WO2023228424A1

WO2023228424A1 - コントローラ装置

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Publication number: WO2023228424A1
Application number: PCT/JP2022/021817
Authority: WO
Inventors: 圭司外川
Original assignee: 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-11-30
Also published as: JPWO2023228424A1

Abstract

傾倒可能な操作部材と、当該操作部材を傾倒制御する動力を発生させる駆動部と、駆動部で発生した動力を操作部材に伝達あるいは遮断する伝動部と、伝動部を制御する制御部と、を有し、この制御部が、操作部材の傾倒方向または傾倒角度が、少なくとも所定の条件を満足する間、伝動部を制御して、駆動部で発生した動力を、操作部材に伝達させない状態とする。

Description

コントローラ装置

　本発明は、情報処理装置に接続され、ユーザの操作を受け入れるコントローラ装置に関する。

　傾倒操作可能な操作部材を備えたコントローラ装置が、家庭用ゲーム機器など、多くの情報処理装置の入力デバイスとして利用されている。ここで当該操作部材に対してアクチュエータでその傾倒角度及び傾倒方向を制御して、コントローラ装置のユーザに対して力覚を提示するコントローラ装置も知られている。

　しかしながら、アクチュエータ等で操作部材に復元力以外の外力を加える構成とした場合と、弾性体等で復元力のみを加える構成とした場合とでは、前者の構成においてアクチュエータによる外力印加を行わない状態であっても、操作部材に対するユーザの操作感が異なってしまっているのが現状である。このため、アクチュエータを備えないコントローラ装置に慣れているユーザに対しては、操作感に違和感が生じる場合があった。

　本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、アクチュエータによる外力印加がない状態などでの操作部材の操作感の違和感を軽減できるコントローラ装置を提供することを、その目的の一つとする。

　本発明の一態様に係るコントローラ装置は、傾倒可能な操作部材と、前記操作部材を傾倒制御する動力を発生させる駆動部と、前記駆動部で発生した動力を前記操作部材に伝達あるいは遮断する伝動部と、前記伝動部を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、前記操作部材の傾倒方向または傾倒角度が、少なくとも所定の条件を満足する間、前記伝動部を制御して、前記駆動部で発生した動力を、前記操作部材に伝達させない状態とすることとしたものである。

　これにより、本発明の一態様に係るコントローラ装置によれば、アクチュエータによる外力印加がない状態などでの操作部材の操作感の違和感を軽減できる。

本発明の実施の形態に係るコントローラ装置の概略構成を表すブロック図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備える傾倒操作部材の例を表す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備えるクラッチ部材の一例を表す概略構成図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備えるクラッチ部材の動作例を表す説明図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備えるクラッチ部材の別の例を表す概略構成図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備えるクラッチ部材の別の動作例を表す説明図である。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置が備えるクラッチ部材のさらに別の例を表す概略構成図である。

　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係るコントローラ装置１は、図１に例示するように、制御部１１と、操作部１２と、通信部１３と、駆動制御部１４とを含んで構成されている。またこのコントローラ装置１は、情報処理装置２との間で通信可能に接続されている。

　ここで情報処理装置２は、家庭用ゲーム機や、パーソナルコンピュータ等であり、コントローラ装置１において行われたユーザの操作を表す情報を受信して、ゲームの処理など、所定の情報処理を実行する。また本実施の形態では、この情報処理装置２は、ゲームの処理の過程などにおいて、コントローラ装置１に対して駆動制御部１４を制御するための制御指示を送出する。

　コントローラ装置１の制御部１１は、メモリデバイスを備えたマイクロコンピュータ等のプログラム制御デバイスであり、メモリデバイスに格納されたプログラムに従って動作する。本実施の形態の例では、この制御部１１は、操作部１２において行われたユーザの操作を表す情報を、通信部１３を介して情報処理装置２へ送出する。またこの制御部１１は、情報処理装置２から入力される制御指示に基づき、第１アクチュエータ２３及び第２アクチュエータ２５の動作を制御する。この制御の内容については後に述べる。

　本実施の形態のある例では、操作部１２は、傾倒操作可能なジョイスティック等の傾倒操作部材１２１を備える。またこの操作部１２は、押し込みボタンや、ロッキングボタン等、他の操作部材を含んでもよい。操作部１２は、これらの操作部材に対して行われた操作の内容を表す情報を、制御部１１に出力する。例えば、傾倒操作部材１２１は、予め定められた、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸方向への傾倒角度の情報を、制御部１１に出力する。またこの傾倒操作部材１２１は、上記Ｘ，Ｙ軸の双方に直交する方向（Ｚ軸方向）に押し込み可能となっていてもよく、その場合は、押し込み量の情報も、制御部１１に出力することとなる。

　この例の傾倒操作部材１２１は、図２にその概要を例示するように、傾倒操作される柱状体２１と、第１ガイド２２と、第１アクチュエータ２３と、第２ガイド２４と、第２アクチュエータ２５と、台座２６と、を含んで構成される。図２は、傾倒操作部材１２１の分解斜視図である。なお、ここでは第１ガイド２２及び第２ガイド２４は、それぞれ軸２２Ａ，２４Ａまわりに、少なくとも所定の角度範囲内で回転可能に支持されているものとし、軸２２Ａ方向をＸ軸、軸２４Ａ方向をＹ軸とする。またＸ軸とＹ軸との双方に直交する方向をＺ軸とする。つまり、第１ガイド２２は、軸２２ＡまわりにＹＺ面内で回転する。また第２ガイド２４は、軸２４ＡまわりにＸＺ面内で回転する。

　第１ガイド２２は、柱状体２１の動きを一方向（Ｘ軸方向）に規制する。上述のように、この第１ガイド２２は、軸２２ＡまわりにＹＺ面内で所定の角度範囲で回転可能に支持されている。またこの角度範囲には、柱状体２１がＺ軸方向に平行となる角度範囲を含むものとする。

　第１アクチュエータ２３は、駆動部としてのモータ２３１と、センサ２３２と、伝動部としてのクラッチ部材２３３とを含んで構成される。モータ２３１は、例えば３相の（ステータが３ｎ（ｎは自然数）個ある）ブラシレスＤＣモータであり、各相のステータコイルに、後に説明する駆動制御部１４から入力される指示に従ってそれぞれに電流を供給して、ロータの回転方向・回転速度・回転量等を制御する。このモータ２３１のロータの回転軸は、クラッチ部材２３３を介して第１ガイド２２の軸２２Ａに連結される。

　本実施の形態の一つの例では、このクラッチ部材２３３は、電磁クラッチであり、一般的なディスククラッチや、かみあいクラッチなどの空隙のないものであってもよいし、空隙型のクラッチであってもよい。このクラッチ部材２３３は、駆動制御部１４から入力される指示に従って、モータ２３１のロータの回転軸の動力を、第１ガイド２２の軸２２Ａに伝達する状態（伝達状態）と、モータ２３１のロータの回転軸の動力を、第１ガイド２２の軸２２Ａに伝達しない状態（遮断状態）とのいずれかの状態で動作する。クラッチ部材２３３が、伝達状態となっている間、モータ２３１の動力により、第１ガイド２２が、軸２２ＡまわりにＹＺ面内で回転する。

　センサ２３２は、例えばロータリエンコーダやポテンショメータ、その他の角度センサであり、第１ガイド２２の軸２２Ａの傾倒角度θcを所定の基準方向（例えば柱状体２１がＺ軸正の向きとなることが可能な状態の第１ガイド２２の方向）を０度として逐次的に検出し、当該検出結果を制御部１１と駆動制御部１４とに出力する。このセンサ２３２は、例えば第１ガイド２２の軸２２Ａに直接取り付けられたロータリエンコーダ等であり、クラッチ部材２３３が伝達状態であると遮断状態であるとを問わず、第１ガイド２２の軸２２Ａの傾倒角度θcを検出する。

　第２ガイド２４は、柱状体２１の動きを一方向（Ｙ軸方向）に規制する。上述のように、この第２ガイド２４は、軸２４ＡまわりにＸＺ面内で所定の角度範囲で回転可能に支持されている。またこの角度範囲には、柱状体２１がＺ軸方向に平行となる角度範囲を含むものとする。

　第２アクチュエータ２５は、駆動部としてのモータ２５１と、センサ２５２と、伝動部としてのクラッチ部材２５３とを含んで構成される。モータ２５１は、モータ２３１と同様に、例えば３相のブラシレスＤＣモータであり、各相のステータコイルに、後に説明する駆動制御部１４から入力される指示に従ってそれぞれ電流を供給して、そのロータの回転方向・回転速度・回転量を制御する。このモータ２５１のロータの回転軸は、第２ガイド２４の軸２４Ａに、クラッチ部材２５３を介して伝達される。

　クラッチ部材２５３は、クラッチ部材２３３と同様のものであり、駆動制御部１４から入力される指示に従って、モータ２５１のロータの回転軸の動力を、第２ガイド２４の軸２４Ａに伝達する伝達状態と、モータ２５１のロータの回転軸の動力を、第２ガイド２４の軸２４Ａに伝達しない遮断状態とのいずれかの状態で動作する。クラッチ部材２５３が、伝達状態となっている間、モータ２５１の動力により、第２ガイド２４が、軸２４ＡまわりにＸＺ面内で回転する。

　センサ２５２は、例えばロータリエンコーダやポテンショメータ、その他の角度センサであり、第２ガイド２４の軸２４Ａの傾倒角度φcを所定の基準方向（例えば柱状体２１がＺ軸正の向きとなることが可能な状態の第２ガイド２４の方向）を０度として逐次的に検出し、当該検出結果を制御部１１と駆動制御部１４とに出力する。このセンサ２５２は、例えば第２ガイド２４の軸２４Ａに直接取り付けられたロータリエンコーダ等であり、クラッチ部材２５３が伝達状態であると遮断状態であるとを問わず、第２ガイド２４の軸２４Ａの傾倒角度φcを検出する。

　台座２６は、柱状体２１の基部２１Ｂを支持する。この台座２６は、第１ガイド２２，第２ガイド２４がともに回転していない状態（０度である状態）において、柱状体２１の軸２１ＡがＺ軸正の方向（柱状体２１のこのときの姿勢を以下便宜的に原点と呼ぶ）となる位置で、柱状体２１の基部２１Ｂを支持するものとする。本実施の形態の例では、この台座２６は、柱状体２１の基部２１Ｂを、弾性体２６１を介して支持する。この弾性体２６１はゴムであってもよいし、つるまきバネなどであってもよい。

　通信部１３は、例えばＵＳＢ等の有線インタフェースや、ブルートゥース（登録商標）等の無線インタフェースなどであり、情報処理装置２との間で有線または無線にて通信可能に接続される。この通信部１３は、情報処理装置２から駆動制御部１４を制御するための制御指示を受け入れて当該制御指示を駆動制御部１４に出力する。またこの通信部１３は、駆動制御部１４から、第１のアクチュエータ２３のセンサ２３２での第１ガイド２２の軸２２Ａまわりの傾倒角度の検出結果θcを受け入れるとともに、第２のアクチュエータ２５のセンサ２５２での第２ガイド２４の軸２４Ａまわりの傾倒角度の検出結果φcを受け入れて、これらの検出結果の情報を、情報処理装置２へ送出することとしてもよい。

　さらに通信部１３は、制御部１１から入力される指示に従い、操作部１２において行われたユーザの操作を表す情報（センサ２３２，２５２での検出結果を含む）等を、通信部１３を介して情報処理装置２へ送出する。

　駆動制御部１４は、モータドライバを備えたプロセッサ等であり、プログラムを保持するメモリを備えて、当該メモリに保持されたプログラムに従って動作し、第１，第２のアクチュエータ２３，２５のモータ２３１，２５１の回転方向、回転速度、回転量等を制御する電流量を指示する。またこの駆動制御部１４は、第１，第２のアクチュエータ２３，２５が備えるクラッチ部材２３３，２３５をそれぞれ制御する。

　以下、この駆動制御部１４による、第１，第２のアクチュエータ２３，２５の制御の動作について説明する。駆動制御部１４は、情報処理装置２から制御指示として傾倒操作部材１２１の傾倒方向及び傾倒角度の情報、または傾倒制御を行わない旨の情報（以下、解放指示と呼ぶ）の入力を受け入れる。

　駆動制御部１４は、傾倒方向及び傾倒角度の情報が入力されたときには、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との双方を制御して、いずれも連結状態とする。そして駆動制御部１４は、当該入力された情報が表す傾倒方向及び傾倒角度を目標として、当該目標の傾倒方向、傾倒角度に柱状体２１が傾倒することとなるよう、第１，第２のアクチュエータ２３，２５のモータ２３１，２５１をそれぞれ制御する。

　この制御は、センサ２３２またはセンサ２５２の出力に基づいてモータ２３１、２５１の回転角度が目標に達するよう、各モータ２３１，２３５に供給する電流量をそれぞれ決定して指示し、これらの回転方向や回転量等を制御するものであり、いわゆるフィードバック制御として広く知られたものであるので、ここでその詳細については省略する。

　また本実施の形態の駆動制御部１４は、操作部材である柱状体２１の傾倒方向または傾倒角度の少なくとも一方が、所定の条件を満足する間は、伝動部である第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との少なくとも一方を制御して、それぞれモータ２３１、２５１で発生した動力を、第１，第２ガイド２２，２４に伝達させない状態とし、操作部材である柱状体２１にその動力を伝達しない遮断状態となるよう制御する。

　具体的な例として駆動制御部１４は、柱状体２１のＹＺ面内の傾倒角度（つまり第１ガイド２２の軸２２Ａまわりの傾斜角度θc）の絶対値が予め定めた角度しきい値θthを下回り、かつ、柱状体２１のＸＺ面内の傾倒角度（つまり第２ガイド２４の軸２４Ａまわりの傾斜角度φc）の絶対値もまた、予め定めた角度しきい値φthを下回るときに、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との双方を制御して、いずれも遮断状態とする。この例では、柱状体２１の傾斜角度が比較的小さい間、第１，第２のアクチュエータ２３，２５の動力が柱状体２１から切り離され、柱状体２１に対しては、その基部を支持する弾性体２６１のみにより原点に復帰する復帰力だけが与えられることとなる。

　つまりこのときには、操作部材の操作感は、操作部材を駆動するためのアクチュエータが存在しない場合と同様の操作感となって、ユーザの違和感が軽減される。

　この例では駆動制御部１４は、クラッチ部材２３３，２５３を遮断状態としているときに、ユーザが柱状体２１を操作するなどして、柱状体２１のＹＺ面内の傾倒角度（つまり第１ガイド２２の軸２２Ａまわりの傾斜角度θc）の絶対値が予め定めた角度しきい値θthを超えるか、または、柱状体２１のＸＺ面内の傾倒角度（つまり第２ガイド２４の軸２４Ａまわりの傾斜角度φc）の絶対値が予め定めた角度しきい値φthを超えたときに、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との双方を制御して、いずれも連結状態としてもよい。

　また、クラッチ部材２３１またはクラッチ部材２５１を遮断状態とする条件は、ここで説明した例に限られない。例えば駆動制御部１４は、情報処理装置２から解放指示を受信したときに、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との双方を制御して、いずれも遮断状態とすることとしてもよい。

［動作例］
　本発明の実施の形態に係るコントローラ装置１は、以上の構成を基本的に備えており、次のように動作する。以下の説明においてコントローラ装置１は、情報処理装置２との間で通信可能に接続される。

　コントローラ装置１を操作するユーザが、傾倒操作可能な操作部材である柱状体２１を傾倒操作すると、当該傾倒操作に応じて第１，第２のガイド２２，２４がそれぞれの軸２２Ａ，２４Ａ周りに回転し、第１，第２のアクチュエータ２３，２５のセンサ２３２，２３５がそれぞれ互いに直交するＹＺ面、及びＸＺ面まわりの柱状体２１の傾倒角度の情報θc，φcを取得する。コントローラ装置１は、この取得した情報を、情報処理装置２へ送出する。

　情報処理装置２は、ゲームプログラム等の処理を実行するコンピュータデバイスであり、コントローラ装置１の操作部１２が備える柱状体２１の傾倒角度の情報θc，φcを受け入れて、ゲームプログラム等の処理に供する。具体的に情報処理装置２は、この傾倒角度の情報を用いて、ゲームキャラクタの動作を制御することとしてもよい。

　また情報処理装置２は、ゲームプログラムの処理等により、ユーザの傾倒操作に対して、あるいはユーザの傾倒操作に関わらず、コントローラ装置１が備える傾倒部材としての柱状体２１の傾倒方向及び傾倒角度を制御することとしたときに、コントローラ装置１に対して当該傾倒方向及び傾倒角度の情報を含む制御指示を送出する。

　コントローラ装置１は、この制御指示を受信すると、受信した制御指示に基づき、制御指示に含まれる傾倒方向及び傾倒角度を目標として、第１，第２のアクチュエータ２３，２５をフィードバック制御し、柱状体２１を、上記目標となった傾倒方向、傾倒角度に傾倒させる。なお、コントローラ装置１は、制御指示を受信したときに、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３とのうち遮断状態となっているクラッチ部材があれば、当該クラッチ部材を制御して、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３とを、いずれも連結状態としてから上記フィードバック制御を行う。

　これによりユーザの操作に対する力覚を呈示したり、ユーザの操作に関わらず、柱状体２１の姿勢（傾倒方向、傾倒角度）を制御するなどといった動作が可能となる。

　また情報処理装置２は、ゲームプログラムの処理等により、ユーザの操作がない状態でのコントローラ装置１が備える傾倒部材としての柱状体２１の姿勢を、原点に復帰させるときには、制御指示として傾倒操作部材１２１の傾倒方向及び傾倒角度の情報、または傾倒制御を行わない旨の情報（解放指示）を、コントローラ装置１に対して送出する。

　コントローラ装置１は、この解放指示を受けると、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３との双方を制御して、いずれも遮断状態とする。

　これより柱状体２１は、アクチュエータの動力から切り離され、柱状体２１に対しては、その基部を支持する弾性体２６１のみによる原点への復帰力だけが与えられることとなる。そして操作部材である柱状体２１の操作感が、当該柱状体２１を駆動するためのアクチュエータが存在しない場合と同様の操作感となるので、ユーザの違和感が軽減される。

　さらに情報処理装置２は、コントローラ装置１の傾倒操作部材１２１（複数ある場合はそれぞれ）のクラッチ部材２３３，２５３が、現在連結状態（動力を伝達可能な状態）にあるか、遮断状態（動力を伝達しない状態）にあるかを表す状況情報を保持していてもよい。

　そして情報処理装置２は、クラッチ部材２３３，２５３が動力を伝達しない状態にあるときに、ゲームプログラムの処理等により、傾倒操作部材１２１の傾倒方向及び傾倒角度を制御する必要が生じると、上記状況情報を参照してクラッチ部材２３３，２５３が遮断状態にあるか否かを調べる。情報処理装置２は、ここでクラッチ部材２３３，２５３が遮断状態にあると判断すると、コントローラ装置１に対してクラッチ部材２３３，２５３を連結状態とするよう指示し（連結指示）、その後に、制御指示として傾倒操作部材１２１の傾倒方向及び傾倒角度の情報を出力することとしてもよい。

　この例では、コントローラ装置１は、情報処理装置２から連結指示を受信すると、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３とを制御して、いずれも連結状態とする。そしてコントローラ装置１は、その後に、傾倒方向及び傾倒角度の情報を制御指示として受信し、当該受信した制御指示に基づき、制御指示に含まれる傾倒方向及び傾倒角度を目標として、第１，第２のアクチュエータ２３，２５をフィードバック制御し、柱状体２１を、上記目標となった傾倒方向、傾倒角度に傾倒させる。

［クラッチ部材の別の例（１）］
　ここまでの説明では、第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３とはいずれも一般的な電磁クラッチを用いるものとしたが、本実施の形態はこれに限られない。

　第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材２３３と、第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材２５３は、例えば入力軸（モータ２３１，２５１の回転軸に連結される軸）が回転したときには、出力軸（第１ガイド２２，第２ガイド２４の軸２２Ａ，２４Ａに連結される軸）に当該回転が伝達されるが、出力軸側を回転させたときには、出力軸側が空転し、入力軸側に当該動力が伝達しないワンウェイクラッチ（一方向性の伝達部材に相当する）が用いられてもよい。

　この例では、入力軸に動力が伝達されない状態（モータの回転がない状態）では、対応する出力軸側が空転するので、柱状体２１に対して、その基部を支持する弾性体２６１のみによる原点への復帰力だけが与えられることとなる。従って操作部材である柱状体２１の操作感が、当該柱状体２１を駆動するためのアクチュエータが存在しない場合と同様の操作感となって、ユーザの違和感が軽減される。

［クラッチ部材の別の例（２）］
　さらに第１のアクチュエータ２３のクラッチ部材（または第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材）は、次の例に示すようなものであってもよい。なお、以下では第１のアクチュエータ２３の例について説明するが、第２のアクチュエータ２５についても同様の構成としてよい。

　すなわち本実施の形態のもう一つの例に係る第１のアクチュエータ２３は、図３に例示するように、モータ２３１と、センサ２３２と、クラッチ部材２３３′とを備え、このクラッチ部材２３３′は、受動部材３１と、駆動部材３２とを含んで構成される。図３（ａ）は、クラッチ部材２３３′の概略分解斜視図であり、図３（ｂ）はクラッチ部材２３３′の正面図であり、図３（ｃ）はクラッチ部材２３３′の側面図である。

　受動部材３１は、第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに、第１ガイド２２とともに回転可能に支持される。この受動部材３１は、例えば図３に示したように、実質的に、第１ガイド２２の軸２２Ａ（回転軸）を中心とした、中心角αの扇型ないし扇台形（扇型形状のうち、その中心から所定の距離までの範囲を除去した形状）をなす。ここで中心角αは例えば１８０度未満であり、一例では９０度未満でよく、好適には４５度未満であるものとする。

　駆動部材３２は、実質的に、第１ガイド２２の軸２２Ａを中心とした中心角βの扇型ないし扇台形をなし、第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに、第１ガイド２２とは関わりなく回転可能に支持され、この回転軌跡上に受動部材３１が位置するように配される。この駆動部材３２の中心角βは、α＋β＜３６０度となるように設定され、従って第１ガイド２２の軸２２Ａを中心としてＺ軸正の方向に受動部材３１の周方向の中心Ｍが位置し、Ｚ軸負の方向に駆動部材３２の周方向の中心Ｍ′が位置するとき、受動部材３１と駆動部材３２との間にギャップＧが形成され、その角度範囲は３６０－（α＋β）度となる。

　駆動部材３２は、軸２２Ａと同軸に配されたモータ２３１の回転軸にその中心が固定されており、駆動部材３２はこのモータ２３１により第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに回転駆動される。

　初期の状態では、この駆動部材３２は、図４（ａ）にその概要を示すように、受動部材３１に対してその両側にそれぞれ所定のギャップＧをおいて配された状態となる。なお、初期状態を検出する目的で、駆動部材３２の位置を検出する角度センサ（不図示、なお以下、単にセンサと呼ぶ）などが備えられてもよい。この場合、駆動部材３２を初期位置に移動する際など、少なくとも受動部材３１と接していない間は当該駆動部材３２の位置を検出するセンサの出力に基づいて、駆動部材３２の位置をフィードバック制御すればよい。

　ここで、柱状体２１を図面上時計回り方向に、Ｚ軸正の方向から角度θだけ傾倒させるべき旨の制御指示が情報処理装置２から出力されたときには、駆動制御部１４がセンサ２３２の出力を参照しつつ、この出力θcが目標であるθに一致するまで第１ガイド２２を傾斜させるようモータ２３１を駆動するが、図４（ｂ）に例示するように、駆動部材３２の左側端３２Ｌが受動部材３１の左側に当接するまでは駆動部材３２は空転し、第１ガイド２２は傾斜しない。そこで駆動制御部１４は、この状態ではまだセンサ２３２の出力θcが目標であるθに一致するよう、モータ２３１を駆動し続ける。

　その後、モータ２３１により駆動部材３２が受動部材３１を押し動かして、第１ガイド２２が角度θまで傾斜すると、図４（ｃ）に例示するように、駆動制御部１４は、出力θcが目標であるθに一致したとして、モータ２３１の動作を停止する。駆動制御部１４は、このとき、θcがθから変化したときには、θに戻す方向にモータ２３１を制御する。なお、本実施の形態のこの例では、図４（ｃ）に例示したθc＝θの状態からやや右側に回転した位置（θc＝θ＋Δθ）となった場合は、駆動制御部１４が駆動部材３２の左側端３２ＬをΔθだけ移動すれば、柱状体２１が弾性体２６１によって原点方向（つまり左側）へ移動してθc＝θの状態が維持される。

　この状態からさらに、柱状体２１を図面上反時計回り方向に、Ｚ軸正の方向から角度θ（便宜的に－θと表記する）だけ傾倒させるべき旨の指示が情報処理装置２から出力されたときには、駆動制御部１４がセンサ２３２の出力を参照しつつ、この出力θcが目標である－θに一致するまで第１ガイド２２を傾斜させるようモータ２３１を左側へ逆転して駆動する。このときには駆動部材３２の右側端３２Ｒが受動部材３１の右側に当接するまで駆動部材３２が空転する。このとき、第１ガイド２２は柱状体２１が弾性体２６１の弾性力によって原点方向へ戻る力を受けて原点方向へ復帰する。しかしながらθcは－θとなっていないため、駆動制御部１４は、センサ２３２の出力θcが目標であるθに一致するよう、モータ２３１を駆動し続ける。

　その後、モータ２３１により駆動部材３２が受動部材３１を押し動かし、第１ガイド２２が角度－θまで傾斜すると、駆動制御部１４は、出力θcが目標であるθに一致したとして、モータ２３１の動作を停止する。

［クラッチ部材の別の例（３）］
　さらに第１のアクチュエータ２３のまた別のクラッチ部材（または第２のアクチュエータ２５のクラッチ部材）は、次の例に示すようなものであってもよい。なお、以下では第１のアクチュエータ２３の例について説明するが、第２のアクチュエータ２５についても同様の構成としてよい。

　すなわち本実施の形態のさらにもう一つの例に係る第１のアクチュエータ２３は、図５に例示するように、一対のモータ３２１ａ，３２１ｂと、センサ２３２と、クラッチ部材２３３″とを備え、このクラッチ部材２３３″は、受動部材３１と、一対の駆動部材３２ａ，ｂとを含んで構成される。

　受動部材３１は、図３に例示したものと同様に、第１ガイド２２の軸２２Ａ（回転軸）を中心とした、中心角αの扇型ないし扇台形をなす。また、各駆動部材３２ａ，ｂは、第１ガイド２２の軸２２Ａを中心とした中心角γの扇型ないし扇台形をなし、第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに第１ガイド２２とは関わりなく回転可能に支持され、その回転軌跡上に受動部材３１が位置するように配される。この駆動部材３２ａ，ｂの中心角γは、α＋２γ＜３６０度となるように設定される。初期状態では受動部材３１と駆動部材３２ａまたは駆動部材３２ｂとの間にギャップＧ（それぞれ同じ角度だけのギャップとする）が形成された状態となっているものとする。なお、図面上、受動部材３１の左側（角θ負の方向とする）に駆動部材３２ａが配され、受動部材３１の右側（角θ正の方向）に駆動部材３２ｂが配されるものとする。

　この例においても、駆動部材３２ａ，ｂの初期状態を検出するなどの目的で、駆動部材３２ａ，ｂの位置をそれぞれ検出する２つの角度センサ（不図示、なお以下、単にセンサと呼ぶ）などが備えられてもよい。この場合、駆動部材３２ａ，ｂを初期位置に移動する際など、少なくとも受動部材３１と接していない間は、当該駆動部材３２ａ，ｂの位置を検出するセンサの出力に基づいて、駆動部材３２ａ，ｂの位置をフィードバック制御すればよい。

　本実施の形態のこの例において、一対のモータ３２１ａ，ｂは、いずれも例えば３相のブラシレスＤＣモータであり、各相のステータコイルに、駆動制御部１４から入力される指示に従ってそれぞれに電流を供給して、ロータの回転量・回転速度・回転方向を制御する。この制御については後に述べる。

　この例では、各駆動部材３２の外周側にはギア列が形成されており、左側の駆動部材３２ａの当該ギア列は、モータ３２１ａの回転軸に配したギアと噛み合って、このモータ３２１ａにより第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに回転駆動される。また右側の駆動部材３２ｂは、その外周のギア列がモータ３２１ｂの回転軸に配したギアと噛み合って、モータ３２１ｂにより第１ガイド２２の軸２２Ａ周りに回転駆動される。なお、図５，６ではギアの図示を省略している。

　次に、この例のクラッチ部材２３３″を用いる場合の、駆動制御部１４の、モータ３２１ａ，ｂの制御について説明する。

　駆動制御部１４は、モータ３２１ａ，ｂに対し、駆動準備制御と、駆動制御と、駆動停止制御との各種類の制御を行う。すなわち初期の状態では図６（ａ）にその概要を示すように、受動部材３１は、柱状体２１がＺ軸正の方向に向く原点となる位置にあり、クラッチ部材２３３″の各駆動部材３２ａ，ｂは、受動部材３１に対して所定のギャップＧをおいて配された状態となっているものとする。この状態では、モータ３２１ａ，ｂのいずれを駆動しても、操作部材である柱状体２１は直ちに傾倒しない。以下、この状態を退避状態と呼び、退避状態での各駆動部材３２ａ，ｂの位置を退避位置と呼ぶ。

　駆動制御部１４は、クラッチ部材２３３″が退避状態にあるときに、情報処理装置２から柱状体２１を傾斜させるべき旨の制御指示を受け入れると、駆動準備制御を行う。この駆動準備制御では、駆動制御部１４は、駆動部材３２ａを、その端部が受動部材３１に当接するまで角θ正の方向へ回転させる。また駆動制御部１４は、駆動部材３２ｂを、その端部が受動部材３１に当接するまで角θ負の方向へ回転させる（図６（ｂ））。このように駆動部材３２ａ，ｂが受動部材３１に当接した状態となっていると、モータ３２１ａ，ｂを駆動したときに操作部材である柱状体２１が傾倒制御される。以下、この状態を接触状態と呼び、このときの駆動部材３２ａ，ｂの位置（受動部材３１に接している位置）を接触位置と呼ぶ。つまり駆動準備制御では、駆動制御部１４は、駆動部材３２ａ，ｂを退避位置から接触位置へ移動させることとなる。

　駆動制御部１４は、駆動準備制御の完了後、つまり、駆動部材３２ａ，ｂが接触位置に移動した状態となると、駆動制御に移行する。駆動制御では、駆動制御部１４は、モータ３２１ａ，ｂの、対応するステータコイルに互いに同じ電流量を供給する。つまり駆動制御では各モータ３２１ａ，ｂは、同じ回転方向、回転速度、回転量となるように制御される。

　一例として、情報処理装置２から入力された制御指示が、柱状体２１を図面上時計回り方向に、Ｚ軸正の方向から角度θだけ傾倒させるべき旨の指示であった場合、駆動制御部１４はセンサ２３２の出力を参照しつつ、この出力θcが目標であるθに一致するまで第１ガイド２２を傾斜させるようモータ３２１ａ，ｂを駆動する。

　この例では、モータ３２１ａの動力により左側の駆動部材３２ａが受動部材３１を押し動かす。そして第１ガイド２２が角度θまで傾斜すると、図６（ｃ）に例示するように、駆動制御部１４は、出力θcが目標であるθに一致したとして、モータ３２１ａ，ｂの動作を停止する（θcがθから変化したときには、θに戻す方向にモータ３２１ａ，ｂが制御される）。

　この状態からさらに、柱状体２１を図面上反時計回り方向に、Ｚ軸正の方向から角度θ（便宜的に－θと表記する）だけ傾倒させるべき旨の指示が情報処理装置２から出力されたときには、駆動制御部１４がセンサ２３２の出力を参照しつつ、この出力θcが目標である－θに一致するまで第１ガイド２２を傾斜させるようモータ３２１ａ，ｂを左側へ逆転して駆動する。このとき右側の駆動部材３２ｂは、左側の駆動部材３２ａと同じ方向へ同じ角度だけ回転しているので、当該駆動部材３２ｂは、受動部材３１との接触状態を維持している。つまりクラッチ部材２３３″は接触状態にある。

　そこでモータ３２１ｂの動力により右側の駆動部材３２ｂが直ちに受動部材３１を押し動かすこととなる。そして第１ガイド２２が角度－θまで傾斜すると、駆動制御部１４は、出力θcが目標であるθに一致したとして、モータ３２１ａ，ｂの動作を停止する。

　さらに駆動制御部１４は、情報処理装置２から制御指示として解放指示を受け入れると、駆動停止制御を実行する。この駆動停止制御では、駆動制御部１４は、モータ３２１ａ，ｂを制御して、各駆動部材３２ａ，ｂをそれぞれ図６（ａ）に示した初期状態の位置に移動する。

　このときには、操作部材である柱状体２１の操作感は、当該柱状体２１を駆動するためのアクチュエータが存在しない場合と同様の操作感となって、ユーザの違和感が軽減される。

［クラッチ部材の別の例（３′）］
　また、このクラッチ部材の別の例（３）では、左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとを個別のモータ３２１ａ，ｂで駆動するものとしたが、専ら駆動準備制御及び駆動停止制御のために駆動部材３２を駆動する開閉モータ（不図示）を別途備えることとすれば、駆動制御の際には、左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとの双方を、一つのモータ３２１で駆動することとしてもよい。

　この例では、左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとが開閉モータにより開閉制御される。この開閉制御のための機構については広く知られたものが利用できるので、ここでの詳しい説明は省略する。

　そしてこの例では、駆動制御部１４は、駆動準備制御を行う際に開閉モータを制御して左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとを閉じて接触位置に移動する。また駆動制御部１４は、駆動停止制御を行う際にも開閉モータを制御して左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとを開いて退避位置に移動することとする。

　また駆動制御のときには、駆動制御部１４は、クラッチ部材の別の例（２）の場合と同様の制御により、左側の駆動部材３２ａと右側の駆動部材３２ｂとの双方を駆動するモータ３２１を制御する。なお、この場合も、第２のアクチュエータ２５についても同様の構成としてよい。

［クラッチ部材の別の例（４）］
　さらにクラッチ部材の別の例として、コレットチャックを利用する例があり得る。なお、以下では第１のアクチュエータ２３の例について説明するが、第２のアクチュエータ２５についても同様の構成としてよい。本実施の形態のこの例に係るクラッチ部材２３９は、図７に例示するように、第１ガイド２２の軸２２Ａに連結された駆動軸２２Ｊを把持する把持状態と、この駆動軸２２Ｊを解放した解放状態とのいずれかの状態となるコレットチャック２３９１と、スリーブ２３９２と、スリーブ駆動部２３９３とを含んで構成される。

　コレットチャック２３９１は、モータ２３１の回転軸上に配され、コレットチャック２３９１が駆動軸２２Ｊを把持した状態でモータ２３１を回転すると、第１ガイド２２が軸２２Ａ周りに回転する。またこのコレットチャック２３９１は、駆動軸２２Ｊを把持する先端部２３９１Ｅから、モータ２３１が配された方向へテーパが形成されている。

　スリーブ２３９２は、コレットチャック２３９１の外径と実質的に等しい内径を有する円筒形をなし、コレットチャック２３９１の外周に配される。このスリーブ２３９２は、スリーブ駆動部２３９３により、コレットチャック２３９１の根元側の位置Ｐと、それより末端方向２３９１Ｅの位置Ｑとの間で移動可能に配される。位置Ｐではスリーブ２３９１は、コレットチャック２３９１を開いた状態とし、コレットチャック２３９１は駆動軸２２Ｊを解放した解放状態となる。また位置Ｑではスリーブ２３９１は、コレットチャック２３９１を閉じて、コレットチャック２３９１は駆動軸２２Ｊを把持した状態となる。

　スリーブ駆動部２３９３は、スリーブ２３９２をコレットチャック２３９１の軸方向に沿って上記位置Ｐと位置Ｑとの間で移動させる。この移動は、スリーブ２３９２の長手方向沿って形成したギア列に噛み合うギアを回転させるモータにより行われてもよいし、その他の直線的に移動させる公知の方法が用いられてもよい。

　次に、駆動制御部１４による、このクラッチ部材２３９の制御について説明する。この例においても駆動制御部１４は、駆動準備制御と、駆動制御と、駆動停止制御との各種類の制御を行う。

　すなわち初期の状態では、クラッチ部材２３９のスリーブ２３９２は、上記位置Ｐにあるものとする。このときコレットチャック２３９１は開いた状態（解放状態）となり、駆動軸２２Ｊは空転し、仮にモータ２３１を回転させてもその回転は駆動軸２２Ｊに伝達されず、第１ガイド２２は駆動されない。

　駆動制御部１４は、クラッチ部材２３９が解放状態にあるときに、情報処理装置２から柱状体２１を傾斜させるべき旨の制御指示を受け入れると、駆動準備制御を行う。この駆動準備制御では、駆動制御部１４は、スリーブ駆動部２３９３を駆動して、スリーブ２３９２を位置Ｑへ移動する。これによりコレットチャック２３９１が閉じて把握状態となり、駆動軸２２Ｊがコレットチャック２３９１に把握され、コレットチャック２３９１と一体となって回転する状態となる。駆動制御部１４は、これで駆動準備制御を完了する。

　また駆動制御部１４は、駆動準備制御の完了後に駆動制御に移行する。駆動制御では、駆動制御部１４は、モータ２３１を、情報処理装置２から入力された制御指示に従って回転制御する。一例としてこの制御指示が、柱状体２１を、Ｚ軸正の方向から角度θだけ傾倒させるべき旨の指示であった場合、駆動制御部１４はセンサ２３２の出力を参照しつつ、この出力θcが目標であるθに一致するまで第１ガイド２２を傾斜させるようモータ２３１を駆動する。

　このときにはモータ２３１の動力は、コレットチャック２３９１を介して、コレットチャック２３９１に把握された駆動軸２２Ｊに伝達され、第１ガイド２２が軸２２Ａ周りに回転して柱状体２１を傾倒させる。やがて第１ガイド２２が角度θまで傾斜すると、駆動制御部１４は、出力θcが目標であるθに一致したとして、モータ２３１の動作を停止する（θcがθから変化したときには、θに戻す方向にモータ２３１が制御される）。

　さらに駆動制御部１４は、情報処理装置２から制御指示として解放指示を受け入れると、駆動停止制御を実行する。この駆動停止制御では、駆動制御部１４は、スリーブ駆動部２３９３を駆動して、スリーブ２３９２を位置Ｐへ移動する。これによりコレットチャック２３９１が開いて解放状態となり、駆動軸２２Ｊがコレットチャック２３９１の回転に関わらず空転する状態となる。

　１　コントローラ装置、２　情報処理装置、１１　制御部、１２　操作部、１３　通信部、１４　駆動制御部、２１　柱状体、２２　第１ガイド、２３　第１のアクチュエータ、２４　第２ガイド、２５　第２のアクチュエータ、２６　台座、３１　受動部材、３２　駆動部材、１２１　傾倒操作部材、２３１，２５１　モータ、２３２，２５２　センサ、２３３，２３３′，２３３″，２５３　クラッチ部材、２３９　クラッチ部材、２６１　弾性体、２３９１　コレットチャック、２３９２　スリーブ、２３９３　スリーブ駆動部。

Claims

　傾倒可能な操作部材と、
　前記操作部材を傾倒制御する動力を発生させる駆動部と、
　前記駆動部で発生した動力を前記操作部材に伝達あるいは遮断する伝動部と、
　前記伝動部を制御する制御部と、
　を有し、
　前記制御部が、
　前記操作部材の傾倒方向または傾倒角度が、少なくとも所定の条件を満足する間、前記伝動部を制御して、前記駆動部で発生した動力を、前記操作部材に伝達させない状態とするコントローラ装置。
　請求項１に記載のコントローラ装置であって、
　前記伝動部は、電磁クラッチであるコントローラ装置。
　請求項１に記載のコントローラ装置であって、
　前記伝動部は、前記操作部材に与えられた動力を、前記駆動部側へ伝達しない一方向性の伝達部材を備えているコントローラ装置。
　請求項１に記載のコントローラ装置であって、
　前記伝動部が、前記駆動部で駆動される駆動部材であって、前記操作部材に接触して操作部材に対して動力を伝達する接触位置と、前記操作部材から離隔し、操作部材への動力伝達を遮断する退避位置との間で移動可能な駆動部材を備えるコントローラ装置。
　請求項４に記載のコントローラ装置であって、
　前記駆動部材を、前記接触位置と退避位置との間で移動させるための第２の駆動部を備えているコントローラ装置。
　請求項１に記載のコントローラ装置であって、
　前記操作部材を第１の軸周りに傾倒可能に支持する第１のガイドをさらに備え、
　前記伝動部が、前記第１のガイドの回転軸を把持する把持状態と、前記第１のガイドの回転軸を空転させる解放状態との少なくともいずれかの状態とに設定可能なコレットチャックを有し、
　前記操作部材の傾倒方向または傾倒角度が、少なくとも所定の条件を満足する間、前記伝動部のコレットチャックを解放状態とするよう制御して、前記駆動部で発生した動力を、前記操作部材に伝達させない状態とするコントローラ装置。