JP4521298B2 - 入力装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、操作情報の入力を行う入力装置およびこれを備えた電子機器に関するものである。

従来から、操作対象を操作者の意図するように制御するための入力装置を有する電子機器がある。

例えば、テレビゲームあるいはコンピュータゲームなどのゲームにおいては、コントローラ（入力装置）に配設した複数の操作スイッチを手指で別々に押圧することにより、操作情報をゲーム機本体に送信し、これにより表示装置の画面上に映し出される操作対象を操作者の意図するように制御するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、コンピュータゲームにおいては、キーボード（入力装置）に配設した複数の操作スイッチを手指で別々に押圧することにより、キーボードにより入力された操作情報をコンピュータ本体に送信し、これにより表示装置の画面上に映し出される操作対象を操作者の意図するように制御するようになっている。

さらに、近年のテレビゲームあるいはコンピュータゲームなどのゲームにおいては、例えば、自動車のハンドルや飛行機の操縦桿タイプの専用のコントローラなどを用いることで、操作者は、様々なゲームが楽しめるようになっている。

特表２００３−５１９５４７号公報

ところで、近年においては各種装置の高性能化が求められており、各種装置の高性能化の一つとして、入力装置および電子機器においても汎用性および操作性の向上が求められている。

例えば、近年のゲームにおいては、ゲームソフトの内容、例えば、画像表示やキャラクターなどの操作対象の動きなどもますます緻密でリアル感に富んだものとなり、さらに題材となるテーマも多様化しているため、デジタルスイッチを押したり、スティックボリュームスイッチを傾けることにより、操作対象の動きを操作したり、メニュー選択をしたりするという従来の方法では、操作キーが限られており、ソフトウェア構成またはゲーム展開が操作性から制約された範囲内でしか行うことができないため、必ずしもゲーム性能、ソフトウェアのエンターテインメント性を充分に引き出すことができないとともに、臨場感、迫力および操作性などと言った点で物足りなさや不便さが感じられるようになってきた。

そこで、汎用性および操作性の向上を容易に図ることのできる入力装置が求められている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、汎用性および操作性の向上を容易に図ることのできる入力装置および電子機器を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明に係る入力装置の特徴は、操作対象を操作者の意図するように制御するために、操作者の手によって操作情報の入力が行われる入力手段が筐体に配設されている入力装置であって、前記入力手段が、操作者の操作により生じる前記筐体の歪みを検知することにより、前記筐体に加えられる力およびその方向を操作者の意図した操作情報として検知するための感圧性アナログセンサを有しており、前記筐体に操作者が把持する把持部が設けられており、この把持部の少なくとも一部がエラストマにより形成あるいは蛇腹状の柔構造に形成されており、この部位の内面に前記感圧性アナログセンサが配設されている点にある。

前記感圧性アナログセンサが、アナログ出力が可能な荷重センサであることが好ましい。

前記入力手段が、前記筐体に回転自在に配設された円形操作体を具備し、当該円形操作体の操作者による回転操作を操作情報として検知するための回転操作入力スイッチを有していることが好ましく、また、前記円形操作体が、前記筐体に設けられた操作部に配設されていることが好ましい。

本発明に係る電子機器の特徴は、本発明に係る入力装置を有している点にある。

本発明に係る入力装置によれば、操作者の操作により生じる筐体の歪みを検知することにより、筐体に加えられる力およびその方向を操作者の意図した操作情報として検知するための感圧性アナログセンサを有しているので、操作者の手によって筐体に加えられる力の強さおよび方向による操作情報を確実かつ容易に検知することができる。また、本発明に係る入力装置によれば、筐体に操作者が把持する把持部が設けられており、この把持部の少なくとも一部がエラストマにより形成あるいは蛇腹状の柔構造に形成されており、この部位の内面に感圧性アナログセンサが配設されているので、把持部そのものを感圧性アナログセンサとすることができるという優れた効果を奏することができる。さらに、本発明に係る入力装置によれば、筐体を捻る方向とその操作力を操作情報として、例えば、カーレースゲーム、フライトシミュレーションゲームにおける車両および機体のハンドル操作およびその操作量の制御や、シューティングゲームにおけるキャラクタの視点の移動および移動量などの制御などを容易かつ確実に、しかも迅速に行うことができるので、ゲーム性能、ソフトウェアのエンターテインメント性を充分に引き出すことができるとともに、臨場感、迫力および操作性などを向上することができるという優れた効果を奏することができる。さらにまた、本発明に係る入力装置によれば、操作者が入力装置を振ったり傾けたりする操作により発生する筐体の歪みを検出することもできるので、筐体の振動や傾斜を操作情報の入力とすることで、例えば、音楽ゲームにおける音の入力や、カーレースゲームにおけるギアチェンジの入力として用いることもできるという優れた効果を奏することができる。また、本発明に係る入力装置によれば、感圧性アナログセンサが、アナログ出力が可能な荷重センサであるので、操作者の手によって筐体に加えられる力の強さおよび方向による操作情報をより容易に検知することができるという優れた効果を奏することができる。さらにまた、本発明に係る入力装置によれば、入力手段が、筐体に回転自在に配設された円形操作体を具備し、円形操作体の操作者による回転操作を操作情報として検知するための回転操作入力スイッチを有しているので、例えば、画面上に映し出される複数のメニューからのメニュー選択を円形操作体を回転操作するという簡便で操作で迅速に行うことができるという優れた効果を奏することができる。またさらに、本発明に係る入力装置によれば、円形操作体が、筐体に設けられた操作部に配設されているので、操作者の指先による操作性を向上することができるという優れた効果を奏することができる。したがって、本発明に係る入力装置および電子機器によれば、汎用性および操作性の向上を容易に図ることができるなどの極めて優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１から図３は、本発明に係る入力装置を用いた電子機器の実施形態を示すものであり、図１は要部を示すブロック図、図２は入力装置の実施形態の要部の正面図、図３は図２の側面図である。

本実施形態の入力装置および電子機器は、既存のゲーム装置、詳しくは家庭用のゲーム装置に用いたものを例示している。

図１に示すように、本実施形態の電子機器としてのゲーム装置１は、従来と同様に、入力装置としてのコントローラ２と、ゲーム機本体３と、表示装置としてのテレビジョン４とによりシステムが構成されている。そして、コントローラ２とゲーム機本体３との相互間、および、ゲーム機本体３とテレビジョン４との相互間は、ともに接続コードなどによる有線、あるいは、赤外線、電波などによる無線によって接続されている。

前記コントローラ２は、操作者による操作情報の入力と、入力された操作情報をゲーム機本体３に伝送するためのものであり、図２および図３に示すように、コントローラ本体５を有している。このコントローラ本体５は、ほぼ横長直方体状に形成された操作部５ａと、この操作部５ａの両端部に形成された操作者の両手の手指で把持可能とされた左右一対の把持部５ｂとを有している。

すなわち、コントローラ２は、操作者が手に持って操作するように手持ち式に構成されている。

前記コントローラ本体５は、例えば、樹脂などの材料により形成された筐体としてのケース６を有している。このケース６は、図３の左右方向に示す厚さ方向に２分割形成されており、図３の左方に示す一方は上ケース６ａとされ、図３の右方に示す他方は上ケース６ａに嵌合される下ケース６ｂとされている。

前記ケース６には、操作対象を操作者の意図するように制御するために、操作者の手によって操作情報の入力が行われる複数の入力手段７が配設されている。

本実施形態の入力手段７は、各把持部５ｂに配設された左右一対の感圧性アナログセンサ８と、把持部５ｂの図２の上方（図３の右側）に示す側面の両端に配設された左右一対の回転操作入力スイッチ９と、操作部５ａの上ケース６ａの表面に配設された操作スイッチ１０とを有している。

前記感圧性アナログセンサ８は、操作者の手によって筐体としてのケース６に加えられる力を操作情報として検知するためのものであり、各把持部５ｂの外周部分における上ケース６ａと下ケース６ｂとの間に挟持されるように配置されている。この感圧性アナログセンサ８は、操作者によるケース６、詳しくは把持部５ｂを握ったり、捻ったりした時の操作力の強さおよびその方向のアナログデータをデジタル変換して８ビットなどの多値情報として出力するアナログスイッチとして機能するようになっている。

前記感圧性アナログセンサ８の素子としては、歪みゲージ線（ストレンゲージ）、半導体歪みゲージ、圧電素子、静電容量の増減で出力を変化させる構成、導電性の部材による接触面積の増減で出力を変化させる構成などのアナログ出力が可能な各種のものから選択することができる。

なお、感圧性アナログセンサ８の配設位置としては、例えば、操作部５ａの長手方向の中央部や、操作部５ａと把持部５ｂとの境界部分などであってもよく、ケース６に加わる操作力を検知できる位置であればよい。

また、感圧性アナログセンサ８の配設数としては、設計コンセプトなどの必要に応じて単数としたり複数とすることができる。

さらに、ケース６の把持部５ｂの少なくとも一部をエラストマにより形成したり、把持部５ｂの少なくとも一部を蛇腹状などの柔構造とし、これらの部分の内面に感圧性アナログセンサ８を配設することで、把持部５ｂそのものを感圧性アナログセンサ８とする構成としてもよい。

前記回転操作入力スイッチ９は、操作者による回転操作を操作情報として検知するためのものであり、ケース６に回転自在に配設された円形操作体１１を具備している。そして、円形操作体１１は、操作者が把持部５ｂを握った際に、操作者がその指先を容易に接触させることができる位置、本実施形態においては、操作部５ａの図２上方（図３右側）に示す側面の両端の上ケース６ａと下ケース６ｂとの間にそれぞれ配設されている。勿論、把持部５ｂに回転操作入力スイッチ９を設ける構成としてもよい。

前記回転操作入力スイッチ９としては、ジョグダイヤル、ジョグシャトル、ポテンショメータ、ロータリーエンコーダなどのアナログ出力が可能な各種のもや、多接点のロータリースイッチなどから選択することができる。

前記操作スイッチ１０は、この操作スイッチ１０に対する操作者の押圧操作により操作情報を検知するためのものであり、操作部５ａの上ケース６ａの表面の図２の左側に配置されたほぼ十字状をなす操作スイッチ（十字キー）１０ａと、図２の右側にほぼ十字状をなすように４つ１組とされた４つの操作スイッチ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとを有している。

前記操作スイッチ１０としては、オンオフのみのデジタル情報を出力するデジタルスイッチ、どのくらいの強さで操作されたかが分かる操作力のアナログデータをデジタル変換して多値情報として出力するアナログスイッチなどから選択することができる。また、操作スイッチ１０として、スティックボリュームスイッチを用いることもできる。このスティックボリュームスイッチは、操作者の手が触れていないときは中央に位置し中立状態を保持し、操作者の操作によって上下方向および左右方向に移動させることができるものであり、操作力とその方向、すなわち、上下左右の４方向への移動量に応じてそれぞれ多値のデータ値を出力することができるものである。

前記コントローラの内部には、前記各入力手段７の出力端子を備えた回路基板が配設されている。そして、コントローラ２とゲーム機本体３との相互間を無線によって接続する場合には、ケース６の内部に、無線通信を実行するための送受信デバイスが配設されることになる。また、コントローラ２とゲーム機本体３との相互間を有線によって接続する場合には、接続コードの一端が、各入力手段７の出力端子と接続されることになる。

前記ゲーム機本体２は、ゲームのアプリケーションが搭載されるものであり、ＣＰＵ、メモリなどにより構成される制御部、ゲームカートリッジ、ＣＤ、ＤＶＤなどの記憶媒体に記憶されているゲームプログラムおよびゲームデータの読み出しに用いる入力機器などを有している。

その他のコントローラ２、ゲーム機本体３、テレビジョン４の構成については、従来公知のものと同様とされているので、その詳しい説明は省略する。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のコントローラ２およびゲーム装置１によれば、汎用性および操作性の向上を容易に図ることができる。

すなわち、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、操作者がケース６を把持したり、ケース６を捻ったりすると、ケース６に歪みが生じる。このケース６の歪みは、感圧性アナログセンサ８によって検知される。その結果、操作者の手によってケース６に加えられる力を操作情報として検知することができる。この感圧性アナログセンサ８によって検知された操作情報は、操作力とその方向に応じてそれぞれ多値の電気信号に変換されてゲーム機本体２に伝送される。また、ゲーム機本体２においては、受信した操作力とその方向に応じた電気信号と、ゲームプログラムおよびゲームデータに基づいてテレビジョン４の画面上に映し出される操作対象を制御するようになっている。

したがって、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、ケース６に操作者が把持する把持部５ｂが設けられており、この把持部５ｂに感圧性アナログセンサ８が配設されているので、操作者の手によってケース６に加えられる力の強さおよび方向による操作情報を確実かつ容易に検知することができる。このようなケース６に加えられる力を操作情報の入力とする構成は、従来の入力装置にはない新規なものである。

また、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、ケース６に操作者が両手で把持する左右一対の把持部５ｂが設けられており、これらの把持部５ｂのそれぞれに感圧性アナログセンサ８が配設されているので、操作者の手によってケース６に加えられる力の強さおよび方向による操作情報をより確実かつ容易に検知することができる。

さらに、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、感圧性アナログセンサ８が、アナログ出力が可能な荷重センサであるので、操作者の手によってケース６に加えられる力の強さおよび方向による操作情報をより容易に検知することができる。

このように、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２の感圧性アナログセンサ８によれば、ケース６を捻る方向とその操作力を操作情報として、例えば、カーレースゲーム、フライトシミュレーションゲームにおける車両および機体のハンドル操作およびその操作量の制御や、シューティングゲームにおけるキャラクタの視点の移動および移動量などの制御などを容易かつ確実に、しかも迅速に行うことができる。その結果、ゲーム性能、ソフトウェアのエンターテインメント性を充分に引き出すことができるとともに、臨場感、迫力および操作性などを向上することができるので、汎用性および操作性の向上を容易に図ることができる。

また、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２の感圧性アナログセンサ８によれば、操作者がコントローラ２を振ったり傾けたりする操作により発生するケース６の歪みを検出することもできるので、ケース６の振動や傾斜を操作情報の入力として検知することもできる。このようなケース６の振動や傾斜を操作情報の入力とすることで、例えば、音楽ゲームにおける音の入力や、カーレースゲームにおけるギアチェンジの入力として用いることもできる。

また、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、入力手段７がケース６に回転自在に配設された円形操作体１１を具備し、この円形操作体１１の操作者による回転操作を操作情報として検知するための回転操作入力スイッチ９を有しているので、例えば、画面上に映し出される複数のメニュー（コマンド）からのメニュー選択を円形操作体１１を回転操作するという簡便で操作で迅速に行うことができる。

なお、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、回転操作入力スイッチ９が左右一対設けられているので、一方の回転操作入力スイッチ９による複数の親メニューからのメニュー選択と、他方の回転操作入力スイッチ９による複数の子メニューからのメニュー選択とを行うことができる。その結果、例えば、ロールプレイングゲームやシミュレーションゲームなどにおけるコマンド選択の操作性などを容易に向上することができる。

さらにまた、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２によれば、円形操作体１１が把持部５ｂに近接配置されているので、操作者の指先による回転操作を容易に行うことができる。なお、円形操作体１１を把持部５ｂに配設することで、操作者の指先による操作性を向上することができる。

また、本実施形態のゲーム装置１のコントローラ２の感圧性アナログセンサ８および回転操作入力スイッチ９は、ともに、既存のコントローラ２に容易に組み込むことができるので、既存のコントローラ２の使い勝手の向上を容易に図ることができる。

本発明の入力装置は、コンピュータのキーボードやマウス、音楽機器（携帯音楽機器を含む）などの多種多様の既存の電子機器の入力装置に用いることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係る入力装置を用いた電子機器の実施形態の要部を示すブロック図 入力装置の実施形態の要部を示すの正面図 図２の側面図

符号の説明

１ ゲーム装置１
２ コントローラ
３ ゲーム機本体
４ テレビジョン
５ コントローラ本体
５ａ 操作部
５ｂ 把持部
６ ケース
６ａ 上ケース
６ｂ 下ケース
７ 入力手段
８ 感圧性アナログセンサ
９ 回転操作入力スイッチ
１０ 操作スイッチ
１１ 円形操作体

Claims (5)

1. 操作対象を操作者の意図するように制御するために、操作者の手によって操作情報の入力が行われる入力手段が筐体に配設されている入力装置であって、
   前記入力手段が、操作者の操作により生じる前記筐体の歪みを検知することにより、前記筐体に加えられる力およびその方向を操作者の意図した操作情報として検知するための感圧性アナログセンサを有しており、
   前記筐体に操作者が把持する把持部が設けられており、この把持部の少なくとも一部がエラストマにより形成あるいは蛇腹状の柔構造に形成されており、この部位の内面に前記感圧性アナログセンサが配設されていることを特徴とする入力装置。
2. 前記感圧性アナログセンサが、アナログ出力が可能な荷重センサであることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記入力手段が、前記筐体に回転自在に配設された円形操作体を具備し、当該円形操作体の操作者による回転操作を操作情報として検知するための回転操作入力スイッチを有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記円形操作体が、前記筐体に設けられた操作部に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の入力装置を有していることを特徴とする電子機器。

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