JPH1199284A - コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動可能なコントローラであって、自分自身の
動きで操作指示できるようにしたコントローラを提供す
る。 【解決手段】移動可能なコントローラにおいて、このコ
ントローラにはコントローラ自身の動きに対応した信号
を出力する移動検出部と、この移動検出部からの信号に
基づいてコントローラ自身の移動方向を認識できるスイ
ッチを備えた方向検出部とを備えた構成する。このスイ
ッチは、一対の第１及び第２スイッチを有し、第１及び
第２スイッチの両者が共にオフの静止初期状態から、所
定角度だけ正回転させると、第１スイッチがオンし、所
定角度だけ逆回転させて戻すとこの第１スイッチがオフ
して初期状態に戻り、この初期状態から、所定角度だけ
逆回転させると第２スイッチがオンし、同じく所定角度
だけ正回転させて戻すとこの第２スイッチがオフして初
期状態に戻るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コントローラに関
するものであり、更に詳しくは、例えばＴＶゲーム機に
使用されるコントローラ、及びバーチャルリアリテイ
（ＶＲ）やリモコン等の動きを認識できる信号処理回路
を備えたコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術におけるＴＶゲーム機用コント
ローラは、種々のものが存在している。例えば、図７に
示すコントローラ１０は、ＴＶゲーム機用コントローラ
であり、連結部１１を介した円筒状の上部面上に設けた
操作部１２、１３と、この操作部１２、１３の後方向に
両手の掌で支持する角状に突出した支持部１４、１５
と、円筒状の前方方向の側壁面に操作キーを備え、支持
部１４、１５を両手の掌と小指、中指で把持した状態
で、主として親指で操作部１２、１３を操作する独特な
構造となっている。ここで例えば、左の操作部１２に
は、４個のボタンを互いに直交する方向に配置してあ
り、夫々のボタンは、ＴＶ画面上のキャラクタを左方向
へ動かす左方向指示ボタン１６、右方向へ動かす右方向
指示ボタン１７、前方向或いは上方向へ動かす上方向指
示ボタン１８、後方向或いは下方向へ動かす下方向指示
ボタン１９とからなる。

【０００３】このような構造からなるコントローラ１０
においては、例えばＴＶ画面上においてハンドルを回す
場合において、左方向に回すには左方向指示ボタン１６
を押し、右方向に回すには右方向指示ボタン１７を押す
ようにする。又、ＴＶ画面上において飛行機等の操縦レ
バーを操作する際には、上昇であれば上方向指示ボタン
１８を押し、左旋回であれば左方向指示ボタン１６を押
すようにする。

【０００４】しかし、これらの各種の方向指示ボタン１
６、１７、１８、１９による操作は、実際のハンドルを
回したり、操縦レバーを動かす動作とはかけ離れた操作
を要求されるため、慣れるまでに時間がかかり、例え慣
れて操作に習熟したとしても十分な臨場感を得ることが
できない。

【０００５】このような欠点を解消したのが図８及び図
９に示すコントローラである。図８に示すコントローラ
２０は、車に搭載されている実際のハンドル、変則ギ
ヤ、クラッチ、及びアクセルを模倣したハンドル部２
１、速度設定部２２、クラッチ部２３、アクセル部２４
を設け、デイスクやフロア等に置いた状態でＴＶ画面上
でのゲームを行う構造となっている。しかし、このよう
な構造のコントローラ２０において、例えば車の運転を
中心にしたＴＶゲームであれば非常に好都合であるが、
その他のゲームには不都合であり、対応するゲームも限
られ汎用性に欠ける。

【０００６】又、図９に示すコントローラ２５において
は、所謂、航空機の操縦桿を模倣した形状となってお
り、スタートボタン２６、速度切り替えボタン２７、左
右上下に旋回できるように一点の基部を中心にして左右
上下に動く操縦桿２８とから構成されている。

【０００７】このような構成からなるコントローラ２５
においては、やはり、デイスクやフロアに置いた状態
で、特に航空機に関するＴＶゲームには好都合である
が、その他のゲームには不向きであり汎用性に欠けた構
造となっている。

【０００８】このように両者ともコントローラをデイス
クやフロアに固定することで操作指示するようになって
おり、サイズも大きく設置が大がかりで高価となり、且
つ対応するゲームも限られ汎用性がないため、一部のマ
ニアに受け入れられているだけで広く普及するには至っ
ていない。

【０００９】更に、図１０に示すコントローラ３０は、
コントローラ３０の一部を変形させて操作する構造とな
っている。即ち、このコントローラ３０の構造は中心位
置に捻れ部３１を備えた構造になっており、図において
左側には方向を指示する操作部３２、右側にはゲームの
選択、開始等を行う操作部３３とから構成されている。
このような構造のコントローラ３０においては、ＴＶ画
面上のゲームに対応させてコントローラ３０の捻れ部３
１をねじりながら操作することができ、小型で空間での
操作が比較的人間の直感で操作できるようになってい
る。

【００１０】又、図１１に示すように、３軸傾斜センサ
である加速度センサーを備えたものとして特開平６ー１
９０１４４号がある。この発明においては、図１１
（Ａ）に示すように、コントロールキー装置４０自体に
移動を検出する移動検出部４１が設けられている。この
移動検出部４１に設けられている信号処理回路４２は、
図１１（Ｂ）に示すように、加速度センサー４３と、ア
ナログ積分器４４と、デジタル積分器４５と、インター
フェイス４６とから構成されている。このような構成か
らなる信号処理回路４２においては、先ず加速度センサ
ー４３からの信号はアナログ積分器４４で積分されアナ
ログ信号を作成する。このアナログ信号は、デジタル値
に変換される。デジタル値に変換されたデジタル信号
は、デジタル積分器４５で積分され位置及び速度信号を
生成する。この位置及び速度信号は、インターフェイス
４６を介してゲームソフトのキャラクタ等をコントロー
ルするようになっている。このような信号処理回路４２
を有する移動検出部４１を備えたコントロールキー装置
４０は、図１１（Ａ）に示すように、単純なボタン操作
だけでなく、コントロールキー装置４０を左右に回した
り（Ｌ、Ｒ方向、Ｆ、Ｂ方向）、振り回したりすること
によって、テレビゲームのキャラクタ等をコントロール
することが可能になり、これまでと全く違う操作を行う
ことができ、ゲームに対する興味が一層高じられるとい
うものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明した従来技術におけるコントローラは、安価で簡便な
コントローラの場合は、実際のキャラクタの動きに対応
して操作ボタンを操作するため操作性が悪いと云う問題
点があり、現実のハンドルレバー操作における動作との
差異が大きく、十分な臨場感を得ることが難しい。一
方、比較的実際のハンドルやレバー操作に近い動作で操
縦できるコントローラの場合は、システムとしてのサイ
ズが大きくなり、設置が大がかりで高価となってしま
い、汎用性がなくなると云う問題点がある。

【００１２】又、上記既出願の発明においては、加速度
センサーを用いてコントロールキー装置のあらゆる方向
への移動を積分器等を使用して検出するようになってお
り、その位置及び速度信号を生成する信号処理回路の構
成が複雑になっていると云う問題点がある。

【００１３】従って、コントローラ自身の動きを、簡単
な信号処理回路で検出するようにして小型化を図り、且
つ実際に操作指示するキャラクタの動きに近い操作がコ
ントローラ自身の動きでできるようにすることに解決し
なければならない課題を有している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るコントローラは、移動可能なコントロ
ーラであって、該コントローラ自身の動きに対応した信
号を出力する移動検出手段と、該移動検出手段で出力し
た信号に基づいて前記コントローラの移動方向を認識で
きるスイッチを備えた方向検出手段とを有することであ
る。

【００１５】この方向検出手段は、少なくとも一対の第
１及び第２スイッチを備え、これら一対の第１及び第２
スイッチは、両者がオフの静止初期状態から、所定角度
だけ正回転させると第１スイッチがオンに変化し、所定
角度だけ逆回転させて戻すと該第１スイッチがオフして
初期状態に戻り、該初期状態から、所定角度だけ逆回転
させると第２スイッチがオンに変化し、所定角度だけ正
回転させて戻すと該第２スイッチがオフして初期状態に
戻るようにしたことである。

【００１６】又、コントローラは、少なくとも指で操作
できる操作部を有する移動可能なコントローラであっ
て、該コントローラ自身の動きに対応した信号を出力す
る移動検出手段と、該移動検出手段で出力した信号に基
づいて前記コントローラの移動方向を認識できるスイッ
チを備えた方向検出手段とを有することである。

【００１７】更に、少なくとも両手の指で操作できる左
右の操作部と、該左右の操作部の後方向に両手の掌で支
持する角状に突出形成した支持部とを有する移動可能な
コントローラであって、該コントローラ自身の動きに対
応した信号を出力する移動検出手段と、該移動検出手段
で出力した信号に基づいて前記コントローラの移動方向
を認識できるスイッチを備えた方向検出手段とを有する
ことである。

【００１８】このような構成からなるコントローラは、
回路構成を複雑にしないでコントローラ自身の動きによ
り、ボタン操作と同様の操作指示ができるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るコントローラ
の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、実
施の形態においては、ゲーム機用コントローラについて
説明するが、ゲーム機用コントローラに限定されるもの
ではなく、リモコン等のコントローラ、コンピュータの
カーソル等の操作用コントローラにも適用できる。

【００２０】コントローラ５０は、図１に示すように、
両手の指で操作できる所定の間隔を持って連結されてい
る左右の操作部５１、５２と、この操作部５１、５２の
後ろ方向にやや開いた状態で突出形成され、両手の掌で
把持できる角状の支持部５３、５４とから構成されてい
る。

【００２１】左の操作部５１は、円盤形状の上部面上
に、４個の駒形状の操作ボタンを互いに直交するように
配設した構造となっている。この操作ボタンは、左右方
向を指示する左右操作ボタン５５、５６、前後方向又は
上下方向を指示する前後或いは上下操作ボタン５７、５
８からなる。

【００２２】右の操作部５２は、円筒形状の４個の操作
ボタン５９、６０、６１、６２を円盤形状の上部面上に
同一間隔で円状になるように配設した構造となってい
る。この操作ボタン５９、６０、６１、６２は、左の操
作部５１の操作ボタン５５、５６、５７、５８と組み合
わせて、又は単独でゲーム等の決定を行うものである。

【００２３】この左右の操作部５１、５２を連結する連
結部６３には、ゲームの機能を選択するボタン６４や、
開始用ボタン６５が設けられている。そして、この連結
部６３の内部にはコントローラ自身の動きを検出する検
出部６６を設けた構造となっている。

【００２４】検出部６６は、角速度センサーを使用して
おり、回転する方向の速度を検出するようになってい
る。即ち、角速度センサーの場合は、１つのセンサーで
検出できる回転は１軸のみなので、図１に示すように、
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を中心にした回転方向の速度を
検出するようにすれば空間のコントローラ５０のあらゆ
る方向に対する動きを検出することができるのである。

【００２５】左の操作部５１に設けてある左右方向を指
示する左右操作ボタン５５、５６に対応するローリング
方向、即ち、コントローラ５０の左右の水平面方向回転
動作を検出する場合には、Ｚ軸を中心にした回転方向
（ＸＹ平面）を検出するようにする（矢印方向は正回転
方向）。

【００２６】前後方向又は上下方向を指示する前後或い
は上下方向を指示する上下操作ボタン５７、５８に対応
するピッチング方向、即ち、コントローラ５０の前後の
上下方向回転動作を検出する場合には、Ｙ軸を中心にし
た回転方向（ＸＺ平面）を検出するようにする（矢印方
向は正回転方向）。

【００２７】コントローラの向いている方向、即ち、コ
ントローラの左右の垂直面方向回転動作を、コントロー
ラのヨーイングの動きに対応させる場合には、Ｘ軸を中
心にした回転方向（ＹＺ平面）を検出するようにする
（矢印方向は正回転方向）。

【００２８】図２は、これらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々に
対応して設けた検出部６６の内、Ｚ軸を中心にした検出
部のブロック図である。Ｚ軸を中心にした検出部７０
は、コントローラ５０左右の水平面方向の所定角度の回
転速度を検出するものであり、コントローラ５０自身の
動きに対応した信号を出力する移動検出部７１（移動検
出手段）と、コントローラ５０自身の動きに対応した信
号に基づいてコントローラ５０左右の水平面方向の回転
方向を決定する一対の第１及び第２スイッチを備えた方
向検出部７４（方向検出手段）とから構成されている。

【００２９】移動検出部７１は、角速度センサー７２
と、この角速度センサー７２からの信号を増幅する増幅
器７３とから構成されている。

【００３０】角速度センサー７２は、電源Ｖｃｃと接地
ＧＮＤ間に接続され、基準電圧Ｖｒｅｆと角速度信号Ａ
ｍｐ．Ｏｕｔを出力する。この角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕ
ｔはコンデンサＣによって直流成分をカットした後に増
幅器７３に入力されて出力された信号である。この増幅
器７３の利得は２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２によって決定され
る。

【００３１】方向検出部７４は、所謂コントローラ５０
の移動方向を認識できるスイッチを備えたものであり、
コンパレータ７５と、パルスゲート回路７８とから構成
されている。

【００３２】コンパレータ７５は、第１及び第２のコン
パレータ７６、７７からなり、これら第１及び第２のコ
ンパレータ７６、７７は、適当な振幅に増幅された角速
度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔが同時に入力され、右方向回転
（正方向回転）動作であれば第１のコンパレータ７６が
動作し、左方向回転（逆方向回転）動作であれば第２の
コンパレータ７７が動作する。

【００３３】第１のコンパレータ７６の＋端子側には、
角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔが入力され、−端子側には第
１のコンパレータ７６から出力されるパルス信号を出力
するセンサ出力信号Ｒｉｎを制御するスイッチング電圧
Ｖｒｅｆ＋Ｖｓなる電圧が印加されている。この第１の
コンパレータ７６のセンサ出力信号Ｒｉｎはパルスゲー
ト回路７８に入力され、パルス信号の立ち上がりで動作
する。このスイッチング電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｓは、角速度
センサー７２から発生する基準電圧Ｖｒｅｆから電圧Ｖ
ｓ分だけプラスした電圧であり、この電圧Ｖｓは第１の
コンパレータ７６でのスイッチング電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｓ
を設定するために使用される。

【００３４】一方、第２のコンパレータ７７の−端子側
には、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔが入力され、＋端子側
には第２のコンパレータ７７から出力されるパルス信号
を出力するセンサ出力信号Ｌｉｎを制御するスイッチン
グ電圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓなる電圧が印加されている。この
第２のコンパレータ７７のセンサ出力信号Ｌｉｎがパル
スゲート回路７８に入力され、パルス信号の立ち上がり
で動作する。このスイッチング電圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓは、
角速度センサー７２から発生する基準電圧Ｖｒｅｆから
電圧Ｖｓ分だけマイナスした電圧であり、この電圧Ｖｓ
は第２のコンパレータ７７でのスイッチング電圧を設定
するために使用される。

【００３５】このように第１及び第２のコンパレータ７
６、７７は、スイッチング電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶｓとＶｒ
ｅｆ−Ｖｓ）を使用しているため、角速度信号Ａｍｐ．
Ｏｕｔがプラス方向の電圧である時には第１のコンパレ
ータ７６が作動し、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔがマイナ
ス方向の電圧である時には第２のコンパレータ７７が作
動する。

【００３６】ここで、プラス方向の電圧は、右方向回転
（所定角度からなる正回転方向）した時の電圧であり、
マイナス方向の電圧であれば左方向回転（所定角度から
なる逆回転方向）した時の電圧である。

【００３７】このような動作をするＺ軸を中心軸にした
検出部７０について、増幅器７３で増幅された角速度信
号Ａｍｐ．Ｏｕｔとコンパレータ７５から出力されるセ
ンサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉｎとの関係について図３〜図
６を参照して説明する。

【００３８】図３（Ａ）は、コントローラ５０がＺ軸を
中心にした静止状態から所定角度α右方向のＺ１軸の位
置まで回転させた場合を示したものであり、この場合に
は、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、図３（Ｂ）に示すよ
うに、静止状態の時の基準電圧Ｖｒｅｆ近傍のレベルか
ら第１のコンパレータ７６の−端子のスイッチング電圧
Ｖｒｅｆ＋Ｖｓのレベルを超え、Ｚ１軸の位置でコント
ローラ５０の回転を止めると、再び基準電圧Ｖｒｅｆ近
傍のレベルに戻る。

【００３９】このような角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、
第１のコンパレータ７６に入力され、そのセンサ出力信
号Ｒｉｎは、図３（Ｃ）に示すように、角速度信号Ａｍ
ｐ．Ｏｕｔがスイッチング電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｓを超えて
いる間のみプラスのパルス信号を生成する。

【００４０】図３（Ａ）に示す傾いているコントローラ
５０の位置から元の位置に戻す場合には、図４（Ａ）に
示すように、コントローラ５０がＺ１軸を中心にした静
止状態から所定角度α左方向のＺ軸の位置まで回転させ
ればよい。この場合には、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔ
は、図４（Ｂ）に示すように、静止状態の時の基準電圧
Ｖｒｅｆ近傍のレベルから第２のコンパレータ７７の＋
端子のスイッチング電圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓのレベルを下回
り、Ｚ軸の位置でコントローラ５０の回転を止めると、
再び基準電圧Ｖｒｅｆ近傍のレベルに戻る。

【００４１】このような角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、
第２のコンパレータ７７に入力され、そのセンサ出力信
号Ｌｉｎは、図４（Ｃ）に示すように、角速度信号Ａｍ
ｐ．Ｏｕｔがスイッチング電圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓを下回っ
ている間のみプラスのパルス信号を生成する。

【００４２】図５（Ａ）は、コントローラ５０がＺ軸を
中心にした静止状態から所定角度α左方向のＺ２軸の位
置まで逆回転させた場合を示したものであり、この場合
には、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、図５（Ｂ）に示す
ように、静止状態の時の基準電圧Ｖｒｅｆ近傍のレベル
から第２のコンパレータ７７の＋端子のスイッチング電
圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓのレベルを下回り、Ｚ２軸の位置でコ
ントローラ５０の回転を止めると、再び基準電圧Ｖｒｅ
ｆ近傍のレベルに戻る。

【００４３】このような角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、
第２のコンパレータ７７に入力され、そのセンサ出力信
号Ｌｉｎは、図５（Ｃ）に示すように、角速度信号Ａｍ
ｐ．Ｏｕｔがスイッチング電圧Ｖｒｅｆ−Ｖｓを下回っ
ている間のみプラスのパルス信号を生成する。

【００４４】図６（Ａ）は、コントローラ５０がＺ２軸
を中心にした静止状態から所定角度α右方向のＺ軸の位
置まで正回転させて戻した場合を示したものであり、こ
の場合には、角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、図６（Ｂ）
に示すように、静止状態の時の基準電圧Ｖｒｅｆ近傍の
レベルから第１のコンパレータ７６の−端子のスイッチ
ング電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｓの値を超え、Ｚ軸の位置でコン
トローラ５０の回転を止めると、再び基準電圧Ｖｒｅｆ
近傍のレベルの位置に戻る。

【００４５】このような角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔは、
第１のコンパレータ７６に入力され、そのセンサ出力信
号Ｒｉｎは、図６（Ｃ）に示すように、角速度信号Ａｍ
ｐ．Ｏｕｔがスイッチング電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｓを超えて
いる間のみプラスのパルス信号を生成する。

【００４６】このようにして、Ｚ軸を中心にしたコント
ローラ５０を、静止初期状態から所定角度だけ左右方向
に正逆回転させると、右方向回転（所定角度からなる正
回転方向）であればセンサ出力信号Ｒｉｎ、左方向回転
（所定角度からなる逆回転方向）であればセンサ出力信
号Ｌｉｎが発生する。このセンサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉ
ｎのパルス信号に基づいて、コントローラ５０の操作ボ
タン５５、５６、５７、５８（図１参照）を押したもの
と同様に制御すれば、これら操作ボタン５５、５６、５
７、５８を押さなくともコントローラ５０自身の動きで
左右及び上下方向の指示操作を行うことができる。

【００４７】図２に示すパルスゲート回路７８は、この
センサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉｎと静止初期状態とを比較
してどちら方向に回転したかを検出し、その状態を保持
する一対の第１及び第２スイッチを備え、且つこの第１
及び第２スイッチの状態を状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔ
で表すようにしたものである。このパルスゲート回路７
８の構成は、７つのＡＮＤ回路（Ａ〜Ｇ）と、２つのイ
ンバータ回路（Ｈ、Ｉ）と、一対の第１及び第２スイッ
チ７９、８０（Ｄタイプ・フリップフロップ）と、静止
時のリセットスイッチ８１と、電源Ｖｃｃに接続された
プルアップ抵抗Ｒ３とからなり、特に７つのＡＮＤ回路
Ａ〜Ｇの組み合わせにより、表１に示す動作真理値表に
基づいたスイッチの動作をする。この動作真理値表は、
所謂コントローラ５０の移動方向を認識した結果を表し
たものであり、第１及び第２のコンパレータ７６、７７
からのセンサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉｎのパルス信号の立
ち上がりにより、状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔの出力が
Ｈ／Ｌに変化し、既存のコントロールユニット８２に左
右操作ボタン５５、５６がオフの状態であっても、その
替わりの信号をデコーダ８３に入力できるようになって
いる。この一対の第１及び第２スイッチ７９、８０は、
リセットスイッチ８１により出力側セット側Ｑが
「Ｈ」、リセット側Ｑ’が「Ｌ」になり、リセットされ
る。この第１及び第２スイッチ７９、８０が共にリセッ
トされた状態は、左右操作ボタン５５、５６が「Ｌーア
クテイブ」のスイッチであるため、共に「オフ」の初期
状態に相当する。

【００４８】この状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔの出力信
号は、既存のコントロールユニット８２の押されたボタ
ンから所定の信号を出力するデコーダ８３に入力され
る。又、デコーダ８３への入力は、「Ｌーアクテイブ」
の構成となっており、状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔから
の信号及び左右操作ボタン５５、５６の押された信号の
「Ｌ」になった信号が優先される。

【００４９】

【表１】

【００５０】以下、この表１に沿ってコントローラ５０
の回転動作で発生するセンサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉｎの
パルス信号に基づく、一対の第１及び第２スイッチ７
９、８０のＨ／Ｌによる、所謂左右操作ボタン５５、５
６の替わりにボタンを押した状態をデコーダ８３に入力
する状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔの変化を説明する。
尚、以下〜の状態は、左右操作ボタン５５、５６の
夫々がオフ状態（スイッチが押されていない状態）を想
定して説明する。

【００５１】の状態；（図３参照） の状態は、一対の第１及び第２スイッチ７９、８０の
出力信号である初期状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔが、論
理値「Ｈ」、「Ｈ」の静止初期状態である時、即ち、一
対の第１及び第２スイッチ７９、８０がオフの状態であ
り、コントローラ５０の向いている方向がＺ軸方向であ
る時に、センサ出力信号Ｒｉｎのパルス信号が発生した
時（Ｚ軸に対して右方向に、所定角度だけ正回転したこ
とを認識した時）である。

【００５２】先ず、一対の第１及び第２スイッチ７９、
８０の初期状態信号Ｒｏｕｔ（Ｑ端子）、Ｌｏｕｔ（Ｑ
端子）が、夫々論理値「Ｈ」の状態であると、アンド回
路Ａ〜Ｃが動作し、アンド回路Ｄ、Ｆが動作できる状態
に維持され、且つアンド回路Ｆ及びＧが動作できない状
態となっている。この状態の時にコントローラ５０がＺ
軸を中心軸にして右方向に所定角度だけ回転したことを
検出すると、センサ出力信号Ｒｉｎにパルス信号が発生
し、その立ち上がりでアンド回路Ｄの入力条件が満足す
る。そうすると、第１スイッチ７９のクロックＣＬＫが
発生する。この時の第１スイッチ７９の入力端子Ｄは論
理値「Ｌ」の状態であるから、第１スイッチ７９の出力
端子Ｑは論理値「Ｌ」になり、第１スイッチ７９はオン
になる。又、センサ出力信号Ｌｉｎはパルス信号を発生
していないからアンド回路Ｅは動作できない。即ち、第
２スイッチ８０のクロックＣＬＫは発生しないから、第
２スイッチ８０はオフのままである。従って、一対の第
１及び第２スイッチ７９、８０がオフ、オンの状態、即
ち、第１及び第２スイッチ７９、８０の出力端子Ｑの出
力状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは論理値「Ｌ」、「Ｈ」
になる。これは、右操作ボタン５５に相当する、所謂ス
イッチの押された信号がデコーダ８３に入力されたこと
になる。このようにして、コントローラ５０がＺ軸を中
心軸にして右方向に所定角度だけ正回転したことを、こ
の一対の第１及び第２スイッチ７９、８０のオン／オフ
状態の変化により容易に認識できるのである。

【００５３】の状態；（図５参照） の状態は、上記の静止初期状態と同じくコントロー
ラ５０の向いている方向がＺ軸方向である時に、センサ
出力信号信号Ｌｉｎにパルス信号が発生した時（コント
ローラ５０がＺ軸を中心軸にして、所定角度だけ左方向
に逆回転したことを認識した時）に、アンド回路Ｅが動
作し、第２スイッチ８０がオンし、一対の第１及び第２
スイッチ７９、８０がオフ、オンの状態、即ち、一対の
第１及び第２スイッチ７９、８０の出力端子Ｑの出力状
態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは論理値「Ｈ」、「Ｌ」にな
る。これは、左操作ボタン５６に相当するスイッチが押
された信号がデコーダ８３に入力されたことになる。こ
のようにして、と同様にコントローラ５０がＺ軸を中
心軸にして、所定角度だけ左方向に逆回転したことを、
一対の第１及び第２スイッチ７９、８０のオン／オフ状
態の変化により容易に認識できるのである。

【００５４】の状態；（図６参照） の状態は、一対の第１及び第２スイッチ７９、８０の
状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔが、論理値「Ｈ」、「Ｌ」
の静止初期状態である時、即ち、コントローラ５０の向
いている方向がＺ軸を中心軸にして、所定角度だけ左方
向に逆回転した状態である時に、センサ出力信号Ｒｉｎ
にパルス信号が発生した時（コントローラ５０がＺ軸方
向に戻る右方向である、所定角度だけ正回転したことを
認識した時）である。

【００５５】先ず、第１及び第２スイッチ７９、８０の
状態信号Ｒｏｕｔ（Ｑ端子）が論理値「Ｈ」、初期状態
信号Ｌｏｕｔ（Ｑ端子）が論理値「Ｌ」の状態である
と、アンド回路Ａ〜Ｃが動作できない状態となるため、
アンド回路Ｄ、Ｅが動作できない。又、アンド回路Ｇは
第１スイッチ７９がオフ状態であるため動作できない。
結局、動作できるのはアンド回路Ｆのみとなる。このア
ンド回路Ｆが動作できる条件は、第２スイッチ８０がオ
ンしている状態であることと、センサ出力信号Ｒｉｎに
パルス信号が発生することである。従って、いまセンサ
出力信号Ｌｉｎにパルス信号が発生した時、即ち、コン
トローラ５０がＺ軸を中心軸にして左方向に逆回転して
静止している状態から、所定角度だけ正回転してＺ軸方
向に戻ることを検出した時に、パルス信号の立ち上がり
でアンド回路Ｆの入力条件が満足し、第２スイッチ８０
のクロックＣＬＫが発生する。この時の第２スイッチ８
０の入力端子Ｄは論理値「Ｈ」の状態であるから、第２
スイッチ８０の出力端子Ｑは論理値「Ｈ」になる。従っ
て、一対の第１及び第２スイッチ７９、８０が共にオフ
の状態になり、第１及び第２スイッチ７９、８０の出力
端子Ｑの出力状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは論理値
「Ｈ」、「Ｈ」になる。これは、左操作ボタン５６に相
当する、所謂スイッチの押された信号がデコーダ８３に
入力されている状態から、両方のスイッチが押されてい
ない信号がデコーダ８３に入力したことになる。このよ
うにして、コントローラ５０がＺ軸を中心軸にして左方
向に逆回転している状態から、Ｚ軸方向に所定角度だけ
正回転して戻ることを容易に認識できる。

【００５６】の状態；の状態は、上記の静止初期
状態と同じであり、アンド回路Ｆのみが動作できる状態
となっている。一対の第１及び第２スイッチ７９、８０
の状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔが論理値「Ｈ」、「Ｌ」
の状態である時、即ち、コントローラ５０の向いている
方向がＺ軸から左方向に逆回転した状態である時に、更
に、所定角度だけ左方向の逆回転を検出した時には、セ
ンサ出力信号Ｌｉｎにパルス信号が発生する。しかし、
動作できるアンド回路Ｆは、センサ出力信号Ｒｉｎに発
生する信号で動作するものであるから、例えセンサ出力
信号Ｌｉｎに信号が発生しても動作できるアンド回路は
存在しない。即ち、一対の第１及び第２スイッチ７９、
８０の出力状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは、初期状態信
号と同じ論理値「Ｈ」、「Ｌ」を維持することになる。
このことは、コントローラ５０がＺ軸から左方向に逆回
転した状態である時に、更に左方向に逆回転しても動作
しない。従って、コントローラ５０がＺ軸を中心軸にし
て左右方向の回転は１度の認識のみ有効で、Ｚ軸を中心
軸にして、所定角度だけ左右方向へ正逆回転した状態
で、更に同一の左右方向への正逆回転は無視されること
になる。これは、左操作ボタン５６に相当するスイッチ
が押された信号が存在している場合には、更に同じ方向
への信号が発生しないことを意味する。

【００５７】の状態；の状態は、一対の第１及び第
２スイッチ７９、８０の状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔ
が、論理値「Ｌ」、「Ｈ」の静止初期状態である時、即
ち、コントローラ５０の向いている方向がＺ軸を中心軸
にして、所定角度だけ右方向に正回転した状態である時
に、センサ出力信号Ｒｉｎが論理値「Ｈ」になった時
（コントローラが更に右方向に回転したことを認識した
時）である。

【００５８】先ず、一対の第１及び第２スイッチ７９、
８０の状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔが、夫々論理値
「Ｌ」、「Ｈ」の状態である時に、アンド回路Ａ〜Ｃ、
Ｄ、Ｅ、及びＦが動作できない状態になり、アンド回路
Ｇのみが動作できる状態になっている。この状態でセン
サ出力信号Ｒｉｎにパルス信号が発生した時、即ち、コ
ントローラ５０がＺ軸を中心軸にして、所定角度だけ右
方向に正回転した状態から更に右方向に回転したことを
検出した時には、アンド回路Ａ〜Ｇの入力条件が満足す
るものがない。そのため、一対の第１及び第２スイッチ
７９、８０は、初期状態を維持させたオン、オフの状態
であり、第１及び第２スイッチ７９、８０の出力端子Ｑ
の出力状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは論理値「Ｌ」、
「Ｈ」の状態を維持する。これは、右操作ボタン５５に
相当するスイッチの押された信号が存在している場合に
は、更に同じ方向の信号は発生しないことを意味する。
このように、上記で説明したように、コントローラ５
０がＺ軸を中心軸にして右方向に正回転した状態の時
に、更に同一方向の右方向に正回転しても無視される。

【００５９】の状態；（図４参照） の状態は、上記の状態と同じく、一対の第１及び第
２スイッチ７９、８０の状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔが
論理値「Ｌ」、「Ｈ」の静止初期状態である。この初期
状態は、コントローラ５０の向いている方向がＺ軸を中
心軸にして右方向に正回転した状態である。この初期状
態の時に、Ｚ軸方向に戻る左方向への逆回転を検出した
ものである。この初期状態においては、アンド回路Ｇの
みが動作できる状態になっており、いまセンサ出力信号
Ｌｉｎにパルス信号が発生すると、アンド回路Ｇの入力
条件が満足し、第２スイッチ８０のクロックＣＬＫが発
生する。この時の入力端子Ｄは論理値「Ｈ」の状態であ
るから、第２スイッチ８０の出力端子Ｑは論理値「Ｈ」
になる。従って、一対の第１及び第２スイッチ７９、８
０が共にオフの状態となり、出力端子Ｑの出力状態信号
Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは論理値「Ｈ」、「Ｈ」になる。こ
れは、右操作スイッチ５５に相当するスイッチの押され
た信号が存在している場合に、左方向への回転を認識す
ると、このスイッチをオフすることを意味する。このよ
うに、コントローラ５０がＺ軸を中心軸にして右方向に
正回転している状態から、所定角度だけ左方向に逆回転
して元のＺ軸方向に戻ることを容易に認識できる。

【００６０】上記〜の状態に示したように、一対の
第１及び第２スイッチ７９、８０の初期状態に対して、
センサ出力信号Ｒｉｎ、Ｌｉｎの状態により、その変化
する状態が、第１及び第２スイッチ７９、８０を有する
コントローラ５０、即ち、パルスゲート回路７８であっ
て、この第１及び第２スイッチ７９、８０が共にオフの
静止初期状態から、所定角度だけ正回転させると、第１
スイッチ７９がオンし、所定角度だけ逆回転させて戻す
と第１スイッチ７９がオフして初期状態に戻り、この初
期状態から、所定角度だけ逆回転させると第２スイッチ
８０がオンし、同じく所定角度だけ正回転させて戻すと
第２スイッチ８０がオフして初期状態に戻る。

【００６１】又、前述したように、このような機能を有
する一対の第１及び第２スイッチ７９、８０からの出力
状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔは、従来からのコントロー
ラに搭載されているコントロールユニット８２（図２参
照）に組み合わせることができる。即ち、図２に示すよ
うに、左右のボタン５５、５６と並列にしてデコーダ８
３に接続すればよい。このデコーダ８３は、押された操
作ボタンに対応した信号を生成するものである。

【００６２】このように従来のコントロールユニット８
２に接続すれば、一対の第１及び第２スイッチ７９、８
０で認識した出力状態信号Ｒｏｕｔ、Ｌｏｕｔの状態を
解析するようにすれば、コントローラ５０自体の動きが
解り、これを操作ボタンに対応させれば操作ボタンのオ
ン／オフと同様の結果を得ることができるのである。

【００６３】尚、実施例においては、角速度センサー７
２を利用したが加速度センサーでもよい。加速度センサ
ーは、３軸傾斜センサーの傾斜方向及び傾斜角度に従っ
た軸方向の速度を検出するものである。従って、加速度
センサーを用いたコントローラ５０は、角速度センサー
７２を用いた上記実施例のように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方
向夫々の回転を検出する構成ではなく、３次元方向の移
動速度を検出する。即ち、コントローラ５０の３次元方
向の移動速度に対応した信号に基づいてスイッチをオン
／オフさせるようにすればよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るコン
トローラは、コントローラ自身の移動方向を認識できる
スイッチを設けたことにより、複雑な信号処理回路を必
要としないで、コントローラ自身の動きに基づいた操作
指示をすることができる。又、コントローラの移動方向
を認識できる回路構成を簡略化できるため、小型化で
き、しかも動く目的物に対応させてコントローラ自身を
動かして操作指示できるため、汎用性及び操作性を向上
させることができると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコントローラの略示的な全体斜視
図である。

【図２】同コントローラに搭載されているＺ軸を中心軸
にして左右方向の回転を検出する回路図である。

【図３】同コントローラがＺ軸を中心にして右方向に回
転した動きを示したものであり、（Ａ）はコントローラ
がＺ軸を中心軸にして右方向に回転した動きを示したも
のであり、（Ｂ）は回転した時に発生する角速度信号Ａ
ｍｐ．Ｏｕｔを示したものであり、（Ｃ）は角速度信号
から発生する矩形波の立ち上がり出力パルス信号のセン
サ出力信号Ｒｉｎを表した説明図である。

【図４】同Ｚ軸を中心軸にして右方向に正回転した状態
のコントローラが元のＺ軸方向に逆回転して戻る動きを
示したものであり、（Ａ）はコントローラがＺ軸方向に
逆回転して戻る動きを略示的に示したものであり、
（Ｂ）はその時に発生する角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔで
あり、（Ｃ）は角速度信号から発生する矩形波の立ち上
がり出力パルス信号のセンサ出力信号Ｌｉｎを表した説
明図である。

【図５】同Ｚ軸を中心軸にしてコントローラが左方向に
逆回転した動きを示したものであり、（Ａ）はコントロ
ーラがＺ軸を中心軸にして左方向に逆回転した動きを示
したものであり、（Ｂ）はその角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕ
ｔであり、（Ｃ）は角速度信号から発生する矩形波の立
ち上がり出力パルス信号のセンサ出力信号Ｌｉｎを表し
た説明図である。

【図６】同Ｚ軸を中心軸にして左方向に回転したコント
ローラが元の位置に正回転して戻る動きを示したもので
あり、（Ａ）はコントローラがＺ軸を中心軸にして正回
転して戻った動きを示したものであり、（Ｂ）はその時
の角速度信号Ａｍｐ．Ｏｕｔであり、（Ｃ）は角速度信
号から発生する矩形波の立ち上がり出力パルス信号のセ
ンサ出力信号Ｒｉｎである。

【図７】従来技術におけるゲーム機用コントローラの略
示的な斜視図である。

【図８】従来技術におけるハンドルを操作する形状のゲ
ーム機用コントローラの略示的な斜視図である。

【図９】従来技術における操縦桿を操作する形状のゲー
ム機用コントローラの略示的な斜視図である。

【図１０】従来技術における中央位置に括れ部を設け、
左右の操作部を括らせながら操作する構造のゲーム機用
コントローラの略示的な斜視図である。

【図１１】従来技術における加速度センサーを搭載した
コントローラを示したものであり、（Ａ）はコントロー
ラ本体を略示的に示したものであり、（Ｂ）は搭載され
ている信号処理回路のブロック図である。

【符号の説明】

５０；コントローラ、５１；左の操作部、５２；右の操
作部、５３；支持部、５４；支持部、５５；右方向操作
ボタン、５６；左方向操作ボタン、５７；上方向操作ボ
タン、５８；下方向操作ボタン、５９；操作ボタン、６
０；操作ボタン、６１；操作ボタン、６２；操作ボタ
ン、６３；連結部、６４；ボタン、６５；ボタン、６
６；検出部、７０；Ｚ軸を中心軸にした検出部、７１；
移動検出部、７２；角速度センサー、７３；増幅器、７
４；方向検出部、７５；コンパレータ、７６；第１のコ
ンパレータ、７７；第２のコンパレータ、７８；パルス
ゲート回路、７９；第１スイッチ、８０；第２スイッ
チ、８１；リセットスイッチ、８２；コントロールユニ
ット、８３；デコーダ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動可能なコントローラであって、該コン
   トローラ自身の動きに対応した信号を出力する移動検出
   手段と、該移動検出手段で出力した信号に基づいて前記
   コントローラの移動方向を認識できるスイッチを備えた
   方向検出手段とを有することを特徴とするコントロー
   ラ。
2. 【請求項２】前記移動検出手段及び方向検出手段は、前
   記コントローラ自身のピッチング方向、ヨーイング方
   向、ローリング方向の夫々を認識できるように設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
3. 【請求項３】前記移動検出手段は、前記コントローラ自
   身の回転方向の速度に対応した信号を出力する角速度セ
   ンサーからなることを特徴とする請求項１に記載のコン
   トローラ。
4. 【請求項４】前記移動検出手段は、前記コントローラ自
   身の移動速度に対応した信号を出力する加速度センサー
   からなることを特徴とする請求項１に記載のコントロー
   ラ。
5. 【請求項５】前記方向検出手段は、少なくとも一対の第
   １及び第２スイッチを備え、これら一対の第１及び第２
   スイッチは、両者がオフの静止初期状態から、所定角度
   だけ正回転させると第１スイッチがオンに変化し、所定
   角度だけ逆回転させて戻すと該第１スイッチがオフして
   初期状態に戻り、該初期状態から、所定角度だけ逆回転
   させると第２スイッチがオンに変化し、所定角度だけ正
   回転させて戻すと該第２スイッチがオフして初期状態に
   戻ることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
6. 【請求項６】少なくとも指で操作できる操作部を有する
   移動可能なコントローラであって、該コントローラ自身
   の動きに対応した信号を出力する移動検出手段と、該移
   動検出手段で出力した信号に基づいて前記コントローラ
   の移動方向を認識できるスイッチを備えた方向検出手段
   とを有することを特徴とするコントローラ。
7. 【請求項７】前記移動検出手段は、前記コントローラ自
   身の回転方向の速度に対応した信号を出力する角速度セ
   ンサーからなることを特徴とする請求項６に記載のコン
   トローラ。
8. 【請求項８】前記方向検出手段は、少なくとも一対の第
   １及び第２スイッチを備え、これら一対の第１及び第２
   スイッチは、両者がオフの静止初期状態から、所定角度
   だけ正回転させると第１スイッチがオンに変化し、所定
   角度だけ逆回転させて戻すと該第１スイッチがオフして
   初期状態に戻り、該初期状態から、所定角度だけ逆回転
   させると第２スイッチがオンに変化し、所定角度だけ正
   回転させて戻すと該第２スイッチがオフして初期状態に
   戻ることを特徴とする請求項６に記載のコントローラ。
9. 【請求項９】前記方向検出手段は、前記コントローラ自
   身の移動方向を、前記操作部に設けてある各種の操作ボ
   タンに対応させるようにしたことを特徴とする請求項６
   に記載のコントローラ。
10. 【請求項１０】少なくとも両手の指で操作できる左右の
    操作部と、該左右の操作部の後方向に両手の掌で支持す
    る角状に突出形成した支持部とを有する移動可能なコン
    トローラであって、該コントローラ自身の動きに対応し
    た信号を出力する移動検出手段と、該移動検出手段で出
    力した信号に基づいて前記コントローラの移動方向を認
    識できるスイッチを備えた方向検出手段とを有すること
    を特徴とするコントローラ。
11. 【請求項１１】前記移動検出手段は、前記コントローラ
    自身の回転方向の速度に対応した信号を出力する角速度
    センサーからなることを特徴とする請求項１０に記載の
    コントローラ。
12. 【請求項１２】前記方向検出手段は、少なくとも一対の
    第１及び第２スイッチを備え、これら一対の第１及び第
    ２スイッチは、両者がオフの静止初期状態から、所定角
    度だけ正回転させると第１スイッチがオンに変化し、所
    定角度だけ逆回転させて戻すと該第１スイッチがオフし
    て初期状態に戻り、該初期状態から、所定角度だけ逆回
    転させると第２スイッチがオンに変化し、所定角度だけ
    正回転させて戻すと該第２スイッチがオフして初期状態
    に戻ることを特徴とする請求項１０に記載のコントロー
    ラ。
13. 【請求項１３】前記方向検出手段は、前記コントローラ
    の左右の水平面方向回転動作を、前記操作部に設けてあ
    る左右方向を指示する左右操作ボタンに対応させるよう
    にしたことを特徴とする請求項１０に記載のコントロー
    ラ。
14. 【請求項１４】前記方向検出手段は、前記コントローラ
    の前後の上下方向回転動作を、前記操作部に設けてある
    前後方向又は上下方向を指示する前後或いは上下操作ボ
    タンに対応させるようにしたことを特徴とする請求項１
    ０に記載のコントローラ。
15. 【請求項１５】前記方向検出手段は、前記コントローラ
    の左右の垂直面方向回転動作を、前記コントローラのヨ
    ーイングの動きに対応させるようにしたことを特徴とす
    る請求項１０に記載のコントローラ。