーザの指で操作される操作部材の数や種類は、左右の入力デバイス100において相違していてよい。また、操作部材の配置については、右手用の入力デバイス100と左手用の入力デバイス100は左右対称でなくてもよい。
図2A及び図2Bで示すように、入力デバイス100の本体10は、ユーザが握るためのグリップ11Bと、複数の操作部材が配置されている操作部11Aとを有している。本体10はその上部に操作部11Aを有している。後述するように、操作部11Aには発光部H(図2D参照)が設けられてよい。グリップ11Bは、操作部11Aから、斜め下方且つ後方に伸びている。
[操作部材]
図2Aで示すように、操作部11Aには、例えば、操作ボタン51A・51Bが配置されている。操作部11Aは、2つの操作ボタン51A・51Bは、例えばゲームのキャラクターやオブジェクトを選択・操作するためのボタンである。操作ボタン51A・51Bは、操作部11Aの上面11aに配置され、例えば親指で操作される。操作ボタン51A・51Bの構造については、後において詳説する。
図2Aで示すように、操作部11Aには、さらに、操作スティック15と操作ボタン16・17とが配置されてよい。操作スティック15は径方向に倒したり、径方向にスライド可能な操作部材である。操作ボタン16はゲームプレイを他ユーザと共有するための機能ボタンであり、ゲームの進行中にゲーム画面をキャプチャーし、或いは動画像の再生中に静止画像をキャプチャーし、HMD2や、HMD2に接続されたサーバー装置にキャプチャーした画像を保存する。操作ボタン17は、例えばユーザが選択可能な様々な機能を表示するためのボタンである。例えば、操作ボタン17の操作によって、進行途中にある複数のゲームアプリケーションのうちユーザがプレイするゲームアプリケーションを選択することができる。
図2Bで示すように、操作部11Aの前面11bの下方に、トリガーボタン18が配置されてよい。本体10は、トリガーボタン18を動かすトリガー駆動装置45(図5A参照)を有してもよい。トリガー駆動装置45は、例えば、トリガーボタン18が押されたときに、トリガーボタン18の動きに対して反力を生じる。
図2Bで示すように、本体10は、グリップ11Bに操作ボタン19を有してよい。操作ボタン19はグリップ11Bの左側面11cに設けられてよい。入力デバイス100は右手用のデバイスであり、操作ボタン19は、例えばグリップ11Bの左側面11cに設けられてよい。操作ボタン19のこの配置によれば、ユーザは中指で操作ボタン19を操作できる。
図2Aで示されるように、操作ボタン51A・51Bと操作ボタン16は、操作スティック15を挟んで互いに反対側に配置されてよい。例えば、操作ボタン51A・51Bが操作スティック15の左方に配置され、操作ボタン16は操作スティック15の右方に配置されてよい。この配置によれば、ユーザは、親指の初期位置を操作スティック15とし、必要に応じて操作ボタン51A・51Bと操作ボタン16とに操作スティック15からスムーズに移動させることができる。操作ボタン17は操作スティック15の後方に配置されてよい。
[環状部の概要]
図2A及び図2Dで示すように、入力デバイス100は、その後部に、環状部20を有してよい。環状部20にも複数の発光部Hが設けられている。環状部20は、入力デバイス100の背面視において本体10を取り囲むように形成されている。環状部20の最下部がグリップ11Bの最下部(最後部)に接続している。環状部20は中心線Pc(図2A及び図2C)を中心とする環状である。図で示す例において、環状部20は中心線Pcを中心とする周方向において360度に亘って形成されている。ユーザは、入力デバイス100の使用時、環状部20の内側に手を通し、グリップ11Bを握る。
なお、入力デバイス100は、その後部に、環状部20に代えて、入力デバイス100の背面視において本体10の上部だけを覆う湾曲部(円弧部)を有していてよい。さらに他の例として、入力デバイス100は、その後部に、環状部20に代えて、入力デバイス100の背面視において本体10を取り囲む多角形を有する部分を有してよい。
[側部の概要]
図2Aで示すように、入力デバイス100は、側部30を有してよい。側部30は操作部11Aから環状部20に向かって延びており、環状部20に接続している。詳細には、図2Aで示すように、側部30は、操作部11Aから右方に延び、湾曲し、後方に延びている。そして、側部30は、環状部20の側部(図で示す例において、環状部20の右部)に接続している。側部30の前面30bにも発光部Hが設けられている。
図2Dで示すように、側部30の前部の上面30aと操作部11Aの上面11aは、水平面P4と実質的に平行であってよい。これによると、ユーザが操作部11Aの上面11a上で指を左右に動かしやすくなる。水平面P4は、例えば操作スティック15の中心線Pv3に対して垂直な平面である。
[本体の内部構造]
図3で示すように、本体10(操作部11A及びグリップ11B)は内部構造S1を有している。内部構造S1は、本体10の外面を構成する外装部材61・62に収容されている。外装部材61は内部構造S1の下側を覆っており、外装部材62は内部構造S1の上側を覆っている。
図7で示すように、内部構造S1は、第1回路基板41と、第1回路基板41より後方に配置されている第2回路基板42と、回路基板41・42が取り付けられている本体フレーム43とを有している。回路基板41・42は所謂リジット基板である。リジット基板は、例えばガラスエポキシ樹脂をベース基材として有する。第1回路基板41は操作部11Aに配置されている。第1回路基板41には、入力デバイス100が有している操作部材の動き(ユーザの操作)を検知するためのスイッチやセンサが実装されている。第2回路基板42はグリップ11Bに位置している。
図5Aで示すように、第1回路基板41は平面P4に沿って配置されてよい。(図5Aでは第1回路基板41に網掛けが施されている。)平面P4は、例えば操作スティック15の中心線Pv3(図2D参照)に対して垂直な水平面である。一方、第2回路基板42は、水平面P4に対して斜めに配置されている。(図5Aでは第2回路基板42にも網掛けが施されている。)第2回路基板42の前縁(上縁)42aは、第1回路基板41の後縁41aよりも下方に位置している。図で示す例では、第2回路基板42の前縁(上縁)42aは、トリガーボタン18の支持軸45bよりも下方に位置している。このレイアウトでは、第2回路基板42の前縁(上縁)42aが低いので、グリップ11Bの内部で且つ第2回路基板42の上側に形成されるスペースを大きくできる。このスペースに、バッテリ48や振動モータ47など比較的大きな部品が配置できる。
図5Aで示すように、バッテリ48と振動モータ47は第2回路基板42を挟んで互いに反対側に配置されるとよい。こうすることで、バッテリ48と振動モータ47のサイズが確保することが容易となる。図で示す例では、第2回路基板42の上側に振動モータ47が配置されている。これにより出力の大きな振動モータ47を採用することが容易となる。振動モータ47としては、例えば、ボイスコイルモータや、重心が回転中心からずれている重りを有する直流モータなどが利用されてよい。
振動モータ47は本体フレーム43に形成されたホルダー43d(図7参照)で保持され、グリップ11Bの内部に位置している。振動モータ47は、クッション(不図示)を介してグリップ11Bを構成する外装部材62(図3参照)の内面に接していてもよい。こうすることで、振動モータ47の駆動により発生する振動がユーザの手のひらに伝わりやすくなる。第2回路基板42の上側には本体フレーム43の後部43bが位置している。ホルダー43dは本体フレーム43の後部43bに形成されている。
図5Aで示すように、第2回路基板42の下側にバッテリ48が配置されている。内部構造S1は、バッテリケース48Aを有してよい。バッテリケース48Aが本体フレーム43の後部43b及び第2回路基板42に固定され、バッテリ48はこのバッテリケース48Aによって保持されてよい。
図5Aで示すように、第2回路基板42に垂直な方向(図5Aにおいて矢印D1で示す方向)でのサイズについて、バッテリ48は振動モータ47よりも小さい。第2回路基板42に沿った方向(図5Aにおいて矢印D2で示す方向)でのサイズについて、バッテリ48は振動モータ47よりも大きい。第2回路基板42、バッテリ48、振動モータ47のこのような配置によると、大きな振動モータ47を採用しながら、容量の大きなバッテリ48を採用することも可能となっている。
なお、バッテリ48と振動モータ47の配置は、図で示す例とは異なっていてもよい。例えば、バッテリ48が第2回路基板42の上側に配置され、振動モータ47が第2回路基板42の下側に配置されていてもよい。さらに別の例として、バッテリ48と振動モータ47の双方が第2回路基板42の上側に配置されていてもよい。
回路基板41・42の配置も、図で示す例に限られない。例えば、第1回路基板41は、その前側が高くなるように傾斜していてよい。この場合、第2回路基板42は、第1回路基板41よりも大きく傾斜していてよい。
図2B及び図2Dで示すように、グリップ11Bの最下部に、前方に向いているコネクタ49aが設けられている。外装部材61には前方に向かって開いている開口61aが形成されている。コネクタ49aはこの開口61aから前方に露出している。入力デバイス100は開口61aを閉じるための蓋を有してもよい。コネクタ49aは例えばバッテリ48を充電するためのコネクタである。ユーザはコネクタ49aに充電ケーブルを接続している状態で入力デバイス100を使用することができる。図3で示すように、入力デバイス100はコネクタ49aが実装される基板49を有してもよい。
図5Aで示すように、第2回路基板42の前縁(上縁)42aは、第1回路基板41の後縁41aよりも後方に位置している。このことによって、第2回路基板42の前縁42aの前側に、比較的大きな部品を配置することが可能となる。
図で示す例においては、第1回路基板41の下方に、トリガーボタン(操作ボタン)18とトリガー駆動装置45とが配置されている。トリガー駆動装置45は、トリガーボタン18の後側に位置し支持軸45bを中心として前後に動くことができる可動部45aを有している。トリガー駆動装置45は、可動部45aを通してトリガーボタン18を動かす。
トリガー駆動装置45は、例えばトリガーボタン18が押されたときに、可動部45aを通してトリガーボタン18に反力を加える。こうすることで、例えば、ユーザはゲーム空間内で操作しているキャラクターが堅いものを押したり或いは引いている感覚を実現できる。トリガーボタン18及びトリガー駆動装置45は第2回路基板42の前縁(上縁)42aの前方に位置している。第1回路基板41の下方に配置される操作部材は、支持軸45bを中心として動くトリガーボタン18ではなく、前後方向において平行移動する操作ボタンであってもよい。この場合でも操作ボタンの後方に、この操作ボタンに反力を加える駆動装置が配置されてよい。
図5Aで示すように、トリガー駆動装置45は本体フレーム43の前部43aの下方に位置している。トリガー駆動装置45は本体フレーム43に取り付けられてよい。本体フレーム43には、トリガー駆動装置45の一部を回避する開口や、切り欠き、凹部が形成されてよい。図で示す例では、本体フレーム43は開口43c(図7参照)を有している。トリガー駆動装置45は、その最後部に駆動源45cを有している。駆動源45cが開口43cに嵌められ、本体フレーム43の上側に露出している(図6A参照)。この構造によると、出力の大きな駆動源45cを採用することが可能となる。
上述したように、グリップ11Bの左側面11cに操作ボタン19(図2B参照)が設けられている。図5Aで示すように、第2回路基板42の前縁(上縁)42aの前方に操作ボタン19の動きを検知するスイッチ44aと、スイッチ44aが実装された基板44とが配置されている。このように、第2回路基板42と基板44とが側面視において重ならないので、グリップ11Bを必要以上に太くすることを避けることができる。基板44の位置は、図で示す例に限られない。例えば、基板44は、内部構造S1の側面視において、第2回路基板42と重なっていてもよい。
[操作ボタンの構造]
図5Bで示すように、ユーザは操作ボタン51A・51Bを下方に押すことができる。第1回路基板41の上面には、操作ボタン51A・51Bに対する押し操作を検知するためのスイッチ41m・41nが実装されている。スイッチ41m・41nは操作ボタン51A・51Bの下方に位置している。操作ボタン51A・51Bはユーザによって押されると、下方に動き、スイッチ41m・41nを押す。スイッチ41m・41nは、例えば、タクトスイッチや、メンブレンスイッチであってよい。
また、操作ボタン51A・51Bには、指が触れたこと(或いは近接したこと)を検知するタッチセンサー機能が設けられている。入力デバイス100は、ユーザが操作ボタン51A・51Bを押す前に、操作ボタン51A・51Bの上面に指が置かれていることを検知し、そのことを表す信号を情報処理装置(例えば、HMD2が内蔵する情報処理装置)に送信する。情報処理装置は、操作ボタン51A・51Bの上面に指が置かれたことを検知すると、そのことをゲームの進行に反映する。情報処理装置は、例えば、ゲームキャラクターに所定の準備姿勢をとらせる。
タッチセンサー機能を実現するため、操作ボタン51A・51Bに検出導体53A・53B(図5B及び図6B参照)が設けられている。一方、第1回路基板41には導体パッド41s・41t(図6B参照)が形成されている。検出導体53A・53Bは導体パッド41s・41tに電気的に接続している。第1回路基板41にはタッチセンサーIC(不図示)が実装されている。ユーザの指が操作ボタン51A・51Bに触れると、検出導体53A・53B及びそれらに接続されている回路パターン(導体パッド41s・41tを含む)の静電容量が変化する。タッチセンサーICはその静電容量の変化を検出し、ユーザの指が操作ボタン51A・51Bに触れたこと或いは近接したことを示す信号を出力する。
図6Bで示すように、導体パッド41s・41tは、操作ボタン51A・51Bを平面視したときに、操作ボタン51A・51Bの外形よりも外方に位置している。すなわち、導体パッド41s・41tは操作ボタン51A・51Bの下方には位置していない。図で示す例では、導体パッド41sの位置は操作ボタン51Aから右前方に離れており、導体パッド41tの位置は操作ボタン51Bから後方に離れている。検出導体53A・53Bは、操作ボタン51A・51Bに取り付けられている可動部53a(図5B参照)と、上下方向に対して交差する方向に可動部53a(図6B参照)から延びている弾性部53bとを有している。また、検出導体53A・53Bは、弾性部53bに接続しており導体パッド41s・41tに取り付けられている固定部53c(図6B参照)を有している。弾性部53bの弾性変形によって、可動部53aの上下方向で動きが許容される。
この構造では、導体パッド41s・41tが操作ボタン51A・51Bの下方に位置していないので、操作ボタン51A・51Bと第1回路基板41との距離を小さくできる。また、弾性部53bはバネとして機能し、その弾性力によって、操作ボタン51A・51Bが押されたときに発生すべき反力を補うことができる。操作ボタン51A・51Bの押し操作に対する反力は、弾性部53bの弾性力と、後述する緩衝部54の弾性力と、スイッチ41m・41nの反力の和であってよい。
固定部53cは、例えば螺子(不図示)によって第1回路基板41に取り付けられてよい。図で示す例では、図6Bで示すように、固定部53cに螺子が嵌められる穴53dが形成されている。螺子を使用して固定部53cを第1回路基板41に取り付けることによって、固定部53cと導体パッド41s・41tとの電気的な接続を確保しつつ、それらの取り付けの機械的な強度をも確保できる。螺子は、固定部53cの穴53d及び第1回路基板41に形成された穴に挿入され、本体フレーム43に形成された螺子穴に固定されてよい。
内部構造S1の上側を覆っている外装部材62(図3参照)は、その内面に外装部材62を支持する柱部(不図示)を有してもよい。この柱部の下端は固定部53c上に位置し、固定部53cに嵌められてもよい。こうすることで、入力デバイス100の使用時に外装部材62の撓みや凹みを抑えることができる。
操作ボタン51A・51Bは絶縁体であり、例えばポリカーボネートや、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ABS樹脂などの樹脂で形成される。検出導体53A・53Bの材料は、例えば、導電性樹脂であってよい。検出導体53A・53Bの材料は、具体的には、導電性材料を含有するナイロン樹脂や、導電性材料を含有するポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK樹脂)、導電性材料を含有するポリアセタール樹脂(POM樹脂)であってよい。検出導体53A・53Bの材料は、銅や、銅の合金、ステンレス、アルミニウムなどの金属であってもよい。可動部53a、弾性部53b、及び固定部53cは導電性樹脂或いは金属によって一体的に形成されてよい。検出導体53A・53Bの材料が金属である場合、固定部53cは導体パッド41s・41tに半田付けされてもよい。
図5Bで示すように、操作ボタン51A・51Bは可動部53aの上部を覆うように形成されてよい。検出導体53A・53Bと操作ボタン51A・51Bはインサート成形によって形成されてよい。すなわち、操作ボタン51A・51Bの成形工程において、金型の内部に可動部53aを配置し、その後に、操作ボタン51A・51Bの材料である溶融樹脂を金型内に供給してよい。これとは異なり、操作ボタン51A・51Bは可動部53aとは別個に成形されてもよい。この場合、操作ボタン51A・51Bの内側に凹部が形成され、この凹部に可動部53aが嵌められて、操作ボタン51A・51Bと可動部53aは相互に固定されていてもよい。
図5Bで示すように、可動部53aの下部は操作ボタン51A・51Bから下方に突出していてよい。可動部53aの下端には、弾性材料(例えばゴム)で形成される緩衝部54が取り付けられてもよい。
図6Bで示すように、各検出導体53A・53Bは1本の弾性部53bしか有しておらず、弾性部53bは可動部53aの一方側に接続している。各検出導体53A・53Bは、弾性部53bとは反対側には可動部53aを支持する部位を有していない。すなわち、検出導体53A・53Bは片持ち梁構造を有している。これによると、操作ボタン51A・51B及び検出導体53A・53Bの配置に要する面積を低減できる。
図6Bで示すように、検出導体53A・53Bの弾性部53bは操作ボタン51A・51Bに対して同じ側に配置されてよい。図で示す例では、操作ボタン51A・51Bは第1回路基板41の最左部に配置され、検出導体53A・53Bの弾性部53bは操作ボタン51A・51Bの右側に配置されている。
図6Bで示すように、弾性部53bは平面視において湾曲している。詳細には、弾性部53bは、第1延伸部53eと、湾曲部53fと、第2延伸部53gとを有している。第1延伸部53eは、可動部53aから操作ボタン51A・51Bの半径方向に延びている。湾曲部53fは第1延伸部53eに接続している。湾曲部53fは、湾曲しながら第1延伸部53eからさらに延びている。第2延伸部53gは、湾曲部53fからさらに延びている。このように弾性部53bを湾曲させることによって、弾性部53bの長さの確保が容易になる。その結果、上下方向での可動部53aの可動範囲の確保も容易になる。
図6Bで示すように、第1延伸部53eと第2延伸部53gとの間の角度θ1は90度よりも小さい。このように弾性部53bを大きく湾曲させることによって、操作ボタン51A・51Bと固定部53cとの直線距離を小さくできる。その結果、検出導体53A・53Bと操作ボタン51A・51Bの配置に要する面積を低減できる。
弾性部53bの形状は、図で示す例に限られない。例えば、湾曲部53fと第2延伸部53gは、平面視において、操作ボタン51A・51Bの外周を取り囲むように全体的に湾曲していてもよい。言い換えれば、弾性部53bは第2延伸部53gを有していなくてもよい。また、第1延伸部53eと第2延伸部53gとの間の角度θ1は90度であってもよい。第1延伸部53eと第2延伸部53gとの間の角度θ1は90度より大きくてもよい。
図6Bで示すように、検出導体53Aが接続している導体パッド41sと検出導体53Bが接続している導体パッド41tとの距離は、操作ボタン51Aと操作ボタン51Bとの距離L1よりも大きい。この構造によると、操作ボタン51A・51Bの距離L1の距離を適正に保ちつつ、各検出導体53A・53Bの弾性部53bの長さを確保できる。
図6Bで示すように、2つの検出導体53A・53Bが有している第1延伸部53eは異なる方向に延びていてよい。具合的には、検出導体53Aが有している第1延伸部53eは可動部53aから斜め後方且つ右方に延びている。それに対して、検出導体53Bが有している第1延伸部53eは可動部53aから斜め右方且つ前方に延びている。
また、図6Bで示すように、2つの検出導体53A・53Bが有している第2延伸部53gも異なる方向に延びていてよい。具合的には、検出導体53Aが有している第2延伸部53gは概ね前方に延びている。それに対して、検出導体53Bが有している第2延伸部53gは概ね後方に延びている。2つの検出導体53A・53Bのこのような形状によって、導体パッド41s・41t(言い換えれば、固定部53c)の距離を大きくでき、その結果、弾性部53bの長さを確保できている。
第1回路基板41の上面には、操作ボタン16・17に対する押し操作を検知するスイッチも、第1回路基板41に実装されてよい。これら操作ボタン16・17にも、タッチセンサー機能が設けられてもよい。この場合、操作ボタン16・17にも検出導体が設けられてよい。
また、第1回路基板41の上面には、操作スティック15を支持する支持機構(不図示)が配置されてよい。図7で示すように、操作スティック15はユーザの指が触れる円盤状の上部15aと、操作スティック15の下部に形成され、傘形状を有しているスカート15bとを有している。支持機構はスカート15bの下側に配置され、スカート15bによって覆われている。操作スティック15にも、タッチセンサー機能が設けられてもよい。この場合、操作スティック15にも検出導体が設けられてよい。
[前部における光源の配置]
上述したように、入力デバイス100の外面には、トラッキングのための複数の発光部Hが設けられている。図2Dで示すように、操作部11Aの前面11bと側部30の前面30bに左右方向で並んでいる複数の発光部Hが設けられている。
また、図2A~図2Cで示すように、環状部20には、中心線Pcを中心とする円弧又は円環に沿って並んでいる複数の発光部Hが設けられている。図で示す例においては、環状部20の発光部Hは中心線Pcを中心とする周方向に360度に亘って配置されている。
図2Bで示すように、環状部20は、環状部20の後部に位置し中心線Pcに向かって傾斜している後傾斜面20aと、環状部20の前部に位置し中心線Pcに向かって傾斜している前傾斜面20bとを有している。発光部Hは、後傾斜面20aと前傾斜面20bのそれぞれにおいて、中心線Pcを中心とする円環に沿って並んでいる。すなわち、発光部Hは、環状部20において2列で並んでいる。
図2A~図2Cで示すように、操作部11Aの前面11b及び側部30の前面30bに配置されている発光部Hと、後傾斜面20aに沿って配置されている発光部Hは、共通の仮想球面Srに位置していてよい。発光部Hのこの配置によると、カメラを通して検知された発光部Hの位置に基づく入力デバイス100の位置及び姿勢の演算処理の負荷を軽減できる。発光部Hが設けられている、操作部11Aの前面11b、側部30の前面30b、及び後傾斜面20aは、仮想球面Srの一部を構成する曲面であってよい。
図6Aで示すように、第1回路基板41には複数の光源Ls1が実装されている。この光源Ls1は、操作部11Aの前面11b及び側部30の前面30bに配置されている発光部Hの光源である。光源Ls1の位置は発光部Hの位置に対応している。光源Ls1は中心角θ1を有する円弧Ar1に沿って並んでいる。このように、光源Ls1はスイッチ41m・41n等が実装される第1回路基板41に実装されるので、光源Ls1のために部品数が増加することを防ぐことができ、また入力デバイス100の組立作業を容易化できる。
図6Aで示すように、第1回路基板41の前縁41eは円弧Ar1に沿って湾曲している。光源Ls1は前縁41eに配置されている。光源Ls1は、例えばLED(light emitting diode)である。光源Ls1は、前方に光を発する姿勢で第1回路基板41に実装されている。
外装部材62は、第1回路基板41の前縁41eに沿って形成される前壁62a(図3参照)を有している。前壁62aは、光源Ls1に対応する位置に、光源Ls1の光を通すための開口や切り欠きを有してよい。この構造によると、光源Ls1の光が放たれる方向を制御できる。
入力デバイス100は、操作部11Aの前面11b及び側部30の前面30bを構成する外装部材65(図3参照)を有している。光源Ls1の前側は外装部材65によって覆われている。外装部材65は、例えばその全体が光透過性を有する材料で形成されてよい。或いは、外装部材65に遮光用の塗料が塗布され、光源Ls1の位置にだけその塗料が除かれていてもよい。
図5Aで示すように、第1回路基板41の前縁41eはトリガーボタン18の前面よりも前方の位置を通過している。複数の光源Ls1のうち最前に位置している光源Ls1は、トリガーボタン18の前面よりも前方に位置している。光源Ls1とトリガーボタン18のこの配置によれば、トリガーボタン18に配置している指が光源Ls1の光を遮る頻度を低減できる。なお、最前に位置している光源Ls1だけでなく、第1回路基板41の前縁41eに沿って並んでいる複数の光源Ls1がトリガーボタン18の前面よりも前方に位置してもよい。
図2A及び図6Aで示すように、第1回路基板41はグリップ11Bの右側面11dよりも右方に張り出している突出部41fを有している。突出部41fは側部30の内部に位置している。第1回路基板41のこの形状によると、光源Ls1の数や配置についての自由度を増すことができる。図で示す例では、最も右方に位置している光源Ls1が突出部41fの右端に実装されている。これとは異なり、複数の光源Ls1が突出部41fに実装されてもよい。
操作部11Aには、複数の操作部材(具体的には、操作ボタン51A・51B・16・17、及び操作スティック15)が設けられている。第1回路基板41の突出部41fは最も右方に位置している操作部材よりもさらに右方に突出している。そして、最も右方に位置している光源Ls1はこの操作部材よりもさらに右方に位置している。図で示す例では、光源Ls1は操作ボタン16よりも右方に位置している。
第1回路基板41は、グリップ11Bの左側面11c(図2参照)よりも左方に張り出している部分41g(図6A参照)を有している。第1回路基板41のこの形状によると、光源Ls1の数や配置についての自由度をさらに増すことができる。図で示す例では、最も左方に位置している光源Ls1が部分41gに実装されている。最も左方に位置している光源Ls1はグリップ11Bの左側面11cよりも左方に位置している。
[環状部の内部構造と光源の配置]
図3で示すように、入力デバイス100は、環状部20に配置される内部構造S2を有している。内部構造S2は、環状部20を形成する外装部材63・64に収容されている。内部構造S2は、フレキシブル基板21A・21Bを有している。フレキシブル基板21A・21Bにも光源Ls2(図4参照)が実装されている。この光源Ls2は、環状部20の外面(傾斜面20a・20b)に配置されている発光部Hの光源であり、光源Ls2の位置は発光部Hの位置に対応している。光源Ls2は具体的にはLEDである。
入力デバイス100の後部においてフレキシブル基板21A・21Bを利用することで、光源Ls2の配置についての自由度を増すことができている。具体的には、フレキシブル基板21A・21Bの光源Ls2は、第1回路基板41の光源Ls1が配置されている円弧Ar1の中心角θ1(図6A参照)よりも大きな中心角を有する円弧又は円環に沿って並んでいる。図で示す例では、光源Ls2は中心線Pc(図2A及び図2C参照)を中心とする円環に沿って360度に亘って並んでいる。フレキシブル基板21A・21Bはこの円環に沿って湾曲している。
図3で示すように、内部構造S2はフレーム22を有してよい。フレーム22は環状であり、中心線Pcを中心としとする円環(又は円弧)に沿って湾曲している。フレキシブル基板21A・21Bはフレーム22の外側に取り付けられている。この構造によると、入力デバイス100の組立作業を容易化できる。
図3で示すように、外装部材63は環状部20の内面20cを構成する。外装部材64は環状部20の外周面(傾斜面20a・20b)を構成する。フレーム22は外装部材63と外装部材64との間に配置されている。外装部材64は、例えばその全体が光透過性を有する材料で形成されてよい。或いは、外装部材64に遮光用の塗料が塗布され、光源Ls2の位置にだけその塗料が除かれていてもよい。
フレーム22を利用すると、環状部20の外面を構成する外装部材64の内面に光源Ls2を近づけることが容易となる。また、環状部20の内面20cを構成する外装部材63に、フレキシブル基板21A・21Bを固定する構造を要しない。そのため、外装部材63の形状を簡単化でき、環状部20の内面20cを滑らかにできる。
図4で示すように、フレキシブル基板21A・21Bは、中心線Pcを中心とする円弧(又は円環)に沿って延びている主延伸部21aと、主延伸部21aから後方に突出している後突出部21bと、主延伸部21aから前方に突出している前突出部21cとを有している。突出部21b・21cに光源Ls2が実装されている。後突出部21bに実装されている光源Ls2は後傾斜面20aの発光部Hの光源であり、前突出部21cに実装されている光源Ls2は前傾斜面20bの発光部Hの光源である。
図4及び図8で示すように、フレーム22は、各光源Ls2を取り囲む遮光壁22aを有している。これによると、光源Ls2の光(発光部Hの光)が広がる範囲を遮光壁22aで制限できる。これによって、HMD2のカメラで発光部Hの光を捉えるときに、隣り合う2つの発光部Hの光が重複することを抑えることができる。その結果、入力デバイス100の位置及び姿勢の検出精度を向上できる。なお、遮光壁22aに代えて、或いは遮光壁22aとともに、フレーム22に複数の凹部が形成されてもよい。そして、光源Ls2が各凹部の内側に配置されてもよい。この場合、凹部の内面によって光源Ls2の光(発光部Hの光)が広がる範囲を制限できる。
図4で示すように、フレーム22は、フレキシブル基板21A・21Bの後突出部21bが配置される後支持面22bと、前突出部21cが配置される前支持面22cとが形成されている。後支持面22bの角度と前支持面22cの角度は互いに異なっている。具体的には、後支持面22bは環状部20の後傾斜面20aに沿って傾斜し、前支持面22cは環状部20の前傾斜面20bに沿って傾斜している。フレーム22のこの構造によると、光源Ls2の光が放たれる方向を制御できる。その結果、入力デバイス100の位置及び姿勢の検出精度を向上できる。
環状部20の内部構造S2は、遮光部材23(図3参照)を有している。遮光部材23はフレキシブル基板21A・21Bの主延伸部21aの外側を取り囲むように、フレキシブル基板21A・21B及びフレーム22に取り付けられる。そして、遮光部材23は後突出部21bに実装されている光源Ls2と前突出部21bに実装されている光源Ls2との間で延びている。この遮光部材23によって、HMD2のカメラで発光部Hの光を捉えるときに、隣り合う2つの発光部H(後突出部21bの光源Ls2及び前突出部21cの光源Ls2)の光が重複することを、効果的に抑えることができる。その結果、入力デバイス100の位置及び姿勢の検出精度を、さらに向上できる。
遮光部材23はゴムなどの弾性材料で形成されてもよい。そして、外装部材64の内面とフレキシブル基板21A・21Bの主延伸部21aとによって挟まれていてもよい。すなわち、遮光部材23は外装部材64の内面に接していてよい。これによると、隣り合う2つの発光部H(後突出部21bの光源Ls2及び前突出部21cの光源Ls2)の光が重複することを、さらに効果的に抑えることができる。
フレーム22は、中心線Pcを360度に亘って取り囲む環状である。これによりフレーム22の強度を向上できる。図8で示すように、フレキシブル基板21A・21Bは、第2回路基板42の後部(下部)に実装されているコネクタ42e・42fにそれぞれ接続されている。
図8で示すように、フレーム22の下部には、凹部22dが形成されている。第2回路基板42の後部(下部)はこの凹部22dの内側に位置している。これにより、環状部20とグリップ11Bとの相対位置を適切化できる。
入力デバイス100は、その後部に、中心線Pcを360度に亘って取り囲む環状部20に代えて、円弧状の部分(中心線Pcを360度よりも小さい角度に亘って取り囲む部分)を有してもよい。この場合、円弧状の部分に配置される発光部H(言い換えれば、光源Ls2)は、中心線Pcを中心とする円弧に沿って並んでいてよい。この場合でも、この円弧の中心角は、第1回路基板41に実装されている光源Ls1が並んでいる円弧Ar1の中心角より大きくてよい。
[まとめ]
以上説明したように、入力デバイス100は、操作ボタン51A・51Bと、操作ボタン51A・51Bの下方に位置しており、操作ボタン51A・51Bによって押されるスイッチ41m・41nと、上下方向で操作ボタン51A・51Bを見たときに操作ボタン51A・51Bの外形よりも外方に位置している導体パッド41s・41tを有している第1回路基板41と、操作ボタン51A・51Bに設けられている検出導体53A・53Bとを有している。検出導体53A・53Bは、操作ボタン51A・51Bに取り付けられている可動部53a、上下方向に対して交差する方向に可動部53aから延びている弾性部53b、及び、弾性部53bに接続しており導体パッド41s・41tに取り付けられている固定部53cを含み、弾性部53bの弾性変形によって可動部53aの下方への動きが許容されている。この構造では、操作ボタンの表面に指が触れたこと或いは近接したこと検知できる。また、導体パッド41s・41tが操作ボタン51A・51Bの下方に位置していないので、操作ボタン51A・51Bと第1回路基板41との距離を小さくできる。また、弾性部53bはバネとして機能し、その弾性力によって、操作ボタン51A・51Bが押されたときに発生すべき反力を補うことができる。
また、入力デバイス100では、操作部11Aは操作ボタン51A・51B・16・17と、平面P4に沿って配置されている第1回路基板41とを有している。また、グリップ11Bは、平面P4に対して斜めに配置されている第2回路基板42を有し、操作部11Aから斜め後方に延びている。本体フレーム43には、第1回路基板41と第2回路基板42とが取り付けられている。トリガーボタン18は、第1回路基板41の下方に配置され、且つ第2回路基板42の上部の前方に位置している。
また、入力デバイス100では、第2回路基板42の前端(上端)42aは第1回路基板41よりも下方に位置している。振動モータ47が第2回路基板42の上側に配置され且つグリップ11Bに収容されている。これによると、振動モータ47として出力の大きなモータを採用することが容易となる。また、第1回路基板41の下方且つ第2回路基板42の前方に大きなスペースが確保され、このスペースにも種々の部品を配置できる。入浴デバイス100においては、第1回路基板41の下方且つ第2回路基板42の前方にトリガー駆動装置45が配置されている。入力デバイス100とは異なり、バッテリ48が第2回路基板42の上側に配置され且つグリップ11Bに収容されてもよい。この場合、バッテリ48として、充電容量の大きなバッテリを採用することが容易となる。
また、入力デバイス100において、操作部11Aは、少なくとも1つの操作部材(51A・51B・16・17)と、少なくとも1つの操作部材の動きを検知するスイッチ(41m・41n)が配置されている第1回路基板41とを有している。トラッキング用の複数の光源Ls1が第1回路基板41に実装され、中心角θ1を有する円弧Ar1(図6A参照)に沿って並んでいる。トラッキング用の複数の光源Ls2は中心角θ1よりも大きな中心角を有する円弧又は円環に沿って並んでいる。光源Ls2は、この円弧又は円環に沿って湾曲しているフレキシブル基板21A・21Bに実装されている。この構造によると、スイッチ(41m・41n)が実装される第1回路基板41に光源Ls1が実装されるので、部品数の増加を避けることができる。また、大きな円弧(又は円環)に沿って並んでいる複数の光源Ls2はフレキシブル基板21A・21Bに実装されるので、光源Ls2の位置を最適化することが容易となる。
なお、本開示で提案する入力デバイスは、以上説明した入力デバイス100に限定されない。例えば、入力デバイス100の形状は、図で説明した例にかぎられず、例えば、側部30を有していなくてもよい。また、環状部20は入力デバイス100の後部ではなく、前部に設けられていてもよい。
2:HMD、10:本体、11A:操作部、11B:グリップ、11a:上面、11b:前面、11c:左側面、11d:右側面、15:操作スティック、15a :上部、15b:スカート、16・17:操作ボタン、18:トリガーボタン、19:操作ボタン、20:環状部、20a:後傾斜面、20b:前傾斜面、20c:内面、21A:フレキシブル基板、21a:主延伸部、21b:後突出部、21c:前突出部、22:フレーム、22a:壁部、22b:後支持面、22c:前支持面、22d:凹部、23:遮光部材、30:側部、30a:上面、30b:前面、41:第1回路基板、41a:後縁、41e:前縁、41f:突出部、41m・41n:スイッチ、41s・41t:導体パッド、42:第2回路基板、42a:前縁、42e:コネクタ、43:本体フレーム、43a:前部、43b :後部、43c:開口、43d:ホルダー、44:基板、44a:スイッチ、45:トリガー駆動装置、45a:可動部、45b:支持軸、45c:駆動源、47:振動モータ、48:バッテリ、48A:バッテリケース、49:基板、49a:コネクタ、51A・51B:操作ボタン、53A・53B:検出導体、53a:可動部、53b:弾性部、53c:固定部、53d:穴、53e:第1延伸部、53f:湾曲部、53g:第2延伸部、54:緩衝部、61:外装部材、61a:開口、62:外装部材、62a:前壁、63:外装部材、64:外装部材、65:外装部材、100:入力デバイス、Ar1:円弧、H:発光部、L1:距離、Ls1:光源、Ls2:光源、P4:平面(水平面)、Pc:中心線、S1:内部構造、S2:内部構造、Sr:仮想球面、θ1:中心角。

Claims (4)

  1. 第1操作ボタンと、第1の面に沿って配置されている第1回路基板とを有している操作部と、
    前記第1回路基板より後方に配置され前記第1の面に対して斜めに配置されている第2回路基板を有し、前記操作部から斜め後方に延びているグリップと
    前記操作部の前側に配置されている第2操作ボタンと、
    前記操作部に収容され、前記第1回路基板の下方に配置され、前記第2操作ボタンの動きに対して反力を生じ、ゲーム空間内での触覚を実現できるボタン駆動装置と、
    を有し、
    前記第2回路基板の前は前記第1回路基板の後縁よりも下方に配置されており、
    前記ボタン駆動装置の一部は、第1回路基板の後縁より後方に位置し、且つ第1回路基板の後縁と第2回路基板の前縁と間に配置され、
    前記第2回路基板の下側にバッテリが配置され、前記第2回路基板の上側に、前記バッテリよりも前記第2回路基板に沿った方向での幅が小さい振動モータが配置されている
    入力デバイス。
  2. 前記グリップの下部に前記バッテリを充電するためのコネクタが設けられ、
    前記コネクタは前方に向いている
    請求項1に記載される入力デバイス。
  3. 前記第1回路基板が取り付けられている前部と、前記第2回路基板が取り付けられている後部とを有するフレームと、
    前記フレームを収容している外装部材と
    を有している請求項1に記載される入力デバイス。
  4. 前記フレームの前記後部は前記フレームの前記前部から斜め後方且つ下方に延びている
    請求項3に記載される入力デバイス。
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