JPH11506551A - Position detection controller and method for generating position detection control signal - Google Patents

Position detection controller and method for generating position detection control signal

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JPH11506551A
JPH11506551A JP8505812A JP50581296A JPH11506551A JP H11506551 A JPH11506551 A JP H11506551A JP 8505812 A JP8505812 A JP 8505812A JP 50581296 A JP50581296 A JP 50581296A JP H11506551 A JPH11506551 A JP H11506551A
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Abstract

(57)【要約】 改良された位置検知コントローラ（４０）によって、離れた物体または装置の一次元もしくは二次元での動きを、利用者がこのハンドヘルドコントローラ（４０）を傾けることによって制御信号を発生さて、正確に制御することができようになる。液体内の泡（５６）を含む位置センサ（４８ａ）が、水平レベル面に対するコントローラの角度位置を決定するために用いられる。光源（６４）が光を放射し、この光が泡により２つの向かい合ったフォトダイオード（６８ａ、６８ｂ）に向けて反射される。レシオメトリック増幅器（８０）は、各フォトダイオード（６８ａ、６８ｂ）に入射した光の比に対応する信号を発生して、コントローラが水平レベル面に対して傾けられた角度に対応する信号を提供する。コントローラ（４０）から制御される装置へ信号を伝達するために、拡散レーザ発光ダイオードを用いることができる。 (57) [Summary] An improved position detection controller (40) generates a control signal for a one-dimensional or two-dimensional movement of a distant object or device by allowing a user to tilt the handheld controller (40). Now, it will be possible to control precisely. A position sensor (48a) containing bubbles (56) in the liquid is used to determine the angular position of the controller relative to the horizontal level plane. A light source (64) emits light, which is reflected by the bubbles toward two opposing photodiodes (68a, 68b). The ratiometric amplifier (80) generates a signal corresponding to the ratio of the light incident on each photodiode (68a, 68b) to provide a signal corresponding to the angle at which the controller is tilted with respect to the horizontal level plane. . Diffusion laser light emitting diodes can be used to transmit signals from the controller (40) to the controlled device.

Description

【発明の詳細な説明】 位置検知コントローラ及び位置検知制御信号を発生する方法関連出願 本出願は、１９９３年６月１５日に出願された米国特許出願第０８／０７６， ０３２号の一部継続出願であり、前記米国特許出願は、１９９１年１２月５日に 出願され１９９４年８月１６日に付与された米国特許第５，３３９，０９５号で ある米国特許出願第０７／８０４，２４０号と、１９９２年４月１５日に出願さ れ１９９３年６月１５日に付与された米国特許５，２１８，７７１号である米国 特許出願第０７／８６８，８３５号との一部継続出願である。発明の関連する技術分野 本発明は、単にハンドヘルドコントローラを傾けることによって、離れた物体 または装置（ビデオゲームのディスプレイなど）の動きを一次元もしくは二次元 で正確に制御するための改良された位置検知コントローラに関する。背景技術 ビデオゲームは、「ゲームパッド」と呼ばれるビデオゲーム用コントローラを 用いて行われ、このビデオゲーム用コントローラは、ゲームマシンの、即ち、ビ デオゲームを実行するために専用に用いられているコンピュータ装置の動作を制 御するために用いられている。ゲームコントローラはまた、パーソナルコンピュ ータ及びインタラクティブテレビジョン装置を制御するためにも用いられている 。ゲームコントローラの方向キーを押すこともしくは解除することによって、ス イッチをオンすること及びオフすることと等しい効果が得られる。例えば、ゲー ムコントローラがレーシングカーのビデオゲームに用いられる場合、左方向キー を押すことによってレーシングカーが左に向けて進行方向を変える。しかし、方 向キーを押す、及び解除するといういずれかの動作のみによる操作は、ビデオゲ ームの制御を困難にしている。この問題点は、自動車を運転する場合に、ドライ バがわずかに進行方向を変えるためにステアリングホイールを回す場合と、ステ アリングホイールを回すのではなく、押しボタンスイッチを押す場合とを想像す ると容易に理解できる。 １９９１年１０月２２日に付与された「Ｊａｃｏｂｓ」らによる米国特許第５ ，０５９，９５８号「Ｍａｎｕａｌｌｙ Ｈｅｌｄ Ｔｉｌｔ Ｓｅｎｓｉｔｉ ｖｅ Ｎｏｎ−Ｊｏｙｓｔｉｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｏｘ」には、対応する傾 き制御信号を発生させるために両方の手のひらで保持されて傾けられる箱形形状 の容器を備えたコントロール装置を利用することが開示されている。ユーザはこ のコントロール装置を両方の手のひらで保持し、軸方向制御信号を発生させるべ く上下に対称的に配置された指によって駆動されるスイッチを押す。コントロー ル装置内の実際の回路は、コントロール装置の傾けられた度合いに応じて開くも しくは閉じる複数のマーキュリースイッチ（ｍｅｒｃｕｒｙ ｓｗｉｔｃｈ）か らなる。即ち、「Ｊａｃｏｂｓ」のコントローラは、限られた数の離散的な数値 から選択された値を有する分解能の低い制御信号を出力するものであ。 ワイヤレス電子コントローラは、現在では日常のほとんどすべての場面で用い られている。ワイヤレスコントローラは、テレビジョン装置、ビデオカセットレ コーダ（ＶＣＲ）、電源制御ボックス、ステレオレシーバ、及びコンパクトディ スクプレーヤなどを含むほぼ全ての様々なオーディオ・ビデオ装置を制御するた めに用いられている。ワイヤレスコントローラはまた、室内の照明器具を制御す めため、電子的ビデオゲー ムの操作を制御するため、及びコンピュータのディスプレイ上のカーソルの動き を制御するために用いられている。 通常、コントローラと制御される装置との間では、２つの形式のワイヤレス・ コミュニケーション（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、即ち 、赤外線信号と、無線周波数信号とが用いられている。こられの用途に用いられ ている赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）は、通常収束された光を、即ち狭い赤外 線のビームを発生する。収束された赤外線ＬＥＤによって制御信号を伝達するコ ントローラは、制御される装置に向けられなければならず、制御される装置によ って受信されコントローラによって伝達される制御信号のための、コントローラ と制御される装置との間の視覚的に明瞭な直線を必要とする。 コントローラと制御される装置との間のこの視覚的に明瞭な直線を妨げるもの は、例えばコントローラと制御される装置との間の空間を移動する人またはその 他の物体などは、コントローラから制御される装置への制御信号の伝達を妨害す る。同様に、コントローラには、コントローラの動きもしくは向きを検知し、次 に制御信号を伝達するものもある。そのようなコントローラが、例えば、「Ｊａ ｃｏｂｓ」らによる米国特許第５，０５９，９５８号明細書に開示されている。 一般に、制御される装置による制御信号の受信を妨げずに、常にコントローラを 制御される装置に向けながら、このようなコントローラを所望に応じて動かしか つその向きを変化させることは困難なことである。 多くの用途において、コントローラから制御される装置への制御信号の伝達の 妨害は、制御される装置の利用される状況に少なからぬ影響を及ぼす。例えば、 ビデオゲーム装置のワイヤレスコントローラからの制御信号の妨害によって、特 にプレイヤーが熟達していない場合に、ゲー ムの時期尚早な終了を含むゲームの結末に、プレイヤーが影響を与えることにな る。同様に、マウス装置などのロケータ装置（ｌｏｃａｔｏｒ ｄｅｖｉｃｅ） から、「ドラッグ・アンド・ドロップ」グラフィックユーザインタフェースを実 行しているコンピュータへの制御信号の妨害によって、コンピュータが所望され た動作以外の動作をすることがある。この「ドラッグ・アンド・ドロップ」グラ フィックユーザインタフェースは、よく知られており、例えば、アメリカ合衆国 カリフォルニア州・クーペルティーノの「Ａｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎ ｃ．」が販売している「Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ（登録商標）」コンピュータは、ア メリカ合衆国ワシントン州・レドモンドの「Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒ ａｔｉｏｎ」から販売されている「Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏ ｗｓ（商標）」オペレーティングシステムにおいて用いられている。 収束された光を発生するＬＥＤは、通常、「開口(ａｐｅｒｔｕｒｅ)」と呼ば れている円錐形のビームとして光エネルギーを収束かつ集中させ、この円錐形の ビームは、開口の中心から開口の外側縁部までの角度である半角を特定する。例 えば、ＬＥＤ１０２（第１ａ図）は、半角１０８を有する開口１０６として赤外 線光を収束させる。開口１０６が受信用のフォトダイオード１０４に向けられた とき、フォトダイオード１０４によって受信される赤外線光の強度は比較的高い 。しかし、第１ｂ図に例示されているように、開口１０６がフォトダイオード１ ０４に向けられていない場合、フォトダイオード１０４によって受信される赤外 線光の強度はかなり低く、ＬＥＤからの赤外線光をその背景の赤外線光と区別す ることはより困難となる。 フォトダイオード１０４によって受信される光の強度の変化を補償す るために、フォトダイオード１０４は通常、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路（図 示されていない）に接続されている。動く可能性のあるコントローラでは、受信 用のフォトダイオード１０４などによって受信される光の強度は大きく変化する 。実質的に連続的な制御情報を伝達するため、例えば、ビデオゲームを制御する ためにもしくはドラッグ・アンド・ドロップグラフィックユーザインタフェース を実行しているコンピュータを使うために、このようなコントローラを用いる場 合、このＡＧＣ回路によって、制御情報の損失を回避するためにこの強度の変化 に対する迅速かつ正確な補償が行われなければならない。制御される装置などに おいて現在用いられている多くのＡＧＣ回路では、制御情報の損失を回避するた めの十分な迅速性を備えて、受信された赤外線制御信号の強度の変化に対する補 償を行うことはできない。 拡散ＬＥＤ（ｄｉｆｆｕｓｅｄ ＬＥＤ）は収束された光を発生せず、即ち約 ９０度もしくはそれ以上の半角を有する。拡散ＬＥＤは、コントローラと制御さ れる装置との間の視覚的な明瞭な直線を必要としない。同様に、拡散ＬＥＤの向 きが変えられたときに赤外線信号の強度が大きく変化することはないので、多く の制御される装置で現在用いられているＡＧＣ回路は、制御情報の損失を回避す るべく受信された赤外線信号のわずかな変化に対しても十分迅速に補償を行うこ とができる。有効な距離における、例えば２メートル以上の距離における制御さ れる装置によって受信されるための十分な強度を備えた赤外線信号を発生させる ために、拡散ＬＥＤは実際に供給することのできる値以上の電力を必要とする。 コントローラと制御される装置との間のワイヤレスコミュニケーションに用い られる第２の形式は、ラジオ周波数（ＲＦ）信号である。ＲＦ 信号を用いて制御信号を制御される装置へ伝達するコントローラは、収束された 赤外線信号を用いる場合の多くの問題を解決するが、しかし、コスト高でありか つ複雑なものである。発明の開示 本発明に基づけば、改良された位置検知コントローラによって、単にハンドヘ ルドコントローラを傾けることにより、離れた物体もしくは装置（ビデオゲーム 用のディスプレイ装置など）の一次元もしくは二次元の動きを正確に制御するこ とができる。ある実施例では、改良されたコントローラは、二次元空間において （Ｘ軸及びＹ軸に関して）それ自身の角度位置もしくは姿勢を検知する。例えば 、利用者がコントローラを左、右、前方、もしくは後方に傾けたとき、このコン トローラは、コントローラの新たに傾けられた位置に応じてデジタル制御信号を 出力する。これらのデジタル制御信号は、従来技術のゲーム用コントローラの左 、右、上、下方向キーを押すことによって得られる制御信号と等しいので、この コントローラは既存のビデオゲームに対する十分な適合性を有するものである。 しかしながら、既存のゲーム用コントローラとは異なり、本発明に基づくコン トローラは、簡単かつ廉価であり、しかも高い分解能の制御信号を提供するもの である。上述されたレーシングカービデオゲームの例においては、「ドライバ」 はコントローラをわずかに傾けるこによって自動車の進行方向をわずかに変える ために必要な正確な量だけステアリングホイールを回転させることができ、これ は、デジタルスイッチを用いることによるデジタルスイッチを完全に押すかまた は完全に放すことによるステアリングホイールの回転とは異なるものである。 このデジタル制御信号はまた、二次元空間内の物体の位置以外の変数 を制御することもできる。例えば、レーシングカービデオゲームの例では、コン トローラを前方に傾けることにより、加速度（加速ペダル）を調節し、一方コン トローラを後方に傾けることにより減速度（ブレーキペダル）を調節することが できる。 本発明に基づけば、コントローラは、拡散レーザダイオードを用いて制御信号 を制御される装置に伝達する。図面の簡単な説明 第１ａ図及び第１ｂ図は、従来技術に基づく受信用のフォトダイオードへ赤外 線信号を伝達する収束赤外線ＬＥＤのブロック図である。 第２ａ図は、本発明に基づくコントローラのある実施例の上面図である。 第２ｂ図は、本発明に基づくコントローラの他の実施例の上面図である。 第２ｃ図は、Ｘ軸及びＹ軸に対するコントローラの角度位置もしくは姿勢を検 知する一対の位置センサモジュールを表している。 第３図は、位置センサモジュールの上断面図である。 第４ａ図、第４ｂ図、及び第４ｃ図は、おのおの、小型模型プラスチック容器 内の位置センサモジュールの背面図、上面図及び側面図である。 第５図は、レシオメトリックデジタル増幅器に対するインタフェースを行う位 置センサモジュルのある実施例を表したブロック図である。 第６ａ図から第６ｂ図は、おのおの、レシオメトリックデジタル増幅器のトリ ガパルスと、３つの異なる出力信号とを表している。 第７図は、本発明に基づくコントローラの回路のある実施例のブロック図であ る。 第８ａ図から第８ｅ図は、本発明に基づくコントローラの回路からの ５つの異なる出力制御信号を表している。 第９図は、本発明に基づくコントローラの回路の他の実施例のブロック図であ る。 第１０ａ図及び第１０ｂ図は、位置表示データを伝達するために用いられる伝 達プロトコル及びデータパケットのある実施例を表している。 第１１図は、赤外線レシーバのある実施例のブロック図である。 第１２図は、本発明に基づくコントローラの回路の他の実施例のブロック図を 表している。 第１３ａ図及び第１３ｂ図は、おのおの、二次元位置センサモジュールの上断 面図及び側断面図である。 第１３ｃ図及び第１３ｄ図は、おのおの、二次元位置センサモジュールの他の 実施例の上断面図及び側断面図である。 第１４図は、レシオメトリックデジタル増幅器に対するインタフェースを行う 位置センサモジュールの他の実施例を表すブロック図である。 第１５図は、本発明に基づくコントローラの回路の他の実施例のブロック図で ある。 第１６図は、本発明に基づく、受信用フォトダイオードへ赤外線信号を伝達す る拡散レーザダイオードのブロック図である。 第１７図は、拡散レーザダイオードとフォトダイオードとの間の視覚的な直線 が妨害されたときの、本発明に基づく受信用フォトダイオードへの拡散レーザダ イオードからの赤外線信号の伝達を例示した図である。発明の実施をするための最良の形態 第２ａ図は、本明細書中でコントローラ４０と呼ばれる、本発明に基づく位置 検知制御装置４０のある実施例の上面図である。コントローラ４０は、ゲームマ シン、テレビジョン装置、インタラクティブテレビジ ョン装置、もしくはユーザによって電気的に制御される任意の装置を制御するた めに用いられる。コントローラ４０の左側部分には、４個の方向キー４４ａ〜４ ４ｄが設けられている。この方向キー４４ａ〜４４ｄはオン・オフスイッチから なる。方向キイ４４ａ〜４４ｄに加えて、コントローラ４０には４個の制御キー ４４ｅ〜４４ｈが設けられている。第２ｂ図は、コントローラの他の実施例の上 面図であり、コントローラ４０−６は、コントローラ４０（第２ａ図）の方向キ ー及び制御キーに加えて、更に制御キー４４ｉ〜４４ｋを有する。 第２ｃ図は、一対の位置センサモジュル４８ａ及び４８ｂを例示しており、こ の一対の位置センサモジュールは、Ｘ軸及びＹ軸に関する二次元空間内のコント ローラ４０の角度位置もしくは姿勢を検知する。位置センサモジュール４８ａ及 び４８ｂのおのおのは、１つの軸に関する角度位置を検知する。ある実施例では 、位置センサモジュルー４８ａに対応する軸は、位置センサモジュル４８ｂに対 応する軸と概ね直交する。 位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂは、本明細書中で言及されたことによ って本出願の一部とされる継続中の１９９３年６月１５日に出願された米国特許 出願第０８／０７６，０３２号明細書の第７図及び第１０図に例示された「位置 検出モジュール」と等しい。位置センサモジュルの他の実施例は、本明細書中で 言及されたことにより、本出願の一部とされる１９９１年１２月５日に出願され た米国特許出願第０７／８０４，２４０号（係属中）の明細書と、１９９３年６ 月１５日に登録された米国特許第５，２１８，７７１号明細書とに開示されてい る。 位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂの出力は、以下に説明されるように、 マイクロコントローラによって、方向キー４４ａ〜４４ｄ（第２ａ図）のモジュ ール化された十字と等価となるように変換される。即 ち、コントローラ４０は、（１）現在市販されているゲームコントローラと同じ ように、マニュアル操作モードにおいて４個の方向キー４４ａ〜４４ｂを用いる ことにより、（２）以下に説明されるように、様々な用途に適した異なる形式の 制御信号を出力するよに、コントローラ４０を傾け、そしてマイクロコントロー ラの複数の異なる動作モードのうちの１つを用いることにより（例えば、「デジ タルモード」、「スライディング・ウィンドウ・モード」、「比例モード」、「 相対モード」、もしくは「絶対モード」により）操作される。 第３図は、位置センサモジュル４８ａの上断面図である。この実施例では、位 置センサモジュール４８ａと４８ｂは、互いに等しいものであり、かつアメリカ 合衆国カリフォルニア州サンノゼのティーブィ・インタラクティブ・データ・コ ーポレイション（ＴＶ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｄａｔａ Ｃｏｒｐｏｒａｔ ｉｏｎ）が販売しているＴＶＩ５０１位置ディテクタ（ＴＶ ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）からなる。従って、第３図は、また、位置センサモジュー ル４８ｂ（第２ｃ図）をも表している。位置センサモジュール４８ａ（第３図） は、媒質６０内に浮遊するリフレクタ５６を備えた透明な円筒形容器５２を含む 。ある実施例では、リフレクタ５６は空気からなり、媒質６０は９１％のイソプ ロピルアルコールからなる。代わりに、媒質６０は軽油であってもよい。リフレ クタ５６は気体、液体、もしくは固体であってもよい。例えば、リフレクタ５６ は、媒体６０として用いられる水内に浮遊する軽油であってもよい。代わりに、 リフレクタ５６は、水、油、または空気などの媒質６０内に浮遊する反射性の固 体であってもよい。リフレクタ５６及び媒質６０を形成するために、以下の条件 が満たされる限り、その他の材料が用いられてもよい、即ち（１）リフレクタ５ ６と媒質６ ０とが分離されている、（２）信号源（以下に説明される）から伝達される信号 が媒質６０を通過する、（３）リフレクタ５６は媒質６０内を自由に移動する、 （４）リフレクタ５６が信号レシーバ（以下に説明される）へ向けて信号を反射 する。 位置センサモジュール４８ａの動作は、リフレクタ５６の寸法には殆ど影響さ れない。リフレクタ５６が円筒形容器５２の容積の１０％未満の場合、及び９０ ％以上の場合にも、満足な結果が得られる。リフレクタ５６及び媒質６８の重い 方が、円筒形容器５２の容積の約３０％未満の場合、位置センサモジュールの４ ８の動きに応答する信号にわずかな遅れが観測される。これは、リフレクタ５６ として小さい反射性ボールベアリングを用いる場合、もしくはリフレクタ５６と して円筒形容器５２の容積の７０％以上を占める気泡を用いる場合に一般的に起 こることである。このわずかな遅れは、媒体６０とリフレクタ５６の重い方の慣 性が、リフレクタ５６が移動するときにより大きな役割を果たすために起こる。 円筒形容器５２の一方の端部には、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）６４が設 けられており、このＬＥＤは、この実施例ではリフレクタ５６によって反射され る赤外線光からなる信号を伝達する。抵抗Ｒ１（第５図）は、赤外線ＬＥＤ６４ （第３図）の輝度を設定し、即ち信号の強度を設定する。円筒形容器５２の各端 部には、フォトダイオード６８ａ及び６８ｂが設けられており、リフレクタ５６ によって反射された信号を受け取る。位置センサモジュール４８ａが、水平レベ ル位置にあるとき、リフレクタ５６はフォトダイオード６８ａと６８ｂとの間の 中央点にある。リフレクタ５６は、この位置において、フォトダイオード６８ａ と６８ｂのおのおのに等しい量の信号を、例えば、赤外線光を反射する反 射レンズとなる。位置センサモジュール４８が、円筒形容器５２の破線Ａによっ て表されている長手方向の軸を中心として回転されたとき）、フォトダイオード ６８ａ及び６８ｂは、静止しているリフレクタ５６に対して相対的に移動する。 フォトダイオード６８ａ及び６８ｂのリフレクタ５６に対する運動によって、反 射される光が変化し、フォトダイオード６８ａ及び６８ｂの一方に入射する光が 増加し、フォトダイオード６８ａ及び６８ｂのもう一方に入射する光が減少する 。フォトダイオード６８ａ及び６８ｂのおのおのは電流源として働き、各フォト ダイオードに入射した光の量に比例する電流を発生する。プラグ７２は、媒体６ ０を保持する円筒形容器５２を密閉している。 第４ａ図、第４ｂ図、及び第４ｃ図は、おのおの、赤外線ＬＥＤ６４と、２つ のフォトダイオード６８ａ及び６８ｂを繰り返して確実に整合させるための小型 模型のプラスチック容器７６に収容された位置センサモジュール４８ａの背面図 、上面図、及び側面図を表している。導電性リード線７８によって、赤外線ＬＥ Ｄ６４とフォトダイオード６８ａ及び６８ｂとが電気的に接続されている。 第５図は、本発明に基づく「レシオメトリックデジタル増幅器」８０（以下本 明細書中では「レシオメトリック増幅器」と呼ぶ）との間をインタフェースする 円筒形の位置センサモジュール４８ａのある実施例のブロック図である。レシオ メトリック増幅器８０は、ワンショットの単安定マルチバイブレータとして構成 されたＣＭＯＳ５５５タイマ８４（例えば、アメリカ合衆国テキサス州ダラスの 「Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．」から販売されているＴＬＣ ５５５タイマ）を含む。他の実施例では、無安定マルチバイブレータが用いられ る。レシオメトリック増幅器８０は、高い分解能を備えたアナログ・デジタル 変換器であり、位置センサモジュル４８のフォトダイオード６８ａ及び６８ｂか らのアナログ出力電流を、ＸＹ出力信号と呼ばれ以下に説明されるようにマイク ロコントローラに供給されるパルス幅変調された波形に変換する。このＸＹ出力 信号は、基準面（例えば水平面）に対するＸ軸とＹ軸に関するコントローラ４０ の位置を表している。 初めに、ＸＹ出力信号は、論理低となってタイマ８４のピン３に出力されてい る。次に、アクティブローのトリガパルス（第６ａ図）がピン２に供給され、タ イマ８４のピン３のＸＹ出力信号を論理高とし、キャパシタＣ２が抵抗Ｒ２を通 して充電される間論理高に留まる。キャパシタＣ２の両端の電圧が電源電圧Ｖｃ ｃの２／３に達したとき、キャパシタＣ２はタイマ８４のピン７を通して放電さ れ、タイマ８４のピン３のＸＹ出力信号は論理低に戻る。このようにして得られ るパルス幅変調された波形、即ち、ＸＹ出力信号が、コントローラ４０（第２ａ 図）が水平であり、かつリフレクタ５６（第３図）が中央位置にある場合に、第 ６図に描かれた波形となる。 コントローラ４０（第２ａ図）がある姿勢に傾けられたとき、位置センサモジ ュル４８ａ（第２ｃ図）と４８ｂの一方がその軸を中心として回転し、その結果 一方のフォトダイオード、例えばフォトダイオード６８ａ（第５図）への入射光 の量が増加し、もう一方のフォトダイオード、例えばフォトダイオード６８ｂへ の入射光の量が減少する。 位置センサモジュル４８ａは、フォトダイオード６８ａがタイマ８４の制御入 力（ピン５）へ電流を供給し、フォトダイオード６８ｂがこの制御入力からの電 流を受け取るようにタイマ８４に接続されている。タイマ８４の制御入力（ピン ５）は、フォトダイオード６８ａ及び６８ｂの２つのフォトダイオードの電流を 制御電圧に変換する抵抗からなる電 圧デバイダに内部で接続されている。その結果、タイマ８４のピン３のＸＹ出力 信号のパルス幅は、フォトダイオード６８ａと６８ｂに入射する光の比（差では ない）に直接比例する。 両方のフォトダイオード６８ａと６８ｂが等しい照度を受けるとき、即ちリフ レクタ５６（第３図）が中央に配置されているとき、フォトダイオード６８ｂは 、フォトダイオード６８ａが供給する電流と等しい量の電流を受け取り、タイマ ８４の制御入力（ピン５、第５図）において全体の電流は０となる。このように して得られるタイマ８４のピン３でのパルス幅変調されたＸＹ出力信号は、影響 を受けず、抵抗Ｒに（第５図）とキャパシタＣとによって決定される中央のパル ス幅（第６ｃ図）に留まる。フォトダイオード６８ａと６８ｂが等しくない量の 入射光を受け取るとき、即ちリフレクタ５６（第３図）が中央にないとき、タイ マ８４の制御入力（ピン５、第５図）へ流れ込む全体の電流、もしくは制御入力 から流れ出す全体の電流はＸＹ出力信号のパルス幅を変化させる。第６ｄ図は、 フォトダイオード６８ａがフォトダイオード６８ｂよりも多くの量の入射光を受 け取ったときのタイマ８４のピン３(第５図)のＸＹ出力信号を表しており、第６ ｂ図は、フォトダイオード６８ａ（第５図）がフォトダイオード６８ｂよりも少 ない量の入射光を受け取った時のＸＹ出力信号を表している。 レシオメトリック増幅器８０のような本発明に基づくレシオメトリック増幅器 は、従来技術のアナログ・デジタル変換器に比べ以下の利点、即ち、（ａ）回路 が電源電圧ＶＣＣと独立しているので、タイマ８４のピン３はＸＹ出力信号がフ ォトダイオード６８ａ及び６８ｂへの入射光の比（差ではない）に比例し、基準 電圧、電圧レギュレータ、もしくは大容量のフィルタリング用キャパシタを必要 とせずに優れたノイズに対 する耐性が提供されること、（ｂ）ＸＹ出力信号が、入力を供給するために用い られているアナログ変換器（例えばフォトダイオード６８ａ及び６８ｂ）の感度 の変化に影響されないこと、（ｃ）ＸＹ出力信号が、アナログ変換器（例えばフ ォトダイオード６８ａ及び６８ｂを照らす赤外線ＬＥＤ６４）を駆動する信号の 絶対値の変化に影響されない、（ｄ）レシオメトリック増幅器８０は、差動入力 を備えた通常のアナログ・レジタル変換器と比べ廉価であること、という利点を 有する。本発明においてレシオメトリック増幅器８０がフォトダイオード６８ａ 及び６８ｂに入射する光の量に対応するデジタル出力信号を供給するために用い られているが、本発明に基づくレシオメトリック増幅器は、温度、圧力などの測 定可能な物理的な変数を検出するトランスデューサからのアナログ入力に対応す るデジタル出力を供給するために用いることもできる。 第７図は、本発明に基づくコントローラ、即ちコントローラ４０ａの回路のあ る実施例のブロック図である。図面を明瞭にするために、第７図には方向キー４ ４ａ〜４４ｄ（第２ａ図）が省略されている。Ｘ軸とＹ軸との両方に対する角度 位置を検出するために、２つの位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂが、１つ の信号タイマ８４に接続されている。トランスミッタとして構成されたマイクロ コントローラ８８は、タイマ８４への入力信号を提供するために位置センサモジ ュール４８ａ及び４８ｂの何れか一方のみをアクティブにする多重化信号ＥＸ及 びＥＹを供給する。これは、位置センサモジュール４８ａ（第７図）と４８ｂと の何れか一方のリフレクタ５６（第３図）を選択的に照らし出すことにより、例 えばＥＸ信号もしくはＥＹ信号の何れかが低状態となったときに照らし出すこと によって行われる。例えばマイクロコントローラ８８は、位置センサモジュール ４８ａのピン８へ、マイクロコントローラ８８の ピン１２から低状態のＥＸ信号を送り、このとき信号ＥＹは高状態に保持されて いることにより、第１の位置センサモジュル４８ａをアクティブにする。そして 、アクティブにされるこにより、位置センサモジュル４８ａは、位置センサ４８ ａのＸ軸に関する回転によって生じた水平面に対する位置センサモジュル４８ａ の角度位置を検出する。この角度位置をここで「Ｘ位置」と呼ぶ。 次に、マイクロコントローラ８８はトリガパルスをタイマ８４のピン２へ送る と共に、タイマ８４のピン３のＸＹ出力信号（マイクロコントローラ８８のピン ４へ供給されている）のパルス幅を測定する。次に、マイクロコントローラ８８ は、パルス幅を表すデジタル値を用いて行「Ｘ位置の値（Ｘ位置に対応する）」を 発生し、手ぶれを打ち消すために行Ｘ位置の値をデジタル的にフィルタリングす る。ある実施例では、この行Ｘ位置の値は、最も最近に測定された５つのＸ位置 の値の平均値を求めることによってフィルタリングされて求められる。 １つの行Ｘ位置の値が求められた後、マイクロコントローラ８８は、ＥＸが高 状態に保たれた状態でマイクロコントローラ８８のピン１１から位置センサモジ ュル４８ｂのピン８へ低状態のＥＹ信号を送ることにより、第２の位置センサモ ジュール４８ｂをアクティブ化し、同様に「Ｙ位置の値」を求める。 第８ａ図から第８ｅ図は、以下により詳しく説明される比例モードにおける、 Ｘ及びＹ位置の値が、マイクロコントローラ８８によって、マイクロコントロー ラ８８のピン７、８、９、及び１０のパルス幅変調された出力制御信号に変換さ れる様子を表している。以下により詳しく説明されるように、比例モードは、デ ジタル制御プロトコルに基づく振幅情報を伝達するために用いられる。第８ａ図 から第８ｅ図は、コントロ ーラ４０ａが、初めに水平に保持されており、次に左に傾けられたときの、マイ クロコントローラ８８の例えばピン９の出力制御信号の波形を表している。 第８ｂ図は、コントローラ４０ａが、左にわずかに（例えば１０度）傾けられ たときの１つの狭いアクティブローのパルスを表している。第８ｅ図は、コント ローラ４０ａが、更に（例えば、２０度）傾けられたときに出力される複数の狭 いパルスを表している。第８ｄ図は、左への傾き角が増加された場合（例えば４ ０度）の、パルス幅が増加する様子を表している。第８ｂ図は、左への傾き角が 最大の角度（例えば７０度）まで増加したときに出力される低状態の信号を表し ている。 ある実施例では、制御信号は、マイクロコントローラ８８のピン７、８、９、 及び１０から出力され、６ピンのハードコネクタ９０を介して制御される装置（ 例えば従来技術のビデオゲームマシン）に供給される。 第９図は、本発明に基づくコントローラの第２の実施例であり、パーソナルコ ンピュータ（「ＰＣ」）と共に用いられる「マウス」もしくは他のポインティン グ装置をシミュレート（ｓｉｍｕｌａｔｅ）するコントローラ４０ｂの回路のブ ロックである。例えば、コントローラ４０ｂを左に傾けることにより、パーソナ ルコンピュータのスクリーンのカーソルが左に移動する。この実施例では、コン トローラ４０ｂは、以下により詳しく説明される「相対モード」で動作し、即ち コントローラ４０ｂは、「相対的な」ポインティング装置であり、その理由はコ ントローラ４０ｂの位置がＰＣのスクリーンのある特定の位置に直接対応するも のではないからである。代わりに、コントローラ４０ｂの角度位置が、カーソル の以前の位置に対するカーソルの位置を指示する。 第９図では、抵抗Ｒ２及びＲ３の値は、タイマ８４の制御入力（ピン ５）が、電源電圧ＶＣＣの１／２の電位にバイアスされるように設定されている 。この回路構成によって、タイマ８４は「中央位置」（コントローラ４０ｂの水 平レベル位置）に関して対称的に動作し、かつタイマ８４のダイナミックレンジ を増加させることになる。 第９図の実施例では、マイクロコントローラ９４はその出力シリアルポート（ ピン３）から制御信号を赤外線トランスミッタ１００へ出力する。赤外線トラン スミッタ１００はピン３の制御信号出力によって変調される周波数シフトキー発 振器からなる。この周波数シフトキー発振器から発生されたパルスは、赤外線Ｌ ＥＤ「Ｄ２」によって赤外線光に変換される。スイッチＳ１は、位置表示ファン クションを選択するべくマイクロコントローラ９４を動作させるカーソルイネー ブルボタンである。スイッチＳ２及びＳ３は、おのおの、ＰＣのスクリーン上の カーソルを制御するために用いられる左マウスボタンと右マウスボタンである。 マイクロコントローラ９４は、ホストＰＣ（図示されていない）に対する、即 ち、赤外線トランスミッタ１００を介してコントローラ４０ｂがデータを伝達す るＰＣに対するコミュニケーションを行うために赤外線ＲＳ−２３２Ｃシリアル リンクを用いる。例えば、赤外線リンクは、４０ｋＨｚの搬送波によって変調さ れたデータを１２００ボーでシリアルに伝達する。「ＦＳＫ（周波数シフトキー ）」フォーマットが用いられ、ここでは論理１が４０ｋＨｚの方形波によって表 され、論理０が０ボルトによって表される。第１０ａ図は、伝達プロトコルを表 し、第１０ｂは位置表示データを伝達するために通常用いられているデータパケ ットを表している。 第１１図は、コントローラ４０ｂ（第９図）に用いられる赤外線受信回路のあ る実施例のブロック図である。この赤外線受信回路は、赤外線 レシーバ１１０（第１１図）、例えば、アメリカ合衆国ニュージャージー州マワ の「Ｓｈａｒｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」が販売し ている「ＧＢ１Ｕ５２Ｘ」赤外線レシーバを含み、この赤外線レシーバは赤外線 トランスミッタ１００（第９図）によって伝達された赤外線信号を受信する。 赤外線レシーバ１１０（第１１図）には、シリアルポートのラインＲＴＳ及び ＤＴＲから電源が供給されており、この電源の電圧は電圧レギュレータ１１４（ 例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタクララの「Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」が販売している「ＬＰ ２９５０ＣＺ」電圧レギュレータ）によって５ボルトに調節されている。ライン ＤＴＲはドライバによって制御されて高信号（即ち、５から１２ボルト）を伝達 しいてる。ラインＲＴＳは通常は高信号を伝達しているが、瞬間的に低信号を（ 即ち、−５から−１２ボルトのパルス信号）伝達する。低信号を瞬間的に伝達し するラインＲＴＳのある１つのパルスは、ＩＤシーケンスをリクエストする。ダ イオードＤ３は、ラインＲＴＳが低状態となったとき、トランジスタＱ１のゲー トが負の電位となるのを防ぐものである。ダイオードＤ２は、ラインＲＴＳが低 状態となったとき、電圧レギュレータ１１４への入力をバッファするものである 。トランジスタＱ１は、マイクロコントローラ１１８の入力を、ラインＲＴＳの 信号の大きな電圧変化から分離するものである。 第１１図では、赤外線レシーバ１１０は赤外線トランスミッタ１００（第９図 ）からの赤外線光信号を検出し、伝達された光信号を復調し、かつこの復調され た信号をマイクロコントローラ１１８（第１１図）のピン５へ供給する。マイク ロコントローラ１１８はトランジスタＱ２へ の信号をピン２に供給する。トランジスタＱ２は、常に高状態のラインＤＴＲを ラインＴＸＤに接続することによって、トランジスタＱ２がターンオンしたとき ラインＴＸＤを高状態とするルックバックスイッチである。 ある用途においては、制御信号を赤外線レシーバに伝達するために用いられる 赤外線光ビームを発生させるために、通常の赤外線ＬＥＤではなく、「拡散レー ザダイオード」（例えばアメリカ合衆国カリフォルニア州クーペルティーノの「 Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ, Ｉｎｃ．」から販売されている「ＳＦ Ｈ４９５Ｂ」拡散レーザダイオード）を用いるほうが有利である。通常の赤外線 ＬＥＤは、レンズによって収束された指向性光ビームを生み出す低い強度の光を 発散する。 赤外線トランスミッタ（従来の赤外線ＬＥＤを用いた）が、赤外線光ビームが 赤外線レシーバを通過するように迅速にある方向に動かされたとき、この赤外線 レシーバは強度の変化する赤外線光ビームを受信することになる。赤外線レシー バは、赤外線レシーバの感度を調節するべく「オートマチック電位コントロール 」を用いてこの強度の変化を補わなければならない。赤外線トランスミッタがあ まりにも早く動かされる場合、このオートマチック電位コントロールは十分迅速 に応答することができず、赤外線によって伝達される情報の一部が失われること になる。一方、「拡散レーザダイオード」は、レンズによって収束されていない 、従って非指向性の拡散ビームを発生する。その結果、赤外線トランスミッタが 上述されたように急速に動かされたときでさえ、赤外線レシーバに到達する拡散 された光の量は等しく、赤外線レシーバはオートマチック・ゲイン・コントロー ルを用いる必要がなく、赤外線により伝達される情報の一部が失われることもな い。更に、拡散レーザダイオードは通 常の赤外線ＬＥＤよりも効率がよく、より長い距離に亘って伝達されるより高い 強度の赤外線光を生み出す。 第１２図は、多重化ボタンスキャナを用いる本発明のコントローラの第３の実 施例であるコントローラ４０ｃの回路のブロック図である。抵抗Ｒ２及びＲ３の 値は、タイマ８４の制御入力（ピン５）が、電源電圧ＶＣＣの１／２にバイアス されるように設定されている。この回路構成によって、タイマ８４は「中央位置 」（コントローラ４０ｃの水平レベル位置）を中心として対称的に動作し、タイ マ８４のダイナミックレンジが実質的に増加される。 第１２図の実施例では、マイクロコントローラ１２２はマイクロコントローラ １２２のメモリ（図示されていない）に記憶されたコンピュータインストラタシ ョンによって定義されるコンピュータプロセスを実行する。ある実施例では、マ イクロコントローラ１２２は、アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックスの「Ｍｏ ｔｏｒｏｌａ Ｉｎｃ．」から販売されている「ＸＣ６８ＨＣ０５ＫＯ」マイク ロコントローラからなる。ある実施例では、マイクロコントローラ１２２用のコ ンピュータソースコードは、「Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｉｎｃ．」から販売されてい る「Ｍ６８ＨＣ７０５ＫＩＣＳ」アセンブラによってアセンブルされ、通常の技 術を用いてマイクロコントローラ１２２へインストールされる。 このコンピュータプロセスは、制御される装置（例えば、図示されていない従 来技術のビデオゲームマシン）が、Ｘ及びＹの位置の値及びボタン状態に対して マイクロコントローラ１２２をポール（ｐｏｌｌ）するとき、マイクロコントロ ーラ１２２によって開始される。この制御される装置は、例えば、ビデオゲーム マシン、インタラクティブテレビジョン装置、バーソナルコンピュータなどであ る。マイクロコントローラ １２２のコンピュータプロセスは、マイクロコントローラ８８に関して上述され た（第７図）ようにＸ位置の値とＹの位置の値とを生み出す。マイクロコントロ ーラ１２２は、コンピュータプロセスを実行することよって、制御される装置が 制御情報を受け取るプロトコルに基づいて、８ピンのハードコネクタ１３２（第 １２図）を介してＸ位置の値とＹ位置の値とを制御される装置に伝達する。この プロトコルは、本明細書中では、「制御プロトコル」と呼ばれる。 ある実施例では、制御される装置は、アメリカ合衆国カリフォルニア州レッド ウッドシティの「Ｓｅｇａ」が販売しているセガジェネシスゲームマシンからな り、制御プロトコルはセガジェネシスゲームマシン用に定義され、かつその説明 書がセガから入手される制御装置プロトコルからなる。マイクロコントローラ１ ２２のコンピュータプロセスに基づくＸ及びＹ位置の値の決定と、ボタン動作の 処理が、以下により詳しく説明される。マイクロコントローラ１２２のコンピュ ータプロセスは、制御情報がそれに基づいて伝達される任意のプロトコルに基い て制御される装置へのＸ及びＹ位置の値を伝達できることが望ましい。例えば、 以下の説明は、それによってＸ及びＹ位置の値が制御される装置に伝達される３ つの異なるプロトコルである。ゲームコントローラは一般的に、専用に作成され た６状態プロトコルを用いてゲームマシンとコミュニケートする。マウス装置は 一般的に、パーソナルコンピュータとコミュニケートするべく、専用に作成され た１０状態プロトコルもしくは専用に作成された１６状態プロトコルの何れかを 用いる。バーチャルリアリティユーザインタフェース装置は、ゲームマシンとの 間のコミュニケートを行うために専用に開発されたＶＲ状態（ＶＲ−ｓｔａｔｅ ）プロトコルを用いている。これらのプロトコルのおのおのは、コントローラ４ ０ が接続される特定の制御される装置の製造業者によって定義されている。制御プ ロトコルが完了したのち、即ち、マイクロコントローラ１２２が制御される装置 へＸ及びＹ位置の値を伝達し終えた後、マイクロコントローラ１２２のコンピュ ータプロセスは、位置センサルーチン及びボタン状態ルーチンに入る。マイクロ コントローラ１２２によって実行されているコンピュータプロセスの位置センサ ルーチンでは、Ｘ及びＹ位置の値が以下に説明されるように決定される。マイク ロコントローラ１２２によって実行されているコンピュータプロセスのボタン状 態ルーチンは、ボタン４４ａから４４ｈ（第２ａ図）の何れが押されているかを 見分ける。ボタン４４ａから４４Ｈは、コントローラ４０ｃ（第１２図）のボタ ンＳ１からＳ８に対応する。現在入手可能なゲームによって用いられている専用 に作成されたプロトコルに基づけば、コントローラ４０ｃは通常Ｘ及びＹ位置の 値とボタン状態とに対して、１０ミリ秒ごとにポールされる。これによって、コ ントローラ４０ｃは、位置センサルーチン及びボタン状態ルーチンの実行によっ て得られる情報を決定するべく、コントローラ４０ｃには十分な時間が用意され ている。 位置センサルーチンは、ラインＥＹ／ＤＮ及びＥＸ／ＵＰ（出力ラインからの ）を変更することによって開始され、これは、制御プロトコルに基づき、高状態 の信号を伝達している各入力ラインに情報を伝達するために用いられる。これに より、位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂの位置センサＬＥＤがターンオフ し、位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂの各々が順番にテストされることに なる。 次に、ラインＰＢ（即ちマイクロコントローラ１２２のピン３）からタイマ８ ４のピン２への信号が、高状態から低状態へトグル（ｔｏｇｇｌｅ）され、タイ マ８４の出力（ピン３）を高状態にセットし、タイマ をスタートさせる。位置センサルーチンが、マイクロコントローラ１２２によっ て実行されているコンピュータプロセスのタイマルーチンの実行をインボーク（ ｉｎｖｏｋｅ）する。このタイマルーチンでは、マイクロコントローラ１２２の タイマクロック（図示されてない）によって表示されている現在の時刻が、その 時間の初めとして記録される。ラインＸＹの信号が高状態から低状態へ変化する まで、タイマルーチンは、インタラプトもしくはポーリングの何れかによってマ イクロコントローラ１２２のラインＸＹ（即ちピン４）をモニタする。タイマ８ ４の開始時刻が終了時刻から減算され、その差が第１の位置センサモジュール４ ８ａの「絶対的な」位置のデジタル表現となる。このようにして、位置センサモ ジュール４８ａは位置の値を算出するべく測定される。次に、このシーケンスが 、ＥＸラインを高状態にセットして、第１の位置センサ４８ａのＬＥＤをターン オフし、かつＥＹラインを低状態として第２の位置センサ４８ｂのＬＥＤをター ンオンさせることにより、第２の位置センサモジュール４８ｂにおいて繰り替え される。タイマ８４は再びトリガされ、タイマ周期が再び測定されて、もう一方 のセンサの「絶対的な」位置が算出される。３個もしくは４個のセンサを用いる 構成に対しては、このシーケンスが各センサに対して繰り替えされる。 位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂが測定された後に、マイクロコントロ ーラ１２２のコンピュータプロセスは、ボタン状態ルーチンに入る（第１２図） 。ボタン状態ルーチンでは、データラインＲ、Ｌ、ＥＸ／ＵＰ、及びＥＹ／ＤＮ は、各々がその低状態の信号を伝達する入力ラインとして構成され、ボタンイネ ーブルライン（即ちラインＢＥ０及びＢＥ１）はおのおのイネーブル（ｅｎａｂ ｌｅ）され、即ち高状態の信号を伝達する出力ラインとして構成される。 初めに、ラインＢＥ０がイネーブルされ、ラインＢＥ１が低状態に保持され、 データラインＲ、Ｌ、ＥＸ／ＵＢ、及びＥＹ／ＤＮは、ボタンＳ１からＳ４の状 態をチェックするために読み出される、次に、ラインＢＥ１がイネーブルされ、 ラインＢＥ０が低状態に保持され、データラインＲ、Ｌ、ＥＸ／ＵＰ、及びＥＹ ／ＤＮがボタンＳ５からＳ８の状態をチェックするべく読み出される。これによ って、ボタンＳ１からＳ８のおのおのは、ボタンが開いた状態かもしくは閉じた 状態の何れかであるかを見分けるべくテストされる。 ボタンＳ１からＳ８のおのおのの状態を表す制御信号は、コントロールプロト コルと適合するゲームマシンへ送られるようにフォーマットされている。位置セ ンサ及びボタン状態ルーチンが終了したとき、コンピュータプロセス(マイクロ コントローラ１２２によって実施されている)は、マイクロコントローラ１２２ をデフォルト・レディ状態におき、コンピュータプロセスはマイクロコントロー ラ１２２を再びポール（ｐｏｌｌ）するべくゲームマシンに対する待ち状態（ｗ ａｉｔ）となる。 上述されたように、コントローラ４０（第２ａ図）は、（１）現在市販されて いるゲームコントローラと同様のマニュアル操作モードにおける４個の方向キー ４４ａから４４ｄを用いることにより、（２）異なる用途に適合するように様々 な形式の制御信号を出力するべく、マイクロコントローラの様々な異なる動作モ ード（例えば「デジタルモード」、「スライディング・ウィンドウ・モード」、 「比例モード」、「相対モード」、及び「絶対モード」）のうちの１つを用いて 、コントローラ４０を傾けることにより操作される。 デジタルモードでは、センサが現在の「ウィンドウ」を越えて動いたときに、 適切なデータラインがターンオンされる。この動作モードは、 方向ボタンが押される（即ち「オン」されるもしくは閉じれられる）、及び解除 される（即ち「オフ」されるもしくは開かれる）従来技術のゲームコントローラ の動作モードと類推的な関係にある。パワーオンシーケンスの間、位置センサモ ジュールの位置はサンプリングされ、「原点」と呼ばれる絶対値がメモリ内に記 憶される。窓を正しく画定する、原点に対する正もしくは負のオフセットが、計 算されメモリに記憶される。 コントローラ４０が、コントローラ４０に接続された制御される装置によって ポールされるたびごとに、位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂ（第２ｃ図） が上述されたようにチェックされて、検知された位置が求められ、オフセットが チェックされる。検知された位置が正のオフセットと負のオフセットとの間、即 ちウィンドウの中にある場合、２つの関連するライン（例えば右及び左）が、右 及び左方向キーが押されたときにターンオフされる。コントローラ４０（第２図 ）が左に傾けられ検出された位置が正及び負のオフセットによって構成されたウ ィンドウの外側（例えば左側）に出たとき、コントローラがゲームマシンによっ てポールされている間、左センサラインがあたかも左方向キーが押されている（ 即ち閉じられているまたは「活性化されている」）かのようにターンオンされる 。位置センサをウィンドウの内側に戻すことにより、左センサラインはあたかも 左方向キーが解除された（即ち開かれたまたは「非活性化された」）かのように オフ状態にリセットされる。 スライディングウィンドウモードでは、上述されたデジタルモードにおけるご とく、正の及び負のオフセットが関連するデータラインをターンオン及びターン オフさせるために用いられている。しかし、このスライディングウィンドウモー ドでは、ウィンドウの正のオン及びオフエッジは動的に設定される。例えば、コ ントローラ４０が左に傾けられたと き、新たなもしくは「現在の」原点がメモリに記憶され、窓は現在の原点に正の 及び負のオフセットを加えることによって調節される。実際、窓は左に動かされ 、ユーザはコントローラ４０を比較的わずかに動かすことによって右もしくは左 センサラインをターンオン及びターンオフさせることができる。 比例モードでは、検知された位置は「オン」期間を生み出すために用いられ、 この「オン」期間の間では、コントローラ４０は方向キーの活性化をシュミレー トし、また検知された位置は「オフ」期間を生み出すためにも用いられ、この「 オフ」期間ではコントローラ４０は方向キーの非活性化をシュミレートする。ゲ ームマシンで実施される幾つかのゲームでは、ユーザはデジタル即ち「オン／オ フ」スイッチのみを用いることによってアナログ制御信号の振幅をシュミレート することができる上述された自動車レーシングビデオゲームでは、より大きな振 幅はステアリングフォイールをより大きくきることによって表示される。アナロ グ制御信号のより大きな振幅は、既存のゲームコントローラのユーザによって、 より早くスイッチを活性化するか、もしくはより長い時間に亘ってスイッチを活 性化された状態に保つことによってシュミレートされる。 比例モードでは、コントローラ４０は、制御される装置へデジタルスイッチ、 例えば任意の方向キー４４ａから４４ｄ（第２ａ図）に対応する制御信号を伝達 することによって制御される装置を制御するための振幅情報を含むアナログ制御 信号をシミュレートする。この振幅情報は、（１）スイッチの非活性状態から活 性状態への遷移の周波数、（２）スイッチが活性状態にある時間の割合（即ちス イッチの「デユーティーサイクル」）、（３）スイッチが活性状態に保持されて いる時間の長さ、 もしくは（４）（１）から（３）の任意の組み合わせとして表現されている。シ ミュレートされたアナログ制御信号によって表される振幅情報は、検知された位 置と原点との間の差に比例する。言い換えれば、コントローラ４０が更に傾けら れた時、より頻繁に活性化されたスイッチもしくはより長い時間に亘って活性状 態に保持されたスイッチを表す信号がエミュレート（ｅｍｕｌａｔｅ）される。 振幅情報の異なる表現が、ある特定のゲームへより正確に振幅情報を伝達する ために用いられる。例えば、あるゲームでは、制御信号の振幅はある特定の時間 内でのスイッチが活性化された回数をカウントすることによって求められ、他の ゲームではスイッチが活性状態に保持されている期間の長さを測定することによ って求められる。コントローラ４０が制御される装置内で実行されているある特 定のゲームに対する振幅情報を適切に表現するためには、この制御される装置が 、コントローラ４０のマイクロコントローラ、例えば、マイクロコントローラ１ ２２（第１２図）内へ応答テーブルを予めロードしてもよい。 この応答テーブルは、おのおのの振幅の大きさに対して、デジタルスイッチに 対応しかつ特定の振幅を表す「オン」及び「オフ」信号のパターンを特定する。 コントローラ４０がポールされる度ごとに、位置センサモジュール４８ａ及び４ ８ｂのような位置センサモジュールの検知された位置が決定され、検知された位 置と原点との間の差に等しい振幅に対応するパターンがリトリーブ（ｒｅｔｒｉ ｅｖｅ）される。このリトリーブされたパターンは次に制御スイッチの活性化及 び非活性化を表す制御信号を伝達し、かつ制御される装置へ振幅情報を伝達する ために用いられる。 相対モードでは、位置センサがポールされる度ごとに、現在の検知さ れた位置と前の検知された位置との間の差が測定され、制御プロトコルに基づい て伝達される。前の検知された位置は、現在の検知された位置から減算され、相 対的運動測定値が求められる。この相対的運動測定値は、通常、マウス装置によ る制御をシミュレートするために用いられ、従って通常生み出されたマウス制御 プロトコルに基づきパーソナルコンピュータを制御するために伝達される。 絶対モードでは、位置センサの検知された位置は、制御プロトコルに基づき、 パケットとして組立られ制御される装置へ伝達される。制御される装置は、例え ば、スクリーンのカーソルの位置を制御するためにこの検知された位置を用いる 。絶対モードでは、スクリーン上のカーソルの位置は、位置センサの検知された 位置に直接対応するものである。絶対モードは、制御プロトコルがバーチャルリ アリティ制御プロトコル、例えば上述されたＶＲ状態制御プロトコルからなるバ ーチャルリアリティアプリケーションに適合するものである。 第３ａ図及び第１３ｂ図は、おのおの、二次元位置センサモジュール１５０ａ の上面図及び側面図である。ある実施例では、二次元位置センサモジュール１５ ０ａは、透明な円筒形容器１５４ａを有し、この容器１５４ａには、媒質１６２ 、例えばイソプロピルアルコール内に浮遊するリフレクタ１５８、例えば気泡を 含む。位置センサモジュール４８ａのリフレクタ５６（第３図）及び媒質６０に 関して上述されたように、二次元位置センサ１５０ａに用いるために適したその 他のリフレクタ及び媒質が用いられてもよい。容器１５４ａの下部に配置された 赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）１６６（第１３ａ図）がリフレクタ１５８を照 らし、このリフレクタ１５８は第１３ａ図及び第１３ｂ図に例示されているよう に配置された４つのフォトダイオード１７０ａから１７０ｄへ 向けて赤外線光を反射する。 二次元位置センサモジュール１５０ａが（第１３ａ図及び第１３ｂ図に例示さ れているように）水平レベル位置にあるとき、リフレクタ１５８はフォトダイオ ード１７０ａから１７０ｄの間の中央に位置し、フォトダイオード１７０ａから １７０ｄのおのおのに等しい量の光を反射する。二次元位置センサモジュル１５ ０ａが回転させられたとき、例えば、Ｘ軸（第１３ａ図）を中心として回転させ られたとき、リフレクタ１５８は静止した状態に保たれ、次に次第に第１の向か い合うフォトダイオード１７０ａ及び１７０ｂの組の間へ向けて反射する光を変 化させ、一方のフォトダイオード、例えばフォトダイオード１７０ａへの入射光 を増加させ、もう一方のフォトダイオード、例えばフォトダイオード１７０ｂへ の入射光を減少させる。Ｙ軸に関する二次元位置センサモジュール１５０ａの傾 きは、同様に、フォトダイオード１７０ｃと１７０ｄとからなる第２の一対のフ ォトダイオードへの入射光を変化させる。 その他の部分に関しては、この二次元の位置センサモジュール１５０ａは、円 筒形の位置センサモジュル４８ａ及び４８ｂ（第２ｃ図）の動作と等しい。しか し、二次元位置センサモジュール１５０ａ（第１３ａ図及び第１３ｂ図）のよう な一つの二次元位置センサモジュールは、Ｘ軸及びＹ軸の両方に対する二次元空 間内でのコントローラ４０の角度位置もしくは姿勢を検知することができる。比 較すると、２つの円筒形位置センサモジュール４８ａ及び４８ｂ（第２ｃ図）は 、Ｘ軸とＹ軸との両方に関する角度位置を検出する必要がある。多くの用途に対 して、二次元位置センサモジュール１５０ａ（第１３ａ図及び第１３ｂ図）のよ うな１つの二次元位置センサモジュールを用いることは、センサモジュル４８ａ 及び４８ｂ（第２ｃ図）のような一対の円筒形位置センサモジ ュールを用いるよりもコスト高となる。 第１３ｃ図及び第１３ｄ図は、おのおの、二次元位置センサ、即ち、二次元位 置センサモジュール１５０ｂの他の実施例の上面図及び側面図を表している。こ の二次元位置センサモジュール１５０ｂは、球形の容器ではなく半球形の容器１ ５４ｂを用いている。幾つかの用途に対しては、半球形の容器を用いたほうがよ り小型化でき、またより容易に製造できるという利点がある。この二次元位置セ ンサモジュール１５０ｂの動作は、上述された二次元位置センサモジュール１５ ０ａ（第１３ａ図及び第１３ｂ図）の動作から類推できるものである。 第１４図は、本発明に基づくレシオメトリッタデジタル増幅器１７４（本明細 書では「レシオメトリック増幅器」と呼ぶ）に対するインタフェースを行う二次 元位置センサモジュール１５０（例えば、第１３ａ図及び第１３ｂ図の二次元位 置センサモジュール１５０ａもしくは第１３ｃ図及び第１３ｄ図の二次元位置セ ンサモジュール１５０ｂ）のある実施例のブロック図である。レシオメトリック 増幅器１７４は、ワンショット単安定型として構成されたＣＭＯＳ５５５タイマ ８４（例えばアメリカ合衆国テキサス州ダラスの「Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍ ｅｎｔｓ Ｉｎｃ．」が販売している「ＴＬＣ５５５」タイマ）からなる。レシ オメトリック増幅器１７４の動作は上述されたレシオメトリック増幅器８０（第 ５図）の動作から類推できる。他の実施例では、タイマ８４（第１４図）は、レ シオメトリック増幅器８０（第５図）に関して上述されたように無安定マルチバ イブレータとして構成されている。 第１５図は、本発明に基づくコントローラの第４の実施例である、コントロー ラ４０ｄの回路のブロック図である。二次元位置センサモジュール１５０ａ（第 １３ａ図及び第１３ｂ図）もしくは二次元位置センサ モジュール１５０ｂ（第１３ｃ図及び第１３ｄ図）の何れかである二次元位置セ ンサモジュール１５０が、Ｘ軸及びＹ軸の両方に対する角度位置を検知するため にタイマ８４に接続されている。マイクロコントローラ１８０は、トランスミッ タとして構成されており、向かい合う一組のフォトダイオード１７０ａから１７ ０ｄの一組のみを活性化させる多重化された信号ＥＸＣ、ＥＸＡ、及びＥＹＣ、 ＥＹＡを供給する。例えば、マイクロコントローラ１８０は、Ｘ位置を検知する ために第１の向かい合うフォトダイオードの組１７０ａ及び１７０ｂを活性化さ せる。 マイクロコントローラ１８０は、ＥＸＣ信号を点灯させるために高レベルの電 圧（論理１）を供給し、信号ＥＸＡを点灯させるために低レベルの電圧（論理０ ）を供給することによってフォトダイオード１７０ａ及び１７０ｂを活性化させ る。Ｘ位置を検知する間、信号ＥＹＣ及びＥＹＡは高インピーダンス入力状態に 保持されている。次に、マイクロコントローラ１８０は、（１）タイマ８４をト リガしタイマ８４のピン３のＸＹ出力信号を発生させる、（２）対応するデジタ ル的にフィルタリングされたＸ位置の値を発生させる、及び（３）Ｘ位置の値を パルス幅変調された出力信号に変換する。マイクロコントローラ１８０の動作は 、上述されたマイクロコントローラ８８（第７図）の動作から類推される。次に 、マイクロコントローラ１８０（第１５図）は、信号ＥＸＣ及びＥＸＡとの活性 化から類推されるように、多重化された信号ＥＹＣ及びＥＹＡを活性化し、第２ の向かい合うフォトダイオード１７０ｃと１７０ｄの組を活性化することによっ て、Ｙ位置を検知する。Ｙ位置が検知される間、信号ＥＸＣ及びＥＸＡは高イン ピーダンス入力状態に保たれる。制御信号はマイクロコントローラ１８０のピン ３から通常の赤外線トランスミッタ１９０へ向けて出力され、この赤外線トラン スミッタ１９０ は、この制御信号を赤外線レシーバ１１０（第１１図）などの通常の赤外線レシ ーバへ伝達する。赤外線トランスミッタ１９０の動作は、上述された赤外線トラ ンスミッタ１００（第９図）の動作から類推される。 次に、復調された制御信号が、従来の技術におけるビデオゲームマシン（図示 されていない）の４つの方向キーの入力を駆動するべく用いられる。上述された ように、「拡散レーザダイオード」（例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州 クーペルティーノの「Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｎｐｏｎｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．」が販 売している「ＳＦＨ４９５Ｐ」拡散レーザダイオード）を用いることは、通常の 赤外線ＬＥＤを用いるよりも、制御信号を赤外線レシーバに伝達するために赤外 線光ビームを生み出すことに関して有利である。 マイクロコントローラ１２２のコンピュータプログラムは、ある実施例では、 アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックスの「Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｉｎｃ．」が販 売している「Ｎ６８ＨＣ７０５ＫＩＣＳ」アセンブラを用いてアセンブルされる 。各種のコンピュータプログラムは、アセンブルされてマイクロコントローラ１ ２２（第１２図）へインストールされたとき、上述されたデジタルモード、相対 モード、及び絶対モードにおのおの基づいてコントローラ４０ｃを動作させるコ ンピュータプロセスを形成する。特定のコンピュータ言語及び特定のマイクロコ ントローラを用いることは、本発明の重要な点ではない。本明細書の開示内容か らは、異なるコンピュータ言語及び／または異なるマイクロコントローラを用い て本発明を実施できることが当業者には容易に理解されよう。 本発明に基づけば、コントローラ（図示されていない）は、制御される装置２ ０４へ制御信号を伝達するために拡散レーザダイオード２０２（第１６図）を用 いる。制御される装置２０４は、制御信号を受信する ための赤外線レシーバ２０６を含む。拡散レーザダイオード２０２は、２つの異 なる位置２０２Ａ及び２０２Ｂに配置されて例示されているが、これらの２つの 位置は、コントローラの２つの異なる位置に対応し、このコントローラの２つの 位置では拡散レーザダイオード２０２はレシーバ２０６に向かうように配置され ていない。拡散レーザダイオード２０２は、赤外線光の収束されたビーム生み出 さないので、レシーバ２０６によって受け取られる信号は、拡散レーザダイオー ド２０２がレシーバ２０６へ向けられていない場合でも十分な強度を有する。従 って、レシーバ２０６によって受信された赤外線信号の強度は、拡散レーザダイ オード２０２が向けられている向きに無関係に概ね一定となる。その結果、制御 される装置２０４のＡＧＣ回路（図示されていない）は、受信される信号の強度 の変化に対するごくわずかな調節のみを必要とされ、ある場合にはこのような調 節は全く必要とされない。受信された光の強度に対するごくわずかな調節のみが 必要とされるので、ＡＧＣ回路（制御される装置２０４の）は、そのような調節 が十分に迅速に行われ、受信された信号の制御情報の損失を回避できる。 拡散レーザダイオード２０２などの拡散レーザダイオードは、非レーザＬＥＤ によって生み出された赤外線光よりも実質的に大きな強度を有する赤外線光を生 み出す。その結果、拡散レーザダイオード２０２によって伝達された赤外線信号 は、拡散レーザダイオード２０２によって放射された赤外線の拡散されたそして 収束されていない特性にもかかわらず、制御される装置２０６によって受け取ら れる。拡散レーザダイオード２０２は、通常のコントローラが制御信号を伝達で きる距離だけ離れて、制御される装置２０６へ制御信号を伝達する。 第１７図は、コントローラ３０２の拡散レーザダイオード３０４の第 ２の用途を例示している。拡散レーザダイオード３０４は、コントローラ３０２ によって用いられて、制御される装置３０６へ赤外線信号を伝達し、この制御さ れる装置３０６はレシーバ３０８によって赤外線信号を受信する。第１７図に例 示されているように、障害物３１０が、拡散レーザダイオード３０４によって放 射された赤外線光がレシーバ３０８に直接達することのないように、拡散レーザ ダイオード３０４とレシーバ３０８との間に置かれている。しかし、拡散レーザ ダイオード３０４によって放射された赤外線光は収束されていないので、矢印Ａ １の方向に伝達される赤外線光は、レシーバ３０８に向けて直接伝達される赤外 線光とほぼ等しい強度を有する。Ａ１の方向に伝達される光は物体、例えば天井 （図示されていない）によって反射され、矢印Ａ２によって表されているように レシーバ３０８に受け取られる。 ある実施例では、拡散レーザダイオード３０４と拡散レーザダイオード２０２ （第１６図）は、アメリカ合衆国カリフォルニア州クーペルティーノの「Ｓｉｅ ｍｅｎｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．」が販売している「ＳＦＨ４９５Ｐ 」拡散レーザダイオードからなる。拡散レーザダイオード２０２及び３０４は、 回路に変更を及ぼさずに通常のコントローラで用いられている通常の赤外線ＬＥ Ｄと直接置き換えることができる。制御信号をエンコードし、拡散レーザダイオ ード２０２及び３０４によってこれらの制御信号を赤外線信号として伝達する回 路（図示されていない）は、従来の公知の回路であってよい。同様に、レシーバ ２０６及び２０８において制御信号を受信しかつ赤外線信号からデコードする回 路（図示されていない）は従来のそして公知の回路であってよい。 これまでの説明は、単なる例示を意図するものであつて限定を意図す るものではない。本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定される。 これまでの説明が例示を目的とし限定を目的とするものでないことは容易に理 解される。本発明の様々な変形は、本明細書の記載から当業者には容易に思い至 るものである。従って、本発明の技術的範囲は、上述された記載に基づいて限定 されるものではなく、それらの全ての等価な技術的範囲を伴った添付の請求の範 囲に基づいて限定されるべきものである。 ある実施例の構成要素の仕様 第５図 Ｒ１ ６８０ 第５図 Ｒ２ ４７Ｋ 第５図 Ｃ２ ０．１ 第５図 Ｕ３ ＴＬＣ５５５ 第７図 Ｃ１ ０．１ ＲＣ０８０５ 第７図 Ｃ２ ０．１ ＲＣ０８０５ 第７図 Ｊ１ ６ＰＣＯＮ 第７図 Ｒ１ ６８０ ＲＣ０８０５ 第７図 Ｒ２ ４７Ｋ ＲＣ０８０５ 第７図 Ｕ３ ＴＬＣ３５５５ 第７図 Ｕ１ ＴＶ１５０１ 第７図 Ｕ２ ＴＶ１５０１ 第７図 Ｕ４ ＴＶ１６０９ 第７図 Ｙ１ ＫＢＲ３．５８ＭＫＳ ＲＥＳＯＮ３ 第９図 ＢＴ１ ３Ｖ 第９図 Ｃ１ ０．１ ＲＣ０８０５ 第９図 Ｃ２ ０．１ ＲＣ０８０５ 第９図 Ｃ３ ２２ ＳＩＺＥＣ 第９図 Ｄ２ ＮＥＣ−ＳＥ１００３ ＤＩＯＤＥ０．１ 第９図 Ｑ１ ＭＭＢＴ３９０４ ＳＯＴ２３ ３ 第９図 Ｑ２ ＭＭＢＴ４４０１ ＳＯＴ２３５ 第９図 Ｒ１ ６８０ 第９図 Ｒ２ ７３Ｋ ＲＣ０８０５ 第９図 Ｒ３ ２７０Ｋ ＲＣ０８０５ 第９図 Ｒ４ ０．８ ＲＣ０８０５ 第９図 Ｕ１ ＴＶＩ５０１ 第９図 Ｕ２ ＴＶＩ５０１ 第９図 Ｕ３ ＴＬＣ５５５ 第９図 Ｕ４ ＴＶＩ６０３Ｓ 第９図 Ｙ１ ＫＢＲ３．５８ＭＫＳ ＲＥＳＯＮ３ 第１１図 Ｃ１ ２．２ 第１１図 Ｄ１ ＬＤＨ１１１３ 第１１図 Ｄ２ １Ｎ９１４ 第１１図 Ｄ３ １Ｎ９１４ 第１１図 Ｊ１ ６ＰＣＯＮ 第１１図 Ｑ１ ＶＮ０３００Ｌ 第１１図 Ｑ２ ＶＮ０３００Ｌ 第１１図 Ｒ１ ２４Ｋ 第１１図 Ｒ２ ２Ｋ 第１１図 Ｕ１ ＧＰ１Ｕ５２Ｘ 第１１図 Ｕ２ ＴＶ１７０１ ＳＯＬ−１６ 第１１図 Ｕ３ ＴＯ−９２ ＬＰ２９５０ＣＺ−５ 第１１図 Ｙ１ ＫＢＲ３．５８ＭＫＳ ＲＥＳＯＮ３ 第１２ａ図 Ｃ１ ０．１ ＲＣ０８０５ 第１２ａ図 Ｃ２ ０．１ ＲＣ０８０５ 第１２ａ図 Ｄ１ １Ｎ９１４ 第１２ａ図 Ｄ２ １Ｎ９１４ 第１２ａ図 Ｒ１ ６８０ ＲＣ０８０５ 第１２ａ図 Ｒ２ １２０Ｋ ＲＣ０８０５ 第１２ａ図 Ｒ３ ２７０Ｋ ＲＣ０８０５ 第１２ａ図 Ｒ４ ６８０ 第１２ａ図 Ｕ１ ＴＶＩ５０１ 第１２ａ図 Ｕ２ ＴＶＩ５０１ 第１２ａ図 Ｕ３ ＴＬＣ５５５ 第１２ａ図 Ｙ１ ＫＢＲ３．５８ＭＫＳ ＲＥＳＯＮ３ 第１２ｂ図 Ｃ３ ２２ ＵＦ ＳＩＺＥ Ｃ 第１２ｂ図 Ｄ３ １Ｎ９１４ 第１２ｂ図 Ｊ１ ９ＰＣＯＮ 第１２ｂ図 Ｕ４ ＴＶＩ６０９ 第１４図 Ｃ２ ０．１ 第１４図 Ｒ１ ６８０ 第１４図 Ｒ２ ４７Ｋ 第１４図 Ｕ３ ＴＬＣ５５５ 第１５図 Ｃ２ ０．１ 第１５図 Ｒ１ ６８０ 第１５図 Ｒ２ ４７Ｋ 第１５図 Ｕ１ ＴＶＩ６１０ 第１５図 Ｕ２ ＴＬＣ５５５ 第１５図 Ｙ１ ＫＢＲ３．５８ＭＫＳDescription: A position detection controller and a method for generating a position detection control signal Related application This application is a continuation-in-part of U.S. patent application Ser. No. 08 / 076,032, filed on Jun. 15, 1993, which was filed on Dec. 5, 1991, and filed on Aug. U.S. Patent Application No. 07 / 804,240, which is U.S. Patent No. 5,339,095, issued on March 16, and US Patent Application No. 07 / 804,240, filed on April 15, 1992, and issued on June 15, 1993. It is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 07 / 868,835, which is U.S. Patent No. 5,218,771. Related technical fields of the invention The present invention relates to an improved position sensing controller for precisely controlling the movement of a distant object or device (such as a video game display) in one or two dimensions simply by tilting the handheld controller. Background art Video games are played using a video game controller called a "game pad", which operates on a gaming machine, i.e., the operation of a computer device dedicated to executing the video game. Is used to control the Game controllers have also been used to control personal computers and interactive television devices. Pressing or releasing the directional keys on the game controller has the same effect as turning the switch on and off. For example, if the game controller is used in a racing car video game, pressing the left direction key causes the racing car to change direction to the left. However, an operation based on only one of pressing and releasing the direction key makes it difficult to control the video game. The problem is easily understood when driving a car, imagine the driver turning the steering wheel to change direction slightly or pressing the push button switch instead of turning the steering wheel. it can. U.S. Pat. No. 5,059,958, "Manually Held Tilt Sensitive Non-Joystick Control Box", issued Oct. 22, 1991 to Jacobs et al. U.S. Pat. No. 6,074,838 discloses the use of a control device having a box-shaped container that can be held and tilted by the palm of the user. The user holds the control device with both palms and presses a switch driven by fingers arranged symmetrically up and down to generate an axial control signal. The actual circuit in the control device consists of a number of mercury switches that open or close depending on the degree of tilt of the control device. That is, the controller of “Jacobs” outputs a low-resolution control signal having a value selected from a limited number of discrete numerical values. Wireless electronic controllers are now used in almost every aspect of everyday life. Wireless controllers are used to control almost any type of audio / video device, including television devices, video cassette recorders (VCRs), power control boxes, stereo receivers, compact disc players, and the like. Wireless controllers have also been used to control indoor lighting fixtures, control the operation of electronic video games, and control the movement of cursors on computer displays. Typically, two types of wireless communication are used between the controller and the device being controlled: infrared signals and radio frequency signals. Infrared LEDs (Light Emitting Diodes) used in these applications typically produce focused light, ie, a narrow infrared beam. The controller transmitting the control signal by the focused infrared LED must be directed to the controlled device, and the controller and the controlled device for the control signal received by the controlled device and transmitted by the controller. Requires a visually clear straight line between Anything that interferes with this visually clear line between the controller and the controlled device, such as a person or other object moving in the space between the controller and the controlled device, is controlled from the controller. Prevents transmission of control signals to equipment. Similarly, some controllers detect movement or orientation of the controller and then transmit a control signal. Such a controller is disclosed, for example, in US Pat. No. 5,059,958 to Ja Cobs et al. In general, it is difficult to move and change the orientation of such a controller as desired while always pointing the controller at the controlled device without interrupting the reception of the control signal by the controlled device. . In many applications, interruptions in the transmission of control signals from the controller to the controlled device have considerable effects on the utilization of the controlled device. For example, interference with a control signal from a wireless controller of a video game device will affect a player's ending of the game, including premature termination of the game, especially if the player is not skilled. Similarly, interruption of control signals from a locator device, such as a mouse device, to a computer running a "drag and drop" graphic user interface causes the computer to perform an operation other than the desired operation. Sometimes. This “drag and drop” graphic user interface is well known, for example, the “Macintosh®” computer sold by “Apple Computer Inc.” of Cupertino, California, USA It is used in the "Microsoft (R) Windows (TM)" operating system sold by the "Microsoft Corporation" of Redmond, Washington, USA. An LED that produces focused light focuses and concentrates light energy as a conical beam, commonly referred to as an "aperture," which moves from the center of the aperture to the outside of the aperture. Identify the half angle that is the angle to the edge. For example, the LED 102 (FIG. 1a) focuses infrared light as an aperture 106 having a half angle 108. When the aperture 106 is directed toward the receiving photodiode 104, the intensity of the infrared light received by the photodiode 104 is relatively high. However, when the aperture 106 is not directed at the photodiode 104, as illustrated in FIG. 1b, the intensity of the infrared light received by the photodiode 104 is much lower, and the infrared light from the LED is It becomes more difficult to distinguish from infrared light. To compensate for changes in the intensity of light received by photodiode 104, photodiode 104 is typically connected to an automatic gain control (AGC) circuit (not shown). In a controller that may move, the intensity of light received by the receiving photodiode 104 or the like varies greatly. When using such a controller to convey substantially continuous control information, for example to control a video game or to use a computer running a drag and drop graphic user interface, The AGC circuit must provide quick and accurate compensation for this intensity change to avoid loss of control information. In many AGC circuits currently used, such as in controlled devices, it is not possible to compensate for changes in the intensity of the received infrared control signal with sufficient speed to avoid loss of control information. Can not. Diffused LEDs do not produce converged light, i.e. have a half angle of about 90 degrees or more. Diffuse LEDs do not require a visually distinct straight line between the controller and the device being controlled. Similarly, since the intensity of the infrared signal does not change significantly when the orientation of the diffused LED is changed, the AGC circuits currently used in many controlled devices are designed to avoid loss of control information. Even small changes in the received infrared signal can be compensated sufficiently quickly. In order to generate an infrared signal with sufficient intensity to be received by a controlled device at an effective distance, e.g., at a distance of 2 meters or more, the diffused LED must have a power above what can actually be supplied. Need. A second type used for wireless communication between a controller and a controlled device is a radio frequency (RF) signal. Controllers that use RF signals to transmit control signals to controlled devices solve many of the problems with using focused infrared signals, but are costly and complex. Disclosure of the invention According to the present invention, an improved position sensing controller for precisely controlling one- or two-dimensional movement of a distant object or device (such as a display device for a video game) simply by tilting the handheld controller. Can be. In one embodiment, the improved controller senses its own angular position or orientation (with respect to the X and Y axes) in two-dimensional space. For example, when the user tilts the controller left, right, forward, or backward, the controller outputs a digital control signal according to the newly tilted position of the controller. These digital control signals are equivalent to the control signals obtained by pressing the left, right, up, and down arrow keys of a prior art gaming controller, so that the controller is fully compatible with existing video games It is. However, unlike existing gaming controllers, controllers according to the present invention are simple, inexpensive, and provide high resolution control signals. In the racing car video game example described above, the "driver" can rotate the steering wheel by the exact amount necessary to slightly change the direction of travel of the car by tilting the controller slightly, Using a digital switch is different from turning the steering wheel by pressing or releasing the digital switch completely. The digital control signal can also control variables other than the position of the object in two-dimensional space. For example, in the example of a racing car video game, the acceleration (acceleration pedal) can be adjusted by tilting the controller forward, while the deceleration (brake pedal) can be adjusted by tilting the controller backward. According to the present invention, the controller communicates the control signal to the controlled device using a diffused laser diode. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES 1a and 1b are block diagrams of a convergent infrared LED for transmitting an infrared signal to a receiving photodiode according to the prior art. FIG. 2a is a top view of one embodiment of a controller according to the present invention. FIG. 2b is a top view of another embodiment of the controller according to the present invention. FIG. 2c shows a pair of position sensor modules for detecting the angular position or attitude of the controller with respect to the X axis and the Y axis. FIG. 3 is a top sectional view of the position sensor module. 4a, 4b, and 4c are rear, top, and side views, respectively, of a position sensor module in a miniature plastic model container. FIG. 5 is a block diagram illustrating one embodiment of a position sensor module that interfaces to a ratiometric digital amplifier. FIGS. 6a to 6b each show the trigger pulse of a ratiometric digital amplifier and three different output signals. FIG. 7 is a block diagram of one embodiment of a controller circuit according to the present invention. 8a to 8e show five different output control signals from the circuit of the controller according to the invention. FIG. 9 is a block diagram of another embodiment of the controller circuit according to the present invention. 10a and 10b illustrate one embodiment of a transmission protocol and data packets used to transmit position indication data. FIG. 11 is a block diagram of one embodiment of an infrared receiver. FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the controller circuit according to the present invention. 13a and 13b are a top sectional view and a side sectional view, respectively, of a two-dimensional position sensor module. 13c and 13d are a top sectional view and a side sectional view, respectively, of another embodiment of the two-dimensional position sensor module. FIG. 14 is a block diagram showing another embodiment of a position sensor module for interfacing with a ratiometric digital amplifier. FIG. 15 is a block diagram of another embodiment of the controller circuit according to the present invention. FIG. 16 is a block diagram of a diffused laser diode for transmitting an infrared signal to a receiving photodiode according to the present invention. FIG. 17 is a diagram illustrating transmission of an infrared signal from a diffused laser diode to a receiving photodiode according to the present invention when the visual straight line between the diffused laser diode and the photodiode is disturbed. is there. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 2a is a top view of one embodiment of a position sensing controller 40 according to the present invention, referred to herein as controller 40. The controller 40 is used to control a game machine, a television device, an interactive television device, or any device electrically controlled by a user. On the left side of the controller 40, four direction keys 44a to 44d are provided. The direction keys 44a to 44d are formed by on / off switches. In addition to the direction keys 44a to 44d, the controller 40 is provided with four control keys 44e to 44h. FIG. 2b is a top view of another embodiment of the controller, wherein controller 40-6 has additional control keys 44i-44k in addition to the direction and control keys of controller 40 (FIG. 2a). FIG. 2c illustrates a pair of position sensor modules 48a and 48b that sense the angular position or orientation of the controller 40 in a two-dimensional space with respect to the X and Y axes. Each of the position sensor modules 48a and 48b senses an angular position about one axis. In one embodiment, the axis corresponding to position sensor module 48a is substantially orthogonal to the axis corresponding to position sensor module 48b. Position sensor modules 48a and 48b are disclosed in U.S. patent application Ser. No. 08 / 076,032, filed Jun. 15, 1993, which is hereby incorporated by reference. This is equivalent to the “position detection module” illustrated in FIGS. 7 and 10 of the book. Another example of a position sensor module is described in US patent application Ser. No. 07 / 804,240, filed Dec. 5, 1991, which is hereby incorporated by reference. (Pending) and U.S. Patent No. 5,218,771 issued June 15, 1993. The outputs of the position sensor modules 48a and 48b are converted by the microcontroller to be equivalent to the modularized crosses of the directional keys 44a-44d (FIG. 2a), as described below. That is, the controller 40 can (1) use the four directional keys 44a to 44b in the manual operation mode in the same manner as a currently available game controller, and (2) perform various operations as described below. By tilting the controller 40 to output different types of control signals suitable for different applications, and by using one of a plurality of different operating modes of the microcontroller (eg, "digital mode", "sliding mode"). Window mode, proportional mode, relative mode, or absolute mode). FIG. 3 is a top sectional view of the position sensor module 48a. In this embodiment, the position sensor modules 48a and 48b are identical to each other and are sold by TV Interactive Data Corporation of San Jose, California, USA. The TVI 501 position detector (TV position) is sold by TV Interactive Data Corporation. Detector). Therefore, FIG. 3 also shows the position sensor module 48b (FIG. 2c). The position sensor module 48a (FIG. 3) includes a transparent cylindrical container 52 with a reflector 56 floating within a medium 60. In one embodiment, reflector 56 comprises air and medium 60 comprises 91% isopropyl alcohol. Alternatively, medium 60 may be light oil. Reflector 56 may be a gas, liquid, or solid. For example, the reflector 56 may be light oil floating in water used as the medium 60. Alternatively, the reflector 56 may be a reflective solid suspended in a medium 60, such as water, oil, or air. Other materials may be used to form the reflector 56 and the medium 60 as long as the following conditions are satisfied: (1) the reflector 56 and the medium 60 are separated; (2) A signal transmitted from a signal source (described below) passes through the medium 60; (3) the reflector 56 moves freely within the medium 60; (4) a reflector 56 is a signal receiver (described below). ) To reflect the signal. The operation of the position sensor module 48a is hardly affected by the size of the reflector 56. Satisfactory results are obtained when the reflector 56 is less than 10% of the volume of the cylindrical container 52, and when it is 90% or more. If the heavier of the reflector 56 and the medium 68 is less than about 30% of the volume of the cylindrical container 52, a slight delay in the signal responsive to the movement of the position sensor module 48 is observed. This generally occurs when a small reflective ball bearing is used as the reflector 56, or when a bubble occupying 70% or more of the volume of the cylindrical container 52 is used as the reflector 56. This slight delay occurs because the heavier inertia of the media 60 and the reflector 56 plays a greater role as the reflector 56 moves. At one end of the cylindrical container 52, an infrared light emitting diode (LED) 64 is provided, which transmits a signal consisting of infrared light reflected by a reflector 56 in this embodiment. The resistor R1 (FIG. 5) sets the brightness of the infrared LED 64 (FIG. 3), that is, sets the signal strength. At each end of the cylindrical container 52, photodiodes 68a and 68b are provided to receive signals reflected by the reflector 56. When the position sensor module 48a is at the horizontal level position, the reflector 56 is at a center point between the photodiodes 68a and 68b. The reflector 56 at this position becomes a reflective lens that reflects an equal amount of signal, for example, infrared light, of each of the photodiodes 68a and 68b. When the position sensor module 48 is rotated about the longitudinal axis represented by the dashed line A of the cylindrical container 52), the photodiodes 68a and 68b move relative to the stationary reflector 56. Moving. The movement of photodiodes 68a and 68b relative to reflector 56 changes the light reflected, increasing light incident on one of photodiodes 68a and 68b and decreasing light incident on the other of photodiodes 68a and 68b. . Each of the photodiodes 68a and 68b acts as a current source and generates a current proportional to the amount of light incident on each photodiode. The plug 72 seals the cylindrical container 52 holding the medium 60. FIGS. 4a, 4b, and 4c each show a position sensor module 48a housed in a miniature plastic container 76 for repeatedly and reliably aligning the infrared LED 64 and the two photodiodes 68a and 68b. FIG. 2 shows a rear view, a top view, and a side view of FIG. The infrared LED 64 and the photodiodes 68a and 68b are electrically connected by the conductive lead 78. FIG. 5 is a block diagram of one embodiment of a cylindrical position sensor module 48a interfacing with a "ratiometric amplifier" 80 (hereinafter "ratiometric amplifier") in accordance with the present invention. FIG. Ratiometric amplifier 80 includes a CMOS 555 timer 84 (see, for example, Texas Instruments, Inc. of Dallas, Texas, USA) configured as a one-shot monostable multivibrator. TLC 555 timer sold by the Company). In another embodiment, an astable multivibrator is used. The ratiometric amplifier 80 is an analog-to-digital converter with a high resolution and converts the analog output current from the photodiodes 68a and 68b of the position sensor module 48 to a micro-scale, referred to as an XY output signal and described below. It is converted into a pulse width modulated waveform supplied to the controller. The XY output signal indicates the position of the controller 40 with respect to the X axis and the Y axis with respect to a reference plane (for example, a horizontal plane). Initially, the XY output signal is output to pin 3 of timer 84 at a logic low. Next, an active low trigger pulse (FIG. 6a) is applied to pin 2 causing the XY output signal on pin 3 of timer 84 to go to a logic high and remain at a logic high while capacitor C2 is charged through resistor R2. When the voltage across capacitor C2 reaches two-thirds of the supply voltage Vcc, capacitor C2 is discharged through pin 7 of timer 84 and the XY output signal on pin 3 of timer 84 returns to a logic low. The pulse width modulated waveform obtained in this way, that is, the XY output signal is the sixth signal when the controller 40 (FIG. 2a) is horizontal and the reflector 56 (FIG. 3) is in the center position. The waveform is as shown in the figure. When the controller 40 (FIG. 2a) is tilted to a certain position, one of the position sensor modules 48a (FIG. 2c) and 48b rotates about its axis, resulting in one of the photodiodes, eg, photodiode 68a ( 5), and the amount of light incident on the other photodiode, for example, photodiode 68b, decreases. The position sensor module 48a is connected to the timer 84 such that the photodiode 68a supplies a current to the control input (pin 5) of the timer 84 and the photodiode 68b receives the current from this control input. The control input (pin 5) of the timer 84 is internally connected to a voltage divider consisting of a resistor that converts the current of the two photodiodes 68a and 68b to a control voltage. As a result, the pulse width of the XY output signal at pin 3 of timer 84 is directly proportional to the ratio (not difference) of the light incident on photodiodes 68a and 68b. When both photodiodes 68a and 68b receive equal illumination, ie, when reflector 56 (FIG. 3) is centrally located, photodiode 68b receives an amount of current equal to the current supplied by photodiode 68a. , The total current at the control input of the timer 84 (pin 5, FIG. 5) is zero. The resulting pulse width modulated XY output signal at pin 3 of the timer 84 is unaffected and has a central pulse width (not shown) determined by resistor R (FIG. 5) and capacitor C. 6c). When photodiodes 68a and 68b receive unequal amounts of incident light, ie, when reflector 56 (FIG. 3) is not centered, the total current flowing into the control input of timer 84 (pin 5, FIG. 5), or The total current flowing from the control input changes the pulse width of the XY output signal. FIG. 6d shows the XY output signal on pin 3 (FIG. 5) of timer 84 when photodiode 68a receives a greater amount of incident light than photodiode 68b, and FIG. 6b shows The XY output signal when the photodiode 68a (FIG. 5) receives a smaller amount of incident light than the photodiode 68b. The ratiometric amplifier according to the present invention, such as ratiometric amplifier 80, has the following advantages over prior art analog-to-digital converters: (a) because the circuit is independent of the supply voltage VCC, Pin 3 is an XY output signal that is proportional to the ratio (not the difference) of the light incident on photodiodes 68a and 68b, and has excellent noise immunity without the need for a reference voltage, voltage regulator, or large filtering capacitors. (B) that the XY output signal is unaffected by changes in the sensitivity of the analog converters (e.g., photodiodes 68a and 68b) used to provide the input; and (c) the XY output signal. Is a signal that drives an analog converter (eg, infrared LED 64 illuminating photodiodes 68a and 68b). Not affected by the change in the absolute value, (d) ratiometric amplifier 80, it is inexpensive compared to the conventional analog-Rejitaru converter with differential input, has the advantage that. Although the ratiometric amplifier 80 is used in the present invention to provide a digital output signal corresponding to the amount of light incident on the photodiodes 68a and 68b, the ratiometric amplifier in accordance with the present invention provides a temperature, pressure, etc. It can also be used to provide a digital output corresponding to an analog input from a transducer that detects a measurable physical variable. FIG. 7 is a block diagram of one embodiment of a controller according to the present invention, ie, the circuitry of controller 40a. For clarity, the direction keys 44a to 44d (FIG. 2a) are omitted in FIG. Two position sensor modules 48a and 48b are connected to one signal timer 84 to detect the angular position with respect to both the X axis and the Y axis. A microcontroller 88 configured as a transmitter provides multiplexed signals EX and EY that activate only one of the position sensor modules 48a and 48b to provide an input signal to the timer 84. This is because, by selectively illuminating one of the reflectors 56 (FIG. 3) of the position sensor modules 48a (FIG. 7) and 48b, for example, either the EX signal or the EY signal becomes low. It is done by illuminating when you shine. For example, the microcontroller 88 sends a low EX signal from pin 12 of the microcontroller 88 to pin 8 of the position sensor module 48a, and the signal EY is held high at this time, so that the first position sensor Activate module 48a. When activated, the position sensor module 48a detects an angular position of the position sensor module 48a with respect to a horizontal plane generated by rotation of the position sensor 48a about the X axis. This angular position is referred to herein as "X position". Next, microcontroller 88 sends a trigger pulse to pin 2 of timer 84 and measures the pulse width of the XY output signal at pin 3 of timer 84 (supplied to pin 4 of microcontroller 88). Next, the microcontroller 88 generates a row "value at the X position (corresponding to the X position)" using the digital value representing the pulse width, and digitally filters the value at the row X position to cancel camera shake. I do. In one embodiment, the row X position value is filtered by determining the average of the five most recently measured X position values. After the value of one row X position has been determined, microcontroller 88 sends a low state EY signal from pin 11 of microcontroller 88 to pin 8 of position sensor module 48b with EX held high. Thus, the second position sensor module 48b is activated, and the “Y position value” is similarly obtained. 8a to 8e show that in the proportional mode described in more detail below, the values of the X and Y positions are pulse width modulated by the microcontroller 88 on the pins 7, 8, 9 and 10 of the microcontroller 88. This shows how the output control signal is converted into the output control signal. As described in more detail below, the proportional mode is used to convey amplitude information based on a digital control protocol. FIGS. 8a to 8e show the waveforms of the output control signal of, for example, pin 9 of the microcontroller 88 when the controller 40a is initially held horizontally and then tilted to the left. FIG. 8b shows one narrow active low pulse when controller 40a is tilted slightly (eg, 10 degrees) to the left. FIG. 8e illustrates a plurality of narrow pulses that are output when the controller 40a is tilted further (eg, 20 degrees). FIG. 8d illustrates how the pulse width increases when the tilt angle to the left is increased (for example, 40 degrees). FIG. 8b shows a low state signal output when the leftward tilt angle increases to a maximum angle (eg, 70 degrees). In one embodiment, the control signals are output from pins 7, 8, 9, and 10 of microcontroller 88 and supplied to a controlled device (eg, a prior art video game machine) via a 6-pin hard connector 90. Is done. FIG. 9 is a second embodiment of a controller according to the present invention, which is a circuit block of a controller 40b that simulates a "mouse" or other pointing device used with a personal computer ("PC"). It is. For example, by tilting the controller 40b to the left, the cursor on the screen of the personal computer moves to the left. In this embodiment, the controller 40b operates in a "relative mode", which will be described in more detail below, i.e., the controller 40b is a "relative" pointing device because the position of the controller 40b is on the screen of the PC. This is because it does not directly correspond to a specific position. Instead, the angular position of controller 40b indicates the position of the cursor relative to the previous position of the cursor. In FIG. 9, the values of resistors R2 and R3 are set such that the control input (pin 5) of timer 84 is biased to one-half the power supply voltage VCC. With this circuit configuration, the timer 84 operates symmetrically with respect to the "center position" (the horizontal level position of the controller 40b) and increases the dynamic range of the timer 84. In the embodiment of FIG. 9, the microcontroller 94 outputs a control signal to the infrared transmitter 100 from its output serial port (pin 3). Infrared transmitter 100 comprises a frequency shift key oscillator modulated by the control signal output on pin 3. The pulse generated from this frequency shift key oscillator is converted into infrared light by the infrared LED “D2”. The switch S1 is a cursor enable button for operating the microcontroller 94 to select a position display function. Switches S2 and S3 are left and right mouse buttons, respectively, used to control a cursor on the screen of the PC. Microcontroller 94 uses an infrared RS-232C serial link to communicate with a host PC (not shown), ie, a PC to which controller 40b communicates data via infrared transmitter 100. For example, an infrared link transmits data modulated by a 40 kHz carrier serially at 1200 baud. A "FSK (frequency shift key)" format is used, where logic 1 is represented by a 40 kHz square wave and logic 0 is represented by 0 volts. FIG. 10a shows a transmission protocol, and FIG. 10b shows a data packet commonly used for transmitting position indication data. FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of an infrared receiving circuit used in the controller 40b (FIG. 9). The infrared receiver circuit includes an infrared receiver 110 (FIG. 11), for example, a "GB1U52X" infrared receiver sold by "Sharp Electronics Corporation" of Mawa, NJ, USA. Receive the infrared signal transmitted by FIG. The infrared receiver 110 (FIG. 11) is supplied with power from the serial port lines RTS and DTR, and the voltage of this power supply is supplied by a voltage regulator 114 (eg, “National Semiconductor Corporation” of Santa Clara, California, USA). ("LP 2950CZ" voltage regulator). Line DTR is controlled by the driver to transmit a high signal (ie, 5 to 12 volts). The line RTS normally carries a high signal, but momentarily carries a low signal (i.e., a -5 to -12 volt pulse signal). One pulse on line RTS that momentarily transmits a low signal requests an ID sequence. The diode D3 prevents the gate of the transistor Q1 from going to a negative potential when the line RTS goes low. Diode D2 buffers the input to voltage regulator 114 when line RTS goes low. Transistor Q1 isolates the input of microcontroller 118 from large voltage changes in the signal on line RTS. In FIG. 11, the infrared receiver 110 detects an infrared optical signal from the infrared transmitter 100 (FIG. 9), demodulates the transmitted optical signal, and converts the demodulated signal into a microcontroller 118 (FIG. 11). To pin 5. Microcontroller 118 provides a signal to transistor Q2 on pin 2. Transistor Q2 is a look-back switch that connects line DTR, which is always high, to line TXD so that line TXD is high when transistor Q2 is turned on. In some applications, instead of a conventional infrared LED, a "diffused laser diode" (e.g., "Siemens Components, Coopertino, CA, USA") is used to generate an infrared light beam used to transmit control signals to an infrared receiver. Inc. It is more advantageous to use a "SF H495B" diffused laser diode sold by the Company. Conventional infrared LEDs emit low intensity light that produces a directional light beam focused by a lens. When an infrared transmitter (using a conventional infrared LED) is quickly moved in one direction so that the infrared light beam passes through the infrared receiver, the infrared receiver receives the varying intensity of the infrared light beam. Become. Infrared receivers must compensate for this intensity change using "automatic potential control" to adjust the sensitivity of the infrared receiver. If the infrared transmitter is moved too quickly, this automatic potential control will not be able to respond fast enough and some of the information transmitted by the infrared will be lost. On the other hand, a "diffused laser diode" produces a diffuse beam that is not focused by the lens and is therefore non-directional. As a result, even when the infrared transmitter is moved rapidly as described above, the amount of diffused light reaching the infrared receiver is equal, and the infrared receiver does not need to use automatic gain control, No part of the transmitted information is lost. Furthermore, diffuse laser diodes are more efficient than regular infrared LEDs and produce higher intensity infrared light that is transmitted over longer distances. FIG. 12 is a block diagram of a circuit of a controller 40c which is a third embodiment of the controller of the present invention using a multiplexed button scanner. The values of resistors R2 and R3 are set such that the control input (pin 5) of timer 84 is biased to one half of power supply voltage VCC. With this circuit configuration, the timer 84 operates symmetrically about the "center position" (the horizontal level position of the controller 40c), and the dynamic range of the timer 84 is substantially increased. In the embodiment of FIG. 12, microcontroller 122 executes a computer process defined by computer instructions stored in a memory (not shown) of microcontroller 122. In one embodiment, the microcontroller 122 is based on “Mo torolla Inc., Phoenix, Arizona, USA. "XC68HC05KO" microcontroller sold by the company. In one embodiment, the computer source code for microcontroller 122 is "Motorola Inc. And is installed on the microcontroller 122 using conventional techniques. This computer process causes the microcontroller 122 to poll the controlled device (e.g., a prior art video game machine, not shown) for X and Y position values and button states. Initiated by controller 122. The controlled device is, for example, a video game machine, an interactive television device, a personal computer, or the like. The microcontroller 122 computer process produces an X position value and a Y position value as described above with respect to the microcontroller 88 (FIG. 7). The microcontroller 122 executes a computer process to provide the X and Y position values via an 8-pin hard connector 132 (FIG. 12) based on the protocol by which the controlled device receives control information. To the controlled device. This protocol is referred to herein as a "control protocol." In one embodiment, the device to be controlled comprises a Sega Genesis gaming machine sold by "Sega" of Redwood City, California, USA, the control protocol is defined for the Sega Genesis gaming machine, and the instructions are provided. Consists of a controller protocol obtained from Sega. The determination of the X and Y position values based on the computer process of the microcontroller 122 and the processing of the button operation will be described in more detail below. Preferably, the computer process of the microcontroller 122 can communicate the X and Y position values to the controlled device based on any protocol through which the control information is communicated. For example, the following description is three different protocols by which the values of the X and Y positions are communicated to the controlled device. Game controllers typically communicate with gaming machines using a specially created six-state protocol. Mouse devices typically use either a proprietary 10-state protocol or a proprietary 16-state protocol to communicate with a personal computer. The virtual reality user interface device uses a VR state (VR-state) protocol developed specifically for communication with a game machine. Each of these protocols is defined by the manufacturer of the particular controlled device to which the controller 40 is connected. After the control protocol is completed, i.e., after the microcontroller 122 has finished transmitting the X and Y position values to the controlled device, the microcontroller 122 computer process enters a position sensor routine and a button state routine. In a position sensor routine of a computer process executed by the microcontroller 122, the X and Y position values are determined as described below. The button state routine of the computer process executed by microcontroller 122 determines which of buttons 44a through 44h (FIG. 2a) is being pressed. Buttons 44a to 44H correspond to buttons S1 to S8 of controller 40c (FIG. 12). Based on the proprietary protocols used by currently available games, controller 40c is typically polled every 10 milliseconds for X and Y position values and button states. Thus, the controller 40c has enough time to determine information obtained by executing the position sensor routine and the button state routine. The position sensor routine is started by changing the lines EY / DN and EX / UP (from the output line), which, based on the control protocol, send information to each input line transmitting a high state signal. Used to communicate. This turns off the position sensor LEDs of the position sensor modules 48a and 48b, and each of the position sensor modules 48a and 48b will be tested in turn. Next, the signal from line PB (ie, pin 3 of microcontroller 122) to pin 2 of timer 84 is toggled from a high state to a low state, causing the output of timer 84 (pin 3) to go high. Set and start timer. A position sensor routine invokes the execution of a timer routine of a computer process being executed by the microcontroller 122. In this timer routine, the current time indicated by the timer clock (not shown) of microcontroller 122 is recorded as the beginning of that time. Until the signal on line XY changes from high to low, the timer routine monitors line XY (ie, pin 4) of microcontroller 122, either by interrupt or polling. The start time of the timer 84 is subtracted from the end time, and the difference is a digital representation of the "absolute" position of the first position sensor module 48a. In this way, the position sensor module 48a is measured to calculate a position value. The sequence then sets the EX line high, turning off the LED of the first position sensor 48a, and turning the EY line low to turn on the LED of the second position sensor 48b, The process is repeated in the second position sensor module 48b. Timer 84 is triggered again, the timer period is measured again, and the "absolute" position of the other sensor is calculated. For configurations using three or four sensors, this sequence is repeated for each sensor. After the position sensor modules 48a and 48b have been measured, the microcontroller 122 computer process enters a button state routine (FIG. 12). In the button state routine, data lines R, L, EX / UP, and EY / DN are each configured as input lines carrying their low state signals, and the button enable lines (ie, lines BE0 and BE1) are each enabled. (I.e., enabled), that is, configured as an output line that carries a high signal. First, line BE0 is enabled, line BE1 is held low, and data lines R, L, EX / UB, and EY / DN are read to check the state of buttons S1 through S4, then , Line BE1 is enabled, line BE0 is held low, and data lines R, L, EX / UP, and EY / DN are read to check the state of buttons S5 through S8. Thus, each of the buttons S1 to S8 is tested to determine whether the button is open or closed. The control signals representing the state of each of the buttons S1 to S8 are formatted to be sent to a gaming machine that conforms to the control protocol. At the conclusion of the position sensor and button state routine, the computer process (implemented by microcontroller 122) places microcontroller 122 in a default ready state, and the computer process attempts to poll microcontroller 122 again. The game machine enters a wait state (wait). As described above, the controller 40 (FIG. 2a) can be used to (1) use the four directional keys 44a to 44d in a manual operation mode similar to currently available game controllers, and (2) use different applications. In order to output various types of control signals to conform to the various modes of operation of the microcontroller (eg, "digital mode", "sliding window mode", "proportional mode", "relative mode", and It is operated by tilting the controller 40 using one of the "absolute modes"). In digital mode, when the sensor moves beyond the current "window", the appropriate data line is turned on. This mode of operation is analogous to the mode of operation of the prior art game controller in which the directional buttons are pressed (ie, “on” or closed) and released (ie, “off” or opened). It is in. During the power-on sequence, the position of the position sensor module is sampled and an absolute value called the "origin" is stored in memory. A positive or negative offset with respect to the origin, which correctly defines the window, is calculated and stored in memory. Each time the controller 40 is polled by a controlled device connected to the controller 40, the position sensor modules 48a and 48b (FIG. 2c) are checked as described above to determine the detected position. , The offset is checked. If the detected position is between a positive offset and a negative offset, ie, within the window, the two associated lines (eg, right and left) are turned off when the right and left arrow keys are pressed. You. When the controller 40 (FIG. 2) is tilted to the left and the detected position is outside (eg, to the left of) the window constituted by the positive and negative offsets, while the controller is being polled by the gaming machine, the left The sensor line is turned on as if the left arrow key was pressed (ie, closed or “activated”). By returning the position sensor inside the window, the left sensor line is reset to the off state as if the left arrow key had been released (ie, opened or “deactivated”). In the sliding window mode, as in the digital mode described above, positive and negative offsets are used to turn on and off the associated data lines. However, in this sliding window mode, the positive on and off edges of the window are set dynamically. For example, when controller 40 is tilted to the left, the new or "current" origin is stored in memory, and the window is adjusted by adding positive and negative offsets to the current origin. In fact, the window is moved to the left and the user can turn the right or left sensor line on and off by moving the controller 40 relatively slightly. In the proportional mode, the detected position is used to create an "on" period, during which the controller 40 simulates activation of the directional key and the detected position is "off". Also used to create a period, during which the controller 40 simulates deactivation of the directional key. In some games played on gaming machines, the user can simulate the amplitude of the analog control signal by using only a digital or "on / off" switch. Is indicated by turning the steering wheel larger. The larger amplitude of the analog control signal is simulated by the user of the existing game controller by activating the switch earlier or by keeping the switch activated for a longer period of time. In the proportional mode, the controller 40 provides amplitude information to control the controlled device by transmitting a digital switch to the controlled device, eg, a control signal corresponding to any of the directional keys 44a to 44d (FIG. 2a). Simulate analog control signals including This amplitude information includes (1) the frequency of the transition of the switch from the inactive state to the active state, (2) the percentage of time the switch is in the active state (ie, the “duty cycle” of the switch), and (3) the switch It is expressed as the length of time maintained in the active state, or as an arbitrary combination of (4) (1) to (3). The amplitude information represented by the simulated analog control signal is proportional to the difference between the detected position and the origin. In other words, when the controller 40 is tilted further, the signal representing the more frequently activated switches or the switches that have been active for a longer period of time is emulated. Different representations of the amplitude information are used to more accurately communicate the amplitude information to a particular game. For example, in some games, the amplitude of the control signal is determined by counting the number of times the switch has been activated within a certain time period, and in other games, the length of time that the switch is kept active. Is determined by measuring In order to properly represent the amplitude information for a particular game running in the device that the controller 40 is controlling, the controlled device must be a microcontroller of the controller 40, for example, microcontroller 122 (first The response table may be pre-loaded into (FIG. 12). The response table specifies, for each magnitude of the amplitude, a pattern of "on" and "off" signals corresponding to the digital switch and representing a particular amplitude. Each time the controller 40 is polled, the sensed position of a position sensor module, such as position sensor modules 48a and 48b, is determined and a pattern corresponding to an amplitude equal to the difference between the sensed position and the origin. Is retrieved (retrieve). This retrieved pattern is then used to transmit control signals indicative of activation and deactivation of the control switch and to transmit amplitude information to the controlled device. In relative mode, each time the position sensor is polled, the difference between the current sensed position and the previously sensed position is measured and communicated based on the control protocol. The previous sensed position is subtracted from the current sensed position to determine a relative motion measurement. This relative movement measurement is typically used to simulate control by a mouse device, and is thus transmitted to control a personal computer based on a mouse control protocol normally generated. In the absolute mode, the detected position of the position sensor is transmitted to a device to be assembled and controlled as a packet based on a control protocol. The controlled device uses this detected position, for example, to control the position of the cursor on the screen. In the absolute mode, the position of the cursor on the screen directly corresponds to the position detected by the position sensor. Absolute mode is one that is compatible with virtual reality applications where the control protocol consists of a virtual reality control protocol, such as the VR state control protocol described above. 3a and 13b are a top view and a side view, respectively, of the two-dimensional position sensor module 150a. In one embodiment, the two-dimensional position sensor module 150a includes a transparent cylindrical container 154a that includes a reflector 158, such as a gas bubble, suspended in a medium 162, such as isopropyl alcohol. As described above with respect to the reflector 56 (FIG. 3) and the medium 60 of the position sensor module 48a, other reflectors and media suitable for use with the two-dimensional position sensor 150a may be used. An infrared light emitting diode (LED) 166 (FIG. 13a), located at the bottom of the container 154a, illuminates the reflector 158, which includes four photos arranged as illustrated in FIGS. 13a and 13b. The infrared light is reflected from the diodes 170a to 170d. When the two-dimensional position sensor module 150a is at the horizontal level position (as illustrated in FIGS. 13a and 13b), the reflector 158 is located centrally between the photodiodes 170a to 170d and from the photodiode 170a. It reflects an amount of light equal to each of the 170d. When the two-dimensional position sensor module 150a is rotated, for example, about the X axis (FIG. 13a), the reflector 158 is kept stationary, and then gradually the first opposing photo. The light reflected towards the set of diodes 170a and 170b is varied to increase the light incident on one photodiode, eg, photodiode 170a, and to reduce the light incident on the other photodiode, eg, photodiode 170b. Decrease. Similarly, the inclination of the two-dimensional position sensor module 150a with respect to the Y-axis changes the light incident on the second pair of photodiodes including the photodiodes 170c and 170d. In other respects, this two-dimensional position sensor module 150a is equivalent to the operation of the cylindrical position sensor modules 48a and 48b (FIG. 2c). However, one two-dimensional position sensor module, such as two-dimensional position sensor module 150a (FIGS. 13a and 13b), provides the angular position or orientation of controller 40 in two-dimensional space with respect to both the X and Y axes. Can be detected. By comparison, the two cylindrical position sensor modules 48a and 48b (FIG. 2c) need to detect angular positions with respect to both the X and Y axes. For many applications, the use of one two-dimensional position sensor module, such as two-dimensional position sensor module 150a (FIGS. 13a and 13b), requires only one sensor module 48a and 48b (FIG. 2c). The cost is higher than using a pair of cylindrical position sensor modules. Figures 13c and 13d show top and side views, respectively, of another embodiment of a two-dimensional position sensor, i.e., two-dimensional position sensor module 150b. The two-dimensional position sensor module 150b uses a hemispherical container 154b instead of a spherical container. For some applications, the use of hemispherical containers has the advantage of being more compact and easier to manufacture. The operation of the two-dimensional position sensor module 150b can be inferred from the operation of the two-dimensional position sensor module 150a (FIGS. 13a and 13b) described above. FIG. 14 illustrates a two-dimensional position sensor module 150 (eg, FIG. 13a and FIG. 13b) that interfaces with a ratiometric digital amplifier 174 (referred to herein as a "ratiometric amplifier") in accordance with the present invention. FIG. 13 is a block diagram of one embodiment of a two-dimensional position sensor module 150a or two-dimensional position sensor module 150b) of FIGS. 13c and 13d. The ratiometric amplifier 174 may be a CMOS 555 timer 84 (eg, Texas Instruments Inc., Dallas, Texas, USA) configured as a one-shot monostable. "TLC555" timer sold by the Company). The operation of ratiometric amplifier 174 can be inferred from the operation of ratiometric amplifier 80 described above (FIG. 5). In another embodiment, timer 84 (FIG. 14) is configured as an astable multivibrator as described above with respect to ratiometric amplifier 80 (FIG. 5). FIG. 15 is a block diagram of a circuit of a controller 40d which is a fourth embodiment of the controller according to the present invention. The two-dimensional position sensor module 150, which is either the two-dimensional position sensor module 150a (FIGS. 13a and 13b) or the two-dimensional position sensor module 150b (FIGS. 13c and 13d), has an X-axis and a Y-axis. It is connected to a timer 84 to detect the angular position for both. Microcontroller 180 is configured as a transmitter and provides multiplexed signals EXC, EXA, and EYC, EYA that activate only one set of opposing photodiodes 170a through 170d. For example, the microcontroller 180 activates a first opposing set of photodiodes 170a and 170b to detect the X position. Microcontroller 180 supplies photodiodes 170a and 170b by providing a high level voltage (logic 1) to turn on the EXC signal and a low level voltage (logic 0) to turn on signal EXA. Activate. While detecting the X position, the signals EYC and EYA are held in a high impedance input state. Microcontroller 180 may then (1) trigger timer 84 to generate an XY output signal on pin 3 of timer 84, (2) generate a corresponding digitally filtered X position value, and ( 3) Convert the value of the X position to a pulse width modulated output signal. The operation of the microcontroller 180 can be inferred from the operation of the microcontroller 88 (FIG. 7) described above. The microcontroller 180 (FIG. 15) then activates the multiplexed signals EYC and EYA, as inferred from the activation of the signals EXC and EXA, and activates the second opposing photodiodes 170c and 170d. By activating the set, the Y position is detected. While the Y position is detected, signals EXC and EXA are kept in a high impedance input state. The control signal is output from pin 3 of microcontroller 180 to a conventional infrared transmitter 190, which transmits the control signal to a conventional infrared receiver, such as infrared receiver 110 (FIG. 11). The operation of the infrared transmitter 190 can be inferred from the operation of the infrared transmitter 100 (FIG. 9) described above. The demodulated control signal is then used to drive the inputs of four directional keys of a video game machine (not shown) in the prior art. As described above, "diffused laser diodes" (e.g., "Siemens Components, Inc., Cupertino, CA, USA"). The use of a "SFH495P" diffused laser diode sold by the Company) is more advantageous than using a conventional infrared LED for producing an infrared light beam for transmitting control signals to an infrared receiver. The computer program of the microcontroller 122 may be, in one embodiment, a Motorola Inc., Phoenix, Arizona, United States of America. Is assembled using the "N68HC705KICS" assembler marketed by the company. The various computer programs, when assembled and installed on microcontroller 122 (FIG. 12), form a computer process that operates controller 40c based on the digital, relative, and absolute modes described above, respectively. . The use of a particular computer language and a particular microcontroller is not important to the invention. Those skilled in the art will readily appreciate from the disclosure herein that the invention may be practiced with different computer languages and / or different microcontrollers. In accordance with the present invention, a controller (not shown) uses a diffused laser diode 202 (FIG. 16) to transmit control signals to the controlled device 204. The controlled device 204 includes an infrared receiver 206 for receiving a control signal. Although the diffused laser diode 202 is illustrated as being located at two different locations 202A and 202B, these two locations correspond to two different locations on the controller, where the diffused laser diode is located at two locations on the controller. 202 is not arranged to face receiver 206. Since the diffuse laser diode 202 does not produce a focused beam of infrared light, the signal received by the receiver 206 is of sufficient strength even if the diffuse laser diode 202 is not directed to the receiver 206. Therefore, the intensity of the infrared signal received by the receiver 206 is substantially constant regardless of the direction in which the diffused laser diode 202 is directed. As a result, the AGC circuit (not shown) of the controlled device 204 requires only minor adjustments to changes in received signal strength, and in some cases no such adjustments are required. Not done. Since only very small adjustments to the received light intensity are needed, the AGC circuit (of the controlled device 204) makes such adjustments quickly enough to provide the control information of the received signal. Loss can be avoided. Diffusion laser diodes, such as diffusion laser diode 202, produce infrared light having substantially greater intensity than the infrared light produced by non-laser LEDs. As a result, the infrared signal transmitted by the diffused laser diode 202 is received by the controlled device 206 despite the diffused and unfocused properties of the infrared light emitted by the diffused laser diode 202. Diffusion laser diode 202 transmits the control signal to controlled device 206 at a distance sufficient for a normal controller to transmit the control signal. FIG. 17 illustrates a second use of the diffused laser diode 304 of the controller 302. The diffused laser diode 304 is used by the controller 302 to transmit an infrared signal to a controlled device 306, which receives the infrared signal by a receiver 308. As illustrated in FIG. 17, an obstacle 310 is placed between the diffused laser diode 304 and the receiver 308 so that the infrared light emitted by the diffused laser diode 304 does not reach the receiver 308 directly. Has been. However, since the infrared light emitted by the diffused laser diode 304 is not converged, the infrared light transmitted in the direction of arrow A1 has approximately the same intensity as the infrared light transmitted directly to receiver 308. Light transmitted in the direction of A1 is reflected by an object, for example, a ceiling (not shown), and received by the receiver 308 as represented by arrow A2. In one embodiment, diffused laser diode 304 and diffused laser diode 202 (FIG. 16) are manufactured by Sie mens Components, Inc. of Cupertino, California, USA. "SFH495P" diffused laser diode marketed by the company. The diffused laser diodes 202 and 304 can be directly replaced with a normal infrared LED used in a normal controller without changing the circuit. The circuitry (not shown) that encodes the control signals and transmits these control signals as infrared signals by the diffused laser diodes 202 and 304 may be conventional, well-known circuits. Similarly, circuitry (not shown) for receiving control signals at receivers 206 and 208 and decoding from infrared signals may be conventional and known circuits. The preceding description is intended to be illustrative only and not limiting. The present invention is limited only by the appended claims. It is readily understood that the foregoing description is for the purpose of illustration, not limitation. Various modifications of the present invention will become readily apparent to those skilled in the art from the description herein. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the foregoing description, but should be limited by the appended claims with all their equivalents in scope. is there. Specifications of components of one embodiment Fig. 5 R1 680 Fig. 5 R2 47K Fig. 5 C2 0. 1 FIG. 5 U3 TLC555 FIG. 7 C1 0. 1 RC0805 FIG. 7 C2 0. 1 RC0805 FIG. 7 J1 6PCON FIG. 7 R1 680 RC0805 FIG. 7 R2 47K RC0805 FIG. 7 U3 TLC3555 FIG. 7 U1 TV1501 FIG. 7 U2 TV1501 FIG. 7 U4 TV1609 FIG. 7 Y1 KBR 58MKS RESON3 FIG. 9 BT1 3V FIG. 9 C1 0. 1 RC0805 FIG. 9 C2 0. 1 RC0805 FIG. 9 C3 22 SIZEC FIG. 9 D2 NEC-SE1003 DIODE0. 1 Fig. 9 Q1 MMBT 3904 SOT23 3 Fig. 9 Q2 MMBT 4401 SOT235 Fig. 9 R1 680 Fig. 9 R2 73K RC0805 Fig. 9 R3 270K RC0805 Fig. 9 R4 0. 8 RC0805 FIG. 9 U1 TVI501 FIG. 9 U2 TVI501 FIG. 9 U3 TLC555 FIG. 9 U4 TVI603S FIG. 9 Y1 KBR3. 58MKS RESON3 FIG. 11 C1 2. 2 Fig. 11 D1 LDH1113 Fig. 11 D2 1N914 Fig. 11 D3 1N914 Fig. 11 J1 6PCON Fig. 11 Q1 VN0300L Fig. 11 Q2 VN0300L Fig. 11 R1 24K Fig. R2 2K Fig. 11 U1 GP1U2X TV1701 SOL-16 FIG. 11 U3 TO-92 LP2950CZ-5 FIG. 11 Y1 KBR3. 58MKS RESON3 FIG. 12a C10. 1 RC0805 FIG. 12a C2 0. 1 RC0805 FIG. 12a D1 1N914 FIG. 12a D2 1N914 FIG. 12a R1 680 RC0805 FIG. 12a R2 120K RC0805 FIG. 12a R3 270K RC0805 12a FIG. FIG. 12a Y1 KBR3. 58MKS RESON3 FIG. 12b C3 22 UF SIZE C FIG. 12b D3 1N914 FIG. 12b J1 9PCON FIG. 12b U4 TVI609 FIG. 14 C2 0. 1 FIG. 14 R1 680 FIG. 14 R2 47K FIG. 14 U3 TLC555 FIG. 15 C2 0. 1 FIG. 15 R1 680 FIG. 15 R2 47K FIG. 15 U1 TVI610 FIG. 15 U2 TLC555 FIG. 15 Y1 KBR3. 58MKS

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), AU, CA, CN, JP, K R

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．位置センサモジュールであって、 信号を発生するための信号源と、 第１及び第２の信号センサと、 第１及び第２の信号センサに対して移動可能に配置されたリフレクタとを有し 、 前記第１及び第２の信号センサは、前記リフレクタからの反射された前記信号 を受信するように配置され、 前記第１の信号センサと前記第２の信号センサとが、前記第１及び第２の信号 センサに対する前記リフレクタの位置を表示するセンサ出力信号を供給するよう に接続されていることを特徴とする位置センサモジュール。 ２．前記第１及び第２の信号センサが、基準軸を画定し、 前記センサの出力信号が、前記基準軸と基準面との間の角度に関連することを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の位置センサモジュール。 ３．前記リフレクタが容器内に移動可能に配置されていることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の位置センサモジュール。 ４．前記容器が円筒形の形状を有することを特徴とする請求の範囲第３項に記載 の位置センサモジュール。 ５．前記容器が長手方向の軸を画定し、 前記長手方向の軸を中心とする前記容器の回転によって、前記リフレクタと、 前記第１及び第２の信号センサとの間の相対的な運動が引き起こされることを特 徴とする請求の範囲第３項に記載の位置センサモジュール。 ６．前記リフレクタが球形の形状を有することを特徴とする請求項１に 記載の位置センサモジュール。 ７．前記リフレクタが液体内の泡からなることを特徴とする特許請求の範囲第１ 項に記載の位置センサ。 ８．前記泡が気泡からなることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の位置 センサ。 ９．前記泡が、前記第１の液体とは異なる第２の液体からなり、 前記第１の液体が第１の濃度を有し、前記第２の液体が前記第１の濃度とは異 なる第２の濃度を有し、 前記第１及び第２の液体が前記容器内において概ね分離した状態にとどまるこ とを特徴とする請求項７に記載の位置センサ。 １０．前記センサの出力信号が、前記第１の信号センサによって受信された信号 の強さと、前記第２の信号センサに受信された信号の強さとの比に比例すること を特徴とする請求項１に記載の位置センサモジュール。 １１．コントローラであって、 請求項１に記載された位置センサモジュールと、 センサ出力信号を制御信号に変換するための、前記第１の位置センサモジュー ルと機能的に接続された信号発生器とを有することを特徴とするコントローラ。 １２．前記信号発生器が前記センサの出力信号を条件付けされた出力信号に変換 することを特徴とする請求項１１に記載のコントローラ。 １３．前記条件付けされた出力信号が、前記第１の信号センサによって受信され た信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信された前記信号の前記 強さとに比例するパルス幅を有することを特徴とする請求項１２に記載のコント ローラ。 １４．前記信号発生器が更に、 前記条件付けされた出力信号を前記制御信号に変換するマイクロコントローラ を有することを特徴とする請求項１３に記載のコントローラ。 １５．前記制御信号をレシーバに伝達する赤外線トランスミッタを更に有するこ とを特徴とする請求項１４に記載のコントローラ。 １６．前記赤外線トランスミッタが、 拡散レーザダイオードを更に有することを特徴とする請求項１５に記載のコン トローラ。 １７．前記制御信号をレシーバへ伝達するラジオ周波数トランスミッタを更に有 することを特徴とする請求項１４に記載のコントローラ。 １８．前記制御信号をレシーバへ伝達する超音波トランスミッタを更に有するこ とを特徴とする請求項１４に記載のコントローラ。 １９．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うためのデジタルモードのインタフェースを用いることを特徴する請求項 １４に記載のコントローラ。 ２０．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うためのスライディング・ウィンドウ・モードのインタフェースを用いる ことを特徴とする請求項１４に記載のコントローラ。 ２１．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための比例モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項１ ４に記載のコントローラ。 ２２．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための相対モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項１ ４に記載のコントローラ。 ２３．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための絶対モードのインタフェースを用いることを特 徴とする請求項１４に記載のコントローラ。 ２４．前記制御信号をレシーバへ伝達する赤外線トランスミッタを更に有するこ とを特徴とする請求項１１に記載のコントローラ。 ２５．前記赤外線トランスミッタが、拡散レーザダイオードを更に有することを 特徴とする請求項２４に記載のコントローラ。 ２６．前記制御信号をレシーバへ伝達するラジオ周波数トランスミッタを更に有 することを特徴とする請求項１１に記載のコントローラ。 ２７．前記制御信号をレシーバへ伝達する超音波トランスミッタを更に有するこ とをと特徴とする請求項１１に記載のコントローラ。 ２８．前記信号発生器が、制御される装置に対するコミュニケーションを行うた めのデジタルモードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項１１に記 載のコントローラ。 ２９．前記信号発生器が、制御される装置に対するコミュニケーションを行うた めのスライディング・ウィンドウ・モードのインタフェースを用いることを特徴 とする請求項１１に記載のコントローラ。 ３０．前記信号発生器が、制御される装置に対するコミュニケーションを行うた めの比例モードのインタフェースを用いることを特徴する請求項１１に記載のコ ントローラ。 ３１．前記信号発生器が、制御される装置に対するコミュニケーションを行うた めの相対モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項１１に記載の コントローラ。 ３２．前記信号発生器が、制御される装置に対するコミュニケーションを行うた めの絶対モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項１１に記載の コントローラ。 ３３．前記第１の位置センサモジュールとは異なり、かつ前記信号発生 器と機能的に接続された第２の位置センサモジュールを更に有し、 前記第２の位置センサモジュールが、 前記第１の信号とは異なる第２の信号を発生させるための、前記第１の信号源 とは異なる第２の信号源と、 第３及び第４の信号センサと、 前記第１のリフレクタとは異なりかつ第３及び第４の信号センサに対して移動 可能に配置された第２のリフレクタとを有し、 前記第３及び第４の信号センサが前記第２のリフレクタから反射された前記第 ２の信号を受信し、 前記第３及び第４の信号センサが前記第２のリフレクタから反射された前記第 ２の信号を受信するように配置されており、 前記第３の信号センサと前記第４の信号センサとが、前記第１のセンサ出力信 号とは異なりかつ前記第３及び第４の信号センサに対する前記第２のリフレクタ の位置を表示する第２のセンサ出力信号を供給するように接続されており、 前記信号発生器が、前記第２のセンサ出力信号を、前記第１の制御信号とは異 なる第２の制御信号に変換することを特徴とする請求項１１に記載のコントロー ラ。 ３４．前記第１及び第２の信号センサが、第１の基準軸を画定し、前記第３及び 第４の信号センサが第２の基準軸を画定し、 前記第１のセンサ出力信号が、前記第１の基準軸と基準面との間の角度に関連 し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第２の基準軸と基準面との間の角度に関連 することを特徴とする請求項３３に記載のコントローラ。 ３５．前記第１の基準軸が前記第２の基準軸と概ね直交することを特徴 とする請求項３４に記載のコントローラ。 ３６．前記第１のリフレクタが、第１の容器内で移動可能に配置されており、 前記第２のリフレクタが、第２の容器内で移動可能に配置されていることを特 徴とする請求項３３に記載のコントローラ。 ３７．前記第１及び第２の容器が円筒形の形状を有することを特徴とする請求項 ３６に記載のコントローラ。 ３８．前記第１の容器が第１の長手方向の軸を画定し、前記第２の容器が第２の 長手方向の軸を画定し、 前記第１の長手方向の軸を中心とする前記第１の容器の回転によって、前記第 １のリフレクタと、前記第１及び第２の信号センサとの間の相対的な運動が引き 起こされ、 前記第２の長手方向の軸を中心とする前記第２の容器の回転によって、前記第 ２のリフレクタと、前記第３及び第４の信号センサとの間の相対的な動きが引き 起こされることを特徴とする請求項３６に記載のコントローラ。 ３９．前記第１のセンサ出力信号が、前記第１の信号センサによって受信された 前記第１の信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信された前記第 １の信号の前記強さとの比に比例し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３の信号センサによって受信された前記 第２の信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信された前記第２の 信号の前記強さとの比に比例することを特徴とすることを特徴とする請求項３３ に記載のコントローラ。 ４０．前記信号発生器が、前記第１及び第２のセンサの出力信号を、第１及び第 ２の条件付けされた出力信号に、おのおの、変換することを特 徴とする請求項３９に記載のコントローラ。 ４１．前記第１の条件付けされた出力信号が、前記第１の信号センサによって受 信された前記第１の信号の前記強さによって受信された前記第１の信号の前記強 さと、前記第２の信号センサによって受信された前記第１の信号の前記強さとの 比に比例するパルス幅を有し、 前記第２の条件付けされた出力信号が、前記第３の信号センサによって受信さ れた前記第２の信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信された前 記第２の信号の前記強さとの比に比例するパルス幅を有することを特徴とする請 求項４０に記載のコントローラ。 ４２．前記信号発生器が更に、 前記第１及び第２の条件付けされた出力信号を、前記第１及び第２の制御信号 に変換するマイクロコントローラを有することを特徴とする請求項３９に記載の コントローラ。 ４３．前記信号発生器が、前記第１及び第２の信号源を交互に活性状態にするこ とによって、前記第１及び第２の位置センサを、おのおの、交互に活性状態にす ることを特徴とする請求項３３に記載のコントローラ。 ４４．位置センサモジュールであって、 信号を発生する信号源と、 第１、第２、第３、及び第４の信号センサと、 前記第１、第２、第３、及び第４の信号源に対して移動可能に配置されたリフ レクタとを有し、 前記第１、第２、第３、及び第４の信号センサが、前記リフレクタからの反射 された信号を受け取るように配置されており、 前記第１の信号源と前記第２の信号とが、前記第１及び第２の信号センサに対 する前記リフレクタの位置を表示する第１のセンサ出力信号を 供給するように接続されており、 前記第３の信号センサと第４の信号センサとが、前記第３及び第４の信号セン サに対する前記リフレクタの位置を表示する第２のセンサ出力信号を供給するよ うに接続されていることを特徴とする位置センサモジュール。 ４５．前記第１のセンサ出力信号が、前記第１の信号センサによって受信された 前記信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信された前記信号の前 記強さとの比に比例し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３の信号センサによって受信された前記 信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信された前記信号の前記強 さとの比に比例することを特徴とする請求項４４に記載の位置センサモジュール 。 ４６．前記第１及び第２の信号センサが、第１の基準軸を画定し、前記第３及び 第４の信号センサが第２の基準軸を画定し、 前記第１及び第２の基準軸を中心とする前記位置センサモジュールの前記回転 によって、前記第１及び第２の信号センサに対する、及び前記第３及び第４の信 号センサに対する前記リフレクタの動きが、各々、引き起こされることを特徴と する請求項４４に記載の位置センサモジュール。 ４７．前記リフレクタが球形の形状を有することを特徴とする請求項４４に記載 の位置センサモジュール。 ４８．前記リフレクタが非球形の形状を有することを特徴とする請求項４４に記 載の位置センサモジュール。 ４９．前記リフレクタが液体内の泡を有することを特徴とする請求項４４に記載 の位置センサモジュール。 ５０．前記リフレクタが気泡からなることを特徴とする請求項４９に記載の位置 センサモジュール。 ５１．前記泡が、前記第１の液体とは異なる第２の液体からなり、 前記第１の液体が第１の濃度を有し、前記第２の液体が前記第１の濃度とは異 なる第２の濃度を有し、 前記第１及び第２の液体が概ね分離された状態にとどまることを特徴とする請 求項４９に記載の位置センサモジュール。 ５２．前記第１及び第２の信号センサが、第１の基準軸を画定し、前記第３及び 第４の信号センサが第２の基準軸を画定し、 前記第１のセンサ出力信号が、前記第１の基準軸と基準面との間の角度に関連 し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第２の基準軸と前記基準面との間の角度に 関連することを特徴とする請求項４４に記載の位置センサモジュール。 ５３．前記第１の基準軸が前記第２の基準軸と概ね直交することを特徴とする請 求項５２に記載の位置センサモジュール。 ５４．前記リフレクタが容器内に移動可能に配置されていることを特徴とする請 求項４４に記載の位置センサモジュール。 ５５．前記容器の内側面の少なくとも一部が球面からなることを特徴とする請求 項５４に記載の位置センサモジュール。 ５６．前記リフレクタが前記容器内に移動可能に配置されており、 前記第１の基準軸と概ね直交する第１の長手方向の軸を中心とする前記容器の 回転により、前記リフレクタと前記第１及び第２の信号センサとの間の相対的な 動きが引き起こされ、 前記第２の基準軸と概ね直交する第２の長手方向の軸を中心とする前 記容器の回転により、前記第２のリフレクタと前記第３及び第４の信号センサと の間の相対的な動きが引き起こされることを特徴とする請求項５２に記載の位置 センサモジュール。 ５７．コントローラであって、 請求項４４に記載された位置センサモジュールと、 前記第１及び第２のセンサ出力信号を制御信号に変換するべく、前記位置セン サモジュールと機能的に接続された信号発生器とを有することを特徴とするコン トローラ。 ５８．前記信号発生器が、前記第２のセンサ出力信号を、前記第１の信号センサ によって受信された前記信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信 された前記信号の前記強さとの比に比例するパルス幅を有する第１の条件付けさ れた出力信号に変換し、 前記信号発生器が、前記第２のセンサ出力信号を、前記第３の信号センサによ って受信された前記信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信され た前記信号の前記強さとの比に比例するパルス幅を有する第２の条件付けされた 出力信号に変換することを特徴とする請求項５７に記載のコントローラ。 ５９．前記信号発生器が、 前記第１及び第２の条件付けされた出力信号を制御信号に変換するマイクロコ ントローラを更に有することを特徴とする請求項５８に記載のコントローラ。 ６０．前記マイクロコントローラが、制御された装置に対するコミュニケーショ ンを行うためのデジタルモードのインタフェースを用いることを特徴とする請求 項５９に記載のコントローラ。 ６１．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニ ケーションを行うためのスライディング・ウィンドウ・モードのインタフェース に用いることを特徴とする請求項５９に記載のコントローラ。 ６２．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための比例モードのインタフェースに用いることを特徴とする請求項５ ９に記載のコントローラ。 ６３．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための相対モードのインタフェースに用いることを特徴とする請求項５ ９に記載のコントローラ。 ６４．前記マイクロコントローラが、制御される装置に対するコミュニケーショ ンを行うための絶対モードのインタフェースに用いることを特徴とする請求項５ ９に記載のコントローラ。 ６５．前記信号発生器が、前記位置センサモジュールを制御し、（１）前記第１ 及び第２の信号センサと、（２）前記第３及び第４の信号センサとを交互に活性 状態にすることによって前記第１及び第２のセンサ出力信号を多重化することを 特徴とする請求項５７に記載のマイクロコントローラ。 ６６．前記制御信号をレシーバに伝達するための赤外線トランスミッタを更に有 することを特徴とする請求項５７に記載のコントローラ。 ６７．前記赤外線トランスミッタが更に、拡散レーザダイオードを有することを 特徴とする請求項６６に記載のコントローラ。 ６８．前記制御信号をレシーバへ伝達するためのラジオ周波数トランスミッタを 更に有することを特徴とする請求項５７に記載のコントローラ。 ６９．前記制御信号をレシーバに伝達するための超音波トランスミッタを更に有 することを特徴とする請求項５７に記載のコントローラ。 ７０．前記信号発生器が、制御された装置に対するコミュニケーション を行うためのデジタルモードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項 ５７に記載のコントローラ。 ７１．前記信号発生器が、制御された装置に対するコミュニケーションを行うた めのスライディング・ウィンドウ・モードのインタフェースを用いることを特徴 とする請求項５７に記載のコントローラ。 ７２．前記信号発生器が、制御された装置に対するコミュニケーションを行うた めの比例モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項５７に記載の コントローラ。 ７３．前記信号発生器が、制御された装置に対するコミュニケーションを行うた めの相対モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項５７に記載の コントローラ。 ７４．前記信号発生器が、制御された装置に対するコミュニケーションを行うた めの絶対モードのインタフェースを用いることを特徴とする請求項５７に記載の コントローラ。 ７５．信号源から信号を発生する過程と、 前記信号を第１及び第２の信号センサに対して移動可能に配置されたリフレク タによって反射させる過程と、 前記信号を第１及び第２の信号センサによって受信する過程と、 前記第１及び第２の信号センサを接続し、前記第１及び２の信号センサに対す る前記リフレクタの位置を表示するセンサ出力信号を出力する過程とを有するこ とを特徴とする方法。 ７６．前記センサ出力信号を制御信号に変換する過程を更に有することを特徴と する請求項７５に記載の方法。 ７７．前記第１のセンサ出力信号が、前記第１及び第２の信号センサによって画 定される第１の基準軸と、基準面との間の角度に直接関係する ことを特徴とする請求項７５に記載の方法。 ７８．前記センサ出力信号が、前記第１の信号センサによって受信された前記信 号の強さと、前記第２の信号センサによって受信された前記信号の強さとの比に 比例することを特徴とする請求項７５に記載の方法。 ７９．前記第１の信号センサによって受信された前記信号の前記強さと前記第２ の信号センサによって受信された前記信号の前記強さとの前記比に比例するパル ス幅を有する条件付けされた信号を発生させる過程を更に有することを特徴とす る請求項７８に記載の方法。 ８０．前記第１の信号源とは異なる第２の信号源から、前記第１の信号とは異な る第２の信号を発生させる過程と、 前記第１のリフレクタとは異なりかつ第３及び第４の信号センサに対して移動 可能に配置された第２のリフレクタによって信号を反射させる過程と、 前記第３及び第４の信号センサで前記第２の信号を受信する過程と、 前記第３及び第４の信号センサを接続し、前記第１のセンサ出力信号とは異な ると共に前記第３及び第４の信号センサに対する前記第２のリフレクタの前記位 置を表す第２のセンサ出力信号を出力する過程とを有することを特徴とする請求 項７５に記載の方法。 ８１．前記第２のセンサ出力信号をもう１つの制御信号に変換する過程を更に有 することを特徴とする請求項８０に記載の方法。 ８２．前記第１のセンサ出力信号が、前記第１及び第２の信号センサによって画 定される第１の基準軸と、基準面との間の角度に関係し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３及び第４の信号センサによって画定さ れる第２の基準軸と、前記基準面との間の角度に関係することを特徴とする請求 項８０に記載の方法。 ８３．前記第１のセンサ出力信号は、前記第１の信号センサによって受信された 前記第１の信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信された前記第 １の信号の前記強さとの前記比に比例し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３の信号センサによって受信された前記 第２の信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信された前記第２の 信号の前記強さとの前記比に比例することを特徴とする請求項８０に記載の方法 。 ８４．前記第１の信号センサによって受信された前記第１の信号の前記強さと、 前記第２の信号センサによって受信された前記第１の信号の前記強さとの前記比 に比例するパルス幅を有する第１の条件付けされた信号を発生する過程と、 前記第３の信号センサによって受信された前記第２の信号の前記強さと、前記 第４の信号センサによって受信された前記第２の信号の前記強さとの前記比に比 例するパルス幅を有する第２の条件付けされた信号を発生させる過程とを更に有 することを特徴とする請求項８３に記載の方法。 ８５．信号源からの信号を発生させる過程と、 前記信号を、第１、第２、第３、及び第４の信号センサに対して移動可能に配 置されたリフレクタから反射させる過程と、 前記第１、第２、第３、及び第４の信号センサによって前記信号を受信する過 程と、 前記信号センサを接続して、前記第１及び第２の信号センサに対する前記リフ レクタの前記位置を表示する第１のセンサ出力信号を出力する過程と、 前記第３及び第４の信号センサを接続して、前記第３及び第４の信号 センサに関する前記リフレクタの前記位置を表示する第２のセンサ出力信号を出 力する過程とを有することを特徴とする方法。 ８６．前記第１及び第２のセンサ出力信号を制御信号に変換する過程を更に有す ることを特徴とする請求項８５に記載の方法。 ８７．前記第１のセンサ出力信号が、前記第１及び第２の信号センサによって画 定される第１の基準軸と、基準面との間の角度に関連し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３及び第４の信号センサによって画定さ れる第２の基準軸と、前記基準面との間の角度に関連することを特徴とする請求 項８５に記載の方法。 ８８．前記第１のセンサ出力信号は、前記第１の信号センサによって受信される 前記信号の前記強さと、前記第２の信号センサによって受信される前記信号の前 記強さとの前記比に比例し、 前記第２のセンサ出力信号が、前記第３の信号センサによって受信された前記 信号の前記強さと、前記第４の信号センサによって受信された前記信号の前記強 さとの前記比に比例することを特徴とする請求項８５に記載の方法。 ８９．前記第１の信号センサによって受信された前記信号の前記強さと、前記第 ２の信号センサによって受信された前記信号の前記強さとの前記比に比例するパ ルス幅を有する第１の条件付けされた信号を発生させる過程と、 前記第３の信号センサによって受信された前記信号の前記強さと、前記第４の 信号センサによって受信された前記信号の前記強さとの前記比に比例するパルス 幅を有する第２の条件付けされた信号を発生する過程とを更に有することを特徴 とする請求項８８に記載の方法。 ９０．コントローラであって、 前記コントローラの位置を表す位置信号を発生させる位置表示回路と、 前記位置検知回路と接続され、前記位置信号を、制御される装置に機能的に接 続されたワイヤレスレシーバに伝達すると共に、拡散データダイオードを有する ワイヤレストランスミッタとを有することを特徴とするコントローラ。 ９１．位置検知回路であって、 第１の信号を受信する第１のセンサと、 第２の信号を受信する第２のセンサと、 前記第１のセンサによって受信された第１の信号の強さと、前記第２のセンサ によって受信された前記第２の信号の強さとの比に比例するレシオメトリック出 力信号を発生させるレシオメトリック増幅器とを有することを特徴とする位置検 知回路。 ９２．前記レシオメトリック出力信号が、前記第１のセンサによって受信された 前記第１の信号の前記強さと、前記第２のセンサによって受信された前記第２の 信号の前記強さとの比に比例するパルス幅を有するデジタル信号からなることを 特徴とする請求項９１に記載の位置検知回路。 ９３．制御される装置へ、光信号としてエンコードされた制御信号を伝達するコ ントローラであって、 拡散レーザダイオードからなるコントローラ。 ９４．前記光信号が拡散された信号からなることを特徴とする請求項９３に記載 のコントローラ。 ９５．制御される装置へ制御信号を伝達する方法であって、 光信号を伝達するための拡散レーザダイオードを用いる過程を有することを特 徴とする方法。 ９６．前記光信号が拡散された信号からなることを特徴とする請求項９ ５に記載の方法。 ９７．前記制御される装置に光信号を受信させる過程を更に有することを特徴と する請求項９５に記載の方法。[Claims] 1. A position sensor module,   A signal source for generating a signal;   First and second signal sensors;   A reflector movably disposed with respect to the first and second signal sensors. ,   The first and second signal sensors are configured to reflect the signal reflected from the reflector. Is arranged to receive the   The first signal sensor and the second signal sensor are connected to the first and second signals; Providing a sensor output signal indicative of the position of the reflector with respect to a sensor; A position sensor module, which is connected to: 2. The first and second signal sensors define a reference axis;   The output signal of the sensor is related to an angle between the reference axis and a reference plane. The position sensor module according to claim 1, characterized in that: 3. The said reflector is movably arrange | positioned in a container, The claim characterized by the above-mentioned. Item 3. The position sensor module according to Item 1. 4. 4. The container according to claim 3, wherein said container has a cylindrical shape. Position sensor module. 5. The container defines a longitudinal axis;   By the rotation of the container about the longitudinal axis, the reflector, Note that relative movement between the first and second signal sensors is caused. 4. The position sensor module according to claim 3, wherein the position sensor module comprises: 6. 2. The method according to claim 1, wherein the reflector has a spherical shape. The position sensor module according to any one of the preceding claims. 7. 2. The method according to claim 1, wherein said reflector comprises a foam in a liquid. The position sensor according to the paragraph. 8. 8. The position according to claim 7, wherein said foam comprises air bubbles. Sensor. 9. The foam comprises a second liquid different from the first liquid;   The first liquid has a first concentration and the second liquid is different from the first concentration. Having a second concentration of   The first and second liquids remain substantially separated within the container; The position sensor according to claim 7, wherein: 10. An output signal of the sensor is a signal received by the first signal sensor. Is proportional to the ratio of the intensity of the signal received by the second signal sensor to the intensity of the signal received by the second signal sensor. The position sensor module according to claim 1, wherein: 11. A controller,   A position sensor module according to claim 1,   A first position sensor module for converting a sensor output signal into a control signal; And a signal generator operatively connected to the controller. 12. The signal generator converts an output signal of the sensor into a conditioned output signal The controller according to claim 11, wherein 13. The conditioned output signal is received by the first signal sensor The strength of the signal and the signal of the signal received by the second signal sensor. 13. The controller according to claim 12, having a pulse width proportional to the intensity. roller. 14． The signal generator further comprises:   Microcontroller for converting the conditioned output signal to the control signal The controller according to claim 13, comprising: 15. An infrared transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller according to claim 14, wherein: 16. The infrared transmitter,   The capacitor of claim 15, further comprising a diffused laser diode. Trolla. 17． A radio frequency transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller of claim 14, wherein 18. An ultrasonic transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller according to claim 14, wherein: 19. The microcontroller communicates with a controlled device. Using a digital mode interface for performing the communication. 15. The controller according to 14. 20. The microcontroller communicates with a controlled device. Use a sliding window mode interface to perform The controller according to claim 14, wherein: 21. The microcontroller communicates with a controlled device. 2. The method according to claim 1, further comprising using a proportional mode interface for performing the operation. 4. The controller according to 4. 22. The microcontroller communicates with a controlled device. 2. The method according to claim 1, wherein a relative mode interface for performing the operation is used. 4. The controller according to 4. 23. The microcontroller communicates with a controlled device. The use of an absolute mode interface to perform 15. The controller according to claim 14, wherein the controller comprises: 24. An infrared transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller according to claim 11, wherein: 25. The infrared transmitter further comprises a diffused laser diode. The controller of claim 24, wherein 26. A radio frequency transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller according to claim 11, wherein 27. An ultrasonic transmitter for transmitting the control signal to a receiver; The controller according to claim 11, wherein: 28. The signal generator communicates with a controlled device. 12. The digital mode interface according to claim 11, wherein On the controller. 29. The signal generator communicates with a controlled device. Feature of using sliding window mode interface The controller according to claim 11, wherein 30. The signal generator communicates with a controlled device. 12. The method according to claim 11, wherein an interface in a proportional mode is used. Controller. 31. The signal generator communicates with a controlled device. 12. The method of claim 11, wherein a relative mode interface is used. controller. 32. The signal generator communicates with a controlled device. 12. The method according to claim 11, wherein an absolute mode interface is used. controller. 33. Different from said first position sensor module and said signal generation A second position sensor module operatively connected to the container;   The second position sensor module comprises:   A first signal source for generating a second signal different from the first signal; A second signal source different from   Third and fourth signal sensors;   Different from the first reflector and moving with respect to the third and fourth signal sensors A second reflector operably disposed,   The third and fourth signal sensors reflect the second signal reflected from the second reflector. 2 signal,   The third and fourth signal sensors reflect the second signal reflected from the second reflector. 2 are arranged to receive the two signals,   The third signal sensor and the fourth signal sensor are connected to the first sensor output signal. The second reflector, different from the first signal and for the third and fourth signal sensors Connected to provide a second sensor output signal indicating the position of   The signal generator outputs the second sensor output signal differently from the first control signal. The controller according to claim 11, wherein the control signal is converted into a second control signal. La. 34. The first and second signal sensors define a first reference axis, and the third and second signal sensors A fourth signal sensor defines a second reference axis;   The first sensor output signal is related to an angle between the first reference axis and a reference plane. And   The second sensor output signal is related to an angle between the second reference axis and a reference plane 34. The controller according to claim 33, wherein: 35. The first reference axis is substantially orthogonal to the second reference axis. The controller according to claim 34, wherein: 36. The first reflector is movably disposed within the first container;   It is characterized in that the second reflector is movably arranged in the second container. 34. The controller according to claim 33, wherein 37. The first and second containers have a cylindrical shape. 36. The controller according to 36. 38. The first container defines a first longitudinal axis, and the second container is a second container. Define a longitudinal axis,   The rotation of the first container about the first longitudinal axis causes the first container to rotate. The relative movement between the first reflector and the first and second signal sensors is reduced. Awakened,   The rotation of the second container about the second longitudinal axis causes the second container to rotate. Relative movement between the second reflector and the third and fourth signal sensors is reduced. 37. The controller of claim 36, wherein the controller is awakened. 39. The first sensor output signal is received by the first signal sensor The strength of the first signal and the second signal received by the second signal sensor. 1 is proportional to the ratio of the signal to the strength,   The second sensor output signal is received by the third signal sensor; The strength of a second signal and the second signal received by the fourth signal sensor. 34. The signal according to claim 33, wherein the ratio is proportional to a ratio of the signal to the strength. A controller as described in. 40. The signal generator converts output signals of the first and second sensors into first and second signals. 2 to convert the output signal to the conditioned output signal. 40. The controller according to claim 39, wherein the controller comprises: 41. The first conditioned output signal is received by the first signal sensor. The strength of the first signal received by the strength of the first signal transmitted And the strength of the first signal received by the second signal sensor. Has a pulse width proportional to the ratio,   The second conditioned output signal is received by the third signal sensor. The strength of the second signal obtained and the signal received by the fourth signal sensor. A pulse width proportional to a ratio of the second signal to the intensity. 41. The controller according to claim 40. 42. The signal generator further comprises:   Combining the first and second conditioned output signals with the first and second control signals 40. The method of claim 39, comprising a microcontroller for converting controller. 43. The signal generator alternately activates the first and second signal sources. Respectively, causing the first and second position sensors to be activated alternately, respectively. 34. The controller according to claim 33, wherein: 44. A position sensor module,   A signal source for generating a signal;   First, second, third, and fourth signal sensors;   A riff movably disposed with respect to the first, second, third, and fourth signal sources; And a rectifier,   The first, second, third, and fourth signal sensors are configured to reflect light from the reflector. Is arranged to receive the signal   The first signal source and the second signal are coupled to the first and second signal sensors. A first sensor output signal indicating the position of the reflector Connected to supply,   The third signal sensor and the fourth signal sensor are connected to the third and fourth signal sensors. Providing a second sensor output signal indicating the position of the reflector with respect to the A position sensor module, which is connected as follows. 45. The first sensor output signal is received by the first signal sensor The strength of the signal and before the signal received by the second signal sensor In proportion to the strength of writing,   The second sensor output signal is received by the third signal sensor; The strength of the signal and the strength of the signal received by the fourth signal sensor. 45. The position sensor module according to claim 44, wherein the ratio is proportional to . 46. The first and second signal sensors define a first reference axis, and the third and second signal sensors A fourth signal sensor defines a second reference axis;   The rotation of the position sensor module about the first and second reference axes To the first and second signal sensors and to the third and fourth signals. Movement of the reflector relative to the number sensor is caused, respectively. 45. The position sensor module according to claim 44. 47. 45. The reflector of claim 44, wherein the reflector has a spherical shape. Position sensor module. 48. 45. The reflector of claim 44, wherein the reflector has a non-spherical shape. On-board position sensor module. 49. 45. The reflector of claim 44, wherein the reflector has bubbles in a liquid. Position sensor module. 50. 50. The position of claim 49, wherein said reflector comprises a bubble. Sensor module. 51. The foam comprises a second liquid different from the first liquid;   The first liquid has a first concentration and the second liquid is different from the first concentration. Having a second concentration of   Wherein the first and second liquids remain substantially separated. 50. The position sensor module according to claim 49. 52. The first and second signal sensors define a first reference axis, and the third and second signal sensors A fourth signal sensor defines a second reference axis;   The first sensor output signal is related to an angle between the first reference axis and a reference plane. And   The second sensor output signal is determined by an angle between the second reference axis and the reference plane. 45. The position sensor module according to claim 44, wherein the module is related. 53. The first reference axis is substantially orthogonal to the second reference axis. 53. The position sensor module according to claim 52. 54. Wherein the reflector is movably arranged in the container. 45. The position sensor module according to claim 44. 55. At least a part of the inner surface of the container has a spherical surface. Item 55. The position sensor module according to Item 54. 56. The reflector is movably disposed in the container,   The container centered on a first longitudinal axis substantially perpendicular to the first reference axis; The rotation causes a relative movement between the reflector and the first and second signal sensors. Movement is triggered,   Before a second longitudinal axis that is generally perpendicular to the second reference axis The rotation of the container causes the second reflector, the third and fourth signal sensors to 53. The position of claim 52 wherein a relative movement between is caused. Sensor module. 57. A controller,   A position sensor module according to claim 44,   The position sensor is used to convert the first and second sensor output signals into control signals. A signal generator operatively connected to the Trolla. 58. The signal generator outputs the second sensor output signal to the first signal sensor. The strength of the signal received by the second signal sensor A first conditioned signal having a pulse width proportional to a ratio of said signal to said strength Output signal,   The signal generator outputs the second sensor output signal to the third signal sensor. And the strength of the signal received by the fourth signal sensor. A second conditioned having a pulse width proportional to the ratio of the signal to the strength The controller according to claim 57, wherein the controller converts the signal into an output signal. 59. The signal generator comprises:   A microcomputer for converting the first and second conditioned output signals into a control signal; The controller of claim 58, further comprising a controller. 60. The microcontroller communicates with a controlled device. Using a digital mode interface for performing 60. The controller according to item 59. 61. The microcontroller communicates with a device to be controlled. Windowing mode interface for application The controller according to claim 59, wherein the controller is used for: 62. The microcontroller communicates with a controlled device. 6. The method according to claim 5, wherein the interface is used for an interface of a proportional mode for performing the operation. 9. The controller according to 9. 63. The microcontroller communicates with a controlled device. 6. The method according to claim 5, wherein the interface is used for an interface of a relative mode for performing the operation. 9. The controller according to 9. 64. The microcontroller communicates with a controlled device. 6. An interface in an absolute mode for performing an operation. 9. The controller according to 9. 65. The signal generator controls the position sensor module, and (1) the first And the second signal sensor and (2) the third and fourth signal sensors are alternately activated. Multiplexing the first and second sensor output signals by placing 58. The microcontroller according to claim 57, wherein 66. An infrared transmitter for transmitting the control signal to a receiver; 58. The controller according to claim 57, wherein 67. The infrared transmitter further comprises a diffused laser diode. 70. The controller of claim 66, wherein the controller comprises: 68. A radio frequency transmitter for transmitting said control signal to a receiver. The controller of claim 57, further comprising: 69. An ultrasonic transmitter for transmitting the control signal to a receiver; 58. The controller according to claim 57, wherein 70. Said signal generator communicates with a controlled device Using a digital mode interface for performing 57. The controller according to 57. 71. The signal generator communicates with a controlled device. Feature of using sliding window mode interface The controller according to claim 57, wherein 72. The signal generator communicates with a controlled device. The method of claim 57, wherein a proportional mode interface is used. controller. 73. The signal generator communicates with a controlled device. The method of claim 57, wherein a relative mode interface is used. controller. 74. The signal generator communicates with a controlled device. The method of claim 57, wherein an absolute mode interface is used. controller. 75. Generating a signal from the signal source;   Reflector movably disposing the signal with respect to first and second signal sensors The process of reflection by the   Receiving the signal by first and second signal sensors;   The first and second signal sensors are connected, and the first and second signal sensors are connected to each other. Outputting a sensor output signal indicating a position of the reflector. And the method characterized by the above. 76. Converting the sensor output signal into a control signal. 78. The method of claim 75, wherein: 77. The first sensor output signal is imaged by the first and second signal sensors. Directly related to the angle between the first reference axis defined and the reference plane 78. The method of claim 75, wherein: 78. The sensor output signal is the signal received by the first signal sensor. Signal strength to the strength of the signal received by the second signal sensor. The method of claim 75, wherein the method is proportional. 79. The strength of the signal received by the first signal sensor and the second A pulse proportional to the ratio of the signal received by the signal sensor to the strength. Generating a conditioned signal having a source width. 79. The method of claim 78. 80. A second signal source different from the first signal source and a different signal from the first signal source; Generating a second signal,   Different from the first reflector and moving with respect to the third and fourth signal sensors Reflecting a signal by a second reflector, which is arranged as possible;   Receiving the second signal by the third and fourth signal sensors;   The third and fourth signal sensors are connected and different from the first sensor output signal. And the position of the second reflector with respect to the third and fourth signal sensors. Outputting a second sensor output signal representing the position of the sensor. Item 75. The method according to Item 75. 81. Converting the second sensor output signal into another control signal. 81. The method of claim 80, comprising: 82. The first sensor output signal is imaged by the first and second signal sensors. The angle between the first reference axis defined and the reference plane,   The second sensor output signal is defined by the third and fourth signal sensors. A second reference axis to be set and an angle between the reference plane and the reference plane. Item 80. The method according to Item 80. 83. The first sensor output signal is received by the first signal sensor The strength of the first signal and the second signal received by the second signal sensor. 1 is proportional to the ratio of the signal to the strength and   The second sensor output signal is received by the third signal sensor; The strength of a second signal and the second signal received by the fourth signal sensor. 81. The method of claim 80, wherein the ratio is proportional to the ratio of the signal to the strength. . 84. Said strength of said first signal received by said first signal sensor; The ratio of the first signal received by the second signal sensor to the strength of the first signal; Generating a first conditioned signal having a pulse width proportional to   The strength of the second signal received by the third signal sensor; A ratio of the second signal received by the fourth signal sensor to the strength of the second signal; Generating a second conditioned signal having an exemplary pulse width. 84. The method of claim 83, comprising: 85. Generating a signal from the signal source;   Distributing the signal movably with respect to the first, second, third, and fourth signal sensors; A process of reflecting from the placed reflector,   Receiving the signal by the first, second, third, and fourth signal sensors; About   Connecting said signal sensor and providing said lift for said first and second signal sensors; Outputting a first sensor output signal indicating the position of the lector;   Connecting the third and fourth signal sensors to form the third and fourth signals; A second sensor output signal indicating the position of the reflector with respect to a sensor is provided. Applying force. 86. Converting the first and second sensor output signals into a control signal. 86. The method of claim 85, wherein: 87. The first sensor output signal is imaged by the first and second signal sensors. Related to an angle between a first reference axis defined and a reference plane,   The second sensor output signal is defined by the third and fourth signal sensors. And an angle between said second reference axis and said reference plane. Item 85. The method according to Item 85. 88. The first sensor output signal is received by the first signal sensor The strength of the signal and before the signal received by the second signal sensor Proportional to the ratio with the writing strength,   The second sensor output signal is received by the third signal sensor; The strength of the signal and the strength of the signal received by the fourth signal sensor. 86. The method of claim 85, wherein the ratio is proportional to the ratio 89. The strength of the signal received by the first signal sensor; A signal proportional to the ratio of the signal received by the second signal sensor to the strength. Generating a first conditioned signal having a pulse width;   The strength of the signal received by the third signal sensor; A pulse proportional to the ratio of the signal received by the signal sensor to the strength Generating a second conditioned signal having a width. 89. The method of claim 88. 90. A controller,   A position display circuit for generating a position signal representing the position of the controller;   Connected to the position sensing circuit to functionally connect the position signal to a controlled device. To a connected wireless receiver and have a spreading data diode A controller comprising: a wireless transmitter. 91. A position detection circuit,   A first sensor for receiving a first signal;   A second sensor for receiving a second signal;   The strength of a first signal received by the first sensor and the second sensor Ratiometric output proportional to the ratio of the second signal received by And a ratiometric amplifier for generating a force signal. Knowledge circuit. 92. The ratiometric output signal is received by the first sensor The strength of the first signal and the second signal received by the second sensor. Comprising a digital signal having a pulse width proportional to the ratio of the signal to said strength. 92. The position detection circuit according to claim 91, wherein: 93. A command for transmitting a control signal encoded as an optical signal to a controlled device. A controller,   Controller consisting of a diffused laser diode. 94. 95. The optical signal of claim 93, wherein the optical signal comprises a spread signal. Controller. 95. A method of transmitting a control signal to a device to be controlled, comprising:   Having a process using a diffused laser diode to transmit optical signals. How to sign. 96. 10. The optical signal according to claim 9, wherein the optical signal comprises a spread signal. 5. The method according to 5. 97. Further comprising the step of causing the controlled device to receive an optical signal. 97. The method of claim 95, wherein
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