WO2022107259A1 - 情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラム - Google Patents

情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラム Download PDF

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magnetic field
information processing
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孝文 青木
考師 岡村
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任天堂株式会社
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/015—Force feedback applied to a joystick

Definitions

  • the present invention relates to an information processing system including at least a controller having an operator such as a button or a stick, a controller, an information processing method, and an information processing program.
  • controllers equipped with controls such as buttons and sticks have been known.
  • an object of the present invention is to provide an information processing system, a controller, an information processing method, and an information processing program that can improve the amount and feeling of information received by a user when operating an operator.
  • An example of the configuration is a stick that is displaced from the initial position by user operation, a return force addition part that applies a return force that returns the displaced stick position to the initial position, and a stick whose viscosity changes according to the strength of the magnetic field.
  • Controls a controller equipped with a resistance part using a magnetic viscous fluid that acts as a resistance when shifting from the initial position to the initial position, a magnetic field generating part that applies a magnetic field to the magnetic viscous fluid, and a magnetic field generating part. It is an information processing system equipped with a possible circuit. The circuit changes the strength of the magnetic field so that when the displacement direction of the stick is in the direction approaching the initial position, the viscosity is higher than in the case where the displacement direction is away from the initial position. Let me.
  • the circuit may change the viscosity of the ferrofluid by controlling the amplitude, frequency, and application time of the current applied to the magnetic field. Further, when the displacement direction is a direction approaching the initial position, the viscosity may be controlled to be increased by increasing the amplitude or application time as compared with the case where the displacement direction is away from the initial position. good.
  • the displacement direction of the stick is the direction approaching the initial position, it will be the same direction as the return force.
  • the return force is applied in the opposite direction. Therefore, in the former case, it is possible to suppress the variation in the resistance feeling between the two by increasing the viscosity and increasing the resistance feeling as compared with the latter case.
  • the return force adding means may be configured so that the return force increases as the position of the stick is farther from the initial position. Then, in the circuit, when the displacement direction of the stick is a direction away from the initial position, the amplitude or the application time may be reduced as the position of the stick becomes farther from the initial position.
  • the viscosity can be balanced with the restoring force by reducing the viscosity as the distance from the initial position increases.
  • the circuit may change the viscosity of the amplitude, frequency, and application time by changing the amplitude and / or the application time without changing the frequency.
  • the viscosity of the magnetic viscous fluid when the viscosity of the magnetic viscous fluid is changed by using the amplitude, frequency, and application time of the current applied to the magnetic field, the current amplitude and / or the application time are adjusted while the frequency remains constant. By doing so, control is performed to change the viscosity.
  • the operation feeling associated with the adjustment should be constant to some extent. It is possible to prevent the user from feeling a big change.
  • the circuit may be changed so as to increase the viscosity by increasing the amplitude and keeping or decreasing the application time.
  • the controller may further include a direction detection unit that detects the displacement direction of the stick. Then, the strength of the magnetic field may be changed based on the displacement direction detected by the direction detection unit.
  • the controller is information output from system software for controlling an information processing system or a predetermined application operating on the information processing system, and specifies the viscous state of the magnetic viscous fluid.
  • the viscosity designation information which is the information to be used, may be corrected based on the detection direction, and the strength of the magnetic field may be changed based on the corrected viscosity designation information.
  • the controller may further include a library storage unit that stores a preset library in which a plurality of information indicating the viscosity in which a predetermined viscosity state is realized can be included as a preset. Further, based on the information for specifying one of the presets output from the system software for controlling the information processing system or the predetermined application running on the information processing system, the predetermined preset corresponding to the specified preset is specified. Information indicating the viscosity of the may be obtained from the preset library. Then, the acquired information may be corrected based on the detection direction, and the strength of the magnetic field may be changed based on the corrected viscosity designation information.
  • the viscosity can be set simply by specifying a preset. As a result, the burden on the developer of the application or the like can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an information processing system 1.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the internal configuration of the information processing apparatus main body 2.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the internal configuration of the controller 4.
  • FIG. 4 is a perspective view of the stick device.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the positional relationship of each part of the stick device.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship of each part of the stick device.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the positional relationship of each part of the stick device.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration example of the MRF unit.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing the internal configuration of the analog stick 42.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the software hierarchy.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the software hierarchy.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the range of motion information.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the range of motion information.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the control pattern A.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the control pattern B.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the control pattern C.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the control pattern D.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the principle of control in the first embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the principle of control in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the principle of control in the second embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the principle of control in the second embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the principle of control in the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an information processing system according to the present embodiment.
  • the information processing system 1 includes an information processing apparatus main body 2, a monitor 3, and a controller 4.
  • predetermined information processing is executed in the information processing apparatus main body 2, and predetermined images and sounds generated as a result of the processing are output to the monitor 3.
  • the controller 4 has a built-in communication unit capable of wireless communication, and is used by being wirelessly connected to the information processing apparatus main body 2.
  • the information processing apparatus main body 2 and the controller 4 may be connected by wire.
  • Data indicating the contents of the user's operation performed on the controller 4 is transmitted from the controller 4 to the information processing apparatus main body 2. Further, data for controlling the operation of the controller 4 is also transmitted from the information processing apparatus main body 2 to the controller 4.
  • the controller control unit (described later) built in the controller 4 performs various controls of the controller 4 including transmission / reception of such data.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the internal configuration of the information processing apparatus main body 2.
  • the information processing apparatus main body 2 includes a processor 11.
  • the processor 11 is a circuit for controlling the information processing apparatus main body 2.
  • the processor 11 executes various kinds of information processing executed in the information processing apparatus main body 2. For example, it may be configured only by a CPU (Central Processing Unit), or may be configured by a System (System-on-a-chip) including a plurality of functions such as a CPU function and a GPU (Graphics Processing Unit) function. ..
  • the processor 11 executes various information processing by executing an information processing program (for example, a predetermined application program) stored in the storage unit 12.
  • the storage unit 12 may be, for example, an internal storage medium such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory), or may be configured to use an external storage medium or the like installed in a slot (not shown).
  • the video / audio output unit 14 is electrically connected to the processor 11 and outputs various images and sounds generated as a result of information processing executed by the processor 11 to the monitor 3.
  • the controller communication unit 13 is connected to the processor 11.
  • the controller communication unit 13 is for transmitting and receiving various data to and from the controller 4 that is wirelessly connected.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the internal configuration of the controller 4.
  • the controller 4 includes a controller control unit 41, an analog stick 42, and a digital button unit 44.
  • the controller 4 of the present embodiment will be described with an example of including only one analog stick 42, but in other embodiments, the controller 4 may be configured to include a plurality of analog sticks 42.
  • the controller 4 also includes a battery and the like.
  • the controller 4 may be provided with sensors such as an optical sensor and an inertial sensor.
  • the controller control unit 41 is a circuit for controlling the controller 4, and includes a control microcomputer, a memory, a wireless module, an antenna, and the like.
  • the controller control unit 41 controls a wireless module that wirelessly transmits transmission data to the information processing apparatus main body 2 while using the memory as a storage area during processing.
  • data such as a preset library described later is also stored in the memory.
  • the controller control unit 41 also controls the analog stick 42, which will be described later, according to the data from the information processing apparatus main body 2 received by the wireless module via the antenna.
  • the analog stick 42 is an operator capable of inputting a direction. By tilting the analog stick 42, the user can input a direction according to the tilting direction (and input a size according to the tilting angle).
  • the digital button unit 44 is one or more push-type buttons or trigger-type buttons.
  • the analog stick 42 uses a magnetic viscous fluid (Magnetorheological fluid, hereinafter referred to as MRF).
  • MRF Magnetic viscous fluid
  • the MRF is a fluid when a magnetic field is not applied, and has the property of becoming semi-solid (generating viscosity) when a magnetic field is applied.
  • the MRF also has the property of reacting to a magnetic field in a few ms.
  • the viscosity of the MRF is controlled, and the MRF is caused to act on the movable axis of the analog stick 42 of the controller 4, and as a result, the ease of movement of the analog stick 42 is dynamically controlled.
  • FIG. 4 shows an example of the appearance of parts (hereinafter, stick devices) constituting the analog stick 42 assumed in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the stick device 400 constituting the analog stick 42.
  • the stick device 400 includes a stick portion 401, an outer shell portion 404, an X-axis variable resistor 405, an X-axis MRF unit 406, a Y-axis variable resistor 407, and a Y-axis MRF unit 408.
  • an X-axis drive component 402 is also provided so as to be adjacent to the stick portion 401.
  • the stick device 400 also has a Y-axis return force adding portion 403, which will be described later.
  • a stick portion 401 of the stick device 400 covered with a mushroom-shaped cover is used.
  • the stick portion 401 is a rod-shaped movable part.
  • the X-axis variable resistor 405 and the Y-axis variable resistor 407 are for detecting the inclination of the stick portion 401.
  • the X-axis MRF unit 406 and the Y-axis MRF unit 408 are for causing the MRF to act on the movable axis of the analog stick 42 as described above.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram showing the positional relationship of each part when the stick device 400 is viewed from a bird's-eye view.
  • FIGS. 6 and 7 show a schematic view (cross-sectional view) showing the positional relationship of each part when the stick device 400 is viewed from the side surface.
  • FIG. 6 is a diagram assuming a case of being viewed from the left side in FIG. 5
  • FIG. 7 is a diagram assuming a case of being viewed from the lower side of FIG.
  • the stick portion 401 is arranged so that the center of the stick portion 401 is located at the center of the outer shell portion 404.
  • the stick portion 401 is arranged so that the longitudinal direction is parallel to the Z axis.
  • this center position is referred to as an initial position
  • the posture in which the longitudinal direction of the stick portion 401 is parallel to the Z axis is referred to as an initial state.
  • the X-axis drive component 402 and the Y-axis drive component 403 are provided adjacent to the stick portion 401.
  • the X-axis drive component 402 moves the X-axis variable resistor 405 in conjunction with the movement of the stick portion 401 in the X-axis.
  • the Y-axis drive component 403 moves the Y-axis variable resistor 407 in conjunction with the movement of the stick portion 401 on the Y-axis. Therefore, although not shown directly in these figures, the X-axis drive component 402 is coupled (inside the outer shell 404) to interlock with the X-axis variable resistor 405. Similarly, the Y-axis drive component is also connected so as to interlock with the Y-axis variable resistor 407.
  • the circular opening also regulates the basic movable area of the stick portion 401 (analog stick 4).
  • a regulation member having a similar function may be provided at the root portion of the stick portion 401.
  • the housing of the controller 4 itself in the finished product of the controller 4 may be used as a regulating member. That is, in the housing, an opening having a predetermined shape may be provided at a position where the stick device 400 is attached so that the opening (shape) becomes the limit of the movable area of the analog stick 4.
  • a return force adding section which is a mechanism for returning the stick section 401 to the initial position, is also provided below the stick section 401.
  • the return force adding portion may be composed of a member or the like having an elastic body such as a coil spring inside and transmitting the return force to return to the initial position to return the stick portion 401 vertically.
  • the larger the inclination of the stick portion 401 the greater the return force for returning to the initial position.
  • the return force adding unit returns each of the above-mentioned drive parts interlocking with the stick unit 401 to the reference position.
  • the mechanism for applying the restoring force is known, detailed description thereof will be omitted, but for example, the restoring force adding portion having the elastic body may be arranged so as to be perpendicular to the bottom surface of the outer shell portion 404. .. Then, a configuration is conceivable in which the drive body is kept in the reference state by directly or indirectly applying a force to the drive component.
  • an example in which an elastic body is used is shown in this embodiment.
  • a magnet may be used as long as it has the same function.
  • a gear, a motor, or the like may be used in addition to or in place of the elastic body, the magnet, or the like.
  • the stick device 400 is provided with a variable resistor 405 for the X-axis and a variable resistor 407 for the Y-axis so as to be adjacent to the outer shell portion 404. Since the variable resistor is a known technique, detailed description thereof will be omitted, but these are for detecting the inclination of the stick portion 401.
  • Each variable resistor is provided with a rotating shaft connected to each of the driving components. The drive component rotates the rotating shaft in conjunction with the tilting / returning movement of the stick portion 401. Then, the resistance value corresponding to the rotation of the rotating shaft is detected.
  • the processor 11 or the controller control unit 41 can determine the tilt angle and the like of the stick unit 401 in each of the X-axis and the Y-axis. That is, the direction in which the stick portion 401 is moving (hereinafter referred to as the displacement direction) and the inclination of the stick portion 401 (indicated position of the analog stick 42 on the XY plane: hereinafter simply referred to as “the position of the analog stick”) are calculated. It is possible to do.
  • the displacement direction of the stick unit 401 is calculated by software by the processor 11 or the controller control unit 41, but the calculation subject is not limited to this.
  • a configuration in which the displacement direction is mechanically detected by using a predetermined sensor may be adopted.
  • the stick device 400 is provided with an X-axis MRF unit 406 so as to be adjacent to the outside of the X-axis variable resistor 405.
  • the Y-axis MRF unit 408 is provided adjacent to the outside of the Y-axis variable resistor 407.
  • the rotary shaft 411 used in the variable resistor 405 for the X axis is further extended outward, and the MRF unit 406 for the X axis is arranged so as to cover the rotary shaft 411.
  • the rotary shaft 412 used in the Y-axis variable resistor 407 is also configured to extend further outward, and the Y-axis MRF unit 408 is arranged so as to cover the rotary shaft 412.
  • the rotating shaft used in the variable resistor 405 for the X axis and the rotating shaft in the MRF unit may be connected so as to be interlocked with each other.
  • the X-axis MRF unit 406 and the Y-axis MRF unit 408 may be collectively referred to as an MRF unit.
  • FIG. 8 is a simplified schematic diagram for explaining a configuration example of the MRF unit.
  • the rotation shaft 411 connected (or connected) to the variable resistor is arranged so as to pass through the MRF container 421 filled with the MRF.
  • a magnetic field generating portion 422 is provided so as to cover the outside of the MRF container 421.
  • the magnetic field generation unit 422 is, for example, a coil.
  • the MRF unit is configured so that a current can flow through the magnetic field generating unit 422. A magnetic field can be generated by passing a predetermined amount of current through the magnetic field generating unit 422.
  • By increasing the viscosity of the MRF it is possible to give resistance to the rotational force of the rotating shaft 411. Since the rotation shaft 411 is connected so as to be interlocked with the inclination of the stick portion 401 as described above, it is possible to give a resistance force to the force for tilting the stick portion 401 by the viscosity change of the MRF. That is, in the present embodiment, by controlling the viscosity of such an MRF, it is possible to control the ease of movement of the stick portion 401.
  • FIG. 8 is a simplified drawing for convenience of explanation, a more specific configuration of the MRF unit will be supplemented.
  • the basic mechanism is similar to that of a bicycle or automobile disc brake. In these disc brakes, the rotating wheel is directly sandwiched between mechanical parts and the rotation is stopped by the friction between the parts. However, when MRF is used as in this embodiment, the friction is controlled by controlling the viscosity of the fluid. Will be changed to regulate the movement in the direction of rotation.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing the internal configuration of the analog stick 42.
  • the analog stick 42 includes an X-axis variable resistor 405, an X-axis MRF unit 406, a Y-axis variable resistor 407, and a Y-axis MRF unit 408.
  • Each of these components is electrically connected to the controller control unit 41, and can transmit and receive predetermined data.
  • the controller control unit 41 can receive signals (for example, voltage values) from the variable resistor 405 for the X-axis and the variable resistor 407 for the Y-axis.
  • the controller control unit 41 can calculate the position, displacement direction, and change speed (displacement speed) of the stick unit 401. Further, the controller control unit 41 can transmit the calculated result to the information processing apparatus main body 2.
  • the position of the analog stick 42 is expressed as, for example, two-dimensional coordinates on a two-dimensional plane whose initial position (origin) is the center position. Further, the controller control unit 41 can transmit a signal for controlling the viscosity of the MRF unit to each MRF unit as described below based on the data transmitted from the information processing apparatus main body 2.
  • the X-axis MRF unit 406 includes a voltage-current conversion circuit unit 431 and a magnetic field generation unit 422 as described above, both of which are electrically connected.
  • a current based on the voltage can be output to the magnetic field generation unit 422.
  • the viscosity of MRF can be changed as described above.
  • the Y-axis MRF unit 408 also includes a voltage-current conversion circuit unit 431 and a magnetic field generation unit 422, and can be controlled in the same manner as described above.
  • the X-axis and the Y-axis of the stick portion 401 can be individually affected by the change in the viscosity of the MRF.
  • the ease of movement (viscosity) of the analog stick 42 is presented by the sum of the two axes of the X-axis and the Y-axis.
  • the viscosity of the MRF of the Y-axis MRF unit 408 it is possible to create a state in which the stick portion 401 can be moved only in the X-axis direction.
  • the viscosity of the MRF By controlling the viscosity of the MRF with the above configuration, in the present embodiment, it is possible to present various feelings to the user (finger) operating the analog stick 42. For example, by controlling the viscosity of the MRF according to a predetermined scene in the application, it is possible to give various feelings according to the scene to the fingertip of the user who operates the analog stick 42. Further, in the case of the controller 4 provided with a plurality of analog sticks 42, it is also possible to individually control the viscosity for each analog stick. This makes it possible to provide the user with a new feeling of operation that has never been seen before.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the software hierarchy in the present embodiment.
  • various applications can be executed. These applications basically have a software structure that operates (uses) on common system software.
  • the system software is in charge of controlling various hardware constituting the information processing system 1.
  • the hardware is, for example, the information processing apparatus main body 2 and the controller 4 including the MRF unit and the like.
  • the parameters for controlling the above MRF will be described.
  • the MRF control parameter is used, for example, as follows. First, the contents are set by the application, and this is transferred to the controller 4 via the system software. Then, there is a usage example in which the controller 4 controls the viscosity of the MRF based on the MRF control parameter.
  • the viscosity parameter is a parameter that specifies three parameters of amplitude, frequency, and application time output from the controller control unit 41 to the voltage-current conversion circuit unit 431 (parameters P1 to P1 to be described later). Corresponds to P3).
  • a voltage command value having a waveform having this parameter as a component is output to the voltage-current conversion circuit unit 431, and a current based on the voltage command value is output to the magnetic field generation unit 422.
  • the resulting magnetic field can change the viscosity of the MRF.
  • the range of motion information is information that defines the range of motion of the analog stick 42.
  • the range of motion of the analog stick 42 is only in the Y-axis direction.
  • the original range of motion hereinafter referred to as the basic range of motion
  • this range of motion is to be limited only in the Y-axis direction as shown by the white portion in FIG.
  • the content of the range of motion information is that the analog stick 42 tilts when the position of the analog stick 42 is within this area. It is a content that shows that there is no such thing.
  • the specific data structure of the range of motion information is not limited to this, and any structure may be used as long as the range of motion can be defined.
  • the range of motion (shape) of the analog stick 42 can be arbitrarily defined and treated as the range of motion information.
  • the preset number is a number for designating a predefined preset.
  • the preset is data in which what kind of viscosity parameter is set when the analog stick 42 is in which position (within the above basic movable range) is defined in advance. In other words, it is the data in which the viscosity parameter for each position in the basic movable range and the displacement speed of the analog stick 42 at that position is specified in advance.
  • the controller control unit 41 As an example of the data structure, for example, it is conceivable to define presets in which viscosity parameters are set for each of a predetermined number of matrices as described above over the entire basic range of motion. Further, in the present embodiment, it is assumed that a plurality of presets are stored in advance as a "preset library" in the memory in the controller control unit 41. As an example of using the preset, an example in which the application transmits a predetermined preset number to the controller control unit 41 via the system software can be considered. In this case, the controller control unit 41 reads the corresponding preset number from the preset library. Further, the viscosity parameter is determined based on the content and the position and displacement speed of the analog stick 42 at that time. Then, the controller control unit 41 controls the MRF unit based on the viscosity parameter.
  • the information to be held as a preset an example of having the position or displacement speed and the viscosity parameter associated with each other is given.
  • the preset is not limited to such a data structure, and in other embodiments, for example, the data structure may have only a viscous parameter without information on the position and the displacement speed. That is, there may be a mode in which only some viscosity parameters are defined in advance and provided as a preset.
  • the preset library may be configured to have a range of motion preset that defines only the range of motion and a preset that defines only the viscosity parameter as described above. For example, suppose you have a concentric range of motion preset. In this case, the viscosity of the MRF in the center circle and each ring surrounding the center circle may be quoted from a separately prepared viscosity parameter preset. This makes it possible to expand the range of expression using MRF, even though it has the appearance of a preset.
  • the preset library stored in the controller control unit 41 may have an updatable configuration. For example, it may be configured to be updated periodically via the Internet. Alternatively, even if it is not connected to the Internet, it may be configured to be updatable via a predetermined storage medium. As an example, the memory card containing the update data may be read into the information processing apparatus main body 2 connected to the controller 4 and updated.
  • the present embodiment mainly relates to the control of the controller 4 using the MRF unit, in other words, the control of the viscosity of the MRF.
  • the control of the viscosity of the MRF As a place where this viscosity is independently controlled (designated / generated), in this embodiment, three patterns are assumed: an application, a system software, and a controller 4.
  • three patterns can be used: mainly application-based control, system software-based control, and controller 4-based control.
  • One of the reasons for assuming such a plurality of control patterns is the communication speed between the information processing device main body 2 and the controller 4, and the execution speed of the application executed in the information processing device main body 2. This is because the difference in response performance (in other words, the difference in response performance) is taken into consideration. These speeds may have a relationship of "communication speed between the analog stick 42 and the controller control unit 41> communication speed between the information processing device main body 2 and the controller control unit 41> application processing speed". In the present embodiment, for example, it is assumed that the communication speed between the analog stick 42 and the controller control unit 41 is 1 kHz, and the communication speed between the information processing apparatus main body 2 and the controller control unit 41 is 200 Hz. Further, regarding the processing speed of the application, it is assumed that the application operates at 60 Hz.
  • the operation cycle on the controller side is faster than the operation cycle of the application. Therefore, when the application side mainly outputs the viscosity of the MRF, it is considered that the cycle in which the output reaches the controller control unit 41 is slower than the cycle in which the controller control unit 41 acquires the position of the analog stick 42. In this respect, especially when the control is performed so as to change the viscosity directly according to the position of the analog stick 42, the higher the responsiveness, the faster the change in viscosity can be realized and the range of expression of the feeling presentation is widened. it is conceivable that. For example, it is possible to suddenly change the feel and express the feel like an edge.
  • control pattern A the control that the application outputs the viscosity parameter directly based on the execution state of the application will be described.
  • the flow is shown in FIG. First, (A1) the controller control unit 41 receives a voltage value from the analog stick 42. Next, (A2) the controller control unit 41 calculates the position and displacement speed of the analog stick 42 based on this, and transfers it to the system software. Further, (A3) system software outputs the position and displacement speed of the analog stick 42 to the application. As a result, the application side can know the position and displacement speed of the analog stick 42.
  • the application may be configured to generate and output a viscosity parameter, or may be configured to prepare a viscosity library in which a predetermined preset is stored on the application side. In the latter case, if the preset has a data structure that does not have information on the position or displacement speed of the analog stick but only has a viscous parameter, specify a predetermined preset number from this library and correspond to the preset number.
  • the viscosity parameter to be used may be acquired and output.
  • the preset has a data structure in which the data such as the application state and the viscosity parameter are associated with each other, the viscosity parameter may be acquired based on the preset number and the data such as the application state.
  • the viscosity parameter is output based directly on the execution state of the application, but the viscosity parameter may be output directly based on the position of the analog stick.
  • the position of the analog stick may be transmitted to the application side and the viscosity parameter may be generated based directly on the position of the analog stick. Then, the generated viscosity parameter may be output to the controller control unit 41.
  • control uses the preset library stored in the controller control unit 41 as described above.
  • this control is referred to as a control pattern B.
  • the application specifies a predetermined preset number and transfers it to the system software.
  • the system software transfers this preset number to the controller control unit 41.
  • the controller control unit 41 calculates the position and displacement speed of the analog stick 42 based on the voltage value from the analog stick 42 at this time.
  • the controller control unit 41 acquires the preset corresponding to the preset number from the preset library.
  • the viscosity parameter is acquired based on the definition content of the preset and the calculated position and / or displacement speed of the analog stick 42. Then, the controller control unit 41 outputs the voltage command value based on the viscosity parameter to the MRF unit. In this way, the application simply specifies the preset number, and the viscosity control based on the corresponding preset is performed inside the controller 4.
  • control pattern C As another example of the case where the controller 4 controls independently, the control as shown in FIG. 15 may be performed (hereinafter, this control is referred to as a control pattern C).
  • This is intended for situations where the viscosity of the MRF is controlled independently of the application.
  • the viscosity it is possible to set the viscosity to the user's preference.
  • the user may specify an arbitrary viscosity from the "setting menu" of the information processing apparatus main body 2, and the specified contents may be stored as a preset. Then, the viscosity may be controlled according to the preset at all times or in an appropriate situation.
  • FIG. 1 the control as shown in FIG.
  • the system software transfers the stored preset number to the controller control unit 41.
  • the controller control unit 41 calculates the position and displacement speed of the analog stick 42 based on the voltage value from the analog stick 42 at this time.
  • the controller control unit 41 generates a viscosity parameter based on the preset number and the calculated position and displacement speed of the analog stick 42. Then, the controller control unit 41 outputs the voltage command value based on the viscosity parameter to the MRF unit. This allows the viscosity of the analog stick 42 to be controlled independently of the application.
  • control may be performed without using the position or the like.
  • the position (information indicating) of the analog stick 42 may not be used, and control may be performed so that the viscosity becomes uniformly predetermined over the entire movable range of the analog stick 42. That is, control may be performed so that a predetermined viscosity is always applied.
  • control pattern D the system software controls independently
  • the preset library is stored in the controller control unit 41, but in general, the storage capacity of the memory mounted in the controller control unit 41 is limited to some extent. Therefore, it is conceivable that the viscosity control pattern stored as the preset library is limited to some extent. Therefore, while ensuring a certain degree of responsiveness, it is also possible to use a pattern of controlling with system software in order to enable more expressions than those of the preset library as an expression of the feel by viscosity control. As an example of the control flow in this case, the flow as shown in FIG. 16 can be considered.
  • the above-mentioned range of motion information is transferred from the application to the system software.
  • the controller control unit 41 receives a voltage value from the analog stick 42.
  • the controller control unit 41 calculates the position and displacement speed of the analog stick 42 based on this, and transfers it to the system software.
  • the system software generates the viscous parameter based on the movable range information and the position and displacement speed of the analog stick 42, and transfers the viscous parameter to the controller control unit 41.
  • the controller control unit 41 outputs the voltage command value based on the viscosity parameter to the MRF unit. In other words, it can be said that the flow of FIGS. 16 (D2) to (D5) is looped, and the application sends range of motion information to this loop at an arbitrary timing.
  • control patterns are examples, and other control methods can be used depending on the use case of the application.
  • the viscosity of the analog stick 42 is increased according to the position of the virtual object in the virtual space.
  • the virtual object can be moved based on the position of the analog stick 42, but the viscosity is not controlled directly based on the position of the analog stick 42.
  • the viscosity is controlled based directly on the position of the virtual object in the virtual space, in other words, the execution state of the application. Therefore, in such a case, the application side takes the initiative in the viscosity parameter.
  • the viscosity parameter may be generated in the code of the application, or the preset of the viscosity parameter may be provided as a library in the application of the latter. In that case, for example, a preset corresponding to the terrain in the virtual space may be prepared and a predetermined preset may be specified based on the position of the virtual object. In this way, the application side independently prepares the viscosity parameter and outputs it. When doing so, the range of expression of the feeling given to the user can be expanded.
  • the controller control unit 41 is the main body. It becomes possible to control the viscosity.
  • the MRF acts like a brake, and as a result, the analog stick 42 remains tilted and does not return to the initial position, or It is possible that it will be very late even if it returns. Therefore, there is a possibility that the operation feeling that the user would expect from the analog stick 42 cannot be provided.
  • the control of the current applied to the MRF is controlled as described below in order to achieve both the presentation of the feel using the MRF and the initial position return operation.
  • FIG. 17 is a timing chart for explaining the control in the first embodiment.
  • the vertical axis represents the amplitude (current amount) and the horizontal axis represents time.
  • P1 indicates an amplitude and P2 indicates a period (frequency).
  • P3 indicates a time for passing a current in one cycle (in other words, a time for applying a voltage, hereinafter referred to as an application time).
  • the period P2 and the application time P3 can be controlled in units of 1 millisecond.
  • the amplitude P1, the period P2, and the application time P3 correspond to the above-mentioned "viscosity parameter".
  • the application time P3 may be controlled by designating the duty ratio (Duty) in addition to the control of designating the time. That is, by controlling the duty ratio as a parameter, the application time may be controlled as a result. In this case as well, it can be said that the application time is controlled. The same applies to other parameters, and if the target parameter is controlled as a result, various parameters used in the specific method and calculation may be appropriately adopted.
  • the value of the amplitude P1 is such that the viscosity of the MRF becomes larger than the return force by the return force addition portion. That is, it is assumed that the value remains tilted even when the finger is released from the analog stick 42.
  • the current having the strength indicated by P1 is first passed for the time indicated by the applied time P3, and the current is not passed thereafter.
  • the viscosity of the MRF becomes a state in which the analog stick 42 does not autonomously return to the initial position even when the finger is released (hereinafter, referred to as a highly viscous state).
  • the term "does not return to the initial position" here basically means a state in which the analog stick 42 does not move even if the finger is separated from the analog stick 42.
  • the present invention is not limited to this, and in another embodiment, the highly viscous state may be a state in which the moving speed is very slow although the moving autonomously toward the initial position. For example, when it is not in a highly viscous state, it returns to the initial position within 1 second after releasing the finger, but in the case of a highly viscous state, the movement speed is slow, so it takes 5 seconds to return to the initial position. , Or it may take 10 seconds.
  • the viscosity of the MRF also decreases in order to prevent the voltage from being applied (current does not flow), the recovery force exceeds the resistance due to the viscosity of the MRF, and the analog stick is autonomously initially initialized. It is in a state where it can return to the position (hereinafter, this state is referred to as a low viscosity state).
  • this state is referred to as a low viscosity state.
  • the period of the low viscosity state is set to a length equal to or longer than a predetermined period so as to guarantee the substantial start of the return operation.
  • the above example illustrates the case where no voltage is applied, but in other examples, the analog stick 42 does not interfere with the initial position return operation even during the period of the low viscosity state.
  • the voltage of may be applied.
  • the specific values of the viscosity parameters for realizing the high viscosity state and the low viscosity state may be stored in the controller control unit 41 as presets as described above.
  • the configuration is not limited to the configuration stored in the controller control unit 41, and a configuration in which such a preset is provided by the system software may be used.
  • such a preset may be defined on the application side and may be configured to be included as a part of the application program.
  • the application outputs the amplitude P1 and the period P2 to the system software as viscosity information.
  • the system software calculates the application time P3 based on the amplitude P1 and the period P2. In this calculation, the system software applies the application time so that the amplitude P1 and the period P2 correspond to the high-viscosity state, while the period during which the analog stick 42 can return to the initial position (the low-viscosity state) can be secured. Calculate P3.
  • the system software is configured to have data in which the amplitude P1 and the period P2 are associated with the values of the appropriate application time P3 corresponding thereto. Then, when the viscosity information is received from the application, the appropriate application time P3 is determined with reference to the data.
  • a predetermined algorithm may be used for calculation. Then, the system software outputs the determined application time P3, the amplitude P1 and the period P2 from the application as the viscosity parameters to the controller control unit 41. With such control, it is possible to reduce the data size and the storage capacity as compared with the case where all three components constituting the viscosity parameter are stored as presets.
  • a control of adjusting the viscosity of the MRF (correcting the viscosity parameter) according to the return force by the return force addition unit will be described. This takes into consideration the difference in the return force due to the individual difference of the controller 4. More specifically, in this control, a return force parameter indicating the strength and performance of the return force is acquired by a predetermined method. Then, it is assumed that the content of the viscosity parameter is corrected according to the return force parameter. When performing such control, it is first necessary to acquire the return force parameter. The following can be considered as a method for acquiring this return force parameter. First, it is conceivable to provide the controller 4 or the like with a sensor that directly measures the return force.
  • the user is made to tilt the analog stick 42 to the movable limit position, for example, to the full right end and then release the finger, and after releasing the finger, until returning to the initial position.
  • a method of measuring the return time is also conceivable. In this case, this return time may be used as it is as the return force parameter, or the return force parameter may be calculated separately based on the return time.
  • the torque of the coil spring corresponding to the position of the analog stick 42 may be used as the return force parameter.
  • the torque of the coil spring corresponding to the current position of the analog stick 42 may be calculated by a predetermined method, and control may be performed to correct the content of the viscosity parameter by using this as a recovery force parameter.
  • control may be performed using the position of the analog stick 42. That is, the content of the viscosity parameter that realizes the high viscosity state or the low viscosity state may be adjusted according to the position of the analog stick 42. Further, control may be performed to change the period of the high viscosity state or the low viscosity state according to the position of the analog stick 42.
  • At least one of the following controls may be performed as compared with the case where the return force is large.
  • the control is performed to make it easier to return to the initial position. For example, control is assumed in which the viscosity in a highly viscous state is lowered as the restoring force becomes smaller.
  • the return force indicated by the return force parameter is smaller than a predetermined reference value, it is determined that the return force is weakened, and control is performed to facilitate the return to the initial position. May be good.
  • the viscosity parameter is passed from the application or system software to the controller control unit 41.
  • the controller control unit 41 corrects the amplitude P1 and / or the application time P3 for this viscosity parameter according to the return force parameter.
  • the viscosity is controlled using the corrected viscosity parameter.
  • the controller control unit 41 can also correct the period P2.
  • the viscosity is adjusted by changing the amplitude P1 or the application time P3, assuming that the period P2 is constant. It should be noted that the "constant" of the cycle does not have to be constant in a strict sense, and the cycle may have a slight fluctuation or fluctuation range as long as it can be said to be substantially constant.
  • the amplitude P1 is increased and the application time P3 is controlled to be constant or decrease.
  • the viscosity is increased by increasing the amplitude P1 instead of the application time P3.
  • the application time P3 may not be changed (remains constant), or may be decreased to secure a longer period of the low viscosity state.
  • the controller control unit 41 As the main body that adjusts the viscosity parameter according to the return force, the one assuming the controller control unit 41 is exemplified, but in other embodiments, the same processing is performed on the system software or the application side. You may.
  • the high-viscosity state and the low-viscosity state are periodically and alternately changed.
  • both the feeling presentation using the high viscosity state and the initial position return operation using the low viscosity state are achieved.
  • the embodiment is mainly an example of control in consideration of the relationship between the displacement direction of the analog stick 42 and the return force by the return force addition unit. More specifically, it is an example of performing control so as to keep the resistance felt by the user at the fingertip constant regardless of the displacement direction of the analog stick 42.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing a locus when the analog stick 42 is displaced from the left end to the right end within the movable range. Further, FIG. 19 is a diagram schematically showing what the corrected torque will be when the control in the present embodiment described later is not performed. Further, FIG. 20 is a diagram schematically showing what the corrected torque will be when the control in the present embodiment is performed.
  • the "displacement of the stick position” indicates the displacement of the position of the analog stick
  • the "movement of the user's finger” indicates the actual movement of the user's finger.
  • Torque is shown as an example of the return force, and is, for example, a constant generated by a spring or the like as described above.
  • MRF torque indicates the resistance force due to MRF.
  • corrected torque indicates a value obtained by correcting the above “torque” (due to a spring or the like) by the above “MRF torque”.
  • FIG. 19 will be described.
  • the displacement direction of the analog stick 42 (and the user's finger) is to the right. Therefore, the MRF torque basically becomes a resistance force toward the left.
  • the torque becomes a rightward force from the left end to the initial position, and the torque becomes a leftward force from the initial position to the right end.
  • the viscosity of the MRF does not change (is constant) until the position of the analog stick 42 moves from the left end to the right end. In this case, if the corrected value is not adjusted by the MRF torque, the corrected torque amount may change significantly.
  • FIG. 19 the displacement direction of the analog stick 42 (and the user's finger) is to the right. Therefore, the MRF torque basically becomes a resistance force toward the left.
  • the torque becomes a rightward force from the left end to the initial position
  • the torque becomes a leftward force from the initial position to the right end.
  • the viscosity of the MRF does not change (is constant) until the position of the analog stick 42 moves from the left
  • the torque of the force of "3" facing to the right is offset by the MRF torque of the force of "1" facing to the left from the left end to the initial position, and the corrected torque. Turns to the left and becomes a force of "1".
  • the MRF torque of the same force of "2” is added to the torque of the force of "3" in the left direction, and the corrected torque is the same in the left direction, but “ It becomes the power of "5".
  • the force will change significantly (although there is no change in orientation) with the initial position as the boundary.
  • the displacement direction of the analog stick 42 when the displacement direction of the analog stick 42 is a direction approaching the initial position, the displacement direction of the analog stick 42 is a direction away from the initial position. Control is performed so that the viscosity becomes larger than that. That is, the viscosity of the MRF is controlled so that the relationship "viscosity at the time of displacement toward the initial position> viscosity at the time of displacement away from the initial position" is satisfied.
  • the value of the MRF torque in the former case is "7", and the value in the latter case is exemplified as "1".
  • the corrected torque can be a force of "4" both when approaching the initial position and when moving away from the initial position, and it is possible to prevent the corrected torque from changing significantly. ..
  • the corrected torque can be made (almost) constant regardless of the displacement direction of the analog stick 42. In the example of FIG. 20, even when the analog stick 42 is displaced straight from the left end to the right end, a substantially constant torque can be presented as the torque felt by the user's finger during this period.
  • the analog stick 42 used in the second embodiment has a configuration in which the X-axis and the Y-axis have separate MRF units. Therefore, it is possible to separately control the viscosity of the X-axis and the Y-axis to generate a certain torque.
  • the torque (viscosity) of the analog stick 42 is basically presented to the user as the sum of the viscosities of the X-axis and the Y-axis. At this time, if the torque calculated for each axis is used as it is and added up, the torque may be too strong.
  • the torque in each direction of the X-axis and the Y-axis is calculated in consideration of the moving direction of the analog stick 42.
  • the analog stick 42 is moving in a direction of 45 degrees diagonally upward to the right.
  • the target (torque) force multiplied by 1 / ⁇ 2 is output to each of the X-axis and Y-axis.
  • the torque is calculated separately for the X-axis and the Y-axis, and in another embodiment, if the above MRF unit (corresponding element) is only one. In that case, the above control is not always necessary.
  • the control is also performed from the following viewpoints.
  • the return force addition portion is an elastic body, it is considered that the return force increases as it is far from the initial position and decreases as it is closer to the initial position. Therefore, in the second embodiment, in addition to the above control, the MRF is controlled so that the viscosity of the MRF becomes larger when the distance from the initial position is short than when the distance is short. Considering the distance from the initial position, the magnitude of the viscosity of the MRF is indicated by the thickness of the arrow of the MRF torque, and the relationship is as shown in FIG. 21.
  • a software-like method in which the controller control unit 41 calculates the displacement direction by comparing the change between the current position of the analog stick and the position detected immediately before is used. You may use it. Further, a hardware-like method may be used in which a predetermined sensor such as a pressure-sensitive sensor whose displacement direction can be detected is further mounted on the controller 4 and the detection result is used.
  • the amplitude P1 and / or the application time P3 shall be corrected. That is, as in the first embodiment, the viscosity is adjusted by changing the amplitude P1 or the application time P3 while keeping the period P2 constant. This is because, as described above, when the period P2 is changed to change the viscosity, the change in the feel given to the user may become too large.
  • the control shown in the second embodiment is basically mainly controlled by the controller 4. That is, in the control patterns B or C as shown in FIGS. 14 to 15, the controller control unit 41 detects the displacement direction of the stick unit 401 ((B3) in FIG. 14 and (C2) in FIG. 15). Then, the controller control unit 41 controls the viscosity of the MRF by correcting the viscosity parameter transferred from the application or the system software so that a constant sense of torque can be obtained based on the detected direction (the viscosity of the MRF is controlled by the controller control unit 41. 14 (B4), 15 (C3)). It should be noted that the reason why the controller 4 is the main control body is that when the viscosity control in consideration of the displacement direction is performed, higher responsiveness is required from the viewpoint of the difference in processing speed as described above. Because.
  • the preset library is stored in the controller control unit 41. Therefore, when viewed from the application or system software side, in addition to directly specifying the viscosity parameter, it is also possible to specify the preset number registered in the preset library and transfer it to the controller control unit 41. Is. In this case, the controller control unit 41 reads the viscosity parameter corresponding to the designated preset number from the preset library, and corrects the viscosity parameter according to the displacement direction and the return force as described above. Then, the viscosity of the MRF is controlled by using the corrected viscosity parameter.
  • the control is performed in consideration of the relationship between the displacement direction of the analog stick 42 and the return force by the return force addition portion. As a result, it is possible to suppress variations in the resistance force felt by the user regardless of the displacement direction of the analog stick 42, and to make the torque felt by the user substantially constant.
  • the above MRF may be applied to an input device capable of changing the direction in three axes (three dimensions) of XYZ, and control as shown in the first embodiment may be performed.
  • an example is described assuming a state in which the analog stick 42 does not substantially autonomously return to the initial position even if the finger is released as a highly viscous state.
  • a state in which a larger current than in the low viscosity state may be applied may be applied regardless of whether or not the initial position is autonomously restored.
  • an autonomous initial position return operation may be performed in either a high viscosity state or a low viscosity state, but there may be a difference in the speed of returning to the initial position. That is, the initial position return speed is faster in the low viscosity state than in the high viscosity state.
  • the position of the above-mentioned MRF unit is an example, and is not limited to the above-mentioned one.
  • a configuration may be adopted in which the stick portion 401 is in direct contact with the MRF, or any other position may be provided as long as it can affect the ease of movement of the stick portion 401.
  • the system software or the controller control unit may finally correct the specified viscosity parameter according to the type of the controller and the preference of the user. For example, a control may be performed in which a correction for multiplying a specified viscosity parameter (one component thereof, for example, an amplitude) by 1.2 times is performed. Such a correction magnification may be calculated or preset based on the controller type. Alternatively, it may be determined based on the content specified by the user.
  • control of MRF an example of control in which two viscous states, a high-viscosity state and a low-viscosity state, are periodically and alternately changed is given.
  • control using three or more viscous states may be performed.
  • control may be performed so that the states A, B, and C having different viscosities change periodically in a predetermined order.
  • an information processing system in which the information processing device main body 2, the monitor 3, and the controller 4 are configured separately is illustrated, but in addition, the information processing device main body, a predetermined display unit, an analog stick, and a button are used.
  • the above configuration and control can be applied to a portable information processing device or the like integrated with the above.
  • the information processing system can provide a new operation feeling to the user, and is useful for applications such as a controller used in various information processing devices such as a personal computer.
  • Information processing system 2 Monitor 3 Information processing device main body 4 Controller 11 Processor 12 Storage unit 13 Controller communication unit 14 Video / audio output unit 41 Controller control unit 42 Analog stick 44 Digital button unit 401 Stick unit 402 X-axis drive component 403 Y-axis Drive parts 404 Outer part 405 Variable resistor for X-axis 406 MRF unit for X-axis 407 Variable resistor for Y-axis 408 MRF unit for Y-axis

Abstract

情報処理システムは、ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、変位したスティックの位置を初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、磁場の強度に応じて粘性が変化し、スティックが初期位置からおよび初期位置へと変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、磁場発生部を制御可能な回路とを備える。上記回路は、スティックの変位方向が初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも粘性が大きくなるように磁場の強度を変化させる。

Description

情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラム
　本発明は、ボタンやスティック等の操作子を有するコントローラを少なくとも含む情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラムに関する。
　従来から、ボタンやスティック等の操作子を備えたコントローラが知られていた。
特開２０１７－００４５２３号公報
　このようなコントローラでは、操作子を操作する際にユーザが受け取る情報量や感覚の向上という点において、改善の余地があった。
　それ故に、本発明の目的は、操作子を操作する際にユーザが受け取る情報量や感覚の向上することができる情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラムを提供することである。
　上記目的は、例えば以下のような構成例で達成される。
　構成例の一例は、ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、変位したスティックの位置を初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加部と、磁場の強度に応じて粘性が変化し、スティックが初期位置から、および、初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、磁場発生部を制御可能な回路とを備える情報処理システムである。上記回路は、スティックの変位方向が初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも上記粘性が大きくなるように磁場の強度を変化させる。
　上記構成例によれば、自律的に初期位置に戻るための機構を有するスティックに磁気粘性流体を用いた場合に、初期位置への復帰力を加味した抵抗感の制御が可能となる。一般的に、スティックの変位方向が初期位置に戻る方向であるか離れる方向であるかによって、変位方向に対する復帰力の加わり方は異なっている。そのため、当該構成例のような制御を行わない場合、例えばスティックを左端から右端に変位させる操作をユーザが行った場合に、その操作中にユーザの指先に伝わる抵抗感にばらつきが生じ、その操作に違和感を与え得る可能性がある。この点、上記構成とすることで、復帰力を加味した制御を行い、抵抗感のばらつきを抑制することが可能となる。
　他の構成例として、上記回路は、磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を制御することで磁気粘性流体の粘性を変化させてもよい。更に、変位方向が初期位置に近づいていく方向である場合は、当該初期位置から離れていく方向である場合よりも振幅または印加時間を大きくすることで、粘性を大きくするように制御してもよい。
　スティックの変位方向が初期位置に近づいていく方向である場合、復帰力と同じ方向となる。一方、スティックの変位方向が初期位置から離れていく場合は、復帰力は逆方向にかかることになる。そこで、前者の場合は、後者の場合よりも粘性を大きくして抵抗感を高めることで、両者の抵抗感のばらつきを抑制することができる。
　更に他の構成例として、復帰力付加手段は、前記スティックの位置が前記初期位置から遠いほど復帰力が大きくなるよう構成されていてもよい。そして、上記回路は、スティックの変位方向が初期位置から離れていく方向である場合、当該スティックの位置が当該初期位置から遠くなるほど振幅または印加時間を小さくしてもよい。
　スティックが初期位置から離れる方向に変位していく状態では、初期位置に戻そうとする復帰力はこの変位方向とは逆方向となるところ、この復帰力は初期位置から離れるほど大きなものとなる。この点、上記構成例によれば、初期位置から離れるほど粘性を小さくすることで、復帰力とのバランスをとることができる。
　更に他の構成例として、
上記回路は、振幅、周波数、印加時間のうち、周波数は変化させずに、振幅および／または印加時間を変化させることで、粘性を変化させてもよい。
　上記構成例によれば、磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を用いて磁気粘性流体の粘性を変化させる場合に、周波数は一定のまま、電流の振幅、および／または印加時間を調整することで粘性を変化させる制御を行う。このように周波数は変化させないようにして粘性を調整することで、例えばユーザが操作子を操作中であるに粘性を変化させたいような場合、当該調整に伴う操作感をある程度一定のものとすることができ、ユーザが大きな変化を感じてしまうことを防ぐことができる。
　更に他の構成例として、上記回路は、振幅については大きくし、印加時間については一定のままとするあるいは減少させることで、粘性が大きくなるように変化させてもよい。
　上記構成例によれば、周波数は変化させないようにして粘性を調整するため、当該調整に伴う感触の変化について、ユーザが大きな変化として感じてしまうことを防ぐことができる。が可能となる。
　更に他の構成例として、コントローラは、スティックの変位方向を検出する方向検出部を更に備えていてもよい。そして、当該方向検出部によって検出された変位方向に基づいて磁場の強度を変化させてもよい。
　上記構成例によれば、コントローラ内部で変位方向を検出し、その検出方向に基づいた磁場の強度の制御を行うことができる。これにより、応答性に優れた制御が可能となる。
　更に他の構成例として、コントローラは、情報処理システムを制御するためのシステムソフトウェアまたは当該情報処理システム上で動作する所定のアプリケーションから出力された情報であって、磁気粘性流体の粘性の状態を指定する情報である粘性指定情報を検出方向に基づいて補正し、当該補正後の粘性指定情報に基づいて磁場の強度を変化させてもよい。
　上記構成例によれば、システムソフトウェアやアプリケーションからは、粘性の状態についてある程度漠然とした指示をコントローラに出力するだけでも、そのときのスティックの変位方向に応じた適切な粘性を設定することができる。
　更に他の構成例として、コントローラは、所定の粘性状態が実現される粘性を示す情報がプリセットとして複数含まれ得るプリセットライブラリを記憶するライブラリ記憶部を更に含んでいてもよい。更に、情報処理システムを制御するためのシステムソフトウェアまたは当該情報処理システム上で動作する所定のアプリケーションから出力された、プリセットのいずれかを指定する情報に基づいて、当該指定されたプリセットに対応した所定の粘性を示す情報をプリセットライブラリから取得してもよい。そして、当該取得した情報を検出方向に基づいて補正し、当該補正後の粘性指定情報に基づいて磁場の強度を変化させてもよい。
　上記構成例によれば、プリセットを指定するだけで粘性を設定することができ。これにより、アプリケーション等の開発者の負担を削減することができる。
　本実施形態によれば、スティックが操作される際に、復帰力を加味した制御を行うことで、スティックを介してユーザに与える抵抗感のばらつきを抑制することが可能となる。
図１は、情報処理システム１の構成を示した図である。 図２は、情報処理装置本体２の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、コントローラ４の内部構成を示す機能ブロック図である。 図４は、スティックデバイスの斜視図である。 図５は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。 図６は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。 図７は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。 図８は、ＭＲＦユニットの構成例を説明するための模式図である。 図９は、アナログスティック４２の内部構成を示す機能ブロック図である。 図１０は、ソフトウェア階層に関して説明するための図である。 図１１は、可動域情報について説明するための図である。 図１２は、可動域情報について説明するための図である。 図１３は、制御パターンＡについて説明するための図である。 図１４は、制御パターンＢについて説明するための図である。 図１５は、制御パターンＣについて説明するための図である。 図１６は、制御パターンＤについて説明するための図である。 図１７は、第１の実施例における制御の原理を説明するための図である。 図１８は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。 図１９は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。 図２０は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。 図２１は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。
　まず、図１を参照して、本実施形態に係る情報処理システムの一例について説明する。図１は、本実施形態にかかる情報処理システムの構成を模式的に示した図である。図１において、情報処理システム１は、情報処理装置本体２と、モニタ３と、コントローラ４とを備えている。当該情報処理システム１では、情報処理装置本体２において所定の情報処理が実行され、その処理の結果生成された所定の画像や音声がモニタ３に出力される。また、本実施形態では、コントローラ４は、無線通信が可能な通信部を内蔵しており、情報処理装置本体２と無線接続されて用いられる。他の実施形態では、情報処理装置本体２とコントローラ４とは有線で接続されてもよい。コントローラ４に対して行われたユーザの操作内容を示すデータがコントローラ４から情報処理装置本体２に送信される。また、情報処理装置本体２からも、コントローラ４の動作を制御するためのデータがコントローラ４に送信される。コントローラ４に内蔵されているコントローラ制御部（後述）は、このようなデータの送受信を含むコントローラ４の各種制御を行う。
　次に、情報処理装置本体２の内部構成について説明する。図２は、情報処理装置本体２の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。図２において、情報処理装置本体２は、プロセッサ１１を備える。プロセッサ１１は、情報処理装置本体２を制御するための回路である。プロセッサ１１は、情報処理装置本体２において実行される各種の情報処理を実行する。例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のみから構成されてもよいし、ＣＰＵ機能、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）機能等の複数の機能を含むＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）から構成されてもよい。プロセッサ１１は、記憶部１２に記憶される情報処理プログラム（例えば、所定のアプリケーションプログラム）を実行することによって、各種の情報処理を実行する。なお、記憶部１２は、例えば、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の内部記憶媒体であってもよいし、図示しないスロットに装着される外部記憶媒体等を利用する構成でもよい。
　映像音声出力部１４は、プロセッサ１１と電気的に接続されており、プロセッサ１１で実行された情報処理の結果として生成された各種の画像や音声をモニタ３に出力する。コントローラ通信部１３は、プロセッサ１１と接続されている。コントローラ通信部１３は、無線接続されているコントローラ４と各種のデータの送受信を行うためのものである。
　次に、当該コントローラ４の内部構成に関して説明する。図３は、コントローラ４の内部構成を示す機能ブロック図である。図３において、コントローラ４は、コントローラ制御部４１、アナログスティック４２、デジタルボタン部４４を備えている。本実施形態のコントローラ４は、アナログスティック４２を１つだけ備える例で説明するが、他の実施形態では複数のアナログスティック４２を備える構成でもよい。また、その他、図示は省略するが、コントローラ４には、バッテリー等も備えている。その他、コントローラ４には、光学センサや慣性センサ等のセンサ類等が備えられていてもよい。
　コントローラ制御部４１は、コントローラ４を制御するための回路であり、制御用のマイコン、メモリ、無線モジュール、およびアンテナ等を含んでいる。コントローラ制御部４１は、処理の際に当該メモリを記憶領域として用いながら、情報処理装置本体２に送信データを無線送信する無線モジュールを制御する。また、当該メモリには、後述するプリセットライブラリ等のデータも記憶されている。また、コントローラ制御部４１は、アンテナを介して無線モジュールが受信した情報処理装置本体２からのデータに応じて、後述するようなアナログスティック４２に関する制御等も行う。
　アナログスティック４２は、方向を入力することが可能な操作子である。ユーザは、アナログスティック４２を傾倒することによって傾倒方向に応じた方向の入力（および、傾倒した角度に応じた大きさの入力）が可能である。デジタルボタン部４４は、１以上の押下式のボタンやトリガー式のボタンである。
　次に、本実施形態におけるアナログスティック４２の構成に関して説明する。本実施形態では、上記アナログスティック４２について、磁気粘性流体（Magnetorheological fluid、以下、ＭＲＦと記載する）を用いる構成を採用している。ここで、当該ＭＲＦについて簡単に説明する。ＭＲＦは、磁場をかけないときは流体であり、磁場をかけると半固体化する（粘性を発生する）、という特性を有するものである。また、ＭＲＦは、磁場に対して数ｍｓで反応する、という特性も有する。そして、本実施形態では、ＭＲＦの粘性を制御し、コントローラ４のアナログスティック４２の可動軸に当該ＭＲＦを作用させることで、結果として、アナログスティック４２の動きやすさを動的に制御する。
　図４に、本実施形態で想定するアナログスティック４２を構成するパーツ（以下、スティックデバイス）の外観例を示す。図４は、アナログスティック４２を構成するスティックデバイス４００の斜視図である。図４において、スティックデバイス４００は、スティック部４０１、外郭部４０４、Ｘ軸用可変抵抗器４０５、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６、Ｙ軸用可変抵抗器４０７、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８とを有する。また、スティック部４０１に隣接するようにして、Ｘ軸用駆動部品４０２も設けられている。また、図示されてはいないが、スティックデバイス４００は、後述するＹ軸用復帰力付加部４０３も有する。なお、コントローラ４の完成品の状態では、当該スティックデバイス４００のスティック部４０１に、例えば、きのこ形状のカバーをかぶせたもの等が用いられる。
　スティック部４０１は、棒状の可動部分である。Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７は、スティック部４０１の傾き具合を検出するためのものである。Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６およびＹ軸用ＭＲＦユニット４０８は、上記のようにアナログスティック４２の可動軸にＭＲＦを作用させるためのものである。
　図５に、当該スティックデバイス４００を俯瞰した場合の、各パーツの位置関係を示す模式図を示す。また、図６および図７に、当該スティックデバイス４００を側面から見た場合の各パーツの位置関係を示す模式図（断面図）を示す。図６は、図５における左側から見た場合を想定した図であり、図７は、図５における下側から見た場合を想定した図である。図５～図７で示されるように、外郭部４０４の中心となる位置にスティック部４０１の中心が位置するように、スティック部４０１が配置されている。また、スティック部４０１の長手方向がＺ軸に平行となるようにして配置されている。以下の説明では、この中心の位置のことを初期位置と呼び、スティック部４０１の長手方向がＺ軸に平行となっている姿勢のことを初期状態と呼ぶ。
　また、図５においては、スティック部４０１に隣接するようにして、Ｘ軸用駆動部品４０２、Ｙ軸用駆動部品４０３が設けられている。Ｘ軸用駆動部品４０２は、スティック部４０１のＸ軸における動きに連動して、Ｘ軸用可変抵抗器４０５を動かす。Ｙ軸用駆動部品４０３は、スティック部４０１のＹ軸における動きに連動して、Ｙ軸用可変抵抗器４０７を動かす。そのため、これらの図では直接示してはいないが、Ｘ軸用駆動部品４０２は、（外郭部４０４の内側で）Ｘ軸用可変抵抗器４０５と連動するように連結されている。Ｙ軸用駆動部品も同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７と連動するように連結されている。
　なお、スティックの可動範囲について、本実施形態では、スティック部４０１を傾ける場合、外郭部４０４に設けられている円形の開口部までは傾けることができるものとする。つまり、当該円形の開口部はスティック部４０１（アナログスティック４）の基本的な可動領域を規制するものともなっている。なお、他の実施形態では、この規制のための部材として、例えばスティック部４０１の根元部分に同様の機能を有する規制部材を設ける構成でもよい。あるいは、コントローラ４の完成品における当該コントローラ４自体のハウジングを規制部材として用いる構成でもよい。すなわち、当該ハウジングにおいて、スティックデバイス４００が取り付けられる箇所に所定の形状の開口部を設け、この開口部（の形状）がアナログスティック４の可動領域の限界となるようにしてもよい。
　また、図示は省略するが、スティック部４０１の下方には、スティック部４０１を初期位置に復帰させるための機構である復帰力付加部も設けられている。当該復帰力付加部は、内部にコイルばね等の弾性体を有し、初期位置に戻る復帰力を伝達しスティック部４０１を垂直に戻そうとする部材等で構成されていればよい。本実施形態では、スティック部４０１の傾きが大きいほど、当該初期位置に戻る復帰力も大きくなるものとする。また、当該復帰力付加部は、スティック部４０１と連動する上記各駆動部品を基準位置に復帰させるものである。当該復帰力を付加する機構については既知のものであるため詳細な説明は省くが、例えば当該弾性体を有する復帰力付加部は、外郭部４０４の底面と垂直になるよう配置されていてもよい。そして、上記駆動部品に対して直接または間接的に力を加えることで駆動体を基準状態に保つような構成が考えられる。
　なお、上記復帰力付加部に関して、本実施形態では弾性体を用いる例を示した。他の実施形態では、同様の機能を有するものであれば、例えば磁石を用いる構成としてもよい。また、常時復帰力を付加する構成のみならず、必要なときのみ復帰力を付与したり、復帰力の大きさを制御したりすることが可能な復帰機構を用いる構成としてもよい。この場合、弾性体や磁石等に加えて、またはこれに代えて、ギアやモーター等を用いてもよい。
　次に、スティックデバイス４００は、外郭部４０４に隣接するようにして、Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７を備えている。可変抵抗器に関しては既知の技術であるので詳細説明は省略するが、これらは、スティック部４０１の傾き具合を検出するためのものである。各可変抵抗器は、上記各駆動部品と接続されている回転軸が設けられている。スティック部４０１の傾倒・復帰の動きに連動して上記駆動部品が当該回転軸を回転させる。そして、当該回転軸の回転に応じた抵抗値が検出される。この抵抗値に基づき、プロセッサ１１、あるいはコントローラ制御部４１は、スティック部４０１のＸ軸、Ｙ軸それぞれにおける傾き角度等を判定することができる。つまり、スティック部４０１が移動している方向（以下、変位方向）やスティック部４０１の傾き具合（ＸＹ平面上におけるアナログスティック４２の指示位置：以下、単に「アナログスティックの位置」と呼ぶ）を算出することが可能である。
　なお、本実施形態では、上記スティック部４０１の変位方向についてはプロセッサ１１あるいはコントローラ制御部４１によってソフト的に算出する場合を想定するが、算出する主体については、これに限るものではない。例えば、他の実施形態では、所定のセンサを用いることで、機構的に変位方向が検知される構成を採用してもよい。
　更に、スティックデバイス４００は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５の外側に隣接するようにして、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６を備えている。同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７の外側に隣接するようにして、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８を備えている。本実施形態では、Ｘ軸用可変抵抗器４０５で用いられる回転軸４１１を更に外側に伸ばすような構成とし、この回転軸４１１を覆うようにしてＸ軸用ＭＲＦユニット４０６が配置されている。これと同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７で用いられる回転軸４１２についても更に外側に伸ばすような構成とし、この回転軸４１２を覆うようにしてＹ軸用ＭＲＦユニット４０８が配置されている。なお、当該回転軸に関しては、例えばＸ軸用可変抵抗器４０５で用いられる回転軸とＭＲＦユニット内の回転軸とが連動するように連結する構成でもよい。また、以下の説明では、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６およびＹ軸用ＭＲＦユニット４０８を総称して、単にＭＲＦユニットと呼ぶこともある。
　次に、上記ＭＲＦユニットの構成について説明する。図８は、ＭＲＦユニットの構成例を説明するための簡略化した模式図である。図８では、可変抵抗器と接続（あるいは連結）される回転軸４１１（の一部分）が、ＭＲＦが充填されているＭＲＦ容器４２１を貫通するようにして配置されている。また、ＭＲＦ容器４２１の外側を覆うようにして、磁場発生部４２２が設けられている。当該磁場発生部４２２は、例えばコイルである。また、ＭＲＦユニットは、当該磁場発生部４２２に対して電流を流すことができるように構成されている。当該磁場発生部４２２に所定量の電流を流すことで、磁場を発生させることができる。これにより、ＭＲＦ容器４２１内のＭＲＦの粘性を変化させることができる。すなわち、磁場発生部４２２に与える電流量、すなわち振幅を制御することで、磁場の強度を制御し、ひいては、ＭＲＦの粘性の高低を制御することができる。ＭＲＦの粘性が高くなることで、回転軸４１１の回転力に抵抗を与えることができる。回転軸４１１は、上記のようにスティック部４０１の傾きと連動するよう接続されているため、ＭＲＦの粘性変化によって、スティック部４０１を傾けようとする力に対して抵抗力を与えることができる。すなわち、本実施形態では、このようなＭＲＦの粘性を制御することで、スティック部４０１の動きやすさを制御することが可能な構成となっている。
　なお、上記図８は説明の便宜上、簡略化した図面となっているが、ＭＲＦユニットのより具体的な構成について補足しておく。基本的な仕組みとしては、自転車や自動車のディスクブレーキに近い構造となる。これらのディスクブレーキでは、回転するホイールを直接機械部品で挟み込み、部品同士の摩擦で回転を止めるという仕組みとなるが、本実施形態のようにＭＲＦを用いる場合、流体の粘性を制御することで摩擦を変化させ、回転方向の動きを規制することになる。
　次に、上記アナログスティック４２の（電気的な）内部構成について説明する。図９は、アナログスティック４２の内部構成を示す機能ブロック図である。図９において、アナログスティック４２は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６、Ｙ軸用可変抵抗器４０７、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８を含んでいる。これらの構成要素はそれぞれコントローラ制御部４１と電気的に接続されており、所定のデータの送受信が可能である。コントローラ制御部４１は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７からの信号（例えば電圧値）を受信することができる。これらの信号に基づき、コントローラ制御部４１は、スティック部４０１の位置や変位方向、位置の変化速度（変位速度）を算出できる。更に、コントローラ制御部４１は、算出した結果を情報処理装置本体２に送信することができる。なお、当該アナログスティック４２の位置については、例えば、中心位置を初期位置（原点）とする２次元平面上における２次元座標として表現される。また、コントローラ制御部４１は、情報処理装置本体２から送信されるデータに基づき、次に説明するように、ＭＲＦユニットの粘性を制御するための信号を各ＭＲＦユニットに送信できる。
　次に、各ＭＲＦユニットについて説明する。まず、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６には、電圧電流変換回路部４３１と上述したような磁場発生部４２２とが含まれており、両者は電気的に接続されている。コントローラ制御部４１から電圧電流変換回路部４３１に対して所定の電圧を与えることで、当該電圧に基づいた電流を磁場発生部４２２に出力することができる。その結果、上記のようにＭＲＦの粘性を変化させることができる。同様に、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８にも、電圧電流変換回路部４３１と磁場発生部４２２とが含まれており、上記と同様の制御が可能となっている。このように、本実施形態では、スティック部４０１におけるＸ軸とＹ軸とで個別にＭＲＦの粘性変化による影響を与えることが可能な構成となっている。基本的には、アナログスティック４２の動きやすさ（粘性）は、Ｘ軸およびＹ軸の２軸の合算で提示される。その一方で、例えば、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８のＭＲＦの粘性だけ高めることで、スティック部４０１をＸ軸方向にだけ動かすことができる、という状態を作り出すことも可能である。
　上記のような構成によってＭＲＦの粘性制御を行うことで、本実施形態では、アナログスティック４２を操作しているユーザ（の指）に対して、様々な感触を提示することができる。例えば、アプリケーションにおける所定の場面に応じて上記のＭＲＦの粘性を制御することで、アナログスティック４２を操作するユーザの指先に、その場面に応じた様々な感触を与えることができる。また、アナログスティック４２を複数備えるコントローラ４である場合、各アナログスティック毎に個別に上記粘性を制御することも可能である。これにより、今までに無い新たな操作感をユーザに提供することができる。
　以下、上記のような構成を用いた本実施形態における様々な制御について説明するが、これに先立って、本実施形態の情報処理システムにおけるソフトウェア階層に関して説明する。図１０は、本実施形態におけるソフトウェア階層を説明するための図である。本実施形態の情報処理システムでは、様々なアプリケーションを実行することが可能である。これらアプリケーションは、基本的には、共通のシステムソフトウェア上で動作する（利用する）というソフトウェア構造となっている。当該システムソフトウェアは、上記情報処理システム１を構成する各種ハードウェアの制御を担当する。当該ハードウェアは、例えば、上記情報処理装置本体２および、上記ＭＲＦユニット等を含むコントローラ４である。
　ここで、上記ＭＲＦを制御するためのパラメータについて説明する。本実施形態では、ＭＲＦを制御するためのＭＲＦ制御用パラメータとして、以下の３種類のパラメータがある。すなわち、（１）粘性パラメータ、（２）可動域情報、（３）プリセット番号、の３種類のパラメータがある。当該ＭＲＦ制御用パラメータは例えば次のように用いられる。まず、アプリケーションでその内容が設定され、これがシステムソフトウェアを介してコントローラ４に転送される。そして、コントローラ４が当該ＭＲＦ制御用パラメータに基づいてＭＲＦの粘性を制御する、等の利用例がある。
　各パラメータについて説明すると、まず、粘性パラメータは、上記コントローラ制御部４１から電圧電流変換回路部４３１に対して出力する振幅、周波数、印加時間の３つを指定するパラメータである（後述するパラメータＰ１～Ｐ３に相当する）。このパラメータを成分とする波形となるような電圧指令値が電圧電流変換回路部４３１に出力され、これに基づく電流が磁場発生部４２２に出力される。その結果発生した磁場によって、ＭＲＦの粘性を変化させることができる。
　次に、可動域情報は、アナログスティック４２の可動域を定義する情報である。例えば、アナログスティック４２の可動域をＹ軸方向のみとする場合を想定する。図で示すと、まず、本来の可動域（以下、基本可動域と呼ぶ）が図１１で示される円の範囲内であるとする。そして、この可動域を、図１２の白色部分で示されるようなＹ軸方向のみに限定したい場合を想定する。この場合、図１２の黒色で示した領域にアナログスティック４２が移動できないようにするため、可動域情報の内容としては、アナログスティック４２の位置がこの領域内となる場合は、アナログスティック４２が傾かないことを示した内容となる。このように設定することで、白色部分から当該黒色の領域にアナログスティック４２を移動させようとしても、その境界となる位置でアナログスティック４２が黒色の領域に向けては傾かないようにすることができ、その結果、黒色領域に入り込めないという状態が実現できる。具体的なデータ構成の一例としては、例えば基本可動域全域に見立てた１００×１００の行列を用意し、これに、その位置が可動であるか否かを示す値を２値（０または１）で設定することで、可動域情報を生成することが考えられる。図１２の例でいうと、上記行列のうち、黒色の部分に対応するものに１を設定し、それ以外には０を設定したものが可動域情報の内容となる。もちろん、可動域情報の具体的データ構成はこれに限るものではなく、可動域が定義できるデータ構成であればどのような構成でもよい。このように、本実施形態では、アナログスティック４２の可動域（の形状）を任意に定義したものを可動域情報として扱うこともできる。
　最後に、プリセット番号は、予め定義されているプリセットを指定するための番号である。当該プリセットとは、アナログスティック４２が（上記基本可動域内の）どの位置のときにはどのような粘性パラメータとするのかを予め定義したデータである。換言すれば、上記基本可動域内での各位置やその位置でのアナログスティック４２の変位速度に対する粘性パラメータを予め指定したデータである。このようなプリセットを用意することで、アプリケーションの開発者等は、上記粘性パラメータの内容を都度設計・設定せずとも、プリセットを指定するだけでＭＲＦの粘性制御を容易に利用することが可能となる。そのデータ構成の一例としては、例えば上記のように基本可動域全域に見立てた所定数の行列のそれぞれに、粘性パラメータを設定したものをプリセットとして定義することが考えられる。また、本実施形態では、コントローラ制御部４１内のメモリに、複数のプリセットが「プリセットライブラリ」として予め記憶されるものとする。当該プリセットの使用例としては、アプリケーションが所定のプリセット番号を、システムソフトウェアを介してコントローラ制御部４１に送信するという例が考えられる。この場合、コントローラ制御部４１は、プリセットライブラリから該当のプリセット番号を読み出す。更に、その内容と、その時点のアナログスティック４２の位置や変位速度に基づいて、粘性パラメータを決定する。そして、コントローラ制御部４１は、その粘性パラメータに基づいてＭＲＦユニットを制御する。
　なお、上記では、プリセットとして持たせる情報として、位置や変位速度と粘性パラメータとを対応づけて持たせる例を挙げた。プリセットについてはこのようなデータ構成に限るものではなく、他の実施形態では、例えば、位置や変位速度の情報を持たず、単に粘性パタメータだけを有するデータ構成としてもよい。つまり、単に粘性パラメータのみを事前にいくつか定義したものをプリセットとして提供するような態様でもよい。
　また、上記プリセットライブラリに関して、可動域だけを定義した可動域プリセットと、上記のような粘性パラメータだけを定義したプリセットとをそれぞれ個別に持たせるような構成でもよい。例えば、同心円状の可動域のプリセットがあると想定する。この場合、中心円と、それを囲む各円環におけるＭＲＦの粘性を、別途用意された粘性パラメータのプリセットから引用できるようにしてもよい。これにより、プリセットという体裁でありながらも、ＭＲＦを用いた表現の幅を広げることができる。
　また、当該コントローラ制御部４１に記憶されるプリセットライブラリについては、更新可能な構成であってもよい。例えば、インターネット経由で定期的に更新されるような構成でもよい。あるいは、インターネットとは非接続の場合であっても、所定の記憶媒体を経由して更新可能な構成としてもよい。一例を挙げると、更新データが含まれるメモリカードを、コントローラ４と接続された情報処理装置本体２に読み込ませて更新できる構成としてもよい。
　また、コントローラ制御部４１にプリセットライブラリを記憶する構成の他、これに代えて、あるいは、これに加えて、システムソフトウェアあるいはアプリケーション内部で独自にプリセットを定義するような構成を採用してもよい。
　次に、上記アプリケーション、システムソフトウェア、およびコントローラ４と、上記ＭＲＦの粘性制御を行う主体との関係について説明する。本実施形態は、主に上記ＭＲＦユニットを用いたコントローラ４の制御、換言すれば、ＭＲＦの粘性の制御に関するものである。この粘性を主体的に制御（指定・生成）する箇所として、本実施形態では、アプリケーションの場合、システムソフトウェアの場合、コントローラ４の場合という３つのパターンを想定している。換言すれば、ＭＲＦの粘性制御方式として、主にアプリケーション主体で制御する場合、システムソフトウェア主体で制御する場合、コントローラ４が主体で制御する場合という３つのパターンを利用することができる。
　なお、このような複数の制御パターンを想定している理由の一つは、情報処理装置本体２とコントローラ４との間の通信速度と、情報処理装置本体２において実行されるアプリケーションの実行速度との差（換言すれば応答性能の差）を考慮したためである。これらの速度は、「アナログスティック４２とコントローラ制御部４１との通信速度＞情報処理装置本体２とコントローラ制御部４１との間の通信速度＞アプリケーションの処理速度」という関係になることがある。本実施形態では、例えば、アナログスティック４２とコントローラ制御部４１との通信速度が１ｋＨｚ、情報処理装置本体２とコントローラ制御部４１との間の通信速度が２００Ｈｚである場合を想定する。また、アプリケーションの処理速度について、６０Ｈｚで動作する場合を想定する。このような速度関係で考えると、コントローラ側の動作の周期のほうが、アプリケーションの動作周期よりも速い、という関係となる。そのため、アプリケーション側が主体となってＭＲＦの粘性を出力する場合、その出力がコントローラ制御部４１に到達する周期が、コントローラ制御部４１がアナログスティック４２の位置を取得する周期よりも遅くなると考えられる。この点、特にアナログスティック４２の位置に直接的に応じて粘性を変化させるような制御を行う場合は、応答性が高いほうが、より速やかな粘性変化を実現でき、感触提示の表現の幅も広がると考えられる。例えば、急な感触変化や、エッジのような感触表現が可能となる。この観点からは、アプリケーションをできるだけ介さない制御手法のほうが望ましいとも言える。その一方で、コントローラ制御部４１に搭載されるメモリ容量は一般にあまり大きくないことから、上記のようなプリセットを記憶できる数もある程度限られることが想定される。この点、アプリケーション側が主体となる制御のほうが、多様なプリセットを用いることができる可能性がある。あるいは、プリセットに頼らずに粘性パラメータを生成等することで、より細やかに粘性パラメータを出力でき、粘性制御の自由度が高いという側面もある。特に、アナログスティック４２の位置に直接的に基づかずに粘性制御を行うような場合は、それほど高い応答性がなくてもよい場合もある。そのため、本実施形態では、開発するアプリケーションの内容やユースケース等に応じて、開発者が上記制御パターンを使い分けることも可能としている。
　以下、上記各種の制御パターンの概要について説明する。
［アプリケーションで制御する場合］
　まず、アプリケーションが主体的に制御する場合（以下、制御パターンＡと呼ぶ）について説明する。ここでは一例として、アプリケーションが、アプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性パラメータを出力するという制御を説明する。この場合の制御の流れの一例としては、図１３で示す流れとなる。まず、（Ａ１）コントローラ制御部４１はアナログスティック４２から電圧値を受け取る。次に、（Ａ２）コントローラ制御部４１は、これに基づきアナログスティック４２の位置や変位速度を算出し、システムソフトウェアに転送する。更に、（Ａ３）システムソフトウェアは、このアナログスティック４２の位置や変位速度をアプリケーションに出力する。これにより、アプリケーション側では、アナログスティック４２の位置や変位速度を知ることができる。次に、（Ａ４）アプリケーション側において、上記システムソフトウェアから出力されたアナログスティック４２の位置や変位速度を反映したアプリケーション処理を行い、その結果を踏まえたアプリケーションの実行状態に基づいて、上記粘性パラメータを生成してシステムソフトウェアに転送する。このアプリケーションの実行状態とは、例えば、仮想空間内における仮想オブジェクトの位置や、当該仮想オブジェクトの状態、アプリケーションの進行状況が所定の場面であるか、等である。次に、（Ａ５）システムソフトウェアは、当該粘性パラメータをコントローラ制御部４１に転送する。そして、（Ａ６）コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニット出力する。このように、当該制御パターンでは、アプリケーションの状態に直接的に基づき、アプリケーションが粘性制御パラメータを主体的に出力する制御となっている。
　なお、アプリケーションは、粘性パラメータを生成して出力する構成でもよいし、所定のプリセットが記憶された粘性ライブラリをアプリケーション側で用意する構成でもよい。後者の場合、プリセットが、アナログスティックの位置や変位速度の情報を持たず、単に粘性パタメータだけを有するデータ構成であれば、このライブラリの中から所定のプリセット番号を指定し、当該プリセット番号に対応する粘性パラメータを取得して出力してもよい。プリセットがアプリケーション状態等のデータと粘性パラメータとを対応づけるデータ構成である場合には、プリセット番号とアプリケーション状態等のデータとに基づいて粘性パラメータが取得されてもよい。
　また、上記の例では、アプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性パラメータを出力する構成となっているが、アナログスティックの位置に直接的に基づいて粘性パラメータを出力する構成としてもよい。この場合、アナログスティックの位置はアプリケーション側に送信され、当該アナログスティックの位置に直接的に基づいて粘性パラメータを生成すればよい。そして、当該生成した粘性パラメータをコントローラ制御部４１に出力すればよい。
［コントローラで制御する場合について］
　次に、コントローラ４が主体的に制御する場合について説明する。本実施例では、一例として、、上述したようなコントローラ制御部４１に記憶されているプリセットライブラリを利用する制御となっている。制御の流れの一例としては、図１４に示すような制御の流れがある（以下、この制御のことを制御パターンＢと呼ぶ）。まず、（Ｂ１）アプリケーションは、所定のプリセット番号を指定してシステムソフトウェアに転送する。（Ｂ２）システムソフトウェアは、このプリセット番号をコントローラ制御部４１に転送する。（Ｂ３）コントローラ制御部４１は、この時点におけるアナログスティック４２からの電圧値に基づき、アナログスティック４２の位置や変位速度を算出する。（Ｂ４）次に、コントローラ制御部４１は、上記プリセット番号に対応するプリセットをプリセットライブラリから取得する。そして、当該プリセットの定義内容と当該算出したアナログスティック４２の位置および／または変位速度とに基づいて、粘性パラメータを取得する。そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニットに出力する。このように、アプリケーションからはプリセット番号を指定するだけで、コントローラ４内部で対応するプリセットに基づく粘性制御が行われる。
　また、コントローラ４が主体的に制御する場合の他の例として、図１５で示すような制御を行ってもよい（以下、この制御のことを制御パターンＣと呼ぶ）。これは、アプリケーションとは無関係にＭＲＦの粘性を制御するような場面を想定するものである。例えば、ユーザの好みの粘性に設定可能とする場合である。この場合は、例えば情報処理装置本体２の「設定メニュー」からユーザが任意の粘性を指定し、その指定内容をプリセットとして記憶しておくようにすればよい。そして、常時、あるいは適切な場面で、当該プリセットに応じた粘性制御を行えばよい。図１５でいうと、上記プリセットの設定が終わっていることを前提として、まず、（Ｃ１）システムソフトウェアで上記記憶されたプリセット番号をコントローラ制御部４１に転送する。次に、（Ｃ２）コントローラ制御部４１は、この時点におけるアナログスティック４２からの電圧値に基づき、アナログスティック４２の位置や変位速度を算出する。次に、（Ｃ３）コントローラ制御部４１は、上記プリセット番号と当該算出したアナログスティック４２の位置や変位速度とに基づき、粘性パラメータを生成する。そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニットに出力する。これにより、アプリケーションとは無関係にアナログスティック４２の粘性を制御できる。
　なお、上記制御例ではアナログスティック４２の位置等を用いる例を挙げたが、他の実施形態では、当該位置等を用いない制御を行ってもよい。例えば、アナログスティック４２の位置（を示す情報）は用いず、アナログスティック４２の可動範囲の全域にわたって均一に所定の粘性となるような制御を行ってもよい。つまり、常時所定の粘性がかかっているような制御を行ってもよい。
［システムで制御する場合について］
　次に、システムソフトウェアが主体的に制御する場合（以下、制御パターンＤと呼ぶ）について説明する。上記のように、本実施形態ではコントローラ制御部４１にプリセットライブラリを記憶する構成であるが、一般に、コントローラ制御部４１に搭載されるメモリの記憶容量はある程度限られた容量である。そのため、プリセットライブラリとして記憶される粘性制御のパターンもある程度限られたものとなってしまうことも考えられる。そのため、ある程度の応答性を確保しつつも、粘性制御による感触の表現として、プリセットライブラリのものより多くの表現を可能とするために、システムソフトウェアで制御するというパターンも利用可能としている。この場合の制御の流れの一例としては、図１６のような流れが考えられる。まず、（Ｄ１）アプリケーションからシステムソフトウェアに、上述した可動域情報を転送する。（Ｄ２）コントローラ制御部４１はアナログスティック４２から電圧値を受け取る。（Ｄ３）更に、コントローラ制御部４１は、これに基づきアナログスティック４２の位置や変位速度を算出し、システムソフトウェアに転送する。（Ｄ４）システムソフトウェアは、上記可動域情報とアナログスティック４２の位置や変位速度に基づき、上記粘性パラメータを生成してコントローラ制御部４１に転送する。（Ｄ５）そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニット出力する。換言すれば、図１６の（Ｄ２）～（Ｄ５）の流れがループしており、このループに対してアプリケーションが可動域情報を任意のタイミングで送り込む、というような流れであるとも言える。
　本実施形態では、このような複数の制御パターンを利用可能とすることで、アプリケーション開発者の利便性を高めることができる。なお、これらの制御パターンは一例であり、アプリケーションのユースケースに応じて他の制御手法を用いることも可能である。
［制御パターン使い分けの一例］
　上記のような制御パターンの使い分けの一例として、「アナログスティック４２の位置に直接的に応じた粘性制御」と、「アナログスティック４２の位置に直接的には応じないの粘性制御」とを使い分ける例を説明する。これは、アナログスティック４２の位置に直接的に応じた粘性制御をするか否かによって、より適切な制御を用いるというものである。例えば、仮想空間内で仮想オブジェクトを移動させることが可能なアプリケーションを想定する。このようなアプリケーションにおいて、仮想オブジェクトを移動させるにあたって、仮想空間内における当該仮想オブジェクトの場所に応じて上記粘性が変化する、という制御を行うことができる。この制御は、上記のアナログスティック４２の位置に直接的には応じない粘性制御となる。一例を挙げると、アナログスティック４２で仮想オブジェクトを操作できるアプリケーションにおいて、仮想オブジェクトの仮想空間内の位置に応じてアナログスティック４２の粘性を高める、という場合が考えられる。この場合は、アナログスティック４２の位置に基づいて仮想オブジェクトを移動できるものであるが、しかし、このアナログスティック４２の位置に直接的に基づいて粘性を制御するものではない。あくまで、「仮想空間内の仮想オブジェクトの位置、換言すれば、アプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性を制御するということになる。そのため、このような場合は、アプリケーション側が主体的に粘性パラメータを出力する制御を行う。この粘性パラメータの取得・出力手法については、アプリケーションのコード内で粘性パラメータを生成してもよいし、粘性パラメータのプリセットをアプリケーション内においてライブラリとして備える構成でもよい。後者の場合は、例えば仮想空間内の地形に応じたプリセットを用意して、仮想オブジェクトの位置に基づいて所定のプリセットを指定すればよい。このように、アプリケーション側が主体的に粘性パラメータを用意して出力する場合、ユーザに与える感触の表現の幅を広げることができる。
　一方、上記アプリケーションにおける所定の場面（一例として、例えば仮想オブジェクトを移動させる場面ではない場面）において、アナログスティック４２の位置に直接的に応じて粘性制御を行いたい場合は、コントローラ制御部４１が主体となって粘性制御することができる。
　以下、上述のような構成や制御パターンをベースとした、様々な制御例について説明する。
［第１の実施例］
　まず、本実施形態における第１の実施例について説明する。当該実施例は、上記ＭＲＦを用いるアナログスティックの制御において、「様々な感触の提示」と「アナログスティックに指が触れていない際の初期位置復帰」とを両立させることを主眼とした制御の例である。
［第１の実施例にかかる制御の原理について］
　まず、第１の実施例における制御の原理について説明する。一般的に、ユーザが求めるであろうアナログスティック４２の操作感として、アナログスティック４２から手や指を離したときには、アナログスティック４２の位置が初期位置（初期状態）に復帰して欲しい、という操作感が考えられる。この点、上述のようなＭＲＦをアナログスティック４２に用いた場合、ＭＲＦの粘性を高めることで、ユーザに様々な感触を提示できる。その反面、粘性がある程度高い状態の場合、アナログスティック４２から手や指を離したときでも、ＭＲＦがブレーキのような役割を果たす結果、アナログスティック４２が傾いたまま初期位置に戻らない、あるいは、戻るとしても非常に遅くなる、ということが考えられる。そのため、ユーザがアナログスティック４２に求めるであろう操作感が提供できない可能性がある。この点に関し、その解決策として、ＭＲＦによる抵抗力を小さくするか、あるいは復帰力自体を大きくすることが考えられる。しかし、抵抗力を小さくすると、当該抵抗力によって実現可能なユーザ体験やアプリケーションにおける表現が制約されることになってしまう。そこで第１の実施例では、上記ＭＲＦに与える電流の制御について以下に説明するような制御を行うことで、ＭＲＦを利用した感触の提示と初期位置復帰動作との両立を図っている。
　図１７は、第１の実施例における制御を説明するためのタイミングチャートである。図１７では、縦軸が振幅（電流量）、横軸が時間を示す。図１７において、Ｐ１は振幅を示し、Ｐ２は周期（周波数）を示す。また、Ｐ３は、１周期の中で電流を流す時間（換言すれば、電圧を印加する時間、以下、印加時間と呼ぶ）を示す。本実施形態では、周期Ｐ２、印加時間Ｐ３については、１ミリ秒単位で制御可能であるとする。また、振幅Ｐ１、周期Ｐ２、および印加時間Ｐ３は、上述した「粘性パラメータ」に相当するものである。なお、印加時間Ｐ３に関しては、時間を指定する制御の他、デューティ比（Ｄｕｔｙ）を指定することで制御してもよい。すなわち、デューティ比をパラメータとして制御することで、結果的に、印加時間が制御されるようにしてもよい。この場合も、印加時間を制御していると言える。他のパラメータも同様であり、結果的に対象のパラメータが制御されていれば、その具体的手法や演算に用いられる各種パラメータは適宜採用されてよい。
　ここで、振幅Ｐ１の値としては、ＭＲＦの粘性が、上記復帰力付加部による復帰力よりも大きくなるような大きさの値であるとする。つまり、アナログスティック４２から指を離しても傾いたままの状態となるような値であるとする。そして、第１の実施例では、ある周期において、最初に印加時間Ｐ３で示される時間だけＰ１で示される強さの電流を流し、それ以降は電流を流さない、という制御を行っている。その結果、印加時間Ｐ３で示される期間は、ＭＲＦの粘性は、指を離してもアナログスティック４２が自律的に初期位置に復帰しないような状態（以下、高粘性状態と呼ぶ）となる。なお、ここでいう「初期位置に復帰しない」とは、基本的には指をアナログスティック４２から離しても、アナログスティック４２が動かないような状態を指す。但し、これに限らず、他の実施形態では、高粘性状態は、初期位置に向けて自律的に移動はしているが、その移動速度が非常に遅い、という状態であってもよい。例えば、高粘性状態ではないときは、指を離してから１秒もかからずに初期位置に復帰するが、高粘性状態の場合は、移動速度が遅いため、初期位置に復帰するまで５秒、あるいは１０秒かかる、というような状態が考えられる。
　一方、Ｐ３以外の期間は、電圧を印加しない（電流を流さない）ようにするため、ＭＲＦの粘性も低下し、上記復帰力がＭＲＦの粘性による抵抗力を上回り、アナログスティックが自律的に初期位置に向けて復帰し得る状態となる（以下、この状態を低粘性状態と呼ぶ）。このように、第１の実施例では、１周期の中において高粘性状態と低粘性状態とを設けることにより、アナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間を用意するものである。このような周期を繰り返すことで、高粘性状態と低粘性状態が周期的に交互に変化することになる。その結果、短期的にアナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間が作りだされることになり、この期間中にアナログスティック４２を初期位置に復帰させることが可能となる。これにより、高粘性状態を用いた感触提示を実現しつつ、低粘性状態の期間となったタイミングで自律的な初期位置復帰も行い得るようにし、ユーザに違和感を与えないようにしながらこれらの操作感を両立している。
　ここで、上記低粘性状態である期間があまりにも短いと、アナログスティック４２の初期位置への復帰動作が実質的に開始されないことが考えられる。そのため、第１の実施例では、低粘性状態である期間として、当該復帰動作の実質的な開始が担保されるような所定期間以上の長さが設定される。
　また、上記低粘性状態に関して、上記の例では電圧を印加しない場合を例示しているが、他の実施例では、上記低粘性状態の期間でも、アナログスティック４２の初期位置復帰動作を阻害しない程度の電圧を印加してもよい。
　また、上記高粘性状態および低粘性状態を実現するための粘性パラメータの具体的な値については、上述したようなプリセットとしてコントローラ制御部４１に記憶する構成としてもよい。あるいは、コントローラ制御部４１に記憶させる構成に限らず、システムソフトウェアでこのようなプリセットをもたせる構成でもよい。更には、アプリケーション側でこのようなプリセットを定義し、アプリケーションプログラムの一部としてもたせるような構成としてもよい。このように高粘性状態および低粘性状態をプリセットとして予め定義することで、容易に高粘性状態および低粘性状態の指定ができるようになり、開発者の負担を軽減することが可能となる。
　次に、上記の高粘性状態と低粘性状態を利用する他の制御例について、いくつか説明する。
　まず、アプリケーションから粘度状態を指定し、これに応じてシステムソフトウェアで粘度パラメータを生成する、という制御例を説明する。この例では、まず、アプリケーションから、振幅Ｐ１および周期Ｐ２が粘度情報としてシステムソフトウェアに出力される。システムソフトウェアでは、当該振幅Ｐ１および周期Ｐ２に基づいて、印加時間Ｐ３を算出する。この算出において、システムソフトウェアは、当該振幅Ｐ１および周期Ｐ２が上記高粘性状態に該当するようにしつつ、アナログスティック４２が初期位置に戻り得る期間（上記低粘性状態）が確保できるように、印加時間Ｐ３を算出する。例えば、システムソフトウェアは、振幅Ｐ１および周期Ｐ２と、これらに応じた適切な印加時間Ｐ３の値とが対応づけられたデータを有する構成とする。そして、アプリケーションから上記粘度情報を受け取ると、当該データを参照して、適切な印加時間Ｐ３を決定する。あるいは、印加時間Ｐ３の決定手法として、所定のアルゴリズムを用いて算出するようにしてもよい。そして、システムソフトウェアは、当該決定した印加時間Ｐ３と上記アプリケーションからの振幅Ｐ１および周期Ｐ２を上記粘性パラメータとしてコントローラ制御部４１に出力する。このような制御で、上記粘性パラメータを構成する３つの成分全てをプリセットとして記憶する場合よりは、データサイズや記憶容量を削減することが可能である。
　次に、他の制御例として、上記復帰力付加部による復帰力に応じてＭＲＦの粘性を調整する（粘性パラメータを補正する）という制御について説明する。これは、コントローラ４の個体差による復帰力の違いを考慮したものである。より具体的には、この制御では、所定の手法で復帰力の強さ・性能等を示す復帰力パラメータが取得される。そして、当該復帰力パラメータに応じて、上記粘性パラメータの内容を補正する、という制御を想定する。このような制御を行う場合は、まず、上記復帰力パラメータを取得する必要がある。この復帰力パラメータの取得手法としては、以下のようなものが考えられる。まず、コントローラ４等に、上記復帰力を直接的に計測するセンサを設けることが考えられる。また、他の手法としては、例えば、ユーザに対して、アナログスティック４２を可動限界位置、例えば右端いっぱいまで傾けてから指を離す操作を行わせ、指を離した後、初期位置に戻るまでの復帰時間を計測する手法も考えられる。この場合は、この復帰時間をそのまま復帰力パラメータとして用いてもよいし、当該復帰時間に基づいて別途復帰力パラメータを算出してもよい。
　また、本実施形態では、上記復帰力付加部としてコイルばね等の弾性体を有する例を挙げているところ、アナログスティック４２の位置に応じたコイルばねのトルクを上記復帰力パラメータとして用いる構成としてもよい。すなわち、アナログスティック４２の現在位置の応じたコイルばねのトルクを所定の手法で算出し、これを復帰力パラメータとして上記粘性パラメータの内容を補正する制御を行ってもよい。
　また、上記復帰力パラメータの代わりに、アナログスティック４２の位置を用いる制御を行ってもよい。すなわち、上記高粘性状態または低粘性状態を実現する上記粘性パラメータの内容をアナログスティック４２の位置に応じて調整してもよい。また、上記高粘性状態または低粘性状態である期間をアナログスティック４２の位置に応じて変化させる制御を行ってもよい。
　次に、他の制御例として、復帰力が小さいときには、復帰力が大きいときよりも、以下の制御のうち少なくとも一つの制御を行ってもよい。
（１）高粘性状態における粘性を低くする制御
（２）高粘性状態である期間を短くする制御
（３）低粘性状態における粘性を低くする制御（低粘性状態でもある程度電圧かけている場合を想定）
（４）低粘性状態である期間がより長くなるようにする制御
　いずれの制御も、復帰力が小さい場合、初期位置に戻りやすくする制御を行うものとなっている。例えば、復帰力が小さくなるほど高粘性状態における粘性を低くする制御等が想定される。
　また、更に他の制御例として、上記復帰力パラメータで示される復帰力が所定の基準値よりも小さい場合に、復帰力が弱まっていると判定して、初期位置に戻りやすくする制御を行ってもよい。
　次に、上記復帰力パラメータの具体的な補正例を説明する。第１の実施例では、例えば、まず、アプリケーションやシステムソフトウェアからコントローラ制御部４１に上記粘性パラメータが渡される。次に、コントローラ制御部４１は、この粘性パラメータに対し、上記振幅Ｐ１および／または印加時間Ｐ３を上記復帰力パラメータに応じて補正する。そして、補正後の粘性パラメータを用いて粘性制御を行う。このような補正によって、上記復帰力に応じたＭＲＦの粘性の調整を行うものである。ここで、粘性パラメータの補正に関して、コントローラ制御部４１は、周期Ｐ２を変化させるという補正も可能ではある。しかし、周期Ｐ２を変化させて粘性を変化させた場合、ユーザに与える感触の変化が大きくなり、逆に違和感を与える可能性がある。そのため、本例では、周期Ｐ２については一定のものとして、振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３を変化させることで、粘性の調整を行う。なお、当該周期の「一定」に関しては、厳密な意味での一定でなくてもよく、実質的に一定と言える程度であれば、周期に若干のブレや変動幅があってもかまわない。
　上記振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３の変化内容に関して、第１の実施例では、具体的には、振幅Ｐ１は大きくし、印加時間Ｐ３は一定または減少させる、という制御を行う。これは、粘性を高めたい場合に、もし印加時間Ｐ３だけ大きくする制御を行うと、低粘性状態の期間が短くなり、初期位置復帰動作が起こりにくくなる可能性がある。そこで、印加時間Ｐ３ではなく振幅Ｐ１のほうを大きくすることで粘性を高めるものである。この場合、印加時間Ｐ３は変化させない（一定のまま）ようにしてもよいし、減少させることで低粘性状態の期間をより長く確保するようにしてもよい。
　なお、上記復帰力に応じた粘性パラメータの調整を行う主体としては、コントローラ制御部４１を想定したものを例示したが、他の実施例では、システムソフトウェアまたはアプリケーション側で同様の処理を行うよう構成してもよい。
　このように、第１の実施例では、高粘性状態と低粘性状態を周期的に交互に変化させている。その結果、短期的にアナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間を作りだし、この期間中にアナログスティック４２を初期位置に復帰させることが可能となる。これにより、アナログスティック４２の操作感に関して、高粘性状態を用いた感触提示と、低粘性状態を利用した初期位置復帰動作とを両立している。
［第２の実施例］
　次に、第２の実施例について説明する。当該実施例は、主に、アナログスティック４２の変位方向と、上記復帰力付加部による復帰力との関係を考慮した制御の例である。より具体的には、アナログスティック４２の変位方向に関わらず、ユーザが指先に感じる抵抗感を一定にするような制御を行う例である。
　第２の実施例における制御の原理について説明する。まず、アナログスティック４２の位置が初期位置に向かって変位する場合と、初期位置からみて外側に向かって変位する場合とを想定すると、スティックの変位方向に対する復帰力の向きが異なる場合がある。そのため、ある（一定の）トルクを指先に感じさせるには、アナログスティック４２の位置や変位方向に応じて復帰力付加部による復帰力の影響を加味し、ＭＲＦの粘性を補正する必要がある。一例として、アナログスティック４２をその可動範囲の左端から右端にまっすぐの軌跡で変位させる場合を想定する。図１８は、可動範囲内でアナログスティック４２を左端から右端に変位させた場合の軌跡を示す模式図である。また、図１９は、後述する本実施形態における制御を行わない場合に、補正後のトルクがどのようになるのかを模式的に示す図である。また、図２０は、本実施形態における制御を行った場合は、補正後のトルクがどのようになるのかを模式的に示す図である。
　ここで、図１９、図２０において、「スティック位置の変位」はアナログスティックの位置の変位を示し、「ユーザの指の動き」は、実際のユーザの指の動きを示している。そして、図１９、図２０では、両者が同じ方向を向いていることを示している。「トルク」は上記復帰力の一例として示しており、例えば、上記のようにバネなどによって生じる定数である。「ＭＲＦトルク」は、ＭＲＦによる抵抗力を示す。「補正後トルク」は、（バネ等による）上記「トルク」を上記「ＭＲＦトルク」によって補正した値を示す。なお、図１９の矢印内の括弧付きの数値は、説明をわかりやすくするために例示した各トルクの「値」である。また、当該トルクの値に関して、図１９では、アナログスティックが左端から初期位置へ移動する場合と、初期位置から右端へ移動する場合とで同じ数値を用いているが、これはあくまで例示であり、実際のユーザ操作においては別の変数・要素が介在し得るため、異なる数値となってもよい。
　まず図１９について説明する。図１９で示されるように、アナログスティック４２（およびユーザの指）の変位方向は、右向きの方向となる。そのため、ＭＲＦトルクは、基本的に、左向きの抵抗力となる。このような状況を前提にすると、まず、左端から初期位置までの間は、トルクは右向きの力となり、初期位置から右端までの間では、トルクは左向きの力になる。ここで、アナログスティック４２の位置が左端から右端に移動するまでの間、ＭＲＦの粘性を変化させない（一定である）場合を想定する。この場合に、ＭＲＦトルクによって補正する値を調整しないとすると、補正後のトルク量が大きく変わってしまう可能性がある。図１８の例で言うと、当該調整無しだと、左端から初期位置までの間は、右向きで「３」の力のトルクが左向きで「１」の力のＭＲＦトルクで相殺され、補正後トルクは左向きで「１」の力となる。その一方で、初期位置から右端までの間は、左向きで「３」の力のトルクに同じ左向きで「２」の力のＭＲＦトルクが加わり、補正後トルクとしては、同じ左向きではあるが、「５」の力となってしまう。つまり、初期位置を境として、（向きの変化はないが）その力が大きく変わってしまうことになる。
　そこで、第２の実施例では、図２０で示すように、アナログスティック４２の変位方向が初期位置に近づくような方向である場合は、アナログスティック４２の変位方向が初期位置から離れる方向である場合よりも大きな粘性となるような制御を行う。つまり、「初期位置向きの変位時の粘性＞初期位置から離れる変位時の粘性」という関係となるように、ＭＲＦの粘性を制御する。図２０の例では、前者の場合のＭＲＦトルクの値は「７」であり、後者の場合の値は「１」として例示している。この場合、補正後トルクとしては、初期位置に近づく場合／初期位置から離れる場合の双方とも、「４」の力とすることができ、補正後トルクが大きく変化してしまうことを防ぐことができる。このような制御を行うことで、アナログスティック４２の変位方向に関わらず補正後トルクを（ほぼ）一定とすることができる。図２０の例で言うと、アナログスティック４２を左端から右端にまっすぐ変位させた場合でも、この期間中にユーザの指に感じられるトルクとして、ほぼ一定のトルクを提示できる。
　ここで、第２の実施例で用いる上記アナログスティック４２では、Ｘ軸とＹ軸とで別々にＭＲＦユニットを有する構成としている。そのため、Ｘ軸とＹ軸とで別々に粘性制御を行い、あるトルクを出すことができる。その一方で、アナログスティック４２のトルク（粘性）は基本的にはＸ軸およびＹ軸の粘性の合算でユーザに提示される。このとき、各軸で算出されたトルクをそのまま利用して合算すると、トルクが強すぎてしまう可能性がある。そのため、第２の実施例では、あるトルクを出したい場合は、アナログスティック４２の移動方向を考慮してＸ軸およびＹ軸の各方向のトルクを計算する。例えば、アナログスティック４２の移動方向が右斜め上４５度の方向に移動中である場合を想定する。この場合、目標とする（トルクの）力をｆとし、移動方向をθとすると、Ｘ軸のトルクｘは、“ｘ＝ｆｃｏｓθ“で算出され、Ｙ軸のトルクｙは、”ｙ＝ｆｃｏｓθ“で算出される。その結果、この場合は、Ｘ軸Ｙ軸のそれぞれに、目標とする（トルクの）力を1/√2倍したものを出力する、ということになる。このような制御を行うことで、より適切なトルクを出すことが可能となる。なお、これはＸ軸とＹ軸とで別々にトルクを算出する構成を採っているためであり、他の実施例で、もし上記ＭＲＦユニット（に相当する要素）が１つだけであるような場合は、必ずしも上記のような制御が必要というわけではない。
　また、第２の実施例では、上記の移動方向に着目した制御に加え、更に次のような観点による制御も行う。上記復帰力付加部が弾性体である場合、その復帰力については、初期位置から遠いほど大きくなり、初期位置に近いほど小さくなると考えられる。そのため、第２の実施例では、上記の制御に加え、初期位置からの距離が近いときよりも遠いときのほうがＭＲＦの粘性が大きくなるような制御も行う。このような初期位置からの距離を考慮して、ＭＲＦの粘性の大きさを上記ＭＲＦトルクの矢印の太さで示すと、図２１のような関係となる。図２１では、トルクについては、初期位置から遠いほど大きくなり、初期位置に近いほど小さくなることを示している。また、ＭＲＦトルクについては、左端から初期位置の間については、初期位置からから遠ざかるほど大きくなることを示している。初期位置から右端の間については、逆に初期位置に近いほど大きくなることを示している。そして、上記のようなトルクを上記アナログスティック４２の位置に応じて変化するＭＲＦトルクの大きさに応じた値となるよう補正することで、一定量となる補正後トルクが算出されることになる。
　なお、上記変位方向の検出手法に関しては、例えば、コントローラ制御部４１が上記アナログスティックの現在の位置と直前に検出された位置との変化を比較することで変位方向を算出するソフトウェア的な手法を用いてもよい。また、感圧センサ等の、変位方向が検出可能な所定のセンサを更にコントローラ４に実装して、その検出結果を利用するという、ハードウェア的な手法を用いてもよい。
　また、上記復帰力パラメータの補正に関して、第２の実施例では、上記振幅Ｐ１および／または印加時間Ｐ３を補正するものとする。つまり、上記第１の実施例と同様に、周期Ｐ２については一定のものとして、振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３を変化させることで、粘性の調整を行う。上述のように、周期Ｐ２を変化させて粘性を変化させた場合、ユーザに与える感触の変化が大きくなりすぎる可能性があるためである。
　ここで、当該第２の実施例で示す制御は、基本的にはコントローラ４が主体となる。すなわち、上記図１４～図１５で示したような制御パターンＢまたはＣにおいて、コントローラ制御部４１がスティック部４０１の変位方向を検出する（図１４の（Ｂ３）、図１５の（Ｃ２））。そして、コントローラ制御部４１は、当該検出した方向に基づいて、アプリケーションまたはシステムソフトウェアから転送された粘性パラメータに対し、トルクに一定感が得られるように補正を行って、ＭＲＦの粘性を制御する（図１４の（Ｂ４）、図１５の（Ｃ３））。なお、コントローラ４を制御主体とするのは、このような変位方向を加味した粘性制御を行う場合は、上述したような処理速度の違いの観点から、より高い応答性が要求されると考えられるためである。
　また、上述したように、コントローラ制御部４１には、プリセットライブラリが記憶される。そのため、アプリケーションまたはシステムソフトウェア側から見ると、粘性パラメータを直接的に指定する他、当該プリセットライブラリに登録されているプリセット番号を指定してコントローラ制御部４１に転送する、という制御を行うことも可能である。この場合、コントローラ制御部４１は、指定されたプリセット番号に対応する粘性パラメータをプリセットライブラリから読み出し、この粘性パラメータに対して上記のような変位方向や復帰力に応じた補正を行う。そして、補正後の粘性パラメータを用いてＭＲＦの粘性を制御することになる。
　このように、第２の実施例では、アナログスティック４２の変位方向と、上記復帰力付加部による復帰力との関係とを考慮した制御を行っている。これにより、アナログスティック４２の変位方向に関わらず、ユーザが感じる抵抗力のばらつきを抑制し、ユーザが感じるトルクをほぼ一定にすることができる。
　［変形例］
　なお、上記第１の実施例に関して、Ｘ軸とＹ軸の２軸（２次元）の方向変化が検出可能なアナログスティック４２にＭＲＦを適用する例を挙げたが、この他、同じく２次元の方向変化が検出可能なスライドスティックに上記構成を適用することも可能である。また、他の実施例では、このような２軸の入力が可能なデバイスに限らず、１軸（１次元）での方向変化が可能な入力デバイスに上記のような構成を適用してもよい。例えば、所定の１軸周りに回転するダイヤル式の操作子に上記のようなＭＲＦユニットに相当する要素を適用してもよい。この場合は、粘性変化により回転のしやすさについて影響を与えつつ、初期位置への復帰も実現することができる。あるいは、上記デジタルボタン部４４のような押下式のボタン（これは、上下方向にのみ移動可能であるといえる）に適用してもよい。あるいは、トリガー式のボタンに適用してもよい。この場合は、ボタンの押しやすさ（押圧に対する抵抗感）について、ＭＲＦの粘性による影響を与えることができる。
　また、その他、ＸＹＺの３軸（３次元）での方向変化が可能な入力デバイスについても上記ＭＲＦを適用し、第１の実施例で示したような制御を行ってもよい。
　また、上記第１の実施例に関して、高粘性状態として、指を離してもアナログスティック４２が実質的に初期位置に自律的に復帰しないような状態を想定した例を説明した。他の実施例では、初期位置に自律的に復帰するか否かにかかわらず、上記低粘性状態のときよりも大きな電流がかけられた状態としてもよい。例えば、高粘性状態でも低粘性状態でも自律的な初期位置復帰動作は行われ得るが、初期位置に戻る速度に差異がある、という構成としてもよい。すなわち、高粘性状態のときより低粘性状態のときのほうが、初期位置復帰速度が速くなる、というような構成である。
　また、上述したアナログスティック４２において、上記ＭＲＦユニットの位置は一例であって、上述のものに限らない。例えばスティック部４０１が直接ＭＲＦに接するような構成を採用してもよいし、その他、スティック部４０１の動きやすさに影響を与えることが可能であれば、どのような位置に設けてもよい。
　また、上述した粘性パラメータの補正に関しては、コントローラの種別やユーザの好みに応じて、指定された粘性パラメータをシステムソフトウェアやコントローラ制御部において最終的に補正するような構成としてもよい。例えば、指定された粘性パラメータ（のうちの１成分、例えば振幅）を１．２倍にする補正を行う、という制御を行ってもよい。このような補正倍率は、コントローラ種別に基づき算出されたり予め設定されたりしてもよい。あるいは、ユーザの指定内容に基づいて決定されてもよい。
　また、上記第１の実施例に関して、上記の例ではＭＲＦの状態制御として高粘性状態および低粘性状態の２つの粘性状態を周期的に交互に変化させる制御の例を挙げた。この制御については、３つ以上の粘性状態を用いる制御を行ってもよい。例えば、それぞれ粘性の異なる状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃとが所定の順番で周期的に変化するような制御を行ってもよい。
　また、上記の例では、情報処理装置本体２とモニタ３とコントローラ４が別々の構成である情報処理システムを例示したが、この他、情報処理装置本体と所定の表示部とアナログスティックやボタンとが一体化した携帯型の情報処理装置等にも上記構成や制御は適用可能である。
　本発明にかかる情報処理システムは、新たな操作感覚をユーザに提供することができ、パーソナルコンピュータ等の各種情報処理装置で用いられるコントローラ等の用途に有用である。
　１　　　情報処理システム
　２　　　モニタ
　３　　　情報処理装置本体
　４　　　コントローラ
　１１　　プロセッサ
　１２　　記憶部
　１３　　コントローラ通信部
　１４　　映像音声出力部
　４１　　コントローラ制御部
　４２　　アナログスティック
　４４　　デジタルボタン部
　４０１　スティック部
　４０２　Ｘ軸用駆動部品
　４０３　Ｙ軸用駆動部品
　４０４　外郭部
　４０５　Ｘ軸用可変抵抗器
　４０６　Ｘ軸用ＭＲＦユニット
　４０７　Ｙ軸用可変抵抗器
　４０８　Ｙ軸用ＭＲＦユニット

Claims (11)

  1. 　ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、
    　前記変位したスティックの位置を前記初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加部と、
    　磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記スティックが前記初期位置から、および、前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
    　前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、
    　前記磁場発生部を制御可能な回路と、を備える情報処理システムであって、　
    　前記回路は、前記スティックの変位方向が前記初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも前記粘性が大きくなるように前記磁場の強度を変化させる、情報処理システム。
  2. 　前記回路は、
    　　前記磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を制御することで前記磁気粘性流体の粘性を変化させ、
    　　前記変位方向が前記初期位置に近づいていく方向である場合は、当該初期位置から離れていく方向である場合よりも前記振幅または印加時間を大きくする、請求項１に記載の情報処理システム。
  3. 　前記復帰力付加手段は、前記スティックの位置が前記初期位置から遠いほど復帰力が大きくなるよう構成されており、
    　前記回路は、前記スティックの変位方向が前記初期位置から離れていく方向である場合、当該スティックの位置が当該初期位置から遠くなるほど前記振幅または印加時間を小さくする、請求項２に記載の情報処理システム。
  4. 　前記回路は、前記振幅、周波数、印加時間のうち、周波数は変化させずに、振幅および／または印加時間を変化させることで、前記粘性を変化させる、請求項２または３に記載の情報処理システム。
  5. 　前記回路は、前記振幅については大きくし、前記印加時間については一定のままとするあるいは減少させることで、前記粘性が大きくなるように変化させる、請求項４に記載の情報処理システム。
  6. 　前記コントローラは、
    　　前記スティックの変位方向を検出する方向検出部を更に備え、
    　　前記方向検出部によって検出された前記変位方向に基づいて前記磁場の強度を変化させる、請求項１乃至５のいずれかに記載の情報処理システム。
  7. 　前記コントローラは、前記情報処理システムを制御するためのシステムソフトウェアまたは当該情報処理システム上で動作する所定のアプリケーションから出力された情報であって、前記磁気粘性流体の粘性の状態を指定する情報である粘性指定情報を前記検出方向に基づいて補正し、当該補正後の粘性指定情報に基づいて前記磁場の強度を変化させる、請求項６に記載の情報処理システム。
  8. 　前記コントローラは、
    　　所定の粘性状態が実現される粘性を示す情報がプリセットとして複数含まれ得るプリセットライブラリを記憶するライブラリ記憶部を更に含み、
    　　前記情報処理システムを制御するためのシステムソフトウェアまたは当該情報処理システム上で動作する所定のアプリケーションから出力された前記プリセットのいずれかを指定する情報に基づいて、当該指定されたプリセットに対応した所定の粘性を示す情報を前記プリセットライブラリから取得し、当該取得した情報を前記検出方向に基づいて補正し、当該補正後の粘性指定情報に基づいて前記磁場の強度を変化させる、請求項６に記載の情報処理システム。
  9. 　ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、
    　前記変位したスティックの位置を前記初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加部と、
    　磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記スティックが前記初期位置から、および、前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
    　磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部と、
    　磁場発生部を制御可能な回路とを備えるコントローラであって、
    　前記回路は、前記スティックの変位方向が前記初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも前記粘性が大きくなるように前記磁場の強度を変化させる、コントローラ。
  10. 　ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、
    　前記変位したスティックの位置を前記初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加部と、
    　磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記スティックが前記初期位置から、および、前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
    　磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、
    　磁場発生部を制御可能な回路と、を備える情報処理システムを制御する情報処理制御方法であって、
    　前記回路に、前記スティックの変位方向が前記初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも前記粘性が大きくなるように前記磁場の強度を変化させる、情報処理方法。
  11. 　ユーザ操作によって初期位置から変位されるスティックと、
    　前記変位したスティックの位置を前記初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加部と、
    　磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記スティックが前記初期位置から、および、前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
    　前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部と
    を備えるコントローラと、
    　磁場発生部を制御可能な回路と、を備える情報処理システムのコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
    　前記コンピュータに、前記スティックの変位方向が前記初期位置に近づいていく方向である場合は、当該変位方向が当該初期位置から離れていく方向である場合よりも前記粘性が大きくなるように前記磁場の強度を変化させる、情報処理プログラム。
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