コントローラおよびコンピュータシステム
【課題】プレイヤが片手で把持した状態で操作部を操作することが容易となるコントローラおよびコンピュータシステムを提供する。
【解決手段】所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラである。コントローラは、ハウジングおよび操作部を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲している。操作部は、ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも操作データとして出力する。
【解決手段】所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラである。コントローラは、ハウジングおよび操作部を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲している。操作部は、ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも操作データとして出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラおよびコンピュータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレイヤが両手にそれぞれコントロールユニットを把持してゲーム操作するコントローラが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたコントローラは、プレイヤの右手で把持されるＲユニットと左手で把持されるＬユニットとから構成される。ＲユニットおよびＬユニットは、それぞれハウジング上面や側面に操作ボタンやスティックが配置されている。そして、ＲユニットおよびＬユニットは物理的に連結することが可能であり、連結した場合に合体型のコントローラとして使用することができる。
【特許文献１】特開２００４−３１３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたコントローラは、従来のゲーム機用コントローラを左右に分離できるように構成したに過ぎない。つまり、プレイヤが左右の手にそれぞれＲユニットおよびＬユニットを把持した状態で操作部を操作することが難しい。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、プレイヤが片手で把持した状態で操作部を操作することが容易となるコントローラおよびコンピュータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００７】
第１の発明は、所定のプログラムを実行するコンピュータ（３０）に操作データを送信するためのコントローラ（７６）である。コントローラは、ハウジング（７７）および操作部（７８）を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲している。操作部は、ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも操作データとして出力する。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、ハウジングは、前方が太く、後方が細く形成される。
【０００９】
第３の発明は、上記第１の発明において、操作部は、少なくとも１つの第１操作ボタン部（７８ｄ、７８ｅ）をさらに含む。第１操作ボタン部は、ハウジングの前端面に設けられた少なくとも１つの操作ボタンを有し、当該第１操作ボタン部に対する操作に応じたデータを操作データとしてさらに出力する。
【００１０】
第４の発明は、上記第３の発明において、方向入力部は、ユーザがハウジングを把持したとき、ユーザの親指で操作可能な上面の位置に設けられる。第１操作ボタン部は、当該方向入力部に親指を置いた状態でユーザの人指し指で操作可能な前端面の位置に設けられる。
【００１１】
第５の発明は、上記第１の発明において、操作部は、第２操作ボタン部（７８ｂ、７８ｃ）を、さらに含む。第２操作ボタン部は、さらに含むハウジングの上面であって方向入力部の近傍かつ後方に設けられる。
【００１２】
第６の発明は、所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラである。コントローラは、ハウジング、第１操作ボタン部、および方向入力部を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面側から見たときその長手方向の前部分が太く後部分が当該前部分よりも細く形成され、その上面が上面側に凸となるように長手方向に湾曲して形成された。第１操作ボタン部は、ハウジングの前端面に設けられ、当該ハウジングを把持したときに片手の人指し指で操作可能であり、当該操作に応じたデータを操作データとして出力する。方向入力部は、第１操作ボタン部に人指し指を置いた状態で親指で操作可能なハウジングの前部分の上面の位置に設けられ、方向をユーザに指示させ、当該指示に応じたデータを操作データとして出力する。
【００１３】
第７の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、ハウジングの上面から突出し、傾倒操作によって任意方向を指示可能に構成されたスティック（７８ａ）である。
【００１４】
第８の発明は、上記第７の発明において、ハウジングの上面には、スティックが突出するための８角形の開口部が形成される。
【００１５】
第９の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、前後左右に並んだ独立した４つの操作ボタン（７８ｉ〜７８ｌ）である。
【００１６】
第１０の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、十字形状のスイッチ（７８ｆ）である。
【００１７】
第１１の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、任意方向を指示可能なスライドパッドまたはタッチパッド（７８ｈ）である。
【００１８】
第１２の発明は、上記第１または第６の発明において、加速度センサ（７０１）またはジャイロセンサをさらに備える。加速度センサまたはジャイロセンサは、ハウジング内に搭載され、当該ハウジングの動きに応じたデータを出力する。操作データには、当該加速度センサまたはジャイロセンサの出力データがさらに含まれる。
【００１９】
第１３の発明は、上記第１または第６の発明において、受信部、スピーカ、および音声制御部を、さらに備える。受信部は、コンピュータ側から送信された送信データを受信する。音声制御部は、受信部が受信した送信データに基づいて、スピーカから音声を発生させる。
【００２０】
第１４の発明は、上記第１〜第１３の発明の何れか１つにおけるコントローラおよびコンピュータを含む、コンピュータシステム（１）である。コンピュータは、コントローラと通信可能に接続され、当該コントローラから送信される操作データに応じた処理を行う。
【発明の効果】
【００２１】
例えばユーザの親指をハウジングの上面（例えば、方向入力部付近）に添え、ユーザの人差し指をハウジングの前面に添え、ユーザの中指、薬指、および小指をハウジングの下面に添えるように、コントローラを把持することが可能となる。したがって、コントローラは、ユーザが片手で把持した状態で方向入力部を容易に操作することができる。
【００２２】
また、ハウジング前端面に操作ボタンを設ける場合、ユーザの人差し指等をハウジング前端面に設けられた操作ボタンに添えることができるため、ユーザが片手で把持した状態で前端面の操作ボタンを容易に操作することができる。
【００２３】
また、ハウジング内に加速度センサやジャイロセンサを内蔵する場合、ハウジングの動きによって変化するデータを出力できる。これにより、コントローラを利用するためには、ハウジングの動きによって変化する操作データが出力されるため、ユーザが片手にコントローラを把持して手自体を動かして操作するような入力を行わせることができる。また、加速度センサやジャイロセンサを利用することによって、コストを抑えることができる。
【００２４】
また、受信部、スピーカ、および音声制御部をさらに備える場合、コンピュータからのデータに応じた音声がスピーカから発生するため、コントローラを持つプレイヤの手元で音声を発生させることができる。
【００２５】
また、本発明のコンピュータシステムによれば、上述したコントローラと同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１を参照して、本発明の一実施形態に係るゲームシステム１について説明する。なお、図１は、当該ゲームシステム１を説明するための外観図である。以下、据置型ゲーム装置を一例にして、本発明のゲームシステム１について説明する。
【００２７】
図１において、当該ゲームシステム１は、家庭用テレビジョン受像機等のスピーカ２ａを備えたディスプレイ（以下、モニタと記載する）２に、接続コードを介して接続される据置型ゲーム装置（以下、単にゲーム装置と記載する）３および当該ゲーム装置３に操作情報を与えるコントローラ７によって構成される。ゲーム装置３は、接続端子を介して受信ユニット６が接続される。受信ユニット６は、コントローラ７から無線送信される送信データを受信し、コントローラ７とゲーム装置３とは無線通信によって接続される。また、ゲーム装置３には、当該ゲーム装置３に対して交換可能に用いられる情報記憶媒体の一例の光ディスク４が脱着される。ゲーム装置３の上部主面には、当該ゲーム装置３の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、ゲーム処理のリセットスイッチ、およびゲーム装置３上部の蓋を開くＯＰＥＮスイッチが設けられている。ここで、プレイヤがＯＰＥＮスイッチを押下することによって上記蓋が開き、光ディスク４の脱着が可能となる。
【００２８】
また、ゲーム装置３には、セーブデータ等を固定的に記憶するバックアップメモリ等を搭載する外部メモリカード５が必要に応じて着脱自在に装着される。ゲーム装置３は、光ディスク４に記憶されたゲームプログラムなどを実行することによって、その結果をゲーム画像としてモニタ２に表示する。さらに、ゲーム装置３は、外部メモリカード５に記憶されたセーブデータを用いて、過去に実行されたゲーム状態を再現して、ゲーム画像をモニタ２に表示することもできる。そして、ゲーム装置３のプレイヤは、モニタ２に表示されたゲーム画像を見ながら、コントローラ７を操作することによって、ゲーム進行を楽しむことができる。
【００２９】
コントローラ７は、その内部に備える通信部７５（後述）から受信ユニット６が接続されたゲーム装置３へ、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース；登録商標）の技術を用いて送信データを無線送信する。コントローラ７は、２つのコントロールユニット（コアユニット７０およびサブユニット７６）が屈曲自在な接続ケーブル７９を介して互いに接続されて構成されており、主にモニタ２に表示されるゲーム空間に登場するプレイヤオブジェクトを操作するための操作手段である。コアユニット７０およびサブユニット７６は、それぞれ複数の操作ボタン、キー、およびスティック等の操作部が設けられている。また、後述により明らかとなるが、コアユニット７０は、当該コアユニット７０から見た画像を撮像するための撮像情報演算部７４を備えている。また、撮像情報演算部７４の撮像対象の一例として、モニタ２の表示画面近傍に２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが設置される。これらＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれモニタ２の前方に向かって赤外光を出力する。なお、本実施例では、コアユニット７０とサブユニット７６を屈曲自在なケーブルで接続したが、サブユニット７６に無線ユニットを搭載することで、接続ケーブル７９をなくすこともできる。例えば、無線ユニットとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ユニットをサブユニット７６に搭載することで、サブユニット７６からコアユニット７０へ操作データを送信することが可能になる。
【００３０】
次に、図２を参照して、ゲーム装置３の構成について説明する。なお、図２は、ゲーム装置３の機能ブロック図である。
【００３１】
図２において、ゲーム装置３は、各種プログラムを実行する例えばリスク（ＲＩＳＣ）ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）３０を備える。ＣＰＵ３０は、図示しないブートＲＯＭに記憶された起動プログラムを実行し、メインメモリ３３等のメモリの初期化等を行った後、光ディスク４に記憶されているゲームプログラムの実行し、そのゲームプログラムに応じたゲーム処理等を行うものである。ＣＰＵ３０には、メモリコントローラ３１を介して、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２、メインメモリ３３、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３４、およびＡＲＡＭ（Ａｕｄｉｏ ＲＡＭ）３５が接続される。また、メモリコントローラ３１には、所定のバスを介して、コントローラＩ／Ｆ（インターフェース）３６、ビデオＩ／Ｆ３７、外部メモリＩ／Ｆ３８、オーディオＩ／Ｆ３９、およびディスクＩ／Ｆ４１が接続され、それぞれ受信ユニット６、モニタ２、外部メモリカード５、スピーカ２ａ、およびディスクドライブ４０が接続されている。
【００３２】
ＧＰＵ３２は、ＣＰＵ３０の命令に基づいて画像処理を行うものあり、例えば、３Ｄグラフィックスの表示に必要な計算処理を行う半導体チップで構成される。ＧＰＵ３２は、図示しない画像処理専用のメモリやメインメモリ３３の一部の記憶領域を用いて画像処理を行う。ＧＰＵ３２は、これらを用いてモニタ２に表示すべきゲーム画像データやムービ映像を生成し、適宜メモリコントローラ３１およびビデオＩ／Ｆ３７を介してモニタ２に出力する。
【００３３】
メインメモリ３３は、ＣＰＵ３０で使用される記憶領域であって、ＣＰＵ３０の処理に必要なゲームプログラム等を適宜記憶する。例えば、メインメモリ３３は、ＣＰＵ３０によって光ディスク４から読み出されたゲームプログラムや各種データ等を記憶する。このメインメモリ３３に記憶されたゲームプログラムや各種データ等がＣＰＵ３０によって実行される。
【００３４】
ＤＳＰ３４は、ゲームプログラム実行時にＣＰＵ３０において生成されるサウンドデータ等を処理するものであり、そのサウンドデータ等を記憶するためのＡＲＡＭ３５が接続される。ＡＲＡＭ３５は、ＤＳＰ３４が所定の処理（例えば、先読みしておいたゲームプログラムやサウンドデータの記憶）を行う際に用いられる。ＤＳＰ３４は、ＡＲＡＭ３５に記憶されたサウンドデータを読み出し、メモリコントローラ３１およびオーディオＩ／Ｆ３９を介してモニタ２に備えるスピーカ２ａに出力させる。
【００３５】
メモリコントローラ３１は、データ転送を統括的に制御するものであり、上述した各種Ｉ／Ｆが接続される。コントローラＩ／Ｆ３６は、例えば４つのコントローラＩ／Ｆ３６ａ〜３６ｄで構成され、それらが有するコネクタを介して嵌合可能な外部機器とゲーム装置３とを通信可能に接続する。例えば、受信ユニット６は、上記コネクタと嵌合し、コントローラＩ／Ｆ３６を介してゲーム装置３と接続される。上述したように受信ユニット６は、コントローラ７からの送信データを受信し、コントローラＩ／Ｆ３６を介して当該送信データをＣＰＵ３０へ出力する。ビデオＩ／Ｆ３７には、モニタ２が接続される。外部メモリＩ／Ｆ３８には、外部メモリカード５が接続され、その外部メモリカード５に設けられたバックアップメモリ等とアクセス可能となる。オーディオＩ／Ｆ３９にはモニタ２に内蔵されるスピーカ２ａが接続され、ＤＳＰ３４がＡＲＡＭ３５から読み出したサウンドデータやディスクドライブ４０から直接出力されるサウンドデータをスピーカ２ａから出力可能に接続される。ディスクＩ／Ｆ４１には、ディスクドライブ４０が接続される。ディスクドライブ４０は、所定の読み出し位置に配置された光ディスク４に記憶されたデータを読み出し、ゲーム装置３のバスやオーディオＩ／Ｆ３９に出力する。
【００３６】
次に、図３および図４を参照して、コントローラ７について説明する。なお、図３は、コントローラ７の外観構成を示す斜視図である。図４は、図３のコントローラ７の接続ケーブル７９をコアユニット７０から脱着する状態を示す斜視図である。
【００３７】
図３において、コントローラ７は、コアユニット７０とサブユニット７６とが接続ケーブル７９で接続されて構成されている。コアユニット７０は、ハウジング７１を有しており、当該ハウジング７１に複数の操作部７２が設けられている。一方、サブユニット７６は、ハウジング７７を有しており、当該ハウジング７７に複数の操作部７８が設けられている。そして、コアユニット７０とサブユニット７６とは、接続ケーブル７９によって接続されている。
【００３８】
図４において、接続ケーブル７９の一方端にはコアユニット７０のコネクタ７３に着脱自在なコネクタ７９１が設けられており、接続ケーブル７９の他方端は固定的にサブユニット７６と接続されている。そして、接続ケーブル７９のコネクタ７９１は、コアユニット７０の後面に設けられたコネクタ７３と嵌合し、コアユニット７０とサブユニット７６とが当該接続ケーブル７９を介して接続される。
【００３９】
図５および図６を参照して、コアユニット７０について説明する。なお、図５は、コアユニット７０の上面後方から見た斜視図である。図６は、コアユニット７０を下面前方から見た斜視図である。
【００４０】
図５および図６において、コアユニット７０は、例えばプラスチック成型によって形成されたハウジング７１を有している。ハウジング７１は、その前後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。
【００４１】
ハウジング７１上面の中央前面側に、十字キー７２ａが設けられる。この十字キー７２ａは、十字型の４方向プッシュスイッチであり、矢印で示す４つの方向（前後左右）に対応する操作部分が十字の突出片にそれぞれ９０°間隔で配置される。プレイヤが十字キー７２ａのいずれかの操作部分を押下することによって前後左右いずれかの方向を選択される。例えばプレイヤが十字キー７２ａを操作することによって、仮想ゲーム世界に登場するプレイヤキャラクタ等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することができる。
【００４２】
なお、十字キー７２ａは、上述したプレイヤの方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部であるが、他の態様の操作部でもかまわない。例えば、リング状に４方向の操作部分を備えたプッシュスイッチとその中央に設けられたセンタスイッチとを複合した複合スイッチを上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、ハウジング７１上面から突出した傾倒可能なスティックを倒すことによって、傾倒方向に応じて操作信号を出力する操作部を上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。さらに、水平移動可能な円盤状部材をスライドさせることによって、当該スライド方向に応じた操作信号を出力する操作部を、上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、タッチパッドを、上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、少なくとも４つの方向（前後左右）をそれぞれ示すスイッチに対して、プレイヤによって押下されたスイッチに応じて操作信号を出力する操作部を上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。
【００４３】
ハウジング７１上面の十字キー７２ａより後面側に、複数の操作ボタン７２ｂ〜７２ｇが設けられる。操作ボタン７２ｂ〜７２ｇは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７２ｂ〜７２ｇに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。例えば、操作ボタン７２ｂ〜７２ｄには、１番ボタン、２番ボタン、およびＡボタン等としての機能が割り当てられる。また、操作ボタン７２ｅ〜７２ｇには、マイナスボタン、ホームボタン、およびプラスボタン等としての機能が割り当てられる。これら操作ボタン７２ｂ〜７２ｇは、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図５に示した配置例では、操作ボタン７２ｂ〜７２ｄは、ハウジング７１上面の中央前後方向に沿って並設されている。また、操作ボタン７２ｅ〜７２ｇは、ハウジング７１上面の左右方向に沿って操作ボタン７２ｂおよび７２ｄの間に並設されている。そして、操作ボタン７２ｆは、その上面がハウジング７１の上面に埋没しており、プレイヤが不意に誤って押下することのないタイプのボタンである。
【００４４】
また、ハウジング７１上面の十字キー７２ａより前面側に、操作ボタン７２ｈが設けられる。操作ボタン７２ｈは、遠隔からゲーム装置３本体の電源をオン／オフする電源スイッチである。この操作ボタン７２ｈも、その上面がハウジング７１の上面に埋没しており、プレイヤが不意に誤って押下することのないタイプのボタンである。
【００４５】
また、ハウジング７１上面の操作ボタン７２ｃより後面側に、複数のＬＥＤ７０２が設けられる。ここで、コントローラ７は、他のコントローラ７と区別するためにコントローラ種別（番号）が設けられている。例えば、ＬＥＤ７０２は、コントローラ７に現在設定されている上記コントローラ種別をプレイヤに通知するために用いられる。具体的には、コアユニット７０から受信ユニット６へ送信データを送信する際、上記コントローラ種別に応じて複数のＬＥＤ７０２のうち、種別に対応するＬＥＤが点灯する。
【００４６】
また、ハウジング７１上面には、操作ボタン７２ｂおよび操作ボタン７２ｅ〜７２ｇの間に後述するスピーカ（図７のスピーカ７０６）からの音を外部に放出するための音抜き孔が形成されている。
【００４７】
一方、ハウジング７１下面には、凹部が形成されている。後述で明らかとなるが、ハウジング７１下面の凹部は、プレイヤがコアユニット７０を把持したときに当該プレイヤの人差し指や中指が位置するような位置に形成される。そして、上記凹部の後面側傾斜面には、操作ボタン７２ｉが設けられる。操作ボタン７２ｉは、例えばＢボタンとして機能する操作部であり、シューティングゲームにおけるトリガスイッチや、プレイヤオブジェクトを所定オブジェクトに対して注目させる操作等に用いられる。
【００４８】
また、ハウジング７１前面には、撮像情報演算部７４の一部を構成する撮像素子７４３が設けられる。ここで、撮像情報演算部７４は、コアユニット７０が撮像した画像データを解析してその中で輝度が高い場所を判別してその場所の重心位置やサイズなどを検出するためのシステムであり、例えば、最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期であるため比較的高速なコアユニット７０の動きでも追跡して解析することができる。この撮像情報演算部７４の詳細な構成については、後述する。また、ハウジング７１の後面には、コネクタ７３が設けられている。コネクタ７３は、例えば３２ピンのエッジコネクタであり、接続ケーブル７９のコネクタ７９１と嵌合して接続するために利用される。
【００４９】
次に、図７および図８を参照して、コアユニット７０の内部構造について説明する。なお、図７は、コアユニット７０の上筐体（ハウジング７１の一部）を外した状態を後面側から見た斜視図である。図８は、コアユニット７０の下筐体（ハウジング７１の一部）を外した状態を前面側から見た斜視図である。ここで、図８に示す基板７００は、図７に示す基板７００の裏面から見た斜視図となっている。
【００５０】
図７において、ハウジング７１の内部には基板７００が固設されており、当該基板７００の上主面上に操作ボタン７２ａ〜７２ｈ、加速度センサ７０１、ＬＥＤ７０２、およびアンテナ７５４等が設けられる。そして、これらは、基板７００等に形成された配線（図示せず）によってマイコン７５１等（図８、図１７参照）に接続される。また、図示しない無線モジュール７５３（図１７参照）およびアンテナ７５４によって、コアユニット７０がワイヤレスコントローラとして機能する。なお、ハウジング７１内部には図示しない水晶振動子７０３が設けられており、後述するマイコン７５１の基本クロックを生成する。また、基板７００の上主面上に、スピーカ７０６およびアンプ７０８が設けられる。加速度センサ７０１が、基盤７００の中央部ではなく周辺部に設けられていることにより、コアユニット７０の長手方向を軸とした回転に応じて、重力加速度の方向変化に加え、遠心力による成分の含まれる加速度を検出することができるので、所定の演算により、検出される加速度データからコアユニット７０の回転を良好な感度で判定することができる。
【００５１】
一方、図８において、基板７００の下主面上の前端縁に撮像情報演算部７４が設けられる。撮像情報演算部７４は、コアユニット７０の前方から順に赤外線フィルタ７４１、レンズ７４２、撮像素子７４３、および画像処理回路７４４によって構成されており、それぞれ基板７００の下主面に取り付けられる。また、基板７００の下主面上の後端縁にコネクタ７３が取り付けられる。さらに、基板７００の下主面上にサウンドＩＣ７０７およびマイコン７５１が設けられている。サウンドＩＣ７０７は、基板７００等に形成された配線によってマイコン７５１およびアンプ７０８と接続され、ゲーム装置３から送信されたサウンドデータに応じてアンプ７０８を介してスピーカ７０６に音声信号を出力する。そして、基板７００の下主面上には、バイブレータ７０４が取り付けられる。このバイブレータ７０４は、例えば振動モータやソレノイドである。バイブレータ７０４が作動することによってコアユニット７０に振動が発生するので、それを把持しているプレイヤの手にその振動が伝達され、いわゆる振動対応ゲームが実現できる。バイブレータ７０４は、ハウジング７１のやや前方寄りに配置されるため、プレイヤが把持している状態において、ハウジング７１が大きく振動することになり、振動を感じやすくなる。
【００５２】
図９〜図１２を参照して、サブユニット７６について説明する。なお、図９は、サブユニット７６の第１の例を示す斜視図である。図１０は、図９のサブユニット７６の上筐体（ハウジング７７の一部）を外した状態を示す斜視図である。図１１（ａ）はサブユニット７６の第２の例を示す上面図であり、図１１（ｂ）はサブユニット７６の第２の例を示す下面図であり、図１１（ｃ）はサブユニット７６の第２の例を示す左側面図である。図１２は、サブユニット７６の第２の例を示す上面前方から見た斜視図である。
【００５３】
図９において、サブユニット７６は、例えばプラスチック成型によって形成されたハウジング７７を有している。ハウジング７７は、その前後方向を長手方向とし、サブユニット７６において最太部となる頭部を前方に形成した流線型の立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。
【００５４】
ハウジング７７上面の上記最太部近傍に、スティック７８ａが設けられる。スティック７８ａは、ハウジング７７上面から突出した傾倒可能なスティックを倒すことによって、傾倒方向に応じて操作信号を出力する操作部である。例えば、プレイヤがスティック先端を３６０°任意の方向に傾倒することによって任意の方向や位置を指定することができ、仮想ゲーム世界に登場するプレイヤキャラクタ等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することができる。
【００５５】
サブユニット７６のハウジング７７の前面に、複数の操作ボタン７８ｄおよび７８ｅが設けられる。操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７８ｄおよび７８ｅに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。例えば、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅには、ＸボタンおよびＹボタン等としての機能が割り当てられる。これら操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図９に示した配置例では、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、ハウジング７７前面の上下方向に沿って並設されている。
【００５６】
図１０において、ハウジング７７の内部には基板が固設されており、当該基板の上主面上にスティック７８ａおよび加速度センサ７６１等が設けられる。そして、これらは、基板等に形成された配線（図示せず）を介して接続ケーブル７９と接続されている。
【００５７】
図１１および図１２において、第２の例のサブユニット７６は、第１の例と同様のハウジング７７、スティック７８ａ、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅを有しており、さらにハウジング７７上面に操作ボタン７８ｂおよび７８ｃを設けた態様である。
【００５８】
サブユニット７６の第２の例では、ハウジング７７上面のスティック７８ａより後面側に、複数の操作ボタン７８ｂおよび７８ｃが設けられる。操作ボタン７８ｂおよび７８ｃは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７８ｂおよび７８ｃに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。これら操作ボタン７８ｂおよび７８ｃも、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図１１および図１２に示した配置例では、操作ボタン７８ｂおよび７８ｃは、ハウジング７７上面の中央左右方向に沿って並設されている。
【００５９】
なお、スティック７８ａは、上述したプレイヤの方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部であるが、他の態様の操作部でもかまわない。以下、図１３〜図１６を参照して、方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部が第２の例のサブユニット７６に設けられた第１〜第５の変形例を説明する。
【００６０】
第１の変形例として、図１３に示すように、コアユニット７０に設けられている十字キー７２ａと同様の十字キー７８ｆを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第２の変形例として、図１４に示すように、水平移動可能な円盤状部材をスライドさせることによって、当該スライド方向に応じた操作信号を出力するスライドパッド７８ｇを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第３の変形例として、図１５に示すように、タッチパッド７８ｈを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第４の変形例として、図１６に示すように、少なくとも４つの方向（前後左右）をそれぞれ示すボタン７８ｉ〜７８ｌを設け、プレイヤによって押下されたボタン７８ｉ〜７８ｌに応じて操作信号を出力する操作部を上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第５の変形例として、リング状に４方向の操作部分を備えたプッシュスイッチとその中央に設けられたセンタスイッチとを複合した複合スイッチを上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。
【００６１】
次に、図１７を参照して、コントローラ７の内部構成について説明する。なお、図１７は、コントローラ７の構成を示すブロック図である。
【００６２】
図１７において、コアユニット７０は、上述した操作部７２、撮像情報演算部７４、加速度センサ７０１、スピーカ７０６、サウンドＩＣ７０７、およびアンプ７０８の他に、その内部に通信部７５を備えている。また、サブユニット７８は、上述した操作部７８および加速度センサ７６１を備えており、接続ケーブル７９とコネクタ７９１および７３とを介して、マイコン７５１と接続されている。
【００６３】
撮像情報演算部７４は、赤外線フィルタ７４１、レンズ７４２、撮像素子７４３、および画像処理回路７４４を含んでいる。赤外線フィルタ７４１は、コアユニット７０の前方から入射する光から赤外線のみを通過させる。レンズ７４２は、赤外線フィルタ７４１を透過した赤外線を集光して撮像素子７４３へ出射する。撮像素子７４３は、例えばＣＭＯＳセンサやあるいはＣＣＤのような固体撮像素子であり、レンズ７４２が集光した赤外線を撮像する。したがって、撮像素子７４３は、赤外線フィルタ７４１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。撮像素子７４３で生成された画像データは、画像処理回路７４４で処理される。具体的には、画像処理回路７４４は、撮像素子７４３から得られた画像データを処理して高輝度部分を検知し、それらの位置座標や面積を検出した結果を示す処理結果データを通信部７５へ出力する。なお、これらの撮像情報演算部７４は、コアユニット７０のハウジング７１に固設されており、ハウジング７１自体の方向を変えることによってその撮像方向を変更することができる。しかしながら、ハウジング７１は、サブユニット７６とは屈曲自在な接続ケーブル７９によって接続されているため、サブユニット７６の方向や位置を変更しても撮像情報演算部７４の撮像方向が変化することはない。後述により明らかとなるが、この撮像情報演算部７４から出力される処理結果データに基づいて、コアユニット７０の位置や動きに応じた信号を得ることができる。
【００６４】
コアユニット７０は、３軸の加速度センサ７０１を備えていることが好ましい。また、サブユニット７６は、３軸の加速度センサ７６１を備えていることが好ましい。この３軸の加速度センサ７０１および７６１は、それぞれ３方向、すなわち、上下方向、左右方向、および前後方向で直線加速度を検知する。また、他の実施形態においては、ゲーム処理に用いる制御信号の種類によっては、上下および左右方向（または他の対になった方向）のそれぞれに沿った直線加速度のみを検知する２軸の加速度検出手段を使用してもよい。例えば、この３軸または２軸の加速度センサ７０１および７６１は、アナログ・デバイセズ株式会社（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｉｎｃ．）またはＳＴマイクロエレクトロニクス社（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．）から入手可能であるタイプのものでもよい。加速度センサ７０１および７６１は、シリコン微細加工されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電子機械システム）の技術に基づいた静電容量式（静電容量結合式）であることが好ましい。しかしながら、既存の加速度検出手段の技術（例えば、圧電方式や圧電抵抗方式）あるいは将来開発される他の適切な技術を用いて３軸または２軸の加速度センサ７０１および７６１が提供されてもよい。
【００６５】
当業者には公知であるように、加速度センサ７０１および７６１に用いられるような加速度検出手段は、加速度センサの持つ各軸に対応する直線に沿った加速度（直線加速度）のみを検知することができる。つまり、加速度センサ７０１および７６１からの直接の出力は、その２軸または３軸のそれぞれに沿った直線加速度（静的または動的）を示す信号である。このため、加速度センサ７０１および７６１は、非直線状（例えば、円弧状）の経路に沿った動き、回転、回転運動、角変位、傾斜、位置、または姿勢等の物理特性を直接検知することはできない。
【００６６】
しかしながら、加速度センサ７０１および７６１からそれぞれ出力される加速度の信号に対して追加の処理を行うことによって、コアユニット７０およびサブユニット７６に関するさらなる情報をそれぞれ推測または算出することができることは、当業者であれば本明細書の説明から容易に理解できるであろう。例えば、静的な加速度（重力加速度）が検知されると、加速度センサ７０１および７６１からの出力を用いて、傾斜角度と検知された加速度とを用いた演算によって重力ベクトルに対する対象（コアユニット７０またはサブユニット７６）の傾きをそれぞれ推測することができる。このように、加速度センサ７０１および７６１をマイコン７５１（または他のプロセッサ）と組み合わせて用いることによって、コアユニット７０およびサブユニット７６の傾き、姿勢または位置を決定することができる。同様に、加速度センサ７０１を備えるコアユニット７０または加速度センサ７６１を備えるサブユニット７６が、ここで説明されているように、例えばユーザの手で動的に加速されてそれぞれ動かされる場合に、加速度センサ７０１および７６１によって生成される加速度信号をそれぞれ処理することによって、コアユニット７０およびサブユニット７６のさまざまな動きおよび／または位置をそれぞれ算出または推測することができる。他の実施例では、加速度センサ７０１および７６１は、信号をマイコン７５１に出力する前に内蔵の加速度検出手段から出力される加速度信号に対して所望の処理を行うための、組込み式の信号処理装置または他の種類の専用の処理装置をそれぞれ備えていてもよい。例えば、組込み式または専用の処理装置は、加速度センサが静的な加速度（例えば、重力加速度）を検出するためのものである場合、検知された加速度信号をそれに相当する傾斜角に変換するものであってもよい。加速度センサ７０１および７６１でそれぞれ検知された加速度を示すデータは通信部７５に出力される。
【００６７】
他の実施形態の例では、加速度センサ７０１および７６１の代わりに、少なくとも一方を回転素子または振動素子などを内蔵したジャイロセンサを用いてもよい。この実施形態で使用されるＭＥＭＳジャイロセンサの一例として、アナログ・デバイセズ株式会社から入手可能なものがある。加速度センサ７０１および７６１と異なり、ジャイロセンサは、それが内蔵する少なくとも一つのジャイロ素子の軸を中心とした回転（または角速度）を直接検知することができる。このように、ジャイロセンサと加速度センサとは基本的に異なるので、個々の用途のためにいずれの装置が選択されるかによって、これらの装置からの出力信号に対して行う処理を適宜変更する必要がある。
【００６８】
具体的には、加速度センサの代わりにジャイロセンサを用いて傾きや姿勢を算出する場合には、大幅な変更を行う。すなわち、ジャイロセンサを用いる場合、検出開始の状態において傾きの値を初期化する。そして、当該ジャイロセンサから出力される角速度データを積分する。次に、初期化された傾きの値からの傾きの変化量を算出する。この場合、算出される傾きは、角度に対応する値が算出されることになる。一方、加速度センサによって傾きを算出する場合には、重力加速度のそれぞれの軸に関する成分の値を、所定の基準と比較することによって傾きを算出するので、算出される傾きはベクトルで表すことが可能であり、初期化を行わずとも、加速度検出手段を用いて検出される絶対的な方向を検出することが可能である。また、傾きとして算出される値の性質は、ジャイロセンサが用いられる場合には角度であるのに対して、加速度センサが用いられる場合にはベクトルであるという違いがある。したがって、加速度センサに代えてジャイロセンサが用いられる場合、当該傾きのデータに対して、２つのデバイスの違いを考慮した所定の変換を行う必要がある。加速度検出手段とジャイロスコープとの基本的な差異と同様にジャイロスコープの特性は当業者に公知であるので、本明細書ではさらなる詳細を省略する。ジャイロセンサは、回転を直接検知できることによる利点を有する一方、一般的には、加速度センサは、本実施形態で用いるようなコントローラに適用される場合、ジャイロセンサに比べて費用効率が良いという利点を有する。
【００６９】
通信部７５は、マイクロコンピュータ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：マイコン）７５１、メモリ７５２、無線モジュール７５３、およびアンテナ７５４を含んでいる。マイコン７５１は、処理の際にメモリ７５２を記憶領域として用いながら、送信データを無線送信する無線モジュール７５３を制御する。また、マイコン７５１は、アンテナ７５４を介して無線モジュール７５３が受信したゲーム装置３からのデータに応じて、サウンドＩＣ７０７およびバイブレータ７０４の動作を制御する。サウンドＩＣ７０７は、通信部７５を介してゲーム装置３から送信されたサウンドデータ等を処理する。
【００７０】
コアユニット７０に設けられた操作部７２からの操作信号（コアキーデータ）、加速度センサ７０１からの加速度信号（コア加速度データ）、および撮像情報演算部７４からの処理結果データは、マイコン７５１に出力される。また、接続ケーブル７９を介して、サブユニット７６に設けられた操作部７８からの操作信号（サブキーデータ）および加速度センサ７６１からの加速度信号（サブ加速度データ）は、マイコン７５１に出力される。マイコン７５１は、入力した各データ（コアキーデータ、サブキーデータ、コア加速度データ、サブ加速度データ、処理結果データ）を受信ユニット６へ送信する送信データとして一時的にメモリ７５２に格納する。ここで、通信部７５から受信ユニット６への無線送信は、所定の周期毎に行われるが、ゲームの処理は１／６０秒を単位として行われることが一般的であるので、それよりも短い周期でデータを収集して送信を行うことが必要となる。具体的には、ゲームの処理単位は１６．７ｍｓ（１／６０秒）であり、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；登録商標）で構成される通信部７５の送信間隔は５ｍｓである。マイコン７５１は、受信ユニット６への送信タイミングが到来すると、メモリ７５２に格納されている送信データを一連の操作情報として出力し、無線モジュール７５３へ出力する。そして、無線モジュール７５３は、例えばブルートゥース（登録商標）の技術に基づいて、所定周波数の搬送波を用いて操作情報で変調し、その微弱電波信号をアンテナ７５４から放射する。つまり、コアユニット７０に設けられた操作部７２からのコアキーデータ、サブユニット７６に設けられた操作部７８からのサブキーデータ、コアユニット７０に設けられた加速度センサ７０１からのコア加速度データ、サブユニット７６に設けられた加速度センサ７６１からのサブ加速度データ、および撮像情報演算部７４からの処理結果データは、無線モジュール７５３で微弱電波信号に変調されてコアユニット７０から放射される。そして、ゲーム装置３の受信ユニット６でその微弱電波信号を受信し、ゲーム装置３で当該微弱電波信号を復調や復号することによって、一連の操作情報（コアキーデータ、サブキーデータ、コア加速度データ、サブ加速度データ、および処理結果データ）を取得することができる。そして、ゲーム装置３のＣＰＵ３０は、取得した操作情報とゲームプログラムとに基づいて、ゲーム処理を行う。なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の技術を用いて通信部７５を構成する場合、通信部７５は、他のデバイスから無線送信された送信データを受信する機能も備えることができる。
【００７１】
図１８に示すように、ゲームシステム１でコントローラ７を用いてゲームをプレイするためには、プレイヤは、一方の手（例えば右手）でコアユニット７０を把持し（図１９および図２０参照）、他方の手（例えば左手）でサブユニット７６を把持する（図２２参照）。そして、プレイヤは、コアユニット７０の前面（撮像情報演算部７４が撮像する光の入射口側）がモニタ２に向くようにコアユニット７０を把持する。一方、モニタ２の表示画面近傍には、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが設置される。これらＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれモニタ２の前方に向かって赤外光を出力する。
【００７２】
プレイヤがその前面がモニタ２に向くようにコアユニット７０を把持することによって、撮像情報演算部７４には２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが出力した赤外光が入射する。そして、赤外線フィルタ７４１およびレンズ７４２を介して、入射した赤外光を撮像素子７４３が撮像し、当該撮像画像を画像処理回路７４４が処理する。ここで、撮像情報演算部７４では、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒから出力される赤外線成分を検出することで、当該ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの位置や面積情報を取得する。具体的には、撮像情報演算部７４は、撮像素子７４３が撮像した画像データを解析して、面積情報からＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光ではあり得ない画像を除外し、輝度が高い位置をＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒそれぞれの位置として判別する。そして、撮像情報演算部７４は、判別されたそれらの位置座標やそれらの重心座標等を取得し、上記処理結果データとして出力する。このような処理結果データをゲーム装置３へ送信することによって、ゲーム装置３では、上記位置座標や重心座標に基づいて、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒに対する撮像情報演算部７４すなわちコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に関連のある操作信号を得ることができる。具体的には、コアユニット７０が動かされることによって、通信部７５から送信される画像内の高輝度点の位置が変化するため、高輝度点の位置の変化に対応させた方向入力や座標入力を行うことで、コアユニット７０の移動方向に沿った方向入力や座標入力を行うことができる。
【００７３】
このように、コアユニット７０の撮像情報演算部７４によって固定的に設置されたマーカ（実施例では、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光）を撮像することによって、ゲーム装置３におけるゲーム処理において、コアユニット７０の動き、姿勢、位置等に関連した処理結果データを用いることが可能となり、ボタンを押下するような操作ボタンや操作キーとは異なったより直感的な操作入力となる。また、上述したように上記マーカは、モニタ２の表示画面近傍に設置されているため、マーカに対する位置をモニタ２の表示画面に対するコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に換算することも容易に行うことができる。つまり、コアユニット７０の動き、姿勢、位置等による処理結果データは、モニタ２の表示画面に直接作用する操作入力として用いることができる。
【００７４】
図１９および図２０を参照して、プレイヤがコアユニット７０を一方の手で把持した状態について説明する。なお、図１９は、プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の前面側から見た一例である。図２０は、プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の左側面側から見た一例である。
【００７５】
図１９および図２０に示すように、コアユニット７０は、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。そして、プレイヤの親指をコアユニット７０の上面（例えば、十字キー７２ａ付近）に添え、プレイヤの人差し指をコアユニット７０下面の凹部（例えば、操作ボタン７２ｉ付近）に添えたとき、コアユニット７０の前面に設けられている撮像情報演算部７４の光入射口がプレイヤの前方方向に露出する。なお、このようなコアユニット７０に対する把持状態は、プレイヤの左手であっても同様に行えることは言うまでもない。
【００７６】
このように、コアユニット７０は、プレイヤが片手で把持した状態で十字キー７２ａや操作ボタン７２ｉ等の操作部７２を容易に操作することができる。さらに、プレイヤがコアユニット７０を片手で把持したとき、当該コアユニット７０の前面に設けられている撮像情報演算部７４の光入射口が露出するため、上述した２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光を容易に当該光入射口から取り入れることができる。つまり、プレイヤは、撮像情報演算部７４の機能を阻害することなくコアユニット７０を片手で把持することができる。つまり、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、コアユニット７０は、プレイヤの手の運動が表示画面に直接的に作用する操作入力をさらに備えることができる。
【００７７】
ここで、図２１に示すように、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれ視野角θ１を有している。また、撮像素子７４３は、視野角θ２を有している。例えば、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの視野角θ１は共に３４°（半値角）であり、撮像素子７４３の視野角θ２は４１°である。そして、撮像素子７４３の視野角θ２の中にＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが共に存在し、ＬＥＤモジュール８Ｌの視野角θ１の中でかつＬＥＤモジュール８Ｒの視野角θ１の中に撮像素子７４３が存在するとき、ゲーム装置３は、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒによる高輝度点に関する位置データを用いてコアユニット７０の位置を判定する。
【００７８】
一方、撮像素子７４３の視野角θ２の中に１つのＬＥＤモジュール８Ｌまたは８Ｒだけが存在するとき、またはＬＥＤモジュール８Ｌの視野角θ１およびＬＥＤモジュール８Ｒの視野角θ１の何れか一方の中に撮像素子７４３が存在するとき、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの何れか一方だけによる高輝度点に関する位置データを用いてコアユニット７０の位置を判定する。
【００７９】
また、上述したようにコアユニット７０に設けられた加速度センサ７０１からの出力（コア加速度データ）を用いることによって、コアユニット７０の傾き、姿勢、または位置を決定することができる。つまり、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を上下左右等に動かすことによって、コアユニット７０は、プレイヤの手の運動や向きに応じた操作入力手段として機能する。
【００８０】
次に、図２２を参照して、プレイヤがサブユニット７６を一方の手で把持した状態について説明する。なお、図２２は、プレイヤがサブユニット７６を左手で把持した状態をサブユニット７６の右側面側から見た一例である。
【００８１】
図２２に示すように、サブユニット７６は、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。例えば、プレイヤの親指をサブユニット７６の上面（例えば、スティック７８ａ付近）に添え、プレイヤの人差し指をサブユニット７６前面（例えば、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅ付近）に添え、プレイヤの中指、薬指、および小指をサブユニット７６下面に添えるように、サブユニット７６を把持することが可能である。なお、このようなサブユニット７６に対する把持状態は、プレイヤの右手であっても同様に行えることは言うまでもない。このように、サブユニット７６は、プレイヤが片手で把持した状態でスティック７８ａや操作ボタン７８ｄおよび７８ｅ等の操作部７８を容易に操作することができる。
【００８２】
また、上述したようにサブユニット７６に設けられた加速度センサ７６１からの出力（サブ加速度データ）を用いることによって、サブユニット７６の傾き、姿勢、または位置を決定することができる。つまり、プレイヤがサブユニット７６を把持した手を上下左右等に動かすことによって、サブユニット７６は、プレイヤの手の運動や向きに応じた操作入力手段として機能する。
【００８３】
ここで、上述したコントローラ７を用いてゲーム操作するゲーム例について説明する。第１の例は、コントローラ７を用いてゲーム操作するシューティングゲームである。なお、図２３は、ゲーム装置３がシューティングゲームを実行する際にモニタ２に表示されるゲーム画像例を示す図である。
【００８４】
図２３において、モニタ２の表示画面には３次元の仮想ゲーム空間Ｓの一部が表示されている。そして、コントローラ７の操作に応じて動作するゲームオブジェクトとして、表示画面には、プレイヤキャラクタＰの一部および当該プレイヤキャラクタＰが所持するガンＧの一部が表示されている。また、表示画面に表示される仮想ゲーム空間Ｓは、プレイヤキャラクタＳの前方となる視界が表現され、図２３の一例では敵キャラクタＥがシューティング目標として表示されている。そして、プレイヤキャラクタＰがガンＧで射撃する位置を表す照準が、照準カーソルＴとして表示画面に表示される。
【００８５】
このようなゲーム画像がモニタ２に表示されるシューティングゲームにおいて、プレイヤは、一方の手でコアユニット７０を他方の手でサブユニット７６を操作して（図１８参照）ゲームを進行する。例えば、プレイヤがサブユニット７６に設けられたスティック７８ａ（図１１、図１２参照）を傾倒することによって、当該傾倒方向に応じて仮想ゲーム空間Ｓ内をプレイヤキャラクタＰが移動する。また、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、当該モニタ２（ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒ）に対するコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に応じて照準カーソルＴが移動する。そして、プレイヤがコアユニット７０に設けられた操作ボタン７２ｉ（図６参照）を押下することによって、プレイヤキャラクタＰが所持するガンＧが照準カーソルＴに向かって射撃する。
【００８６】
つまり、プレイヤは、サブユニット７６に設けられたスティック７８ａをプレイヤキャラクタＰの移動指示に用いながら、コアユニット７０をあたかもシューティングゲームのガンのように用いることができるため、シューティングゲームの興趣が一層増す。そして、プレイヤキャラクタＰを移動させる操作と照準カーソルＴを移動させる操作とがそれぞれ別の手で把持されたユニットを用いて行われるため、プレイヤの操作動作がそれぞれ独立した思考で行える。例えば、プレイヤキャラクタＰの移動に応じて表示画面に表示される仮想ゲーム空間Ｓが移り変わっていくため、仮想ゲーム空間Ｓ内におけるプレイヤが注目する位置付近（例えば、物陰から飛び出してくる敵キャラクタＥに注目）に照準を常に位置させることが難しいことがある。しかしながら、一方の手の動作（例えば左手の親指）でプレイヤキャラクタＰを移動させながら、コアユニット７０の前面を向ける位置が上記注目位置となるように他方の腕の動作（例えば、右腕）で調整できるため、コントローラ７自体の操作の自由度が著しく向上し、臨場感のあるシューティングゲームを実現できる。また、照準カーソルＴを移動させるためにコントローラ自体を動かす操作が行われるが、コントローラを動かすことによってプレイヤキャラクタＰを移動させる方向指示操作がやりにくくなるというような問題が発生しないため、プレイヤは安定した２つの方向指示操作を行うことができる。つまり、コントローラ７を用いることによって、プレイヤの左右の手が自由になると同時に、物理的に１つのコントローラでは操作できなかった自由度の高い新たな操作が可能になる。
【００８７】
第２の例は、上記第１の例と同様に、プレイヤがサブユニット７６に設けられたスティック７８ａを傾倒することによって、当該傾倒方向に応じて仮想ゲーム空間Ｓ内をプレイヤキャラクタＰが移動する。そして、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、当該モニタ２（ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒ）に対するコアユニット７０の位置に応じて仮想カメラの注視点が移動する。このような操作によって、プレイヤは、サブユニット７６に設けられたスティック７８ａをプレイヤキャラクタＰの移動指示に用いながら、コアユニット７０を向けた仮想ゲーム空間Ｓの位置を注視することができる。
【００８８】
なお、上述した説明では、コントローラ７とゲーム装置３とが無線通信によって接続された態様を用いたが、コントローラ７とゲーム装置３とがケーブルを介して電気的に接続されてもかまわない。この場合、コアユニット７０に接続されたケーブルをゲーム装置３の接続端子に接続する。
【００８９】
また、コントローラ７を構成するコアユニット７０およびサブユニット７６のうち、コアユニット７０のみに通信部７５を設けたが、サブユニット７６に受信ユニット６へ送信データを無線送信する通信部を設けてもかまわない。また、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに上記通信部を設けてもかまわない。例えば、コアユニット７０およびサブユニット７６に設けられた通信部がそれぞれ受信ユニット６へ送信データを無線送信してもいいし、サブユニット７６の通信部からコアユニット７０へ送信データを無線送信してコアユニット７０の通信部７５で受信した後、コアユニット７０の通信部７５がサブユニット７６の送信データと共にコアユニット７０の送信データを受信ユニット６へ無線送信してもいい。これらの場合、コアユニット７０とサブユニット７６とを電気的に接続する接続ケーブル７９が不要となる。
【００９０】
また、コントローラ７から無線送信される送信データを受信する受信手段として、ゲーム装置３の接続端子に接続された受信ユニット６を用いて説明したが、ゲーム装置３の本体内部に設けられた受信モジュールによって当該受信手段を構成してもかまわない。この場合、受信モジュールが受信した送信データは、所定のバスを介してＣＰＵ３０に出力される。
【００９１】
また、コアユニット７０本体の動きに応じて変化する信号（処理結果データ）を出力する判定部の一例として、撮像情報演算部７４をコアユニット７０に内蔵して説明したが、他の機構でもかまわない。例えば、コアユニット７０は、上述したように加速度センサ７０１を内蔵しており、ジャイロセンサが用いられていることもあり得る。加速度センサやジャイロセンサは、コアユニット７０の動きや姿勢の判定に用いられることが可能であり、その結果、これらの検出信号を用いればコアユニット７０本体の動きに応じて変化する信号を出力する判定部のように用いることができる。この場合、コアユニット７０に内蔵された撮像情報演算部７４を排除してもよいし、センサと撮像情報演算部の両者を組み合わせる構成としてもよい。
【００９２】
また、撮像情報演算部７４をコアユニット７０のみに設けたが、サブユニット７６にも同様の撮像情報演算部を設けてもかまわない。
【００９３】
また、コントローラ７は、複数のユニットで構成され、それぞれ複数の操作手段（撮像情報演算部、加速度センサ、ジャイロセンサ、スティック、十字キー、操作ボタン等）を設けることができるために、それらの組み合わせによって様々なコントローラが実現する。ここで、コアユニット７０およびサブユニット７６にそれぞれ設けられる操作手段を、ユニット本体の動きに応じた信号を出力する操作手段Ａ（例えば、撮像情報演算部７４、加速度センサ７０１および７６１、ジャイロセンサ）と、プレイヤがボタンを押下したり部材を傾倒させたりタッチしたりすることに応じた信号を出力する操作手段Ｂ（例えば、スティック、十字キー、操作ボタン、タッチパッド等）とに分類して説明する。
【００９４】
コアユニット７０に操作手段Ａを設け、サブユニット７６に操作手段Ｂを設けた場合、プレイヤが一方の手にコアユニット７０を把持して手自体を動かし、他方の手にサブユニット７６を把持して従来のコントローラと同じように指による入力を行うことができる。つまり、プレイヤの左右の手で全く異なる操作をさせることが可能になるので、従来にない新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、操作手段Ａから出力される操作データが第１操作データに相当し、操作手段Ｂから出力される操作データが第２操作データに相当する。さらに、サブユニット７６に操作手段Ａを設けて、コアユニット７０に操作手段Ａを設け、サブユニット７６に操作手段Ａおよび操作手段Ｂを設ける態様もある。この態様では、プレイヤが両方の手自体をそれぞれ動かす操作も可能となり、さらに新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、サブユニット７６の操作手段Ａから出力される操作データが第３操作データに相当する。
【００９５】
また、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに操作手段Ａを設けた場合、プレイヤが一方の手にコアユニット７０を把持して手自体を動かし、他方の手もサブユニット７６を把持して手自体を動かして操作するような入力を行うことができる。つまり、プレイヤの左右の手をそれぞれ動かす操作をさせることが可能になるので、従来にない新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、操作手段Ａから出力されるそれぞれの操作データが第１操作データおよび第２操作データに相当する。さらに、コアユニット７０およびサブユニット７６にそれぞれ操作手段ＡおよびＢを設ける態様もある。この態様では、プレイヤが両方の手自体を動かす操作および両手の指による操作をそれぞれ行うことができ、さらに新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、コアユニット７０の操作手段Ｂから出力される操作データが第１のキー操作データに相当し、サブユニット７６の操作手段Ｂから出力される操作データが第２のキー操作データに相当する。
【００９６】
さらに、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに操作手段Ａを設けた場合、複数種類の操作手段Ａを一方のユニットに設ける態様も考えられる。上述したように、操作手段Ａを撮像情報演算部で構成した場合、撮像対象（マーカ）に対するユニットの方向や位置等を算出できるため、モニタ２に対するユニット方向や位置に応じた操作が可能となる。一方、操作手段Ａを加速度センサやジャイロセンサで構成した場合、ユニット自体の傾き、姿勢、および位置等を算出することができるため、ユニットの姿勢や位置に応じた操作が可能となる。したがって、コアユニット７０に撮像情報演算部と加速度センサまたはジャイロセンサとを設け、サブユニット７６に加速度センサまたはジャイロセンサとを設けることによって、コアユニット７０では上述した両者の操作が１つのユニットで可能となる。この場合、本発明では、コアユニット７０の撮像情報演算部から出力される操作データが第１操作データに相当し、サブユニット７６の加速度センサまたはジャイロセンサから出力される操作データが第２操作データに相当し、コアユニット７０の加速度センサまたはジャイロセンサから出力される操作データが第３操作データに相当する。
【００９７】
また、撮像素子７４３で撮像した画像データを解析してＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光の画像の位置座標等を取得し、それらを処理結果データとしてコアユニット７０内で生成してゲーム装置３へ送信する態様を説明したが、他の処理段階のデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信してもかまわない。例えば、撮像素子７４３が撮像した画像データをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信し、ＣＰＵ３０において上記解析処理を行って処理結果データを取得してもかまわない。この場合、コアユニット７０に設けられた画像処理回路７４４が不要となる。また、上記画像データの解析途中のデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信してもかまわない。例えば、画像データから得られる輝度、位置、および面積等を示すデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信し、ＣＰＵ３０において残りの解析処理を行って処理結果データを取得してもかまわない。
【００９８】
また、上述した説明では、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光を、コアユニット７０の撮像情報演算部７４の撮像対象としたが、他のものを撮像対象にしてもかまわない。例えば、１つまたは３つ以上のＬＥＤモジュールをモニタ２の近傍に設置し、それらのＬＥＤモジュールからの赤外光を撮像情報演算部７４の撮像対象としてもかまわない。また、モニタ２の表示画面自体や他の発光体（室内灯等）を撮像情報演算部７４の撮像対象としてもかまわない。撮像対象とモニタ２の表示画面との配置関係に基づいて、当該表示画面に対するコアユニット７０の位置を演算すれば、様々な発光体を撮像情報演算部７４の撮像対象として用いることができる。
【００９９】
また、上述したコアユニット７０およびサブユニット７６の形状や、それらに設けられている操作部７２および７８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、および設置位置であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。また、コアユニット７０における撮像情報演算部７４の位置（撮像情報演算部７４の光入射口）は、ハウジング７１の前面でなくてもよく、ハウジング７１の外部から光を取り入れることができれば他の面に設けられてもかまわない。
【０１００】
また、上述したスピーカ７０６、サウンドＩＣ７０７、アンプ７０８は、コアユニット７０側に設けられたが、手元で音声を発生するものであればよく、サブユニット７６側に設けられていてもかまわない。
【０１０１】
このように、本発明のコントローラは、コアユニット７０およびサブユニット７６を共に操作に用いて、ゲームを楽しむことができる。ここで、一例として、コアユニット７０は、撮像情報演算部７４や加速度センサ７０１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有しており、サブユニット７６は、プレイヤの方向入力操作に応じた信号を出力する機能を有している。例えば、コアユニット７０とサブユニット７６とが合体して一体となったコントローラを仮定した場合、ユニット本体の動きに応じた信号を出力するためには全体を動かすことが必要となり、方向入力操作に影響を与えてしまう。また、その逆の影響も生じてしまう。つまり、コアユニット７０とサブユニット７６とを合体させると、分離することにより実現していた自由度が著しく損なわれてしまう。また、他の例として、コアユニット７０は、撮像情報演算部７４や加速度センサ７０１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有しており、サブユニット７６も、加速度センサ７６１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有している。これによって、プレイヤが両方の手に別々のユニットを把持してそれぞれの手自体を動かして操作するような入力を行うことができる。したがって、コアユニット７０およびサブユニット７６は、従来のゲーム機用コントローラを単に左右に分離できるように構成しただけでなく、プレイヤの左右の手が自由になると同時に合体型では操作できなかった新たな操作が可能となっている。また、コントローラ自体の操作の自由度が著しく向上しているため、臨場感のあるゲーム操作を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係るコントローラおよびコンピュータシステムは、プレイヤが片手で把持した状態で操作部を操作することが容易となりコントローラおよびコンピュータシステム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施形態に係るゲームシステム１を説明するための外観図
【図２】図１のゲーム装置３の機能ブロック図
【図３】図１のコントローラ７の外観構成を示す斜視図
【図４】図３のコントローラ７の接続ケーブル７９をコアユニット７０から脱着する状態を示す斜視図
【図５】図３のコアユニット７０の上面後方から見た斜視図
【図６】図３のコアユニット７０を下面前方から見た斜視図
【図７】図３のコアユニット７０の上筐体を外した状態を示す斜視図
【図８】図３のコアユニット７０の下筐体を外した状態を示す斜視図
【図９】図３のサブユニット７６の第１の例を示す斜視図
【図１０】図９のコアユニット７０の上筐体を外した状態を示す斜視図
【図１１】図３のサブユニット７６の第２の例を示す上面図、下面図、および左側面図
【図１２】図３のサブユニット７６の上面前方から見た斜視図
【図１３】図３のサブユニット７６の第１の変形例を示す上面図
【図１４】図３のサブユニット７６の第２の変形例を示す上面図
【図１５】図３のサブユニット７６の第３の変形例を示す上面図
【図１６】図３のサブユニット７６の第４の変形例を示す上面図
【図１７】図３のコントローラ７の構成を示すブロック図
【図１８】図３のコントローラ７を用いてゲーム操作するときの状態を概説する図解図
【図１９】プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の前面側から見た一例
【図２０】プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の左側面側から見た一例
【図２１】ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒと撮像素子７４３との視野角を説明するための図
【図２２】プレイヤがサブユニット７６を左手で把持した状態をサブユニット７６の右側面側から見た一例
【図２３】ゲーム装置３がシューティングゲームを実行する際にモニタ２に表示されるゲーム画像例
【符号の説明】
【０１０４】
１…ゲームシステム
２…モニタ
２ｂ…スピーカ
３…ゲーム装置
３０…ＣＰＵ
３１…メモリコントローラ
３２…ＧＰＵ
３３…メインメモリ
３４…ＤＳＰ
３５…ＡＲＡＭ
３６…コントローラＩ／Ｆ
３７…ビデオＩ／Ｆ
３８…外部メモリＩ／Ｆ
３９…オーディオＩ／Ｆ
４０…ディスクドライブ
４１…ディスクＩ／Ｆ
４…光ディスク
５…外部メモリカード
６…受信ユニット
７…コントローラ
７０…コアユニット
７１、７７…ハウジング
７２、７８…操作部
７３、７９１…コネクタ
７４…撮像情報演算部
７４１…赤外線フィルタ
７４２…レンズ
７４３…撮像素子
７４４…画像処理回路
７５…通信部
７５１…マイコン
７５２…メモリ
７５３…無線モジュール
７５４…アンテナ
７００…基板
７０１、７６１…加速度センサ
７０２…ＬＥＤ
７０３…水晶振動子
７０４…バイブレータ
７０６…スピーカ
７０７…サウンドＩＣ
７０８…アンプ
７６…サブユニット
７９…接続ケーブル
８…ＬＥＤモジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラおよびコンピュータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレイヤが両手にそれぞれコントロールユニットを把持してゲーム操作するコントローラが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたコントローラは、プレイヤの右手で把持されるＲユニットと左手で把持されるＬユニットとから構成される。ＲユニットおよびＬユニットは、それぞれハウジング上面や側面に操作ボタンやスティックが配置されている。そして、ＲユニットおよびＬユニットは物理的に連結することが可能であり、連結した場合に合体型のコントローラとして使用することができる。
【特許文献１】特開２００４−３１３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたコントローラは、従来のゲーム機用コントローラを左右に分離できるように構成したに過ぎない。つまり、プレイヤが左右の手にそれぞれＲユニットおよびＬユニットを把持した状態で操作部を操作することが難しい。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、プレイヤが片手で把持した状態で操作部を操作することが容易となるコントローラおよびコンピュータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００７】
第１の発明は、所定のプログラムを実行するコンピュータ（３０）に操作データを送信するためのコントローラ（７６）である。コントローラは、ハウジング（７７）および操作部（７８）を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲している。操作部は、ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも操作データとして出力する。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、ハウジングは、前方が太く、後方が細く形成される。
【０００９】
第３の発明は、上記第１の発明において、操作部は、少なくとも１つの第１操作ボタン部（７８ｄ、７８ｅ）をさらに含む。第１操作ボタン部は、ハウジングの前端面に設けられた少なくとも１つの操作ボタンを有し、当該第１操作ボタン部に対する操作に応じたデータを操作データとしてさらに出力する。
【００１０】
第４の発明は、上記第３の発明において、方向入力部は、ユーザがハウジングを把持したとき、ユーザの親指で操作可能な上面の位置に設けられる。第１操作ボタン部は、当該方向入力部に親指を置いた状態でユーザの人指し指で操作可能な前端面の位置に設けられる。
【００１１】
第５の発明は、上記第１の発明において、操作部は、第２操作ボタン部（７８ｂ、７８ｃ）を、さらに含む。第２操作ボタン部は、さらに含むハウジングの上面であって方向入力部の近傍かつ後方に設けられる。
【００１２】
第６の発明は、所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラである。コントローラは、ハウジング、第１操作ボタン部、および方向入力部を備える。ハウジングは、片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面側から見たときその長手方向の前部分が太く後部分が当該前部分よりも細く形成され、その上面が上面側に凸となるように長手方向に湾曲して形成された。第１操作ボタン部は、ハウジングの前端面に設けられ、当該ハウジングを把持したときに片手の人指し指で操作可能であり、当該操作に応じたデータを操作データとして出力する。方向入力部は、第１操作ボタン部に人指し指を置いた状態で親指で操作可能なハウジングの前部分の上面の位置に設けられ、方向をユーザに指示させ、当該指示に応じたデータを操作データとして出力する。
【００１３】
第７の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、ハウジングの上面から突出し、傾倒操作によって任意方向を指示可能に構成されたスティック（７８ａ）である。
【００１４】
第８の発明は、上記第７の発明において、ハウジングの上面には、スティックが突出するための８角形の開口部が形成される。
【００１５】
第９の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、前後左右に並んだ独立した４つの操作ボタン（７８ｉ〜７８ｌ）である。
【００１６】
第１０の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、十字形状のスイッチ（７８ｆ）である。
【００１７】
第１１の発明は、上記第１または第６の発明において、方向入力部は、任意方向を指示可能なスライドパッドまたはタッチパッド（７８ｈ）である。
【００１８】
第１２の発明は、上記第１または第６の発明において、加速度センサ（７０１）またはジャイロセンサをさらに備える。加速度センサまたはジャイロセンサは、ハウジング内に搭載され、当該ハウジングの動きに応じたデータを出力する。操作データには、当該加速度センサまたはジャイロセンサの出力データがさらに含まれる。
【００１９】
第１３の発明は、上記第１または第６の発明において、受信部、スピーカ、および音声制御部を、さらに備える。受信部は、コンピュータ側から送信された送信データを受信する。音声制御部は、受信部が受信した送信データに基づいて、スピーカから音声を発生させる。
【００２０】
第１４の発明は、上記第１〜第１３の発明の何れか１つにおけるコントローラおよびコンピュータを含む、コンピュータシステム（１）である。コンピュータは、コントローラと通信可能に接続され、当該コントローラから送信される操作データに応じた処理を行う。
【発明の効果】
【００２１】
例えばユーザの親指をハウジングの上面（例えば、方向入力部付近）に添え、ユーザの人差し指をハウジングの前面に添え、ユーザの中指、薬指、および小指をハウジングの下面に添えるように、コントローラを把持することが可能となる。したがって、コントローラは、ユーザが片手で把持した状態で方向入力部を容易に操作することができる。
【００２２】
また、ハウジング前端面に操作ボタンを設ける場合、ユーザの人差し指等をハウジング前端面に設けられた操作ボタンに添えることができるため、ユーザが片手で把持した状態で前端面の操作ボタンを容易に操作することができる。
【００２３】
また、ハウジング内に加速度センサやジャイロセンサを内蔵する場合、ハウジングの動きによって変化するデータを出力できる。これにより、コントローラを利用するためには、ハウジングの動きによって変化する操作データが出力されるため、ユーザが片手にコントローラを把持して手自体を動かして操作するような入力を行わせることができる。また、加速度センサやジャイロセンサを利用することによって、コストを抑えることができる。
【００２４】
また、受信部、スピーカ、および音声制御部をさらに備える場合、コンピュータからのデータに応じた音声がスピーカから発生するため、コントローラを持つプレイヤの手元で音声を発生させることができる。
【００２５】
また、本発明のコンピュータシステムによれば、上述したコントローラと同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１を参照して、本発明の一実施形態に係るゲームシステム１について説明する。なお、図１は、当該ゲームシステム１を説明するための外観図である。以下、据置型ゲーム装置を一例にして、本発明のゲームシステム１について説明する。
【００２７】
図１において、当該ゲームシステム１は、家庭用テレビジョン受像機等のスピーカ２ａを備えたディスプレイ（以下、モニタと記載する）２に、接続コードを介して接続される据置型ゲーム装置（以下、単にゲーム装置と記載する）３および当該ゲーム装置３に操作情報を与えるコントローラ７によって構成される。ゲーム装置３は、接続端子を介して受信ユニット６が接続される。受信ユニット６は、コントローラ７から無線送信される送信データを受信し、コントローラ７とゲーム装置３とは無線通信によって接続される。また、ゲーム装置３には、当該ゲーム装置３に対して交換可能に用いられる情報記憶媒体の一例の光ディスク４が脱着される。ゲーム装置３の上部主面には、当該ゲーム装置３の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、ゲーム処理のリセットスイッチ、およびゲーム装置３上部の蓋を開くＯＰＥＮスイッチが設けられている。ここで、プレイヤがＯＰＥＮスイッチを押下することによって上記蓋が開き、光ディスク４の脱着が可能となる。
【００２８】
また、ゲーム装置３には、セーブデータ等を固定的に記憶するバックアップメモリ等を搭載する外部メモリカード５が必要に応じて着脱自在に装着される。ゲーム装置３は、光ディスク４に記憶されたゲームプログラムなどを実行することによって、その結果をゲーム画像としてモニタ２に表示する。さらに、ゲーム装置３は、外部メモリカード５に記憶されたセーブデータを用いて、過去に実行されたゲーム状態を再現して、ゲーム画像をモニタ２に表示することもできる。そして、ゲーム装置３のプレイヤは、モニタ２に表示されたゲーム画像を見ながら、コントローラ７を操作することによって、ゲーム進行を楽しむことができる。
【００２９】
コントローラ７は、その内部に備える通信部７５（後述）から受信ユニット６が接続されたゲーム装置３へ、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース；登録商標）の技術を用いて送信データを無線送信する。コントローラ７は、２つのコントロールユニット（コアユニット７０およびサブユニット７６）が屈曲自在な接続ケーブル７９を介して互いに接続されて構成されており、主にモニタ２に表示されるゲーム空間に登場するプレイヤオブジェクトを操作するための操作手段である。コアユニット７０およびサブユニット７６は、それぞれ複数の操作ボタン、キー、およびスティック等の操作部が設けられている。また、後述により明らかとなるが、コアユニット７０は、当該コアユニット７０から見た画像を撮像するための撮像情報演算部７４を備えている。また、撮像情報演算部７４の撮像対象の一例として、モニタ２の表示画面近傍に２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが設置される。これらＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれモニタ２の前方に向かって赤外光を出力する。なお、本実施例では、コアユニット７０とサブユニット７６を屈曲自在なケーブルで接続したが、サブユニット７６に無線ユニットを搭載することで、接続ケーブル７９をなくすこともできる。例えば、無線ユニットとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ユニットをサブユニット７６に搭載することで、サブユニット７６からコアユニット７０へ操作データを送信することが可能になる。
【００３０】
次に、図２を参照して、ゲーム装置３の構成について説明する。なお、図２は、ゲーム装置３の機能ブロック図である。
【００３１】
図２において、ゲーム装置３は、各種プログラムを実行する例えばリスク（ＲＩＳＣ）ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）３０を備える。ＣＰＵ３０は、図示しないブートＲＯＭに記憶された起動プログラムを実行し、メインメモリ３３等のメモリの初期化等を行った後、光ディスク４に記憶されているゲームプログラムの実行し、そのゲームプログラムに応じたゲーム処理等を行うものである。ＣＰＵ３０には、メモリコントローラ３１を介して、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２、メインメモリ３３、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３４、およびＡＲＡＭ（Ａｕｄｉｏ ＲＡＭ）３５が接続される。また、メモリコントローラ３１には、所定のバスを介して、コントローラＩ／Ｆ（インターフェース）３６、ビデオＩ／Ｆ３７、外部メモリＩ／Ｆ３８、オーディオＩ／Ｆ３９、およびディスクＩ／Ｆ４１が接続され、それぞれ受信ユニット６、モニタ２、外部メモリカード５、スピーカ２ａ、およびディスクドライブ４０が接続されている。
【００３２】
ＧＰＵ３２は、ＣＰＵ３０の命令に基づいて画像処理を行うものあり、例えば、３Ｄグラフィックスの表示に必要な計算処理を行う半導体チップで構成される。ＧＰＵ３２は、図示しない画像処理専用のメモリやメインメモリ３３の一部の記憶領域を用いて画像処理を行う。ＧＰＵ３２は、これらを用いてモニタ２に表示すべきゲーム画像データやムービ映像を生成し、適宜メモリコントローラ３１およびビデオＩ／Ｆ３７を介してモニタ２に出力する。
【００３３】
メインメモリ３３は、ＣＰＵ３０で使用される記憶領域であって、ＣＰＵ３０の処理に必要なゲームプログラム等を適宜記憶する。例えば、メインメモリ３３は、ＣＰＵ３０によって光ディスク４から読み出されたゲームプログラムや各種データ等を記憶する。このメインメモリ３３に記憶されたゲームプログラムや各種データ等がＣＰＵ３０によって実行される。
【００３４】
ＤＳＰ３４は、ゲームプログラム実行時にＣＰＵ３０において生成されるサウンドデータ等を処理するものであり、そのサウンドデータ等を記憶するためのＡＲＡＭ３５が接続される。ＡＲＡＭ３５は、ＤＳＰ３４が所定の処理（例えば、先読みしておいたゲームプログラムやサウンドデータの記憶）を行う際に用いられる。ＤＳＰ３４は、ＡＲＡＭ３５に記憶されたサウンドデータを読み出し、メモリコントローラ３１およびオーディオＩ／Ｆ３９を介してモニタ２に備えるスピーカ２ａに出力させる。
【００３５】
メモリコントローラ３１は、データ転送を統括的に制御するものであり、上述した各種Ｉ／Ｆが接続される。コントローラＩ／Ｆ３６は、例えば４つのコントローラＩ／Ｆ３６ａ〜３６ｄで構成され、それらが有するコネクタを介して嵌合可能な外部機器とゲーム装置３とを通信可能に接続する。例えば、受信ユニット６は、上記コネクタと嵌合し、コントローラＩ／Ｆ３６を介してゲーム装置３と接続される。上述したように受信ユニット６は、コントローラ７からの送信データを受信し、コントローラＩ／Ｆ３６を介して当該送信データをＣＰＵ３０へ出力する。ビデオＩ／Ｆ３７には、モニタ２が接続される。外部メモリＩ／Ｆ３８には、外部メモリカード５が接続され、その外部メモリカード５に設けられたバックアップメモリ等とアクセス可能となる。オーディオＩ／Ｆ３９にはモニタ２に内蔵されるスピーカ２ａが接続され、ＤＳＰ３４がＡＲＡＭ３５から読み出したサウンドデータやディスクドライブ４０から直接出力されるサウンドデータをスピーカ２ａから出力可能に接続される。ディスクＩ／Ｆ４１には、ディスクドライブ４０が接続される。ディスクドライブ４０は、所定の読み出し位置に配置された光ディスク４に記憶されたデータを読み出し、ゲーム装置３のバスやオーディオＩ／Ｆ３９に出力する。
【００３６】
次に、図３および図４を参照して、コントローラ７について説明する。なお、図３は、コントローラ７の外観構成を示す斜視図である。図４は、図３のコントローラ７の接続ケーブル７９をコアユニット７０から脱着する状態を示す斜視図である。
【００３７】
図３において、コントローラ７は、コアユニット７０とサブユニット７６とが接続ケーブル７９で接続されて構成されている。コアユニット７０は、ハウジング７１を有しており、当該ハウジング７１に複数の操作部７２が設けられている。一方、サブユニット７６は、ハウジング７７を有しており、当該ハウジング７７に複数の操作部７８が設けられている。そして、コアユニット７０とサブユニット７６とは、接続ケーブル７９によって接続されている。
【００３８】
図４において、接続ケーブル７９の一方端にはコアユニット７０のコネクタ７３に着脱自在なコネクタ７９１が設けられており、接続ケーブル７９の他方端は固定的にサブユニット７６と接続されている。そして、接続ケーブル７９のコネクタ７９１は、コアユニット７０の後面に設けられたコネクタ７３と嵌合し、コアユニット７０とサブユニット７６とが当該接続ケーブル７９を介して接続される。
【００３９】
図５および図６を参照して、コアユニット７０について説明する。なお、図５は、コアユニット７０の上面後方から見た斜視図である。図６は、コアユニット７０を下面前方から見た斜視図である。
【００４０】
図５および図６において、コアユニット７０は、例えばプラスチック成型によって形成されたハウジング７１を有している。ハウジング７１は、その前後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。
【００４１】
ハウジング７１上面の中央前面側に、十字キー７２ａが設けられる。この十字キー７２ａは、十字型の４方向プッシュスイッチであり、矢印で示す４つの方向（前後左右）に対応する操作部分が十字の突出片にそれぞれ９０°間隔で配置される。プレイヤが十字キー７２ａのいずれかの操作部分を押下することによって前後左右いずれかの方向を選択される。例えばプレイヤが十字キー７２ａを操作することによって、仮想ゲーム世界に登場するプレイヤキャラクタ等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することができる。
【００４２】
なお、十字キー７２ａは、上述したプレイヤの方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部であるが、他の態様の操作部でもかまわない。例えば、リング状に４方向の操作部分を備えたプッシュスイッチとその中央に設けられたセンタスイッチとを複合した複合スイッチを上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、ハウジング７１上面から突出した傾倒可能なスティックを倒すことによって、傾倒方向に応じて操作信号を出力する操作部を上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。さらに、水平移動可能な円盤状部材をスライドさせることによって、当該スライド方向に応じた操作信号を出力する操作部を、上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、タッチパッドを、上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。また、少なくとも４つの方向（前後左右）をそれぞれ示すスイッチに対して、プレイヤによって押下されたスイッチに応じて操作信号を出力する操作部を上記十字キー７２ａの代わりに設けてもかまわない。
【００４３】
ハウジング７１上面の十字キー７２ａより後面側に、複数の操作ボタン７２ｂ〜７２ｇが設けられる。操作ボタン７２ｂ〜７２ｇは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７２ｂ〜７２ｇに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。例えば、操作ボタン７２ｂ〜７２ｄには、１番ボタン、２番ボタン、およびＡボタン等としての機能が割り当てられる。また、操作ボタン７２ｅ〜７２ｇには、マイナスボタン、ホームボタン、およびプラスボタン等としての機能が割り当てられる。これら操作ボタン７２ｂ〜７２ｇは、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図５に示した配置例では、操作ボタン７２ｂ〜７２ｄは、ハウジング７１上面の中央前後方向に沿って並設されている。また、操作ボタン７２ｅ〜７２ｇは、ハウジング７１上面の左右方向に沿って操作ボタン７２ｂおよび７２ｄの間に並設されている。そして、操作ボタン７２ｆは、その上面がハウジング７１の上面に埋没しており、プレイヤが不意に誤って押下することのないタイプのボタンである。
【００４４】
また、ハウジング７１上面の十字キー７２ａより前面側に、操作ボタン７２ｈが設けられる。操作ボタン７２ｈは、遠隔からゲーム装置３本体の電源をオン／オフする電源スイッチである。この操作ボタン７２ｈも、その上面がハウジング７１の上面に埋没しており、プレイヤが不意に誤って押下することのないタイプのボタンである。
【００４５】
また、ハウジング７１上面の操作ボタン７２ｃより後面側に、複数のＬＥＤ７０２が設けられる。ここで、コントローラ７は、他のコントローラ７と区別するためにコントローラ種別（番号）が設けられている。例えば、ＬＥＤ７０２は、コントローラ７に現在設定されている上記コントローラ種別をプレイヤに通知するために用いられる。具体的には、コアユニット７０から受信ユニット６へ送信データを送信する際、上記コントローラ種別に応じて複数のＬＥＤ７０２のうち、種別に対応するＬＥＤが点灯する。
【００４６】
また、ハウジング７１上面には、操作ボタン７２ｂおよび操作ボタン７２ｅ〜７２ｇの間に後述するスピーカ（図７のスピーカ７０６）からの音を外部に放出するための音抜き孔が形成されている。
【００４７】
一方、ハウジング７１下面には、凹部が形成されている。後述で明らかとなるが、ハウジング７１下面の凹部は、プレイヤがコアユニット７０を把持したときに当該プレイヤの人差し指や中指が位置するような位置に形成される。そして、上記凹部の後面側傾斜面には、操作ボタン７２ｉが設けられる。操作ボタン７２ｉは、例えばＢボタンとして機能する操作部であり、シューティングゲームにおけるトリガスイッチや、プレイヤオブジェクトを所定オブジェクトに対して注目させる操作等に用いられる。
【００４８】
また、ハウジング７１前面には、撮像情報演算部７４の一部を構成する撮像素子７４３が設けられる。ここで、撮像情報演算部７４は、コアユニット７０が撮像した画像データを解析してその中で輝度が高い場所を判別してその場所の重心位置やサイズなどを検出するためのシステムであり、例えば、最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期であるため比較的高速なコアユニット７０の動きでも追跡して解析することができる。この撮像情報演算部７４の詳細な構成については、後述する。また、ハウジング７１の後面には、コネクタ７３が設けられている。コネクタ７３は、例えば３２ピンのエッジコネクタであり、接続ケーブル７９のコネクタ７９１と嵌合して接続するために利用される。
【００４９】
次に、図７および図８を参照して、コアユニット７０の内部構造について説明する。なお、図７は、コアユニット７０の上筐体（ハウジング７１の一部）を外した状態を後面側から見た斜視図である。図８は、コアユニット７０の下筐体（ハウジング７１の一部）を外した状態を前面側から見た斜視図である。ここで、図８に示す基板７００は、図７に示す基板７００の裏面から見た斜視図となっている。
【００５０】
図７において、ハウジング７１の内部には基板７００が固設されており、当該基板７００の上主面上に操作ボタン７２ａ〜７２ｈ、加速度センサ７０１、ＬＥＤ７０２、およびアンテナ７５４等が設けられる。そして、これらは、基板７００等に形成された配線（図示せず）によってマイコン７５１等（図８、図１７参照）に接続される。また、図示しない無線モジュール７５３（図１７参照）およびアンテナ７５４によって、コアユニット７０がワイヤレスコントローラとして機能する。なお、ハウジング７１内部には図示しない水晶振動子７０３が設けられており、後述するマイコン７５１の基本クロックを生成する。また、基板７００の上主面上に、スピーカ７０６およびアンプ７０８が設けられる。加速度センサ７０１が、基盤７００の中央部ではなく周辺部に設けられていることにより、コアユニット７０の長手方向を軸とした回転に応じて、重力加速度の方向変化に加え、遠心力による成分の含まれる加速度を検出することができるので、所定の演算により、検出される加速度データからコアユニット７０の回転を良好な感度で判定することができる。
【００５１】
一方、図８において、基板７００の下主面上の前端縁に撮像情報演算部７４が設けられる。撮像情報演算部７４は、コアユニット７０の前方から順に赤外線フィルタ７４１、レンズ７４２、撮像素子７４３、および画像処理回路７４４によって構成されており、それぞれ基板７００の下主面に取り付けられる。また、基板７００の下主面上の後端縁にコネクタ７３が取り付けられる。さらに、基板７００の下主面上にサウンドＩＣ７０７およびマイコン７５１が設けられている。サウンドＩＣ７０７は、基板７００等に形成された配線によってマイコン７５１およびアンプ７０８と接続され、ゲーム装置３から送信されたサウンドデータに応じてアンプ７０８を介してスピーカ７０６に音声信号を出力する。そして、基板７００の下主面上には、バイブレータ７０４が取り付けられる。このバイブレータ７０４は、例えば振動モータやソレノイドである。バイブレータ７０４が作動することによってコアユニット７０に振動が発生するので、それを把持しているプレイヤの手にその振動が伝達され、いわゆる振動対応ゲームが実現できる。バイブレータ７０４は、ハウジング７１のやや前方寄りに配置されるため、プレイヤが把持している状態において、ハウジング７１が大きく振動することになり、振動を感じやすくなる。
【００５２】
図９〜図１２を参照して、サブユニット７６について説明する。なお、図９は、サブユニット７６の第１の例を示す斜視図である。図１０は、図９のサブユニット７６の上筐体（ハウジング７７の一部）を外した状態を示す斜視図である。図１１（ａ）はサブユニット７６の第２の例を示す上面図であり、図１１（ｂ）はサブユニット７６の第２の例を示す下面図であり、図１１（ｃ）はサブユニット７６の第２の例を示す左側面図である。図１２は、サブユニット７６の第２の例を示す上面前方から見た斜視図である。
【００５３】
図９において、サブユニット７６は、例えばプラスチック成型によって形成されたハウジング７７を有している。ハウジング７７は、その前後方向を長手方向とし、サブユニット７６において最太部となる頭部を前方に形成した流線型の立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。
【００５４】
ハウジング７７上面の上記最太部近傍に、スティック７８ａが設けられる。スティック７８ａは、ハウジング７７上面から突出した傾倒可能なスティックを倒すことによって、傾倒方向に応じて操作信号を出力する操作部である。例えば、プレイヤがスティック先端を３６０°任意の方向に傾倒することによって任意の方向や位置を指定することができ、仮想ゲーム世界に登場するプレイヤキャラクタ等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することができる。
【００５５】
サブユニット７６のハウジング７７の前面に、複数の操作ボタン７８ｄおよび７８ｅが設けられる。操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７８ｄおよび７８ｅに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。例えば、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅには、ＸボタンおよびＹボタン等としての機能が割り当てられる。これら操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図９に示した配置例では、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅは、ハウジング７７前面の上下方向に沿って並設されている。
【００５６】
図１０において、ハウジング７７の内部には基板が固設されており、当該基板の上主面上にスティック７８ａおよび加速度センサ７６１等が設けられる。そして、これらは、基板等に形成された配線（図示せず）を介して接続ケーブル７９と接続されている。
【００５７】
図１１および図１２において、第２の例のサブユニット７６は、第１の例と同様のハウジング７７、スティック７８ａ、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅを有しており、さらにハウジング７７上面に操作ボタン７８ｂおよび７８ｃを設けた態様である。
【００５８】
サブユニット７６の第２の例では、ハウジング７７上面のスティック７８ａより後面側に、複数の操作ボタン７８ｂおよび７８ｃが設けられる。操作ボタン７８ｂおよび７８ｃは、プレイヤがボタン頭部を押下することによって、それぞれの操作ボタン７８ｂおよび７８ｃに割り当てられた操作信号を出力する操作部である。これら操作ボタン７８ｂおよび７８ｃも、ゲーム装置３が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれの機能が割り当てられるが、本発明の説明とは直接関連しないため詳細な説明を省略する。なお、図１１および図１２に示した配置例では、操作ボタン７８ｂおよび７８ｃは、ハウジング７７上面の中央左右方向に沿って並設されている。
【００５９】
なお、スティック７８ａは、上述したプレイヤの方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部であるが、他の態様の操作部でもかまわない。以下、図１３〜図１６を参照して、方向入力操作に応じて操作信号を出力する操作部が第２の例のサブユニット７６に設けられた第１〜第５の変形例を説明する。
【００６０】
第１の変形例として、図１３に示すように、コアユニット７０に設けられている十字キー７２ａと同様の十字キー７８ｆを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第２の変形例として、図１４に示すように、水平移動可能な円盤状部材をスライドさせることによって、当該スライド方向に応じた操作信号を出力するスライドパッド７８ｇを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第３の変形例として、図１５に示すように、タッチパッド７８ｈを、上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第４の変形例として、図１６に示すように、少なくとも４つの方向（前後左右）をそれぞれ示すボタン７８ｉ〜７８ｌを設け、プレイヤによって押下されたボタン７８ｉ〜７８ｌに応じて操作信号を出力する操作部を上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。第５の変形例として、リング状に４方向の操作部分を備えたプッシュスイッチとその中央に設けられたセンタスイッチとを複合した複合スイッチを上記スティック７８ａの代わりにサブユニット７６に設けてもかまわない。
【００６１】
次に、図１７を参照して、コントローラ７の内部構成について説明する。なお、図１７は、コントローラ７の構成を示すブロック図である。
【００６２】
図１７において、コアユニット７０は、上述した操作部７２、撮像情報演算部７４、加速度センサ７０１、スピーカ７０６、サウンドＩＣ７０７、およびアンプ７０８の他に、その内部に通信部７５を備えている。また、サブユニット７８は、上述した操作部７８および加速度センサ７６１を備えており、接続ケーブル７９とコネクタ７９１および７３とを介して、マイコン７５１と接続されている。
【００６３】
撮像情報演算部７４は、赤外線フィルタ７４１、レンズ７４２、撮像素子７４３、および画像処理回路７４４を含んでいる。赤外線フィルタ７４１は、コアユニット７０の前方から入射する光から赤外線のみを通過させる。レンズ７４２は、赤外線フィルタ７４１を透過した赤外線を集光して撮像素子７４３へ出射する。撮像素子７４３は、例えばＣＭＯＳセンサやあるいはＣＣＤのような固体撮像素子であり、レンズ７４２が集光した赤外線を撮像する。したがって、撮像素子７４３は、赤外線フィルタ７４１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。撮像素子７４３で生成された画像データは、画像処理回路７４４で処理される。具体的には、画像処理回路７４４は、撮像素子７４３から得られた画像データを処理して高輝度部分を検知し、それらの位置座標や面積を検出した結果を示す処理結果データを通信部７５へ出力する。なお、これらの撮像情報演算部７４は、コアユニット７０のハウジング７１に固設されており、ハウジング７１自体の方向を変えることによってその撮像方向を変更することができる。しかしながら、ハウジング７１は、サブユニット７６とは屈曲自在な接続ケーブル７９によって接続されているため、サブユニット７６の方向や位置を変更しても撮像情報演算部７４の撮像方向が変化することはない。後述により明らかとなるが、この撮像情報演算部７４から出力される処理結果データに基づいて、コアユニット７０の位置や動きに応じた信号を得ることができる。
【００６４】
コアユニット７０は、３軸の加速度センサ７０１を備えていることが好ましい。また、サブユニット７６は、３軸の加速度センサ７６１を備えていることが好ましい。この３軸の加速度センサ７０１および７６１は、それぞれ３方向、すなわち、上下方向、左右方向、および前後方向で直線加速度を検知する。また、他の実施形態においては、ゲーム処理に用いる制御信号の種類によっては、上下および左右方向（または他の対になった方向）のそれぞれに沿った直線加速度のみを検知する２軸の加速度検出手段を使用してもよい。例えば、この３軸または２軸の加速度センサ７０１および７６１は、アナログ・デバイセズ株式会社（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｉｎｃ．）またはＳＴマイクロエレクトロニクス社（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．）から入手可能であるタイプのものでもよい。加速度センサ７０１および７６１は、シリコン微細加工されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電子機械システム）の技術に基づいた静電容量式（静電容量結合式）であることが好ましい。しかしながら、既存の加速度検出手段の技術（例えば、圧電方式や圧電抵抗方式）あるいは将来開発される他の適切な技術を用いて３軸または２軸の加速度センサ７０１および７６１が提供されてもよい。
【００６５】
当業者には公知であるように、加速度センサ７０１および７６１に用いられるような加速度検出手段は、加速度センサの持つ各軸に対応する直線に沿った加速度（直線加速度）のみを検知することができる。つまり、加速度センサ７０１および７６１からの直接の出力は、その２軸または３軸のそれぞれに沿った直線加速度（静的または動的）を示す信号である。このため、加速度センサ７０１および７６１は、非直線状（例えば、円弧状）の経路に沿った動き、回転、回転運動、角変位、傾斜、位置、または姿勢等の物理特性を直接検知することはできない。
【００６６】
しかしながら、加速度センサ７０１および７６１からそれぞれ出力される加速度の信号に対して追加の処理を行うことによって、コアユニット７０およびサブユニット７６に関するさらなる情報をそれぞれ推測または算出することができることは、当業者であれば本明細書の説明から容易に理解できるであろう。例えば、静的な加速度（重力加速度）が検知されると、加速度センサ７０１および７６１からの出力を用いて、傾斜角度と検知された加速度とを用いた演算によって重力ベクトルに対する対象（コアユニット７０またはサブユニット７６）の傾きをそれぞれ推測することができる。このように、加速度センサ７０１および７６１をマイコン７５１（または他のプロセッサ）と組み合わせて用いることによって、コアユニット７０およびサブユニット７６の傾き、姿勢または位置を決定することができる。同様に、加速度センサ７０１を備えるコアユニット７０または加速度センサ７６１を備えるサブユニット７６が、ここで説明されているように、例えばユーザの手で動的に加速されてそれぞれ動かされる場合に、加速度センサ７０１および７６１によって生成される加速度信号をそれぞれ処理することによって、コアユニット７０およびサブユニット７６のさまざまな動きおよび／または位置をそれぞれ算出または推測することができる。他の実施例では、加速度センサ７０１および７６１は、信号をマイコン７５１に出力する前に内蔵の加速度検出手段から出力される加速度信号に対して所望の処理を行うための、組込み式の信号処理装置または他の種類の専用の処理装置をそれぞれ備えていてもよい。例えば、組込み式または専用の処理装置は、加速度センサが静的な加速度（例えば、重力加速度）を検出するためのものである場合、検知された加速度信号をそれに相当する傾斜角に変換するものであってもよい。加速度センサ７０１および７６１でそれぞれ検知された加速度を示すデータは通信部７５に出力される。
【００６７】
他の実施形態の例では、加速度センサ７０１および７６１の代わりに、少なくとも一方を回転素子または振動素子などを内蔵したジャイロセンサを用いてもよい。この実施形態で使用されるＭＥＭＳジャイロセンサの一例として、アナログ・デバイセズ株式会社から入手可能なものがある。加速度センサ７０１および７６１と異なり、ジャイロセンサは、それが内蔵する少なくとも一つのジャイロ素子の軸を中心とした回転（または角速度）を直接検知することができる。このように、ジャイロセンサと加速度センサとは基本的に異なるので、個々の用途のためにいずれの装置が選択されるかによって、これらの装置からの出力信号に対して行う処理を適宜変更する必要がある。
【００６８】
具体的には、加速度センサの代わりにジャイロセンサを用いて傾きや姿勢を算出する場合には、大幅な変更を行う。すなわち、ジャイロセンサを用いる場合、検出開始の状態において傾きの値を初期化する。そして、当該ジャイロセンサから出力される角速度データを積分する。次に、初期化された傾きの値からの傾きの変化量を算出する。この場合、算出される傾きは、角度に対応する値が算出されることになる。一方、加速度センサによって傾きを算出する場合には、重力加速度のそれぞれの軸に関する成分の値を、所定の基準と比較することによって傾きを算出するので、算出される傾きはベクトルで表すことが可能であり、初期化を行わずとも、加速度検出手段を用いて検出される絶対的な方向を検出することが可能である。また、傾きとして算出される値の性質は、ジャイロセンサが用いられる場合には角度であるのに対して、加速度センサが用いられる場合にはベクトルであるという違いがある。したがって、加速度センサに代えてジャイロセンサが用いられる場合、当該傾きのデータに対して、２つのデバイスの違いを考慮した所定の変換を行う必要がある。加速度検出手段とジャイロスコープとの基本的な差異と同様にジャイロスコープの特性は当業者に公知であるので、本明細書ではさらなる詳細を省略する。ジャイロセンサは、回転を直接検知できることによる利点を有する一方、一般的には、加速度センサは、本実施形態で用いるようなコントローラに適用される場合、ジャイロセンサに比べて費用効率が良いという利点を有する。
【００６９】
通信部７５は、マイクロコンピュータ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：マイコン）７５１、メモリ７５２、無線モジュール７５３、およびアンテナ７５４を含んでいる。マイコン７５１は、処理の際にメモリ７５２を記憶領域として用いながら、送信データを無線送信する無線モジュール７５３を制御する。また、マイコン７５１は、アンテナ７５４を介して無線モジュール７５３が受信したゲーム装置３からのデータに応じて、サウンドＩＣ７０７およびバイブレータ７０４の動作を制御する。サウンドＩＣ７０７は、通信部７５を介してゲーム装置３から送信されたサウンドデータ等を処理する。
【００７０】
コアユニット７０に設けられた操作部７２からの操作信号（コアキーデータ）、加速度センサ７０１からの加速度信号（コア加速度データ）、および撮像情報演算部７４からの処理結果データは、マイコン７５１に出力される。また、接続ケーブル７９を介して、サブユニット７６に設けられた操作部７８からの操作信号（サブキーデータ）および加速度センサ７６１からの加速度信号（サブ加速度データ）は、マイコン７５１に出力される。マイコン７５１は、入力した各データ（コアキーデータ、サブキーデータ、コア加速度データ、サブ加速度データ、処理結果データ）を受信ユニット６へ送信する送信データとして一時的にメモリ７５２に格納する。ここで、通信部７５から受信ユニット６への無線送信は、所定の周期毎に行われるが、ゲームの処理は１／６０秒を単位として行われることが一般的であるので、それよりも短い周期でデータを収集して送信を行うことが必要となる。具体的には、ゲームの処理単位は１６．７ｍｓ（１／６０秒）であり、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；登録商標）で構成される通信部７５の送信間隔は５ｍｓである。マイコン７５１は、受信ユニット６への送信タイミングが到来すると、メモリ７５２に格納されている送信データを一連の操作情報として出力し、無線モジュール７５３へ出力する。そして、無線モジュール７５３は、例えばブルートゥース（登録商標）の技術に基づいて、所定周波数の搬送波を用いて操作情報で変調し、その微弱電波信号をアンテナ７５４から放射する。つまり、コアユニット７０に設けられた操作部７２からのコアキーデータ、サブユニット７６に設けられた操作部７８からのサブキーデータ、コアユニット７０に設けられた加速度センサ７０１からのコア加速度データ、サブユニット７６に設けられた加速度センサ７６１からのサブ加速度データ、および撮像情報演算部７４からの処理結果データは、無線モジュール７５３で微弱電波信号に変調されてコアユニット７０から放射される。そして、ゲーム装置３の受信ユニット６でその微弱電波信号を受信し、ゲーム装置３で当該微弱電波信号を復調や復号することによって、一連の操作情報（コアキーデータ、サブキーデータ、コア加速度データ、サブ加速度データ、および処理結果データ）を取得することができる。そして、ゲーム装置３のＣＰＵ３０は、取得した操作情報とゲームプログラムとに基づいて、ゲーム処理を行う。なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の技術を用いて通信部７５を構成する場合、通信部７５は、他のデバイスから無線送信された送信データを受信する機能も備えることができる。
【００７１】
図１８に示すように、ゲームシステム１でコントローラ７を用いてゲームをプレイするためには、プレイヤは、一方の手（例えば右手）でコアユニット７０を把持し（図１９および図２０参照）、他方の手（例えば左手）でサブユニット７６を把持する（図２２参照）。そして、プレイヤは、コアユニット７０の前面（撮像情報演算部７４が撮像する光の入射口側）がモニタ２に向くようにコアユニット７０を把持する。一方、モニタ２の表示画面近傍には、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが設置される。これらＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれモニタ２の前方に向かって赤外光を出力する。
【００７２】
プレイヤがその前面がモニタ２に向くようにコアユニット７０を把持することによって、撮像情報演算部７４には２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが出力した赤外光が入射する。そして、赤外線フィルタ７４１およびレンズ７４２を介して、入射した赤外光を撮像素子７４３が撮像し、当該撮像画像を画像処理回路７４４が処理する。ここで、撮像情報演算部７４では、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒから出力される赤外線成分を検出することで、当該ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの位置や面積情報を取得する。具体的には、撮像情報演算部７４は、撮像素子７４３が撮像した画像データを解析して、面積情報からＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光ではあり得ない画像を除外し、輝度が高い位置をＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒそれぞれの位置として判別する。そして、撮像情報演算部７４は、判別されたそれらの位置座標やそれらの重心座標等を取得し、上記処理結果データとして出力する。このような処理結果データをゲーム装置３へ送信することによって、ゲーム装置３では、上記位置座標や重心座標に基づいて、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒに対する撮像情報演算部７４すなわちコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に関連のある操作信号を得ることができる。具体的には、コアユニット７０が動かされることによって、通信部７５から送信される画像内の高輝度点の位置が変化するため、高輝度点の位置の変化に対応させた方向入力や座標入力を行うことで、コアユニット７０の移動方向に沿った方向入力や座標入力を行うことができる。
【００７３】
このように、コアユニット７０の撮像情報演算部７４によって固定的に設置されたマーカ（実施例では、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光）を撮像することによって、ゲーム装置３におけるゲーム処理において、コアユニット７０の動き、姿勢、位置等に関連した処理結果データを用いることが可能となり、ボタンを押下するような操作ボタンや操作キーとは異なったより直感的な操作入力となる。また、上述したように上記マーカは、モニタ２の表示画面近傍に設置されているため、マーカに対する位置をモニタ２の表示画面に対するコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に換算することも容易に行うことができる。つまり、コアユニット７０の動き、姿勢、位置等による処理結果データは、モニタ２の表示画面に直接作用する操作入力として用いることができる。
【００７４】
図１９および図２０を参照して、プレイヤがコアユニット７０を一方の手で把持した状態について説明する。なお、図１９は、プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の前面側から見た一例である。図２０は、プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の左側面側から見た一例である。
【００７５】
図１９および図２０に示すように、コアユニット７０は、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。そして、プレイヤの親指をコアユニット７０の上面（例えば、十字キー７２ａ付近）に添え、プレイヤの人差し指をコアユニット７０下面の凹部（例えば、操作ボタン７２ｉ付近）に添えたとき、コアユニット７０の前面に設けられている撮像情報演算部７４の光入射口がプレイヤの前方方向に露出する。なお、このようなコアユニット７０に対する把持状態は、プレイヤの左手であっても同様に行えることは言うまでもない。
【００７６】
このように、コアユニット７０は、プレイヤが片手で把持した状態で十字キー７２ａや操作ボタン７２ｉ等の操作部７２を容易に操作することができる。さらに、プレイヤがコアユニット７０を片手で把持したとき、当該コアユニット７０の前面に設けられている撮像情報演算部７４の光入射口が露出するため、上述した２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光を容易に当該光入射口から取り入れることができる。つまり、プレイヤは、撮像情報演算部７４の機能を阻害することなくコアユニット７０を片手で把持することができる。つまり、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、コアユニット７０は、プレイヤの手の運動が表示画面に直接的に作用する操作入力をさらに備えることができる。
【００７７】
ここで、図２１に示すように、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒは、それぞれ視野角θ１を有している。また、撮像素子７４３は、視野角θ２を有している。例えば、ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの視野角θ１は共に３４°（半値角）であり、撮像素子７４３の視野角θ２は４１°である。そして、撮像素子７４３の視野角θ２の中にＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒが共に存在し、ＬＥＤモジュール８Ｌの視野角θ１の中でかつＬＥＤモジュール８Ｒの視野角θ１の中に撮像素子７４３が存在するとき、ゲーム装置３は、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒによる高輝度点に関する位置データを用いてコアユニット７０の位置を判定する。
【００７８】
一方、撮像素子７４３の視野角θ２の中に１つのＬＥＤモジュール８Ｌまたは８Ｒだけが存在するとき、またはＬＥＤモジュール８Ｌの視野角θ１およびＬＥＤモジュール８Ｒの視野角θ１の何れか一方の中に撮像素子７４３が存在するとき、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒの何れか一方だけによる高輝度点に関する位置データを用いてコアユニット７０の位置を判定する。
【００７９】
また、上述したようにコアユニット７０に設けられた加速度センサ７０１からの出力（コア加速度データ）を用いることによって、コアユニット７０の傾き、姿勢、または位置を決定することができる。つまり、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を上下左右等に動かすことによって、コアユニット７０は、プレイヤの手の運動や向きに応じた操作入力手段として機能する。
【００８０】
次に、図２２を参照して、プレイヤがサブユニット７６を一方の手で把持した状態について説明する。なお、図２２は、プレイヤがサブユニット７６を左手で把持した状態をサブユニット７６の右側面側から見た一例である。
【００８１】
図２２に示すように、サブユニット７６は、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。例えば、プレイヤの親指をサブユニット７６の上面（例えば、スティック７８ａ付近）に添え、プレイヤの人差し指をサブユニット７６前面（例えば、操作ボタン７８ｄおよび７８ｅ付近）に添え、プレイヤの中指、薬指、および小指をサブユニット７６下面に添えるように、サブユニット７６を把持することが可能である。なお、このようなサブユニット７６に対する把持状態は、プレイヤの右手であっても同様に行えることは言うまでもない。このように、サブユニット７６は、プレイヤが片手で把持した状態でスティック７８ａや操作ボタン７８ｄおよび７８ｅ等の操作部７８を容易に操作することができる。
【００８２】
また、上述したようにサブユニット７６に設けられた加速度センサ７６１からの出力（サブ加速度データ）を用いることによって、サブユニット７６の傾き、姿勢、または位置を決定することができる。つまり、プレイヤがサブユニット７６を把持した手を上下左右等に動かすことによって、サブユニット７６は、プレイヤの手の運動や向きに応じた操作入力手段として機能する。
【００８３】
ここで、上述したコントローラ７を用いてゲーム操作するゲーム例について説明する。第１の例は、コントローラ７を用いてゲーム操作するシューティングゲームである。なお、図２３は、ゲーム装置３がシューティングゲームを実行する際にモニタ２に表示されるゲーム画像例を示す図である。
【００８４】
図２３において、モニタ２の表示画面には３次元の仮想ゲーム空間Ｓの一部が表示されている。そして、コントローラ７の操作に応じて動作するゲームオブジェクトとして、表示画面には、プレイヤキャラクタＰの一部および当該プレイヤキャラクタＰが所持するガンＧの一部が表示されている。また、表示画面に表示される仮想ゲーム空間Ｓは、プレイヤキャラクタＳの前方となる視界が表現され、図２３の一例では敵キャラクタＥがシューティング目標として表示されている。そして、プレイヤキャラクタＰがガンＧで射撃する位置を表す照準が、照準カーソルＴとして表示画面に表示される。
【００８５】
このようなゲーム画像がモニタ２に表示されるシューティングゲームにおいて、プレイヤは、一方の手でコアユニット７０を他方の手でサブユニット７６を操作して（図１８参照）ゲームを進行する。例えば、プレイヤがサブユニット７６に設けられたスティック７８ａ（図１１、図１２参照）を傾倒することによって、当該傾倒方向に応じて仮想ゲーム空間Ｓ内をプレイヤキャラクタＰが移動する。また、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、当該モニタ２（ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒ）に対するコアユニット７０の動き、姿勢、位置等に応じて照準カーソルＴが移動する。そして、プレイヤがコアユニット７０に設けられた操作ボタン７２ｉ（図６参照）を押下することによって、プレイヤキャラクタＰが所持するガンＧが照準カーソルＴに向かって射撃する。
【００８６】
つまり、プレイヤは、サブユニット７６に設けられたスティック７８ａをプレイヤキャラクタＰの移動指示に用いながら、コアユニット７０をあたかもシューティングゲームのガンのように用いることができるため、シューティングゲームの興趣が一層増す。そして、プレイヤキャラクタＰを移動させる操作と照準カーソルＴを移動させる操作とがそれぞれ別の手で把持されたユニットを用いて行われるため、プレイヤの操作動作がそれぞれ独立した思考で行える。例えば、プレイヤキャラクタＰの移動に応じて表示画面に表示される仮想ゲーム空間Ｓが移り変わっていくため、仮想ゲーム空間Ｓ内におけるプレイヤが注目する位置付近（例えば、物陰から飛び出してくる敵キャラクタＥに注目）に照準を常に位置させることが難しいことがある。しかしながら、一方の手の動作（例えば左手の親指）でプレイヤキャラクタＰを移動させながら、コアユニット７０の前面を向ける位置が上記注目位置となるように他方の腕の動作（例えば、右腕）で調整できるため、コントローラ７自体の操作の自由度が著しく向上し、臨場感のあるシューティングゲームを実現できる。また、照準カーソルＴを移動させるためにコントローラ自体を動かす操作が行われるが、コントローラを動かすことによってプレイヤキャラクタＰを移動させる方向指示操作がやりにくくなるというような問題が発生しないため、プレイヤは安定した２つの方向指示操作を行うことができる。つまり、コントローラ７を用いることによって、プレイヤの左右の手が自由になると同時に、物理的に１つのコントローラでは操作できなかった自由度の高い新たな操作が可能になる。
【００８７】
第２の例は、上記第１の例と同様に、プレイヤがサブユニット７６に設けられたスティック７８ａを傾倒することによって、当該傾倒方向に応じて仮想ゲーム空間Ｓ内をプレイヤキャラクタＰが移動する。そして、プレイヤがコアユニット７０を把持した手を表示画面に対して動かすことによって、当該モニタ２（ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒ）に対するコアユニット７０の位置に応じて仮想カメラの注視点が移動する。このような操作によって、プレイヤは、サブユニット７６に設けられたスティック７８ａをプレイヤキャラクタＰの移動指示に用いながら、コアユニット７０を向けた仮想ゲーム空間Ｓの位置を注視することができる。
【００８８】
なお、上述した説明では、コントローラ７とゲーム装置３とが無線通信によって接続された態様を用いたが、コントローラ７とゲーム装置３とがケーブルを介して電気的に接続されてもかまわない。この場合、コアユニット７０に接続されたケーブルをゲーム装置３の接続端子に接続する。
【００８９】
また、コントローラ７を構成するコアユニット７０およびサブユニット７６のうち、コアユニット７０のみに通信部７５を設けたが、サブユニット７６に受信ユニット６へ送信データを無線送信する通信部を設けてもかまわない。また、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに上記通信部を設けてもかまわない。例えば、コアユニット７０およびサブユニット７６に設けられた通信部がそれぞれ受信ユニット６へ送信データを無線送信してもいいし、サブユニット７６の通信部からコアユニット７０へ送信データを無線送信してコアユニット７０の通信部７５で受信した後、コアユニット７０の通信部７５がサブユニット７６の送信データと共にコアユニット７０の送信データを受信ユニット６へ無線送信してもいい。これらの場合、コアユニット７０とサブユニット７６とを電気的に接続する接続ケーブル７９が不要となる。
【００９０】
また、コントローラ７から無線送信される送信データを受信する受信手段として、ゲーム装置３の接続端子に接続された受信ユニット６を用いて説明したが、ゲーム装置３の本体内部に設けられた受信モジュールによって当該受信手段を構成してもかまわない。この場合、受信モジュールが受信した送信データは、所定のバスを介してＣＰＵ３０に出力される。
【００９１】
また、コアユニット７０本体の動きに応じて変化する信号（処理結果データ）を出力する判定部の一例として、撮像情報演算部７４をコアユニット７０に内蔵して説明したが、他の機構でもかまわない。例えば、コアユニット７０は、上述したように加速度センサ７０１を内蔵しており、ジャイロセンサが用いられていることもあり得る。加速度センサやジャイロセンサは、コアユニット７０の動きや姿勢の判定に用いられることが可能であり、その結果、これらの検出信号を用いればコアユニット７０本体の動きに応じて変化する信号を出力する判定部のように用いることができる。この場合、コアユニット７０に内蔵された撮像情報演算部７４を排除してもよいし、センサと撮像情報演算部の両者を組み合わせる構成としてもよい。
【００９２】
また、撮像情報演算部７４をコアユニット７０のみに設けたが、サブユニット７６にも同様の撮像情報演算部を設けてもかまわない。
【００９３】
また、コントローラ７は、複数のユニットで構成され、それぞれ複数の操作手段（撮像情報演算部、加速度センサ、ジャイロセンサ、スティック、十字キー、操作ボタン等）を設けることができるために、それらの組み合わせによって様々なコントローラが実現する。ここで、コアユニット７０およびサブユニット７６にそれぞれ設けられる操作手段を、ユニット本体の動きに応じた信号を出力する操作手段Ａ（例えば、撮像情報演算部７４、加速度センサ７０１および７６１、ジャイロセンサ）と、プレイヤがボタンを押下したり部材を傾倒させたりタッチしたりすることに応じた信号を出力する操作手段Ｂ（例えば、スティック、十字キー、操作ボタン、タッチパッド等）とに分類して説明する。
【００９４】
コアユニット７０に操作手段Ａを設け、サブユニット７６に操作手段Ｂを設けた場合、プレイヤが一方の手にコアユニット７０を把持して手自体を動かし、他方の手にサブユニット７６を把持して従来のコントローラと同じように指による入力を行うことができる。つまり、プレイヤの左右の手で全く異なる操作をさせることが可能になるので、従来にない新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、操作手段Ａから出力される操作データが第１操作データに相当し、操作手段Ｂから出力される操作データが第２操作データに相当する。さらに、サブユニット７６に操作手段Ａを設けて、コアユニット７０に操作手段Ａを設け、サブユニット７６に操作手段Ａおよび操作手段Ｂを設ける態様もある。この態様では、プレイヤが両方の手自体をそれぞれ動かす操作も可能となり、さらに新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、サブユニット７６の操作手段Ａから出力される操作データが第３操作データに相当する。
【００９５】
また、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに操作手段Ａを設けた場合、プレイヤが一方の手にコアユニット７０を把持して手自体を動かし、他方の手もサブユニット７６を把持して手自体を動かして操作するような入力を行うことができる。つまり、プレイヤの左右の手をそれぞれ動かす操作をさせることが可能になるので、従来にない新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、操作手段Ａから出力されるそれぞれの操作データが第１操作データおよび第２操作データに相当する。さらに、コアユニット７０およびサブユニット７６にそれぞれ操作手段ＡおよびＢを設ける態様もある。この態様では、プレイヤが両方の手自体を動かす操作および両手の指による操作をそれぞれ行うことができ、さらに新たな操作が可能となる。この場合、本発明では、コアユニット７０の操作手段Ｂから出力される操作データが第１のキー操作データに相当し、サブユニット７６の操作手段Ｂから出力される操作データが第２のキー操作データに相当する。
【００９６】
さらに、コアユニット７０およびサブユニット７６それぞれに操作手段Ａを設けた場合、複数種類の操作手段Ａを一方のユニットに設ける態様も考えられる。上述したように、操作手段Ａを撮像情報演算部で構成した場合、撮像対象（マーカ）に対するユニットの方向や位置等を算出できるため、モニタ２に対するユニット方向や位置に応じた操作が可能となる。一方、操作手段Ａを加速度センサやジャイロセンサで構成した場合、ユニット自体の傾き、姿勢、および位置等を算出することができるため、ユニットの姿勢や位置に応じた操作が可能となる。したがって、コアユニット７０に撮像情報演算部と加速度センサまたはジャイロセンサとを設け、サブユニット７６に加速度センサまたはジャイロセンサとを設けることによって、コアユニット７０では上述した両者の操作が１つのユニットで可能となる。この場合、本発明では、コアユニット７０の撮像情報演算部から出力される操作データが第１操作データに相当し、サブユニット７６の加速度センサまたはジャイロセンサから出力される操作データが第２操作データに相当し、コアユニット７０の加速度センサまたはジャイロセンサから出力される操作データが第３操作データに相当する。
【００９７】
また、撮像素子７４３で撮像した画像データを解析してＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光の画像の位置座標等を取得し、それらを処理結果データとしてコアユニット７０内で生成してゲーム装置３へ送信する態様を説明したが、他の処理段階のデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信してもかまわない。例えば、撮像素子７４３が撮像した画像データをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信し、ＣＰＵ３０において上記解析処理を行って処理結果データを取得してもかまわない。この場合、コアユニット７０に設けられた画像処理回路７４４が不要となる。また、上記画像データの解析途中のデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信してもかまわない。例えば、画像データから得られる輝度、位置、および面積等を示すデータをコアユニット７０からゲーム装置３へ送信し、ＣＰＵ３０において残りの解析処理を行って処理結果データを取得してもかまわない。
【００９８】
また、上述した説明では、２つのＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒからの赤外光を、コアユニット７０の撮像情報演算部７４の撮像対象としたが、他のものを撮像対象にしてもかまわない。例えば、１つまたは３つ以上のＬＥＤモジュールをモニタ２の近傍に設置し、それらのＬＥＤモジュールからの赤外光を撮像情報演算部７４の撮像対象としてもかまわない。また、モニタ２の表示画面自体や他の発光体（室内灯等）を撮像情報演算部７４の撮像対象としてもかまわない。撮像対象とモニタ２の表示画面との配置関係に基づいて、当該表示画面に対するコアユニット７０の位置を演算すれば、様々な発光体を撮像情報演算部７４の撮像対象として用いることができる。
【００９９】
また、上述したコアユニット７０およびサブユニット７６の形状や、それらに設けられている操作部７２および７８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、および設置位置であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。また、コアユニット７０における撮像情報演算部７４の位置（撮像情報演算部７４の光入射口）は、ハウジング７１の前面でなくてもよく、ハウジング７１の外部から光を取り入れることができれば他の面に設けられてもかまわない。
【０１００】
また、上述したスピーカ７０６、サウンドＩＣ７０７、アンプ７０８は、コアユニット７０側に設けられたが、手元で音声を発生するものであればよく、サブユニット７６側に設けられていてもかまわない。
【０１０１】
このように、本発明のコントローラは、コアユニット７０およびサブユニット７６を共に操作に用いて、ゲームを楽しむことができる。ここで、一例として、コアユニット７０は、撮像情報演算部７４や加速度センサ７０１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有しており、サブユニット７６は、プレイヤの方向入力操作に応じた信号を出力する機能を有している。例えば、コアユニット７０とサブユニット７６とが合体して一体となったコントローラを仮定した場合、ユニット本体の動きに応じた信号を出力するためには全体を動かすことが必要となり、方向入力操作に影響を与えてしまう。また、その逆の影響も生じてしまう。つまり、コアユニット７０とサブユニット７６とを合体させると、分離することにより実現していた自由度が著しく損なわれてしまう。また、他の例として、コアユニット７０は、撮像情報演算部７４や加速度センサ７０１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有しており、サブユニット７６も、加速度センサ７６１等のユニット本体の動きに応じた信号を出力する機能を有している。これによって、プレイヤが両方の手に別々のユニットを把持してそれぞれの手自体を動かして操作するような入力を行うことができる。したがって、コアユニット７０およびサブユニット７６は、従来のゲーム機用コントローラを単に左右に分離できるように構成しただけでなく、プレイヤの左右の手が自由になると同時に合体型では操作できなかった新たな操作が可能となっている。また、コントローラ自体の操作の自由度が著しく向上しているため、臨場感のあるゲーム操作を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係るコントローラおよびコンピュータシステムは、プレイヤが片手で把持した状態で操作部を操作することが容易となりコントローラおよびコンピュータシステム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施形態に係るゲームシステム１を説明するための外観図
【図２】図１のゲーム装置３の機能ブロック図
【図３】図１のコントローラ７の外観構成を示す斜視図
【図４】図３のコントローラ７の接続ケーブル７９をコアユニット７０から脱着する状態を示す斜視図
【図５】図３のコアユニット７０の上面後方から見た斜視図
【図６】図３のコアユニット７０を下面前方から見た斜視図
【図７】図３のコアユニット７０の上筐体を外した状態を示す斜視図
【図８】図３のコアユニット７０の下筐体を外した状態を示す斜視図
【図９】図３のサブユニット７６の第１の例を示す斜視図
【図１０】図９のコアユニット７０の上筐体を外した状態を示す斜視図
【図１１】図３のサブユニット７６の第２の例を示す上面図、下面図、および左側面図
【図１２】図３のサブユニット７６の上面前方から見た斜視図
【図１３】図３のサブユニット７６の第１の変形例を示す上面図
【図１４】図３のサブユニット７６の第２の変形例を示す上面図
【図１５】図３のサブユニット７６の第３の変形例を示す上面図
【図１６】図３のサブユニット７６の第４の変形例を示す上面図
【図１７】図３のコントローラ７の構成を示すブロック図
【図１８】図３のコントローラ７を用いてゲーム操作するときの状態を概説する図解図
【図１９】プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の前面側から見た一例
【図２０】プレイヤがコアユニット７０を右手で把持した状態をコアユニット７０の左側面側から見た一例
【図２１】ＬＥＤモジュール８Ｌおよび８Ｒと撮像素子７４３との視野角を説明するための図
【図２２】プレイヤがサブユニット７６を左手で把持した状態をサブユニット７６の右側面側から見た一例
【図２３】ゲーム装置３がシューティングゲームを実行する際にモニタ２に表示されるゲーム画像例
【符号の説明】
【０１０４】
１…ゲームシステム
２…モニタ
２ｂ…スピーカ
３…ゲーム装置
３０…ＣＰＵ
３１…メモリコントローラ
３２…ＧＰＵ
３３…メインメモリ
３４…ＤＳＰ
３５…ＡＲＡＭ
３６…コントローラＩ／Ｆ
３７…ビデオＩ／Ｆ
３８…外部メモリＩ／Ｆ
３９…オーディオＩ／Ｆ
４０…ディスクドライブ
４１…ディスクＩ／Ｆ
４…光ディスク
５…外部メモリカード
６…受信ユニット
７…コントローラ
７０…コアユニット
７１、７７…ハウジング
７２、７８…操作部
７３、７９１…コネクタ
７４…撮像情報演算部
７４１…赤外線フィルタ
７４２…レンズ
７４３…撮像素子
７４４…画像処理回路
７５…通信部
７５１…マイコン
７５２…メモリ
７５３…無線モジュール
７５４…アンテナ
７００…基板
７０１、７６１…加速度センサ
７０２…ＬＥＤ
７０３…水晶振動子
７０４…バイブレータ
７０６…スピーカ
７０７…サウンドＩＣ
７０８…アンプ
７６…サブユニット
７９…接続ケーブル
８…ＬＥＤモジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラであって、
片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲しているハウジング、および、
前記ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも前記操作データとして出力する操作部を備える、コントローラ。
【請求項２】
前記ハウジングは、前方が太く、後方が細く形成される、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記操作部は、前記ハウジングの前端面に設けられた少なくとも１つの操作ボタンを有する第１操作ボタン部をさらに含み、前記当該第１操作ボタン部に対する操作に応じたデータを前記操作データとしてさらに出力する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記方向入力部は、ユーザが前記ハウジングを把持したとき、ユーザの親指で操作可能な上面の位置に設けられ、
前記第１操作ボタン部は、当該方向入力部に親指を置いた状態でユーザの人指し指で操作可能な前記前端面の位置に設けられる、請求項３に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記操作部は、前記ハウジングの上面であって前記方向入力部の近傍かつ後方に設けられる第２操作ボタン部を、さらに含む、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項６】
所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラであって、
片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面側から見たときその長手方向の前部分が太く後部分が当該前部分よりも細く形成され、その上面が上面側に凸となるように長手方向に湾曲して形成されたハウジング、
前記ハウジングの前端面に設けられ、当該ハウジングを把持したときに片手の人指し指で操作可能であり、当該操作に応じたデータを前記操作データとして出力する第１操作ボタン部、および
前記第１操作ボタン部に人指し指を置いた状態で親指で操作可能な前記ハウジングの前部分の上面の位置に設けられ、方向をユーザに指示させ、当該指示に応じたデータを前記操作データとして出力する方向入力部を備える、コントローラ。
【請求項７】
前記方向入力部は、前記ハウジングの上面から突出し、傾倒操作によって任意方向を指示可能に構成されたスティックである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記ハウジングの上面には、前記スティックが突出するための８角形の開口部が形成される、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記方向入力部は、前後左右に並んだ独立した４つの操作ボタンである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１０】
前記方向入力部は、十字形状のスイッチである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記方向入力部は、任意方向を指示可能なスライドパッドまたはタッチパッドである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記ハウジング内に搭載され、当該ハウジングの動きに応じたデータを出力する加速度センサまたはジャイロセンサを、さらに備え、
前記操作データには当該加速度センサまたはジャイロセンサの出力データがさらに含まれる、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コンピュータ側から送信された送信データを受信する受信部と、
スピーカと、
前記受信部が受信した送信データに基づいて、前記スピーカから音声を発生させる音声制御部とを、さらに備える、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載のコントローラと、
前記コントローラと通信可能に接続され、当該コントローラから送信される前記操作データに応じた処理を行うコンピュータとを含む、コンピュータシステム。
【請求項１】
所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラであって、
片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面が長手方向に沿って湾曲しているハウジング、および、
前記ハウジング上面の前方に設けられ、方向をユーザに指示させるための方向入力部を少なくとも含み、当該方向入力部に与えられた指示に応じたデータを少なくとも前記操作データとして出力する操作部を備える、コントローラ。
【請求項２】
前記ハウジングは、前方が太く、後方が細く形成される、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記操作部は、前記ハウジングの前端面に設けられた少なくとも１つの操作ボタンを有する第１操作ボタン部をさらに含み、前記当該第１操作ボタン部に対する操作に応じたデータを前記操作データとしてさらに出力する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記方向入力部は、ユーザが前記ハウジングを把持したとき、ユーザの親指で操作可能な上面の位置に設けられ、
前記第１操作ボタン部は、当該方向入力部に親指を置いた状態でユーザの人指し指で操作可能な前記前端面の位置に設けられる、請求項３に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記操作部は、前記ハウジングの上面であって前記方向入力部の近傍かつ後方に設けられる第２操作ボタン部を、さらに含む、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項６】
所定のプログラムを実行するコンピュータに操作データを送信するためのコントローラであって、
片手で把持可能な大きさでかつ全体として細長く、その上面側から見たときその長手方向の前部分が太く後部分が当該前部分よりも細く形成され、その上面が上面側に凸となるように長手方向に湾曲して形成されたハウジング、
前記ハウジングの前端面に設けられ、当該ハウジングを把持したときに片手の人指し指で操作可能であり、当該操作に応じたデータを前記操作データとして出力する第１操作ボタン部、および
前記第１操作ボタン部に人指し指を置いた状態で親指で操作可能な前記ハウジングの前部分の上面の位置に設けられ、方向をユーザに指示させ、当該指示に応じたデータを前記操作データとして出力する方向入力部を備える、コントローラ。
【請求項７】
前記方向入力部は、前記ハウジングの上面から突出し、傾倒操作によって任意方向を指示可能に構成されたスティックである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記ハウジングの上面には、前記スティックが突出するための８角形の開口部が形成される、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記方向入力部は、前後左右に並んだ独立した４つの操作ボタンである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１０】
前記方向入力部は、十字形状のスイッチである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記方向入力部は、任意方向を指示可能なスライドパッドまたはタッチパッドである、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記ハウジング内に搭載され、当該ハウジングの動きに応じたデータを出力する加速度センサまたはジャイロセンサを、さらに備え、
前記操作データには当該加速度センサまたはジャイロセンサの出力データがさらに含まれる、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コンピュータ側から送信された送信データを受信する受信部と、
スピーカと、
前記受信部が受信した送信データに基づいて、前記スピーカから音声を発生させる音声制御部とを、さらに備える、請求項１または６に記載のコントローラ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載のコントローラと、
前記コントローラと通信可能に接続され、当該コントローラから送信される前記操作データに応じた処理を行うコンピュータとを含む、コンピュータシステム。
【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】
【公開番号】特開２００９−６４４４９（Ｐ２００９−６４４４９Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５６８５８（Ｐ２００８−２５６８５８）
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【分割の表示】特願２００６−１２２６８１（Ｐ２００６−１２２６８１）の分割
【原出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【分割の表示】特願２００６−１２２６８１（Ｐ２００６−１２２６８１）の分割
【原出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]