ゲームプログラムおよびゲーム装置
【構成】第１の加速度センサと角速度センサを備える第１の入力装置と、第２の加速度センサを備える第２の入力装置とから出力される操作データに基づいてゲーム処理を行うゲーム装置において、第１の加速度および第２の加速度に基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を算出し、前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトに所定の動作を行わせる。
【効果】 姿勢や回転をより正確にゲームに利用できる。
【効果】 姿勢や回転をより正確にゲームに利用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はゲーム装置およびゲームプログラムに関し、特にたとえば、コントローラ自体にプレイヤが動きを加えることによってゲームをプレイさせるゲーム装置およびゲームプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、非特許文献１に開示されている。この背景技術では、「Ｗｉｉリモコン」（Ｗｉｉ：登録商標）は、自身の傾きや動きの変化を検出する３軸の加速度センサを備えている。「ヌンチャク」もまた、３軸の加速度センサを備えている。
【０００３】
３軸の加速度センサの出力に基づいてゲームを行うため、プレイヤは、Ｗｉｉリモコンを片方の手で、ヌンチャクをもう片方の手でそれぞれ把持して、Ｗｉｉリモコンおよびヌンチャクを振ったり傾けたりして操作を行うことができる。
【非特許文献１】http://www.nintendo.co.jp/wii/controllers/index.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１においては、加速度センサを用いているのでコントローラの姿勢の変化を重力加速度によって判断することができるが、ヨー方向、つまり重力方向を軸とした回転を検出することができないという問題がある。また、重力以外の加速度が強く加えられている場合には、姿勢を正確に算出できないという問題がある。
【０００５】
したがって、本願の目的は、新規なゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。本願のさらに別の目的は、姿勢や回転をより正確にゲームに利用することのできるゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。第１の発明は、第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理をゲーム装置のコンピュータに実行させるゲームプログラムであって、前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得ステップと、前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御ステップと、前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御ステップとを、前記コンピュータに実行させるゲームプログラムである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御するオブジェクト加速制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記オブジェクト加速制御ステップが、前記所定軸回りの角速度の値が閾値を超えた場合に、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御する、ゲームプログラムである。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトを回転させるオブジェクト回転制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト姿勢制御ステップが、前記第１加速度データと、前記第２加速度データとに基づいて、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置の姿勢の平均となる平均姿勢を算出する平均姿勢算出ステップと、前記平均姿勢算出ステップにおいて算出された前記平均姿勢に対応させて、前記ゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を算出するオブジェクト姿勢算出ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、前記平均姿勢算出ステップが、前記第１加速度データから、前記第１の入力装置の姿勢を算出する第１姿勢算出ステップと、前記第２加速度データから、前記第２の入力装置の姿勢を算出する第２姿勢算出ステップと、前記第１姿勢算出ステップおよび前記第２姿勢算出ステップにおいて算出された前記第１の入力装置の姿勢と前記第２の入力装置の姿勢と平均化する平均化ステップとを含む、ゲームプログラムである。
【００１２】
第７の発明は、第１の発明において、前記コンピュータにさらに、前記オブジェクト姿勢制御ステップにおいて算出された姿勢に応じて前記オブジェクトの移動方向を設定するオブジェクト移動方向制御ステップを実行させる、ゲームプログラムである。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、前記第１の入力装置および／または第２の入力装置が少なくとも１つの操作可能なボタンを備え、前記データ取得ステップは、前記操作データに基づいて前記ボタンが操作されたことを示すボタン操作データを取得するボタンデータ取得ステップをさらに含み、前記コンピュータにさらに、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向への前記オブジェクトの移動速度を、前記ボタン操作データに基づいて制御するオブジェクト速度制御ステップを実行させる、ゲームプロラムである。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向へ前記オブジェクトを加速させるオブジェクト加速制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１５】
第１０の発明は、第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理を行うゲーム装置であって、前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得手段と、前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御手段と、前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御手段とを備える、ゲーム装置である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、新規なゲーム装置およびゲームプログラムを提供することができる。さらに、姿勢や回転をより正確にゲームに利用することのできるゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。
【００１７】
特に、第１の発明および第１０の発明では、加速度によってオブジェクトの姿勢制御を行いながら、同時に角速度によるオブジェクトの動作制御を行うことができるので、ゲームの操作の幅が広がる。
【００１８】
第２の発明および第３の発明では、加速度による入力装置の傾きに応じたオブジェクトの姿勢制御に加え、第１の入力装置を回転させることでオブジェトの加速ができる。たとえば、プレイヤから見てピッチ方向の回転に応じた加速を行えば、バイクの操作のような直感的な操作を行うことができる。
【００１９】
第４の発明では、加速度による入力装置の傾きに応じたオブジェクトの姿勢制御をしながら、回転によってオブジェクトの回転を指示できるので、姿勢制御をしながらオブジェクトにアクションをさせることができる。
【００２０】
第５の発明および第６の発明では、第１の入力装置と第２の入力装置の平均となる姿勢によってオブジェクトの姿勢制御を行うので、誤操作の影響を軽減でき、プレイヤの持ち方のばらつきによる影響を軽減でき、さらに、第１の入力装置に角速度を加える別の操作を行っても、姿勢制御への影響を少なくすることができる。
【００２１】
第７の発明、第８の発明、および第９の発明では、オブジェクトの移動を入力装置の動きによって制御することができるので、直感的な操作が可能となる。
【００２２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照して、この発明の一実施例であるゲームシステム１０は、ビデオゲーム装置（以下、単に「ゲーム装置」ということがある。）１２およびコントローラ１４を含む。コントローラ１４は、ユーザないしプレイヤの入力装置ないし操作装置として機能する。ゲーム装置１２とコントローラ１４とは無線によって接続される。たとえば、無線通信は、Bluetooth（登録商標）規格に従って実行されるが、赤外線や無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【００２４】
ゲーム装置１２は、略直方体のハウジング１６を含み、ハウジング１６の前面にはディスクスロット１８および外部メモリカードスロットカバー２０が設けられる。ディスクスロット１８から、ゲームプログラムおよびデータを記憶した情報記憶媒体の一例である光ディスク２２が挿入されて、ハウジング１６内のディスクドライブ７４（図１０）に装着される。外部メモリカードスロットカバー２０の内側には外部メモリカード用コネクタ４８（図１０）が設けられており、その外部メモリカード用コネクタ４８には外部メモリカード（図示せず）が挿入される。メモリカードは、光ディスク２２から読み出したゲームプログラム等をローディングして一時的に記憶したり、このゲームシステム１０を利用してプレイされたゲームのゲームデータ（結果データまたは途中データ）を保存（セーブ）しておいたりするために利用される。また、上記ゲームデータの保存は、外部メモリカードに代えて、たとえばフラッシュメモリ６４（図１０）等の内部メモリに対して行うようにしてもよい。
【００２５】
ゲーム装置１２のハウジング１６の後面には、ＡＶケーブルコネクタ（図示せず）が設けられ、当該コネクタを用いて、ゲーム装置１２はＡＶケーブル２４を介してモニタ（ディスプレイ）２６に接続される。このモニタ２６は典型的にはカラーテレビジョン受像機であり、ＡＶケーブル２４は、ゲーム装置１２からの映像信号をカラーテレビのビデオ入力端子に入力し、音声信号を音声入力端子に入力する。したがって、カラーテレビ（モニタ）２６の画面上にたとえば３Ｄビデオゲームのゲーム画像が表示され、内蔵されるスピーカ２８からゲーム音楽や効果音などのステレオゲーム音声が出力される。
【００２６】
また、モニタ２６の周辺（この実施例では、モニタ２６の上側）には、２つの赤外ＬＥＤ（マーカ）３０ａおよび３０ｂを備えるマーカ部３０が設けられる。このマーカ部３０は、電源ケーブル（図示せず）を通してゲーム装置１２に接続される。したがって、マーカ部３０には、ゲーム装置１２から電源が供給される。これによって、マーカ３０ａ，３０ｂは発光し、それぞれモニタ２６の前方に向けて赤外光を出力する。
【００２７】
なお、ゲーム装置１２の電源は、一般的なＡＣアダプタ（図示せず）によって与えられる。ＡＣアダプタは家庭用の標準的な壁ソケットに接続され、家庭用電源を、ゲーム装置１２を駆動するのに適した低いＤＣ電圧信号に変換する。他の実施例では、電源としてバッテリが用いられてもよい。
【００２８】
コントローラ１４は、詳細は後述されるが、それぞれが片手で把持可能な第１コントローラ３４および第２コントローラ３６と、第１コントローラ３４に着脱可能に装着されるジャイロセンサユニット１００とを含む。第１コントローラ３４の後端面にはコネクタ４２（図２（Ａ）、図１１）が設けられ、第２コントローラ３６の後端から延びるケーブル３８の先端にはコネクタ４０（図１、図５、図１１）が設けられ、そしてジャイロセンサユニット１００の先端面および後端面にはコネクタ１０６および１０８（図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７および図１１）がそれぞれ設けられる。ジャイロセンサユニット１００の先端面側のコネクタ１０６は第１コントローラ３４のコネクタ４２と接続可能であり、第２コントローラ３６のコネクタ４０は第１コントローラ３４のコネクタ４２またはジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８と接続可能である。
【００２９】
コネクタ１０６をコネクタ４２に接続することで、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４と物理的および電気的に結合される。こうして第１コントローラ３４に装着（一体化）されたジャイロセンサユニット１００からは、第１コントローラ３４の角速度を示す角速度データが出力される。
【００３０】
こうして第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着された場合、第２コントローラ３６のコネクタ４０は、ジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８に接続される。すなわち、コネクタ４２は、コネクタ１０６とコネクタ４０の両者を選択的に接続可能な構造であって、コネクタ４０は、コネクタ４２とコネクタ１０８の両者に選択的に接続可能な構造である。したがって、ジャイロセンサユニット１００に設けられるコネクタ１０６とコネクタ１０８とは、同一のハウジングに設けられるため実際は接続できないが、コネクタの形状としては互いに接続可能な形状をしていることになる。第２コントローラ３６の入力データは、ケーブル３８およびジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に与えられる。第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと、ジャイロセンサユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００３１】
なお、コネクタ４０をコネクタ４２に接続した場合には、第２コントローラ３６の操作データないし入力データはケーブル３８を介して第１コントローラ３４に与えられ、第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００３２】
このとき、第１コントローラ３４の入力データと、第２コントローラ３６の入力データを送信するシステムにおいて、一度に送信するデータ量を追加することができないように設計されている場合もあるが、ジャイロユニット１００を追加した場合に、ジャイロユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６からの入力データとを交互に第１コントローラ３６へ出力することによって、両者のデータを送信することができる。このデータ制御はジャイロユニット１００で行うことができるので、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６には何ら設計の変更をする必要がない。
【００３３】
このように、第１コントローラ３４がゲーム装置１２から離れて、無線などによって、そのコントローラ３４の操作信号や操作データ(データ)だけでなく、第２コントローラ３６やジャイロセンサユニット１００からの操作信号や操作データ(データ)を、ゲーム装置１２に対して入力するので、第１コントローラ３４を以下において、「リモコン」と呼ぶこともある。また、第２コントローラ３６は、その形態から「ヌンチャク」と愛称されているので、以下において、そのように呼ぶこともある。
【００３４】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、既存の第１コントローラ３４および第２コントローラ３６をそのまま利用しながら、第１コントローラ３４にジャイロ機能を付加するための拡張ユニットである。
【００３５】
このゲームシステム１０において、ゲーム（または他のアプリケーション）をプレイするために、ユーザはまずゲーム装置１２の電源をオンし、次いで、ユーザはビデオゲーム（もしくは実行したいと思う他のアプリケーション）を記憶している適宜の光ディスク２２を選択し、その光ディスク２２をゲーム装置１２のディスクスロット１８からディスクドライブ７４にローディングする。これに応じて、ゲーム装置１２がその光ディスク２２に記憶されているソフトウェアに基づいてビデオゲームもしくは他のアプリケーションを実行し始めるようにする。ユーザはゲーム装置１２に入力を与えるためにコントローラ１４を操作する。
【００３６】
図２にはリモコンまたは第１コントローラ３４の外観の一例が示される。図２（Ａ）は、第１コントローラ３４を上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、第１コントローラ３４を下面前方から見た斜視図である。
【００３７】
第１コントローラ３４は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング４４を有している。ハウジング４４は、その前後方向（Ｚ軸方向）を長手方向とした略直方体形状を有しており、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさである。一例として、ハウジング４４は人間の掌とほぼ同じ長さまたは幅を持つ大きさをしている。プレイヤは、第１コントローラ３４を用いて、それに設けられたボタンを押下することと、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００３８】
ハウジング４４には、複数の操作ボタンが設けられる。すなわち、ハウジング４４の上面には、十字キー４６ａ、１（いち）ボタン４６ｂ、２（に）ボタン４６ｃ、Ａボタン４６ｄ、−（マイナス)ボタン４６ｅ、ホーム（HOME）ボタン４６ｆ、および＋（プラス）ボタンないしスタートボタン４６ｇが設けられる。一方、ハウジング４４の下面には凹部が形成されており、当該凹部の後方側傾斜面にはＢボタン４６ｈが設けられる。これら各ボタン（スイッチ）４６ａ−４６ｈには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。また、ハウジング４４の上面には、遠隔からゲーム装置１２本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ４６ｉが設けられる。第１コントローラ３４に設けられる各ボタン（スイッチ）は、包括的に参照符号４６を用いて操作手段または入力手段として示されることもある。
【００３９】
十字キー４６ａは、４方向プッシュスイッチであり、矢印で示す４つの方向、前（または上）、後ろ（または下）、右および左の操作部を含む。この操作部のいずれか１つを操作することによって、プレイヤによって操作可能なキャラクタまたはオブジェクト（プレイヤキャラクタまたはプレイヤオブジェクト）の移動方向を指示したり、カーソルの移動方向を指示したり、単に方向を指示したりすることができる。
【００４０】
１ボタン４６ｂおよび２ボタン４６ｃは、それぞれ、押しボタンスイッチである。たとえば３次元ゲーム画像を表示する際の視点位置や視点方向、すなわち仮想カメラの位置や画角を調整する等のゲームの操作に使用される。または、１ボタン４６ｂおよび２ボタン４６ｃは、Ａボタン４６ｄおよびＢボタン４６ｈと同じ操作或いは補助的な操作をする場合に用いるようにしてもよい。
【００４１】
Ａボタンスイッチ４６ｄは、押しボタンスイッチであり、プレイヤキャラクタまたはプレイヤオブジェクトに、方向指示以外の動作、すなわち、打つ（パンチ）、投げる、つかむ（取得）、乗る、ジャンプするなどの任意のアクションをさせるために使用される。たとえば、アクションゲームにおいては、ジャンプ、パンチ、武器を動かすなどを指示することができる。また、ロールプレイングゲーム（ＲＰＧ）やシミュレーションＲＰＧにおいては、アイテムの取得、武器やコマンドの選択および決定等を指示することができる。また、Ａボタンスイッチ４６ｄは、コントローラ３４をポインティングデバイスとして用いる場合に、ゲーム画面上でポインタ（指示画像）が指示するアイコンないしボタン画像の決定を指示するために使用される。たとえば、アイコンやボタン画像が決定されると、これらに対応して予め設定されている指示ないし命令（コマンド）を入力することができる。
【００４２】
−ボタン４６ｅ、ホームボタン４６ｆ、＋ボタン４６ｇおよび電源スイッチ４６ｉもまた、押しボタンスイッチである。−ボタン４６ｅは、ゲームモードを選択するために使用される。ホームボタン４６ｆは、ゲームメニュー（メニュー画面）を表示するために使用される。＋ボタン４６ｇは、ゲームを開始（再開）したり、一時停止したりするなどのために使用される。電源スイッチ４６ｉは、ゲーム装置１２の電源を遠隔操作によってオン／オフするために使用される。
【００４３】
なお、この実施例では、コントローラ３４自体をオン／オフするための電源スイッチは設けておらず、コントローラ３４の操作手段ないし入力手段４６のいずれかを操作することによってコントローラ３４はオンとナリ、一定時間（たとえば、３０秒）以上操作しなければ自動的にオフとなるようにしてある。
【００４４】
Ｂボタン４６ｈもまた、押しボタンスイッチであり、主として、弾を撃つなどのトリガを模した入力を行ったり、コントローラ３４で選択した位置を指定したりするために使用される。また、Ｂボタン４６ｈを押し続けると、プレイヤオブジェクトの動作やパラメータを一定の状態に維持することもできる。また、一定の場合には、Ｂボタン４６ｈは、通常のＢボタンと同様に機能し、Ａボタン４６ｄによって決定したアクションやコマンドなどを取り消すなどのために使用される。
【００４５】
ハウジング４４内には、図２に示すＸ、ＹおよびＺの３軸方向（すなわち左右方向、上下方向および前後方向）の加速度を検出する加速度センサ８４（図１１）が設けられる。なお、加速度センサ８４としては、ハウジング４４の形状または第１コントローラ３４の持たせ方の限定等に応じて、上下方向、左右方向および前後方向のうちいずれか２方向の加速度を検出する２軸加速度センサが用いられてもよい。場合によっては１軸加速度センサが用いられてもよい。
【００４６】
ハウジング４４の前面には光入射口４４ｂが形成され、ハウジング４４内には撮像情報演算部５０がさらに設けられる。撮像情報演算部５０は、赤外線を撮像するカメラと撮像対象の画像内での座標を算出する演算部とによって構成され、上述のマーカ３０ａおよび３０ｂを含む被写界を赤外線で捉えて、マーカ３０ａおよび３０ｂの被写界内における位置座標を算出する。
【００４７】
また、ハウジング４４の後面には、上述のコネクタ４２が設けられている。コネクタ４２は、第１コントローラ３４に他の機器を接続するために利用される。この実施例では、コネクタ４２には第２コントローラ３６のコネクタ４０またはジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０６が接続される。
【００４８】
ハウジング４４の後面にはまた、コネクタ４２を左右（Ｘ軸方向）に挟んで対向する位置に、一対の孔４８ａおよび４８ｂが形成されている。この一対の孔４８ａおよび４８ｂは、ジャイロセンサユニット１００をハウジング４４の後面に固定するためのフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ（図６（Ａ））が挿入される。ハウジング４４の後面にはさらに、ストラップ５６（図５）を装着するための孔４８ｃも形成されている。
【００４９】
図３にはヌンチャクまたは第２コントローラ３６の本体の外観の一例が示される。図３（Ａ）は、第２コントローラ３６を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は、第２コントローラ３６を下面前方から見た斜視図である。なお、図３では、第２コントローラ３６のケーブル３８は省略されている。
【００５０】
第２コントローラ３６は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング５２を有している。ハウジング５２は、平面視では、前後方向（Ｚ軸方向）に略細長い楕円形状を有し、後端側の左右方向（Ｘ軸方向）の幅が先端側のそれよりも狭くされている。また、ハウジング５２は、側面視では、全体として湾曲した形状を有しており、先端側の水平部分から後端側に向かって下がるように湾曲している。ハウジング５２は、第１コントローラ３４と同様に、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさであるが、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、第１コントローラ３４のハウジング４４よりもやや短くされている。この第２コントローラ３６でも、プレイヤは、ボタンやスティックを操作することと、コントローラ自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５１】
ハウジング５２の上面の先端側には、アナログジョイスティック５４ａが設けられる。ハウジング５２の先端には、後方にやや傾斜する先端面が設けられており、この先端面には、上下方向（図３に示すＹ軸方向）に並べて、Ｃボタン５４bおよびＺボタン５４ｃが設けられる。アナログジョイスティック５４ａおよび各ボタン５４ｂ，５４ｃには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。
第２コントローラ３６に設けられるアナログジョイスティック５４ａおよび各ボタン５４ｂ，５４ｃは、包括的に参照符号８８を用いて示されることもある。
【００５２】
また、第２コントローラ３６のハウジング５２内には加速度センサ８６（図１１）が設けられている。この加速度センサ８６としては、第１コントローラ３４の加速度センサ８４と同様の加速度センサが適用される。具体的には、この実施例では３軸加速度センサが適用され、第２コントローラ３６の上下方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）の３軸方向のそれぞれで加速度を検知する。したがって、第１コントローラ３４の場合と同様に、検出された加速度に適宜な演算処理を施すことによって、第２コントローラ３６の傾きや回転、重力方向に対する加速度センサ８６の姿勢などを算出することができる。また、振り等によって第１コントローラ３４に加えられた動きについても同様に算出することができる。
【００５３】
図４には第２コントローラ３６のコネクタ４０の外観の一例が示される。図４は、コネクタ４０を下面前方から見た斜視図である。なお、ここでもケーブル３８は省略されている。コネクタ４０は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１２２を有する。ハウジング１２２の下面にはフック１２４が設けられている。このフック１２４は、本来的には、図５に示すように、コネクタ４０を第１コントローラ３４（のコネクタ４２）と直に接続した場合に、第１コントローラ３４に装着されたストラップ５６のひもを掛け止めるためのものである。
【００５４】
図６にはジャイロセンサユニット１００の外観の一例が示される。図６（Ａ）は、ジャイロセンサユニット１００を上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）は、ジャイロセンサユニット１００を下面後方から見た斜視図である。
【００５５】
ジャイロセンサユニット１００は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１１０を有している。ハウジング１１０は、略直方体形状を有しており、その長さは第１コントローラ３４のハウジング４４の長さのおよそ１／５、その幅および厚みはハウジング４４の幅および厚みとほぼ同じである。プレイヤは、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でも、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５６】
ハウジング１１０の前面および後面には上述のコネクタ１０６および１０８が、ハウジング１１０の両側面には一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂが、そしてハウジング１１０の下面にはロックスイッチ１１４が、それぞれ設けられている。ハウジング１１０の前面下端から下面先端にかけては、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でストラップ５６用の孔４８ｃが露見するように（図８）、略球面状の凹部１１０ａが設けられている。
【００５７】
ハウジング１１０の前面にはまた、コネクタ１０６を挟んで横方向（Ｘ軸方向）に対向する位置に、一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂとそれぞれ連繋する一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂが設けられている。ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に装着するべく、コネクタ１０６をコネクタ４２に接続すると、一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂはハウジング４４後面の一対の孔４８ａおよび４８ｂ（図２（Ａ））に挿入され、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂの爪がハウジング４４の内壁に引っ掛かる。これによって、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に固定される。
【００５８】
こうして第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００が図８に示される。この状態で一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押せば、爪の引っ掛かりは解け、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４から取り外せるようになる。
【００５９】
ロックスイッチ１１４は、このようなリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにロックをかけるためのスライドスイッチである。リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂは、ロックスイッチ１１４が第１位置（たとえば後ろ寄り）にあるとき押下不能（ロック状態）であり、ロックスイッチ１１４が第２位置（たとえば前寄り）にあるとき押下可能（解除状態）である。ハウジング１１０内には、ロックバネ１１８ａおよび１１８ｂ（図７）が設けられ、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押下すると反発するように構成され、押下されていないときは爪が引っ掛かった状態を維持するように構成されている。このため、ジャイロセンサユニット１００を取り外すには、ユーザは、ロックスイッチ１１４を第１位置から第２位置にスライドさせたうえで、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押す必要がある。
【００６０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に装着されるため、ゲーム操作中にジャイロセンサユニット１００に加わる遠心力は専ら、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に押し付けるように作用する。また、ジャイロセンサユニット１００をフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂで第１コントローラ３４の後面に固定する一方、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂを開放するためリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにはロックスイッチ１１４を設けたため、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に固定することができる。
【００６１】
ハウジング１１０の後面にはまた、コネクタ１０８に装着されるコネクタカバー１１６を収納可能な凹部１１０ｂが、このコネクタ１０８の周囲に形成される。コネクタカバー１１６は、その主面の一方端部に、前後（Ｚ軸方向）に長細い薄手の（すなわち曲折容易な）突起１１６ａを有する。この突起１１６ａの先端部分がハウジング１１０と係合されており、コネクタカバー１１６は、コネクタ１０８から取り外された状態でもハウジング１１０に係留される。
【００６２】
コネクタカバー１１６はまた、その主面の他方端部に、左右（Ｘ軸方向）に長細い厚手の（すなわち曲折困難な）突起１１６ｂを有する。突起１１６ｂの厚み（Ｚ軸方向の高さ）は、第２コントローラ３６のコネクタ４０に設けられたフック１２４（図４）の厚み（Ｙ軸方向の高さ）とほぼ同じである。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を介して第２コントローラ３６が接続された場合、コネクタカバー１１６は、図９に示すように、その主面が水平となって、突起１１６ｂがフック１２４の側面と係合される。コネクタ１０８から取り外されたコネクタカバー１１６をこうしてコネクタ４０と一体化することで、操作性や見た目が改善されるだけでなく、コネクタ４０をジャイロセンサユニット１００に固定することができる。
【００６３】
図７にはジャイロセンサユニット１００の構成の一例が示される。ジャイロセンサユニット１００は、上述したハウジング１１０、コネクタ１０６および１０８、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂ、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ、ロックスイッチ１１４、コネクタカバー１１６ならびにロックバネ１１８ａおよび１１８ｂに加え、ジャイロ基板１２０および支持部材１２２を備える。ジャイロ基板１２０はコネクタ１０６および１０８の各々と信号線で接続され、支持部材１２２はジャイロ基板１２０ならびにコネクタ１０６および１０８を支持する。
【００６４】
ジャイロ基板１２０にはジャイロセンサ１０４が設けられる。ジャイロセンサ１０４は、１軸のジャイロセンサ１０４ａおよび２軸のジャイロセンサ１０４ｂの２チップで構成される。ジャイロセンサ１０４ａはヨー角に関する角速度（Ｙ軸周りの角速度）を検出するためのものであり、ジャイロセンサ１０４ｂはロール角およびピッチ角に関する２つの角速度（Ｚ軸周りの角速度およびＸ軸周りの角速度）を検出するためのものである。ジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａに水平に並べて設けられる。
【００６５】
なお、ジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂの配置は、図７に示されたものに限らない。他の実施例では、ジャイロセンサ１０４ａは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの一方に水平に設けられ、ジャイロセンサ１０４ｂは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの他方に水平に、ジャイロ基板１２０を挟んでジャイロセンサ１０４ａと対向するように設けられる。その他の実施例では、ジャイロセンサ１０４ａはジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの一方に垂直に設けられ、ジャイロセンサ１０４ｂはジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの他方に水平に設けられる。
【００６６】
また、ジャイロセンサ１０４は、２チップ構成とは限らず、３個の１軸ジャイロセンサ（３チップ）で構成してもよく、１個の３軸ジャイロセンサ（１チップ）で構成してもよい。いずれの場合も、上述の３つの角速度を適正に検出できるように、各チップの位置や向きが決定される。さらにまた、場合によっては、ジャイロセンサ１０４は、１個の２軸ジャイロセンサで構成しても、２個または１個の１軸ジャイロセンサで構成してもよい。
【００６７】
なお、図２に示した第１コントローラ３４、図３および図４に示した第２コントローラ３６、および図６に示したジャイロセンサユニット１００の形状や、ボタン（スイッチまたはスティック等）の形状、数および設置位置等は単なる一例に過ぎず、他の形状、数および設置位置等に適宜変更され得る。
【００６８】
なお、センサは、好ましい実施例ではジャイロセンサ（角速度センサ）であるが、たとえば加速度センサ、速度センサ、変位センサ、回転角センサなど、他のモーションセンサでもよい。モーションセンサ以外にも、傾斜センサ、イメージセンサ、光センサ、圧力センサ、磁気センサ、温度センサなどがあり、いずれのセンサを追加する場合でも、センサの検出対象を利用した操作が可能となる。いずれのセンサを用いた場合でも、従来操作装置に接続されていた他の装置をそのまま使用しながら、操作装置に当該センサを追加することができる。
【００６９】
また、コントローラ１４の電源は、第１コントローラ３４内に取替可能に収容されるバッテリ（図示せず）によって与えられる。第２コントローラ３６には、コネクタ４０およびケーブル３８を介してこの電源が供給される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続されている場合、ジャイロセンサユニット１００にはコネクタ４２および１０６を介してこの電源が供給される。さらにジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていれば、第１コントローラ３４からジャイロセンサユニット１００に供給された電源の一部は、コネクタ１０８、コネクタ４０およびケーブル３８を介して第２コントローラ３６にも与えられる。
【００７０】
図１０は図１実施例のビデオゲームシステム１０の電気的な構成を示すブロック図である。図示は省略するが、ハウジング１４内の各コンポーネントは、プリント基板に実装される。図２に示すように、ゲーム装置１２には、ＣＰＵ６０が設けられ、ゲームプロセッサとして機能する。また、ＣＰＵ６０には、システムＬＳＩ６２が接続される。このシステムＬＳＩ６２には、外部メインメモリ６６、ＲＯＭ／ＲＴＣ６８、ディスクドライブ７４およびＡＶ ＩＣ７６が接続される。
【００７１】
外部メインメモリ６６は、ゲームプログラム等のプログラムを記憶したり、各種データを記憶したりして、ＣＰＵ６０のワーク領域やバッファ領域として用いられる。ＲＯＭ／ＲＴＣ６８は、いわゆるブートＲＯＭであり、ゲーム装置１２の起動用のプログラムが組み込まれるとともに、時間をカウントする時計回路が設けられる。ディスクドライブ７４は、光ディスク１８からプログラム，画像データや音声データ等を読み出し、ＣＰＵ６０の制御の下で、後述する内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６に書き込む。
【００７２】
システムＬＳＩ６２には、入出力プロセッサ６２ａ、ＧＰＵ(GraphicsProcessor Unit)６２ｂ，ＤＳＰ(Digital Signal Processor)６２ｃ，ＶＲＡＭ６２ｄおよび内部メインメモリ６２ｅが設けられ、図示は省略するが、これらは内部バスによって互いに接続される。入出力プロセッサ（Ｉ／Ｏプロセッサ）６２ａは、データの送受信を実行したり、データのダウンロードを実行したりする。データの送受信やダウンロードについては後述する。
【００７３】
ＧＰＵ６２ｂは、描画手段の一部を形成し、ＣＰＵ６０からのグラフィクスコマンド(作画命令)を受け、そのコマンドに従ってゲーム画像データを生成する。ただし、ＣＰＵ６０は、グラフィクスコマンドに加えて、ゲーム画像データの生成に必要な画像生成プログラムをＧＰＵ６２ｂに与える。
【００７４】
図示は省略するが、上述したように、ＧＰＵ６２ｂにはＶＲＡＭ６２ｄが接続される。ＧＰＵ６２ｂが作画コマンドを実行するにあたって必要なデータ（画像データ：ポリゴンデータやテクスチャデータなどのデータ）は、ＧＰＵ６２ｂがＶＲＡＭ６２ｄにアクセスして取得する。ただし、ＣＰＵ６０は、描画に必要な画像データを、ＧＰＵ６２ｂを介してＶＲＡＭ６２ｄに書き込む。ＧＰＵ６２ｂは、ＶＲＡＭ６２ｄにアクセスして描画のためのゲーム画像データを作成する。
【００７５】
なお、この実施例では、ＧＰＵ６２ｂがゲーム画像データを生成する場合について説明するが、ゲームアプリケーション以外の任意のアプリケーションを実行する場合には、ＧＰＵ６２ｂは当該任意のアプリケーションについての画像データを生成する。
【００７６】
また、ＤＳＰ６２ｃは、オーディオプロセッサとして機能し、内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６に記憶されるサウンドデータや音波形（音色）データを用いて、スピーカ２８から出力する音、音声或いは音楽に対応するオーディオデータを生成する。
【００７７】
上述のように生成されたゲーム画像データおよびオーディオデータは、ＡＶ ＩＣ７６によって読み出され、ＡＶコネクタ７８を介してモニタ２６およびスピーカ２８に出力される。したがって、ゲーム画面がモニタ２６に表示され、ゲームに必要な音（音楽）がスピーカ２８から出力される。
【００７８】
また、入出力プロセッサ６２ａには、フラッシュメモリ６４、無線通信モジュール７０および無線コントローラモジュール７２が接続されるとともに、拡張コネクタ８０およびメモリカード用コネクタ８２が接続される。また、無線通信モジュール７０にはアンテナ７０ａが接続され、無線コントローラモジュール７２にはアンテナ７２ａが接続される。
【００７９】
図示は省略するが、入出力プロセッサ６２ａは、無線通信モジュール７０を介して、ネットワークに接続される他のゲーム装置や各種サーバと通信することができる。ただし、ネットワークを介さずに、直接的に他のゲーム装置と通信することもできる。入出力プロセッサ６２ａは、定期的にフラッシュメモリ６４にアクセスし、ネットワークへ送信する必要があるデータ（「送信データ」とする）の有無を検出し、当該送信データが有る場合には、無線通信モジュール７０およびアンテナ７０ａを介してネットワークに送信する。また、入出力プロセッサ６２ａは、他のゲーム装置から送信されるデータ（「受信データ」とする）を、ネットワーク、アンテナ７０ａおよび無線通信モジュール７０を介して受信し、当該受信データをフラッシュメモリ６４に記憶する。ただし、受信データが一定の条件を満たさない場合には、当該受信データはそのまま破棄される。さらに、入出力プロセッサ６２ａは、ダウンロードサーバからダウンロードしたデータ（ダウンロードデータとする）をネットワーク、アンテナ７０ａおよび無線通信モジュール７０を介して受信し、そのダウンロードデータをフラッシュメモリ６４に記憶する。
【００８０】
また、入出力プロセッサ６２ａは、コントローラ３４から送信される入力データをアンテナ７２ａおよび無線コントローラモジュール７２を介して受信し、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に記憶（一時記憶）する。入力データは、ＣＰＵ６０の処理（たとえば、ゲーム処理）によって利用された後、バッファ領域から消去される。
【００８１】
なお、この実施例では、上述したように、無線コントローラモジュール７２は、Bluetooth規格に従ってコントローラ３４との間で通信を行う。このため、コントローラ１４からデータを取得するだけでなく、ゲーム装置１２からコントローラ１４に所定の命令を送信し、コントローラ１４の動作をゲーム装置１２から制御することもできる。
【００８２】
さらに、入出力プロセッサ６２ａには、拡張コネクタ８０およびメモリカード用コネクタ８２が接続される。拡張コネクタ８０は、ＵＳＢやＳＣＳＩのようなインタフェースのためのコネクタであり、外部記憶媒体のようなメディアを接続したり、コントローラ３４とは異なる他のコントローラのような周辺機器を接続したりすることができる。また、拡張コネクタ８０に有線ＬＡＮアダプタを接続し、無線通信モジュール７０に代えて当該有線ＬＡＮを利用することもできる。メモリカード用コネクタ８２には、メモリカードのような外部記憶媒体を接続することができる。したがって、たとえば、入出力プロセッサ６２ａは、拡張コネクタ８０やメモリカード用コネクタ８２を介して、外部記憶媒体にアクセスし、データを保存したり、データを読み出したりすることができる。
【００８３】
詳細な説明は省略するが、電源ボタンがオンされると、システムＬＳＩ６２には、ゲーム装置１２の各コンポーネントに図示しないＡＣアダプタを経て電源が供給され、通常の通電状態となるモード（「通常モード」と呼ぶこととする）が設定される。一方、電源ボタンがオフされると、システムＬＳＩ６２には、ゲーム装置１２の一部のコンポーネントのみに電源が供給され、消費電力を必要最低限に抑えるモード（以下、「スタンバイモード」という）が設定される。
【００８４】
この実施例では、スタンバイモードが設定された場合には、システムＬＳＩ６２は、入出力プロセッサ６２ａ、フラッシュメモリ６４、外部メインメモリ６６、ＲＯＭ／ＲＴＣ６８および無線通信モジュール７０、無線コントローラモジュール７２以外のコンポーネントに対して、電源供給を停止する指示を行う。したがって、この実施例では、スタンバイモードにおいて、ＣＰＵ６０がアプリケーションを実行することはない。
【００８５】
なお、システムＬＳＩ６２には、スタンバイモードにおいても電源が供給されるが、ＧＰＵ６２ｂ、ＤＳＰ６２ｃおよびＶＲＡＭ６２ｄへのクロックの供給を停止することにより、これらを駆動しないようにして、消費電力を低減するようにしてある。
【００８６】
また、図示は省略するが、ゲーム装置１２のハウジング１４内部には、ＣＰＵ６０やシステムＬＳＩ６２などのＩＣの熱を外部に排出するためのファンが設けられる。スタンバイモードでは、このファンも停止される。
【００８７】
ただし、スタンバイモードを利用したくない場合には、スタンバイモードを利用しない設定にしておくことにより、電源ボタンがオフされたときに、すべての回路コンポーネントへの電源供給が完全に停止される。
【００８８】
また、通常モードとスタンバイモードとの切り替えは、コントローラ３４の電源スイッチ８０ｉのオン／オフの切り替えによって、遠隔操作によって行うことが可能である。当該遠隔操作を行わない場合には、スタンバイモードにおいて無線コントローラモジュール７２ａへの電源供給を行わない設定にしてもよい。
【００８９】
リセットボタンもまた、システムＬＳＩ６２に接続される。リセットボタンが押されると、システムＬＳＩ６２は、ゲーム装置１２の起動プログラムを再起動する。イジェクトボタンは、ディスクドライブ７４に接続される。イジェクトボタンが押されると、ディスクドライブ７４から光ディスク２２が排出される。
【００９０】
図１１には、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とがジャイロセンサユニット１００を介して接続されたときのコントローラ１４全体の電気的構成の一例が示される。
【００９１】
第１コントローラ３４は、その内部に通信部８８を備え、通信部８８には、操作部４６、撮像情報演算部５０、加速度センサ８４およびコネクタ４２が接続される。操作部４６は、上述の操作ボタンないし操作スイッチ４６ａ‐４６ｉを示す。操作部４６が操作されると、その操作を示すデータが通信部８８に出力される。撮像情報演算部５０からは、マーカ３０ａおよび３０ｂの被写界内における位置座標を示すデータが通信部８８に出力される。
【００９２】
さらに、上述したように、コントローラ３４には、撮像情報演算部５０が設けられる。この撮像情報演算部５０は、赤外線フィルタ５０ａ、レンズ５０ｂ、撮像素子５０ｃおよび画像処理回路５０ｄによって構成される。赤外線フィルタ５０ａは、コントローラ３４の前方から入射する光から赤外線のみを通過させる。上述したように、モニタ２６の表示画面近傍（周辺）に配置されるマーカ３０ａおよび３０ｂは、モニタ２６の前方に向かって赤外光を出力する赤外ＬＥＤである。したがって、赤外線フィルタ５０ａを設けることによってマーカ３０ａおよび３０ｂの画像をより正確に撮像することができる。レンズ５０ｂは、赤外線フィルタ５０ａを透過した赤外線を集光して撮像素子５０ｃへ出射する。撮像素子５０ｃは、たとえばＣＭＯＳセンサあるいはＣＣＤのような固体撮像素子であり、レンズ５０ｂによって集光された赤外線を撮像する。したがって、撮像素子５０ｃは、赤外線フィルタ５０ａを通過した赤外線だけを撮像して画像データを生成する。以下では、撮像素子５０ｃによって撮像された画像を撮像画像と呼ぶ。撮像素子５０ｃによって生成された画像データは、画像処理回路５０ｄで処理される。画像処理回路５０ｄは、撮像画像内における撮像対象（マーカ３０ａおよび３０ｂ）の位置を算出し、第４所定時間毎に、当該位置を示す各座標値を撮像データ（後述するマーカ座標データ）としてプロセッサ７０に出力する。なお、画像処理回路５０ｄにおける処理については後述する。
【００９３】
図１２は、コントローラ３４を用いてゲームプレイするときの状態を概説する図解図である。ただし、ゲームプレイのみならず、他のアプリケーションを実行したり、ＤＶＤを再生したりする場合も同様である。図１２に示すように、ビデオゲームシステム１０でコントローラ３４を用いてゲームをプレイする際、プレイヤは、一方の手でコントローラ３４を把持する。厳密に言うと、プレイヤは、コントローラ３４の先端面（撮像情報演算部５０が撮像する光の入射口４４ｂ側）がマーカ３０ａおよび３０ｂの方を向く状態でコントローラ３４を把持する。ただし、図１からも分かるように、マーカ３０ａおよび３０ｂは、モニタ２６の画面の横方向と平行に配置されている。この状態で、プレイヤは、コントローラ３４が指示する画面上の位置を変更したり、コントローラ３４と各マーカ３０ａおよび３０ｂとの距離を変更したりすることによってゲーム操作を行う。
【００９４】
なお、図１２では分かり難いが、上述したジャイロユニット１００がコントローラ３４に接続される場合も同様である。
【００９５】
図１３は、マーカ３０ａおよび３０ｂと、コントローラ３４との視野角を説明するための図である。図１３に示すように、マーカ３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、視野角θ１の範囲で赤外光を放射する。また、撮像情報演算部５０の撮像素子５０ｃは、コントローラ３４の視線方向を中心とした視野角θ２の範囲で入射する光を受光することができる。たとえば、マーカ３０ａおよび３０ｂの視野角θ１は、共に３４°（半値角）であり、一方、撮像素子５０ｃの視野角θ２は４１°である。プレイヤは、撮像素子５０ｃが２つのマーカ３０ａおよび３０ｂからの赤外光を受光することが可能な位置および向きとなるように、コントローラ３４を把持する。具体的には、撮像素子５０ｃの視野角θ２の中にマーカ３０ａおよび３０ｂの少なくとも一方が存在し、かつ、マーカ３０ａまたは３０ｂの少なくとも一方の視野角θ１の中にコントローラ３４が存在する状態となるように、プレイヤはコントローラ３４を把持する。この状態にあるとき、コントローラ３４は、マーカ３０ａおよび３０ｂの少なくとも一方を検知することができる。プレイヤは、この状態を満たす範囲でコントローラ３４の位置および向きを変化させることによってゲーム操作を行うことができる。
【００９６】
なお、コントローラ３４の位置および向きがこの範囲外となった場合、コントローラ３４の位置および向きに基づいたゲーム操作を行うことができなくなる。以下では、上記範囲を「操作可能範囲」と呼ぶ。
【００９７】
操作可能範囲内でコントローラ３４が把持される場合、撮像情報演算部５０によって各マーカ３０ａおよび３０ｂの画像が撮像される。すなわち、撮像素子５０ｃによって得られる撮像画像には、撮像対象である各マーカ３０ａおよび３０ｂの画像（対象画像）が含まれる。図１４は、対象画像を含む撮像画像の一例を示す図である。対象画像を含む撮像画像の画像データを用いて、画像処理回路５０ｄは、各マーカ３０ａおよび３０ｂの撮像画像における位置を表す座標（マーカ座標）を算出する。
【００９８】
撮像画像の画像データにおいて対象画像は高輝度部分として現れるため、画像処理回路５０ｄは、まず、この高輝度部分を対象画像の候補として検出する。次に、画像処理回路５０ｄは、検出された高輝度部分の大きさに基づいて、その高輝度部分が対象画像であるか否かを判定する。撮像画像には、対象画像である２つのマーカ３０ａおよび３０ｂに対応する画像３０ａ’および３０ｂ’のみならず、窓からの太陽光や部屋の蛍光灯の光によって対象画像以外の画像が含まれていることがある。高輝度部分が対象画像であるか否かの判定処理は、対象画像である画像３０ａ’および３０ｂ’と、それ以外の画像とを区別し、対象画像を正確に検出するために実行される。具体的には、当該判定処理においては、検出された高輝度部分が、予め定められた所定範囲内の大きさであるか否かが判定される。そして、高輝度部分が所定範囲内の大きさである場合には、当該高輝度部分は対象画像を表すと判定される。逆に、高輝度部分が所定範囲内の大きさでない場合には、当該高輝度部分は対象画像以外の画像を表すと判定される。
【００９９】
さらに、上記の判定処理の結果、対象画像を表すと判定された高輝度部分について、画像処理回路５０ｄは当該高輝度部分の位置を算出する。具体的には、当該高輝度部分の重心位置を算出する。ここでは、当該重心位置の座標をマーカ座標と呼ぶ。また、重心位置は撮像素子５０ｃの解像度よりも詳細なスケールで算出することが可能である。ここでは、撮像素子５０ｃによって撮像された撮像画像の解像度が１２６×９６であるとし、重心位置は１０２４×７６８のスケールで算出されるものとする。つまり、マーカ座標は、（０，０）から（１０２４，７６８）までの整数値で表現される。
【０１００】
なお、撮像画像における位置は、撮像画像の左上を原点とし、下向きをＹ軸正方向とし、右向きをＸ軸正方向とする座標系（ＸＹ座標系）で表現されるものとする。
【０１０１】
また、対象画像が正しく検出される場合には、判定処理によって２つの高輝度部分が対象画像として判定されるので、２箇所のマーカ座標が算出される。画像処理回路５０ｄは、算出された２箇所のマーカ座標を示すデータを出力する。出力されたマーカ座標のデータ（マーカ座標データ）は、上述したように、プロセッサ７０によって入力データに含まれ、ゲーム装置１２に送信される。
【０１０２】
ゲーム装置１２（ＣＰＵ６０）は、受信した入力データからマーカ座標データを検出すると、このマーカ座標データに基づいて、モニタ２６の画面上におけるコントローラ３４の指示位置（指示座標）と、コントローラ３４からマーカ３０ａおよび３０ｂまでの各距離とを算出することができる。具体的には、２つのマーカ座標の中点の位置から、コントローラ３４の向いている位置すなわち指示位置が算出される。また、撮像画像における対象画像間の距離が、コントローラ３４と、マーカ３０ａおよび３０ｂとの距離に応じて変化するので、２つのマーカ座標間の距離を算出することによって、ゲーム装置１２はコントローラ３４と、マーカ３３０ａおよび３０ｂとの間の距離を把握できる。
【０１０３】
図１１に戻って、加速度センサ８４が検出した加速度を示すデータもまた、通信部８８へ出力される。加速度センサ８４は、たとえば最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期を有する。
【０１０４】
コネクタ４２には、ジャイロセンサユニットのコネクタ１０６が接続される。ジャイロセンサユニット１００は、その内部にマイコン１０２およびジャイロセンサ１０４を含む。ジャイロセンサ１０４は、上述のジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂを示しており、たとえば加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有する。マイコン１０２は、ジャイロセンサ１０４が検出した角速度を示すデータをコネクタ１０６およびコネクタ４２を介して通信部８８に出力する。
【０１０５】
ジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０８には、第２コントローラ３６から延びるケーブル３８のコネクタ４０が接続される。コネクタ４０には、第２コントローラ３６の操作部８８および加速度センサ８６が接続される。操作部８８は、上述のスティック５４ａおよび操作ボタン５４ｂ、５４ｃを示す。操作部８８が操作されると、その操作を示すデータがケーブル３８、コネクタ４０およびコネクタ４２を介してジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２に与えられる。マイコン１０２は、このデータをコネクタ１０６、コネクタ４２を介して通信部８８に出力する。また、加速度センサ８６も、加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有しており、これにより検出された加速度を示すデータもまた、マイコン１０２によって通信部８８に出力される。
【０１０６】
なお、上述した通信部８８への各出力は、たとえば１／２００秒周期で実行される。したがって、任意の１／２００秒間に、操作部４６からの操作データと、撮像情報演算部５０のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データと、ジャイロセンサ１０４からの角速度データと、操作部８８からの操作データと、加速度センサ８６からの加速度データとが、１回ずつ通信部８８に出力される。
【０１０７】
図１６には、図１１に示した全体構成のうちジャイロセンサユニット１００の要部構成が示される。上述のコネクタ４２、コネクタ１０６、コネクタ１０８およびコネクタ４０は、それぞれたとえば６ピンのコネクタであり、この６ピンの中に、コネクタ間の接続状態を示す変数“Attach”を制御するためのAttachピンが含まれている。Attachは、コネクタ間が切断されていることを示す“Ｌｏｗ”と、コネクタ間が接続されていることを示す“Ｈｉｇｈ”との間で変化する。以下では特に、コネクタ４２・コネクタ１０６間つまり第１コントローラ３４・ジャイロセンサユニット１００間のAttachを“Attach１”と呼び、コネクタ１０８・コネクタ４０間つまりジャイロセンサユニット１００・第２コントローラ３６間のAttachを“Attach２”と呼ぶ。
【０１０８】
Attach１は、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されていても、アプリケーションがジャイロ非対応型であり、かつジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていない場合には、このジャイロ非対応アプリからジャイロセンサユニット１００が見えなくなるように、ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２によって“Ｌｏｗ”に制御される（スタンバイモード：図１４参照）。スタンバイモードでは、ジャイロセンサ１０４への電源供給は停止され、ジャイロ機能は停止状態となる。マイコン１０２は専ら、Attach２に基づくモード切り替えと、ジャイロ対応アプリからの指示に基づく電源管理とを行う。
【０１０９】
上記６ピンのうち他の２つにはＩ２Ｃバスが割り当てられており、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４側のＩ２Ｃバスと第２コントローラ３６側のＩ２Ｃバスとを互いに接続／分離するためのバススイッチＳＷをさらに含む。バススイッチＳＷは、第２コントローラ３６がジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に接続された状態で、ジャイロ非対応アプリが実行されるときに、マイコン１０２によりオンされる。以降、第２コントローラ３６からのデータは、マイコン１０２を経由することなく、Ｉ２Ｃバスを通じて通信部８８に出力されるようになる（バイパスモード：図１４参照）。したがって、マイコン１０２は、スタンバイモードと同様、モード切り替えと電源管理とを行えばよく、消費電力が抑制される。また、ジャイロセンサユニット１００を装着したままでも、ジャイロ非対応アプリを実行できる。バススイッチＳＷがオフのときは、バスはマイコン１０２に接続され、第１コントローラ３４に出力するデータは、マイコン１０２によって制御される。
【０１１０】
バススイッチＳＷはまた、スタンバイモードでもオンされる。これによって、ジャイロ対応型のアプリケーションは、上述のようにAttach１が“Ｌｏｗ”に制御されていても、Ｉ２Ｃバスの特別なアドレスを参照することで、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されているかどうかを確認できる。
【０１１１】
なお、ジャイロセンサユニット１００には、上述した“スタンバイ”および“バイパス”に加え、“ジャイロ”および“ジャイロ＆第２コントローラ”の計４モードが準備されている。後の２つのモードでは、バススイッチＳＷはオフされる。
【０１１２】
ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２は、２種類のＡ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂを含んでおり、ジャイロセンサ１０４から出力される３軸周りの角速度信号は、これらＡ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂの各々に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路１０２ａでは、ジャイロセンサ１０４の検出範囲の全部（たとえば±３６０度／秒）を対象とする高角速度モードのＡ／Ｄ変換処理が実行され、Ａ／Ｄ変換回路１０２ｂでは、ジャイロセンサ１０４の検出範囲の一部（たとえば±９０度／秒）を対象とする低角速度モードのＡ／Ｄ変換処理が実行される。マイコン１０２は、これら２種類のＡ／Ｄ変換結果のいずれか一方を角速度データとして出力する。
【０１１３】
具体的には、Ａ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂからある時刻に対応する２種類の角速度データが出力されると、マイコン１０２は最初、このうち低角速度モードの角速度データについて、その値Ａが第１閾値Ｔｈ１から第２閾値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）までの範囲内にあるかどうか、すなわち条件“Ｔｈ１≦Ａ≦Ｔｈ２”が満足されるか否かを、軸毎に、つまりヨー、ロールおよびピッチの各々について判定する。次に、これら３つの判定結果に基づいて、低角速度モードおよび高角速度モードのいずれか１つを選択する。たとえば、３つの判定結果それぞれに関して、ＹＥＳであれば低角速度モードを選択し、ＮＯであれば高角速度モードを軸ごとに選択する。そして、軸ごとに選択されたモードに従う角速度データを、選択されたモードを示すモード情報と共にそれぞれ出力する。つまり、角速度に応じてデータの精度を変えることによって、同じデータ量であっても、低速のときにはより精度の高いデータを出力することができる。
【０１１４】
図１６には、ジャイロセンサユニット１００が取り扱うデータのフォーマットが示される。図１６（Ａ）はジャイロセンサユニット１００用データのフォーマットを示し、図１６（Ｂ）は第２コントローラ３６用データのフォーマットを示す。ジャイロセンサユニット１００用のデータは、ヨー角速度データ、ロール角速度データおよびピッチ角速度データと、ヨー角速度モード情報、ロール角速度モード情報およびピッチ角速度モード情報と、第２コネクタ接続情報と、ジャイロ・第２コントローラ識別情報とを含む。
【０１１５】
ただし、図１７に示すように、ｙ軸の回転がヨー角で表わされ、ｘ軸の回転がピッチ角で表わされ、そして、ｚ軸の回転がロール角で表わされるものとする。
【０１１６】
ヨー角速度データ、ロール角速度データおよびピッチ角速度データは、ジャイロセンサ１０４から出力されるヨー角速度信号、ロール角速度信号およびピッチ角速度信号をＡ／Ｄ変換して得られる、たとえば各１４ビットのデータである。ヨー角速度モード情報、ロール角速度モード情報およびピッチ角速度モード情報は、それぞれ対応する角速度データのモードを示す各１ビットの情報であり、高角速度モードに対応する“０”と、低角速度モードに対応する“１”との間で変化する。
【０１１７】
第２コントローラ接続情報は、コネクタ１０６に第２コントローラ３６が接続されているか否かを示す１ビットの情報であり、非接続を示す“０”と、接続を示す“１”との間で変化する。ジャイロ・第２コントローラ識別情報は、当該データがジャイロセンサユニット１００から出力されたデータであるか第２コントローラ３６から出力されたデータであるかを識別する１ビットの情報であり、ジャイロセンサユニット１００からのデータであることを示す“１”と、第２コントローラ３６からのデータであることを示す“０”との間で変化する。
【０１１８】
一方、第２コントローラ３６用のデータは、左右方向（Ｘ軸方向）のスティック操作および前後方向（Ｚ軸方向）のスティック操作をそれぞれ示すＸスティック操作データおよびＹスティック操作データと、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ示すＸ加速度データ、Ｙ加速度データおよびＺ加速度データと、ボタン操作データと、第２コネクタ接続情報と、ジャイロ・第２コントローラ識別情報とを含む。
【０１１９】
ジャイロセンサユニット１００は通信部８８に、図１６（ａ）のフォーマットに従うジャイロ用データと、図１６（Ｂ）のフォーマットに従う第２コントローラ用データとを、それぞれたとえば１／２００秒周期で交互に出力する。したがって、片方のフォーマットに関しては、１／１００秒周期で出力されることになるが、これはゲームの処理等で一般的な処理期間である１／６０秒周期よりも十分短いことから、データを交互に出力してもゲーム処理で両方のデータを１フレームで同時に利用することができる。
【０１２０】
図１１に示す通信部８８は、マイクロコンピュータ（マイコン）９０、メモリ９２、無線モジュール９４およびアンテナ９６を含む。マイコン９０は、処理の際にメモリ９２を記憶領域（作業領域やバッファ領域）として用いながら、無線モジュール９４を制御して、取得したデータをゲーム装置１２に送信したりゲーム装置１２からのデータを受信したりする。
【０１２１】
ジャイロセンサユニット１００から通信部８８に出力されたデータは、マイコン９０を経て一時的にメモリ９２に格納される。第１コントローラ３４内の操作部４６、撮像情報演算部５０および加速度センサ８４から通信部８８に出力されたデータもまた、メモリ９２に一時的に格納される。マイコン９０は、ゲーム装置１２への送信タイミングが到来すると、メモリ９２に格納されているデータをコントローラデータとして無線モジュール９４へ出力する。コントローラデータには、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）に示したジャイロ用データおよび／または第２コントローラ用データに加えて、第１コントローラ用データが含まれる。第１コントローラ用データには、加速度センサ８４の出力に基づくＸ加速度データ、Ｙ加速度データおよびＺ加速度データと、撮像情報演算部５０の出力に基づく位置座標データと、操作部または入力手段４６の出力に基づくボタン操作データ（キーデータ）とが含まれる。
【０１２２】
無線モジュール９４は、Bluetoothのような近距離無線通信技術を用いて、所定周波数の搬送波をコントローラデータで変調し、その微弱電波信号をアンテナ９６から放射する。つまり、コントローラデータは、無線モジュール９４で微弱電波信号に変調されて第１コントローラ３４から送信される。微弱電波信号はゲーム装置１２側のBluetooth通信ユニット７４で受信される。受信された微弱電波信号について復調や復号を行うことによって、ゲーム装置１２はコントローラデータを取得することができる。ゲーム装置１２のＣＰＵ６０は、コントローラ１４から取得したコントローラデータに基づいてゲーム処理を行う。なお、第１コントローラ３４とゲーム装置１２との無線通信は、無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【０１２３】
このゲームシステム１０では、ボタン操作だけでなく、コントローラ１４自体を動かすことによっても、ゲームなどのアプリケーションに対する入力を行うことができる。ゲームをプレイする際には、たとえば図１８に示すように、プレイヤは、その右手で第１コントローラ３４（具体的にはハウジング４４の把持部４４ａ：図２）を持ち、その左手で第２コントローラ３６を持つ。上述のように、第１コントローラ３４には３軸方向の加速度を検出する加速度センサ８４が内蔵され、第２コントローラ３６にも同様の加速度センサ８６が内蔵されている。第１コントローラ３４および第２コントローラ３６がそれぞれプレイヤによって動かされると、加速度センサ８４および加速度センサ８６によって、それぞれのコントローラ自身の動きを示す３軸方向の加速度値が検出される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されている場合には、第１コントローラ３４自身の動きを示す３軸周りの角速度値がさらに検出される。
【０１２４】
これらの検出値は、先述したコントローラデータの態様でゲーム装置１２に送信される。ゲーム装置１２（図１０）では、コントローラ１４からのコントローラデータは、入出力プロセッサ６２ａによってアンテナ７２ａおよび無線コントローラモジュール７２を介して受信され、受信されたコントローラデータは、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に書き込まれる。ＣＰＵ４４は、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に格納されたコントローラデータを読み出し、このコントローラデータから検出値つまりコントローラ１４によって検出された加速度および／または角速度の値を復元する。
【０１２５】
なお、角速度データには高角速度および低角速度の２つのモードがあるため、これら２つのモードにそれぞれ対応する２種類の角速度復元アルゴリズムが準備される。角速度データから角速度の値を復元するにあたっては、当該角速度データのモードに対応する角速度復元アルゴリズムが、角速度モード情報に基づいて選択される。
【０１２６】
ＣＰＵ６０はまた、このような復元処理と並行して、復元された加速度からコントローラ１４の速度を計算する処理を実行してもよい。さらに並行して、計算された速度からコントローラ１４の移動距離ないし位置を求めることもできる。一方、復元された角速度からは、コントローラ１４の回転角が求まる。なお、加速度を積算して速度を求めたり、角速度を積算して回転角を求めたりする際の初期値（積分定数）は、たとえば、撮像情報演算部５０のからの位置座標データに基づいて計算できる。位置座標データはまた、積算によって蓄積されていく誤差の修正にも用いることができる。
【０１２７】
ゲーム処理は、こうして求められた加速度、速度、移動距離、角速度および回転角などの変数に基づいて実行される。したがって、上記の処理は全てを行わなくともよく、ゲーム処理に必要な変数を適宜算出すればよい。なお、角速度や回転角も、原理的には加速度から計算し得るが、そのためには、ゲームプログラムに複雑なルーチンが必要で、ＣＰＵ６０にも重い処理負荷がかかる。ジャイロセンサユニット１００を利用することで、プログラム開発が容易になり、ＣＰＵ６０の処理負荷も軽減される。
【０１２８】
ところで、ゲームには、第１コントローラ３４しか利用しない１コントローラ用ゲームと、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６を利用する２コントローラ用ゲームとがあり、そして各ゲームは、ジャイロ対応およびジャイロ非対応のいずれかに分類される。メインコントローラである第１コントローラ３４は、いずれのゲームをプレイする場合にも使用できる。また、拡張コントローラである第２コントローラ３６は、２コントローラ用ゲームをプレイするときジャイロセンサユニット１００を介して、または直に第１コントローラ３４に接続され、１コントローラゲームをプレイするときには通常取り外される。
【０１２９】
一方、拡張センサないし拡張コントローラであるジャイロセンサユニット１００は、ジャイロ非対応ゲームをプレイする場合には不要であるが、わざわざ取り外さなくてもよい。このため、ジャイロセンサユニット１００は通常、第１コントローラ３４に装着したままにされ、第１コントローラ３４と一体で取り扱われる。第２コントローラ３６は、コネクタ４０の接続先がコネクタ４２からコネクタ１０８に変わる点を除けば、ジャイロセンサユニット１００が介在しない場合と同様に着脱される。
【０１３０】
図１９には、ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２による制御がモード毎に記載したテーブルが示される。ジャイロセンサユニット１００に準備されているモードは、先述した“スタンバイ”、“バイパス”、“ジャイロ”および“ジャイロ＆第２コントローラ”の４種類であり、マイコン１０２の制御対象は、“ジャイロ機能”、“ジャイロ電源”、“バススイッチ”、“拡張コネクタ”、“Attach１”および“Ｉ２Ｃアドレス”の６項目に及ぶ。
【０１３１】
ジャイロ機能は、スタンバイおよびバイパスの各モードでは停止状態（No Active）に置かれる一方、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは起動状態（Active）に置かれる。ジャイロ電源つまりジャイロセンサ１０４への電源供給は、スタンバイおよびバイパスの各モードで停止（ＯＦＦ）され、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードではていし停止（ＯＮ）される。バススイッチＳＷは、スタンバイおよびバイパスの各モードで接続（Connect）され、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは切断（Disconnect）される。
【０１３２】
拡張コネクタつまりコネクタ１０８は、バイパスおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードで起動状態に置かれ、スタンバイおよびジャイロの各モードでは停止状態に置かれる。Ａｔｔａｃｈ１は、スタンバイモードで非接続状態を示す“Ｌｏｗ”に制御され、バイパス、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは接続状態を示す“Ｈｉｇｈ”に制御される。Ｉ２Ｃアドレスに関しては、スタンバイおよびバイパスの各モードに限って、特別なアドレスが注目される。
【０１３３】
モード間の切り換えは、図２０に示す要領で行われる。図２０（Ａ）にはアプリケーションがジャイロ対応である場合の切り換え処理が、図２０（Ｂ）にはアプリケーションがジャイロ非対応である場合の切り換え処理が、それぞれ示される。図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に共通して、すなわちジャイロ対応アプリかジャイロ非対応アプリかによらず、ジャイロセンサユニット１００は、ジャイロセンサユニット１００自身が第１コントローラ３４に接続されるのに応答して起動し、初期モードであるスタンバイモードに入る。ここで第２コントローラ３６が接続されると、スタンバイモードからバイパスモードに移行し、その後に第２コントローラ３６が取り外されると、バイパスモードからスタンバイモードに復帰する。
【０１３４】
ここで、ジャイロ対応アプリは、必要に応じて角速度データを取得するべく、ジャイロセンサユニット１００に対して呼び出しおよびリセットをかける。上述のように、本実施例では、通信によってゲーム機からコントローラを制御することが可能であるので、アプリケーションによってジャイロセンサユニット１００を制御することが可能である。このため、図１９（Ａ）に示すように、ジャイロセンサユニット１００は、スタンバイモードでアプリケーションから呼び出しを受けるとジャイロモードに移行し、ジャイロモードでアプリケーションからリセットを受けるとスタンバイモードに復帰する。ジャイロセンサユニット１００はまた、ジャイロモードで第２コントローラ３６が接続されるとジャイロ＆第２コントローラモードに移行し、ジャイロ＆第２コントローラモードで第２コントローラ３６が取り外されるとジャイロモードに復帰する。ジャイロセンサユニット１００はさらにまた、ジャイロ＆第２コントローラモードでアプリケーションからリセットを受けるとバイパスモードに移行し、バイパスモードでアプリケーションから呼び出しを受けるとジャイロ＆第２コントローラモードに復帰する。
【０１３５】
一方、ジャイロ非対応アプリは、ジャイロセンサユニット１００に対して呼び出しやリセットといった働きかけを行う機能がない。このため、ジャイロ非対応アプリを実行する際には、図２０（Ｂ）に示すように、ジャイロセンサユニット１００のモードは、スタンバイモードおよびバイパスモードの間で切り換わるに止まる。
【０１３６】
ジャイロセンサユニット１００のこのようなモード切り替えは、マイコン１０２が、図１９に示したテーブルを参照して、実現するが、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。
【０１３７】
このようなゲームシステム１０を用いた仮想ゲームの一例を、図面を参照しながら説明することにする。まず、ゲームの概要について説明をする。図２１は、第１の実施例としてのゲームをプレイヤがプレイする様子を示した図である。第１の実施例は、プレイヤが、第１コントローラ３４と、第２コントローラ３６とを動かすことによってゲーム内の水上バイクを操作するゲームである。図２１に示すように、プレイヤは第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とを向かい合わせ、２つを一体となったハンドルであるかのように持つ。そして、水上バイクのゲーム開始後は、２つのコントローラをなるべく一直線上にしたまま、実際の水上バイクのハンドルのように傾ける。実際の水上バイクと同様に、２つのコントローラをプレイヤから見てロール方向に傾ければ機体が傾くとともに進行方向を左右へ曲げることができる。たとえば図２１に示すように、プレイヤが両コントローラを左に傾けた場合には、図２２（ａ）に示すように、ゲーム空間内の水上バイク（および水上バイクと一体となったプレイヤオブジェクト）ＰＯは左に姿勢を傾けつつ左に曲がる。また、プレイヤが両コントローラをピッチ方向へ傾ければ、機体の姿勢を前後に傾けることができる。たとえば、プレイヤが、上を向く方向に両コントローラを傾ければ、図２２（ｂ）に示すように、ゲーム空間内において、水上バイクＰＯは機体の前部分を浮き上がらせるような姿勢をとる。ただし、図２２（ｂ）はゲーム空間内の水上バイクＰＯを横から示したもので、実際のゲーム画面は図２２（ａ）のように水上バイクＰＯを後ろから見たものになる。
【０１３８】
また、たとえばＢボタン４６ｈをアクセルボタンとして、Ｂボタン４６ｈを押し続けている間は前進できるものとする。したがって、実際の水上バイクのハンドルに設けられたアクセルと同じような感覚でアクセル操作をすることができる。
【０１３９】
ところで、水上バイクではなく通常のバイクのハンドルであれば、右手で握る側のハンドルをピッチ方向へひねることによって加速を行うが、本実施例のゲームにおいても、右手のひねりで加速をすることもできる。具体的には、第１コントローラ３４がｚ軸を中心に回転された場合に、ゲーム内の水上バイクＰＯを加速させる。つまり、右手を本物のバイクのアクセルのようにひねることで加速することができる。本実施例においては、アクセル操作は、上述のＢボタン４６ｈの操作を基本とし、さらにひねりを加えることによって、一時的にボタン操作での上限の速度以上に加速できる。
【０１４０】
すなわち、プレイヤは実際の水上バイクに近い直感的なハンドル操作とアクセル操作ができる。そしてさらに実際のバイクのアクセル操作に近い操作で水上バイクＰＯをさらに加速させることもできる。プレイヤは加速のために常にコントローラをひねり続けなくともボタンによって速度の制御ができ、特に加速したいタイミングでひねりを加えることで、通常走行以上の速度を出すことができるようになっているので、常にひねらせることに比べてプレイヤの負担を軽減している。したがって、水上バイクではなく通常のバイクのゲーム等の別実施例において、よりリアルな操作をさせることを優先させる場合には、第１コントローラ３４の姿勢のみからアクセルの強さを決定するようにしてもよい。
【０１４１】
さらに、本実施例においては、第１コントローラ３４をプレイヤのヨー方向（第１コントローラのｙ軸回り、もしくは場合によりｘ軸回り）に回転させると、図２２（ｃ）に示すように水上バイクＰＯを横にスピンさせる演技を行うことができる。この操作に際しては、第１コントローラ３４を手元で回転させてもよいし、プレイヤ自身が２つのコントローラを持ったまま横に一回転してもよい。
【０１４２】
図２３および図２４において、上述のコントローラの姿勢に基づいた操作をより詳細に示す。図２３において、Ｍ１およびＭ２は、それぞれ第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢である。姿勢はたとえば、３次元の回転行列として表され、基準となる状態からどのような回転をした姿勢であるかを表す。基準となる状態は、たとえば第１コントローラ３４と第２コントローラ３６を向かい合わせて水平にした状態であって、図２３（ａ）に示すような状態である。それぞれの加速度センサの各軸方向を、それぞれ第１コントローラ３４に関するものをｘ１、ｘ１、ｚ１、第２コントローラ３６に関するものをｘ２、ｙ２、ｚ２として示すが、図２３（ａ）の基準状態において、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の軸方向が一致せずに向かい合うことになる。回転の算出は、加速度センサの座標系ではなくて、空間内に定められた座標系（図２３（ａ）に示すxyz）で表される回転として算出される。本実施例における座標系の設定の例として、座標系のｘ方向をプレイヤから見て右方向、つまり基準状態のｚ２方向とし、ｙ方向をプレイヤの上方向、つまり基準状態でのｙ１およびｙ２方向、ｚ方向をプレイヤから見て正面方向、つまり基準状態でのｘ１方向になるように定める。
【０１４３】
姿勢Ｍ１およびＭ２は、加速度に基づいて決定される。すなわち、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６からそれぞれ得られる加速度が重力加速度ｇ１およびｇ２であるとみなして、重力方向は鉛直下方向であるという前提から、コントローラの姿勢Ｍ１とＭ２を算出する。すなわち、加速度データｇ１およびｇ２がそれぞれの加速度センサの座標系における３次元のベクトルとして得られ、それらを空間座標系において鉛直下方向、ｙ軸負方向に向ければ、相対的にセンサの各軸が空間座標系で向いている方向が定められ、その姿勢が基準状態からどのような回転をしたものであるかを算出することで姿勢Ｍ１、Ｍ２も算出される。たとえば、図２３（ｂ）に示すように、第１コントローラ３４に加えられる加速度がｇ１’に変化した場合に、ｇ１’のベクトル方向を空間座標系でのｙ軸負方向へ向けた場合のｘ１、ｙ１、ｚ１の向きがｘ１’、ｙ１’、ｚ１’であるので、回転Ｍ１’を算出することができる。姿勢Ｍ１およびＭ２が算出された後、Ｍ１とＭ２を平均した姿勢Ｍｍを算出する。平均の姿勢Ｍｍが、ゲームでの水上バイクＰＯの制御に用いられる。平均の姿勢Ｍｍを制御に用いることで、誤入力等の影響を軽減できるだけでなく、片方のコントローラに並行して他の操作を行っても自然な入力になる。さらに、バイクのハンドルでは、左右のハンドルが一直線上でなく、ハの字状のように所定の角度をなしていたり、並行に近かったりするものもあるが、そのようなハンドルのような向きにプレイヤが２つのコントローラを把持したとしても、平均の姿勢は一直線上にハンドルを把持した場合と同じ姿勢になるので、プレイヤの持ち方のばらつきによる影響を軽減することができる。
【０１４４】
図２３において、３次元の回転とともに便宜上定めた特定のベクトルの向きがどのように変化するかを示し、各コントローラの回転と平均の回転がどのように変化するか説明する。ここでは第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢に対して、上述の基準状態においてコントローラの上方向を向く２つのベクトル（ここではそれぞれｙ１、ｙ２方向）の平均のベクトルをベクトルａｖｅとし、ａｖｅを参照して平均の姿勢Ｍｍの説明をする。基準状態である図２３（ａ）においては、平均ベクトルａｖｅは上向き、つまりｙ軸正方向である。そして、それぞれのコントローラの姿勢の変化により、それぞれのコントローラの上向きベクトルが図２３（ｂ）のｙ１’、ｙ２’となったとき、平均ベクトルは図２３（ｂ）のａｖｅ’となる。図２３（ｂ）においては、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の傾き方が異なっているが、平均ベクトルａｖｅ’の傾きはそれらの平均となる。そして、この平均ベクトルの姿勢に対応するように水上バイクＰＯの姿勢も決定されることになる。実際にはベクトルを算出しなくともよく、ａｖｅがａｖｅ’となるような回転Ｍｍ’自体を算出すればよい。水上バイクＰＯの姿勢は、基準状態での姿勢に回転Ｍｍ’を加えたものとなり、図２３（ｃ）に示すように、右に傾くことになる。水上バイクＰＯの姿勢は、単に基準状態での姿勢を回転させるのではなく、Ｍｍの値に対応して予め姿勢が定められていてもよい。そのようにすれば、傾きに応じて水上バイクＰＯ上でのプレイヤオブジェクトのポーズ等を詳細に設定することができる。
【０１４５】
次に、図２４を参照して、第１コントローラ３４の角速度に基づいた操作を説明する。まず、第１コントローラ３４にひねりを加えることによる水上バイクＰＯの加速操作について説明する。図２４（ａ）および（ｂ）は、図２３と同様にそれぞれ基準状態と操作後におけるコントローラの状態と、平均の回転を示したものであるが、ここではプレイヤの横方向、つまり図２３で空間に定義されたｘ方向に沿って見た図である。図２４（ａ）は、図２３（ａ）同様、基準状態を示す。そして、第１コントローラ３４を手前にひねる操作が加えられた状態を図２４（ｂ）に示す。つまり、第１コントローラ３４をバイクのアクセルに見立てて、水上バイクＰＯを加速させる操作が行われた状態である。このとき、ジャイロセンサ１０４によって第１コントローラ３４のｚ軸回り（本実施例では第１コントローラ３４を横向きに持っているのでピッチ方向の回転となる）に角速度Ｒｚが検出される。コントローラの姿勢は、第１コントローラ３４が大きく傾いた状態となるが、第２コントローラ３６は傾いていないので、平均の回転Ｍｍ’は少ししか傾かない回転となる。すなわち、水上バイクＰＯの姿勢を傾ける目的で第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の両方を傾けた場合は傾けた分だけ水上バイクＰＯが傾くが、加速目的で第１コントローラ３４のみをひねった場合は、水上バイクＰＯの傾きは限定的なものとなり、不自然に傾いてしまうことが抑制される。水上バイクＰＯは図２４（ｃ）に示されるように少しだけ浮き上がるように傾き、それと共に角速度Ｒｚの入力に基づいてゲーム空間内で加速される。すなわち、加速と共に浮き上がるので、水上バイクの挙動としても違和感が無いものとなる。このように、第１コントローラ３４の回転を加速操作に用いても、姿勢の反映が軽減され、かつ、加速と共に浮き上がらせるので、コントローラの姿勢によるオブジェクトの姿勢制御と、コントローラの回転によるオブジェクトの加速とを同時に、かつ違和感無く実現することができる。
【０１４６】
また、第１コントローラ３４のｚ軸回りの角速度Ｒｚとは別に、プレイヤから見たヨー方向、つまり第１コントローラ３４のｙ軸回りの角速度が検出された場合についてさらに説明する。前述のように、第１コントローラ３４にヨー方向の回転を加えると、水上バイクＰＯに空中で横スピンする等の演技をさせることができる。つまり、第１コントローラ３４のｙ軸回りに角速度Ｒｙが検出された場合には、図２４（ｄ）に示すように水上バイクＰＯを横回転させる。加速度による姿勢算出には、ヨー方向の回転は影響しないので、プレイヤは姿勢制御とは独立してこの演技の入力を行うことができる。なお、横スピン指示のための入力は、ｙ軸回りの角速度に限らず、ｘ軸回りの角速度に基づいてもよい。すなわち、当該横スピンの入力は、プレイヤから見たヨー方向の回転であればよく、第１コントローラ３４が傾いているときにはそのような回転は第１コントローラのｘ軸回りの回転となるためである。第１コントローラ３４のｙ軸回りの角速度と、ｘ軸回りの角速度については、第１コントローラ３４の姿勢に応じていずれか一方を条件とするようにしてもよいし、常に両方を条件とするようにしてもよい。
【０１４７】
次に、本実施例のプログラム処理の流れについて、図２５−図２７を参照して詳細に説明する。図２５は、本実施例のプログラムの実行に用いられるデータのメモリマップである。これらのデータはゲーム装置１２の内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６に記憶される。また、内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６には、プログラムも記憶されるが、図示を省略している。
【０１４８】
操作データ２０１は、コントローラ１４から送信されてくる操作データである。これらの中には、加速度センサ８４の出力に基づいた第１コントローラ３４の３軸加速度を示す第１加速度データ２０１ａ、加速度センサ８６の出力に基づいた第２コントローラ３６の３軸加速度を示す第２加速度データ２０１ｂ、ジャイロセンサ１０４の出力に基づいた第１コントローラ３４の３軸の角速度を示す角速度データ２０１ｃや、それぞれのボタン操作に基づいたボタンデータ２０１ｄ等が含まれる。
【０１４９】
制御データ２０２は、操作データ２０１に基づいて算出される、ゲームの制御のためのデータである。制御データ２０２には、第１姿勢データ２０２ａ、第２姿勢データ２０２ｂ、平均姿勢データ２０２ｃ等が含まれる。第１姿勢データ２０２ａは、第１加速度データ２０１ａに基づいて算出される第１コントローラ３４の姿勢であって、図２３や図２４のＭ１にあたる。第２姿勢データ２０２ｂは、第２加速度データ２０１ｂに基づいて算出される第２コントローラ３６の姿勢であって、図２３や図２４のＭ２にあたる。平均姿勢データ２０２ｃは、第１姿勢データ２０２ａ、第２姿勢データ２０２ｂの平均の姿勢であって、図２３や図２４のＭｍにあたる。これらの姿勢データは、本実施例においては３次元の回転行列で表されるが、姿勢が特定できれば他の形式のデータで表されてもよい。
【０１５０】
オブジェクトデータ２０３は、ゲーム内のオブジェクトのデータであって、プレイヤオブジェクト（本実施例においては水上バイクＰＯ）のゲーム空間内での姿勢を示すオブジェクト姿勢データ２０３ａ、プレイヤオブジェクトのゲーム空間内での速さや進行方向を示すオブジェクト速度データ２０３ｂ、プレイヤオブジェクトの状態、たとえばスピン中であるか否か等の状態を示すオブジェクト状態データ２０３ｃが少なくとも含まれる。なお、オブジェクトデータには、それ以外にも、オブジェクトの形状を示すモデルデータや、テクスチャ画像のデータ等も含まれるし、プレイヤオブジェクト以外に関するデータも含まれるが、ここでは図示を省略する。また、これら以外にも、ゲームに必要な音楽や画像のデータ等が適宜記憶されるが、ここでは省略している。
【０１５１】
図２６および図２７は、本実施例の水上バイクのゲームプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。このゲームプログラムは、ゲーム装置１２のＣＰＵ６０等において実行される。
【０１５２】
まず、ステップＳ１０１において、ゲームの開始処理が行われ、所定の初期化処理が行われる。
【０１５３】
次に、ステップＳ１０２では、コントローラ１４から送信されて随時メモリに記憶される操作データ２０１を読み出して操作データの取得を行う。
【０１５４】
次に、ステップＳ１０３において、取得された操作データ２０１の中の、第１加速度データ２０１ａおよび第２加速度データ２０１ｂに基づいて、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢をそれぞれ算出する。これらの姿勢は前述の手法によって３次元の回転行列として算出され、第１姿勢データ２０２ａおよび第２姿勢データ２０２ｂとして記憶される。
【０１５５】
次に、ステップＳ１０４では、第１姿勢データ２０２ａと第２姿勢データ２０２ｂとの平均となる回転行列を算出し、平均姿勢データ２０２ｃとして記憶する。
【０１５６】
次に、ステップＳ１０５において、水上バイクＰＯがスピン中であるか否かが判定される。判定にはオブジェクト状態データ２０３ｃが参照され、スピン中である場合にはステップＳ１０７へ、否定の場合には、ステップＳ１０６へと進む。つまり、前述の横スピンの演技には数フレーム分の期間のアニメーションが行われるが、その間は水上バイクＰＯは決まった動きをするので姿勢や速度の制御をしないことになる。
【０１５７】
ステップＳ１０７では、スピン演技を続行するための処理が行われる。具体的には、スピンの動きを再生するために水上バイクＰＯの姿勢や位置を設定し、オブジェクト姿勢データ２０３ａやオブジェクト速度データ２０３ｂを更新する。ここで、スピン動作の最終フレームとなった場合には、オブジェクト状態データ２０３ｃが、スピン中でないことを示すデータに書き換えられる。
【０１５８】
ステップＳ１０５において否定の場合は走行のための処理が行われるので、まず、ステップＳ１０６において、平均姿勢データ２０２ｃから、水上バイクＰＯの姿勢を決定する。すなわち、平均姿勢データ２０２ｃの示す回転の分だけ基準状態から水上バイクを回転させ、回転の結果をオブジェクト姿勢データ２０３ａとして記憶する。もしくは予め平均姿勢データ２０２ｃの値に関連付けられた姿勢を読み出してオブジェクト姿勢データ２０３ａに設定する。
【０１５９】
次に、ステップＳ１０８において、水上バイクＰＯの姿勢に対応させて水上バイクＰＯの移動方向を決定する。つまり、姿勢が進行方向に対して左右に傾いているときには、傾きの度合いに応じてさらに傾いた方向に曲がるように、オブジェクト速度データ２０３ｂを更新する。オブジェクト速度データ２０３ｂには、水上バイクＰＯの移動方向と移動速度（１フレーム分の移動量）が設定される。移動方向と移動速度をたとえば３次元ベクトルで表す場合には、ステップＳ１０８においては設定された方向を示す単位ベクトルが記憶され、後述の処理においてベクトルの長さ、つまり速度が決定される。
【０１６０】
次に、ステップ１０９において、角速度データ２０１ｃを参照して、第１コントローラ３４がプレイヤから見たヨー方向に所定の回転をしたかが判定される。具体的には、ｙ軸回りおよび／またはｘ軸回りの角速度の値が所定の閾値以上であるかどうかが判定される。
【０１６１】
ステップＳ１０９で肯定の場合には、横スピンの演技が指示されたので、ステップＳ１１０において、スピンを開始する処理が行われる。具体的には、オブジェクト状態データ２０３ｃをスピン中を示すデータに更新し、横スピンの１フレーム目の動きを示すように水上バイクＰＯの姿勢や位置を設定する。
【０１６２】
ステップＳ１０９で否定の場合には、横スピンは行われないので、次に、ステップＳ１１１において、角速度データ２０１ｃを参照して、第１コントローラ３４のｘ軸回りに閾値以上の角速度があったか否かが判定される。これは、プレイヤによって第１コントローラ３４がひねられ、加速の指示が行われたかを判定するものである。
【０１６３】
ステップＳ１１１で判定が肯定の場合には、ステップＳ１１２において、水上バイクＰＯの速度が所定量増加するように加速され、オブジェクト速度データのベクトルの長さが更新され、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ１１１で判定が否定の場合には、ステップＳ１１２を経ずにステップＳ２０１へ進む。
【０１６４】
ステップＳ２０１では、ボタンデータ２０１ｄに基づいて、アクセルボタンが押されているか否かが判定される。アクセルボタンは例えばＢボタン４６ｈ等であって、当該ボタンが押されていれば肯定、押されていなければ否定となる。
【０１６５】
ステップＳ２０１で肯定の場合、ステップＳ２０２において、水上バイクＰＯの速度を所定量増加させ、ステップＳ１１１へと進む。ステップＳ１０９で否定の場合は、そのままステップＳ１１１へと進む。ここで、ステップＳ１１２とステップＳ２０２における水上バイクＰＯの加速に関して、ステップＳ１１２における加速の方が増加する速度が大きくなるよう設定すれば、第１コントローラ３４のひねりによるアクセルを特に加速したいときにのみ利用できるダッシュ指示として用いることができる。
【０１６６】
ステップＳ２０３では、オブジェクト速度データ２０３ｃのベクトルの長さを所定割合で減少させることによって、水上バイクＰＯの速度を、現在の速度から所定の割合だけ減少させる処理を行う。この速度の減少は、現実における水や空気の抵抗を表すもので、速度が高いほど減少する速度も大きくなる。このことによって、アクセルボタンを押し続けた場合には、ある程度速度が高くなった時点で加速量と減速量が釣り合って、一定の速度を維持するようになる。また、アクセルボタンを押し続けている状態で、第１コントローラ３４をひねることによってさらに加速した場合も、一時的に加速したのちに次第に一定の速度まで下がってくることになる。加速のための操作が行われなければ、水上バイクＰＯは自然に減速していって停止することになる。
【０１６７】
上記のステップＳ１１１からステップＳ２０３までの処理によって、水上バイクＰＯの移動方向と移動速度（単位時間あたりの移動量）とが算出されるので、これを３次元のベクトルとしてオブジェクト速度データ２０３ｂに記憶する。
【０１６８】
次に、ステップＳ２０４において、オブジェクト姿勢データ２０３ａによって示される姿勢およびオブジェクト速度データ２０３ｂによって移動された位置に、ゲーム空間内において水上バイクＰＯを配置する。
【０１６９】
次に、ステップＳ２０５において、水上バイクＰＯが常に画面に表示されるように、仮想カメラを水上バイクＰＯに追従させて移動させる。
【０１７０】
この他、水上バイクＰＯ以外のオブジェクトに関してもゲームのために適宜位置や姿勢の更新が行われ、ステップＳ２０６において表示処理が行われる。ステップＳ２０６では、仮想カメラ位置とポリゴンモデルの配置に基づいて２次元の画面を生成し、画面へ表示させる処理が行われるが、この処理はＣＰＵ６０に替えてＧＰＵ６２ｂが実行するようにするのが好ましい。
【０１７１】
ステップＳ２０７においては、ゲームをミスしたりクリアされたりするなど所定の条件に基づいて、ゲームを終了するか否かを判定する。終了する場合はゲーム処理を終了する。終了しない場合はステップＳ１０２に戻る。したがって、本実施例のゲーム処理は、ゲーム画面を表示するための１フレーム期間ごとに実行される。
【０１７２】
上述のゲーム処理によって、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６を動かすことによってゲーム空間内の水上バイクＰＯを移動させるゲームを実行することができる。コントローラの姿勢によって水上バイクＰＯの姿勢と進行方向を制御し、かつジャイロセンサからの角速度に基づいて水上バイクＰＯの加速や横スピンを行うことができるので、実際に水上バイクを操作しているような直感的な操作ができる。また、それぞれのコントローラの平均となる姿勢に基づいて姿勢と進行方向を制御するので、急激な入力によって水上バイクＰＯが不自然な挙動をすることを抑制でき、姿勢による方向制御とひねりによる加速制御を両立させることができる。
【０１７３】
本実施例は水上バイクのゲームであって、ゲーム空間内に波を発生させることができるので、水上バイクＰＯが乗り越える波の大きさによって水上バイクＰＯをジャンプさせるようにしてもよい。そして、水上バイクのピッチ方向の姿勢制御や、横スピンの演技等に関して、ジャンプ中の期間のみ受け付けるようにしてもよい。
【０１７４】
本実施例は、水上バイクのゲームの例であるが、同じような操作の仕方で、通常のバイクの操作を行うゲームにも適用可能であることは言うまでもない。また、それ以外にも様々なオブジェクトを操作するゲームに適用可能である。
【０１７５】
また、本実施例においては、ジャイロユニット１００が第１コントローラ３４のみに装着されたが、第２コントローラ３６にもジャイロが備えられるようにしてもよい。ジャイロセンサを２つ用いるようにすれば、さらに複雑な操作が可能となる。また、ジャイロセンサ１０４は、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６に内蔵される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１実施例に適用される第１コントローラ（リモコン)の外観を示す図解図であり、図２（Ａ）は第１コントローラを上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１コントローラを下面前方から見た斜視図である。
【図３】図３は図１実施例に適用される第２コントローラ（ヌンチャク）の本体の外観を示す図解図であり、図３（Ａ）は第２コントローラ本体を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は第１コントローラ本体を下面前方から見た斜視図である。
【図４】図４は第２コントローラのコネクタの外観を示す図解図である。
【図５】図５は第１コントローラに第２コントローラのコネクタを接続した状態で、第１コントローラに装着されたストラップのひもをコネクタのフックに掛け止めた様子を示す図解図である。
【図６】図６は図１実施例に適用されるジャイロセンサユニットの外観を示す図解図であり、図６（Ａ）はジャイロセンサユニットを上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）はジャイロセンサユニットを下面後方から見た斜視図である。
【図７】図７はジャイロセンサユニットの構成を示す図解図である。
【図８】図８は第１コントローラにジャイロセンサユニットを接続した状態を示す図解図である。
【図９】図９は第１コントローラにジャイロセンサユニット介して第２コントローラを接続した状態を示す図解図である。
【図１０】図１０は図１実施例の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は図１実施例に適用されるコントローラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は図１に示すジャイロユニットが接続されたコントローラを用いてゲームプレイするときの状態を概説するための図解図である。
【図１３】図１３は図１に示すマーカおよびコントローラの視野角を説明するための図解図である。
【図１４】図１４は対象画像を含む撮像画像の一例を示す図解図である。
【図１５】図１５は図１１のコントローラにおいて、第１コントローラおよび第２コントローラの間に介在するジャイロセンサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６はジャイロセンサユニットが取り扱うデータのフォーマットを示す図解図であり、図１６（Ａ）はジャイロ用データのフォーマットを示す図解図であり、図１６（Ｂ）は第２コントローラ用データのフォーマットを示す図解図である。
【図１７】図１７はジャイロセンサが検出できるヨー角、ピッチ角、ロール角を示す図解図である。
【図１８】図１８はコントローラを用いて実際にゲームをプレイするときにゲームプレイヤが第１コントローラおよび第２コントローラを持っている状態の一例を示す図解図である。
【図１９】図１９はジャイロセンサユニットのマイコンによる制御をモード毎に記載したテーブルを示す図解図である。
【図２０】図２０はジャイロセンサユニットに適用されるモード切り替えを示す図解図であり、図２０（Ａ）はアプリケーションがジャイロ対応型である場合のモード切り替えを示す図解図であり、図２０（Ｂ）はアプリケーションがジャイロ非対応型である場合のモード切り替えを示す図解図である。
【図２１】図２１は第１の実施例の水上バイクゲームをプレイヤがプレイする様子を表す図である。
【図２２】図２２は実施例の水上バイクゲームにおける、ゲーム空間内の水上スキーオブジェクトの各動作を説明する図である。
【図２３】図２３は実施例のゲームにおける、加速度に基づいたオブジェクトの姿勢制御手法を説明する図である。
【図２４】図２４は実施例のゲームにおける、角速度に基づいた操作を説明する図である。
【図２５】図２５は実施例のゲームで用いられるデータのメモリマップを示す図である。
【図２６】図２６は実施例のゲームの処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は実施例のゲームの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７７】
１０ …ゲームシステム
１２ …ゲーム装置
３４ …第１コントローラ（リモコン）
３６ …第２コントローラ（ヌンチャク）
６０ …ＣＰＵ
６２ …システムＬＳＩ
７０ …無線通信モジュール
８４，８６ …加速度センサ
１００ …ジャイロセンサユニット
１０４ …ジャイロセンサ
【技術分野】
【０００１】
この発明はゲーム装置およびゲームプログラムに関し、特にたとえば、コントローラ自体にプレイヤが動きを加えることによってゲームをプレイさせるゲーム装置およびゲームプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、非特許文献１に開示されている。この背景技術では、「Ｗｉｉリモコン」（Ｗｉｉ：登録商標）は、自身の傾きや動きの変化を検出する３軸の加速度センサを備えている。「ヌンチャク」もまた、３軸の加速度センサを備えている。
【０００３】
３軸の加速度センサの出力に基づいてゲームを行うため、プレイヤは、Ｗｉｉリモコンを片方の手で、ヌンチャクをもう片方の手でそれぞれ把持して、Ｗｉｉリモコンおよびヌンチャクを振ったり傾けたりして操作を行うことができる。
【非特許文献１】http://www.nintendo.co.jp/wii/controllers/index.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１においては、加速度センサを用いているのでコントローラの姿勢の変化を重力加速度によって判断することができるが、ヨー方向、つまり重力方向を軸とした回転を検出することができないという問題がある。また、重力以外の加速度が強く加えられている場合には、姿勢を正確に算出できないという問題がある。
【０００５】
したがって、本願の目的は、新規なゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。本願のさらに別の目的は、姿勢や回転をより正確にゲームに利用することのできるゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。第１の発明は、第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理をゲーム装置のコンピュータに実行させるゲームプログラムであって、前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得ステップと、前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御ステップと、前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御ステップとを、前記コンピュータに実行させるゲームプログラムである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御するオブジェクト加速制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記オブジェクト加速制御ステップが、前記所定軸回りの角速度の値が閾値を超えた場合に、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御する、ゲームプログラムである。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトを回転させるオブジェクト回転制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明において、前記オブジェクト姿勢制御ステップが、前記第１加速度データと、前記第２加速度データとに基づいて、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置の姿勢の平均となる平均姿勢を算出する平均姿勢算出ステップと、前記平均姿勢算出ステップにおいて算出された前記平均姿勢に対応させて、前記ゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を算出するオブジェクト姿勢算出ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、前記平均姿勢算出ステップが、前記第１加速度データから、前記第１の入力装置の姿勢を算出する第１姿勢算出ステップと、前記第２加速度データから、前記第２の入力装置の姿勢を算出する第２姿勢算出ステップと、前記第１姿勢算出ステップおよび前記第２姿勢算出ステップにおいて算出された前記第１の入力装置の姿勢と前記第２の入力装置の姿勢と平均化する平均化ステップとを含む、ゲームプログラムである。
【００１２】
第７の発明は、第１の発明において、前記コンピュータにさらに、前記オブジェクト姿勢制御ステップにおいて算出された姿勢に応じて前記オブジェクトの移動方向を設定するオブジェクト移動方向制御ステップを実行させる、ゲームプログラムである。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、前記第１の入力装置および／または第２の入力装置が少なくとも１つの操作可能なボタンを備え、前記データ取得ステップは、前記操作データに基づいて前記ボタンが操作されたことを示すボタン操作データを取得するボタンデータ取得ステップをさらに含み、前記コンピュータにさらに、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向への前記オブジェクトの移動速度を、前記ボタン操作データに基づいて制御するオブジェクト速度制御ステップを実行させる、ゲームプロラムである。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明において、前記オブジェクト制御ステップが、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向へ前記オブジェクトを加速させるオブジェクト加速制御ステップを含む、ゲームプログラムである。
【００１５】
第１０の発明は、第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理を行うゲーム装置であって、前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得手段と、前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御手段と、前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御手段とを備える、ゲーム装置である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、新規なゲーム装置およびゲームプログラムを提供することができる。さらに、姿勢や回転をより正確にゲームに利用することのできるゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。
【００１７】
特に、第１の発明および第１０の発明では、加速度によってオブジェクトの姿勢制御を行いながら、同時に角速度によるオブジェクトの動作制御を行うことができるので、ゲームの操作の幅が広がる。
【００１８】
第２の発明および第３の発明では、加速度による入力装置の傾きに応じたオブジェクトの姿勢制御に加え、第１の入力装置を回転させることでオブジェトの加速ができる。たとえば、プレイヤから見てピッチ方向の回転に応じた加速を行えば、バイクの操作のような直感的な操作を行うことができる。
【００１９】
第４の発明では、加速度による入力装置の傾きに応じたオブジェクトの姿勢制御をしながら、回転によってオブジェクトの回転を指示できるので、姿勢制御をしながらオブジェクトにアクションをさせることができる。
【００２０】
第５の発明および第６の発明では、第１の入力装置と第２の入力装置の平均となる姿勢によってオブジェクトの姿勢制御を行うので、誤操作の影響を軽減でき、プレイヤの持ち方のばらつきによる影響を軽減でき、さらに、第１の入力装置に角速度を加える別の操作を行っても、姿勢制御への影響を少なくすることができる。
【００２１】
第７の発明、第８の発明、および第９の発明では、オブジェクトの移動を入力装置の動きによって制御することができるので、直感的な操作が可能となる。
【００２２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照して、この発明の一実施例であるゲームシステム１０は、ビデオゲーム装置（以下、単に「ゲーム装置」ということがある。）１２およびコントローラ１４を含む。コントローラ１４は、ユーザないしプレイヤの入力装置ないし操作装置として機能する。ゲーム装置１２とコントローラ１４とは無線によって接続される。たとえば、無線通信は、Bluetooth（登録商標）規格に従って実行されるが、赤外線や無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【００２４】
ゲーム装置１２は、略直方体のハウジング１６を含み、ハウジング１６の前面にはディスクスロット１８および外部メモリカードスロットカバー２０が設けられる。ディスクスロット１８から、ゲームプログラムおよびデータを記憶した情報記憶媒体の一例である光ディスク２２が挿入されて、ハウジング１６内のディスクドライブ７４（図１０）に装着される。外部メモリカードスロットカバー２０の内側には外部メモリカード用コネクタ４８（図１０）が設けられており、その外部メモリカード用コネクタ４８には外部メモリカード（図示せず）が挿入される。メモリカードは、光ディスク２２から読み出したゲームプログラム等をローディングして一時的に記憶したり、このゲームシステム１０を利用してプレイされたゲームのゲームデータ（結果データまたは途中データ）を保存（セーブ）しておいたりするために利用される。また、上記ゲームデータの保存は、外部メモリカードに代えて、たとえばフラッシュメモリ６４（図１０）等の内部メモリに対して行うようにしてもよい。
【００２５】
ゲーム装置１２のハウジング１６の後面には、ＡＶケーブルコネクタ（図示せず）が設けられ、当該コネクタを用いて、ゲーム装置１２はＡＶケーブル２４を介してモニタ（ディスプレイ）２６に接続される。このモニタ２６は典型的にはカラーテレビジョン受像機であり、ＡＶケーブル２４は、ゲーム装置１２からの映像信号をカラーテレビのビデオ入力端子に入力し、音声信号を音声入力端子に入力する。したがって、カラーテレビ（モニタ）２６の画面上にたとえば３Ｄビデオゲームのゲーム画像が表示され、内蔵されるスピーカ２８からゲーム音楽や効果音などのステレオゲーム音声が出力される。
【００２６】
また、モニタ２６の周辺（この実施例では、モニタ２６の上側）には、２つの赤外ＬＥＤ（マーカ）３０ａおよび３０ｂを備えるマーカ部３０が設けられる。このマーカ部３０は、電源ケーブル（図示せず）を通してゲーム装置１２に接続される。したがって、マーカ部３０には、ゲーム装置１２から電源が供給される。これによって、マーカ３０ａ，３０ｂは発光し、それぞれモニタ２６の前方に向けて赤外光を出力する。
【００２７】
なお、ゲーム装置１２の電源は、一般的なＡＣアダプタ（図示せず）によって与えられる。ＡＣアダプタは家庭用の標準的な壁ソケットに接続され、家庭用電源を、ゲーム装置１２を駆動するのに適した低いＤＣ電圧信号に変換する。他の実施例では、電源としてバッテリが用いられてもよい。
【００２８】
コントローラ１４は、詳細は後述されるが、それぞれが片手で把持可能な第１コントローラ３４および第２コントローラ３６と、第１コントローラ３４に着脱可能に装着されるジャイロセンサユニット１００とを含む。第１コントローラ３４の後端面にはコネクタ４２（図２（Ａ）、図１１）が設けられ、第２コントローラ３６の後端から延びるケーブル３８の先端にはコネクタ４０（図１、図５、図１１）が設けられ、そしてジャイロセンサユニット１００の先端面および後端面にはコネクタ１０６および１０８（図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７および図１１）がそれぞれ設けられる。ジャイロセンサユニット１００の先端面側のコネクタ１０６は第１コントローラ３４のコネクタ４２と接続可能であり、第２コントローラ３６のコネクタ４０は第１コントローラ３４のコネクタ４２またはジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８と接続可能である。
【００２９】
コネクタ１０６をコネクタ４２に接続することで、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４と物理的および電気的に結合される。こうして第１コントローラ３４に装着（一体化）されたジャイロセンサユニット１００からは、第１コントローラ３４の角速度を示す角速度データが出力される。
【００３０】
こうして第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着された場合、第２コントローラ３６のコネクタ４０は、ジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８に接続される。すなわち、コネクタ４２は、コネクタ１０６とコネクタ４０の両者を選択的に接続可能な構造であって、コネクタ４０は、コネクタ４２とコネクタ１０８の両者に選択的に接続可能な構造である。したがって、ジャイロセンサユニット１００に設けられるコネクタ１０６とコネクタ１０８とは、同一のハウジングに設けられるため実際は接続できないが、コネクタの形状としては互いに接続可能な形状をしていることになる。第２コントローラ３６の入力データは、ケーブル３８およびジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に与えられる。第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと、ジャイロセンサユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００３１】
なお、コネクタ４０をコネクタ４２に接続した場合には、第２コントローラ３６の操作データないし入力データはケーブル３８を介して第１コントローラ３４に与えられ、第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００３２】
このとき、第１コントローラ３４の入力データと、第２コントローラ３６の入力データを送信するシステムにおいて、一度に送信するデータ量を追加することができないように設計されている場合もあるが、ジャイロユニット１００を追加した場合に、ジャイロユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６からの入力データとを交互に第１コントローラ３６へ出力することによって、両者のデータを送信することができる。このデータ制御はジャイロユニット１００で行うことができるので、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６には何ら設計の変更をする必要がない。
【００３３】
このように、第１コントローラ３４がゲーム装置１２から離れて、無線などによって、そのコントローラ３４の操作信号や操作データ(データ)だけでなく、第２コントローラ３６やジャイロセンサユニット１００からの操作信号や操作データ(データ)を、ゲーム装置１２に対して入力するので、第１コントローラ３４を以下において、「リモコン」と呼ぶこともある。また、第２コントローラ３６は、その形態から「ヌンチャク」と愛称されているので、以下において、そのように呼ぶこともある。
【００３４】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、既存の第１コントローラ３４および第２コントローラ３６をそのまま利用しながら、第１コントローラ３４にジャイロ機能を付加するための拡張ユニットである。
【００３５】
このゲームシステム１０において、ゲーム（または他のアプリケーション）をプレイするために、ユーザはまずゲーム装置１２の電源をオンし、次いで、ユーザはビデオゲーム（もしくは実行したいと思う他のアプリケーション）を記憶している適宜の光ディスク２２を選択し、その光ディスク２２をゲーム装置１２のディスクスロット１８からディスクドライブ７４にローディングする。これに応じて、ゲーム装置１２がその光ディスク２２に記憶されているソフトウェアに基づいてビデオゲームもしくは他のアプリケーションを実行し始めるようにする。ユーザはゲーム装置１２に入力を与えるためにコントローラ１４を操作する。
【００３６】
図２にはリモコンまたは第１コントローラ３４の外観の一例が示される。図２（Ａ）は、第１コントローラ３４を上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、第１コントローラ３４を下面前方から見た斜視図である。
【００３７】
第１コントローラ３４は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング４４を有している。ハウジング４４は、その前後方向（Ｚ軸方向）を長手方向とした略直方体形状を有しており、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさである。一例として、ハウジング４４は人間の掌とほぼ同じ長さまたは幅を持つ大きさをしている。プレイヤは、第１コントローラ３４を用いて、それに設けられたボタンを押下することと、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００３８】
ハウジング４４には、複数の操作ボタンが設けられる。すなわち、ハウジング４４の上面には、十字キー４６ａ、１（いち）ボタン４６ｂ、２（に）ボタン４６ｃ、Ａボタン４６ｄ、−（マイナス)ボタン４６ｅ、ホーム（HOME）ボタン４６ｆ、および＋（プラス）ボタンないしスタートボタン４６ｇが設けられる。一方、ハウジング４４の下面には凹部が形成されており、当該凹部の後方側傾斜面にはＢボタン４６ｈが設けられる。これら各ボタン（スイッチ）４６ａ−４６ｈには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。また、ハウジング４４の上面には、遠隔からゲーム装置１２本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ４６ｉが設けられる。第１コントローラ３４に設けられる各ボタン（スイッチ）は、包括的に参照符号４６を用いて操作手段または入力手段として示されることもある。
【００３９】
十字キー４６ａは、４方向プッシュスイッチであり、矢印で示す４つの方向、前（または上）、後ろ（または下）、右および左の操作部を含む。この操作部のいずれか１つを操作することによって、プレイヤによって操作可能なキャラクタまたはオブジェクト（プレイヤキャラクタまたはプレイヤオブジェクト）の移動方向を指示したり、カーソルの移動方向を指示したり、単に方向を指示したりすることができる。
【００４０】
１ボタン４６ｂおよび２ボタン４６ｃは、それぞれ、押しボタンスイッチである。たとえば３次元ゲーム画像を表示する際の視点位置や視点方向、すなわち仮想カメラの位置や画角を調整する等のゲームの操作に使用される。または、１ボタン４６ｂおよび２ボタン４６ｃは、Ａボタン４６ｄおよびＢボタン４６ｈと同じ操作或いは補助的な操作をする場合に用いるようにしてもよい。
【００４１】
Ａボタンスイッチ４６ｄは、押しボタンスイッチであり、プレイヤキャラクタまたはプレイヤオブジェクトに、方向指示以外の動作、すなわち、打つ（パンチ）、投げる、つかむ（取得）、乗る、ジャンプするなどの任意のアクションをさせるために使用される。たとえば、アクションゲームにおいては、ジャンプ、パンチ、武器を動かすなどを指示することができる。また、ロールプレイングゲーム（ＲＰＧ）やシミュレーションＲＰＧにおいては、アイテムの取得、武器やコマンドの選択および決定等を指示することができる。また、Ａボタンスイッチ４６ｄは、コントローラ３４をポインティングデバイスとして用いる場合に、ゲーム画面上でポインタ（指示画像）が指示するアイコンないしボタン画像の決定を指示するために使用される。たとえば、アイコンやボタン画像が決定されると、これらに対応して予め設定されている指示ないし命令（コマンド）を入力することができる。
【００４２】
−ボタン４６ｅ、ホームボタン４６ｆ、＋ボタン４６ｇおよび電源スイッチ４６ｉもまた、押しボタンスイッチである。−ボタン４６ｅは、ゲームモードを選択するために使用される。ホームボタン４６ｆは、ゲームメニュー（メニュー画面）を表示するために使用される。＋ボタン４６ｇは、ゲームを開始（再開）したり、一時停止したりするなどのために使用される。電源スイッチ４６ｉは、ゲーム装置１２の電源を遠隔操作によってオン／オフするために使用される。
【００４３】
なお、この実施例では、コントローラ３４自体をオン／オフするための電源スイッチは設けておらず、コントローラ３４の操作手段ないし入力手段４６のいずれかを操作することによってコントローラ３４はオンとナリ、一定時間（たとえば、３０秒）以上操作しなければ自動的にオフとなるようにしてある。
【００４４】
Ｂボタン４６ｈもまた、押しボタンスイッチであり、主として、弾を撃つなどのトリガを模した入力を行ったり、コントローラ３４で選択した位置を指定したりするために使用される。また、Ｂボタン４６ｈを押し続けると、プレイヤオブジェクトの動作やパラメータを一定の状態に維持することもできる。また、一定の場合には、Ｂボタン４６ｈは、通常のＢボタンと同様に機能し、Ａボタン４６ｄによって決定したアクションやコマンドなどを取り消すなどのために使用される。
【００４５】
ハウジング４４内には、図２に示すＸ、ＹおよびＺの３軸方向（すなわち左右方向、上下方向および前後方向）の加速度を検出する加速度センサ８４（図１１）が設けられる。なお、加速度センサ８４としては、ハウジング４４の形状または第１コントローラ３４の持たせ方の限定等に応じて、上下方向、左右方向および前後方向のうちいずれか２方向の加速度を検出する２軸加速度センサが用いられてもよい。場合によっては１軸加速度センサが用いられてもよい。
【００４６】
ハウジング４４の前面には光入射口４４ｂが形成され、ハウジング４４内には撮像情報演算部５０がさらに設けられる。撮像情報演算部５０は、赤外線を撮像するカメラと撮像対象の画像内での座標を算出する演算部とによって構成され、上述のマーカ３０ａおよび３０ｂを含む被写界を赤外線で捉えて、マーカ３０ａおよび３０ｂの被写界内における位置座標を算出する。
【００４７】
また、ハウジング４４の後面には、上述のコネクタ４２が設けられている。コネクタ４２は、第１コントローラ３４に他の機器を接続するために利用される。この実施例では、コネクタ４２には第２コントローラ３６のコネクタ４０またはジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０６が接続される。
【００４８】
ハウジング４４の後面にはまた、コネクタ４２を左右（Ｘ軸方向）に挟んで対向する位置に、一対の孔４８ａおよび４８ｂが形成されている。この一対の孔４８ａおよび４８ｂは、ジャイロセンサユニット１００をハウジング４４の後面に固定するためのフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ（図６（Ａ））が挿入される。ハウジング４４の後面にはさらに、ストラップ５６（図５）を装着するための孔４８ｃも形成されている。
【００４９】
図３にはヌンチャクまたは第２コントローラ３６の本体の外観の一例が示される。図３（Ａ）は、第２コントローラ３６を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は、第２コントローラ３６を下面前方から見た斜視図である。なお、図３では、第２コントローラ３６のケーブル３８は省略されている。
【００５０】
第２コントローラ３６は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング５２を有している。ハウジング５２は、平面視では、前後方向（Ｚ軸方向）に略細長い楕円形状を有し、後端側の左右方向（Ｘ軸方向）の幅が先端側のそれよりも狭くされている。また、ハウジング５２は、側面視では、全体として湾曲した形状を有しており、先端側の水平部分から後端側に向かって下がるように湾曲している。ハウジング５２は、第１コントローラ３４と同様に、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさであるが、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、第１コントローラ３４のハウジング４４よりもやや短くされている。この第２コントローラ３６でも、プレイヤは、ボタンやスティックを操作することと、コントローラ自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５１】
ハウジング５２の上面の先端側には、アナログジョイスティック５４ａが設けられる。ハウジング５２の先端には、後方にやや傾斜する先端面が設けられており、この先端面には、上下方向（図３に示すＹ軸方向）に並べて、Ｃボタン５４bおよびＺボタン５４ｃが設けられる。アナログジョイスティック５４ａおよび各ボタン５４ｂ，５４ｃには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。
第２コントローラ３６に設けられるアナログジョイスティック５４ａおよび各ボタン５４ｂ，５４ｃは、包括的に参照符号８８を用いて示されることもある。
【００５２】
また、第２コントローラ３６のハウジング５２内には加速度センサ８６（図１１）が設けられている。この加速度センサ８６としては、第１コントローラ３４の加速度センサ８４と同様の加速度センサが適用される。具体的には、この実施例では３軸加速度センサが適用され、第２コントローラ３６の上下方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）の３軸方向のそれぞれで加速度を検知する。したがって、第１コントローラ３４の場合と同様に、検出された加速度に適宜な演算処理を施すことによって、第２コントローラ３６の傾きや回転、重力方向に対する加速度センサ８６の姿勢などを算出することができる。また、振り等によって第１コントローラ３４に加えられた動きについても同様に算出することができる。
【００５３】
図４には第２コントローラ３６のコネクタ４０の外観の一例が示される。図４は、コネクタ４０を下面前方から見た斜視図である。なお、ここでもケーブル３８は省略されている。コネクタ４０は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１２２を有する。ハウジング１２２の下面にはフック１２４が設けられている。このフック１２４は、本来的には、図５に示すように、コネクタ４０を第１コントローラ３４（のコネクタ４２）と直に接続した場合に、第１コントローラ３４に装着されたストラップ５６のひもを掛け止めるためのものである。
【００５４】
図６にはジャイロセンサユニット１００の外観の一例が示される。図６（Ａ）は、ジャイロセンサユニット１００を上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）は、ジャイロセンサユニット１００を下面後方から見た斜視図である。
【００５５】
ジャイロセンサユニット１００は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１１０を有している。ハウジング１１０は、略直方体形状を有しており、その長さは第１コントローラ３４のハウジング４４の長さのおよそ１／５、その幅および厚みはハウジング４４の幅および厚みとほぼ同じである。プレイヤは、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でも、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５６】
ハウジング１１０の前面および後面には上述のコネクタ１０６および１０８が、ハウジング１１０の両側面には一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂが、そしてハウジング１１０の下面にはロックスイッチ１１４が、それぞれ設けられている。ハウジング１１０の前面下端から下面先端にかけては、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でストラップ５６用の孔４８ｃが露見するように（図８）、略球面状の凹部１１０ａが設けられている。
【００５７】
ハウジング１１０の前面にはまた、コネクタ１０６を挟んで横方向（Ｘ軸方向）に対向する位置に、一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂとそれぞれ連繋する一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂが設けられている。ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に装着するべく、コネクタ１０６をコネクタ４２に接続すると、一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂはハウジング４４後面の一対の孔４８ａおよび４８ｂ（図２（Ａ））に挿入され、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂの爪がハウジング４４の内壁に引っ掛かる。これによって、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に固定される。
【００５８】
こうして第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００が図８に示される。この状態で一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押せば、爪の引っ掛かりは解け、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４から取り外せるようになる。
【００５９】
ロックスイッチ１１４は、このようなリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにロックをかけるためのスライドスイッチである。リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂは、ロックスイッチ１１４が第１位置（たとえば後ろ寄り）にあるとき押下不能（ロック状態）であり、ロックスイッチ１１４が第２位置（たとえば前寄り）にあるとき押下可能（解除状態）である。ハウジング１１０内には、ロックバネ１１８ａおよび１１８ｂ（図７）が設けられ、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押下すると反発するように構成され、押下されていないときは爪が引っ掛かった状態を維持するように構成されている。このため、ジャイロセンサユニット１００を取り外すには、ユーザは、ロックスイッチ１１４を第１位置から第２位置にスライドさせたうえで、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押す必要がある。
【００６０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に装着されるため、ゲーム操作中にジャイロセンサユニット１００に加わる遠心力は専ら、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に押し付けるように作用する。また、ジャイロセンサユニット１００をフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂで第１コントローラ３４の後面に固定する一方、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂを開放するためリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにはロックスイッチ１１４を設けたため、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に固定することができる。
【００６１】
ハウジング１１０の後面にはまた、コネクタ１０８に装着されるコネクタカバー１１６を収納可能な凹部１１０ｂが、このコネクタ１０８の周囲に形成される。コネクタカバー１１６は、その主面の一方端部に、前後（Ｚ軸方向）に長細い薄手の（すなわち曲折容易な）突起１１６ａを有する。この突起１１６ａの先端部分がハウジング１１０と係合されており、コネクタカバー１１６は、コネクタ１０８から取り外された状態でもハウジング１１０に係留される。
【００６２】
コネクタカバー１１６はまた、その主面の他方端部に、左右（Ｘ軸方向）に長細い厚手の（すなわち曲折困難な）突起１１６ｂを有する。突起１１６ｂの厚み（Ｚ軸方向の高さ）は、第２コントローラ３６のコネクタ４０に設けられたフック１２４（図４）の厚み（Ｙ軸方向の高さ）とほぼ同じである。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を介して第２コントローラ３６が接続された場合、コネクタカバー１１６は、図９に示すように、その主面が水平となって、突起１１６ｂがフック１２４の側面と係合される。コネクタ１０８から取り外されたコネクタカバー１１６をこうしてコネクタ４０と一体化することで、操作性や見た目が改善されるだけでなく、コネクタ４０をジャイロセンサユニット１００に固定することができる。
【００６３】
図７にはジャイロセンサユニット１００の構成の一例が示される。ジャイロセンサユニット１００は、上述したハウジング１１０、コネクタ１０６および１０８、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂ、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ、ロックスイッチ１１４、コネクタカバー１１６ならびにロックバネ１１８ａおよび１１８ｂに加え、ジャイロ基板１２０および支持部材１２２を備える。ジャイロ基板１２０はコネクタ１０６および１０８の各々と信号線で接続され、支持部材１２２はジャイロ基板１２０ならびにコネクタ１０６および１０８を支持する。
【００６４】
ジャイロ基板１２０にはジャイロセンサ１０４が設けられる。ジャイロセンサ１０４は、１軸のジャイロセンサ１０４ａおよび２軸のジャイロセンサ１０４ｂの２チップで構成される。ジャイロセンサ１０４ａはヨー角に関する角速度（Ｙ軸周りの角速度）を検出するためのものであり、ジャイロセンサ１０４ｂはロール角およびピッチ角に関する２つの角速度（Ｚ軸周りの角速度およびＸ軸周りの角速度）を検出するためのものである。ジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａに水平に並べて設けられる。
【００６５】
なお、ジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂの配置は、図７に示されたものに限らない。他の実施例では、ジャイロセンサ１０４ａは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの一方に水平に設けられ、ジャイロセンサ１０４ｂは、ジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの他方に水平に、ジャイロ基板１２０を挟んでジャイロセンサ１０４ａと対向するように設けられる。その他の実施例では、ジャイロセンサ１０４ａはジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの一方に垂直に設けられ、ジャイロセンサ１０４ｂはジャイロ基板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの他方に水平に設けられる。
【００６６】
また、ジャイロセンサ１０４は、２チップ構成とは限らず、３個の１軸ジャイロセンサ（３チップ）で構成してもよく、１個の３軸ジャイロセンサ（１チップ）で構成してもよい。いずれの場合も、上述の３つの角速度を適正に検出できるように、各チップの位置や向きが決定される。さらにまた、場合によっては、ジャイロセンサ１０４は、１個の２軸ジャイロセンサで構成しても、２個または１個の１軸ジャイロセンサで構成してもよい。
【００６７】
なお、図２に示した第１コントローラ３４、図３および図４に示した第２コントローラ３６、および図６に示したジャイロセンサユニット１００の形状や、ボタン（スイッチまたはスティック等）の形状、数および設置位置等は単なる一例に過ぎず、他の形状、数および設置位置等に適宜変更され得る。
【００６８】
なお、センサは、好ましい実施例ではジャイロセンサ（角速度センサ）であるが、たとえば加速度センサ、速度センサ、変位センサ、回転角センサなど、他のモーションセンサでもよい。モーションセンサ以外にも、傾斜センサ、イメージセンサ、光センサ、圧力センサ、磁気センサ、温度センサなどがあり、いずれのセンサを追加する場合でも、センサの検出対象を利用した操作が可能となる。いずれのセンサを用いた場合でも、従来操作装置に接続されていた他の装置をそのまま使用しながら、操作装置に当該センサを追加することができる。
【００６９】
また、コントローラ１４の電源は、第１コントローラ３４内に取替可能に収容されるバッテリ（図示せず）によって与えられる。第２コントローラ３６には、コネクタ４０およびケーブル３８を介してこの電源が供給される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続されている場合、ジャイロセンサユニット１００にはコネクタ４２および１０６を介してこの電源が供給される。さらにジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていれば、第１コントローラ３４からジャイロセンサユニット１００に供給された電源の一部は、コネクタ１０８、コネクタ４０およびケーブル３８を介して第２コントローラ３６にも与えられる。
【００７０】
図１０は図１実施例のビデオゲームシステム１０の電気的な構成を示すブロック図である。図示は省略するが、ハウジング１４内の各コンポーネントは、プリント基板に実装される。図２に示すように、ゲーム装置１２には、ＣＰＵ６０が設けられ、ゲームプロセッサとして機能する。また、ＣＰＵ６０には、システムＬＳＩ６２が接続される。このシステムＬＳＩ６２には、外部メインメモリ６６、ＲＯＭ／ＲＴＣ６８、ディスクドライブ７４およびＡＶ ＩＣ７６が接続される。
【００７１】
外部メインメモリ６６は、ゲームプログラム等のプログラムを記憶したり、各種データを記憶したりして、ＣＰＵ６０のワーク領域やバッファ領域として用いられる。ＲＯＭ／ＲＴＣ６８は、いわゆるブートＲＯＭであり、ゲーム装置１２の起動用のプログラムが組み込まれるとともに、時間をカウントする時計回路が設けられる。ディスクドライブ７４は、光ディスク１８からプログラム，画像データや音声データ等を読み出し、ＣＰＵ６０の制御の下で、後述する内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６に書き込む。
【００７２】
システムＬＳＩ６２には、入出力プロセッサ６２ａ、ＧＰＵ(GraphicsProcessor Unit)６２ｂ，ＤＳＰ(Digital Signal Processor)６２ｃ，ＶＲＡＭ６２ｄおよび内部メインメモリ６２ｅが設けられ、図示は省略するが、これらは内部バスによって互いに接続される。入出力プロセッサ（Ｉ／Ｏプロセッサ）６２ａは、データの送受信を実行したり、データのダウンロードを実行したりする。データの送受信やダウンロードについては後述する。
【００７３】
ＧＰＵ６２ｂは、描画手段の一部を形成し、ＣＰＵ６０からのグラフィクスコマンド(作画命令)を受け、そのコマンドに従ってゲーム画像データを生成する。ただし、ＣＰＵ６０は、グラフィクスコマンドに加えて、ゲーム画像データの生成に必要な画像生成プログラムをＧＰＵ６２ｂに与える。
【００７４】
図示は省略するが、上述したように、ＧＰＵ６２ｂにはＶＲＡＭ６２ｄが接続される。ＧＰＵ６２ｂが作画コマンドを実行するにあたって必要なデータ（画像データ：ポリゴンデータやテクスチャデータなどのデータ）は、ＧＰＵ６２ｂがＶＲＡＭ６２ｄにアクセスして取得する。ただし、ＣＰＵ６０は、描画に必要な画像データを、ＧＰＵ６２ｂを介してＶＲＡＭ６２ｄに書き込む。ＧＰＵ６２ｂは、ＶＲＡＭ６２ｄにアクセスして描画のためのゲーム画像データを作成する。
【００７５】
なお、この実施例では、ＧＰＵ６２ｂがゲーム画像データを生成する場合について説明するが、ゲームアプリケーション以外の任意のアプリケーションを実行する場合には、ＧＰＵ６２ｂは当該任意のアプリケーションについての画像データを生成する。
【００７６】
また、ＤＳＰ６２ｃは、オーディオプロセッサとして機能し、内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６に記憶されるサウンドデータや音波形（音色）データを用いて、スピーカ２８から出力する音、音声或いは音楽に対応するオーディオデータを生成する。
【００７７】
上述のように生成されたゲーム画像データおよびオーディオデータは、ＡＶ ＩＣ７６によって読み出され、ＡＶコネクタ７８を介してモニタ２６およびスピーカ２８に出力される。したがって、ゲーム画面がモニタ２６に表示され、ゲームに必要な音（音楽）がスピーカ２８から出力される。
【００７８】
また、入出力プロセッサ６２ａには、フラッシュメモリ６４、無線通信モジュール７０および無線コントローラモジュール７２が接続されるとともに、拡張コネクタ８０およびメモリカード用コネクタ８２が接続される。また、無線通信モジュール７０にはアンテナ７０ａが接続され、無線コントローラモジュール７２にはアンテナ７２ａが接続される。
【００７９】
図示は省略するが、入出力プロセッサ６２ａは、無線通信モジュール７０を介して、ネットワークに接続される他のゲーム装置や各種サーバと通信することができる。ただし、ネットワークを介さずに、直接的に他のゲーム装置と通信することもできる。入出力プロセッサ６２ａは、定期的にフラッシュメモリ６４にアクセスし、ネットワークへ送信する必要があるデータ（「送信データ」とする）の有無を検出し、当該送信データが有る場合には、無線通信モジュール７０およびアンテナ７０ａを介してネットワークに送信する。また、入出力プロセッサ６２ａは、他のゲーム装置から送信されるデータ（「受信データ」とする）を、ネットワーク、アンテナ７０ａおよび無線通信モジュール７０を介して受信し、当該受信データをフラッシュメモリ６４に記憶する。ただし、受信データが一定の条件を満たさない場合には、当該受信データはそのまま破棄される。さらに、入出力プロセッサ６２ａは、ダウンロードサーバからダウンロードしたデータ（ダウンロードデータとする）をネットワーク、アンテナ７０ａおよび無線通信モジュール７０を介して受信し、そのダウンロードデータをフラッシュメモリ６４に記憶する。
【００８０】
また、入出力プロセッサ６２ａは、コントローラ３４から送信される入力データをアンテナ７２ａおよび無線コントローラモジュール７２を介して受信し、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に記憶（一時記憶）する。入力データは、ＣＰＵ６０の処理（たとえば、ゲーム処理）によって利用された後、バッファ領域から消去される。
【００８１】
なお、この実施例では、上述したように、無線コントローラモジュール７２は、Bluetooth規格に従ってコントローラ３４との間で通信を行う。このため、コントローラ１４からデータを取得するだけでなく、ゲーム装置１２からコントローラ１４に所定の命令を送信し、コントローラ１４の動作をゲーム装置１２から制御することもできる。
【００８２】
さらに、入出力プロセッサ６２ａには、拡張コネクタ８０およびメモリカード用コネクタ８２が接続される。拡張コネクタ８０は、ＵＳＢやＳＣＳＩのようなインタフェースのためのコネクタであり、外部記憶媒体のようなメディアを接続したり、コントローラ３４とは異なる他のコントローラのような周辺機器を接続したりすることができる。また、拡張コネクタ８０に有線ＬＡＮアダプタを接続し、無線通信モジュール７０に代えて当該有線ＬＡＮを利用することもできる。メモリカード用コネクタ８２には、メモリカードのような外部記憶媒体を接続することができる。したがって、たとえば、入出力プロセッサ６２ａは、拡張コネクタ８０やメモリカード用コネクタ８２を介して、外部記憶媒体にアクセスし、データを保存したり、データを読み出したりすることができる。
【００８３】
詳細な説明は省略するが、電源ボタンがオンされると、システムＬＳＩ６２には、ゲーム装置１２の各コンポーネントに図示しないＡＣアダプタを経て電源が供給され、通常の通電状態となるモード（「通常モード」と呼ぶこととする）が設定される。一方、電源ボタンがオフされると、システムＬＳＩ６２には、ゲーム装置１２の一部のコンポーネントのみに電源が供給され、消費電力を必要最低限に抑えるモード（以下、「スタンバイモード」という）が設定される。
【００８４】
この実施例では、スタンバイモードが設定された場合には、システムＬＳＩ６２は、入出力プロセッサ６２ａ、フラッシュメモリ６４、外部メインメモリ６６、ＲＯＭ／ＲＴＣ６８および無線通信モジュール７０、無線コントローラモジュール７２以外のコンポーネントに対して、電源供給を停止する指示を行う。したがって、この実施例では、スタンバイモードにおいて、ＣＰＵ６０がアプリケーションを実行することはない。
【００８５】
なお、システムＬＳＩ６２には、スタンバイモードにおいても電源が供給されるが、ＧＰＵ６２ｂ、ＤＳＰ６２ｃおよびＶＲＡＭ６２ｄへのクロックの供給を停止することにより、これらを駆動しないようにして、消費電力を低減するようにしてある。
【００８６】
また、図示は省略するが、ゲーム装置１２のハウジング１４内部には、ＣＰＵ６０やシステムＬＳＩ６２などのＩＣの熱を外部に排出するためのファンが設けられる。スタンバイモードでは、このファンも停止される。
【００８７】
ただし、スタンバイモードを利用したくない場合には、スタンバイモードを利用しない設定にしておくことにより、電源ボタンがオフされたときに、すべての回路コンポーネントへの電源供給が完全に停止される。
【００８８】
また、通常モードとスタンバイモードとの切り替えは、コントローラ３４の電源スイッチ８０ｉのオン／オフの切り替えによって、遠隔操作によって行うことが可能である。当該遠隔操作を行わない場合には、スタンバイモードにおいて無線コントローラモジュール７２ａへの電源供給を行わない設定にしてもよい。
【００８９】
リセットボタンもまた、システムＬＳＩ６２に接続される。リセットボタンが押されると、システムＬＳＩ６２は、ゲーム装置１２の起動プログラムを再起動する。イジェクトボタンは、ディスクドライブ７４に接続される。イジェクトボタンが押されると、ディスクドライブ７４から光ディスク２２が排出される。
【００９０】
図１１には、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とがジャイロセンサユニット１００を介して接続されたときのコントローラ１４全体の電気的構成の一例が示される。
【００９１】
第１コントローラ３４は、その内部に通信部８８を備え、通信部８８には、操作部４６、撮像情報演算部５０、加速度センサ８４およびコネクタ４２が接続される。操作部４６は、上述の操作ボタンないし操作スイッチ４６ａ‐４６ｉを示す。操作部４６が操作されると、その操作を示すデータが通信部８８に出力される。撮像情報演算部５０からは、マーカ３０ａおよび３０ｂの被写界内における位置座標を示すデータが通信部８８に出力される。
【００９２】
さらに、上述したように、コントローラ３４には、撮像情報演算部５０が設けられる。この撮像情報演算部５０は、赤外線フィルタ５０ａ、レンズ５０ｂ、撮像素子５０ｃおよび画像処理回路５０ｄによって構成される。赤外線フィルタ５０ａは、コントローラ３４の前方から入射する光から赤外線のみを通過させる。上述したように、モニタ２６の表示画面近傍（周辺）に配置されるマーカ３０ａおよび３０ｂは、モニタ２６の前方に向かって赤外光を出力する赤外ＬＥＤである。したがって、赤外線フィルタ５０ａを設けることによってマーカ３０ａおよび３０ｂの画像をより正確に撮像することができる。レンズ５０ｂは、赤外線フィルタ５０ａを透過した赤外線を集光して撮像素子５０ｃへ出射する。撮像素子５０ｃは、たとえばＣＭＯＳセンサあるいはＣＣＤのような固体撮像素子であり、レンズ５０ｂによって集光された赤外線を撮像する。したがって、撮像素子５０ｃは、赤外線フィルタ５０ａを通過した赤外線だけを撮像して画像データを生成する。以下では、撮像素子５０ｃによって撮像された画像を撮像画像と呼ぶ。撮像素子５０ｃによって生成された画像データは、画像処理回路５０ｄで処理される。画像処理回路５０ｄは、撮像画像内における撮像対象（マーカ３０ａおよび３０ｂ）の位置を算出し、第４所定時間毎に、当該位置を示す各座標値を撮像データ（後述するマーカ座標データ）としてプロセッサ７０に出力する。なお、画像処理回路５０ｄにおける処理については後述する。
【００９３】
図１２は、コントローラ３４を用いてゲームプレイするときの状態を概説する図解図である。ただし、ゲームプレイのみならず、他のアプリケーションを実行したり、ＤＶＤを再生したりする場合も同様である。図１２に示すように、ビデオゲームシステム１０でコントローラ３４を用いてゲームをプレイする際、プレイヤは、一方の手でコントローラ３４を把持する。厳密に言うと、プレイヤは、コントローラ３４の先端面（撮像情報演算部５０が撮像する光の入射口４４ｂ側）がマーカ３０ａおよび３０ｂの方を向く状態でコントローラ３４を把持する。ただし、図１からも分かるように、マーカ３０ａおよび３０ｂは、モニタ２６の画面の横方向と平行に配置されている。この状態で、プレイヤは、コントローラ３４が指示する画面上の位置を変更したり、コントローラ３４と各マーカ３０ａおよび３０ｂとの距離を変更したりすることによってゲーム操作を行う。
【００９４】
なお、図１２では分かり難いが、上述したジャイロユニット１００がコントローラ３４に接続される場合も同様である。
【００９５】
図１３は、マーカ３０ａおよび３０ｂと、コントローラ３４との視野角を説明するための図である。図１３に示すように、マーカ３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、視野角θ１の範囲で赤外光を放射する。また、撮像情報演算部５０の撮像素子５０ｃは、コントローラ３４の視線方向を中心とした視野角θ２の範囲で入射する光を受光することができる。たとえば、マーカ３０ａおよび３０ｂの視野角θ１は、共に３４°（半値角）であり、一方、撮像素子５０ｃの視野角θ２は４１°である。プレイヤは、撮像素子５０ｃが２つのマーカ３０ａおよび３０ｂからの赤外光を受光することが可能な位置および向きとなるように、コントローラ３４を把持する。具体的には、撮像素子５０ｃの視野角θ２の中にマーカ３０ａおよび３０ｂの少なくとも一方が存在し、かつ、マーカ３０ａまたは３０ｂの少なくとも一方の視野角θ１の中にコントローラ３４が存在する状態となるように、プレイヤはコントローラ３４を把持する。この状態にあるとき、コントローラ３４は、マーカ３０ａおよび３０ｂの少なくとも一方を検知することができる。プレイヤは、この状態を満たす範囲でコントローラ３４の位置および向きを変化させることによってゲーム操作を行うことができる。
【００９６】
なお、コントローラ３４の位置および向きがこの範囲外となった場合、コントローラ３４の位置および向きに基づいたゲーム操作を行うことができなくなる。以下では、上記範囲を「操作可能範囲」と呼ぶ。
【００９７】
操作可能範囲内でコントローラ３４が把持される場合、撮像情報演算部５０によって各マーカ３０ａおよび３０ｂの画像が撮像される。すなわち、撮像素子５０ｃによって得られる撮像画像には、撮像対象である各マーカ３０ａおよび３０ｂの画像（対象画像）が含まれる。図１４は、対象画像を含む撮像画像の一例を示す図である。対象画像を含む撮像画像の画像データを用いて、画像処理回路５０ｄは、各マーカ３０ａおよび３０ｂの撮像画像における位置を表す座標（マーカ座標）を算出する。
【００９８】
撮像画像の画像データにおいて対象画像は高輝度部分として現れるため、画像処理回路５０ｄは、まず、この高輝度部分を対象画像の候補として検出する。次に、画像処理回路５０ｄは、検出された高輝度部分の大きさに基づいて、その高輝度部分が対象画像であるか否かを判定する。撮像画像には、対象画像である２つのマーカ３０ａおよび３０ｂに対応する画像３０ａ’および３０ｂ’のみならず、窓からの太陽光や部屋の蛍光灯の光によって対象画像以外の画像が含まれていることがある。高輝度部分が対象画像であるか否かの判定処理は、対象画像である画像３０ａ’および３０ｂ’と、それ以外の画像とを区別し、対象画像を正確に検出するために実行される。具体的には、当該判定処理においては、検出された高輝度部分が、予め定められた所定範囲内の大きさであるか否かが判定される。そして、高輝度部分が所定範囲内の大きさである場合には、当該高輝度部分は対象画像を表すと判定される。逆に、高輝度部分が所定範囲内の大きさでない場合には、当該高輝度部分は対象画像以外の画像を表すと判定される。
【００９９】
さらに、上記の判定処理の結果、対象画像を表すと判定された高輝度部分について、画像処理回路５０ｄは当該高輝度部分の位置を算出する。具体的には、当該高輝度部分の重心位置を算出する。ここでは、当該重心位置の座標をマーカ座標と呼ぶ。また、重心位置は撮像素子５０ｃの解像度よりも詳細なスケールで算出することが可能である。ここでは、撮像素子５０ｃによって撮像された撮像画像の解像度が１２６×９６であるとし、重心位置は１０２４×７６８のスケールで算出されるものとする。つまり、マーカ座標は、（０，０）から（１０２４，７６８）までの整数値で表現される。
【０１００】
なお、撮像画像における位置は、撮像画像の左上を原点とし、下向きをＹ軸正方向とし、右向きをＸ軸正方向とする座標系（ＸＹ座標系）で表現されるものとする。
【０１０１】
また、対象画像が正しく検出される場合には、判定処理によって２つの高輝度部分が対象画像として判定されるので、２箇所のマーカ座標が算出される。画像処理回路５０ｄは、算出された２箇所のマーカ座標を示すデータを出力する。出力されたマーカ座標のデータ（マーカ座標データ）は、上述したように、プロセッサ７０によって入力データに含まれ、ゲーム装置１２に送信される。
【０１０２】
ゲーム装置１２（ＣＰＵ６０）は、受信した入力データからマーカ座標データを検出すると、このマーカ座標データに基づいて、モニタ２６の画面上におけるコントローラ３４の指示位置（指示座標）と、コントローラ３４からマーカ３０ａおよび３０ｂまでの各距離とを算出することができる。具体的には、２つのマーカ座標の中点の位置から、コントローラ３４の向いている位置すなわち指示位置が算出される。また、撮像画像における対象画像間の距離が、コントローラ３４と、マーカ３０ａおよび３０ｂとの距離に応じて変化するので、２つのマーカ座標間の距離を算出することによって、ゲーム装置１２はコントローラ３４と、マーカ３３０ａおよび３０ｂとの間の距離を把握できる。
【０１０３】
図１１に戻って、加速度センサ８４が検出した加速度を示すデータもまた、通信部８８へ出力される。加速度センサ８４は、たとえば最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期を有する。
【０１０４】
コネクタ４２には、ジャイロセンサユニットのコネクタ１０６が接続される。ジャイロセンサユニット１００は、その内部にマイコン１０２およびジャイロセンサ１０４を含む。ジャイロセンサ１０４は、上述のジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂを示しており、たとえば加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有する。マイコン１０２は、ジャイロセンサ１０４が検出した角速度を示すデータをコネクタ１０６およびコネクタ４２を介して通信部８８に出力する。
【０１０５】
ジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０８には、第２コントローラ３６から延びるケーブル３８のコネクタ４０が接続される。コネクタ４０には、第２コントローラ３６の操作部８８および加速度センサ８６が接続される。操作部８８は、上述のスティック５４ａおよび操作ボタン５４ｂ、５４ｃを示す。操作部８８が操作されると、その操作を示すデータがケーブル３８、コネクタ４０およびコネクタ４２を介してジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２に与えられる。マイコン１０２は、このデータをコネクタ１０６、コネクタ４２を介して通信部８８に出力する。また、加速度センサ８６も、加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有しており、これにより検出された加速度を示すデータもまた、マイコン１０２によって通信部８８に出力される。
【０１０６】
なお、上述した通信部８８への各出力は、たとえば１／２００秒周期で実行される。したがって、任意の１／２００秒間に、操作部４６からの操作データと、撮像情報演算部５０のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データと、ジャイロセンサ１０４からの角速度データと、操作部８８からの操作データと、加速度センサ８６からの加速度データとが、１回ずつ通信部８８に出力される。
【０１０７】
図１６には、図１１に示した全体構成のうちジャイロセンサユニット１００の要部構成が示される。上述のコネクタ４２、コネクタ１０６、コネクタ１０８およびコネクタ４０は、それぞれたとえば６ピンのコネクタであり、この６ピンの中に、コネクタ間の接続状態を示す変数“Attach”を制御するためのAttachピンが含まれている。Attachは、コネクタ間が切断されていることを示す“Ｌｏｗ”と、コネクタ間が接続されていることを示す“Ｈｉｇｈ”との間で変化する。以下では特に、コネクタ４２・コネクタ１０６間つまり第１コントローラ３４・ジャイロセンサユニット１００間のAttachを“Attach１”と呼び、コネクタ１０８・コネクタ４０間つまりジャイロセンサユニット１００・第２コントローラ３６間のAttachを“Attach２”と呼ぶ。
【０１０８】
Attach１は、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されていても、アプリケーションがジャイロ非対応型であり、かつジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていない場合には、このジャイロ非対応アプリからジャイロセンサユニット１００が見えなくなるように、ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２によって“Ｌｏｗ”に制御される（スタンバイモード：図１４参照）。スタンバイモードでは、ジャイロセンサ１０４への電源供給は停止され、ジャイロ機能は停止状態となる。マイコン１０２は専ら、Attach２に基づくモード切り替えと、ジャイロ対応アプリからの指示に基づく電源管理とを行う。
【０１０９】
上記６ピンのうち他の２つにはＩ２Ｃバスが割り当てられており、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４側のＩ２Ｃバスと第２コントローラ３６側のＩ２Ｃバスとを互いに接続／分離するためのバススイッチＳＷをさらに含む。バススイッチＳＷは、第２コントローラ３６がジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に接続された状態で、ジャイロ非対応アプリが実行されるときに、マイコン１０２によりオンされる。以降、第２コントローラ３６からのデータは、マイコン１０２を経由することなく、Ｉ２Ｃバスを通じて通信部８８に出力されるようになる（バイパスモード：図１４参照）。したがって、マイコン１０２は、スタンバイモードと同様、モード切り替えと電源管理とを行えばよく、消費電力が抑制される。また、ジャイロセンサユニット１００を装着したままでも、ジャイロ非対応アプリを実行できる。バススイッチＳＷがオフのときは、バスはマイコン１０２に接続され、第１コントローラ３４に出力するデータは、マイコン１０２によって制御される。
【０１１０】
バススイッチＳＷはまた、スタンバイモードでもオンされる。これによって、ジャイロ対応型のアプリケーションは、上述のようにAttach１が“Ｌｏｗ”に制御されていても、Ｉ２Ｃバスの特別なアドレスを参照することで、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されているかどうかを確認できる。
【０１１１】
なお、ジャイロセンサユニット１００には、上述した“スタンバイ”および“バイパス”に加え、“ジャイロ”および“ジャイロ＆第２コントローラ”の計４モードが準備されている。後の２つのモードでは、バススイッチＳＷはオフされる。
【０１１２】
ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２は、２種類のＡ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂを含んでおり、ジャイロセンサ１０４から出力される３軸周りの角速度信号は、これらＡ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂの各々に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路１０２ａでは、ジャイロセンサ１０４の検出範囲の全部（たとえば±３６０度／秒）を対象とする高角速度モードのＡ／Ｄ変換処理が実行され、Ａ／Ｄ変換回路１０２ｂでは、ジャイロセンサ１０４の検出範囲の一部（たとえば±９０度／秒）を対象とする低角速度モードのＡ／Ｄ変換処理が実行される。マイコン１０２は、これら２種類のＡ／Ｄ変換結果のいずれか一方を角速度データとして出力する。
【０１１３】
具体的には、Ａ／Ｄ変換回路１０２ａおよび１０２ｂからある時刻に対応する２種類の角速度データが出力されると、マイコン１０２は最初、このうち低角速度モードの角速度データについて、その値Ａが第１閾値Ｔｈ１から第２閾値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）までの範囲内にあるかどうか、すなわち条件“Ｔｈ１≦Ａ≦Ｔｈ２”が満足されるか否かを、軸毎に、つまりヨー、ロールおよびピッチの各々について判定する。次に、これら３つの判定結果に基づいて、低角速度モードおよび高角速度モードのいずれか１つを選択する。たとえば、３つの判定結果それぞれに関して、ＹＥＳであれば低角速度モードを選択し、ＮＯであれば高角速度モードを軸ごとに選択する。そして、軸ごとに選択されたモードに従う角速度データを、選択されたモードを示すモード情報と共にそれぞれ出力する。つまり、角速度に応じてデータの精度を変えることによって、同じデータ量であっても、低速のときにはより精度の高いデータを出力することができる。
【０１１４】
図１６には、ジャイロセンサユニット１００が取り扱うデータのフォーマットが示される。図１６（Ａ）はジャイロセンサユニット１００用データのフォーマットを示し、図１６（Ｂ）は第２コントローラ３６用データのフォーマットを示す。ジャイロセンサユニット１００用のデータは、ヨー角速度データ、ロール角速度データおよびピッチ角速度データと、ヨー角速度モード情報、ロール角速度モード情報およびピッチ角速度モード情報と、第２コネクタ接続情報と、ジャイロ・第２コントローラ識別情報とを含む。
【０１１５】
ただし、図１７に示すように、ｙ軸の回転がヨー角で表わされ、ｘ軸の回転がピッチ角で表わされ、そして、ｚ軸の回転がロール角で表わされるものとする。
【０１１６】
ヨー角速度データ、ロール角速度データおよびピッチ角速度データは、ジャイロセンサ１０４から出力されるヨー角速度信号、ロール角速度信号およびピッチ角速度信号をＡ／Ｄ変換して得られる、たとえば各１４ビットのデータである。ヨー角速度モード情報、ロール角速度モード情報およびピッチ角速度モード情報は、それぞれ対応する角速度データのモードを示す各１ビットの情報であり、高角速度モードに対応する“０”と、低角速度モードに対応する“１”との間で変化する。
【０１１７】
第２コントローラ接続情報は、コネクタ１０６に第２コントローラ３６が接続されているか否かを示す１ビットの情報であり、非接続を示す“０”と、接続を示す“１”との間で変化する。ジャイロ・第２コントローラ識別情報は、当該データがジャイロセンサユニット１００から出力されたデータであるか第２コントローラ３６から出力されたデータであるかを識別する１ビットの情報であり、ジャイロセンサユニット１００からのデータであることを示す“１”と、第２コントローラ３６からのデータであることを示す“０”との間で変化する。
【０１１８】
一方、第２コントローラ３６用のデータは、左右方向（Ｘ軸方向）のスティック操作および前後方向（Ｚ軸方向）のスティック操作をそれぞれ示すＸスティック操作データおよびＹスティック操作データと、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ示すＸ加速度データ、Ｙ加速度データおよびＺ加速度データと、ボタン操作データと、第２コネクタ接続情報と、ジャイロ・第２コントローラ識別情報とを含む。
【０１１９】
ジャイロセンサユニット１００は通信部８８に、図１６（ａ）のフォーマットに従うジャイロ用データと、図１６（Ｂ）のフォーマットに従う第２コントローラ用データとを、それぞれたとえば１／２００秒周期で交互に出力する。したがって、片方のフォーマットに関しては、１／１００秒周期で出力されることになるが、これはゲームの処理等で一般的な処理期間である１／６０秒周期よりも十分短いことから、データを交互に出力してもゲーム処理で両方のデータを１フレームで同時に利用することができる。
【０１２０】
図１１に示す通信部８８は、マイクロコンピュータ（マイコン）９０、メモリ９２、無線モジュール９４およびアンテナ９６を含む。マイコン９０は、処理の際にメモリ９２を記憶領域（作業領域やバッファ領域）として用いながら、無線モジュール９４を制御して、取得したデータをゲーム装置１２に送信したりゲーム装置１２からのデータを受信したりする。
【０１２１】
ジャイロセンサユニット１００から通信部８８に出力されたデータは、マイコン９０を経て一時的にメモリ９２に格納される。第１コントローラ３４内の操作部４６、撮像情報演算部５０および加速度センサ８４から通信部８８に出力されたデータもまた、メモリ９２に一時的に格納される。マイコン９０は、ゲーム装置１２への送信タイミングが到来すると、メモリ９２に格納されているデータをコントローラデータとして無線モジュール９４へ出力する。コントローラデータには、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）に示したジャイロ用データおよび／または第２コントローラ用データに加えて、第１コントローラ用データが含まれる。第１コントローラ用データには、加速度センサ８４の出力に基づくＸ加速度データ、Ｙ加速度データおよびＺ加速度データと、撮像情報演算部５０の出力に基づく位置座標データと、操作部または入力手段４６の出力に基づくボタン操作データ（キーデータ）とが含まれる。
【０１２２】
無線モジュール９４は、Bluetoothのような近距離無線通信技術を用いて、所定周波数の搬送波をコントローラデータで変調し、その微弱電波信号をアンテナ９６から放射する。つまり、コントローラデータは、無線モジュール９４で微弱電波信号に変調されて第１コントローラ３４から送信される。微弱電波信号はゲーム装置１２側のBluetooth通信ユニット７４で受信される。受信された微弱電波信号について復調や復号を行うことによって、ゲーム装置１２はコントローラデータを取得することができる。ゲーム装置１２のＣＰＵ６０は、コントローラ１４から取得したコントローラデータに基づいてゲーム処理を行う。なお、第１コントローラ３４とゲーム装置１２との無線通信は、無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【０１２３】
このゲームシステム１０では、ボタン操作だけでなく、コントローラ１４自体を動かすことによっても、ゲームなどのアプリケーションに対する入力を行うことができる。ゲームをプレイする際には、たとえば図１８に示すように、プレイヤは、その右手で第１コントローラ３４（具体的にはハウジング４４の把持部４４ａ：図２）を持ち、その左手で第２コントローラ３６を持つ。上述のように、第１コントローラ３４には３軸方向の加速度を検出する加速度センサ８４が内蔵され、第２コントローラ３６にも同様の加速度センサ８６が内蔵されている。第１コントローラ３４および第２コントローラ３６がそれぞれプレイヤによって動かされると、加速度センサ８４および加速度センサ８６によって、それぞれのコントローラ自身の動きを示す３軸方向の加速度値が検出される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されている場合には、第１コントローラ３４自身の動きを示す３軸周りの角速度値がさらに検出される。
【０１２４】
これらの検出値は、先述したコントローラデータの態様でゲーム装置１２に送信される。ゲーム装置１２（図１０）では、コントローラ１４からのコントローラデータは、入出力プロセッサ６２ａによってアンテナ７２ａおよび無線コントローラモジュール７２を介して受信され、受信されたコントローラデータは、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に書き込まれる。ＣＰＵ４４は、内部メインメモリ６２ｅまたは外部メインメモリ６６のバッファ領域に格納されたコントローラデータを読み出し、このコントローラデータから検出値つまりコントローラ１４によって検出された加速度および／または角速度の値を復元する。
【０１２５】
なお、角速度データには高角速度および低角速度の２つのモードがあるため、これら２つのモードにそれぞれ対応する２種類の角速度復元アルゴリズムが準備される。角速度データから角速度の値を復元するにあたっては、当該角速度データのモードに対応する角速度復元アルゴリズムが、角速度モード情報に基づいて選択される。
【０１２６】
ＣＰＵ６０はまた、このような復元処理と並行して、復元された加速度からコントローラ１４の速度を計算する処理を実行してもよい。さらに並行して、計算された速度からコントローラ１４の移動距離ないし位置を求めることもできる。一方、復元された角速度からは、コントローラ１４の回転角が求まる。なお、加速度を積算して速度を求めたり、角速度を積算して回転角を求めたりする際の初期値（積分定数）は、たとえば、撮像情報演算部５０のからの位置座標データに基づいて計算できる。位置座標データはまた、積算によって蓄積されていく誤差の修正にも用いることができる。
【０１２７】
ゲーム処理は、こうして求められた加速度、速度、移動距離、角速度および回転角などの変数に基づいて実行される。したがって、上記の処理は全てを行わなくともよく、ゲーム処理に必要な変数を適宜算出すればよい。なお、角速度や回転角も、原理的には加速度から計算し得るが、そのためには、ゲームプログラムに複雑なルーチンが必要で、ＣＰＵ６０にも重い処理負荷がかかる。ジャイロセンサユニット１００を利用することで、プログラム開発が容易になり、ＣＰＵ６０の処理負荷も軽減される。
【０１２８】
ところで、ゲームには、第１コントローラ３４しか利用しない１コントローラ用ゲームと、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６を利用する２コントローラ用ゲームとがあり、そして各ゲームは、ジャイロ対応およびジャイロ非対応のいずれかに分類される。メインコントローラである第１コントローラ３４は、いずれのゲームをプレイする場合にも使用できる。また、拡張コントローラである第２コントローラ３６は、２コントローラ用ゲームをプレイするときジャイロセンサユニット１００を介して、または直に第１コントローラ３４に接続され、１コントローラゲームをプレイするときには通常取り外される。
【０１２９】
一方、拡張センサないし拡張コントローラであるジャイロセンサユニット１００は、ジャイロ非対応ゲームをプレイする場合には不要であるが、わざわざ取り外さなくてもよい。このため、ジャイロセンサユニット１００は通常、第１コントローラ３４に装着したままにされ、第１コントローラ３４と一体で取り扱われる。第２コントローラ３６は、コネクタ４０の接続先がコネクタ４２からコネクタ１０８に変わる点を除けば、ジャイロセンサユニット１００が介在しない場合と同様に着脱される。
【０１３０】
図１９には、ジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２による制御がモード毎に記載したテーブルが示される。ジャイロセンサユニット１００に準備されているモードは、先述した“スタンバイ”、“バイパス”、“ジャイロ”および“ジャイロ＆第２コントローラ”の４種類であり、マイコン１０２の制御対象は、“ジャイロ機能”、“ジャイロ電源”、“バススイッチ”、“拡張コネクタ”、“Attach１”および“Ｉ２Ｃアドレス”の６項目に及ぶ。
【０１３１】
ジャイロ機能は、スタンバイおよびバイパスの各モードでは停止状態（No Active）に置かれる一方、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは起動状態（Active）に置かれる。ジャイロ電源つまりジャイロセンサ１０４への電源供給は、スタンバイおよびバイパスの各モードで停止（ＯＦＦ）され、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードではていし停止（ＯＮ）される。バススイッチＳＷは、スタンバイおよびバイパスの各モードで接続（Connect）され、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは切断（Disconnect）される。
【０１３２】
拡張コネクタつまりコネクタ１０８は、バイパスおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードで起動状態に置かれ、スタンバイおよびジャイロの各モードでは停止状態に置かれる。Ａｔｔａｃｈ１は、スタンバイモードで非接続状態を示す“Ｌｏｗ”に制御され、バイパス、ジャイロおよびジャイロ＆第２コントローラの各モードでは接続状態を示す“Ｈｉｇｈ”に制御される。Ｉ２Ｃアドレスに関しては、スタンバイおよびバイパスの各モードに限って、特別なアドレスが注目される。
【０１３３】
モード間の切り換えは、図２０に示す要領で行われる。図２０（Ａ）にはアプリケーションがジャイロ対応である場合の切り換え処理が、図２０（Ｂ）にはアプリケーションがジャイロ非対応である場合の切り換え処理が、それぞれ示される。図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に共通して、すなわちジャイロ対応アプリかジャイロ非対応アプリかによらず、ジャイロセンサユニット１００は、ジャイロセンサユニット１００自身が第１コントローラ３４に接続されるのに応答して起動し、初期モードであるスタンバイモードに入る。ここで第２コントローラ３６が接続されると、スタンバイモードからバイパスモードに移行し、その後に第２コントローラ３６が取り外されると、バイパスモードからスタンバイモードに復帰する。
【０１３４】
ここで、ジャイロ対応アプリは、必要に応じて角速度データを取得するべく、ジャイロセンサユニット１００に対して呼び出しおよびリセットをかける。上述のように、本実施例では、通信によってゲーム機からコントローラを制御することが可能であるので、アプリケーションによってジャイロセンサユニット１００を制御することが可能である。このため、図１９（Ａ）に示すように、ジャイロセンサユニット１００は、スタンバイモードでアプリケーションから呼び出しを受けるとジャイロモードに移行し、ジャイロモードでアプリケーションからリセットを受けるとスタンバイモードに復帰する。ジャイロセンサユニット１００はまた、ジャイロモードで第２コントローラ３６が接続されるとジャイロ＆第２コントローラモードに移行し、ジャイロ＆第２コントローラモードで第２コントローラ３６が取り外されるとジャイロモードに復帰する。ジャイロセンサユニット１００はさらにまた、ジャイロ＆第２コントローラモードでアプリケーションからリセットを受けるとバイパスモードに移行し、バイパスモードでアプリケーションから呼び出しを受けるとジャイロ＆第２コントローラモードに復帰する。
【０１３５】
一方、ジャイロ非対応アプリは、ジャイロセンサユニット１００に対して呼び出しやリセットといった働きかけを行う機能がない。このため、ジャイロ非対応アプリを実行する際には、図２０（Ｂ）に示すように、ジャイロセンサユニット１００のモードは、スタンバイモードおよびバイパスモードの間で切り換わるに止まる。
【０１３６】
ジャイロセンサユニット１００のこのようなモード切り替えは、マイコン１０２が、図１９に示したテーブルを参照して、実現するが、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。
【０１３７】
このようなゲームシステム１０を用いた仮想ゲームの一例を、図面を参照しながら説明することにする。まず、ゲームの概要について説明をする。図２１は、第１の実施例としてのゲームをプレイヤがプレイする様子を示した図である。第１の実施例は、プレイヤが、第１コントローラ３４と、第２コントローラ３６とを動かすことによってゲーム内の水上バイクを操作するゲームである。図２１に示すように、プレイヤは第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とを向かい合わせ、２つを一体となったハンドルであるかのように持つ。そして、水上バイクのゲーム開始後は、２つのコントローラをなるべく一直線上にしたまま、実際の水上バイクのハンドルのように傾ける。実際の水上バイクと同様に、２つのコントローラをプレイヤから見てロール方向に傾ければ機体が傾くとともに進行方向を左右へ曲げることができる。たとえば図２１に示すように、プレイヤが両コントローラを左に傾けた場合には、図２２（ａ）に示すように、ゲーム空間内の水上バイク（および水上バイクと一体となったプレイヤオブジェクト）ＰＯは左に姿勢を傾けつつ左に曲がる。また、プレイヤが両コントローラをピッチ方向へ傾ければ、機体の姿勢を前後に傾けることができる。たとえば、プレイヤが、上を向く方向に両コントローラを傾ければ、図２２（ｂ）に示すように、ゲーム空間内において、水上バイクＰＯは機体の前部分を浮き上がらせるような姿勢をとる。ただし、図２２（ｂ）はゲーム空間内の水上バイクＰＯを横から示したもので、実際のゲーム画面は図２２（ａ）のように水上バイクＰＯを後ろから見たものになる。
【０１３８】
また、たとえばＢボタン４６ｈをアクセルボタンとして、Ｂボタン４６ｈを押し続けている間は前進できるものとする。したがって、実際の水上バイクのハンドルに設けられたアクセルと同じような感覚でアクセル操作をすることができる。
【０１３９】
ところで、水上バイクではなく通常のバイクのハンドルであれば、右手で握る側のハンドルをピッチ方向へひねることによって加速を行うが、本実施例のゲームにおいても、右手のひねりで加速をすることもできる。具体的には、第１コントローラ３４がｚ軸を中心に回転された場合に、ゲーム内の水上バイクＰＯを加速させる。つまり、右手を本物のバイクのアクセルのようにひねることで加速することができる。本実施例においては、アクセル操作は、上述のＢボタン４６ｈの操作を基本とし、さらにひねりを加えることによって、一時的にボタン操作での上限の速度以上に加速できる。
【０１４０】
すなわち、プレイヤは実際の水上バイクに近い直感的なハンドル操作とアクセル操作ができる。そしてさらに実際のバイクのアクセル操作に近い操作で水上バイクＰＯをさらに加速させることもできる。プレイヤは加速のために常にコントローラをひねり続けなくともボタンによって速度の制御ができ、特に加速したいタイミングでひねりを加えることで、通常走行以上の速度を出すことができるようになっているので、常にひねらせることに比べてプレイヤの負担を軽減している。したがって、水上バイクではなく通常のバイクのゲーム等の別実施例において、よりリアルな操作をさせることを優先させる場合には、第１コントローラ３４の姿勢のみからアクセルの強さを決定するようにしてもよい。
【０１４１】
さらに、本実施例においては、第１コントローラ３４をプレイヤのヨー方向（第１コントローラのｙ軸回り、もしくは場合によりｘ軸回り）に回転させると、図２２（ｃ）に示すように水上バイクＰＯを横にスピンさせる演技を行うことができる。この操作に際しては、第１コントローラ３４を手元で回転させてもよいし、プレイヤ自身が２つのコントローラを持ったまま横に一回転してもよい。
【０１４２】
図２３および図２４において、上述のコントローラの姿勢に基づいた操作をより詳細に示す。図２３において、Ｍ１およびＭ２は、それぞれ第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢である。姿勢はたとえば、３次元の回転行列として表され、基準となる状態からどのような回転をした姿勢であるかを表す。基準となる状態は、たとえば第１コントローラ３４と第２コントローラ３６を向かい合わせて水平にした状態であって、図２３（ａ）に示すような状態である。それぞれの加速度センサの各軸方向を、それぞれ第１コントローラ３４に関するものをｘ１、ｘ１、ｚ１、第２コントローラ３６に関するものをｘ２、ｙ２、ｚ２として示すが、図２３（ａ）の基準状態において、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の軸方向が一致せずに向かい合うことになる。回転の算出は、加速度センサの座標系ではなくて、空間内に定められた座標系（図２３（ａ）に示すxyz）で表される回転として算出される。本実施例における座標系の設定の例として、座標系のｘ方向をプレイヤから見て右方向、つまり基準状態のｚ２方向とし、ｙ方向をプレイヤの上方向、つまり基準状態でのｙ１およびｙ２方向、ｚ方向をプレイヤから見て正面方向、つまり基準状態でのｘ１方向になるように定める。
【０１４３】
姿勢Ｍ１およびＭ２は、加速度に基づいて決定される。すなわち、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６からそれぞれ得られる加速度が重力加速度ｇ１およびｇ２であるとみなして、重力方向は鉛直下方向であるという前提から、コントローラの姿勢Ｍ１とＭ２を算出する。すなわち、加速度データｇ１およびｇ２がそれぞれの加速度センサの座標系における３次元のベクトルとして得られ、それらを空間座標系において鉛直下方向、ｙ軸負方向に向ければ、相対的にセンサの各軸が空間座標系で向いている方向が定められ、その姿勢が基準状態からどのような回転をしたものであるかを算出することで姿勢Ｍ１、Ｍ２も算出される。たとえば、図２３（ｂ）に示すように、第１コントローラ３４に加えられる加速度がｇ１’に変化した場合に、ｇ１’のベクトル方向を空間座標系でのｙ軸負方向へ向けた場合のｘ１、ｙ１、ｚ１の向きがｘ１’、ｙ１’、ｚ１’であるので、回転Ｍ１’を算出することができる。姿勢Ｍ１およびＭ２が算出された後、Ｍ１とＭ２を平均した姿勢Ｍｍを算出する。平均の姿勢Ｍｍが、ゲームでの水上バイクＰＯの制御に用いられる。平均の姿勢Ｍｍを制御に用いることで、誤入力等の影響を軽減できるだけでなく、片方のコントローラに並行して他の操作を行っても自然な入力になる。さらに、バイクのハンドルでは、左右のハンドルが一直線上でなく、ハの字状のように所定の角度をなしていたり、並行に近かったりするものもあるが、そのようなハンドルのような向きにプレイヤが２つのコントローラを把持したとしても、平均の姿勢は一直線上にハンドルを把持した場合と同じ姿勢になるので、プレイヤの持ち方のばらつきによる影響を軽減することができる。
【０１４４】
図２３において、３次元の回転とともに便宜上定めた特定のベクトルの向きがどのように変化するかを示し、各コントローラの回転と平均の回転がどのように変化するか説明する。ここでは第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢に対して、上述の基準状態においてコントローラの上方向を向く２つのベクトル（ここではそれぞれｙ１、ｙ２方向）の平均のベクトルをベクトルａｖｅとし、ａｖｅを参照して平均の姿勢Ｍｍの説明をする。基準状態である図２３（ａ）においては、平均ベクトルａｖｅは上向き、つまりｙ軸正方向である。そして、それぞれのコントローラの姿勢の変化により、それぞれのコントローラの上向きベクトルが図２３（ｂ）のｙ１’、ｙ２’となったとき、平均ベクトルは図２３（ｂ）のａｖｅ’となる。図２３（ｂ）においては、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の傾き方が異なっているが、平均ベクトルａｖｅ’の傾きはそれらの平均となる。そして、この平均ベクトルの姿勢に対応するように水上バイクＰＯの姿勢も決定されることになる。実際にはベクトルを算出しなくともよく、ａｖｅがａｖｅ’となるような回転Ｍｍ’自体を算出すればよい。水上バイクＰＯの姿勢は、基準状態での姿勢に回転Ｍｍ’を加えたものとなり、図２３（ｃ）に示すように、右に傾くことになる。水上バイクＰＯの姿勢は、単に基準状態での姿勢を回転させるのではなく、Ｍｍの値に対応して予め姿勢が定められていてもよい。そのようにすれば、傾きに応じて水上バイクＰＯ上でのプレイヤオブジェクトのポーズ等を詳細に設定することができる。
【０１４５】
次に、図２４を参照して、第１コントローラ３４の角速度に基づいた操作を説明する。まず、第１コントローラ３４にひねりを加えることによる水上バイクＰＯの加速操作について説明する。図２４（ａ）および（ｂ）は、図２３と同様にそれぞれ基準状態と操作後におけるコントローラの状態と、平均の回転を示したものであるが、ここではプレイヤの横方向、つまり図２３で空間に定義されたｘ方向に沿って見た図である。図２４（ａ）は、図２３（ａ）同様、基準状態を示す。そして、第１コントローラ３４を手前にひねる操作が加えられた状態を図２４（ｂ）に示す。つまり、第１コントローラ３４をバイクのアクセルに見立てて、水上バイクＰＯを加速させる操作が行われた状態である。このとき、ジャイロセンサ１０４によって第１コントローラ３４のｚ軸回り（本実施例では第１コントローラ３４を横向きに持っているのでピッチ方向の回転となる）に角速度Ｒｚが検出される。コントローラの姿勢は、第１コントローラ３４が大きく傾いた状態となるが、第２コントローラ３６は傾いていないので、平均の回転Ｍｍ’は少ししか傾かない回転となる。すなわち、水上バイクＰＯの姿勢を傾ける目的で第１コントローラ３４と第２コントローラ３６の両方を傾けた場合は傾けた分だけ水上バイクＰＯが傾くが、加速目的で第１コントローラ３４のみをひねった場合は、水上バイクＰＯの傾きは限定的なものとなり、不自然に傾いてしまうことが抑制される。水上バイクＰＯは図２４（ｃ）に示されるように少しだけ浮き上がるように傾き、それと共に角速度Ｒｚの入力に基づいてゲーム空間内で加速される。すなわち、加速と共に浮き上がるので、水上バイクの挙動としても違和感が無いものとなる。このように、第１コントローラ３４の回転を加速操作に用いても、姿勢の反映が軽減され、かつ、加速と共に浮き上がらせるので、コントローラの姿勢によるオブジェクトの姿勢制御と、コントローラの回転によるオブジェクトの加速とを同時に、かつ違和感無く実現することができる。
【０１４６】
また、第１コントローラ３４のｚ軸回りの角速度Ｒｚとは別に、プレイヤから見たヨー方向、つまり第１コントローラ３４のｙ軸回りの角速度が検出された場合についてさらに説明する。前述のように、第１コントローラ３４にヨー方向の回転を加えると、水上バイクＰＯに空中で横スピンする等の演技をさせることができる。つまり、第１コントローラ３４のｙ軸回りに角速度Ｒｙが検出された場合には、図２４（ｄ）に示すように水上バイクＰＯを横回転させる。加速度による姿勢算出には、ヨー方向の回転は影響しないので、プレイヤは姿勢制御とは独立してこの演技の入力を行うことができる。なお、横スピン指示のための入力は、ｙ軸回りの角速度に限らず、ｘ軸回りの角速度に基づいてもよい。すなわち、当該横スピンの入力は、プレイヤから見たヨー方向の回転であればよく、第１コントローラ３４が傾いているときにはそのような回転は第１コントローラのｘ軸回りの回転となるためである。第１コントローラ３４のｙ軸回りの角速度と、ｘ軸回りの角速度については、第１コントローラ３４の姿勢に応じていずれか一方を条件とするようにしてもよいし、常に両方を条件とするようにしてもよい。
【０１４７】
次に、本実施例のプログラム処理の流れについて、図２５−図２７を参照して詳細に説明する。図２５は、本実施例のプログラムの実行に用いられるデータのメモリマップである。これらのデータはゲーム装置１２の内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６に記憶される。また、内部メインメモリ６２ｅや外部メインメモリ６６には、プログラムも記憶されるが、図示を省略している。
【０１４８】
操作データ２０１は、コントローラ１４から送信されてくる操作データである。これらの中には、加速度センサ８４の出力に基づいた第１コントローラ３４の３軸加速度を示す第１加速度データ２０１ａ、加速度センサ８６の出力に基づいた第２コントローラ３６の３軸加速度を示す第２加速度データ２０１ｂ、ジャイロセンサ１０４の出力に基づいた第１コントローラ３４の３軸の角速度を示す角速度データ２０１ｃや、それぞれのボタン操作に基づいたボタンデータ２０１ｄ等が含まれる。
【０１４９】
制御データ２０２は、操作データ２０１に基づいて算出される、ゲームの制御のためのデータである。制御データ２０２には、第１姿勢データ２０２ａ、第２姿勢データ２０２ｂ、平均姿勢データ２０２ｃ等が含まれる。第１姿勢データ２０２ａは、第１加速度データ２０１ａに基づいて算出される第１コントローラ３４の姿勢であって、図２３や図２４のＭ１にあたる。第２姿勢データ２０２ｂは、第２加速度データ２０１ｂに基づいて算出される第２コントローラ３６の姿勢であって、図２３や図２４のＭ２にあたる。平均姿勢データ２０２ｃは、第１姿勢データ２０２ａ、第２姿勢データ２０２ｂの平均の姿勢であって、図２３や図２４のＭｍにあたる。これらの姿勢データは、本実施例においては３次元の回転行列で表されるが、姿勢が特定できれば他の形式のデータで表されてもよい。
【０１５０】
オブジェクトデータ２０３は、ゲーム内のオブジェクトのデータであって、プレイヤオブジェクト（本実施例においては水上バイクＰＯ）のゲーム空間内での姿勢を示すオブジェクト姿勢データ２０３ａ、プレイヤオブジェクトのゲーム空間内での速さや進行方向を示すオブジェクト速度データ２０３ｂ、プレイヤオブジェクトの状態、たとえばスピン中であるか否か等の状態を示すオブジェクト状態データ２０３ｃが少なくとも含まれる。なお、オブジェクトデータには、それ以外にも、オブジェクトの形状を示すモデルデータや、テクスチャ画像のデータ等も含まれるし、プレイヤオブジェクト以外に関するデータも含まれるが、ここでは図示を省略する。また、これら以外にも、ゲームに必要な音楽や画像のデータ等が適宜記憶されるが、ここでは省略している。
【０１５１】
図２６および図２７は、本実施例の水上バイクのゲームプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。このゲームプログラムは、ゲーム装置１２のＣＰＵ６０等において実行される。
【０１５２】
まず、ステップＳ１０１において、ゲームの開始処理が行われ、所定の初期化処理が行われる。
【０１５３】
次に、ステップＳ１０２では、コントローラ１４から送信されて随時メモリに記憶される操作データ２０１を読み出して操作データの取得を行う。
【０１５４】
次に、ステップＳ１０３において、取得された操作データ２０１の中の、第１加速度データ２０１ａおよび第２加速度データ２０１ｂに基づいて、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６の姿勢をそれぞれ算出する。これらの姿勢は前述の手法によって３次元の回転行列として算出され、第１姿勢データ２０２ａおよび第２姿勢データ２０２ｂとして記憶される。
【０１５５】
次に、ステップＳ１０４では、第１姿勢データ２０２ａと第２姿勢データ２０２ｂとの平均となる回転行列を算出し、平均姿勢データ２０２ｃとして記憶する。
【０１５６】
次に、ステップＳ１０５において、水上バイクＰＯがスピン中であるか否かが判定される。判定にはオブジェクト状態データ２０３ｃが参照され、スピン中である場合にはステップＳ１０７へ、否定の場合には、ステップＳ１０６へと進む。つまり、前述の横スピンの演技には数フレーム分の期間のアニメーションが行われるが、その間は水上バイクＰＯは決まった動きをするので姿勢や速度の制御をしないことになる。
【０１５７】
ステップＳ１０７では、スピン演技を続行するための処理が行われる。具体的には、スピンの動きを再生するために水上バイクＰＯの姿勢や位置を設定し、オブジェクト姿勢データ２０３ａやオブジェクト速度データ２０３ｂを更新する。ここで、スピン動作の最終フレームとなった場合には、オブジェクト状態データ２０３ｃが、スピン中でないことを示すデータに書き換えられる。
【０１５８】
ステップＳ１０５において否定の場合は走行のための処理が行われるので、まず、ステップＳ１０６において、平均姿勢データ２０２ｃから、水上バイクＰＯの姿勢を決定する。すなわち、平均姿勢データ２０２ｃの示す回転の分だけ基準状態から水上バイクを回転させ、回転の結果をオブジェクト姿勢データ２０３ａとして記憶する。もしくは予め平均姿勢データ２０２ｃの値に関連付けられた姿勢を読み出してオブジェクト姿勢データ２０３ａに設定する。
【０１５９】
次に、ステップＳ１０８において、水上バイクＰＯの姿勢に対応させて水上バイクＰＯの移動方向を決定する。つまり、姿勢が進行方向に対して左右に傾いているときには、傾きの度合いに応じてさらに傾いた方向に曲がるように、オブジェクト速度データ２０３ｂを更新する。オブジェクト速度データ２０３ｂには、水上バイクＰＯの移動方向と移動速度（１フレーム分の移動量）が設定される。移動方向と移動速度をたとえば３次元ベクトルで表す場合には、ステップＳ１０８においては設定された方向を示す単位ベクトルが記憶され、後述の処理においてベクトルの長さ、つまり速度が決定される。
【０１６０】
次に、ステップ１０９において、角速度データ２０１ｃを参照して、第１コントローラ３４がプレイヤから見たヨー方向に所定の回転をしたかが判定される。具体的には、ｙ軸回りおよび／またはｘ軸回りの角速度の値が所定の閾値以上であるかどうかが判定される。
【０１６１】
ステップＳ１０９で肯定の場合には、横スピンの演技が指示されたので、ステップＳ１１０において、スピンを開始する処理が行われる。具体的には、オブジェクト状態データ２０３ｃをスピン中を示すデータに更新し、横スピンの１フレーム目の動きを示すように水上バイクＰＯの姿勢や位置を設定する。
【０１６２】
ステップＳ１０９で否定の場合には、横スピンは行われないので、次に、ステップＳ１１１において、角速度データ２０１ｃを参照して、第１コントローラ３４のｘ軸回りに閾値以上の角速度があったか否かが判定される。これは、プレイヤによって第１コントローラ３４がひねられ、加速の指示が行われたかを判定するものである。
【０１６３】
ステップＳ１１１で判定が肯定の場合には、ステップＳ１１２において、水上バイクＰＯの速度が所定量増加するように加速され、オブジェクト速度データのベクトルの長さが更新され、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ１１１で判定が否定の場合には、ステップＳ１１２を経ずにステップＳ２０１へ進む。
【０１６４】
ステップＳ２０１では、ボタンデータ２０１ｄに基づいて、アクセルボタンが押されているか否かが判定される。アクセルボタンは例えばＢボタン４６ｈ等であって、当該ボタンが押されていれば肯定、押されていなければ否定となる。
【０１６５】
ステップＳ２０１で肯定の場合、ステップＳ２０２において、水上バイクＰＯの速度を所定量増加させ、ステップＳ１１１へと進む。ステップＳ１０９で否定の場合は、そのままステップＳ１１１へと進む。ここで、ステップＳ１１２とステップＳ２０２における水上バイクＰＯの加速に関して、ステップＳ１１２における加速の方が増加する速度が大きくなるよう設定すれば、第１コントローラ３４のひねりによるアクセルを特に加速したいときにのみ利用できるダッシュ指示として用いることができる。
【０１６６】
ステップＳ２０３では、オブジェクト速度データ２０３ｃのベクトルの長さを所定割合で減少させることによって、水上バイクＰＯの速度を、現在の速度から所定の割合だけ減少させる処理を行う。この速度の減少は、現実における水や空気の抵抗を表すもので、速度が高いほど減少する速度も大きくなる。このことによって、アクセルボタンを押し続けた場合には、ある程度速度が高くなった時点で加速量と減速量が釣り合って、一定の速度を維持するようになる。また、アクセルボタンを押し続けている状態で、第１コントローラ３４をひねることによってさらに加速した場合も、一時的に加速したのちに次第に一定の速度まで下がってくることになる。加速のための操作が行われなければ、水上バイクＰＯは自然に減速していって停止することになる。
【０１６７】
上記のステップＳ１１１からステップＳ２０３までの処理によって、水上バイクＰＯの移動方向と移動速度（単位時間あたりの移動量）とが算出されるので、これを３次元のベクトルとしてオブジェクト速度データ２０３ｂに記憶する。
【０１６８】
次に、ステップＳ２０４において、オブジェクト姿勢データ２０３ａによって示される姿勢およびオブジェクト速度データ２０３ｂによって移動された位置に、ゲーム空間内において水上バイクＰＯを配置する。
【０１６９】
次に、ステップＳ２０５において、水上バイクＰＯが常に画面に表示されるように、仮想カメラを水上バイクＰＯに追従させて移動させる。
【０１７０】
この他、水上バイクＰＯ以外のオブジェクトに関してもゲームのために適宜位置や姿勢の更新が行われ、ステップＳ２０６において表示処理が行われる。ステップＳ２０６では、仮想カメラ位置とポリゴンモデルの配置に基づいて２次元の画面を生成し、画面へ表示させる処理が行われるが、この処理はＣＰＵ６０に替えてＧＰＵ６２ｂが実行するようにするのが好ましい。
【０１７１】
ステップＳ２０７においては、ゲームをミスしたりクリアされたりするなど所定の条件に基づいて、ゲームを終了するか否かを判定する。終了する場合はゲーム処理を終了する。終了しない場合はステップＳ１０２に戻る。したがって、本実施例のゲーム処理は、ゲーム画面を表示するための１フレーム期間ごとに実行される。
【０１７２】
上述のゲーム処理によって、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６を動かすことによってゲーム空間内の水上バイクＰＯを移動させるゲームを実行することができる。コントローラの姿勢によって水上バイクＰＯの姿勢と進行方向を制御し、かつジャイロセンサからの角速度に基づいて水上バイクＰＯの加速や横スピンを行うことができるので、実際に水上バイクを操作しているような直感的な操作ができる。また、それぞれのコントローラの平均となる姿勢に基づいて姿勢と進行方向を制御するので、急激な入力によって水上バイクＰＯが不自然な挙動をすることを抑制でき、姿勢による方向制御とひねりによる加速制御を両立させることができる。
【０１７３】
本実施例は水上バイクのゲームであって、ゲーム空間内に波を発生させることができるので、水上バイクＰＯが乗り越える波の大きさによって水上バイクＰＯをジャンプさせるようにしてもよい。そして、水上バイクのピッチ方向の姿勢制御や、横スピンの演技等に関して、ジャンプ中の期間のみ受け付けるようにしてもよい。
【０１７４】
本実施例は、水上バイクのゲームの例であるが、同じような操作の仕方で、通常のバイクの操作を行うゲームにも適用可能であることは言うまでもない。また、それ以外にも様々なオブジェクトを操作するゲームに適用可能である。
【０１７５】
また、本実施例においては、ジャイロユニット１００が第１コントローラ３４のみに装着されたが、第２コントローラ３６にもジャイロが備えられるようにしてもよい。ジャイロセンサを２つ用いるようにすれば、さらに複雑な操作が可能となる。また、ジャイロセンサ１０４は、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６に内蔵される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１実施例に適用される第１コントローラ（リモコン)の外観を示す図解図であり、図２（Ａ）は第１コントローラを上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１コントローラを下面前方から見た斜視図である。
【図３】図３は図１実施例に適用される第２コントローラ（ヌンチャク）の本体の外観を示す図解図であり、図３（Ａ）は第２コントローラ本体を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は第１コントローラ本体を下面前方から見た斜視図である。
【図４】図４は第２コントローラのコネクタの外観を示す図解図である。
【図５】図５は第１コントローラに第２コントローラのコネクタを接続した状態で、第１コントローラに装着されたストラップのひもをコネクタのフックに掛け止めた様子を示す図解図である。
【図６】図６は図１実施例に適用されるジャイロセンサユニットの外観を示す図解図であり、図６（Ａ）はジャイロセンサユニットを上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）はジャイロセンサユニットを下面後方から見た斜視図である。
【図７】図７はジャイロセンサユニットの構成を示す図解図である。
【図８】図８は第１コントローラにジャイロセンサユニットを接続した状態を示す図解図である。
【図９】図９は第１コントローラにジャイロセンサユニット介して第２コントローラを接続した状態を示す図解図である。
【図１０】図１０は図１実施例の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は図１実施例に適用されるコントローラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は図１に示すジャイロユニットが接続されたコントローラを用いてゲームプレイするときの状態を概説するための図解図である。
【図１３】図１３は図１に示すマーカおよびコントローラの視野角を説明するための図解図である。
【図１４】図１４は対象画像を含む撮像画像の一例を示す図解図である。
【図１５】図１５は図１１のコントローラにおいて、第１コントローラおよび第２コントローラの間に介在するジャイロセンサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６はジャイロセンサユニットが取り扱うデータのフォーマットを示す図解図であり、図１６（Ａ）はジャイロ用データのフォーマットを示す図解図であり、図１６（Ｂ）は第２コントローラ用データのフォーマットを示す図解図である。
【図１７】図１７はジャイロセンサが検出できるヨー角、ピッチ角、ロール角を示す図解図である。
【図１８】図１８はコントローラを用いて実際にゲームをプレイするときにゲームプレイヤが第１コントローラおよび第２コントローラを持っている状態の一例を示す図解図である。
【図１９】図１９はジャイロセンサユニットのマイコンによる制御をモード毎に記載したテーブルを示す図解図である。
【図２０】図２０はジャイロセンサユニットに適用されるモード切り替えを示す図解図であり、図２０（Ａ）はアプリケーションがジャイロ対応型である場合のモード切り替えを示す図解図であり、図２０（Ｂ）はアプリケーションがジャイロ非対応型である場合のモード切り替えを示す図解図である。
【図２１】図２１は第１の実施例の水上バイクゲームをプレイヤがプレイする様子を表す図である。
【図２２】図２２は実施例の水上バイクゲームにおける、ゲーム空間内の水上スキーオブジェクトの各動作を説明する図である。
【図２３】図２３は実施例のゲームにおける、加速度に基づいたオブジェクトの姿勢制御手法を説明する図である。
【図２４】図２４は実施例のゲームにおける、角速度に基づいた操作を説明する図である。
【図２５】図２５は実施例のゲームで用いられるデータのメモリマップを示す図である。
【図２６】図２６は実施例のゲームの処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は実施例のゲームの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７７】
１０ …ゲームシステム
１２ …ゲーム装置
３４ …第１コントローラ（リモコン）
３６ …第２コントローラ（ヌンチャク）
６０ …ＣＰＵ
６２ …システムＬＳＩ
７０ …無線通信モジュール
８４，８６ …加速度センサ
１００ …ジャイロセンサユニット
１０４ …ジャイロセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理をゲーム装置のコンピュータに実行させるゲームプログラムであって、
前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得ステップと、
前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御ステップと、
前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御ステップとを、前記コンピュータに実行させるゲームプログラム。
【請求項２】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御するオブジェクト加速制御ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項３】
前記オブジェクト加速制御ステップは、前記所定軸回りの角速度の値が閾値を超えた場合に、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御する、請求項２記載のゲームプログラム。
【請求項４】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトを回転させるオブジェクト回転制御ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項５】
前記オブジェクト姿勢制御ステップは、
前記第１加速度データと、前記第２加速度データとに基づいて、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置の姿勢の平均となる平均姿勢を算出する平均姿勢算出ステップと、
前記平均姿勢算出ステップにおいて算出された前記平均姿勢に対応させて、前記ゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を算出するオブジェクト姿勢算出ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項６】
前記平均姿勢算出ステップは、
前記第１加速度データから、前記第１の入力装置の姿勢を算出する第１姿勢算出ステップと、
前記第２加速度データから、前記第２の入力装置の姿勢を算出する第２姿勢算出ステップと、
前記第１姿勢算出ステップおよび前記第２姿勢算出ステップにおいて算出された前記第１の入力装置の姿勢と前記第２の入力装置の姿勢と平均化する平均化ステップとを含む、請求項５記載のゲームプログラム。
【請求項７】
前記コンピュータにさらに、
前記オブジェクト姿勢制御ステップにおいて算出された姿勢に応じて前記オブジェクトの移動方向を設定するオブジェクト移動方向制御ステップを実行させる、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項８】
前記第１の入力装置および／または第２の入力装置は少なくとも１つの操作可能なボタンを備え、
前記データ取得ステップは、前記操作データに基づいて前記ボタンが操作されたことを示すボタン操作データを取得するボタンデータ取得ステップをさらに含み、
前記コンピュータにさらに、
前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向への前記オブジェクトの移動速度を、前記ボタン操作データに基づいて制御するオブジェクト速度制御ステップを実行させる、請求項７記載のゲームプロラム。
【請求項９】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向へ前記オブジェクトを加速させるオブジェクト加速制御ステップを含む、請求項８記載のゲームプログラム。
【請求項１０】
第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理を行うゲーム装置であって、
前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得手段と、
前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御手段と、
前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御手段とを備える、ゲーム装置。
【請求項１】
第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理をゲーム装置のコンピュータに実行させるゲームプログラムであって、
前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得ステップと、
前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御ステップと、
前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御ステップとを、前記コンピュータに実行させるゲームプログラム。
【請求項２】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御するオブジェクト加速制御ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項３】
前記オブジェクト加速制御ステップは、前記所定軸回りの角速度の値が閾値を超えた場合に、前記オブジェクトが前記ゲーム空間内で加速するよう前記オブジェクトの移動速度を制御する、請求項２記載のゲームプログラム。
【請求項４】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクトを回転させるオブジェクト回転制御ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項５】
前記オブジェクト姿勢制御ステップは、
前記第１加速度データと、前記第２加速度データとに基づいて、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置の姿勢の平均となる平均姿勢を算出する平均姿勢算出ステップと、
前記平均姿勢算出ステップにおいて算出された前記平均姿勢に対応させて、前記ゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を算出するオブジェクト姿勢算出ステップを含む、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項６】
前記平均姿勢算出ステップは、
前記第１加速度データから、前記第１の入力装置の姿勢を算出する第１姿勢算出ステップと、
前記第２加速度データから、前記第２の入力装置の姿勢を算出する第２姿勢算出ステップと、
前記第１姿勢算出ステップおよび前記第２姿勢算出ステップにおいて算出された前記第１の入力装置の姿勢と前記第２の入力装置の姿勢と平均化する平均化ステップとを含む、請求項５記載のゲームプログラム。
【請求項７】
前記コンピュータにさらに、
前記オブジェクト姿勢制御ステップにおいて算出された姿勢に応じて前記オブジェクトの移動方向を設定するオブジェクト移動方向制御ステップを実行させる、請求項１記載のゲームプログラム。
【請求項８】
前記第１の入力装置および／または第２の入力装置は少なくとも１つの操作可能なボタンを備え、
前記データ取得ステップは、前記操作データに基づいて前記ボタンが操作されたことを示すボタン操作データを取得するボタンデータ取得ステップをさらに含み、
前記コンピュータにさらに、
前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向への前記オブジェクトの移動速度を、前記ボタン操作データに基づいて制御するオブジェクト速度制御ステップを実行させる、請求項７記載のゲームプロラム。
【請求項９】
前記オブジェクト制御ステップは、所定軸回りの角速度に基づいて、前記オブジェクト移動方向制御ステップにおいて設定された方向へ前記オブジェクトを加速させるオブジェクト加速制御ステップを含む、請求項８記載のゲームプログラム。
【請求項１０】
第１の加速度センサが第１の入力装置に備えられ、第２の加速度センサが第２の入力装置に備えられ、角速度センサが前記第１の入力装置および第２の入力装置の少なくともいずれか一方に備えられ、前記第１の入力装置と前記第２の入力装置とから出力される操作データに基づいたゲーム処理を行うゲーム装置であって、
前記操作データに基づいて、前記第１の加速度センサの出力に基づいた第１加速度データと、前記第２の加速度センサの出力に基づいた第２加速度データと、前記角速度センサの出力に基づいた角速度データを取得するデータ取得手段と、
前記第１加速度データおよび前記第２加速度データに基づいてゲーム空間内のオブジェクトの姿勢を制御するオブジェクト姿勢制御手段と、
前記角速度データに基づいて、前記オブジェクトの動作を制御するオブジェクト動作制御手段とを備える、ゲーム装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−１７４０４（Ｐ２０１０−１７４０４Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１７１６（Ｐ２００８−１８１７１６）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
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