JPH09120338A - ６軸機能を有する周辺入力装置 - Google Patents

６軸機能を有する周辺入力装置

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JPH09120338A
JPH09120338A JP8137241A JP13724196A JPH09120338A JP H09120338 A JPH09120338 A JP H09120338A JP 8137241 A JP8137241 A JP 8137241A JP 13724196 A JP13724196 A JP 13724196A JP H09120338 A JPH09120338 A JP H09120338A
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axis
joystick
rotor
optical signal
control pad
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Deii Kauchi Jiyonii
ディー カウチ ジョニー
Eru Hiyuuzaa Jieemuzu
エル ヒューザー ジェームズ
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Sega Enterprises Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的容易な構成で厳密な多軸制御を可能に
し得る周辺入力装置を提供することが課題である。 【解決手段】 二つの入力ポートを有し、二つの３軸入
力装置で６軸ゲームプレイを可能にする構成であり、コ
ントロールパッド６４はマイクロプロセッサを含み、も
ってコントロールパッドに接続されている３軸入力装置
はひとつか二つかを判定し、ゲームコンソールと通信す
るためにアドレス信号を発生し、ゲームコンソールのマ
イクロプロセッサが電源投入時に取付けられている周辺
入力装置の正確な態様を知らせる構成であり、片手でコ
ンピュータゲームの３軸制御を可能にするために親指操
作ロータ組立体を含む構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は大略コンピュータを
ベースとしたシステムと共に使用される周辺入力装置に
係わり、特にボード上に設けられたマイクロプロセッサ
を有するコントロールパッドを使用して、システムの使
用方法を３軸から６軸制御へ容易に変換しうる機能に関
する。
【０００２】以下の関連出願は、本願と共通の主題事項
を含有し、最初の米国特許出願を除き本願はこれらの出
願の部分継続出願とされることを意図している。 １９９４年３月１日に出願の日本出願第５６７２３／９
４号から優先権を主張した「ポリゴンデータをソートす
る方法及びそれを使用したビデオゲーム」と題された米
国特許出願第０８／３９４，８３８号 １９９５年３月１５日に出願の「コントロールパッド」
と題された米国意匠登録出願第２９／０３６，２１８号 １９９５年３月１５日に出願の「コントロールスティッ
クを有するコントロールパッド」と題された米国意匠登
録出願第２９／０３６，２２１号 １９９５年３月１５日に出願の「コントロールスティッ
クを有するコントロールパッド」と題された米国意匠登
録出願第２９／０３６，２０５号 １９９５年３月１５日に出願の「コントロールスティッ
ク及びベース」と題された米国意匠登録出願第２９／０
３６，２２０号 １９９５年３月１５日に出願の「２つのコントロールス
ティックを有するコントロールパッド」と題された米国
意匠登録出願第２９／０３６，２１９号 １９９５年５月３１日に出願の「配置変換可能な周辺入
力装置」と題された米国特許出願第０８／４５５，０５
５号も又関連出願である。
【０００３】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ及びテレビ／ビ
デオ出力に使用されるラスタベースのゲームコンソール
の両方でプレイされるコンピュータゲームの進歩によ
り、ゲーム空間における物体の動作を可能にするための
周辺入力装置の必要性が増加している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】コンピュータゲーム及
びそれらがプレイされるオペレーションシステムのデー
タフォーマット及びそれらのデータ処理能力が豊富にな
るにつれて、追加的な軸でのプレイ及び制御が望まれる
ようになった。
【０００５】
【課題を解決しようとする手段】本発明によれば、片手
による３軸制御が達成される。更に、６軸制御を可能と
するための機能が、メインオペレーションシステムと通
信してゲームがコントロールパッドに取付けられた単一
の入力装置を使用した３軸でプレイされるかコントロー
ルパッドに二つの入力装置が取付けられることによって
６軸でプレイされるかを通信し得る、ボード上に設けら
れたマイクロプロセッサを有するコントロールパッドを
介して接続された二つの３軸入力装置を使用することに
よって達成される。
【０００６】本発明の一実施例によれば、高解像度のア
ナログ応答（ディジタル出力用機能も同様に）を有する
厳密な３軸入力装置が、単一の旋回点をスティックのベ
ースに有するジョイスティックを使用することによって
提供される。ジョイスティックは、そのジョイスティッ
クと対向する側に反射面を有する平坦な面上に取付けら
れている。ジョイスティックとその取付け台は、そこに
取付けられた光動作検出器によってジョイスティックの
位置と動作が判定される感知面と実質的に平行に隣接す
るように配置されている。このセンサは光信号を発して
それを検出し、その反射信号に基づいてジョイスティッ
クの位置及び動作を判定する。このジョイスティックの
ｘ軸及びｙ軸の動作によって２軸のゲームプレイが制御
される。第３の軸は、ｚ軸位置データ信号を出力する光
動作検出センサを使用した親指操作ロータによって制御
される。
【０００７】本発明の他の実施例によれば、周辺入力装
置は、二つの入力ポートを有しボード上にマイクロプロ
セッサが設けられたコントロールパッドに第２の入力装
置を取付けることによって３軸プレイから６軸プレイに
変換可能である。電源が投入された際、マイクロプロセ
ッサはコントロールパッドにひとつの３軸入力装置が接
続されているか或いは二つの３軸入力装置が接続されて
いるかを判定する。ひとつの３軸入力装置がコントロー
ルパッドに接続されている場合、コントロールパッドの
マイクロプロセッサは、周辺入力装置のそのような構成
を示すひとつのアドレス信号又は個別のＩＤコードを出
力する。二つの３軸入力装置がコントロールパッドに接
続されている場合、その構成を示す別のアドレス信号が
出力される。したがってゲームコンソール（パーソナル
コンピュータ）のマイクロプロセッサは、入力装置のＩ
Ｄコードを記憶したゲームコンソールのレジスタをアク
セスすることによってどのような周辺入力装置が取付け
られているかを判定し得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本願は１９９５年５月３１日に出
願された米国特許出願第０８／４５４，６０９号、「６
軸能力を有する周辺入力装置」を優先権主張の基礎とし
て出願されるが、ここに引用することによってその内容
を本願に組み入れる。以下の本発明の実施の形態説明に
おいて、「コンピュータゲーム」という用語はゲームコ
ンソールを使用した従来のビデオゲーム、パーソナルコ
ンピュータ及びゲームプレイを提供するようにプログラ
ムされたメインフレームコンピュータを使用して動作さ
れるパーソナルコンピュータに基づいたゲームを含む。
この説明を通して、周辺入力装置という用語は、ジョイ
スティックコントローラ、マウスコントローラ、トラッ
クボールコントローラ及び他の多軸入力装置、更にはそ
れらの組み合わせをも含むものとする。
【０００９】以下本発明の実施の形態を、特にミッショ
ンスティックを有するセガ・サターン（商標）ビデオゲ
ームプラットフォームで実施されている好ましい実施例
に関して説明する。この説明は本発明を例示するための
ものであり、本願の特許請求の範囲を限定するためのも
のではない。当業者によって、本発明の思想から逸脱す
ることなく、特許請求の範囲から逸脱することもなく、
以下に述べる装置に対し変更、置き換えがなされ得る。
以下説明を整理するため、「Ａ．アナログ又はディジタ
ル出力信号を有するシングルハンド３軸ジョイスティッ
ク」、「Ｂ．ｚ軸ロータ組立体」、並びにマイクロプロ
セッサ及びひとつの又は６軸ゲームプレイを可能にする
二つの３軸入力装置を有するコントロールパッドの組み
合わせよりなる「Ｃ．周辺入力装置」の三つのセクショ
ンに分割して説明する。
【００１０】Ａ．アナログ又はディジタル出力信号を有
するシングルハンド３軸ジョイスティック 本発明は単一のジョイスティック上で各軸の制御が出来
るようにすることによってプレーヤが片手で３軸制御を
行うことを可能にした。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を
参照するに、ジョイスティック１０はジョイスティック
ベース組立体１２と延身部材１４とよりなる。延身部材
１４のｘ−ｙ方向の動きによってｘ−ｙ位置データに対
応するデータが発生される。弾性張力部材１６は、延身
部材１４に対して加えられていた力が取り除かれた際に
延身部材１４を中央（中立姿勢）に戻す。第３の軸、即
ちｚ軸は、延身部材１４の頂部に設けられた親指操作ロ
ータ組立体１８によって制御される。その中立姿勢に対
するロータの回動によってｚ軸位置に関するデータが提
供される。ユーザによって加えられていた力が取り除か
れた際、このロータも又弾性機構によって中央（中立姿
勢）に戻される。
【００１１】ジョイスティックの特に好ましい実施例に
よれば、ジョイスティック１０は、戸止めに使用されて
いるものと同様な形式の長いコイルばね１６を使用して
ベース組立体上に取付けられている。コイルばね１６は
図３に示す如くに延身部材１４の内部に挿入されてい
る。コイルばね１６の一端はジョイスティックベース組
立体１２中のセンサベース２０（基板）に取付けられて
いる。ジョイスティック延身部材１４の底部には十字形
（図２参照）のジョイスティックベース２２が設けられ
ている。このような構成は望ましい実施例の典型的な例
に過ぎず、別の構成でも実質的に同じ方法で同じ結果が
得られるであろう。このジョイスティックベース２２の
構造上の特徴としては、ジョイスティック延身部材１４
がｘ軸及びｙ軸方向に傾くことが可能なものである必要
があり、更にジョイスティック延身部材１４のｘ軸、ｙ
軸方向の傾斜に関連して移動する反射面２３を有する必
要がある。コイルばね１６はジョイスティックベース２
２に接続され、図３に示す如くそれを貫通して延身部材
１４に挿入される。ｘ軸及びｙ軸位置データは、センサ
ベース２０にジョイスティックベース２２の形状に対応
した位置に設けられた赤外線ＬＥＤ２４ａ及びフォトダ
イオード２４ｂ（図２、３）によって得られる。ジョイ
スティックベース２２の底面に反射面が設けられている
ため、フォトダイオード２４ｂはそれによる反射光の量
を検出し、もってジョイスティックベース２２の傾斜の
程度を判定することが出来る。図３ではジョイスティッ
クベース２２のこの反射面が符号２３によって示されて
いる。図３によってジョイスティック位置データを得る
のにどのようにして赤外線ＬＥＤ２４ａとフォトダイオ
ード検出器２４ｂが使用されるかが理解され得る。ジョ
イスティック延身部材１４が中央（中立姿勢）にある
際、各ＬＥＤ２４ａ及びフォトダイオード２４ｂと反射
面２３との間の距離が互いに等しいため、全てのフォト
ダイオード２４ｂは互いに等しい量の反射光を得る。延
身部材１４がユーザの力によって傾斜させられ、その結
果ジョイスティックベース２２が傾斜されると、反射面
２３と各フォトダイオード２３ｂとの間の距離が変化
し、その結果フォトダイオード２４ｂによって検出され
る反射光の量も変化する。そしてフォトダイオード２４
ｂは入射光の量に直接線形的に比例した電流を生成す
る。
【００１２】検出回路例２６を図４に示す。各フォトダ
イオード３６、３８（図２，３中のフォトダイオード２
４ｂに対応する）から得られる電流は、パルス幅変調器
によってディジタル化される。図４の例では、フォトダ
イオード３６、３８はＣＭＯＳ５５５タイマチップ（符
号２８で示される）に接続され、このタイマチップ２８
によってパルス幅変調（ＰＷＭ）された波形が生成さ
れ、その波形がゲームコンソールに入力される。ＣＭＯ
Ｓタイマ２８は単安定マルチバイブレータ（ワンショッ
ト）として構成される。最初はタイマ２８のピン３から
の出力は低レベルのものである。ピン２への短い、アク
ティブローレベルのトリガパルス（図５のａ）に示され
る）の供給によって、コンデンサ３０が抵抗４０を介し
て充電され上記出力は上昇し、高レベルを維持する。コ
ンデンサ３０に現われる電圧がＶＣＣの２／３に達した
時、コンデンサ３０はタイマ２８のピン７を介して放電
し、上記出力は低レベル状態に戻る。
【００１３】図４の抵抗３２は、ジョイスティックベー
ス２２の反射面２３を照射する赤外線ＬＥＤ３４（図
２，３中のＬＥＤ２４ａに対応する）の照度を設定す
る。尚、赤外線以外の他の波長の光も使用可能である。
ジョイスティックベース反射面２３から反射された赤外
線光はフォトダイオード３６、３８を照射する。動作検
出器３９（上記ジョイスティック１０内の回路）はタイ
マ２８に接続され、もってフォトダイオード３６からタ
イマ２８の制御入力（ピン５）に電流が供給され、フォ
トダイオード３８によってその制御入力から電流が引き
出される。タイマ２８のピン５は内部で抵抗分圧器に接
続されており、その抵抗分圧器によって二つのフォトダ
イオードの電流が制御電圧に変換される。その結果ＰＷ
ＭのＸＹ出力のパルス幅が二つのフォトダイオード３
６、３８に入射する光量の（差異より寧ろ）比に直接比
例する。この回路では電圧基準、電圧調整器又は大容量
フィルタコンデンサを設けることなく、電源電圧独立性
及び優れたノイズ保護機能を有するため、上記比例関係
は厳格なものである。
【００１４】両方のフォトダイオード３６、３８が（中
央位置、即ち中立姿勢にあるジョイスティックベースか
ら反射された）互いに等しい照度を受けた際、フォトダ
イオード３８は、フォトダイオード３６が供給するのと
正確に同じ量の電流を引き出し、その結果タイマ２８の
制御ピンには正味ゼロの電流が供給されることとなる。
その結果ＰＷＭ波形はなんら影響を受けず、コンデンサ
３０と抵抗３２によって決められる中間パルス幅（図５
の（Ｃ）に示される）を維持する。両方のフォトダイオ
ード３６、３８の受ける反射光になんらかのアンバラン
スがある場合、即ち反射光が傾斜したジョイスティック
ベース２２からのものである場合、タイマ２８に供給さ
れる又はタイマ２８から引き出される正味の電流が発生
し、その結果ＰＷＭ波形のパルス幅が変化する（図５の
（Ｂ），（Ｄ）に示される）。
【００１５】このようにして一次元（ｘ軸又はｙ軸）の
ジョイスティックベース２２（即ち延身部材１４）の傾
斜が検出され得る。この構成を多数組み合わせることに
よって多次元のジョイスティックベース２２の傾斜を検
出する回路を構成することが可能である。図６は２次元
のジョイスティックベース２２（即ち延身部材１４）の
傾斜を検出する検出回路例２６Ａを示す。ｘ軸とｙ軸の
両方のジョイスティック１０の延身部材１４の動作を検
出するため、二つの動作検出器３９Ａ（ジョイスティッ
ク１０内の回路）が単一のタイマ２８に接続され、この
タイマ２８は図示せぬレシオメトリック・ディジタル・
インストルメント・アンプリファイア（ＲＤＩＡ）に対
して必要な信号を与える。このレシオメトリック・ディ
ジタル・インストルメント・アンプリファイア（ＤＲＩ
Ａ）は、米国、カリフォルニア州、サンジョゼのＴＶイ
ンタラクティブ・コーポレーション（ＴＶＩ）の特許で
ある。図示せぬ伝送器チップＴＶＩ６１０は多重信号
（ＥＸＣ、ＥＹＣ、ＥＸＡ及びＥＹＡ）を供給し、それ
によってタイマ２８がある時刻にひとつの動作検出器の
みを処理することが可能となる。これはある時刻に選択
的に一対のフォトダイオードのみ（例えば二つのｘ軸ダ
イオード）が機能するようにすることによって可能とな
る。この伝送器チップはＸＹピンを介して直接パルス幅
変調器（図６に示されているタイマ２８を含む回路）に
接続される。二対のフォトダイオードは多重化され、も
っていずれの時刻であっても一対のダイオード３６、３
８か或いは他の一対のダイオード４２、４４（それぞれ
上記フォトダイオード２４ｂに対応する）のいずれかの
みが回路に組み込まれていることとなる。このようにし
て動作検出器を選択した後、ピン２を介してトリガを供
給し、伝送器チップはその結果を測定する。即ちパルス
幅を示すディジタル値を使用しジョイスティック１０の
延身部材１４の傾斜角度に対応する値を発生する。
【００１６】第３の軸（即ちｚ軸）を加える場合、図６
の回路が３番目の対のフォトダイオードとそれ用のＬＥ
Ｄとを含むようにし、更に対応する多重信号ＥＺＣ及び
ＥＺＡを供給するようにすればよい。対応するｘ，ｙ，
ｚ軸位置値はＴＶＩ６１０によってパルス幅変調波形に
変換され、そのようにして得られた波形はゲームコンソ
ールの４矢印キー入力を駆動するのに使用される。図７
は、ジョイスティック１０の延身部材１４の異なる傾斜
角度に対応する波形を示す。延身部材が中立姿勢にある
場合、出力信号（図６のＸＹピンを介して出力される）
はハイレベルにある（図７の（Ａ））。小さな傾斜の場
合は単一の狭いアクティブローレベルのパルスが生成さ
れる（図７の（Ｂ））。より大きな傾斜の場合は多数の
狭いパルスが生成される（図７の（Ｃ））。延身部材１
４の傾斜の増加と共にパルス幅は増加する（図７の
（Ｄ））。更に延身部材１４が中立姿勢から傾斜すると
最終的にはパルス幅は１００％に達する（図７の
（Ｅ））。
【００１７】このような構成のジョイスティック１０で
は、傾斜する延身部材を除いてｘ軸及びｙ軸制御に関し
可動部を必要としない。更に、ゲームコンソールが起動
する際に自動的にその時点の延身部材１４の状態を「中
立状態」と判断するようにすることによって、この光検
出方法では、毎回起動時に延身部材１４を厳密な中立状
態にするように校正する必要がない。更にこの方法では
動作検出回路の出力信号はアナログでもディジタルでも
可能である。
【００１８】図８（Ａ），（Ｂ）、図９（Ａ），
（Ｂ）、図１０（Ａ），（Ｂ）、図１１，図１２，図１
３及び図１４と共に、他の動作検出回路例について説明
する。図１２は延身部材１４に含まれた、親指操作ロー
タ組立体１８の動作を検出するためのＬＥＤ１、２及び
フォトダイオードＰＤ１，２を含む回路を示す。図１３
はジョイスティックベース組立体１２に含まれた、延身
部材１４の傾斜を検出するためのＬＥＤ１、２、３、４
（上記ＬＥＤ２４ａに対応する）及びフォトダイオード
ＰＤ１，２、３、４（上記フォトダイオード２４ｂに対
応する）を含む回路を示す。更に図１４は後述するコン
トロールパッド６４に含まれた、上記図１２、１３に示
された回路と各コネクタＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３を介し
て接続され、上記各フォトダイオードからの信号を処理
して親指操作ロータ組立体１８及び延身部材のそれぞれ
の動作に対応したパルス幅の信号を生成し、それをゲー
ムコンソールに出力する。
【００１９】各対のフォトダイオード図１２のＰＤ１，
２（ｚ軸対応）、図１３のＰＤ１，ＰＤ２（ｘ軸対応）
及びＰＤ３，ＰＤ４（ｙ軸対応）の各々の接続点は全て
各コネクタのＸＹＺピンに接続される。ここでコントロ
ールパッド６４に含まれているマイクロコンピュータ１
２０によって、それぞれを照射するＬＥＤ（図１２のＬ
ＥＤ１，２（ｚ軸対応）、図１３のＬＥＤ１，ＬＥＤ２
（ｘ軸対応）及びＬＥＤ３，ＬＥＤ４（ｙ軸対応））を
時分割的に順次点灯させることによって、図８（Ｂ）に
示す如く所定の時間毎に、ジョイスティック１０を介し
て加えられた各軸のユーザの操作入力に応じたパルスが
得られる。図８（Ｂ）は延身部材１４が中立姿勢にある
場合の各軸に対応するパルスを示し、図９（Ｂ）は延身
部材１４を左右（ｘ軸方向）に傾斜させた場合の各軸に
対応するパルスを示し（実際に傾斜させた場合には破線
に示すようにｘ軸に対応するパルスが時間軸方向に延び
縮みする）、図８（Ｂ）は延身部材１４が中立姿勢にあ
る場合の各軸に対応するパルスを示す（実際に傾斜させ
た場合には破線に示すようにｙ軸に対応するパルスが時
間軸方向に延び縮みする）。
【００２０】図１１を参照するに、ジョイスティック１
０の各フォトダイオードの対の間の接続点から供給され
る又はそこに引き込まれる電流がＸＹＺピンを介してコ
ントロールパッド６４内のタイマ１１０に入力され、タ
イマ１１０はその電流に応じて上述の如く図４と同じＰ
ＷＭの原理でパルス幅を時間軸方向に伸び縮みさせてマ
イクロコンピュータ１２０に出力する。マイクロコンピ
ュータ１２０はこのパルス信号に所定の処理を施した後
に図示せぬゲームコンソールに出力する。ゲームコンソ
ールではこの信号を基に例えばゲーム空間上で所定の物
体を上下左右前後に移動させるために使用する。
【００２１】Ｂ．ｚ軸ロータ組立体 特に望ましい本発明の実施例において、ジョイスティッ
ク１０では、その延身部材１４の頂部にロータ組立体１
８を設け、もってｚ軸制御を可能にする。このロータ組
立体１８の位置は、ジョイスティック１０を片手で操作
する場合に人間工学的に適切な位置である。即ちユーザ
が延身部材１４を片手の手の平で握った場合、親指が自
由となり、その親指でこのロータ組立体１８のロータを
操作することは都合がよい。図１５（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）はロータ組立体１８のロータ５０の斜視図を示
す。ロータ組立体１８は、ロータ５０の縁部分のみが露
出し外部から接触可能な構成で延身部材１４の頂部に取
付けられている。このようなジョイスティックのデザイ
ン、意匠上の特徴は前記関連する意匠登録出願に示され
ており、引用することによって本願に包含される。
【００２２】本実施例では、ロータ５０には、ロータ５
０の中心を示すマーキング５２が設けられている。本実
施例ではこのマーキング５２は盛り上がって構成されて
いるが、マーキングはこのようは構成に限られず、逆に
凹んで構成されてもよいし、或いは切り込みで構成して
もよい。ロータ５０の軸部分には円筒部５０Ａが軸方向
に突出して設けられており、更にその円筒部５０Ａに隣
接した上側にタブ５４が軸方向に突出して形成されてい
る。このタブ５４は図１６（Ａ），（Ｂ）に示された鋏
部材５８Ａ，５８Ｂと協働して、ロータ５０にユーザの
親指によって加えられた力が解除された際にロータ５０
を中立姿勢の戻すために使用される。このロータ５０も
又反射面５６ａ，５６ｂを有する。この反射面５６ａ，
５６ｂは、図１９（Ａ），（Ｂ）に示す如く、その反射
面５６ａ，５６ｂの下側に対向して設けられる赤外線Ｌ
ＥＤ２４ａ、フォトダイオード２４ｂと共に使用され、
ｘ軸、ｙ軸に関して上述した如くにレシオメトリック技
術を使用してｚ軸位置データを生成するのに使用され
る。反射面５６ａ，５６ｂと赤外線ＬＥＤ、フォトダイ
オードとの組み合わせを使用してロータ５０の傾斜を検
出する原理は上述したジョイスティックベース２２の傾
斜を検出する原理と全く同じでありその構成も同様であ
る。また上述の、３軸測定を実現するために必要な動作
検出回路及び多重技術に関する記載も参照されたい。
【００２３】望ましい実施例では、反射面は赤外線ＬＥ
Ｄ２４ａ、フォトダイオード２４ｂと対向するように設
けられ、それら全ては上記ジョイスティック１０の延身
部材１４内に収納される。ロータ５０のその中立姿勢に
対する回動によって反射面５６ａ，５６ｂとそれに対向
して設けられたＬＥＤ、フォトダイオードとの距離が変
化する。その結果ｚ軸位置を示す信号が生成される。こ
のレシオメトリック法を使用したシステムでは、親指操
作ロータ組立体１８によってアナログ又はディジタル位
置データが、予めジョイスティック１０の設計上その種
の作動部品及び校正段階を設けることなく提供されう
る。
【００２４】図１７（Ａ），（Ｂ）は、ばね付勢戻し機
構を示す。各鋏部材５８Ａ，５８Ｂの先端には爪６０が
形成されている。この爪６０の図示の如くにばねＳＰの
両端が掛止される。ばねＳＰの縮もうとする弾性復元力
は親指の操作によるロータ５０の回動に対抗する力とな
る。図１６（Ａ），（Ｂ）に示す如く各鋏部材５８Ａ，
５８Ｂには円形開口６２が形成されている。この開口６
２に図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のロータ５０の円筒
部５０Ａが挿入され、ロータ５０と各鋏部材５８Ａ，５
８Ｂとが互いに回動自在に支持され、もって図１７
（Ａ），（Ｂ）のばね付勢戻し機構が構成される。図１
７（Ｂ）に示す如く、ロータ５０のタブ５４は、鋏部材
５８Ａ，５８Ｂのうちの一方の爪６０の下部と係合し、
各鋏部材５８Ａ，５８Ｂの爪にその両端が掛止されたば
ねＳＰの弾性復元力によって、一旦回動されたロータ５
０を中立姿勢に戻すよう作用する。
【００２５】図１８（Ａ）はジョイスティック１０の延
身部材１４を構成するハウジング１４Ｅの片側の先端部
分の内部を示し、図１８（Ｂ）はそのＥ−Ｅ断面図を示
す。上述のごとく互いに回動自在に支持されたロータ５
０、鋏部材５８Ａ，５８Ｂは、更に鋏部材５８Ａ，５８
Ｂの円形開口６２を貫通したロータ５０の円筒部５０Ａ
が円柱形孔１４Ｒに挿入され、延身部材１４のハウジン
グ１４Ｅに回動自在に支持される。但し図１７（Ａ）に
示す如く、そのようにしてハウジング１４Ｅに取付けら
れた状態で、ハウジング１４Ｅに一体的に内側に突出し
て形成されたタブ１４Ｐがロータ５０のタブ５４と共に
二つの鋏部材５８Ａ，５８Ｂの爪６０の下部によって挟
まれる構成とされる。もって図１７（Ｂ）に示される如
くに、ユーザの親指によって回動させられたロータ５０
は、ばねＳＰの弾性反発力によって二つの鋏部材５８
Ａ，５８Ｂがハウジング１４Ｅのタブ１４Ｐとロータ５
０のタブ５４とを挟み付けるため、中立姿勢に戻され
る。
【００２６】本発明になるこのｚ軸ロータの適用はかな
らずしも上述のレシオメトリック法を利用したｘ軸、ｙ
軸コントローラへの適用に限定されない。ｚ軸制御のた
めのロータ機構は又、例えばジンバル又はスライドを利
用してｘ軸、ｙ軸の位置データを得る従来のｘ軸、ｙ軸
コントローラにも適用されうる。 Ｃ．マイクロプロセッサ及び二つのジョイスティックを
有するコントロールパッド 上記セガサターン（商標）ゲームコンソール及びミッシ
ョンスティック付属品は３軸ゲームプレイも６軸ゲーム
プレイも可能なように構成されている。図１９（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれセガサターン（商標）ゲームコンソー
ル用の３軸周辺入力装置の斜視図及び６軸周辺入力装置
の斜視図を示す。図１９（Ｂ）の構成では、中央にコン
トロールパッド６４は第１のジョイスティック１０及び
これと同様の第２のジョイスティック６６と並べられて
いる。このコントロールパッド／ジョイスティックデザ
インは、前記関連出願の「２つのコントロールスティッ
クを有するコントロールパッド」の主題であり、引用す
ることによって本願に組み込まれる。図示の如く、コン
トロールパッドの上側表面には多数のスイッチが設けら
れている。これらのスイッチは二つのジョイスティック
１０、６６と共にコンピュータゲームのプレイを制御す
るのに使用される。図２０（Ａ），（Ｂ）はこのうちの
スライドスイッチ組立体４６を示す。このスイッチ組立
体４６の可動部である円盤部４８がコントロールパッド
６４の表面に露出しスライド操作可能とされている。コ
ントロールパッド６４の図示せぬ裏面には二つの入力ポ
ートが設けられており、それらによって、コントロール
パッド６４に並べて取付けられている二つのジョイステ
ィック１０、６６とコントロールパッド６４との間の電
気的接続がなされる。二つのジョイスティック１０、６
６がコントロールパッド６４に取付けられると、コント
ロールパッド６４は６軸ゲームプレイを可能とする位置
データを出力するために使用することが出来るようにな
る。図２１にコントロールパッド、ゲームコンソール及
びジョイスティックの間の関係を示すブロックダイアグ
ラムを示す。
【００２７】図２１は、各々がそれぞれ独立した周辺入
力装置６８、７０を有する二人のプレイヤによるプレイ
用に設定されているサターン（商標）ゲームコンソール
８６を示す。第１の周辺入力装置６８は、マイクロプロ
セッサ及び二つの３軸入力装置７４、７６を有するコン
トロールパッド７２を含む。この周辺入力装置６８は電
気的にサターン（商標）ゲームコンソール８６とケーブ
ル７８を介して接続されている。第２の周辺入力装置７
０は、マイクロプロセッサ及び二つの３軸入力装置８
２、８４を有するコントロールパッド８０を含む。この
周辺入力装置７０は電気的にサターン（商標）ゲームコ
ンソール８６とケーブル８８を介して接続されている。
【００２８】本発明によれば、コントロールパッドのマ
イクロプロセッサは、そのコントロールパッドにひとつ
の３軸ジョイスティックが取り付けらているか或いは二
つのジョイスティックが取付けられているかを判定する
ように設定されている。（この判定は、例えば図１４に
示されたコネクタ９２、９４のＸＹＺピンとＧＮＤピン
との間に外部から供給される電流を測定する等の方法に
よってなされうる。）電源投入時にジョイスティックが
ひとつだけ接続されている場合、そのコントロールパッ
ドのマイクロプロセッサは、その周辺入力装置が３軸ゲ
ームプレイ用に構成されることをゲームコンソールに対
して示すアドレス信号又はＩＤコードを発生する。二つ
のジョイスティックがコントロールパッドに取付けられ
ている場合、そのコントロールパッドのマイクロプロセ
ッサは、その周辺入力装置が６軸ゲームプレイ用に構成
されることをゲームコンソールに対して示すアドレス信
号又はＩＤコードを発生する。このようにしてマイクロ
プロセッサを有するコントロールパッドは、プレイヤが
ゲームコンソール８６の単一の入力ポートを介して二つ
の３軸ジョイスティックを使用することを可能にする。
コントロールパッドのマイクロプロセッサは又、その時
にそのようにシステムが構成されていれば単一のジョイ
スティックを使用した３軸プレイをも可能にする。この
ような構成によって、ゲームコンソール自体になんら追
加的な入力ケーブルを接続することなしに周辺入力装置
は３軸から６軸に、そして更にそれを３軸に変換するこ
とが可能であり、更にゲームコンソールの第２のプレイ
ヤ用ポートを使用しないようにすることによって６軸ゲ
ームプレイを一人のプレイヤによるゲームコンソールの
使用に限定することも又可能である。
【００２９】図１４はコントロールパッドの回路を示
す。第１の３軸ジョイスティックはコネクタ９２を介し
て第１の入力ポートでコントロールパッドに電気的に接
続される。第２の３軸ジョイスティックはコネクタ９４
を介して第２の入力ポートでコントロールパッドに電気
的に接続される。コントロールパッドの回路９０はコネ
クタ９６を介してゲームコンソールに電気的に接続され
る。
【００３０】コントロールパッドに電源が投入される
と、コントロールパッドのマイクロプロセッサ１２０は
第２のジョイスティック用入力ポートを調べ、そのポー
トに装置が取付けられているか否かを判断する。そのポ
ートに装置が取付けられている場合、その周辺入力装置
に関するＩＤコードを調べる。（これらの判断及び調査
は、例えば図１４に示されたコネクタ９４のＸＹＺピン
とＧＮＤピンとの間に外部から供給される電流を測定す
る等の方法によってなされうる。）第２の入力ポートに
３軸周辺入力装置が取付けられている場合、そのコント
ロールパッドは、二つの３軸ジョイスティックが取付け
られていることを示す所定のＩＤコードを発生する。
（尚ユーザに対しては、コントロールパッドにジョイス
ティックを取付ける場合、ひとつだけを取付ける場合に
はかならず第１の入力ポートに取付けるように、このゲ
ームコンソール及びコントロールパッドの取り扱い説明
として予め注意を与えておくものとする。）このＩＤコ
ードがゲームコンソールのマイクロプロセッサによって
起動時にアクセスされ、このようにしてゲームコンソー
ルに取付けられている様々な周辺入力装置が識別され
る。このようなコントロールパッドから送られてくる周
辺装置に関するＩＤコードはゲームコンソールのマイク
ロプロセッサによってアクセスされ、レジスタに記憶さ
れる。ゲームコンソールにおける個々のゲーム開始時に
は、そのゲームのソフトウェアは、ゲームコンソールが
レジスタに記憶された周辺入力装置に関するＩＤコード
をアクセスするよう指示するコードを含む。記憶されて
いるＩＤコードがそのゲームソフトウェアにとって受容
可能であれば、そのゲームのゲームプレイが開始され、
ゲームコンソールのマイクロプロセッサによって指示さ
れたデータフォーマットでコントロールパッドとゲーム
コンソールとが通信し合う。その周辺入力装置に関する
ＩＤコードがそのゲームのソフトウェアにとって受容不
可能であった場合、ゲームソフトウェアによってプレイ
ヤに対して、ゲームプレイを開始するためには周辺入力
装置を再構成する必要があることを示すメッセージが発
せられる。
【００３１】ここでは本発明を３軸ジョイスティック装
置を参照して説明した。しかしながら本発明はこのよう
な構成に限られることはなく、ジョイスティック装置は
トラックボール、マウスコントローラ、他の多軸入力装
置、更にはそれらの様々な組み合わせによって置き換え
可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】このように本発明によれば、光動作検出
回路を設けることによって、比較的簡易な構成にて、ア
ナログ出力のディジタル出力も可能な、片手による厳密
な３軸制御が達成される。更にｘ軸、ｙ軸位置データ入
力用のジョイスティックと組み合わせた親指操作ロータ
組立体によるｚ軸位置データ入力を可能としため、比較
的簡易な構成にて片手操作による厳格な３軸制御が可能
となった。
【００３３】更にマイクロプロセッサが対応するアドレ
ス信号又はＩＤコードを発生する構成としたので、コン
トロールパッドに第２の入力装置（ジョイスティック）
を取付けることによってゲームコンソールでプレイされ
るゲームを簡単に３軸プレイから６軸プレイに変換可能
である。又その際ゲームコンソールの所定のレジスタに
コントロールパッドに取付けてある周辺入力装置（ジョ
イスティック）に関するＩＤコードを記憶させておく構
成としたので、ゲームソフトウェアがゲーム開始前にレ
ジスタをアクセスすることによって取付けてある周辺入
力装置（ジョイスティック）の態様を予め認識すること
が可能であり、もって必要に応じてプレイヤに対して周
辺入力装置の再構成を要求するメッセージを発する等を
行うことによってゲームの開始を円滑に行うことが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の
一実施例の周辺入力装置の３軸ジョイスティックの正面
図、平面図、及び左側面図である。
【図２】図１の３軸ジョイスティックのセンサベース及
びジョイスティックベースを示す平面図である。
【図３】図１のジョイスティックのジョイスティックベ
ース、センサ面及びジョイスティック部材（延身部材）
を示す部分側面図である。
【図４】本発明の一実施例の周辺入力装置に適用し得る
一例の動作検出回路の回路図である。
【図５】図４の回路の動作を説明するタイムチャートで
ある。
【図６】本発明の本発明の一実施例の周辺入力装置に適
用し得る一例のＲＤＩＡ回路の回路図である。
【図７】図６の回路の動作を説明するタイムチャートで
ある。
【図８】本発明の一実施例の周辺入力装置における、図
１のジョイスティックの中立姿勢状態に対応する出力パ
ルスを示す図である。
【図９】本発明の一実施例の周辺入力装置における、図
１のジョイスティックの左右（ｘ軸方向）の傾斜に対応
する出力パルスの変化を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施例の周辺入力装置における、
図１のジョイスティックの前後（ｙ軸方向）の傾斜に対
応する出力パルスの変化を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施例の周辺入力装置における、
図８、図９、図１０の出力パルスの処理に関する構成を
示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施例の周辺入力装置のジョイス
ティックの延身部材内の回路を示す回路図である。
【図１３】本発明の一実施例の周辺入力装置のジョイス
ティックのジョイスティックベース組立体内の回路を示
す回路図である。
【図１４】本発明の一実施例の周辺入力装置のコントロ
ールパッド内の回路を示す回路図である。
【図１５】本発明の一実施例の周辺入力装置に適用され
る親指操作ｚ軸ロータ組立体のロータの３方向から見た
斜視図である。
【図１６】本発明の一実施例の周辺入力装置に適用され
る親指操作ｚ軸ロータ組立体の二つの鋏部材（ｚ軸ばね
ホルダ）の斜視図である。
【図１７】本発明の一実施例の周辺入力装置に適用され
る親指操作ｚ軸ロータ組立体のばね付勢戻し機構の動作
を説明する側面図である。
【図１８】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、本発明の一実
施例の周辺入力装置に適用される親指操作ｚ軸ロータ組
立体が取付けられる、ジョイスティックの延身部材を構
成するハウジングの先端部の内部側面図及びそのＥ−Ｅ
断面図である。
【図１９】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、本発明の一実
施例の周辺入力装置の、単一のジョイスティックがコン
トロールパッドに取付けられた状態及び二つのジョイス
ティックがコントロールパッドに取付けられた状態を示
す斜視図である。
【図２０】図１９のコントロールパッドに取付けられて
いるスライドスイッチを２方向から見た斜視図である。
【図２１】本発明の一実施例のコントロールパッド及び
二つの３軸ジョイスティックを含む周辺入力装置を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
１０，６６，７４，７６，８２，８４ ジョイスティッ
ク １２ ジョイスティックベース組立体 １４ 延身部材（ジョイスティック部材） １６，ＳＰ 弾性張力部材（コイルばね） １８ 親指操作ロータ組立体 ２０ センサベース（基板） ２２ ジョイスティックベース ２３，５６ａ，５６ｂ 反射面 ２４ａ 赤外線ＬＥＤ ２４ｂ フォトダイオード ５０ ロータ ６４，７２，８０ コントロールパッド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二つの別個の３軸入力装置と；マイクロ
    プロセッサを有し、３軸入力装置との電気的接続のため
    の二つの入力ポートと、マイクロプロセッサとゲームコ
    ンソールとの電気的接続のための出力ポートとを有し；
    コントロールパッドのマイクロプロセッサは、二つの３
    軸入力装置のうちのひとつがコントロールパッドの入力
    ポートに接続されているか或いは二つの３軸入力装置の
    二つともがコントロールパッドの入力ポートに接続され
    ているかを判定し；コントロールパッドのマイクロプロ
    セッサは、二つの入力ポートが二つの入力装置に接続さ
    れているかを判定し、その判定結果に基き、二つの３軸
    入力装置のうちのひとつがコントロールパッドの入力ポ
    ートに接続されているか、或いは二つの３軸入力装置の
    二つともがコントロールパッドの入力ポートに接続され
    ているかをゲームコンソールに示すアドレス信号をコン
    トロールパッドの出力ポートを介して出力する、６軸入
    力を許容するゲームコンソールと共に使用される周辺入
    力装置。
  2. 【請求項２】 ａ） 近端及び遠端を有する長いジョイ
    スティック部材と； ｂ） ジョイスティック部材の近端を受けるよう構成さ
    れ、第１の面がジョイスティック部材と逆方向に面した
    反射塗装面を有するジョイスティック部材の縦軸に実質
    的に垂直で実質的に平坦な二つのセンサ面を有するジョ
    イスティックベースと； ｃ） 近端と遠端を有し、実質的にジョイスティック部
    材の縦軸と同軸にジョイスティック部材内に取付けら
    れ、近端がジョイスティックベースに固定され、ユーザ
    によってｘ軸及びｙ軸の力が加えられた後にジョイステ
    ィック部材を中央に戻す力を提供するｘ−ｙ軸弾性張力
    部材と； ｄ） ジョイスティックベースの第１の面の下に平行に
    配置されたｘ−ｙ軸センサと； ｅ） センサ面に取付けられ、ジョイスティック部材の
    ｘ−ｙ位置及びその動きがジョイスティック部材の第１
    の面から反射された光信号によって判定される、少なく
    ともひとつの光源及びｘ−ｙ軸光信号検出センサと； ｆ） センサ面の光信号検出センサからの光信号をコン
    ピュータゲームの制御に使用するｘ−ｙ位置データ信号
    に変換するｘ−ｙ軸光信号処理回路と； ｇ） ｚ軸制御用にジョイスティック部材の遠端の近傍
    に配置され、 (1) ユーザの親指との相互作用のための半円円盤を有
    し、円盤の面に垂直に取付けられた、円盤と逆方向に面
    した少なくともひとつの反射面を有し、円盤の中心に関
    して選択的に回動可能なロータと； (2) いずれかの方向の回動の後にロータをその中央位置
    に戻す弾性張力部材と； (3) ロータの反射面の下に平行に配置されたｚ軸センサ
    面と； (4) ｚ軸センサ面に取付けられ、ロータの位置及びその
    動きがロータの反射面から反射された光信号によって判
    定される、少なくともひとつのｚ軸光源及びｚ軸光信号
    検出センサと； ｆ） ｚ軸センサ面の光信号検出センサからの光信号を
    コンピュータゲームの制御に使用するｚ軸位置データ信
    号に変換するｚ軸光信号処理回路とを有する親指操作ロ
    ータ組立体とよりなる３軸ジョイスティックコントロー
    ラ。
  3. 【請求項３】 ｚ軸制御用にジョイスティック部材の遠
    端の近傍に配置され、 (1) ユーザの親指との相互作用のための半円円盤を有
    し、円盤の面に垂直に取付けられた、円盤と逆方向に面
    した少なくともひとつの反射面を有し、円盤の中心に関
    して選択的に回動可能なロータと； (2) いずれかの方向の回動の後にロータをその中央位置
    に戻す弾性張力部材と； (3) ロータの反射面の下に平行に配置されたｚ軸センサ
    面と； (4) ｚ軸センサ面に取付けられ、ロータの位置及びその
    動きがロータの反射面から反射された光信号によって判
    定される、少なくともひとつのｚ軸光源及びｚ軸光信号
    検出センサと； ｆ） ｚ軸センサ面の光信号検出センサからの光信号を
    コンピュータゲームの制御に使用するｚ軸位置データ信
    号に変換するｚ軸光信号処理回路とよりなる親指操作ロ
    ータ組立体。
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