JP2021026256A - コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】スライドパッドを有するコントローラの操作を従来よりも簡単なものにすることができるコントローラを提供する。【解決手段】本発明によるコントローラは、ｘｙ平面内を移動可能に構成されたスライドパッド１０と、スライドパッド１０に対するｚ方向の押圧を検出可能に構成されたセンタースイッチ３２と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明はコントローラに関し、特に、スライドボタンを有するコントローラに関する。

ＶＲ（Virtual Reality，仮想現実）やＡＲ（Augmented Reality，拡張現実）などの３Ｄ技術を用いて３Ｄ空間内に立体的な絵や文字を描画することを可能にする技術においては、ユーザが手に持って使用できるように構成されたコントローラが用いられる。このコントローラは、ユーザが手で持つことのできる把持部、及び、３Ｄ空間内におけるコントローラの位置を検出するためのトラッカーの他に、ユーザにより操作可能に構成された操作部を有して構成される。

このような操作部の一種として、スライドパッドが知られている。スライドパッドは、平面内の任意の方向に移動できるように構成された操作部であり、ユーザは、このスライドパッドを移動させることによって、平面内の方向を指示することができる。特許文献１には、スライドパッドの一例が開示されている。

特開２０１６−１２９０２２号公報

ところで、コントローラの操作は、ユーザにより、片手で行われるのが一般的である。このように片手でコントローラを操作しなければならない場合、スライドパッドを有するコントローラを簡単に操作できることが好ましい。

したがって、本発明の目的の一つは、スライドパッドを有するコントローラの操作を従来よりも簡単なものにすることができるコントローラを提供することにある。

本発明によるコントローラは、ｘｙ平面内を移動可能に構成されたスライドパッドと、前記スライドパッドに対するｚ方向の押圧を検出可能に構成されたセンタースイッチと、を有するコントローラである。

本発明によれば、スライドパッドを有するコントローラの操作を従来よりも簡単なものにすることが可能になる。

（ａ）（ｂ）は、本実施の形態によるコントローラ１の外観を示す図である。 コントローラ１の使用状態を示す図である。 ボタン搭載部３の近傍におけるコントローラ１の透視図である。 スライドパッド１０及び中間部品３４を分解してなるコントローラ１の分解斜視図である。 ボタン搭載部３の近傍におけるコントローラ１の断面図である。 スライドパッド１０を収容した状態の筐体３１をｚ方向上側から見た斜視図である。 ユーザがスライドパッド１０を押下している状態におけるコントローラ１の断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１（ａ）（ｂ）は、本実施の形態によるコントローラ１の外観を示す図である。また、図２は、コントローラ１の使用状態を示す図である。これらの図に示すように、コントローラ１は、本体部２と、ボタン搭載部３と、トラッカー搭載部４と、接続部５とを有して構成される。

コントローラ１は、ユーザが図２に示すように片手に持って使用するものであり、無線又は有線によりコントローラ１とは別体のコンピュータに接続される。コントローラ１が取得した各種情報（後述するトラッカーで受光されたレーザー光の受光方向及び受光強度を示す情報、後述する各種ボタンの押下状態を示す情報など）は、この接続を通じて、コントローラ１からコンピュータに送信される。コンピュータは、コントローラ１から送信された情報を、例えば３Ｄ空間内に絵や文字を描画するために使用する。

コントローラ１には右手用と左手用とがあり、図１（ａ）（ｂ）には右手用を、図２には左手用をそれぞれ示している。以下の説明では右手用のコントローラ１に着目して説明するが、右手用のコントローラ１と鏡映対称の関係になる点を除き、左手用のコントローラ１についても同様である。

本体部２は、図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、ユーザが握りやすい形状を有する棒状の部材であり、図示したｘ，ｙ，ｚ方向のいずれに対しても傾斜した方向に沿って延在するように構成される。ボタン搭載部３は、ｘｙ平面に略平行な円形の表面３ａを有する略半球状の部材であり、ｙ方向の一方側面で本体部２の一端に接続される。トラッカー搭載部４は、ｘ，ｙ，ｚ方向のいずれに対しても傾斜した法線を有する円形の表面４ａを有する円盤状の部材である。表面４ａは、一例として、位置検出用機器から射出されるレーザー光を受光可能に構成されたトラッカー（空間位置センサ）を搭載可能に構成される。ボタン搭載部３とトラッカー搭載部４とは、一端でボタン搭載部３のｘ方向の一方側面に接続され、他端でトラッカー搭載部４の側面に接続された接続部５を介して互いに接続される。なお、レーザー光を受光可能に構成されるトラッカーを一例として挙げたが、これに限らない。例えば、カメラを用いたモーションキャプチャーシステムに対応したトラッカーをコントローラ１に設ける構成であってもよい。

ボタン搭載部３の表面３ａには、図１（ａ）（ｂ）に示すように、スライドパッド１０、メニューボタン１１，１２、電源ボタン１３が設けられる。また、図１（ｂ）に示すように、ボタン搭載部３のｙ方向の他方側面には、トリガー部１４が設けられる。図１（ａ）（ｂ）及び図２から理解されるように、スライドパッド１０、メニューボタン１１，１２、及び電源ボタン１３の操作は、一例として、コントローラ１を把持しているユーザの親指によって実行される。一方、トリガー部１４の操作は、一例として、コントローラ１を把持しているユーザの人差し指によって実行される。

スライドパッド１０は、ｘｙ平面内を移動可能に構成された操作部であり、ユーザによるｘｙ平面内の任意の方向の指定を受け付けるために使用される。スライドパッド１０により指定された方向は、上述したコンピュータにより、３Ｄ空間内に設定された任意の平面内の方向を特定するために使用される。

スライドパッド１０は、ｘｙ平面内の移動の他にも、表面の押圧に応じてｚ方向に移動可能に構成される。また、スライドパッド１０の下方には、この移動によってオンオフ可能に構成されたセンタースイッチ３２（後掲する図４等を参照）が配置される。センタースイッチ３２のオンオフ状態は、一例として、上述したコンピュータにより、３Ｄ空間内に表示されたボタンのオンオフ状態を特定するために使用される。したがって、ユーザから見れば、スライドパッド１０は、ｘｙ平面内の任意の方向を指定する役割だけでなく、センタースイッチ３２をオンオフする役割も果たす操作部である。この点については、後ほど別途詳しく説明する。

メニューボタン１１，１２はそれぞれ、ユーザ操作によりオン又はオンのいずれかの状態を取り得るように構成されたボタンである。メニューボタン１１，１２それぞれのオンオフ状態は、上述したコンピュータにより、３Ｄ空間内に表示されたボタンのオンオフ状態を特定するために使用される。電源ボタン１３は、ユーザがコントローラ１の電源をオンオフするためのボタンである。トリガー部１４は、ユーザによる押圧力を無段階又は複数段階で検出可能に構成された操作部である。トリガー部１４により検出された押圧力は、一例として、上述したコンピュータにより、例えば筆圧の代わり（すなわち、３Ｄ空間内に描画する線幅や線の透明度を制御するためのデータ）として使用される。

コントローラ１は、本体部２のｘ方向他方側面（トラッカー搭載部４と反対側の側面）にもボタン１５を有している。ボタン１５は、ユーザのグリップ力を無段階又は複数段階で検出可能に構成されたボタンである。ボタン１５により検出されたグリップ力は、上述したコンピュータにより、例えば３Ｄ空間内に表示されている物体を締め付ける力を特定するために使用される。また、本体部２のｘ方向一方側面には、ゴム製のグリップ１６が設けられる。これは、本体部２がユーザの手から滑り落ちないようにするためのもので、ボタンとしての機能は有しない。

以上がコントローラ１の構成の概要である。次に、スライドパッド１０を有するコントローラ１の操作を従来よりも簡単なものにするための構成について、詳しく説明する。

図３は、ボタン搭載部３の近傍におけるコントローラ１の透視図であり、図４は、スライドパッド１０及び中間部品３４を分解してなるコントローラ１の分解斜視図であり、図５は、ボタン搭載部３の近傍におけるコントローラ１の断面図である。

初めに図４を参照すると、スライドパッド１０は、キャップ２０と、スライド体２１と、筐体２２と、弾性体２３とを含んで構成される。キャップ２０はユーザが操作しやすいように円盤状に構成された部材であり、図５に示すように、下面に中空の突起２０ａを有している。スライド体２１は、筐体２２内で四方に移動可能に構成された円柱状の部材であり、上面に突起２１ａを有している。突起２１ａは突起２０ａの中空部に嵌合しており、この嵌合によって、キャップ２０とスライド体２１とは互いに固定されている。

筐体２２は、上面に開口部を有する中空の部材であり、図５に示すように、この開口部からスライド体２１の突起２１ａが突出した状態で、内部にスライド体２１の円柱状部分を保持するように構成される。スライド体２１の上面及び下面と筐体２２の内側上面及び内側下面との間は、スライド体２１のｘｙ平面内での移動に支障がないよう、低摩擦の状態に維持される。また、スライド体２１の側面と筐体２２の内側側面との間には、例えばバネである弾性体２３が設けられる。弾性体２３は、少なくともスライド体２１の中心から見てｘｙ方向に互いに９０°異なる４つの方向のそれぞれに設けられており、ユーザ操作によってｘｙ平面内で移動したスライド体２１を、筐体２２の中央に向かって付勢する役割を果たす。

筐体２２は、図４に示すように、外側表面に設けられた複数の電極２２ａと、外側表面から突出する複数のフランジ２２ｂとを有して構成される。複数の電極２２ａは、上述したコンピュータに対し、図示したフレキシブル基板２２ｃ上に形成された配線を通じて、スライドパッド１０の位置を示すデータを供給する役割を果たす。複数のフランジ２２ｂは、図４に示すように開口部を有しており、この開口部内に後述する筐体３１の突起３１ｅを隙間嵌めすることにより、筐体２２のｘｙ平面内の位置を固定する役割を果たす。この隙間嵌めについては、後ほどより詳しく説明する。

次に図３及び図４を参照すると、コントローラ１はさらに、基板３０、筐体３１、センタースイッチ３２、衝撃吸収材３３、及び中間部品３４を有して構成される。

基板３０は、コントローラ１の筐体に固定された板状の部材である。筐体３１及びセンタースイッチ３２は、この基板３０の上面に固定設置される。

筐体３１は、板状の底部３１ａに壁３１ｂが立設されてなる構造を有する部材であり、壁３１ｂに囲まれた領域内にスライドパッド１０及び中間部品３４を収容可能に構成される。また、底部３１ａは上記領域の中央に開口部３１ｃを有しており、この開口部３１ｃ内にはセンタースイッチ３２が収容される。

図６は、スライドパッド１０を収容した状態の筐体３１をｚ方向上側から見た斜視図である。ただし、同図では、中間部品３４の描画を省略している。以下、図５とともにこの図６も参照しながら、筐体３１の構成について、より詳しく説明する。

筐体３１は、底部３１ａから上向きに突出する複数の突起３１ｄと、複数の突起３１ｄそれぞれの上面中央から上向きに突出する複数の突起３１ｅとを有して構成される。突起３１ｄ，３１ｅはいずれも円柱形であるが、突起３１ｄの直径は突起３１ｅの直径よりも大きな値に設定される。突起３１ｅには、筐体２２のフランジ２２ｂが嵌め込まれる。突起３１ｅの直径及びフランジ２２ｂに設けられる開口部の直径は、この嵌め込みが僅かな隙間を有する隙間嵌めの状態となるように構成される。これにより筐体２２は、図６に示すように筐体３１内に配置されたとき、ｘｙ平面内の位置が実質的に固定される一方、ｚ方向には突起３１ｅに沿って移動可能な状態となる。突起３１ｄの直径はフランジ２２ｂに設けられる開口部の直径よりも十分大きな値に設定されており、したがって、筐体２２のｚ方向の移動の下限は、突起３１ｄと突起３１ｅの接合部によって規制される。

筐体３１はまた、図５に示すように、中央に開口部を有する蓋体３１ｆを有して構成される。蓋体３１ｆは筐体３１の他の部分とは別体の部品であり、筐体３１内にスライドパッド１０及び中間部品３４を収容した後、ネジ止めなどによって筐体３１の他の部分に固定される。蓋体３１ｆの開口部は、キャップ２０の突起２０ａ及びスライド体２１の突起２１ａを通すためのもので、その直径は、スライド体２１のｘｙ平面内の移動を阻害することのないよう十分大きな値に設定される一方、筐体２２が開口部から脱出することのないよう十分小さな値に設定される。したがって、筐体２２のｚ方向の移動の上限は、蓋体３１ｆの下面によって規制される。

蓋体３１ｆのｚ方向の位置は、筐体２２が蓋体３１ｆの下面に接触している状態で、フランジ２２ｂの下面と突起３１ｄとの間に、図５に示したギャップＧが生ずるように設定される。ギャップＧの具体的な大きさは、少なくとも、センタースイッチ３２のオンオフを切り替えるために必要なセンタースイッチ３２の押し込み深さ以上の値に設定される。

センタースイッチ３２は、スライドパッド１０に対するｚ方向の押圧を検出可能に構成されたスイッチである。具体的には、オン及びオフの２つの状態のいずれかを取り得るタイプのスイッチであり、スライドパッド１０のｚ方向の表面によって押圧されることにより、オンの状態とオフの状態とが切り替わるよう構成される。なお、センタースイッチ３２は、オンの状態とオフの状態とが切り替わる際に、ユーザに対して所定のクリック感を演出できるように構成されることが好ましい。また、センタースイッチ３２は、スライドパッド１０に対するｚ方向の押圧力を無段階或いは複数段階で検出できる圧力センサーにより構成されてもよい。

衝撃吸収材３３は、センタースイッチ３２の上面を覆うように配置されたシート状の部材であり、例えばゴムによって構成される。衝撃吸収材３３は、筐体３１の底部３１ａの上面に固定した状態で、開口部３１ｃの全体を覆うように配置されることが好ましい。衝撃吸収材３３は、中間部品３４の撓みによってセンタースイッチ３２が押圧される際に生ずる衝撃を吸収し、ユーザに快適な押し心地を提供する役割を果たす。

中間部品３４は、例えば樹脂によって構成された略正方形のシート状の部材であり、下面に複数の突起３４ａと、突起３４ｂとを有して構成される。複数の突起３４ａは、中間部品３４の４辺に沿って設けられる。中間部品３４は、これらの突起３４ａにより支持された状態で筐体３１の底部３１ａの上面に設置され、スライドパッド１０をｚ方向上向きに付勢する役割を果たす。突起３４ｂは、中間部品３４の中央部に設けられ、衝撃吸収材３３を挟んでセンタースイッチ３２と対向している。突起３４ｂは、ユーザの押圧によって中間部品３４が撓むときに、押圧力を効果的にセンタースイッチ３２に伝達する役割を果たす。

中間部品３４はまた、４辺のそれぞれに沿って設けられた４つの溝３４ｃを有している。これらの溝３４ｃは、中央部に加えられた法線方向の力に対して中間部品３４が容易に撓むようにする役割を果たす。

図７は、ユーザがスライドパッド１０を押下している状態におけるコントローラ１の断面図である。同図には、図５と同じ範囲の断面を示している。図７に示すように、ユーザがスライドパッド１０を押下すると、ギャップＧの分だけ筐体２２がｚ方向下向きに移動し、それによって中間部品３４の中央部が下向きに撓む。そして、撓んだ中間部品３４によって衝撃吸収材３３が下向きに押され、センタースイッチ３２に押圧力が加わる。こうして加えられた押圧力により、センタースイッチ３２のオンオフが実現される。

また、中間部品３４は、スライドパッド１０に加えられた押圧力の方向によらず、センタースイッチ３２に均一な力を印加する役割を果たす。したがって、スライドパッド１０をｘ方向又はｙ方向に移動させている場合であっても、スライドパッド１０を確実に押下することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によるコントローラ１によれば、スライドパッド１０によって、ｘｙ平面内の任意の方向の指定のみならず、センタースイッチ３２のオンオフをも行うことが可能になる。したがって、スライドパッド１０を有するコントローラ１の操作を、従来よりも簡単なものにすることが可能になる。

また、本実施の形態によるコントローラ１によれば、スライドパッド１０とセンタースイッチ３２の間に中間部品３４を配置したので、スライドパッド１０をｘ方向又はｙ方向に移動させながら、スライドパッド１０を押下するという操作が可能になる。さらに、スライドパッド１０とセンタースイッチ３２の間に中間部品３４を配置することにより、スライドパッド１０をｘ方向又はｙ方向に移動させるための力をユーザがスライドパッド１０に加えた場合にユーザが意図せずにｚ方向に加えられた力を中間部品３４が吸収する。したがって、センタースイッチ３２を押下することなく、ユーザの意図どおりにスライドパッド１０をｘ方向又はｙ方向に移動することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

１ コントローラ
２ 本体部
３ ボタン搭載部
３ａ ボタン搭載部３の表面
４ トラッカー搭載部
４ａ トラッカー搭載部４の表面
５ 接続部
１０ スライドパッド
１１，１２ メニューボタン
１３ 電源ボタン
１４ トリガー部
１５ ボタン
１６ グリップ
２０ キャップ
２０ａ キャップ２０の突起
２１ スライド体
２１ａ スライド体２１の突起
２２ 筐体
２２ａ 電極
２２ｂ フランジ
２２ｃ フレキシブル基板
２３ 弾性体
３０ 基板
３１ 筐体
３１ａ 筐体３１の底部
３１ｂ 筐体３１の壁
３１ｃ 筐体３１の開口部
３１ｄ 筐体３１の突起
３１ｅ 筐体３１の突起
３１ｆ 筐体３１の蓋体
３２ センタースイッチ
３３ 衝撃吸収材
３４ 中間部品
３４ａ 中間部品３４の突起
３４ｂ 中間部品３４の突起
３４ｃ 中間部品３４の溝
Ｇ ギャップ

Claims (10)

1. ｘｙ平面内を移動可能に構成されたスライドパッドと、
   前記スライドパッドに対するｚ方向の押圧を検出可能に構成されたセンタースイッチと、
   を有することを特徴とするコントローラ。
2. 前記センタースイッチは、前記スライドパッドと前記ｚ方向に並べて配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記スライドパッドと前記センタースイッチの間に配置された中間部品、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
4. 前記中間部品は、樹脂によって構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のコントローラ。
5. 前記中間部品は、前記センタースイッチと対向する突起を下面に有するシート状の部材である、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のコントローラ。
6. 前記中間部品は、４辺のそれぞれに沿って設けられた４つの溝を有する略正方形のシート状の部材である、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のコントローラ。
7. 前記センタースイッチと前記中間部品との間に配置された衝撃吸収材、
   を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載のコントローラ。
8. 前記衝撃吸収材は、ゴムによって構成される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のコントローラ。
9. 前記センタースイッチは、オン及びオフの２つの状態のいずれかを取り得るスイッチである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
10. 前記スライドパッドは、前記ｚ方向に移動可能に構成され、
    前記センタースイッチは、前記スライドパッドの前記ｚ方向の表面によって押圧されることにより、オンの状態とオフの状態とが切り替わるよう構成される、
    ことを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。

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