操作装置およびゲームコントローラ
【課題】新規なゲームコントローラを提供する。
【解決手段】本発明によるゲームコントローラは、回動軸２３２ａにより回動操作可能に支持される下側操作ボタン２３０ａと、内部基板２２５上に配置される抵抗体２２４ａと、弾力性を有して下側操作ボタン２３０ａの回動操作により抵抗体２２４ａに押しつけられる導電部材２２３ａとを備える。抵抗体２２４ａは、導電部材２２３ａの接触面積に応じたアナログ信号を出力し、アナログ入力を実現する。
【解決手段】本発明によるゲームコントローラは、回動軸２３２ａにより回動操作可能に支持される下側操作ボタン２３０ａと、内部基板２２５上に配置される抵抗体２２４ａと、弾力性を有して下側操作ボタン２３０ａの回動操作により抵抗体２２４ａに押しつけられる導電部材２２３ａとを備える。抵抗体２２４ａは、導電部材２２３ａの接触面積に応じたアナログ信号を出力し、アナログ入力を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲーム操作などに用いられる操作装置およびゲームコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲーム装置と、ユーザにより操作されるゲーム装置用のコントローラはケーブルにより接続されるのが一般的であったが、近年、ゲーム装置とコントローラとを無線接続するゲームシステムが提案されるようになった。無線コントローラを採用することにより、ユーザは比較的自由な姿勢でゲームを楽しむことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の技術進歩により、ゲームシステムのハードウェアスペックが飛躍的に向上している。これにより、ゲームコントローラからの操作入力を多様な形態でリアルタイムで処理することが可能となり、今後は様々な種類のゲームアプリケーションの開発が予測される。このような事情のもと、ユーザに多様な操作入力を可能とさせるゲームコントローラの開発が切望されている。
そこで本発明は、新規なゲームコントローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の操作装置は、回転軸により回動操作可能に支持される操作ボタンと、基板上に配置される抵抗体と、弾力性を有し、操作ボタンの回動操作により抵抗体に押しつけられる導電部材とを備える。この操作装置において、前記抵抗体は、前記導電部材の接触面積に応じたアナログ信号を出力する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、新規な操作装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す。ゲームシステム１は、画像表示装置３、音声出力装置４、ゲーム装置１０およびコントローラ２０を備える。画像表示装置３、音声出力装置４およびコントローラ２０は、ゲーム装置１０に接続される。
【０００７】
コントローラ２０は、ユーザが操作入力を行うための操作装置であり、またゲーム装置１０は、コントローラ２０における操作入力をもとにゲームアプリケーションを処理して、ゲームアプリケーションの処理結果を示す画像信号を生成する処理装置である。
【０００８】
画像表示装置３は画像信号を出力するディスプレイであって、ゲーム装置１０において生成された画像信号を受けて、ゲーム画面を表示する。音声出力装置４は音声を出力するスピーカであって、ゲーム装置１０において生成された音声信号を受けて、ゲーム音声を出力する。画像表示装置３および音声出力装置４は、ゲームシステム１における出力装置を構成する。
【０００９】
ゲーム装置１０と画像表示装置３は、有線により接続されてもよく、また無線により接続されてもよい。ゲーム装置１０と画像表示装置３とはＡＶケーブルによって接続されてもよい。またゲーム装置１０と画像表示装置３との間には、ネットワーク（ＬＡＮ）ケーブルやワイヤレスＬＡＮなどで構築したホームネットワークが構築されてもよい。
【００１０】
コントローラ２０は、ユーザによる操作入力をゲーム装置１０に伝送する機能をもち、本実施例ではゲーム装置１０との間で無線通信可能な無線コントローラとして構成される。コントローラ２０とゲーム装置１０は、Bluetooth（ブルートゥース）（登録商標）プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。ゲーム装置１０は、複数のコントローラ２０との無線接続を可能とし、すなわちゲームシステム１においては、ゲーム装置１０とコントローラ２０の１対Ｎ接続を実現できる。ゲーム装置１０は親機すなわちマスタとして機能し、コントローラ２０は子機すなわちスレーブとして機能する。なおコントローラ２０は、無線コントローラに限らず、ゲーム装置１０とケーブルを介して接続される有線コントローラであってもよい。
【００１１】
コントローラ２０は、図示しないバッテリにより駆動され、ゲームを進行させる操作入力を行うための複数のボタンやキーを有して構成される。ユーザがコントローラ２０のボタンやキーを操作すると、その操作入力が無線によりゲーム装置１０に送信される。ゲーム装置１０は、コントローラ２０からゲームアプリケーションに関する操作入力を受信し、操作入力に応じてゲーム進行を制御して、ゲーム画像信号およびゲーム音声信号を生成する。生成されたゲーム画像信号およびゲーム音声信号は、それぞれ画像表示装置３および音声出力装置４により出力される。またゲーム装置１０は、ゲームアプリケーションの進行状況に応じて、コントローラ２０を振動させる振動制御信号をコントローラ２０に送信する機能ももつ。コントローラ２０は振動子を有し、振動制御信号を受信すると振動子を振動させる。
【００１２】
図２は、コントローラの外観構成を示す。コントローラ２０には、方向キー２１、アナログスティック２７と、４種の操作ボタン２６が設けられている。方向キー２１、アナログスティック２７、操作ボタン２６は、筐体上面３０に設けられた入力部である。４種のボタン２２〜２５には、それぞれを区別するために、異なる色で異なる図形が記されている。すなわち、○ボタン２２には赤色の丸、×ボタン２３には青色のバツ、□ボタン２４には紫色の四角形、△ボタン２５には緑色の三角形が記されている。コントローラ２０の筐体背面２９には、複数のＬＥＤが設けられている。
【００１３】
ユーザは左手で左側把持部２８ｂを把持し、右手で右側把持部２８ａを把持して、コントローラ２０を操作する。方向キー２１、アナログスティック２７、操作ボタン２６は、ユーザが左側把持部２８ｂ、右側把持部２８ａを把持した状態で操作可能なように、筐体上面３０上に設けられる。
【００１４】
筐体上面３０には、ＬＥＤ付きボタン３１も設けられる。ＬＥＤ付きボタン３１は、たとえば画像表示装置３にメニュー画面を表示させるためのボタンとして利用される。また、ＬＥＤの発光状態によりユーザへのメールの着信の知らせや、コントローラ２０のバッテリの充電状態などを示す機能ももつ。たとえば充電中は赤色、充電が終了すると緑色に点灯し、充電残存量が残り少ないときには赤色を点滅させるようにＬＥＤを点灯させる。
【００１５】
図３は、実施例にかかるコントローラの背面側の外観構成を示す。コントローラ２０の筐体背面２９には、複数のＬＥＤが設けられている。筐体背面側からみて、筐体上面右方には方向キー２１が設けられ、上面左方には操作ボタン２６が設けられる。また、方向キー２１および操作ボタン２６の内側には、２つのアナログスティック２７が設けられる。
【００１６】
実施例のコントローラ２０において、第１ＬＥＤ２１０ａ、第２ＬＥＤ２１０ｂ、第３ＬＥＤ２１０ｃおよび第４ＬＥＤ２１０ｄが、筐体背面２９の上方且つ長手方向中央から右よりの位置に横一列に設けられる。以下、第１ＬＥＤ２１０ａ、第２ＬＥＤ２１０ｂ、第３ＬＥＤ２１０ｃおよび第４ＬＥＤ２１０ｄを総称する場合には、「ＬＥＤ２１０」と表記する。ＬＥＤ２１０の近傍には数字が刻印または印刷されており、ＬＥＤ２１０は、たとえばゲームキャラクタと紐付けされたコントローラ番号を表現するインジケータとして利用される。また、筐体背面２９の中央部には、ＵＳＢコネクタ４６が設けられる。ＵＳＢコネクタ４６には、ゲーム装置１０から延びるＵＳＢケーブルが接続されて、コントローラ２０の充電処理を行うことができる。なおＵＳＢケーブルが接続されると、コントローラ２０を有線コントローラとして利用することも可能である。
【００１７】
筐体背面２９側には、上側操作ボタン２２０ａ、上側操作ボタン２２０ｂ、下側操作ボタン２３０ａ、下側操作ボタン２３０ｂが筐体背面長手方向の左右対称な位置にそれぞれ設けられる。上側操作ボタン２２０ａおよび上側操作ボタン２２０ｂは、ユーザが右側把持部２８ａ、左側把持部２８ｂを把持した状態で、それぞれ右手および左手の人差指の先端で操作される位置に形成され、下側操作ボタン２３０ａおよび下側操作ボタン２３０ｂは、それぞれ右手および左手の中指の先端で操作される位置に形成される。これによって、ユーザが上側操作ボタン２２０ａ、上側操作ボタン２２０ｂ、下側操作ボタン２３０ａ、下側操作ボタン２３０ｂを操作する際、ＬＥＤ２１０が人差指または中指によって隠れない。
【００１８】
実施例のコントローラ２０において、上側操作ボタン２２０ａおよび上側操作ボタン２２０ｂは、プッシュ式のボタンとして構成される。上側操作ボタン２２０による入力は、押下されることで実行され、押下量に応じたアナログ入力を可能とする。上側操作ボタン２２０は、ゴムなどの弾性体により筐体外向きに付勢されている。これにより、ユーザから押下されない状態では、上側操作ボタン２２０が筐体から離れる方向に付勢され、その位置を維持する。
【００１９】
下側操作ボタン２３０ａおよび下側操作ボタン２３０ｂは、回動支持されたトリガー式のボタンとして構成される。下側操作ボタン２３０は、回動可能な入力インタフェースであって、回動量に応じたアナログ入力を可能とする。下側操作ボタン２３０は、回動軸により回動可能に支持された状態で、ゴムなどの弾性体やばね部材などにより筐体外向きに付勢されている。これにより、ユーザから押下されない状態では、下側操作ボタン２３０が筐体から離れる方向に付勢され、その位置を維持する。
【００２０】
下側操作ボタン２３０は、筐体背面２９の長手方向に実質的に平行に設けられた回転軸により回動可能に支持されて構成される。下側操作ボタン２３０は、その上側部分を回動支持され、ユーザは下側操作ボタン２３０の表面の下側を押下することで、下側操作ボタン２３０を筐体内に収容する方向に回動させることができる。下側操作ボタン２３０の表面下端部には、押下されない状態で、筐体側に近づく向きに傾斜した張出部２４０が形成される。したがって張出部２４０は、回転軸よりも筐体裏面側に配置される。
【００２１】
下側操作ボタン２３０ａおよび２３０ｂは、左右対称に構成されており、下側操作ボタン２３０ａには張出部２４０ａが形成され、下側操作ボタン２３０ｂには張出部２４０ｂが形成されている。張出部２４０は、下側操作ボタン２３０の表面を延出した構成を有し、その上端部から下端部の間で、筐体外向きの凸面を構成する。すなわち下側操作ボタン２３０の表面は、その回動方向において、なだらかな曲面をもって構成される。なお、下側操作ボタン２３０の表面２３４ａ（図６参照）には、中指の滑りを防止するために、筐体背面２９の長手方向に実質的に平行に設けられる凸部または溝による滑り止め部が形成されてもよい。また、下側操作ボタン２３０の表面を滑りにくい材質で構成してもよく、またシボ加工が施されてもよい。また張出部２４０ａの張出長を長くすることで、中指を安定して載置できるようにしてもよい。
【００２２】
なお、張出部２４０は、表面において回動軸から離れる向きに突出するように形成されてもよい。このとき張出部２４０は、上部側の他の表面領域に対して筐体外向きに反る方向に形成される。このように外向きに反った張出部２４０を下側操作ボタン２３０の表面の一部を構成するように設けることで、ユーザが下側操作ボタン２３０を回動させる際に、効率的に力をかけられる位置に中指をガイドし、中指とのかかり具合を良好にして、中指が滑ってしまう状況を回避する。張出部２４０は、その下端部に沿って、他の表面領域の曲面から突出して盛り上がる形状を有してもよい。これにより、中指とのかかり具合をさらに良好にすることができる。
【００２３】
下側操作ボタン２３０の表面下端部に設けられた張出部２４０は、背面視において、その周囲の筐体部分よりも下方（裏面側）に張り出してもよい。中指を下側操作ボタン２３０に載せる際、中指をコントローラ２０の裏面を這わせて下側操作ボタン２３０に到達させるユーザは少なくないと考えられる。このとき、張出部２４０が筐体よりも張り出してコントローラ２０の外郭の一部を構成することで、裏面に沿って移動させられる中指が下側操作ボタン２３０に自然に到達できるようになる。また、下側操作ボタン２３０の表面を連続した凸面として構成することで、中指を張出部２４０をつたって所期の表面位置まで自然に移動させることが可能となる。
【００２４】
本実施例では、下側操作ボタン２３０の回動量検出手段として、抵抗変化を検出するセンサを採用する。たとえば、筐体内部に所定の抵抗値で２端子間を導通している回路パターンを用意し、さらに、下側操作ボタン２３０の回動動作により回路パターンに押圧される導電ゴムを設ける。下側操作ボタン２３０が回動されると、導電ゴムが筐体内部の回路パターンに接触する。導電ゴムは、回動量に応じて回路パターンとの接触面積が変化するように変形可能に形成され、したがって回動量に応じて２端子間の抵抗値が変化する。この抵抗値を検出することで、回動量を検出することができ、これによりコントローラ２０は、回動量に応じた入力値を取得することが可能となる。同様に、上側操作ボタン２２０の押下量検出手段としても、抵抗変化を検出するセンサが採用される。
【００２５】
図４は、本実施例における回動量検出手段および押下量検出手段として採用するセンサ２２６の基本構造を示す。このセンサ２２６は、筐体内部において、下側操作ボタン２３０の回動方向および上側操作ボタン２２０の押下方向に設けられる。
【００２６】
操作子２２１は、操作ボタンであって、回動量検出手段では下側操作ボタン２３０、押下量検出手段では上側操作ボタン２２０に相当する。センサ２２６は、弾性体２２２と、導電部材２２３と、抵抗体２２４とを備えている。操作子２２１は押下されると、弾性体２２２の接触子２２９を下方に押し込む。導電部材２２３は、例えば、弾力性を有する導電ゴムからなり、図４に示す構成例では、中央を頂部とする山形状に形成している。この導電部材２２３は、弾性体２２２に形成した弾力部２２８の内側天井面に接着される。弾性体２２２は、弾力部２２８により操作子２２１を上向きに付勢して支持している。
【００２７】
抵抗体２２４は内部基板２２５上に設けられ、導電部材２２３に対向して配置される。なお、抵抗体２２４は内部基板２２５上に回路パターンとして直接形成されてもよく、またシートに印刷されて、そのシートが内部基板２２５上に配置されてもよい。抵抗体２２４は、操作子２２１の押圧操作に伴い、導電部材２２３が接触する位置に配置されている。導電部材２２３は、操作子２２１の押圧力（すなわち、抵抗体２２４との接触圧）に応じて変形可能な材料で形成される。
【００２８】
図４（ａ）は、操作子２２１の押圧前の状態を示し、図４（ｂ）は、弱い押圧力で操作子２２１を押下した状態を示し、図４（ｃ）は、強い押圧力で操作子２２１を押下した状態を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）に示されるように、押圧力に応じて抵抗体２２４と導電部材２２３の接触面積が変化する。すなわち、操作子２２１の押圧力が弱いときは、図４（ｂ）に示すように、山形状をした導電部材２２３の頂部付近が接触するが、操作子２２１の押圧力を強めていくと、導電部材２２３が頂部から徐々に変形して接触面積が広がり、図４（ｃ）に示す状態で、接触面積が最大となっている。
【００２９】
図５は、抵抗体および導電部材による合成抵抗を説明するための図である。図示するように、抵抗体２２４は電源ライン２２７に直列に挿入され、電極２３５ａ，２３５ｃ間に電圧が印加されている。この抵抗体２２４の内部抵抗を模式的に示すと、同図に示すように固定抵抗（２３５ｂ〜２３５ｃ間）と可変抵抗（２３５ａ〜２３５ｂ間）とに分けられる。このうち、可変抵抗の部分は導電部材２２３の接触部分に相当し、導電部材２２３の接触面積に応じて抵抗値を可変する。すなわち、抵抗体２２４に導電部材２２３が接触すると、導電部材２２３がブリッジとなって電流が流れるためその接触部分の抵抗値が小さくなる。したがって、導電部材２２３の接触面積が大きくなるほど、抵抗体２２４の抵抗値は減少する。抵抗体２２４では、中間部に出力端子２３５ｂを設け、この出力端子２３５ｂから操作子２２１の押圧力に対応したアナログ信号（電圧値）を出力するようにしている。
【００３０】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例にかかるコントローラ２０の側面側の外観構成を示す。なお図６は、コントローラ２０の右側面から見える下側操作ボタン２３０ａを示しているが、左側面から見える下側操作ボタン２３０ｂについても同様の構造を有している。
【００３１】
図６（ａ）は、下側操作ボタン２３０ａを回動しない状態を示し、図６（ｂ）は、下側操作ボタン２３０ａを最大に回動した状態を示す。下側操作ボタン２３０ａの表面２３４ａはなだらかな凸面として形成され、その下端側には張出部２４０ａが設けられる。
【００３２】
張出部２４０ａの先端部は、下側操作ボタン２３０ａが筐体内に押し込まれるときに収容される本体部分２３６ａの外郭部２３７ａよりも、回動軸２３２ａからの距離を長く設定される。本体部分２３６ａは筐体に設けられた開口部から筐体内に収容されるが、張出部２４０ａは、開口部に当接するように表面２３４ａを延設して形成される。これにより、図６（ｂ）に示すように、張出部２４０ａは、回動されると、筐体の外表面、具体的には開口部の縁部に接触して回動動作を制限するストッパとして機能する。張出部２４０ａを設けずに、下側操作ボタン２３０ａを回動して全体を筐体内部に押し込んだ場合には、下側操作ボタン２３０ａと開口部との間に異物が入り込んだようなとき、下側操作ボタン２３０ａが引き出せないような状況が発生しうる。また、他の理由で下側操作ボタン２３０ａの全体が開口部から引き出せないような状況も発生しうる。一方、実施例のコントローラ２０のように、ストッパとして機能する張出部２４０ａを設けることで、下側操作ボタン２３０ａが筐体内部に完全に押し込まれないため、そのような状況を回避できるという利点がある。
【００３３】
コントローラ２０は、その裏面２１３ａの曲面を滑らかに形成されることが好ましい。図６に示す側面図において、筐体裏面における右側把持部２８ａはＳ字状の曲面を有して構成されているが、中指を下側操作ボタン２３０ａの表面２３４ａに置くときに、中指を筐体裏面に沿わせて移動させるような場合には、筐体裏面をなだらかに形成しておくことで、中指を移動させやすくできる。このとき、下側操作ボタン２３０ａ近傍の裏面２１３ａから中指をスムーズに下側操作ボタン２３０ａに移動可能とするために、下側操作ボタン２３０ａ近傍の裏面の延長線上に、ばね部材により筐体外向きに付勢された状態の張出部２４０ａの下端部が配置されるようにしてもよい。
【００３４】
図７は、張出部２４０が下方となるように、床や地面などの平面にコントローラ２０を載置した状態を示す。このとき、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂの一部と、張出部２４０ａ、２４０ｂの下端部とが平面に接触して、コントローラ２０が支持されて、載置された姿勢を維持する。図示されるように、張出部２４０ａは、その載置時に、回動軸２３２ａ側から下端部に向かうにつれて、平面に垂直な方向に対して筐体側に近づく向きに、なだらかな曲面をもって傾斜している。そのため、図７に示す載置状態で、コントローラ２０の筐体上面３０を下方に押した場合に、張出部２４０ａには、下側操作ボタン２３０ａが筐体内部に回動する方向に力がかかることになる。そのため、たとえば筐体上面３０に不意な力がかかった場合であっても、下側操作ボタン２３０ａの内部のばね部材などが、この力を吸収するように作用でき、下側操作ボタン２３０ａを壊れにくく構成できる。
【００３５】
図８は、コントローラ２０の裏面側の外観構成を示す。裏面において、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂは、把持しやすいように略筒状の曲面を有して構成される。右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂと、筐体裏面中央部分との間はなだらかに構成され、把持部と中央部分との間の接続部に段差を設けないことが好ましい。これにより、裏面全体をなだらかな連続面で形成することができ、前記したように、指の移動をスムーズに行うことが可能となる。また、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂに挟まれる中央部分は、全体として平坦に形成される。またコントローラ２０はバッテリを内蔵しており、裏面にはバッテリ用蓋２１６が設けられてもよい。
【００３６】
図９は、上側操作ボタンおよび下側操作ボタン周辺の内部構造の断面を示す。上側操作ボタン２２０の押下方向および下側操作ボタン２３０の回動方向には、図４に示すセンサが設けられ、押下量および回動量に応じたアナログ信号を出力する。上側操作ボタン２２０および下側操作ボタン２３０と、そのセンサは、ユーザからの操作入力を受け付ける操作装置として機能する。
【００３７】
まず、上側操作ボタン２２０側の構造について説明する。上側操作ボタン２２０は、表面から筐体内部に延びる当接部を有し、当接部の先端は、弾性体２２２に設けられた接触子２２９ｂの上面に当接する。接触子２２９ｂは、弾力部２２８により筐体外向き、すなわち抵抗体２２４ｂから離れる方向に付勢されている。接触子２２９ｂの下面（内側天井面）には、弾力性を有する導電部材２２３ｂが設けられ、この導電部材２２３ｂに対向して、内部基板２２５上には抵抗体２２４ｂが配置されている。上側操作ボタン２２０ａが押下されると、導電部材２２３ｂと抵抗体２２４ｂの接触面積が変化し、抵抗体２２４ｂは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。これにより、上側操作ボタン２２０ａを、アナログ入力可能な操作子として機能させることができる。
【００３８】
次に、下側操作ボタン２３０側の構造について説明する。内部基板２２５は、抵抗体２２４の形成面に垂直な方向に軸支持用のホルダ部材２２５ａを有し、そのホルダ部材２２５ａにより回動軸２３２ａが支持されている。下側操作ボタン２３０ａの両側壁には軸穴が形成され、回動軸２３２ａは、両側壁の軸穴に挿通される。
【００３９】
下側操作ボタン２３０ａは、表面２３４ａを延出した張出部２４０ａを有し、張出部２４０ａは、本体部分２３６ａの外郭部２３７ａよりも突出して構成される。下側操作ボタン２３０ａは、押圧面となる表面２３４ａと、軸穴を形成されて表面２３４ａの両側部から略垂直に延設される両側壁と、張出部２４０ａの下端部から外郭部２３７ａを有して形成される背面の４面を有する中空の箱体として構成される。下側操作ボタン２３０ａの内部には、弾性体２２２に設けられた接触子２２９ａに当接するための当接部品２４２ａが固定される。当接部品２４２ａは、回動軸２３２ａを収容する軸受部分と、軸受部分から延びる板部を有し、板部が、下側操作ボタン２３０ａに形成されたガイドに差し込まれる。この状態で、下側操作ボタン２３０ａの両側壁に形成された軸穴から回動軸２３２ａが挿通されると、回動軸２３２ａが当接部品２４２ａの軸受部分に収容され、当接部品２４２ａが下側操作ボタン２３０ａに固定される。これにより、当接部品２４２ａは、下側操作ボタン２３０ａと一体となって回動されることになる。なお、当接部品２４２ａと下側操作ボタン２３０ａとは、たとえば接着剤など他の手段により固定されてもよく、また一体成形されてもよい。いずれの場合であっても、当接部品２４２ａと下側操作ボタン２３０ａとは一体となって回動される。
【００４０】
当接部品２４２ａは、板部から略垂直に延びる壁部を有する。この壁部は、当接部品２４２ａが下側操作ボタン２３０ａに固定された状態で、下側操作ボタン２３０ａの背面に対向する面を形成する。これにより、下側操作ボタン２３０ａの外部に露出する部分は、面ないし壁により閉じられた構成となる。当接部品２４２ａは平坦な当接面を有し、接触子２２９ａの平坦な上面に摺動可能に当接する。当接面は、板部において、軸受部分と壁部とが形成された位置の間に設けられる。当接部品２４２ａの当接面２３３（図１３参照）は、接触子２２９ａの上面が好適に摺動できるように、接触子２２９ａの上面よりも広く形成される。
【００４１】
張出部２４０ａは、表面２３４ａを延出して形成されるが、外郭部２３７ａ側の背面においては、筐体裏面をつたって外郭部２３７ａから張出部２４０ａに向かう中指が、外郭部２３７ａから突出する張出部２４０ａによってはひっかからないように張出部２４０ａが形成される。すなわち、下側操作ボタン２３０ａの背面側において、外郭部２３７ａと張出部２４０ａとはその境界部分で鈍角を形成し、したがって指が外郭部２３７ａから張出部２４０ａになめらかに移動できるように構成されている。
【００４２】
接触子２２９ａは、弾力部２２８により筐体外向き、すなわち抵抗体２２４ａから離れる方向に付勢されている。接触子２２９ａの下面（内側天井面）には、弾力性を有する導電部材２２３ａが設けられ、この導電部材２２３ａに対向して、内部基板２２５上には抵抗体２２４ａが配置されている。下側操作ボタン２３０ａが回動操作されると、導電部材２２３ａが抵抗体２２４ａに接触する。導電部材２２３ａは変形可能な弾力性を有しており、下側操作ボタン２３０ａの回動量に応じて導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａの接触面積が変化し、抵抗体２２４ａは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。これにより、下側操作ボタン２３０ａを、アナログ入力可能な操作子として機能させることができる。
【００４３】
導電部材２２３ａは、中央を頂部とする山形状に形成される。導電部材２２３ａは、弾性体２２２の接触子２２９ａ下面において、山形の頂部を抵抗体２２４ａに対向するように取り付けられる。これにより、下側操作ボタン２３０ａの回動量が大きくなると、導電部材２２３ａがその頂部から次第に変形していくため、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積を大きくすることができる。なお、導電部材２２３ａは、中央を頂部とするお椀形であってもよく、また中央を頂部とする円錐、多角錐などの形状を有してもよい。
【００４４】
当接部品２４２ａは、回動軸２３２ａ近傍の位置において接触子２２９ａの上面と当接する。当接部品２４２ａは下側操作ボタン２３０ａと一体に回動軸２３２ａを中心に回転するため、当接部品２４２ａが回動軸２３２ａから離れた位置で接触子２２９ａと接触すると、その接触位置で導電部材２２３ａの押し込まれる量は大きくなる。そのため、下側操作ボタン２３０ａの回動量に応じて、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積を変化させるためには、導電部材２２３ａを非常に変形しやすい材料で形成しなければならない。
【００４５】
一方、当接部品２４２ａと接触子２２９ａとを回動軸２３２ａ近傍で接触させると、導電部材２２３ａが押し込まれる最大量を小さくできるため、導電部材２２３ａの材料の選択自由度を高めることができる。なお、当接部品２４２ａが接触子２２９ａと当接する当接面は、たとえば回動軸２３２ａから外郭部２３７ａの間の中間点から回動軸２３２ａ寄りの位置に設定されることが好ましい。これにより、導電部材２２３ａの押し潰される最大量を小さくできる。また、当接部品２４２ａの根元に接触子２２９ａを配置することで、弾性体２２２を小さく形成することができ、弾性体２２２の構成材料量を低減できるとともに、空間の有効利用が可能となる。
【００４６】
下側操作ボタン２３０ａは、弾性体２２２により抵抗体２２４ａから離れる方向に付勢されているが、この付勢力を補助するために、ばね部材２４３ａが設けられてもよい。ばね部材２４３ａは、回動軸２３２ａに取り付けられ、一端を当接部品２４２ａに接触させ、他端を内部基板２２５に接触させて、当接部品２４２ａを筐体外向きに、内部基板２２５を筐体内向きに付勢する拡開力を生じさせる。これにより、下側操作ボタン２３０ａを内部基板２２５から離れる方向に付勢できる。以上により、回動操作のない状態では、下側操作ボタン２３０ａが筐体外向きに突き出た姿勢を好適に維持できる。
【００４７】
なお、下側操作ボタン２３０ａは外郭部２３７ａにおいて、張出部２４０ａとは反対側の筐体内部に収容される位置に突起部２４１ａを有する。筐体の内側には係止部２１４が形成され、係止部２１４と突起部２４１ａとが係止することで、下側操作ボタン２３０ａの筐体外向きの移動が制限される。
【００４８】
図１０は、下側操作ボタンを押し込んだ状態を断面視で示す。下側操作ボタン２３０ａが回動操作されると、係止部２１４と突起部２４１ａとの係止が解除され、接触子２２９ａは、当接部分における当接部品２４２ａの回動量だけ抵抗体２２４ａ方向に押し込まれる。これにより、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとは接触し、抵抗体２２４ａは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。
【００４９】
図１１は、下側操作ボタンを最大回動量押し込んだ状態を断面視で示す。この状態では、張出部２４０ａが筐体の外表面に接触して、回動動作を制限する。このとき導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積は最大となり、抵抗体２２４ａから出力されるアナログ信号は、最大となる。
【００５０】
図１２は、下側操作ボタンの回転構造を示す。下側操作ボタン２３０ａは、表面２３４ａ、外郭部２３７ａを含む背面、表面２３４ａおよび背面に連接する２つの側壁２３８を有する箱体として形成される。下側操作ボタン２３０ａの箱体内部には当接部品２４２ａが取り付けられており、下側操作ボタン２３０ａの側壁２３８に設けられた軸穴に回動軸２３２ａが挿通される。回動軸２３２ａには、ばね部材２４３ａが取り付けられる。ばね部材２４３ａは、図示のように１つであってもよく、また当接部品２４２ａの軸受部分を挟んで２つあってもよい。
【００５１】
回動軸２３２ａは、ホルダ部材２２５ａの孔部に軸着される。孔部は回動軸２３２ａを収容可能な径を有し、その開口部は、回動軸２３２ａの径より僅かに小さく形成されて、回動軸２３２ａを嵌着させることで、回動軸２３２ａがホルダ部材２２５ａに支持される。これにより、下側操作ボタン２３０ａを内部基板２２５に回転可能に取り付ける。内部基板２２５は、弾性体２２２（図示せず）を載置するための平坦部２２５ｂを有する。平坦部２２５ｂには、ばね部材２４３ａの一端が支持される。なお、ばね部材２４３ａの他端は、当接部品２４２ａの裏面に支持される。図示していないが、内部基板２２５は下側操作ボタン２３０ａと上側操作ボタン２２０ａの共通基板であるため、図中、内部基板２２５の左側には、上側操作ボタン２２０ａを取り付けるための構造も設けられる。
【００５２】
図１３は、下側操作ボタン２３０ａの裏面側の構造を示す。下側操作ボタン２３０ａの内部の両側壁には、当接部品２４２ａを止着するために、それぞれ平行にガイド２３１が形成され、当接部品２４２ａの板部の両側部が、平行に設けたガイド２３１に差し込まれる。当接部品２４２ａは、弾性体２２２の接触子２２９ａと当接する当接面２３３を有する。
【００５３】
当接面２３３は平坦に形成され、また押圧前の状態において弾性体２２２の接触子２２９ａを抵抗体２２４ａに対して所定位置に配置するように、当接部品本体の裏面部に対して角度付けされて形成される。この所定位置は、適度な遊びをともなうように定められる。これにより、下側操作ボタン２３０ａの回動操作で、所望のアナログ出力を得ることができる。
【００５４】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す図である。
【図２】コントローラの外観構成を示す図である。
【図３】実施例にかかるコントローラの背面側の外観構成を示す図である。
【図４】本実施例における回動量検出手段および押下量検出手段として採用するセンサの基本構造を示す図である。
【図５】抵抗体および導電部材による合成抵抗を説明するための図。
【図６】実施例にかかるコントローラの側面側の外観構成を示す図である。
【図７】床や地面などの平面にコントローラを載置した状態を示す図である。
【図８】コントローラの裏面側の外観構成を示す図である。
【図９】上側操作ボタンおよび下側操作ボタン周辺の内部構造を示す図である。
【図１０】下側操作ボタンを押し込んだ状態を示す図である。
【図１１】下側操作ボタンを最大回動量押し込んだ状態を示す図である。
【図１２】下側操作ボタンの回転構造を示す図である。
【図１３】下側操作ボタンの裏面側の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０・・・コントローラ、２８ａ・・・右側把持部、２８ｂ・・・左側把持部、２９・・・筐体背面、２２０ａ・・・上側操作ボタン、２２０ｂ・・・上側操作ボタン、２２５・・・内部基板、２３０ａ・・・下側操作ボタン、２３０ｂ・・・下側操作ボタン、２３２ａ・・・回動軸、２３３・・・当接面、２３４ａ・・・表面、２３６ａ・・・本体部分、２３７ａ・・・外郭部、２４０ａ・・・張出部、２４０ｂ・・・張出部、２４１ａ・・・突起部、２４２ａ・・・当接部品、２４３ａ・・・ばね部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲーム操作などに用いられる操作装置およびゲームコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲーム装置と、ユーザにより操作されるゲーム装置用のコントローラはケーブルにより接続されるのが一般的であったが、近年、ゲーム装置とコントローラとを無線接続するゲームシステムが提案されるようになった。無線コントローラを採用することにより、ユーザは比較的自由な姿勢でゲームを楽しむことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の技術進歩により、ゲームシステムのハードウェアスペックが飛躍的に向上している。これにより、ゲームコントローラからの操作入力を多様な形態でリアルタイムで処理することが可能となり、今後は様々な種類のゲームアプリケーションの開発が予測される。このような事情のもと、ユーザに多様な操作入力を可能とさせるゲームコントローラの開発が切望されている。
そこで本発明は、新規なゲームコントローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の操作装置は、回転軸により回動操作可能に支持される操作ボタンと、基板上に配置される抵抗体と、弾力性を有し、操作ボタンの回動操作により抵抗体に押しつけられる導電部材とを備える。この操作装置において、前記抵抗体は、前記導電部材の接触面積に応じたアナログ信号を出力する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、新規な操作装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す。ゲームシステム１は、画像表示装置３、音声出力装置４、ゲーム装置１０およびコントローラ２０を備える。画像表示装置３、音声出力装置４およびコントローラ２０は、ゲーム装置１０に接続される。
【０００７】
コントローラ２０は、ユーザが操作入力を行うための操作装置であり、またゲーム装置１０は、コントローラ２０における操作入力をもとにゲームアプリケーションを処理して、ゲームアプリケーションの処理結果を示す画像信号を生成する処理装置である。
【０００８】
画像表示装置３は画像信号を出力するディスプレイであって、ゲーム装置１０において生成された画像信号を受けて、ゲーム画面を表示する。音声出力装置４は音声を出力するスピーカであって、ゲーム装置１０において生成された音声信号を受けて、ゲーム音声を出力する。画像表示装置３および音声出力装置４は、ゲームシステム１における出力装置を構成する。
【０００９】
ゲーム装置１０と画像表示装置３は、有線により接続されてもよく、また無線により接続されてもよい。ゲーム装置１０と画像表示装置３とはＡＶケーブルによって接続されてもよい。またゲーム装置１０と画像表示装置３との間には、ネットワーク（ＬＡＮ）ケーブルやワイヤレスＬＡＮなどで構築したホームネットワークが構築されてもよい。
【００１０】
コントローラ２０は、ユーザによる操作入力をゲーム装置１０に伝送する機能をもち、本実施例ではゲーム装置１０との間で無線通信可能な無線コントローラとして構成される。コントローラ２０とゲーム装置１０は、Bluetooth（ブルートゥース）（登録商標）プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。ゲーム装置１０は、複数のコントローラ２０との無線接続を可能とし、すなわちゲームシステム１においては、ゲーム装置１０とコントローラ２０の１対Ｎ接続を実現できる。ゲーム装置１０は親機すなわちマスタとして機能し、コントローラ２０は子機すなわちスレーブとして機能する。なおコントローラ２０は、無線コントローラに限らず、ゲーム装置１０とケーブルを介して接続される有線コントローラであってもよい。
【００１１】
コントローラ２０は、図示しないバッテリにより駆動され、ゲームを進行させる操作入力を行うための複数のボタンやキーを有して構成される。ユーザがコントローラ２０のボタンやキーを操作すると、その操作入力が無線によりゲーム装置１０に送信される。ゲーム装置１０は、コントローラ２０からゲームアプリケーションに関する操作入力を受信し、操作入力に応じてゲーム進行を制御して、ゲーム画像信号およびゲーム音声信号を生成する。生成されたゲーム画像信号およびゲーム音声信号は、それぞれ画像表示装置３および音声出力装置４により出力される。またゲーム装置１０は、ゲームアプリケーションの進行状況に応じて、コントローラ２０を振動させる振動制御信号をコントローラ２０に送信する機能ももつ。コントローラ２０は振動子を有し、振動制御信号を受信すると振動子を振動させる。
【００１２】
図２は、コントローラの外観構成を示す。コントローラ２０には、方向キー２１、アナログスティック２７と、４種の操作ボタン２６が設けられている。方向キー２１、アナログスティック２７、操作ボタン２６は、筐体上面３０に設けられた入力部である。４種のボタン２２〜２５には、それぞれを区別するために、異なる色で異なる図形が記されている。すなわち、○ボタン２２には赤色の丸、×ボタン２３には青色のバツ、□ボタン２４には紫色の四角形、△ボタン２５には緑色の三角形が記されている。コントローラ２０の筐体背面２９には、複数のＬＥＤが設けられている。
【００１３】
ユーザは左手で左側把持部２８ｂを把持し、右手で右側把持部２８ａを把持して、コントローラ２０を操作する。方向キー２１、アナログスティック２７、操作ボタン２６は、ユーザが左側把持部２８ｂ、右側把持部２８ａを把持した状態で操作可能なように、筐体上面３０上に設けられる。
【００１４】
筐体上面３０には、ＬＥＤ付きボタン３１も設けられる。ＬＥＤ付きボタン３１は、たとえば画像表示装置３にメニュー画面を表示させるためのボタンとして利用される。また、ＬＥＤの発光状態によりユーザへのメールの着信の知らせや、コントローラ２０のバッテリの充電状態などを示す機能ももつ。たとえば充電中は赤色、充電が終了すると緑色に点灯し、充電残存量が残り少ないときには赤色を点滅させるようにＬＥＤを点灯させる。
【００１５】
図３は、実施例にかかるコントローラの背面側の外観構成を示す。コントローラ２０の筐体背面２９には、複数のＬＥＤが設けられている。筐体背面側からみて、筐体上面右方には方向キー２１が設けられ、上面左方には操作ボタン２６が設けられる。また、方向キー２１および操作ボタン２６の内側には、２つのアナログスティック２７が設けられる。
【００１６】
実施例のコントローラ２０において、第１ＬＥＤ２１０ａ、第２ＬＥＤ２１０ｂ、第３ＬＥＤ２１０ｃおよび第４ＬＥＤ２１０ｄが、筐体背面２９の上方且つ長手方向中央から右よりの位置に横一列に設けられる。以下、第１ＬＥＤ２１０ａ、第２ＬＥＤ２１０ｂ、第３ＬＥＤ２１０ｃおよび第４ＬＥＤ２１０ｄを総称する場合には、「ＬＥＤ２１０」と表記する。ＬＥＤ２１０の近傍には数字が刻印または印刷されており、ＬＥＤ２１０は、たとえばゲームキャラクタと紐付けされたコントローラ番号を表現するインジケータとして利用される。また、筐体背面２９の中央部には、ＵＳＢコネクタ４６が設けられる。ＵＳＢコネクタ４６には、ゲーム装置１０から延びるＵＳＢケーブルが接続されて、コントローラ２０の充電処理を行うことができる。なおＵＳＢケーブルが接続されると、コントローラ２０を有線コントローラとして利用することも可能である。
【００１７】
筐体背面２９側には、上側操作ボタン２２０ａ、上側操作ボタン２２０ｂ、下側操作ボタン２３０ａ、下側操作ボタン２３０ｂが筐体背面長手方向の左右対称な位置にそれぞれ設けられる。上側操作ボタン２２０ａおよび上側操作ボタン２２０ｂは、ユーザが右側把持部２８ａ、左側把持部２８ｂを把持した状態で、それぞれ右手および左手の人差指の先端で操作される位置に形成され、下側操作ボタン２３０ａおよび下側操作ボタン２３０ｂは、それぞれ右手および左手の中指の先端で操作される位置に形成される。これによって、ユーザが上側操作ボタン２２０ａ、上側操作ボタン２２０ｂ、下側操作ボタン２３０ａ、下側操作ボタン２３０ｂを操作する際、ＬＥＤ２１０が人差指または中指によって隠れない。
【００１８】
実施例のコントローラ２０において、上側操作ボタン２２０ａおよび上側操作ボタン２２０ｂは、プッシュ式のボタンとして構成される。上側操作ボタン２２０による入力は、押下されることで実行され、押下量に応じたアナログ入力を可能とする。上側操作ボタン２２０は、ゴムなどの弾性体により筐体外向きに付勢されている。これにより、ユーザから押下されない状態では、上側操作ボタン２２０が筐体から離れる方向に付勢され、その位置を維持する。
【００１９】
下側操作ボタン２３０ａおよび下側操作ボタン２３０ｂは、回動支持されたトリガー式のボタンとして構成される。下側操作ボタン２３０は、回動可能な入力インタフェースであって、回動量に応じたアナログ入力を可能とする。下側操作ボタン２３０は、回動軸により回動可能に支持された状態で、ゴムなどの弾性体やばね部材などにより筐体外向きに付勢されている。これにより、ユーザから押下されない状態では、下側操作ボタン２３０が筐体から離れる方向に付勢され、その位置を維持する。
【００２０】
下側操作ボタン２３０は、筐体背面２９の長手方向に実質的に平行に設けられた回転軸により回動可能に支持されて構成される。下側操作ボタン２３０は、その上側部分を回動支持され、ユーザは下側操作ボタン２３０の表面の下側を押下することで、下側操作ボタン２３０を筐体内に収容する方向に回動させることができる。下側操作ボタン２３０の表面下端部には、押下されない状態で、筐体側に近づく向きに傾斜した張出部２４０が形成される。したがって張出部２４０は、回転軸よりも筐体裏面側に配置される。
【００２１】
下側操作ボタン２３０ａおよび２３０ｂは、左右対称に構成されており、下側操作ボタン２３０ａには張出部２４０ａが形成され、下側操作ボタン２３０ｂには張出部２４０ｂが形成されている。張出部２４０は、下側操作ボタン２３０の表面を延出した構成を有し、その上端部から下端部の間で、筐体外向きの凸面を構成する。すなわち下側操作ボタン２３０の表面は、その回動方向において、なだらかな曲面をもって構成される。なお、下側操作ボタン２３０の表面２３４ａ（図６参照）には、中指の滑りを防止するために、筐体背面２９の長手方向に実質的に平行に設けられる凸部または溝による滑り止め部が形成されてもよい。また、下側操作ボタン２３０の表面を滑りにくい材質で構成してもよく、またシボ加工が施されてもよい。また張出部２４０ａの張出長を長くすることで、中指を安定して載置できるようにしてもよい。
【００２２】
なお、張出部２４０は、表面において回動軸から離れる向きに突出するように形成されてもよい。このとき張出部２４０は、上部側の他の表面領域に対して筐体外向きに反る方向に形成される。このように外向きに反った張出部２４０を下側操作ボタン２３０の表面の一部を構成するように設けることで、ユーザが下側操作ボタン２３０を回動させる際に、効率的に力をかけられる位置に中指をガイドし、中指とのかかり具合を良好にして、中指が滑ってしまう状況を回避する。張出部２４０は、その下端部に沿って、他の表面領域の曲面から突出して盛り上がる形状を有してもよい。これにより、中指とのかかり具合をさらに良好にすることができる。
【００２３】
下側操作ボタン２３０の表面下端部に設けられた張出部２４０は、背面視において、その周囲の筐体部分よりも下方（裏面側）に張り出してもよい。中指を下側操作ボタン２３０に載せる際、中指をコントローラ２０の裏面を這わせて下側操作ボタン２３０に到達させるユーザは少なくないと考えられる。このとき、張出部２４０が筐体よりも張り出してコントローラ２０の外郭の一部を構成することで、裏面に沿って移動させられる中指が下側操作ボタン２３０に自然に到達できるようになる。また、下側操作ボタン２３０の表面を連続した凸面として構成することで、中指を張出部２４０をつたって所期の表面位置まで自然に移動させることが可能となる。
【００２４】
本実施例では、下側操作ボタン２３０の回動量検出手段として、抵抗変化を検出するセンサを採用する。たとえば、筐体内部に所定の抵抗値で２端子間を導通している回路パターンを用意し、さらに、下側操作ボタン２３０の回動動作により回路パターンに押圧される導電ゴムを設ける。下側操作ボタン２３０が回動されると、導電ゴムが筐体内部の回路パターンに接触する。導電ゴムは、回動量に応じて回路パターンとの接触面積が変化するように変形可能に形成され、したがって回動量に応じて２端子間の抵抗値が変化する。この抵抗値を検出することで、回動量を検出することができ、これによりコントローラ２０は、回動量に応じた入力値を取得することが可能となる。同様に、上側操作ボタン２２０の押下量検出手段としても、抵抗変化を検出するセンサが採用される。
【００２５】
図４は、本実施例における回動量検出手段および押下量検出手段として採用するセンサ２２６の基本構造を示す。このセンサ２２６は、筐体内部において、下側操作ボタン２３０の回動方向および上側操作ボタン２２０の押下方向に設けられる。
【００２６】
操作子２２１は、操作ボタンであって、回動量検出手段では下側操作ボタン２３０、押下量検出手段では上側操作ボタン２２０に相当する。センサ２２６は、弾性体２２２と、導電部材２２３と、抵抗体２２４とを備えている。操作子２２１は押下されると、弾性体２２２の接触子２２９を下方に押し込む。導電部材２２３は、例えば、弾力性を有する導電ゴムからなり、図４に示す構成例では、中央を頂部とする山形状に形成している。この導電部材２２３は、弾性体２２２に形成した弾力部２２８の内側天井面に接着される。弾性体２２２は、弾力部２２８により操作子２２１を上向きに付勢して支持している。
【００２７】
抵抗体２２４は内部基板２２５上に設けられ、導電部材２２３に対向して配置される。なお、抵抗体２２４は内部基板２２５上に回路パターンとして直接形成されてもよく、またシートに印刷されて、そのシートが内部基板２２５上に配置されてもよい。抵抗体２２４は、操作子２２１の押圧操作に伴い、導電部材２２３が接触する位置に配置されている。導電部材２２３は、操作子２２１の押圧力（すなわち、抵抗体２２４との接触圧）に応じて変形可能な材料で形成される。
【００２８】
図４（ａ）は、操作子２２１の押圧前の状態を示し、図４（ｂ）は、弱い押圧力で操作子２２１を押下した状態を示し、図４（ｃ）は、強い押圧力で操作子２２１を押下した状態を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）に示されるように、押圧力に応じて抵抗体２２４と導電部材２２３の接触面積が変化する。すなわち、操作子２２１の押圧力が弱いときは、図４（ｂ）に示すように、山形状をした導電部材２２３の頂部付近が接触するが、操作子２２１の押圧力を強めていくと、導電部材２２３が頂部から徐々に変形して接触面積が広がり、図４（ｃ）に示す状態で、接触面積が最大となっている。
【００２９】
図５は、抵抗体および導電部材による合成抵抗を説明するための図である。図示するように、抵抗体２２４は電源ライン２２７に直列に挿入され、電極２３５ａ，２３５ｃ間に電圧が印加されている。この抵抗体２２４の内部抵抗を模式的に示すと、同図に示すように固定抵抗（２３５ｂ〜２３５ｃ間）と可変抵抗（２３５ａ〜２３５ｂ間）とに分けられる。このうち、可変抵抗の部分は導電部材２２３の接触部分に相当し、導電部材２２３の接触面積に応じて抵抗値を可変する。すなわち、抵抗体２２４に導電部材２２３が接触すると、導電部材２２３がブリッジとなって電流が流れるためその接触部分の抵抗値が小さくなる。したがって、導電部材２２３の接触面積が大きくなるほど、抵抗体２２４の抵抗値は減少する。抵抗体２２４では、中間部に出力端子２３５ｂを設け、この出力端子２３５ｂから操作子２２１の押圧力に対応したアナログ信号（電圧値）を出力するようにしている。
【００３０】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例にかかるコントローラ２０の側面側の外観構成を示す。なお図６は、コントローラ２０の右側面から見える下側操作ボタン２３０ａを示しているが、左側面から見える下側操作ボタン２３０ｂについても同様の構造を有している。
【００３１】
図６（ａ）は、下側操作ボタン２３０ａを回動しない状態を示し、図６（ｂ）は、下側操作ボタン２３０ａを最大に回動した状態を示す。下側操作ボタン２３０ａの表面２３４ａはなだらかな凸面として形成され、その下端側には張出部２４０ａが設けられる。
【００３２】
張出部２４０ａの先端部は、下側操作ボタン２３０ａが筐体内に押し込まれるときに収容される本体部分２３６ａの外郭部２３７ａよりも、回動軸２３２ａからの距離を長く設定される。本体部分２３６ａは筐体に設けられた開口部から筐体内に収容されるが、張出部２４０ａは、開口部に当接するように表面２３４ａを延設して形成される。これにより、図６（ｂ）に示すように、張出部２４０ａは、回動されると、筐体の外表面、具体的には開口部の縁部に接触して回動動作を制限するストッパとして機能する。張出部２４０ａを設けずに、下側操作ボタン２３０ａを回動して全体を筐体内部に押し込んだ場合には、下側操作ボタン２３０ａと開口部との間に異物が入り込んだようなとき、下側操作ボタン２３０ａが引き出せないような状況が発生しうる。また、他の理由で下側操作ボタン２３０ａの全体が開口部から引き出せないような状況も発生しうる。一方、実施例のコントローラ２０のように、ストッパとして機能する張出部２４０ａを設けることで、下側操作ボタン２３０ａが筐体内部に完全に押し込まれないため、そのような状況を回避できるという利点がある。
【００３３】
コントローラ２０は、その裏面２１３ａの曲面を滑らかに形成されることが好ましい。図６に示す側面図において、筐体裏面における右側把持部２８ａはＳ字状の曲面を有して構成されているが、中指を下側操作ボタン２３０ａの表面２３４ａに置くときに、中指を筐体裏面に沿わせて移動させるような場合には、筐体裏面をなだらかに形成しておくことで、中指を移動させやすくできる。このとき、下側操作ボタン２３０ａ近傍の裏面２１３ａから中指をスムーズに下側操作ボタン２３０ａに移動可能とするために、下側操作ボタン２３０ａ近傍の裏面の延長線上に、ばね部材により筐体外向きに付勢された状態の張出部２４０ａの下端部が配置されるようにしてもよい。
【００３４】
図７は、張出部２４０が下方となるように、床や地面などの平面にコントローラ２０を載置した状態を示す。このとき、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂの一部と、張出部２４０ａ、２４０ｂの下端部とが平面に接触して、コントローラ２０が支持されて、載置された姿勢を維持する。図示されるように、張出部２４０ａは、その載置時に、回動軸２３２ａ側から下端部に向かうにつれて、平面に垂直な方向に対して筐体側に近づく向きに、なだらかな曲面をもって傾斜している。そのため、図７に示す載置状態で、コントローラ２０の筐体上面３０を下方に押した場合に、張出部２４０ａには、下側操作ボタン２３０ａが筐体内部に回動する方向に力がかかることになる。そのため、たとえば筐体上面３０に不意な力がかかった場合であっても、下側操作ボタン２３０ａの内部のばね部材などが、この力を吸収するように作用でき、下側操作ボタン２３０ａを壊れにくく構成できる。
【００３５】
図８は、コントローラ２０の裏面側の外観構成を示す。裏面において、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂは、把持しやすいように略筒状の曲面を有して構成される。右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂと、筐体裏面中央部分との間はなだらかに構成され、把持部と中央部分との間の接続部に段差を設けないことが好ましい。これにより、裏面全体をなだらかな連続面で形成することができ、前記したように、指の移動をスムーズに行うことが可能となる。また、右側把持部２８ａおよび左側把持部２８ｂに挟まれる中央部分は、全体として平坦に形成される。またコントローラ２０はバッテリを内蔵しており、裏面にはバッテリ用蓋２１６が設けられてもよい。
【００３６】
図９は、上側操作ボタンおよび下側操作ボタン周辺の内部構造の断面を示す。上側操作ボタン２２０の押下方向および下側操作ボタン２３０の回動方向には、図４に示すセンサが設けられ、押下量および回動量に応じたアナログ信号を出力する。上側操作ボタン２２０および下側操作ボタン２３０と、そのセンサは、ユーザからの操作入力を受け付ける操作装置として機能する。
【００３７】
まず、上側操作ボタン２２０側の構造について説明する。上側操作ボタン２２０は、表面から筐体内部に延びる当接部を有し、当接部の先端は、弾性体２２２に設けられた接触子２２９ｂの上面に当接する。接触子２２９ｂは、弾力部２２８により筐体外向き、すなわち抵抗体２２４ｂから離れる方向に付勢されている。接触子２２９ｂの下面（内側天井面）には、弾力性を有する導電部材２２３ｂが設けられ、この導電部材２２３ｂに対向して、内部基板２２５上には抵抗体２２４ｂが配置されている。上側操作ボタン２２０ａが押下されると、導電部材２２３ｂと抵抗体２２４ｂの接触面積が変化し、抵抗体２２４ｂは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。これにより、上側操作ボタン２２０ａを、アナログ入力可能な操作子として機能させることができる。
【００３８】
次に、下側操作ボタン２３０側の構造について説明する。内部基板２２５は、抵抗体２２４の形成面に垂直な方向に軸支持用のホルダ部材２２５ａを有し、そのホルダ部材２２５ａにより回動軸２３２ａが支持されている。下側操作ボタン２３０ａの両側壁には軸穴が形成され、回動軸２３２ａは、両側壁の軸穴に挿通される。
【００３９】
下側操作ボタン２３０ａは、表面２３４ａを延出した張出部２４０ａを有し、張出部２４０ａは、本体部分２３６ａの外郭部２３７ａよりも突出して構成される。下側操作ボタン２３０ａは、押圧面となる表面２３４ａと、軸穴を形成されて表面２３４ａの両側部から略垂直に延設される両側壁と、張出部２４０ａの下端部から外郭部２３７ａを有して形成される背面の４面を有する中空の箱体として構成される。下側操作ボタン２３０ａの内部には、弾性体２２２に設けられた接触子２２９ａに当接するための当接部品２４２ａが固定される。当接部品２４２ａは、回動軸２３２ａを収容する軸受部分と、軸受部分から延びる板部を有し、板部が、下側操作ボタン２３０ａに形成されたガイドに差し込まれる。この状態で、下側操作ボタン２３０ａの両側壁に形成された軸穴から回動軸２３２ａが挿通されると、回動軸２３２ａが当接部品２４２ａの軸受部分に収容され、当接部品２４２ａが下側操作ボタン２３０ａに固定される。これにより、当接部品２４２ａは、下側操作ボタン２３０ａと一体となって回動されることになる。なお、当接部品２４２ａと下側操作ボタン２３０ａとは、たとえば接着剤など他の手段により固定されてもよく、また一体成形されてもよい。いずれの場合であっても、当接部品２４２ａと下側操作ボタン２３０ａとは一体となって回動される。
【００４０】
当接部品２４２ａは、板部から略垂直に延びる壁部を有する。この壁部は、当接部品２４２ａが下側操作ボタン２３０ａに固定された状態で、下側操作ボタン２３０ａの背面に対向する面を形成する。これにより、下側操作ボタン２３０ａの外部に露出する部分は、面ないし壁により閉じられた構成となる。当接部品２４２ａは平坦な当接面を有し、接触子２２９ａの平坦な上面に摺動可能に当接する。当接面は、板部において、軸受部分と壁部とが形成された位置の間に設けられる。当接部品２４２ａの当接面２３３（図１３参照）は、接触子２２９ａの上面が好適に摺動できるように、接触子２２９ａの上面よりも広く形成される。
【００４１】
張出部２４０ａは、表面２３４ａを延出して形成されるが、外郭部２３７ａ側の背面においては、筐体裏面をつたって外郭部２３７ａから張出部２４０ａに向かう中指が、外郭部２３７ａから突出する張出部２４０ａによってはひっかからないように張出部２４０ａが形成される。すなわち、下側操作ボタン２３０ａの背面側において、外郭部２３７ａと張出部２４０ａとはその境界部分で鈍角を形成し、したがって指が外郭部２３７ａから張出部２４０ａになめらかに移動できるように構成されている。
【００４２】
接触子２２９ａは、弾力部２２８により筐体外向き、すなわち抵抗体２２４ａから離れる方向に付勢されている。接触子２２９ａの下面（内側天井面）には、弾力性を有する導電部材２２３ａが設けられ、この導電部材２２３ａに対向して、内部基板２２５上には抵抗体２２４ａが配置されている。下側操作ボタン２３０ａが回動操作されると、導電部材２２３ａが抵抗体２２４ａに接触する。導電部材２２３ａは変形可能な弾力性を有しており、下側操作ボタン２３０ａの回動量に応じて導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａの接触面積が変化し、抵抗体２２４ａは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。これにより、下側操作ボタン２３０ａを、アナログ入力可能な操作子として機能させることができる。
【００４３】
導電部材２２３ａは、中央を頂部とする山形状に形成される。導電部材２２３ａは、弾性体２２２の接触子２２９ａ下面において、山形の頂部を抵抗体２２４ａに対向するように取り付けられる。これにより、下側操作ボタン２３０ａの回動量が大きくなると、導電部材２２３ａがその頂部から次第に変形していくため、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積を大きくすることができる。なお、導電部材２２３ａは、中央を頂部とするお椀形であってもよく、また中央を頂部とする円錐、多角錐などの形状を有してもよい。
【００４４】
当接部品２４２ａは、回動軸２３２ａ近傍の位置において接触子２２９ａの上面と当接する。当接部品２４２ａは下側操作ボタン２３０ａと一体に回動軸２３２ａを中心に回転するため、当接部品２４２ａが回動軸２３２ａから離れた位置で接触子２２９ａと接触すると、その接触位置で導電部材２２３ａの押し込まれる量は大きくなる。そのため、下側操作ボタン２３０ａの回動量に応じて、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積を変化させるためには、導電部材２２３ａを非常に変形しやすい材料で形成しなければならない。
【００４５】
一方、当接部品２４２ａと接触子２２９ａとを回動軸２３２ａ近傍で接触させると、導電部材２２３ａが押し込まれる最大量を小さくできるため、導電部材２２３ａの材料の選択自由度を高めることができる。なお、当接部品２４２ａが接触子２２９ａと当接する当接面は、たとえば回動軸２３２ａから外郭部２３７ａの間の中間点から回動軸２３２ａ寄りの位置に設定されることが好ましい。これにより、導電部材２２３ａの押し潰される最大量を小さくできる。また、当接部品２４２ａの根元に接触子２２９ａを配置することで、弾性体２２２を小さく形成することができ、弾性体２２２の構成材料量を低減できるとともに、空間の有効利用が可能となる。
【００４６】
下側操作ボタン２３０ａは、弾性体２２２により抵抗体２２４ａから離れる方向に付勢されているが、この付勢力を補助するために、ばね部材２４３ａが設けられてもよい。ばね部材２４３ａは、回動軸２３２ａに取り付けられ、一端を当接部品２４２ａに接触させ、他端を内部基板２２５に接触させて、当接部品２４２ａを筐体外向きに、内部基板２２５を筐体内向きに付勢する拡開力を生じさせる。これにより、下側操作ボタン２３０ａを内部基板２２５から離れる方向に付勢できる。以上により、回動操作のない状態では、下側操作ボタン２３０ａが筐体外向きに突き出た姿勢を好適に維持できる。
【００４７】
なお、下側操作ボタン２３０ａは外郭部２３７ａにおいて、張出部２４０ａとは反対側の筐体内部に収容される位置に突起部２４１ａを有する。筐体の内側には係止部２１４が形成され、係止部２１４と突起部２４１ａとが係止することで、下側操作ボタン２３０ａの筐体外向きの移動が制限される。
【００４８】
図１０は、下側操作ボタンを押し込んだ状態を断面視で示す。下側操作ボタン２３０ａが回動操作されると、係止部２１４と突起部２４１ａとの係止が解除され、接触子２２９ａは、当接部分における当接部品２４２ａの回動量だけ抵抗体２２４ａ方向に押し込まれる。これにより、導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとは接触し、抵抗体２２４ａは、接触面積に応じたアナログ信号を出力する。
【００４９】
図１１は、下側操作ボタンを最大回動量押し込んだ状態を断面視で示す。この状態では、張出部２４０ａが筐体の外表面に接触して、回動動作を制限する。このとき導電部材２２３ａと抵抗体２２４ａとの接触面積は最大となり、抵抗体２２４ａから出力されるアナログ信号は、最大となる。
【００５０】
図１２は、下側操作ボタンの回転構造を示す。下側操作ボタン２３０ａは、表面２３４ａ、外郭部２３７ａを含む背面、表面２３４ａおよび背面に連接する２つの側壁２３８を有する箱体として形成される。下側操作ボタン２３０ａの箱体内部には当接部品２４２ａが取り付けられており、下側操作ボタン２３０ａの側壁２３８に設けられた軸穴に回動軸２３２ａが挿通される。回動軸２３２ａには、ばね部材２４３ａが取り付けられる。ばね部材２４３ａは、図示のように１つであってもよく、また当接部品２４２ａの軸受部分を挟んで２つあってもよい。
【００５１】
回動軸２３２ａは、ホルダ部材２２５ａの孔部に軸着される。孔部は回動軸２３２ａを収容可能な径を有し、その開口部は、回動軸２３２ａの径より僅かに小さく形成されて、回動軸２３２ａを嵌着させることで、回動軸２３２ａがホルダ部材２２５ａに支持される。これにより、下側操作ボタン２３０ａを内部基板２２５に回転可能に取り付ける。内部基板２２５は、弾性体２２２（図示せず）を載置するための平坦部２２５ｂを有する。平坦部２２５ｂには、ばね部材２４３ａの一端が支持される。なお、ばね部材２４３ａの他端は、当接部品２４２ａの裏面に支持される。図示していないが、内部基板２２５は下側操作ボタン２３０ａと上側操作ボタン２２０ａの共通基板であるため、図中、内部基板２２５の左側には、上側操作ボタン２２０ａを取り付けるための構造も設けられる。
【００５２】
図１３は、下側操作ボタン２３０ａの裏面側の構造を示す。下側操作ボタン２３０ａの内部の両側壁には、当接部品２４２ａを止着するために、それぞれ平行にガイド２３１が形成され、当接部品２４２ａの板部の両側部が、平行に設けたガイド２３１に差し込まれる。当接部品２４２ａは、弾性体２２２の接触子２２９ａと当接する当接面２３３を有する。
【００５３】
当接面２３３は平坦に形成され、また押圧前の状態において弾性体２２２の接触子２２９ａを抵抗体２２４ａに対して所定位置に配置するように、当接部品本体の裏面部に対して角度付けされて形成される。この所定位置は、適度な遊びをともなうように定められる。これにより、下側操作ボタン２３０ａの回動操作で、所望のアナログ出力を得ることができる。
【００５４】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す図である。
【図２】コントローラの外観構成を示す図である。
【図３】実施例にかかるコントローラの背面側の外観構成を示す図である。
【図４】本実施例における回動量検出手段および押下量検出手段として採用するセンサの基本構造を示す図である。
【図５】抵抗体および導電部材による合成抵抗を説明するための図。
【図６】実施例にかかるコントローラの側面側の外観構成を示す図である。
【図７】床や地面などの平面にコントローラを載置した状態を示す図である。
【図８】コントローラの裏面側の外観構成を示す図である。
【図９】上側操作ボタンおよび下側操作ボタン周辺の内部構造を示す図である。
【図１０】下側操作ボタンを押し込んだ状態を示す図である。
【図１１】下側操作ボタンを最大回動量押し込んだ状態を示す図である。
【図１２】下側操作ボタンの回転構造を示す図である。
【図１３】下側操作ボタンの裏面側の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０・・・コントローラ、２８ａ・・・右側把持部、２８ｂ・・・左側把持部、２９・・・筐体背面、２２０ａ・・・上側操作ボタン、２２０ｂ・・・上側操作ボタン、２２５・・・内部基板、２３０ａ・・・下側操作ボタン、２３０ｂ・・・下側操作ボタン、２３２ａ・・・回動軸、２３３・・・当接面、２３４ａ・・・表面、２３６ａ・・・本体部分、２３７ａ・・・外郭部、２４０ａ・・・張出部、２４０ｂ・・・張出部、２４１ａ・・・突起部、２４２ａ・・・当接部品、２４３ａ・・・ばね部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸により回動操作可能に支持される操作ボタンと、
基板上に配置される抵抗体と、
弾力性を有し、操作ボタンの回動操作により抵抗体に押しつけられる導電部材と、を備えた操作装置であって、
前記抵抗体は、前記導電部材の接触面積に応じたアナログ信号を出力することを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記導電部材は中央を頂部とする山形状に形成されており、
前記導電部材は、前記操作ボタンを前記抵抗体から離れる方向に付勢する弾性体に、前記頂部が前記抵抗体に対向するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記操作ボタンの内部には、前記弾性体に当接するための当接部品が設けられ、
前記当接部品は、回転軸近傍の位置において前記弾性体と当接することを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記操作ボタンを前記基板から離れる方向に付勢するばね部材が前記回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の操作装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作装置を搭載したゲームコントローラ。
【請求項１】
回転軸により回動操作可能に支持される操作ボタンと、
基板上に配置される抵抗体と、
弾力性を有し、操作ボタンの回動操作により抵抗体に押しつけられる導電部材と、を備えた操作装置であって、
前記抵抗体は、前記導電部材の接触面積に応じたアナログ信号を出力することを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記導電部材は中央を頂部とする山形状に形成されており、
前記導電部材は、前記操作ボタンを前記抵抗体から離れる方向に付勢する弾性体に、前記頂部が前記抵抗体に対向するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記操作ボタンの内部には、前記弾性体に当接するための当接部品が設けられ、
前記当接部品は、回転軸近傍の位置において前記弾性体と当接することを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記操作ボタンを前記基板から離れる方向に付勢するばね部材が前記回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の操作装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作装置を搭載したゲームコントローラ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２９９７０６（Ｐ２００７−２９９７０６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８７４６（Ｐ２００６−１２８７４６）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【出願人】（３９５０１５３１９）株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (871)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【出願人】（３９５０１５３１９）株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (871)
【Ｆターム（参考）】
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