操作装置および情報処理システム
【課題】 接触させて傾ける操作に適した操作装置を提供する。
【解決手段】 操作装置３４は細長い形状のハウジング７８を有し、このハウジング７８に加速度センサ（８４）および／またはジャイロセンサ（１０４）が収納される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部（９２）によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジング７８の下端部７８Ｌに、球面または略球面（Ｓｆ０）を有する弾性部材２００が設けられる。
【解決手段】 操作装置３４は細長い形状のハウジング７８を有し、このハウジング７８に加速度センサ（８４）および／またはジャイロセンサ（１０４）が収納される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部（９２）によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジング７８の下端部７８Ｌに、球面または略球面（Ｓｆ０）を有する弾性部材２００が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操作装置および操作システムに関し、特にたとえば、加速度センサおよび／またはジャイロセンサを含む操作装置、およびそのような操作装置を含む情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置ないしシステムの一例として、加速度センサを含む「Ｗｉｉリモコン」（Ｗｉｉ：登録商標）が非特許文献１に開示されている。「Ｗｉｉリモコン」には、ジャイロセンサを含む「Ｗｉｉモーションプラス」を接続することもできる。ユーザが「Ｗｉｉリモコン」を振ったり傾けたりすると、「Ｗｉｉリモコン」から加速度データおよび／または角速度データを含む操作データが送信される。Ｗｉｉ本体では、「Ｗｉｉリモコン」から受信した操作データに基づくゲーム処理が実行される。加速度データおよび／または角速度データは、たとえばオブジェクトの姿勢や動作の制御などに利用される。
【０００３】
また、この種の装置やシステムの具体的な構成および動作は、たとえば特許文献１および２に開示されている。
【非特許文献１】任天堂株式会社、“Ｗｉｉ｜コントローラ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２２年３月３０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｎｔｅｎｄｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｗｉｉ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【特許文献１】特開２００７−８３０２４号公報
【特許文献２】特開２００７−５４１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえばフライトシミュレータやシューティングゲームのように、姿勢や動作の細やかな制御が必要なゲームでは、操作装置としてジョイスティックが用いられることが多い。「Ｗｉｉリモコン」をジョイスティックに見立てて操作することで、この種のゲームを行うことも可能であるが、「Ｗｉｉリモコン」を傾ける際に支点が定まらないため、個人差が出やすく、細やかな制御は容易でない。そこで、「Ｗｉｉリモコン」の一方端を机面等に接触させ、この接触点を支点に「Ｗｉｉリモコン」を傾斜させる操作を行う方法が考えられる。
【０００５】
しかし、「Ｗｉｉリモコン」は、ハウジングが硬くて平らであるため、接触させて傾ける操作には適さない。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、操作装置および情報処理システムを提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、接触させて傾ける操作に適した、操作装置および情報処理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】
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。
【０００９】
第１の発明は、操作装置であって、細長い形状のハウジング、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、およびハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、弾性部材は球面または略球面を有する。
【００１０】
第１の発明では、操作装置は細長い形状のハウジングを有し、このハウジングに加速度センサおよび／またはジャイロセンサが収納または結合される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に、球面または略球面を有する弾性部材が設けられる。
【００１１】
ここで、加速度センサおよび／またはジャイロセンサは、典型的にはハウジングに内蔵されるが、外付けでもよい。たとえば、ジャイロセンサを含む外付けユニットがハウジングの後端に取り付けられている場合には、弾性部材は、外付けユニットのさらに後端に装着される。また、ハウジングがジャケットで包まれている場合には、弾性部材は、ジャケットを介してハウジングの後端に装着される。弾性部材は、外付けユニットやジャケットと一体化されていてもよい。
【００１２】
また、略球面は、全体として球面であればよく、一部に平面や凸凹を含んでいてもよい。
【００１３】
第１の発明によれば、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の球面または略球面を机面等と接触させ、その接点ないし接触面を支点としてハウジングを傾けることで、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の球面または略球面を机面等と接触させた状態で机面等に押し付ける操作（プッシュ操作）も行えるし、弾性部材の球面または略球面で机面等を叩く操作（ビート操作）も行える。
【００１４】
第２の発明は、操作装置であって、細長い形状のハウジング、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、およびハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、弾性部材は、ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００１５】
第２の発明では、操作装置は細長い形状のハウジングを有し、このハウジングに加速度センサおよび／またはジャイロセンサが収納または結合される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に弾性部材が設けられる。この弾性部材は、ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００１６】
ここで曲面は、曲率が一定のもの（球面）でも、曲率が段階的または連続的に変化するものでもよい。曲面はまた、全体として曲面であればよく、平面や凹凸を含んでいてもよいし、複数の平面で構成された近似的な曲面であっても構わない。
【００１７】
重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させるには、弾性部材を重くする、特に曲面の近傍を重くすることで、重心を曲面に近づける方法、および／または、曲面の曲率を小さくすることで、曲率中心を曲面から遠ざける方法がある。前者の方法では、曲面の近傍に錘を配置するようにすれば、錘の重さによって重心位置を調整できるので、好ましい。
【００１８】
第２の発明によれば、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の曲面を机面等と接触させ、その接点ないし接触面を支点としてハウジングを傾けることで、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の曲面を机面等と接触させた状態で机面等に押し付けるプッシュ操作も行える。さらには、弾性部材の重心が曲面の近傍に位置するので、ハウジングには傾斜に応じた復元力が作用し、その結果、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは、傾斜に応じた操作感が得られる。
【００１９】
なお、上記第１の発明でも、球面または略球面の下端（ハウジングとは反対側の端部）近傍に錘を配置して重心を下げることで、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは傾斜に応じた操作感が得られる。
【００２０】
第３の発明は、第１または第２の発明に従属する操作装置であって、弾性部材はハウジングの一方端に着脱可能に取り付けられる。
【００２１】
第３の発明によれば、弾性部材を必要に応じて着脱できるので、利便性が向上する。
【００２２】
第４の発明は、第１または第２の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの、弾性部材とは反対側の端部に設けられるカメラ、およびカメラが撮像した画像内における対象の位置情報を算出する位置情報算出部をさらに備え、操作データには位置情報算出部によって算出された位置情報がさらに含まれる。
【００２３】
第４の発明によれば、加速度データおよび／または角速度データに加えて位置情報も操作データに含めて送信するので、操作装置の動きおよび位置（向き）を通して多彩な操作が可能となる。
【００２４】
第５の発明は、第４の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの上面のカメラ寄りに設けられる第１ボタンをさらに備え、操作データには第１ボタンの操作情報がさらに含まれる。
【００２５】
第６の発明は、第５の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの下面の第１ボタンと略対向する位置に設けられる第２ボタンをさらに備え、操作データには第２ボタンの操作情報がさらに含まれる。
【００２６】
第５，第６の発明によれば、加速度データおよび／または角速度データに加えて位置情報およびボタン操作情報も操作データに含めて送信するので、操作装置の動きおよび位置（向き）ならびにボタンを通して多彩な操作が可能となる。
【００２７】
第７の発明は、第１ないし第６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、情報処理装置は、操作装置からの操作データを受信する受信部、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部、および姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える。
【００２８】
第７の発明によれば、操作装置をジョイスティックのように傾けることで（ジョイスティック的操作）、情報処理装置に所定の情報処理、特にたとえば、フライトシミュレータやシューティングゲームのような、姿勢や動作の細やかな制御が必要な情報処理を行わせることができる。
【００２９】
第８の発明は、第１ないし第６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置を含む情報処理システムであって、情報処理装置は、操作装置からの操作データを受信する受信部、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の振動を検出する振動検出部、および振動検出部によって検出された振動に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える。
【００３０】
第８の発明によれば、操作装置を机面等に押し付けたり（プッシュ操作）、操作装置で机面等を叩いたりして（ビート操作）、操作装置を振動させることで、情報処理装置に所定の情報処理を行わせることができる。たとえば、シューティングゲームにおいて、プッシュ操作をトリガに弾丸を発射することができる。
【００３１】
第９の発明は、第８の発明に従属する情報処理システムであって、情報処理装置は、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部をさらに備え、情報処理部は、振動検出部によって検出された振動および姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う。
【００３２】
第９の発明によれば、ジョイスティック的操作とプッシュ操作やビート操作とを組み合わせることで、多様な情報処理を行わせることが可能になる。たとえば、シューティングゲームにおいて、ジョイスティック的操作で照準を標的に合わせ、プッシュ操作で弾丸を発射する、といった処理が行える。
【００３３】
第１０の発明は、細長い形状のハウジングと、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、球面または略球面を有し、球面または略球面上にハウジングの一方端と略同一形状の凹部が形成されている。
【００３４】
第１０の発明でも、第１の発明と同様に、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、プッシュ操作も、ビート操作も行える。
【００３５】
第１１の発明は、細長い形状のハウジングと、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、ハウジングが取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００３６】
第１１の発明でも、第２の発明と同様に、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、プッシュ操作も行える。さらには、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは、傾斜に応じた操作感が得られる。
【発明の効果】
【００３７】
この発明によれば、接触させて傾ける操作に適した、操作装置および情報処理システムならびに弾性部材が実現される。さらには、押したり叩いたりする操作にも適した、操作装置および情報処理システムならびに弾性部材が実現される。
【００３８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用される第１コントローラの外観を示す図解図であり、図２（Ａ）は第１コントローラを上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１コントローラを下面前方から見た斜視図である。
【図３】図１実施例に適用される第２コントローラの本体の外観を示す図解図であり、図３（Ａ）は第２コントローラ本体を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は第１コントローラ本体を下面前方から見た斜視図である。
【図４】第２コントローラのコネクタの外観を示す図解図である。
【図５】第１コントローラに第２コントローラのコネクタを接続した状態で、第１コントローラに装着されたストラップのひもをコネクタのフックに掛け止めた様子を示す図解図である。
【図６】図１実施例に適用されるジャイロセンサユニットの外観を示す図解図であり、図６（Ａ）はジャイロセンサユニットを上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）はジャイロセンサユニットを下面後方から見た斜視図である。
【図７】第１コントローラにジャイロセンサユニットを接続した状態を示す図解図である。
【図８】第１コントローラにジャイロセンサユニット介して第２コントローラを接続した状態を示す図解図である。
【図９】図１実施例の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図１実施例に適用されるコントローラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１１】プレイヤがコントローラを操作する様子を示す図解図である。
【図１２】弾性部材が装着された第１コントローラを示す図解図である。
【図１３】弾性部材の構造を示す図解図である。
【図１４】弾性部材を装着した第１コントローラの操作例を示す図解図である。
【図１５】弾性部材を装着した第１コントローラの他の操作例を示す図解図である。
【図１６】弾性部材を装着した第１コントローラのその他の操作例を示す図解図である。
【図１７】図１実施例で実行される処理を示すフロー図であり、図１７（Ａ）は第１コントローラのマイコン動作の一部を示し、図１７（Ｂ）はゲーム装置のＣＰＵ動作の一部を示す。
【図１８】弾性部材の表面の構成例を示す図解図であり、図１８（Ａ）は曲率が異なる２つの曲面で構成された表面（底面の曲率が大きい場合）を示し、図１８（Ｂ）は平面および曲面で構成された表面を示し、そして図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の表面において曲面が３つの平面で構成された近似的な曲面である場合を示す。
【図１９】弾性部材の表面の他の構成例を示す図解図であり、曲率が異なる２つの曲面で構成された表面（底面の曲率が小さい場合）を示す。
【図２０】図２０は他の弾性部材に関する図解図であり、図２０（Ａ）はこの弾性部材の構造を示す斜視図であり、図２０（Ｂ）はこの弾性部材が装着された第１コントローラを示す上面図であり、図２０（Ｃ）はこの弾性部材が装着された第１コントローラを示す側面図である。
【図２１】弾性部材が装着されたジャイロ付きの第１コントローラを示す図解図である。
【図２２】弾性部材が装着されたジャケット付きの第１コントローラを示す図解図である。
【図２３】プレイヤが弾性部材を装着したコントローラを操作する様子を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１を参照して、この発明の一実施例であるゲームシステム１０は、ゲーム装置１２およびコントローラ１４を含む。ゲーム装置１２は据置型ゲーム装置である。コントローラ１４は、ユーザないしプレイヤの入力装置ないし操作装置である。ゲーム装置１２とコントローラ１４とは無線によって接続される。
【００４１】
ゲーム装置１２は、略直方体のハウジング１６を含み、ハウジング１６の前面にはディスクスロット１８およびメモリカードスロットカバー２０が設けられる。ディスクスロット１８から、ゲームプログラムおよびデータを記憶した情報記憶媒体の一例である光ディスク６６（図１０）が挿入されて、ハウジング１６内のディスクドライブ５４（図１０）に装着される。メモリカードスロットカバー２０の内側には外部メモリカード用コネクタ６２（図１０）が設けられており、外部メモリカード（図示せず）が挿入される。外部メモリカードは、光ディスク６６（図１０）から読み出したゲームプログラム等をローディングして一時的に記憶したり、このゲームシステム１０を利用してプレイされたゲームのゲームデータ（結果データまたは途中データ）を保存（セーブ）しておいたりするために利用される。また、上記ゲームデータの保存は、外部メモリカードに代えて、たとえばフラッシュメモリ等の内部メモリに対して行うようにしてもよい。
【００４２】
ゲーム装置１２のハウジング１６の後面には、ＡＶケーブルコネクタ（図示せず）が設けられ、当該コネクタを用いて、ゲーム装置１２はＡＶケーブル２８を介してモニタ（ディスプレイ）３０に接続される。このモニタ３０は典型的にはカラーテレビジョン受像機であり、ＡＶケーブル２８は、ゲーム装置１２からの映像信号をカラーテレビのビデオ入力端子に入力し、音声信号を音声入力端子に入力する。したがって、カラーテレビ（モニタ）３０の画面上にたとえば３Ｄビデオゲームのゲーム画像が表示され、内蔵されるスピーカ３２からゲーム音楽や効果音などのステレオゲーム音声が出力される。
【００４３】
また、モニタ３０の周辺（この実施例では、モニタ３０の上側）には、２つの赤外ＬＥＤ（マーカ）２２ａおよび２２ｂを備えるマーカ部２２が設けられる。マーカ２２ａおよび２２ｂは、それぞれモニタ３０の前方に向けて赤外光を出力する。
【００４４】
なお、ゲーム装置１２の電源は、一般的なＡＣアダプタ（図示せず）によって与えられる。ＡＣアダプタは家庭用の標準的な壁ソケットに接続され、家庭用電源を、ゲーム装置１２を駆動するのに適した低いＤＣ電圧信号に変換する。他の実施例では、電源としてバッテリが用いられてもよい。マーカ部２２は、図示しない電源線を通してゲーム装置１２に接続されており、ゲーム装置１２から電源の供給を受ける。
【００４５】
コントローラ１４は、詳細は後述されるが、それぞれが片手で把持可能な第１コントローラ３４および第２コントローラ３６と、第１コントローラ３４に装着されるジャイロセンサユニット１００とを含む。第１コントローラ３４の後端面にはコネクタ４２（図２（Ａ）、図１１）が設けられ、第２コントローラ３６の後端から延びるケーブル３８の先端にはコネクタ４０（図４（Ａ）、図１１）が設けられ、そしてジャイロセンサユニット１００の先端面および後端面にはコネクタ１０６および１０８（図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７および図１１）がそれぞれ設けられる。ジャイロセンサユニット１００の先端面側のコネクタ１０６は第１コントローラ３４のコネクタ４２と接続可能であり、第２コントローラ３６のコネクタ４０は第１コントローラ３４のコネクタ４２またはジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８と接続可能である。
【００４６】
コネクタ１０６をコネクタ４２に接続することで、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４と物理的および電気的に結合される。こうして第１コントローラ３４に装着（一体化）されたジャイロセンサユニット１００からは、第１コントローラ３４の角速度を示す角速度データが出力される。
【００４７】
こうして第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着された場合、第２コントローラ３６のコネクタ４０は、ジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８に接続される。すなわち、コネクタ４２は、コネクタ１０６とコネクタ４０の両者を選択的に接続可能な構造であって、コネクタ４０は、コネクタ４２とコネクタ１０８の両者に選択的に接続可能な構造である。したがって、ジャイロセンサユニット１００に設けられるコネクタ１０６とコネクタ１０８とは、同一のハウジングに設けられるため実際は接続できないが、コネクタの形状としては互いに接続可能な形状をしていることになる。第２コントローラ３６の入力データは、ケーブル３８およびジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に与えられる。第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと、ジャイロセンサユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００４８】
なお、コネクタ４０をコネクタ４２に接続した場合には、第２コントローラ３６の操作データないし入力データはケーブル３８を介して第１コントローラ３４に与えられ、第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００４９】
このとき、第１コントローラ３４の入力データと、第２コントローラ３６の入力データを送信するシステムにおいて、一度に送信するデータ量を追加することができないように設計されている場合もあるが、ジャイロユニット１００を追加した場合に、ジャイロユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６からの入力データとを交互に第１コントローラ３６へ出力することによって、両者のデータを送信することができる。このデータ制御はジャイロユニット１００で行うことができるので、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６には何ら設計の変更をする必要がない。
【００５０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、既存の第１コントローラ３４および第２コントローラ３６をそのまま利用しながら、第１コントローラ３４にジャイロ機能を付加するための拡張ユニットである。
【００５１】
このゲームシステム１０において、ゲーム（または他のアプリケーション）をプレイするために、ユーザはまずゲーム装置１２の電源をオンし、次いで、ユーザはビデオゲーム（もしくは実行したいと思う他のアプリケーション）を記憶している適宜の光ディスク６６を選択し、その光ディスク６６をゲーム装置１２のディスクスロット１８からディスクドライブ５４にローディングする。これに応じて、ゲーム装置１２がその光ディスク６６に記憶されているソフトウェアに基づいてビデオゲームもしくは他のアプリケーションを実行し始めるようにする。ユーザはゲーム装置１２に入力を与えるためにコントローラ１４を操作する。
【００５２】
図２には第１コントローラ３４の外観の一例が示される。図２（Ａ）は、第１コントローラ３４を上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、第１コントローラ３４を下面前方から見た斜視図である。
【００５３】
第１コントローラ３４は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング７８を有している。ハウジング７８は、その前後方向（Ｚ軸方向）を長手方向とした略直方体形状を有しており、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさである。一例として、ハウジング７８は人間の掌とほぼ同じ長さまたは幅を持つ大きさをしている。プレイヤは、第１コントローラ３４を用いて、それに設けられたボタンを押下することと、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５４】
ハウジング７８には、複数の操作ボタンが設けられる。すなわち、ハウジング７８の上面には、十字キー８０ａ、Ｘボタン８０ｂ、Ｙボタン８０ｃ、Ａボタン８０ｄ、セレクトスイッチ８０ｅ、メニュースイッチ８０ｆ、およびスタートスイッチ８０ｇが設けられる。一方、ハウジング７８の下面には凹部が形成されており、当該凹部の後方側傾斜面にはＢボタン８０ｈが設けられる。これら各ボタン（スイッチ）８０ａ−８０ｈには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。また、ハウジング７８の上面には、遠隔からゲーム装置１２本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ８０ｉが設けられる。第１コントローラ３４に設けられる各ボタン（スイッチ）は、包括的に参照符号８０を用いて示されることもある。
【００５５】
ハウジング７８内には、図２に示すＸ、ＹおよびＺの３軸方向（すなわち左右方向、上下方向および前後方向）の加速度を検出する加速度センサ８４（図１１）が設けられる。なお、加速度センサ８４としては、ハウジング７８の形状または第１コントローラ３４の持たせ方の限定等に応じて、上下方向、左右方向および前後方向のうちいずれか２方向の加速度を検出する２軸加速度センサが用いられてもよい。場合によっては１軸加速度センサが用いられてもよい。
【００５６】
ハウジング７８の前面には光入射口７８ｂが形成され、ハウジング７８内には撮像情報演算部８１がさらに設けられる。撮像情報演算部８１は、赤外線を撮像するカメラ８１ａと撮像対象の画像内での座標を算出する演算部８１ｂとによって構成され、上述のマーカ２２ａおよび２２ｂを含む被写界を赤外線で捉えて、マーカ２２ａおよび２２ｂの被写界内における位置座標を算出する。
【００５７】
また、ハウジング７８の後面には、上述のコネクタ４２が設けられている。コネクタ４２は、第１コントローラ３４に他の機器を接続するために利用される。この実施例では、コネクタ４２には第２コントローラ３６のコネクタ４０またはジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０６が接続される。
【００５８】
ハウジング７８の後面にはまた、コネクタ４２を左右（Ｘ軸方向）に挟んで対向する位置に、一対の孔８２ａおよび８２ｂが形成されている。この一対の孔８２ａおよび８２ｂは、ジャイロセンサユニット１００をハウジング７８の後面に固定するためのフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ（図６（Ａ））が挿入される。ハウジング７８の後面にはさらに、ストラップ２４（図４（Ｂ））を装着するための孔８２ｃも形成されている。
【００５９】
図３には第２コントローラ３６の本体の外観の一例が示される。図３（Ａ）は、第２コントローラ３６を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は、第２コントローラ３６を下面前方から見た斜視図である。なお、図３では、第２コントローラ３６のケーブル３８は省略されている。
【００６０】
第２コントローラ３６は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング８６を有している。ハウジング８６は、平面視では、前後方向（Ｚ軸方向）に略細長い楕円形状を有し、後端側の左右方向（Ｘ軸方向）の幅が先端側のそれよりも狭くされている。また、ハウジング８６は、側面視では、全体として湾曲した形状を有しており、先端側の水平部分から後端側に向かって下がるように湾曲している。ハウジング８６は、第１コントローラ３４と同様に、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさであるが、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、第１コントローラ３４のハウジング７８よりもやや短くされている。この第２コントローラ３６でも、プレイヤは、ボタンやスティックを操作することと、コントローラ自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００６１】
ハウジング８６の上面の先端側には、アナログジョイスティック８８ａが設けられる。ハウジング８６の先端には、後方にやや傾斜する先端面が設けられており、この先端面には、上下方向（図３に示すＹ軸方向）に並べて、Ｃボタン８８ｂおよびＺボタン８８ｃが設けられる。アナログジョイスティック８８ａおよび各ボタン８８ｂ，８８ｃには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。
第２コントローラ３６に設けられるアナログジョイスティック８８ａおよび各ボタン８８ｂ，８８ｃは、包括的に参照符号８８を用いて示されることもある。
【００６２】
また、第２コントローラ３６のハウジング８６内には加速度センサ９０（図１１）が設けられている。この加速度センサ９０としては、第１コントローラ３４の加速度センサ８４と同様の加速度センサが適用される。具体的には、この実施例では３軸加速度センサが適用され、第２コントローラ３６の上下方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）の３軸方向のそれぞれで加速度を検知する。したがって、第１コントローラ３４の場合と同様に、検出された加速度に適宜な演算処理を施すことによって、第２コントローラ３６の傾きや回転、重力方向に対する加速度センサ９０の姿勢などを算出することができる。また、振り等によって第１コントローラ３４に加えられた動きについても同様に算出することができる。
【００６３】
図４には第２コントローラ３６のコネクタ４０の外観の一例が示される。図４は、コネクタ４０を下面前方から見た斜視図である。なお、ここでもケーブル３８は省略されている。コネクタ４０は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１４２を有する。ハウジング１４２の下面にはフック１４４が設けられている。このフック１４４は、本来的には、図５に示すように、コネクタ４０を第１コントローラ３４（のコネクタ４２）と直に接続した場合に、第１コントローラ３４に装着されたストラップ２４のひもを掛け止めるためのものである。ストラップ２４のひもをフック１４４に掛け止めることによって、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６が強く引っ張られた場合等においても、コネクタが外れて飛ぶようなことを防止することができる。
【００６４】
図６にはジャイロセンサユニット１００の外観の一例が示される。図６（Ａ）は、ジャイロセンサユニット１００を上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）は、ジャイロセンサユニット１００を下面後方から見た斜視図である。
【００６５】
ジャイロセンサユニット１００は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１１０を有している。ハウジング１１０は、略直方体形状を有しており、その長さは第１コントローラ３４のハウジング７８の長さのおよそ１／５、その幅および厚みはハウジング７８の幅および厚みとほぼ同じである。プレイヤは、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でも、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００６６】
ハウジング１１０の前面および後面には上述のコネクタ１０６および１０８が、ハウジング１１０の両側面には一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂが、そしてハウジング１１０の下面にはロックスイッチ１１４が、それぞれ設けられている。ハウジング１１０の前面下端から下面先端にかけては、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でストラップ２４用の孔８２ｃが露見するように（図８）、略球面状の凹部１１０ａが設けられている。
【００６７】
ハウジング１１０の前面にはまた、コネクタ１０６を挟んで横方向（Ｘ軸方向）に対向する位置に、一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂとそれぞれ連繋する一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂが設けられている。ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に装着するべく、コネクタ１０６をコネクタ４２に接続すると、一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂはハウジング７８後面の一対の孔８２ａおよび８２ｂ（図２（Ａ））に挿入され、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂの爪がハウジング７８の内壁に引っ掛かる。これによって、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に固定される。
【００６８】
こうして第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００が図８に示される。この状態で一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押せば、爪の引っ掛かりは解け、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４から取り外せるようになる。
【００６９】
ロックスイッチ１１４は、このようなリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにロックをかけるためのスライドスイッチである。リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂは、ロックスイッチ１１４が第１位置（たとえば後ろ寄り）にあるとき押下不能（ロック状態）であり、ロックスイッチ１１４が第２位置（たとえば前寄り）にあるとき押下可能（解除状態）である。ハウジング１１０内には、ロックバネ１１８ａおよび１１８ｂ（図７）が設けられ、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押下すると反発するように構成され、押下されていないときは爪が引っ掛かった状態を維持するように構成されている。このため、ジャイロセンサユニット１００を取り外すには、ユーザは、ロックスイッチ１１４を第１位置から第２位置にスライドさせたうえで、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押す必要がある。
【００７０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に装着されるため、ゲーム操作中にジャイロセンサユニット１００に加わる遠心力は専ら、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に押し付けるように作用する。また、ジャイロセンサユニット１００をフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂで第１コントローラ３４の後面に固定する一方、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂを開放するためリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにはロックスイッチ１１４を設けたため、ゲーム操作中であってもジャイロセンサユニット１００と第１コントローラ３４とがしっかり固定された状態にすることができる。
【００７１】
ハウジング１１０の後面にはまた、コネクタ１０８に装着されるコネクタカバー１１６を収納可能な凹部１１０ｂが、このコネクタ１０８の周囲に形成される。コネクタカバー１１６は、その主面の一方端部に、前後（Ｚ軸方向）に長細い薄手の（すなわち曲折容易な）突起１１６ａを有する。この突起１１６ａの先端部分がハウジング１１０と係合されており、コネクタカバー１１６は、コネクタ１０８から取り外された状態でもハウジング１１０に係留される。
【００７２】
コネクタカバー１１６はまた、その主面の他方端部に、左右（Ｘ軸方向）に長細い厚手の（すなわち曲折困難な）突起１１６ｂを有する。突起１１６ｂの厚み（Ｚ軸方向の高さ）は、第２コントローラ３６のコネクタ４０に設けられたフック１４４（図４）の厚み（Ｙ軸方向の高さ）とほぼ同じである。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を介して第２コントローラ３６が接続された場合、コネクタカバー１１６は、図９に示すように、その主面が水平となって、突起１１６ｂがフック１４４の側面と係合される。コネクタ１０８から取り外されたコネクタカバー１１６をこうしてコネクタ４０と一体化することで、操作性や見た目が改善されるだけでなく、コネクタ４０がジャイロセンサユニット１００にしっかりと固定される。
【００７３】
図示は省略するが、ジャイロセンサユニット１００は、ジャイロセンサを含み、ジャイロセンサは、１軸のジャイロセンサおよび２軸のジャイロセンサの２チップで構成される。前者はヨー角に関する角速度（Ｙ軸周りの角速度）を検出するためのものであり、後者はロール角およびピッチ角に関する２つの角速度（Ｚ軸周りの角速度およびＸ軸周りの角速度）を検出するためのものである。なお、ジャイロセンサは、２チップ構成とは限らず、３個の１軸ジャイロセンサ（３チップ）で構成してもよく、１個の３軸ジャイロセンサ（１チップ）で構成してもよい。いずれの場合も、上述の３つの角速度を適正に検出できるように、各チップの位置や向きが決定される。さらにまた、場合によっては、ジャイロセンサ１０４は、１個の２軸ジャイロセンサで構成しても、２個または１個の１軸ジャイロセンサで構成してもよい。また、図２に示した第１コントローラ３４、図３および図４に示した第２コントローラ３６、および図６に示したジャイロセンサユニット１００の形状や、ボタン（スイッチまたはスティック等）の形状、数および設置位置等は単なる一例に過ぎず、他の形状、数および設置位置等に適宜変更され得る。
【００７４】
なお、センサは、好ましい実施例ではジャイロセンサ（角速度センサ）であるが、たとえば加速度センサ、速度センサ、変位センサ、回転角センサ、傾斜センサなど他のモーションセンサでもよく、複数のモーションセンサの組み合わせでもよい。
【００７５】
また、コントローラ１４の電源は、第１コントローラ３４内に取替可能に収容されるバッテリ（図示せず）によって与えられる。第２コントローラ３６には、コネクタ４０およびケーブル３８を介してこの電源が供給される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続されている場合、ジャイロセンサユニット１００にはコネクタ４２および１０６を介してこの電源が供給される。さらにジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていれば、第１コントローラ３４からジャイロセンサユニット１００に供給された電源の一部は、コネクタ１０８、コネクタ４０およびケーブル３８を介して第２コントローラ３６にも与えられる。
【００７６】
図１０にはゲームシステム１０の電気的な構成が示される。図示は省略するが、ハウジング１６内の各コンポーネントは、プリント基板に実装される。図１０に示すように、ゲーム装置１２には、ＣＰＵ４４が設けられ、ゲームプロセッサとして機能する。また、ＣＰＵ４４には、システムＬＳＩ６４が接続される。このシステムＬＳＩ６４には、外部メインメモリ４６、ＲＯＭ／ＲＴＣ４８、ディスクドライブ５４およびＡＶ ＩＣ５６が接続される。
【００７７】
外部メインメモリ４６は、ゲームプログラム等のプログラムを記憶したり、各種データを記憶したりして、ＣＰＵ４４のワーク領域やバッファ領域として用いられる。ＲＯＭ／ＲＴＣ４８は、いわゆるブートＲＯＭであり、ゲーム装置１２の起動用のプログラムが組み込まれるとともに、時間をカウントする時計回路が設けられる。ディスクドライブ５４は、光ディスク６６からプログラムやテクスチャデータ等を読み出し、ＣＰＵ４４の制御の下で、後述する内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６に書き込む。
【００７８】
システムＬＳＩ６４には、入出力プロセッサ６４ａ、ＧＰＵ(Graphics Processor Unit)６４ｂ，ＤＳＰ(Digital Signal Processor)６４ｃ，ＶＲＡＭ６４ｄおよび内部メインメモリ４２ｅが設けられ、図示は省略するが、これらは内部バスによって互いに接続される。
【００７９】
入出力プロセッサ（Ｉ／Ｏプロセッサ）４２ａは、データの送受信を実行したり、データのダウンロードを実行したりする。
【００８０】
ＧＰＵ６４は、描画手段の一部を形成し、ＣＰＵ４４からのグラフィクスコマンド(作画命令)を受け、そのコマンドに従ってゲーム画像データを生成する。ただし、ＣＰＵ４０は、グラフィクスコマンドに加えて、ゲーム画像データの生成に必要な画像生成プログラムをＧＰＵ６４に与える。
【００８１】
図示は省略するが、上述したように、ＧＰＵ６４にはＶＲＡＭ６４ｄが接続される。ＧＰＵ６４が作画命令を実行するにあたって必要なデータ（画像データ：ポリゴンデータやテクスチャデータなどのデータ）は、ＧＰＵ６４がＶＲＡＭ６４ｄにアクセスして取得する。ただし、ＣＰＵ４４は、描画に必要な画像データを、ＧＰＵ６４を介してＶＲＡＭ６４ｄに書き込む。ＧＰＵ６４は、ＶＲＡＭ６４ｄにアクセスして描画のためのゲーム画像データを作成する。
【００８２】
なお、この実施例では、ＧＰＵ６４がゲーム画像データを生成する場合について説明するが、ゲームアプリケーション以外の任意のアプリケーションを実行する場合には、ＧＰＵ６４は当該任意のアプリケーションについての画像データを生成する。
【００８３】
また、ＤＳＰ６４ｃは、オーディオプロセッサとして機能し、内部メインメモリ６４ｅや外部メインメモリ４６に記憶されるサウンドデータや音波形（音色）データを用いて、スピーカ３２から出力する音、音声或いは音楽に対応するオーディオデータを生成する。
【００８４】
上述のように生成されたゲーム画像データおよびオーディオデータは、ＡＶ ＩＣ５６によって読み出され、ＡＶコネクタ５８を介してモニタ３０およびスピーカ３２に出力される。したがって、ゲーム画面がモニタ３０に表示され、ゲームに必要な音（音楽）がスピーカ３２から出力される。
【００８５】
また、入出力プロセッサ６４ａには、フラッシュメモリ４３、無線通信モジュール５０および無線コントローラモジュール５２が接続されるとともに、拡張コネクタ６０およびメモリカード用コネクタ６２が接続される。また、無線通信モジュール５０にはアンテナ５０ａが接続され、無線コントローラモジュール５２にはアンテナ５２ａが接続される。
【００８６】
入出力プロセッサ６４ａは、無線通信モジュール５０を介して、ネットワーク（図示せず）に接続される他のゲーム装置や各種サーバと通信することができる。ただし、ネットワークを介さずに、直接的に他のゲーム装置と通信することもできる。入出力プロセッサ６４ａは、定期的にフラッシュメモリ４３にアクセスし、ネットワークへ送信する必要があるデータ（「送信データ」とする）の有無を検出し、当該送信データが有る場合には、無線通信モジュール５０およびアンテナ５０ａを介してネットワークに送信する。また、入出力プロセッサ６４ａは、他のゲーム装置から送信されるデータ（「受信データ」とする）を、ネットワーク、アンテナ５０ａおよび無線通信モジュール５０を介して受信し、当該受信データをフラッシュメモリ４３に記憶する。ただし、受信データが一定の条件を満たさない場合には、当該受信データはそのまま破棄される。さらに、入出力プロセッサ６４ａは、ダウンロードサーバ（図示せず）からダウンロードしたデータ（ダウンロードデータとする）をネットワーク、アンテナ５０ａおよび無線通信モジュール５０を介して受信し、そのダウンロードデータをフラッシュメモリ４３に記憶することもできる。
【００８７】
また、入出力プロセッサ６４ａは、コントローラ１４から送信される入力データをアンテナ５２ａおよび無線コントローラモジュール５２を介して受信し、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に記憶（一時記憶）する。入力データは、ＣＰＵ４４の処理（たとえば、ゲーム処理）によって利用された後、バッファ領域から消去される。
【００８８】
なお、この実施例では、上述したように、無線コントローラモジュール５２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に従ってコントローラ１４との間で通信を行う。このため、コントローラ１４からデータを取得するだけでなく、ゲーム装置１２からコントローラ１４に所定の命令を送信し、コントローラ１４の動作をゲーム装置１２から制御することもできる。
【００８９】
さらに、入出力プロセッサ６４ａには、拡張コネクタ６０およびメモリカード用コネクタ６２が接続される。拡張コネクタ６０は、ＵＳＢやＳＣＳＩのようなインタフェースのためのコネクタであり、外部記憶媒体のようなメディアを接続したり、コントローラ１４とは異なる他のコントローラのような周辺機器を接続したりすることができる。また、拡張コネクタ６０に有線ＬＡＮアダプタを接続し、無線通信モジュール５０に代えて当該有線ＬＡＮを利用することもできる。メモリカード用コネクタ６２には、メモリカード３８のような外部記憶媒体を接続することができる。したがって、たとえば、入出力プロセッサ６４ａは、拡張コネクタ６０やメモリカード用コネクタ６２を介して、外部記憶媒体にアクセスし、データを保存したり、データを読み出したりすることができる。
【００９０】
詳細な説明は省略するが、図１にも示したように、ゲーム装置１２（ハウジング１６）には、電源ボタン２０ａ，リセットボタン２０ｂおよびイジェクトボタン２０ｃが設けられる。電源ボタン２０ａは、システムＬＳＩ６４に接続される。この電源ボタン２０ａがオンされると、システムＬＳＩ６４には、ゲーム装置１２の各コンポーネントに図示しないＡＣアダプタを経て電源が供給され、通電状態となるモードが設定される。
【００９１】
リセットボタン２０ｂもまた、システムＬＳＩ６４に接続される。リセットボタン２０ｂが押されると、システムＬＳＩ６４は、ゲーム装置１２の起動プログラムを再起動する。イジェクトボタン２０ｃは、ディスクドライブ５４に接続される。イジェクトボタン２０ｃが押されると、ディスクドライブ５４から光ディスク６６が排出される。
【００９２】
図１０には、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とがジャイロセンサユニット１００を介して接続されたときのコントローラ１４全体の電気的構成の一例が示される。
【００９３】
第１コントローラ３４は、その内部に通信部９２を備え、通信部９２には、操作部８０、撮像情報演算部８１、加速度センサ８４およびコネクタ４２が接続される。操作部８０は、上述の操作ボタンないし操作スイッチ８０ａ‐８０ｉを示す。操作部８０が操作されると、その操作を示すデータが通信部９２に出力される。撮像情報演算部８１からは、マーカ２２ａおよび２２ｂの被写界内における位置座標を示すデータが通信部９２に出力される。加速度センサ８４が検出した加速度を示すデータもまた、通信部９２へ出力される。加速度センサ８４は、たとえば最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期を有する。
【００９４】
コネクタ４２には、ジャイロセンサユニットのコネクタ１０６が接続される。ジャイロセンサユニット１００は、その内部にマイコン１０２およびジャイロセンサ１０４を含む。ジャイロセンサ１０４は、上述のジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂを示しており、たとえば加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有する。マイコン１０２は、ジャイロセンサ１０４が検出した角速度を示すデータをコネクタ１０６およびコネクタ４２を介して通信部９２に出力する。
【００９５】
ジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０８には、第２コントローラ３６から延びるケーブル３８のコネクタ４０が接続される。コネクタ４０には、第２コントローラ３６の操作部８８および加速度センサ９０が接続される。操作部８８は、上述のスティック８８ａおよび操作ボタン８８ｂ、８８ｃを示す。操作部８８が操作されると、その操作を示すデータがケーブル３８、コネクタ４０およびコネクタ４２を介してジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２に与えられる。マイコン１０２は、このデータをコネクタ１０６、コネクタ４２を介して通信部９２に出力する。また、加速度センサ９０も、加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有しており、これにより検出された加速度を示すデータもまた、マイコン１０２によって通信部９２に出力される。
【００９６】
なお、上述した通信部９２への各出力は、たとえば１／２００秒周期で実行される。したがって、任意の１／２００秒間に、操作部８０からの操作データと、撮像情報演算部８１のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データと、ジャイロセンサ１０４からの角速度データと、操作部８８からの操作データと、加速度センサ９０からの加速度データとが、１回ずつ通信部９２に出力される。
【００９７】
通信部９２は、マイクロコンピュータ（マイコン）９４、メモリ９６、無線モジュール７６およびアンテナ９８を含む。マイコン９４は、処理の際にメモリ９６を記憶領域（作業領域やバッファ領域）として用いながら、無線モジュール７６を制御して、上記のように出力されたデータ（操作データ，位置座標データ，加速度データおよび角速度データ）をコントローラデータに含めてゲーム装置１２に送信したり、ゲーム装置１２からのデータを受信したりする。
【００９８】
無線モジュール７６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース）（登録商標）のような近距離無線通信技術を用いて、所定周波数の搬送波をコントローラデータで変調し、その微弱電波信号をアンテナ９８から放射する。つまり、コントローラデータは、無線モジュール７６で微弱電波信号に変調されて第１コントローラ３４から送信される。微弱電波信号はゲーム装置１２側のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信ユニット７４で受信される。受信された微弱電波信号について復調や復号を行うことによって、ゲーム装置１２はコントローラデータを取得することができる。ゲーム装置１２のＣＰＵ４４は、コントローラ１４から取得したコントローラデータに基づいてゲーム処理を行う。なお、第１コントローラ３４とゲーム装置１２との無線通信は、無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【００９９】
このゲームシステム１０では、ボタン操作だけでなく、コントローラ１４自体を動かすことによっても、ゲームなどのアプリケーションに対する入力を行うことができる。ゲームをプレイする際には、たとえば図１１に示すように、プレイヤは、その右手で第１コントローラ３４（具体的にはハウジング７８の把持部７８ａ：図２）を持ち、その左手で第２コントローラ３６を持つ。上述のように、第１コントローラ３４には３軸方向の加速度を検出する加速度センサ８４が内蔵され、第２コントローラ３６にも同様の加速度センサ９０が内蔵されている。第１コントローラ３４および第２コントローラ３６がそれぞれプレイヤによって動かされると、加速度センサ８４および加速度センサ９０によって、それぞれのコントローラ自身の動きを示す３軸方向の加速度値が検出される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されている場合には、第１コントローラ３４自身の動きを示す３軸周りの角速度値がさらに検出される。
【０１００】
これらの検出値は、先述したコントローラデータの態様でゲーム装置１２に送信される。ゲーム装置１２（図９）では、コントローラ１４からのコントローラデータは、入出力プロセッサ６４ａによってアンテナ５２ａおよび無線コントローラモジュール５２を介して受信され、受信されたコントローラデータは、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に書き込まれる。ＣＰＵ４４は、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に格納されたコントローラデータを読み出し、このコントローラデータから検出値つまりコントローラ１４によって検出された加速度および／または角速度の値を復元する。
【０１０１】
ＣＰＵ４４はまた、このような復元処理と並行して、復元された加速度からコントローラ１４の速度を計算する処理を実行してもよい。さらに並行して、計算された速度からコントローラ１４の移動距離ないし位置を求めることもできる。一方、復元された角速度からは、コントローラ１４の回転角が求まる。なお、加速度を積算して速度を求めたり、角速度を積算して回転角を求めたりする際の初期値（積分定数）は、たとえば、撮像情報演算部８１のからの位置座標データに基づいて計算できる。位置座標データはまた、積算によって蓄積されていく誤差の修正にも用いることができる。
【０１０２】
ゲーム処理は、こうして求められた加速度、速度、移動距離、角速度および回転角などの変数に基づいて実行される。したがって、上記の処理は全てを行わなくともよく、ゲーム処理に必要な変数を適宜算出すればよい。なお、角速度や回転角も、原理的には加速度から計算し得るが、そのためには、ゲームプログラムに複雑なルーチンが必要で、ＣＰＵ４４にも重い処理負荷がかかる。ジャイロセンサユニット１００を利用することで、プログラム開発が容易になり、ＣＰＵ４４の処理負荷も軽減される。
【０１０３】
ところで、ゲームには、第１コントローラ３４しか利用しない１コントローラ用ゲームと、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６を利用する２コントローラ用ゲームとがあり、そして各ゲームは、ジャイロ対応およびジャイロ非対応のいずれかに分類される。メインコントローラである第１コントローラ３４は、どのゲームをプレイする場合にも必要である。また、拡張コントローラである第２コントローラ３６は、２コントローラ用ゲームをプレイするときジャイロセンサユニット１００を介して、または直に第１コントローラ３４に接続され、１コントローラゲームをプレイするときには通常取り外される。
【０１０４】
一方、拡張センサないし拡張コントローラであるジャイロセンサユニット１００は、ジャイロ非対応ゲームをプレイする場合には不要であるが、わざわざ取り外さなくてもよい。このため、ジャイロセンサユニット１００は通常、第１コントローラ３４に装着したままにされ、第１コントローラ３４と一体で取り扱われる。第２コントローラ３６は、コネクタ４０の接続先がコネクタ４２からコネクタ１０８に変わる点を除けば、ジャイロセンサユニット１００が介在しない場合と同様に着脱される。
【０１０５】
なお、詳しい説明は省略するが、第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２は、ジャイロセンサユニット１００自身に第２コントローラ３６が接続されているか否か、さらにはゲームがジャイロ対応か非対応かなどに応じて、“ジャイロ”，“ジャイロ＆第２コントローラ”などを含む複数の制御モードの間でモード切り替えを行う。
【０１０６】
以上のように構成されたゲームシステム１０では、第１コントローラ３４をジョイスティックのように操作することで、たとえばフライトシミュレータ，シューティングゲーム，ロボット操作系のゲーム，格闘ゲームといった、姿勢や動作の細やかな制御が必要なゲームをプレイすることができる。この場合、図１２に示すように、第１コントローラ３４のハウジング７８の下端部７８Ｌ（光入射口７８ｂとは反対側の端部）に弾性部材２００が装着される。弾性部材２００は、たとえばゴム，ウレタンといった弾性素材でできており、略球体の形状を有する。
【０１０７】
図１３に示すように、弾性部材２００の表面Ｓｆ（略球面Ｓｆ０）には、ハウジング７８の下端部７８Ｌが過不足なく収まるような四角柱形状（一般には下端部７８Ｌと略同一形状）の凹部２０２が形成される。凹部２０２の縦横サイズは、ハウジング７８への／からの着脱が容易で、かつプレイ中に離脱しないように、ハウジング７８の下端部７８Ｌの縦横サイズと同一または僅かに小さいサイズに形成される。凹部２０２の深さは、ハウジング７８の最も下に位置するＹボタン８０ｃが露見するように、下端からＹボタン８０ｃまでの高さよりも若干浅くなっている。
【０１０８】
プレイヤは、弾性部材２００が装着された第１コントローラ３４（以下では単に“第１コントローラ３４”と呼ぶ）を図１４に示すように把持して、弾性部材２００の表面Ｓｆの一部を机面Ｔｂと接触させ、この接点ないし接触面を支点Ｆとして第１コントローラ３４を傾ける操作（ジョイスティック的操作）を行いつつ、各種ボタン８０ａ−８０ｈの操作を行う。応じて、第１コントローラ３４から前述のようなコントローラデータが送信され、ゲーム装置１２はこのコントローラデータを受信してゲーム処理を実行する。
【０１０９】
プレイヤはまた、第１コントローラ３４を図１５に示す要領で机面Ｔｂに押し付ける操作（これを“プッシュ操作”と呼ぶ）を行うこともできる。これをジョイスティック的操作と組み合わせれば、たとえば、シューティングゲームにおいて、ジョイスティック的操作で標的に照準を合わせた後、プッシュ操作で弾丸を発射する、といった多彩な操作が可能となる。
【０１１０】
なお、図１４，図１５の例では、第１コントローラ３４の下端側を把持しているが、図１６に示す要領で上端側（弾性部材２００が装着された側とは反対側）を把持し、弾性部材２００で机面Ｔｂを叩く操作（これを“ビート操作”と呼ぶ）を行ってもよい。
【０１１１】
この場合、ゲームシステム１０では、図１７のフローに従う処理が実行される。なお、処理自体は、第１コントローラ３４に弾性部材２００が装着されていてもいなくても特に変化はない。図１７（Ａ）が第１コントローラ３４側（マイコン９４）のフローを示し、図１７（Ｂ）がゲーム装置１２側（ＣＰＵ４４）のフローを示す。
【０１１２】
図１７（Ａ）を参照して、マイコン９４は、最初のステップＳ１で、操作部８０からの操作データと、撮像情報演算部８１のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データとを取得する。なお、第１コントローラ３４（のハウジング７８）にジャイロセンサユニット１００が接続（結合）されている場合には、ジャイロセンサ１０４からの角速度データがさらに取得され、第２コントローラ３６が接続されている場合には、操作部８８からの操作データと、加速度センサ９０からの加速度データとがさらに取得される。次のステップＳ３では、こうして取得された各種のデータをコントローラデータに含めて無線モジュール９８で送信する。その後、ステップＳ１に戻って上記と同様の処理を繰り返す。
【０１１３】
図１７（Ｂ）を参照して、ＣＰＵ４４は、最初、ステップＳ１１で、第１コントローラ３４からのコンローラデータを無線コントローラモジュール５２で受信する。次に、ステップＳ１３ａで、受信されたコントローラデータに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、第１コントローラ３４の姿勢を計算し、ステップＳ１３ｂでは、受信されたコントローラデータに含まれる加速度データに基づいて、第１コントローラ３４の振動を検出する。なお、姿勢は、加速度データだけでも計算可能であるが、角速度データも利用した方が、高い精度で計算を行える。振動は、たとえば、加速度データから３軸の加速度各々について微分値を求め、それを閾値処理することで検出できる。
【０１１４】
そして、ステップＳ１５で、計算された姿勢および／または検出された振動に基づいて、さらには受信されたコントローラデータに含まれる操作データおよび／または位置座標データに基づいて、ゲーム処理を実行する。その後、ステップＳ１１に戻って上記と同様の処理を繰り返す。
【０１１５】
以上から明らかなように、この実施例では、第１コントローラ３４のハウジング７８の下端部７８Ｌに弾性部材２００を装着して、弾性部材２００の表面Ｓｆ（略球面Ｓｆ０：完全な球面でもよい）の一部を机面Ｔｂと接触させ、この接点（接触面）を支点Ｆとして第１コントローラ３４を傾けるので、傾け方の個人差が解消され、姿勢の計算精度や振動の検出精度が高まる。したがって、第１コントローラ３４をジョイスティック的に操作して、姿勢や動作を細やかに制御することが可能になる。
【０１１６】
なお、この実施例では、弾性部材２００の表面Ｓｆの曲率Ｒ（半径の逆数）は一定（略一定）であるが、これを変化させてもよい。場所によって曲率Ｒが異なる表面Ｓｆの例（断面図）を図１８に示す。
【０１１７】
図１８（Ａ）の表面Ｓｆは、その下端Ｌを含む底面領域Ｓｆ１と、これ以外の側面領域Ｓｆ２とで構成され、側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２の方が底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１よりも小さく（カーブが緩やかに）なっている。特に、側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２は、図１８（Ｂ）に示すように０（つまり側面領域Ｓｆ２が平面）であってもよく、これによって、プレイヤは、倒す限界の角度を感知できる。場合によっては、曲率Ｒ２は負の値つまり側面領域Ｓｆ２が反り返っている状態（凹面）であってもよい。
【０１１８】
一方、底面領域Ｓｆ１は曲面であるが、滑らかな曲面でなくてもよく、たとえば図１８（Ｃ）のように、複数の平面Ｓｆ１０，Ｓｆ１１，Ｓｆ１２，…で形成された近似的な曲面でもよい。この場合、プレイヤは、第１コントローラ３４を通じて平面と平面との境界（エッジ）が触覚的に知覚されるので、独特の操作感が得られるし、傾き具合が直感的にわかる。
【０１１９】
なお、図１８の例では、曲率Ｒは２段階に変化しているが、３以上の段階に変化してもよく、連続的に変化してもよい。
【０１２０】
こうして、弾性部材２００の表面Ｓｆの曲率Ｒを段階的または連続的に変化させることで、第１コントローラ３４を倒す角度によって異なる操作感が得られる。
【０１２１】
あるいは、図１８の例とは逆に、底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１を側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２よりも小さくしてもよい。これによって、第１コントローラ３４がニュートラルポジション（典型的には直立姿勢）を取りやすくなる。ニュートラルポジションを取りやすくする観点からは、底面領域Ｓｆ１を平面（Ｒ１＝０）としてもよい。また、第１コントローラ３４をより直立しやすくする（傾斜した状態からでも自力で直立可能にさせる）ために、底面領域Ｓｆ１の近傍（特に下端Ｌの直上またはその周囲）に錘Ｗを配置してもよい。図１９には、このような表面Ｓｆが例示されている。
【０１２２】
図１９の表面Ｓｆでは、錘Ｗは、底面領域Ｓｆ１の下端Ｌを取り囲むように配置されており、これによって、弾性部材２００の重心Ｇは、下端Ｌの直上かつ近傍に位置する結果となる。したがって、弾性部材２００の重さが第１コントローラ３４本体に対して十分であれば、第１コントローラ３４は、いわゆる“起き上がりこぼし”の要領で自立する。
【０１２３】
より具体的には、弾性部材２００を含む第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔが、底面領域Ｓｆ１の曲率中心Ｏよりも下（曲率中心Ｏと底面領域Ｓｆ１との間）に位置すれば、第１コントローラ３４は自立可能である。すなわち、第１コントローラ３４は、傾斜すると、その傾斜に応じた復元力（重力によるフィードバック）が働き、自発的にニュートラルポジションに戻ろうとする。第１コントローラ３４を把持するプレイヤの手には、僅かではあるが、このようなフィードバックが知覚される。
【０１２４】
なお、重心Ｇｔを曲率中心Ｏと底面領域Ｓｆ１との間に位置させるには、上記のような、弾性部材２００を重くする、特に曲面の近傍を重くすることで、重心Ｇｔを底面領域Ｓｆ１に近づける方法のほかに、底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１を小さくすることで、曲率中心Ｏを底面領域Ｓｆ１から遠ざける方法もある。
【０１２５】
なお、図１９の第１コントローラ３４は、ニュートラルポジションで直立するが、錘Ｗを偏在させることによって、ニュートラルポジションで適宜傾斜するようにしてもよい。
【０１２６】
また、図１３の例や図１８の例でも、より重い錘Ｗを底面領域Ｓｆ１の近傍に配置することで、第１コントローラ３４を自立させることは可能である。自立には至らなくても、第１コントローラ３４全体の重心位置が下がる結果、ジョイスティック的操作の操作性を向上させることはできる。
【０１２７】
また、図１９の表面Ｓｆでは、第１コントローラ３４の傾斜を制限するべく、第１コントローラ３４を略水平まで傾けた（９０度傾斜させた）ときの支点Ｆに対応する位置に、突起Ｐが設けられている。このような突起Ｐは、なくてもよいし、２箇所以上に設けてもよい。たとえば、底面領域Ｓｆ１と側面領域Ｓｆ２との境界（変曲点Ｃ）に小突起を設ければ、プレイヤにニュートラルポジションを明確に感知させることができる。図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）の各表面Ｓｆにも、同様の突起を設けてよい。
【０１２８】
より複雑な形状の弾性部材２００の一例を図２０に示す。この弾性部材２００は、図２０（Ａ）に示すように円盤状の台座Ｂｓと四角柱状のホルダＨｄとで構成される。ホルダＨｄは、台座Ｂｓの上面ＵＳｆに所定角度（たとえば１５度）傾斜して設けられ、このホルダＨｄにハウジング７８の下端部７８Ｌが図２０（Ｂ）に示すように収納される。したがって、第１コントローラ３４は、図２０（Ｃ）に示すようにニュートラルポジションで傾斜する。この傾斜によって、操作時に持ちやすくなると共に、重心位置が下がって操作性が向上する。また、ホルダＨｄの前面には、当該前面の１／３程度の幅を有するスリットＳｔが形成されており、このスリットＳｔからＸボタン８０ｂおよびＹボタン８０ｃが露見する。
【０１２９】
一方、台座Ｂｓは中空構造を有しており、その内部、つまり台座Ｂｓの底面ＬＳｆの直上に、重心位置をさらに下げるための錘（図示せず）が配置される。この錘の重さは、弾性部材２００を含む第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔの位置が所望の位置、たとえばＸボタン８０ｂの位置と一致するような値に決められる。なお、このとき弾性部材２００の重心（図示せず）は、たとえば上面ＵＳｆおよび下面ＬＳｆの真ん中にある。
【０１３０】
そして、台座部Ｈｓの底面ＬＳｆは、略球面に沿う形状（略一定の曲率）を有し、その曲率中心Ｏは、たとえばメニュースイッチ８０ｆと略同じ位置にある。したがって、第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔは、底面ＬＳｆの曲率中心Ｏよりも低い（曲率中心Ｏと底面ＬＳｆとの間に位置する）ので、第１コントローラ３４は自立可能となり、ジョイスティック的操作の操作性が向上する。
【０１３１】
なお、台座Ｂｓ自体が十分な重さを有していれば、錘は設けなくてもよい。ただし、錘を用いれば、重心位置を適宜変更することができて便利である。
【０１３２】
また、底面ＬＳｆは、略球面に沿う形状とは限らず、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）および図１９に示した各表面Ｓｆと同様の形状でもよい。
【０１３３】
また、弾性部材２００は、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続（結合）された状態でも利用可能である。具体的には、図２１に示すように、ジャイロセンサユニット１００の下端部１００Ｌ（第１コントローラ３４に接続されている側とは反対側の端部）に、弾性部材２００を装着すればよい。なお、ジャイロセンサユニット１００の形状やサイズによって、あるいは弾性部材２００の材質によっては、共用が困難な場合もあるので、ジャイロ専用の弾性部材を準備してもよい。ジャイロセンサユニット１００と弾性部材２００とを一体化してもよい。
【０１３４】
また、弾性部材２００は、図２２に示すように、第１コントローラ３４にジャケット３００が装着された状態でも利用可能である。共用が困難な場合には、ジャケット専用の弾性部材を準備してもよい。弾性部材２００をジャケット３００と一体に形成してもよい。
【０１３５】
なお、弾性部材２００が装着された第１コントローラ３４の操作方法は、前述のようなジョイスティック的操作，プッシュ操作およびビート操作に限らない。たとえば、弾性部材２００の表面Ｓｆの一部を垂直な壁面等に接触させ、この接点ないし接触面を支点として第１コントローラ３４を回動させることで、あたかもボートでオールを漕いでいるような操作が行える。また、弾性部材２００を机の上側ではなく下側の面と接触させた状態で、第１コントローラ３４を傾斜ないし回動させる操作を行ってもよい。
【０１３６】
また、弾性部材２００は、図２３に示すように、アタッチメント４００を介して第２コントローラ３６に装着することも可能である。したがって、２つの弾性部材２００とアタッチメント４００を準備すれば、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６で同時にジョイスティック的な操作が行える。ただし、この場合、第１コントローラ３４用の弾性部材２００では、凹部２０２（図１３参照）の底にさらにコネクタ４０を収納するためのさらなる凹部（図示せず）が設けられ、また、コネクタ４０に繋がるケーブル３８を外に引き出すために、たとえば凹部２０２等の側面に沿って溝（図示せず）が形成される。ケーブル３８を外に引き出すための溝は、第２コントローラ３６用の弾性部材２００にも形成される。
【０１３７】
以上では、一例として、ゲームシステム１０を用いて説明したが、この発明は、操作装置自体の動きに基づいて、ゲームその他のアプリケーションを含む情報処理を実行する、情報処理システムに適用できる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ …ゲームシステム
１２ …ゲーム装置
１４ …コントローラ
３４ …第１コントローラ
３６ …第２コントローラ
４４ …ＣＰＵ
５２ …無線コントローラモジュール
８４，９０ …加速度センサ
９２ …通信部
９４，１０２ …マイコン
１００ …ジャイロセンサユニット
１０４ …ジャイロセンサ
２００ …弾性部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操作装置および操作システムに関し、特にたとえば、加速度センサおよび／またはジャイロセンサを含む操作装置、およびそのような操作装置を含む情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置ないしシステムの一例として、加速度センサを含む「Ｗｉｉリモコン」（Ｗｉｉ：登録商標）が非特許文献１に開示されている。「Ｗｉｉリモコン」には、ジャイロセンサを含む「Ｗｉｉモーションプラス」を接続することもできる。ユーザが「Ｗｉｉリモコン」を振ったり傾けたりすると、「Ｗｉｉリモコン」から加速度データおよび／または角速度データを含む操作データが送信される。Ｗｉｉ本体では、「Ｗｉｉリモコン」から受信した操作データに基づくゲーム処理が実行される。加速度データおよび／または角速度データは、たとえばオブジェクトの姿勢や動作の制御などに利用される。
【０００３】
また、この種の装置やシステムの具体的な構成および動作は、たとえば特許文献１および２に開示されている。
【非特許文献１】任天堂株式会社、“Ｗｉｉ｜コントローラ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２２年３月３０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｎｔｅｎｄｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｗｉｉ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【特許文献１】特開２００７−８３０２４号公報
【特許文献２】特開２００７−５４１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえばフライトシミュレータやシューティングゲームのように、姿勢や動作の細やかな制御が必要なゲームでは、操作装置としてジョイスティックが用いられることが多い。「Ｗｉｉリモコン」をジョイスティックに見立てて操作することで、この種のゲームを行うことも可能であるが、「Ｗｉｉリモコン」を傾ける際に支点が定まらないため、個人差が出やすく、細やかな制御は容易でない。そこで、「Ｗｉｉリモコン」の一方端を机面等に接触させ、この接触点を支点に「Ｗｉｉリモコン」を傾斜させる操作を行う方法が考えられる。
【０００５】
しかし、「Ｗｉｉリモコン」は、ハウジングが硬くて平らであるため、接触させて傾ける操作には適さない。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、操作装置および情報処理システムを提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、接触させて傾ける操作に適した、操作装置および情報処理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】
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。
【０００９】
第１の発明は、操作装置であって、細長い形状のハウジング、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、およびハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、弾性部材は球面または略球面を有する。
【００１０】
第１の発明では、操作装置は細長い形状のハウジングを有し、このハウジングに加速度センサおよび／またはジャイロセンサが収納または結合される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に、球面または略球面を有する弾性部材が設けられる。
【００１１】
ここで、加速度センサおよび／またはジャイロセンサは、典型的にはハウジングに内蔵されるが、外付けでもよい。たとえば、ジャイロセンサを含む外付けユニットがハウジングの後端に取り付けられている場合には、弾性部材は、外付けユニットのさらに後端に装着される。また、ハウジングがジャケットで包まれている場合には、弾性部材は、ジャケットを介してハウジングの後端に装着される。弾性部材は、外付けユニットやジャケットと一体化されていてもよい。
【００１２】
また、略球面は、全体として球面であればよく、一部に平面や凸凹を含んでいてもよい。
【００１３】
第１の発明によれば、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の球面または略球面を机面等と接触させ、その接点ないし接触面を支点としてハウジングを傾けることで、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の球面または略球面を机面等と接触させた状態で机面等に押し付ける操作（プッシュ操作）も行えるし、弾性部材の球面または略球面で机面等を叩く操作（ビート操作）も行える。
【００１４】
第２の発明は、操作装置であって、細長い形状のハウジング、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、およびハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、弾性部材は、ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００１５】
第２の発明では、操作装置は細長い形状のハウジングを有し、このハウジングに加速度センサおよび／またはジャイロセンサが収納または結合される。加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データは、操作データ送信部によって操作データに含めて送信される。そして、ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に弾性部材が設けられる。この弾性部材は、ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００１６】
ここで曲面は、曲率が一定のもの（球面）でも、曲率が段階的または連続的に変化するものでもよい。曲面はまた、全体として曲面であればよく、平面や凹凸を含んでいてもよいし、複数の平面で構成された近似的な曲面であっても構わない。
【００１７】
重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させるには、弾性部材を重くする、特に曲面の近傍を重くすることで、重心を曲面に近づける方法、および／または、曲面の曲率を小さくすることで、曲率中心を曲面から遠ざける方法がある。前者の方法では、曲面の近傍に錘を配置するようにすれば、錘の重さによって重心位置を調整できるので、好ましい。
【００１８】
第２の発明によれば、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の曲面を机面等と接触させ、その接点ないし接触面を支点としてハウジングを傾けることで、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、弾性部材付きのハウジングを把持して、弾性部材の曲面を机面等と接触させた状態で机面等に押し付けるプッシュ操作も行える。さらには、弾性部材の重心が曲面の近傍に位置するので、ハウジングには傾斜に応じた復元力が作用し、その結果、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは、傾斜に応じた操作感が得られる。
【００１９】
なお、上記第１の発明でも、球面または略球面の下端（ハウジングとは反対側の端部）近傍に錘を配置して重心を下げることで、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは傾斜に応じた操作感が得られる。
【００２０】
第３の発明は、第１または第２の発明に従属する操作装置であって、弾性部材はハウジングの一方端に着脱可能に取り付けられる。
【００２１】
第３の発明によれば、弾性部材を必要に応じて着脱できるので、利便性が向上する。
【００２２】
第４の発明は、第１または第２の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの、弾性部材とは反対側の端部に設けられるカメラ、およびカメラが撮像した画像内における対象の位置情報を算出する位置情報算出部をさらに備え、操作データには位置情報算出部によって算出された位置情報がさらに含まれる。
【００２３】
第４の発明によれば、加速度データおよび／または角速度データに加えて位置情報も操作データに含めて送信するので、操作装置の動きおよび位置（向き）を通して多彩な操作が可能となる。
【００２４】
第５の発明は、第４の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの上面のカメラ寄りに設けられる第１ボタンをさらに備え、操作データには第１ボタンの操作情報がさらに含まれる。
【００２５】
第６の発明は、第５の発明に従属する操作装置であって、ハウジングの下面の第１ボタンと略対向する位置に設けられる第２ボタンをさらに備え、操作データには第２ボタンの操作情報がさらに含まれる。
【００２６】
第５，第６の発明によれば、加速度データおよび／または角速度データに加えて位置情報およびボタン操作情報も操作データに含めて送信するので、操作装置の動きおよび位置（向き）ならびにボタンを通して多彩な操作が可能となる。
【００２７】
第７の発明は、第１ないし第６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、情報処理装置は、操作装置からの操作データを受信する受信部、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部、および姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える。
【００２８】
第７の発明によれば、操作装置をジョイスティックのように傾けることで（ジョイスティック的操作）、情報処理装置に所定の情報処理、特にたとえば、フライトシミュレータやシューティングゲームのような、姿勢や動作の細やかな制御が必要な情報処理を行わせることができる。
【００２９】
第８の発明は、第１ないし第６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置を含む情報処理システムであって、情報処理装置は、操作装置からの操作データを受信する受信部、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の振動を検出する振動検出部、および振動検出部によって検出された振動に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える。
【００３０】
第８の発明によれば、操作装置を机面等に押し付けたり（プッシュ操作）、操作装置で机面等を叩いたりして（ビート操作）、操作装置を振動させることで、情報処理装置に所定の情報処理を行わせることができる。たとえば、シューティングゲームにおいて、プッシュ操作をトリガに弾丸を発射することができる。
【００３１】
第９の発明は、第８の発明に従属する情報処理システムであって、情報処理装置は、受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部をさらに備え、情報処理部は、振動検出部によって検出された振動および姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う。
【００３２】
第９の発明によれば、ジョイスティック的操作とプッシュ操作やビート操作とを組み合わせることで、多様な情報処理を行わせることが可能になる。たとえば、シューティングゲームにおいて、ジョイスティック的操作で照準を標的に合わせ、プッシュ操作で弾丸を発射する、といった処理が行える。
【００３３】
第１０の発明は、細長い形状のハウジングと、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、球面または略球面を有し、球面または略球面上にハウジングの一方端と略同一形状の凹部が形成されている。
【００３４】
第１０の発明でも、第１の発明と同様に、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、プッシュ操作も、ビート操作も行える。
【００３５】
第１１の発明は、細長い形状のハウジングと、ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、ハウジングが取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を曲面の曲率中心と曲面との間に位置させる。
【００３６】
第１１の発明でも、第２の発明と同様に、操作装置をジョイスティックのように操作することができる。また、プッシュ操作も行える。さらには、操作装置は自立が可能になるし、ユーザは、傾斜に応じた操作感が得られる。
【発明の効果】
【００３７】
この発明によれば、接触させて傾ける操作に適した、操作装置および情報処理システムならびに弾性部材が実現される。さらには、押したり叩いたりする操作にも適した、操作装置および情報処理システムならびに弾性部材が実現される。
【００３８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用される第１コントローラの外観を示す図解図であり、図２（Ａ）は第１コントローラを上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は第１コントローラを下面前方から見た斜視図である。
【図３】図１実施例に適用される第２コントローラの本体の外観を示す図解図であり、図３（Ａ）は第２コントローラ本体を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は第１コントローラ本体を下面前方から見た斜視図である。
【図４】第２コントローラのコネクタの外観を示す図解図である。
【図５】第１コントローラに第２コントローラのコネクタを接続した状態で、第１コントローラに装着されたストラップのひもをコネクタのフックに掛け止めた様子を示す図解図である。
【図６】図１実施例に適用されるジャイロセンサユニットの外観を示す図解図であり、図６（Ａ）はジャイロセンサユニットを上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）はジャイロセンサユニットを下面後方から見た斜視図である。
【図７】第１コントローラにジャイロセンサユニットを接続した状態を示す図解図である。
【図８】第１コントローラにジャイロセンサユニット介して第２コントローラを接続した状態を示す図解図である。
【図９】図１実施例の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図１実施例に適用されるコントローラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１１】プレイヤがコントローラを操作する様子を示す図解図である。
【図１２】弾性部材が装着された第１コントローラを示す図解図である。
【図１３】弾性部材の構造を示す図解図である。
【図１４】弾性部材を装着した第１コントローラの操作例を示す図解図である。
【図１５】弾性部材を装着した第１コントローラの他の操作例を示す図解図である。
【図１６】弾性部材を装着した第１コントローラのその他の操作例を示す図解図である。
【図１７】図１実施例で実行される処理を示すフロー図であり、図１７（Ａ）は第１コントローラのマイコン動作の一部を示し、図１７（Ｂ）はゲーム装置のＣＰＵ動作の一部を示す。
【図１８】弾性部材の表面の構成例を示す図解図であり、図１８（Ａ）は曲率が異なる２つの曲面で構成された表面（底面の曲率が大きい場合）を示し、図１８（Ｂ）は平面および曲面で構成された表面を示し、そして図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の表面において曲面が３つの平面で構成された近似的な曲面である場合を示す。
【図１９】弾性部材の表面の他の構成例を示す図解図であり、曲率が異なる２つの曲面で構成された表面（底面の曲率が小さい場合）を示す。
【図２０】図２０は他の弾性部材に関する図解図であり、図２０（Ａ）はこの弾性部材の構造を示す斜視図であり、図２０（Ｂ）はこの弾性部材が装着された第１コントローラを示す上面図であり、図２０（Ｃ）はこの弾性部材が装着された第１コントローラを示す側面図である。
【図２１】弾性部材が装着されたジャイロ付きの第１コントローラを示す図解図である。
【図２２】弾性部材が装着されたジャケット付きの第１コントローラを示す図解図である。
【図２３】プレイヤが弾性部材を装着したコントローラを操作する様子を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１を参照して、この発明の一実施例であるゲームシステム１０は、ゲーム装置１２およびコントローラ１４を含む。ゲーム装置１２は据置型ゲーム装置である。コントローラ１４は、ユーザないしプレイヤの入力装置ないし操作装置である。ゲーム装置１２とコントローラ１４とは無線によって接続される。
【００４１】
ゲーム装置１２は、略直方体のハウジング１６を含み、ハウジング１６の前面にはディスクスロット１８およびメモリカードスロットカバー２０が設けられる。ディスクスロット１８から、ゲームプログラムおよびデータを記憶した情報記憶媒体の一例である光ディスク６６（図１０）が挿入されて、ハウジング１６内のディスクドライブ５４（図１０）に装着される。メモリカードスロットカバー２０の内側には外部メモリカード用コネクタ６２（図１０）が設けられており、外部メモリカード（図示せず）が挿入される。外部メモリカードは、光ディスク６６（図１０）から読み出したゲームプログラム等をローディングして一時的に記憶したり、このゲームシステム１０を利用してプレイされたゲームのゲームデータ（結果データまたは途中データ）を保存（セーブ）しておいたりするために利用される。また、上記ゲームデータの保存は、外部メモリカードに代えて、たとえばフラッシュメモリ等の内部メモリに対して行うようにしてもよい。
【００４２】
ゲーム装置１２のハウジング１６の後面には、ＡＶケーブルコネクタ（図示せず）が設けられ、当該コネクタを用いて、ゲーム装置１２はＡＶケーブル２８を介してモニタ（ディスプレイ）３０に接続される。このモニタ３０は典型的にはカラーテレビジョン受像機であり、ＡＶケーブル２８は、ゲーム装置１２からの映像信号をカラーテレビのビデオ入力端子に入力し、音声信号を音声入力端子に入力する。したがって、カラーテレビ（モニタ）３０の画面上にたとえば３Ｄビデオゲームのゲーム画像が表示され、内蔵されるスピーカ３２からゲーム音楽や効果音などのステレオゲーム音声が出力される。
【００４３】
また、モニタ３０の周辺（この実施例では、モニタ３０の上側）には、２つの赤外ＬＥＤ（マーカ）２２ａおよび２２ｂを備えるマーカ部２２が設けられる。マーカ２２ａおよび２２ｂは、それぞれモニタ３０の前方に向けて赤外光を出力する。
【００４４】
なお、ゲーム装置１２の電源は、一般的なＡＣアダプタ（図示せず）によって与えられる。ＡＣアダプタは家庭用の標準的な壁ソケットに接続され、家庭用電源を、ゲーム装置１２を駆動するのに適した低いＤＣ電圧信号に変換する。他の実施例では、電源としてバッテリが用いられてもよい。マーカ部２２は、図示しない電源線を通してゲーム装置１２に接続されており、ゲーム装置１２から電源の供給を受ける。
【００４５】
コントローラ１４は、詳細は後述されるが、それぞれが片手で把持可能な第１コントローラ３４および第２コントローラ３６と、第１コントローラ３４に装着されるジャイロセンサユニット１００とを含む。第１コントローラ３４の後端面にはコネクタ４２（図２（Ａ）、図１１）が設けられ、第２コントローラ３６の後端から延びるケーブル３８の先端にはコネクタ４０（図４（Ａ）、図１１）が設けられ、そしてジャイロセンサユニット１００の先端面および後端面にはコネクタ１０６および１０８（図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７および図１１）がそれぞれ設けられる。ジャイロセンサユニット１００の先端面側のコネクタ１０６は第１コントローラ３４のコネクタ４２と接続可能であり、第２コントローラ３６のコネクタ４０は第１コントローラ３４のコネクタ４２またはジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８と接続可能である。
【００４６】
コネクタ１０６をコネクタ４２に接続することで、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４と物理的および電気的に結合される。こうして第１コントローラ３４に装着（一体化）されたジャイロセンサユニット１００からは、第１コントローラ３４の角速度を示す角速度データが出力される。
【００４７】
こうして第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着された場合、第２コントローラ３６のコネクタ４０は、ジャイロセンサユニット１００の後端面側のコネクタ１０８に接続される。すなわち、コネクタ４２は、コネクタ１０６とコネクタ４０の両者を選択的に接続可能な構造であって、コネクタ４０は、コネクタ４２とコネクタ１０８の両者に選択的に接続可能な構造である。したがって、ジャイロセンサユニット１００に設けられるコネクタ１０６とコネクタ１０８とは、同一のハウジングに設けられるため実際は接続できないが、コネクタの形状としては互いに接続可能な形状をしていることになる。第２コントローラ３６の入力データは、ケーブル３８およびジャイロセンサユニット１００を介して第１コントローラ３４に与えられる。第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと、ジャイロセンサユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００４８】
なお、コネクタ４０をコネクタ４２に接続した場合には、第２コントローラ３６の操作データないし入力データはケーブル３８を介して第１コントローラ３４に与えられ、第１コントローラ３４は、第１コントローラ３４自身の入力データと第２コントローラ３６の入力データとを含むコントローラデータをゲーム装置１２に送信する。
【００４９】
このとき、第１コントローラ３４の入力データと、第２コントローラ３６の入力データを送信するシステムにおいて、一度に送信するデータ量を追加することができないように設計されている場合もあるが、ジャイロユニット１００を追加した場合に、ジャイロユニット１００からの角速度データと、第２コントローラ３６からの入力データとを交互に第１コントローラ３６へ出力することによって、両者のデータを送信することができる。このデータ制御はジャイロユニット１００で行うことができるので、第１コントローラ３４や第２コントローラ３６には何ら設計の変更をする必要がない。
【００５０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、既存の第１コントローラ３４および第２コントローラ３６をそのまま利用しながら、第１コントローラ３４にジャイロ機能を付加するための拡張ユニットである。
【００５１】
このゲームシステム１０において、ゲーム（または他のアプリケーション）をプレイするために、ユーザはまずゲーム装置１２の電源をオンし、次いで、ユーザはビデオゲーム（もしくは実行したいと思う他のアプリケーション）を記憶している適宜の光ディスク６６を選択し、その光ディスク６６をゲーム装置１２のディスクスロット１８からディスクドライブ５４にローディングする。これに応じて、ゲーム装置１２がその光ディスク６６に記憶されているソフトウェアに基づいてビデオゲームもしくは他のアプリケーションを実行し始めるようにする。ユーザはゲーム装置１２に入力を与えるためにコントローラ１４を操作する。
【００５２】
図２には第１コントローラ３４の外観の一例が示される。図２（Ａ）は、第１コントローラ３４を上面後方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、第１コントローラ３４を下面前方から見た斜視図である。
【００５３】
第１コントローラ３４は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング７８を有している。ハウジング７８は、その前後方向（Ｚ軸方向）を長手方向とした略直方体形状を有しており、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさである。一例として、ハウジング７８は人間の掌とほぼ同じ長さまたは幅を持つ大きさをしている。プレイヤは、第１コントローラ３４を用いて、それに設けられたボタンを押下することと、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００５４】
ハウジング７８には、複数の操作ボタンが設けられる。すなわち、ハウジング７８の上面には、十字キー８０ａ、Ｘボタン８０ｂ、Ｙボタン８０ｃ、Ａボタン８０ｄ、セレクトスイッチ８０ｅ、メニュースイッチ８０ｆ、およびスタートスイッチ８０ｇが設けられる。一方、ハウジング７８の下面には凹部が形成されており、当該凹部の後方側傾斜面にはＢボタン８０ｈが設けられる。これら各ボタン（スイッチ）８０ａ−８０ｈには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。また、ハウジング７８の上面には、遠隔からゲーム装置１２本体の電源をオン／オフするための電源スイッチ８０ｉが設けられる。第１コントローラ３４に設けられる各ボタン（スイッチ）は、包括的に参照符号８０を用いて示されることもある。
【００５５】
ハウジング７８内には、図２に示すＸ、ＹおよびＺの３軸方向（すなわち左右方向、上下方向および前後方向）の加速度を検出する加速度センサ８４（図１１）が設けられる。なお、加速度センサ８４としては、ハウジング７８の形状または第１コントローラ３４の持たせ方の限定等に応じて、上下方向、左右方向および前後方向のうちいずれか２方向の加速度を検出する２軸加速度センサが用いられてもよい。場合によっては１軸加速度センサが用いられてもよい。
【００５６】
ハウジング７８の前面には光入射口７８ｂが形成され、ハウジング７８内には撮像情報演算部８１がさらに設けられる。撮像情報演算部８１は、赤外線を撮像するカメラ８１ａと撮像対象の画像内での座標を算出する演算部８１ｂとによって構成され、上述のマーカ２２ａおよび２２ｂを含む被写界を赤外線で捉えて、マーカ２２ａおよび２２ｂの被写界内における位置座標を算出する。
【００５７】
また、ハウジング７８の後面には、上述のコネクタ４２が設けられている。コネクタ４２は、第１コントローラ３４に他の機器を接続するために利用される。この実施例では、コネクタ４２には第２コントローラ３６のコネクタ４０またはジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０６が接続される。
【００５８】
ハウジング７８の後面にはまた、コネクタ４２を左右（Ｘ軸方向）に挟んで対向する位置に、一対の孔８２ａおよび８２ｂが形成されている。この一対の孔８２ａおよび８２ｂは、ジャイロセンサユニット１００をハウジング７８の後面に固定するためのフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂ（図６（Ａ））が挿入される。ハウジング７８の後面にはさらに、ストラップ２４（図４（Ｂ））を装着するための孔８２ｃも形成されている。
【００５９】
図３には第２コントローラ３６の本体の外観の一例が示される。図３（Ａ）は、第２コントローラ３６を上面後方から見た斜視図であり、図３（Ｂ）は、第２コントローラ３６を下面前方から見た斜視図である。なお、図３では、第２コントローラ３６のケーブル３８は省略されている。
【００６０】
第２コントローラ３６は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング８６を有している。ハウジング８６は、平面視では、前後方向（Ｚ軸方向）に略細長い楕円形状を有し、後端側の左右方向（Ｘ軸方向）の幅が先端側のそれよりも狭くされている。また、ハウジング８６は、側面視では、全体として湾曲した形状を有しており、先端側の水平部分から後端側に向かって下がるように湾曲している。ハウジング８６は、第１コントローラ３４と同様に、全体として大人や子供の片手で把持可能な大きさであるが、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、第１コントローラ３４のハウジング７８よりもやや短くされている。この第２コントローラ３６でも、プレイヤは、ボタンやスティックを操作することと、コントローラ自体の位置や向きを変えることとによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００６１】
ハウジング８６の上面の先端側には、アナログジョイスティック８８ａが設けられる。ハウジング８６の先端には、後方にやや傾斜する先端面が設けられており、この先端面には、上下方向（図３に示すＹ軸方向）に並べて、Ｃボタン８８ｂおよびＺボタン８８ｃが設けられる。アナログジョイスティック８８ａおよび各ボタン８８ｂ，８８ｃには、ゲーム装置１２が実行するゲームプログラムに応じてそれぞれ適宜な機能が割り当てられる。
第２コントローラ３６に設けられるアナログジョイスティック８８ａおよび各ボタン８８ｂ，８８ｃは、包括的に参照符号８８を用いて示されることもある。
【００６２】
また、第２コントローラ３６のハウジング８６内には加速度センサ９０（図１１）が設けられている。この加速度センサ９０としては、第１コントローラ３４の加速度センサ８４と同様の加速度センサが適用される。具体的には、この実施例では３軸加速度センサが適用され、第２コントローラ３６の上下方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）の３軸方向のそれぞれで加速度を検知する。したがって、第１コントローラ３４の場合と同様に、検出された加速度に適宜な演算処理を施すことによって、第２コントローラ３６の傾きや回転、重力方向に対する加速度センサ９０の姿勢などを算出することができる。また、振り等によって第１コントローラ３４に加えられた動きについても同様に算出することができる。
【００６３】
図４には第２コントローラ３６のコネクタ４０の外観の一例が示される。図４は、コネクタ４０を下面前方から見た斜視図である。なお、ここでもケーブル３８は省略されている。コネクタ４０は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１４２を有する。ハウジング１４２の下面にはフック１４４が設けられている。このフック１４４は、本来的には、図５に示すように、コネクタ４０を第１コントローラ３４（のコネクタ４２）と直に接続した場合に、第１コントローラ３４に装着されたストラップ２４のひもを掛け止めるためのものである。ストラップ２４のひもをフック１４４に掛け止めることによって、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６が強く引っ張られた場合等においても、コネクタが外れて飛ぶようなことを防止することができる。
【００６４】
図６にはジャイロセンサユニット１００の外観の一例が示される。図６（Ａ）は、ジャイロセンサユニット１００を上面前方から見た斜視図であり、図６（Ｂ）は、ジャイロセンサユニット１００を下面後方から見た斜視図である。
【００６５】
ジャイロセンサユニット１００は、たとえばプラスチック成型によって形成されたハウジング１１０を有している。ハウジング１１０は、略直方体形状を有しており、その長さは第１コントローラ３４のハウジング７８の長さのおよそ１／５、その幅および厚みはハウジング７８の幅および厚みとほぼ同じである。プレイヤは、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でも、第１コントローラ３４自体の位置や向きを変えることによって、ゲーム操作を行うことができる。
【００６６】
ハウジング１１０の前面および後面には上述のコネクタ１０６および１０８が、ハウジング１１０の両側面には一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂが、そしてハウジング１１０の下面にはロックスイッチ１１４が、それぞれ設けられている。ハウジング１１０の前面下端から下面先端にかけては、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を装着した状態でストラップ２４用の孔８２ｃが露見するように（図８）、略球面状の凹部１１０ａが設けられている。
【００６７】
ハウジング１１０の前面にはまた、コネクタ１０６を挟んで横方向（Ｘ軸方向）に対向する位置に、一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂとそれぞれ連繋する一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂが設けられている。ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に装着するべく、コネクタ１０６をコネクタ４２に接続すると、一対のフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂはハウジング７８後面の一対の孔８２ａおよび８２ｂ（図２（Ａ））に挿入され、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂの爪がハウジング７８の内壁に引っ掛かる。これによって、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に固定される。
【００６８】
こうして第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００が図８に示される。この状態で一対のリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押せば、爪の引っ掛かりは解け、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４から取り外せるようになる。
【００６９】
ロックスイッチ１１４は、このようなリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにロックをかけるためのスライドスイッチである。リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂは、ロックスイッチ１１４が第１位置（たとえば後ろ寄り）にあるとき押下不能（ロック状態）であり、ロックスイッチ１１４が第２位置（たとえば前寄り）にあるとき押下可能（解除状態）である。ハウジング１１０内には、ロックバネ１１８ａおよび１１８ｂ（図７）が設けられ、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押下すると反発するように構成され、押下されていないときは爪が引っ掛かった状態を維持するように構成されている。このため、ジャイロセンサユニット１００を取り外すには、ユーザは、ロックスイッチ１１４を第１位置から第２位置にスライドさせたうえで、リリースボタン１１２ａおよび１１２ｂを押す必要がある。
【００７０】
このように、ジャイロセンサユニット１００は、第１コントローラ３４の後面に装着されるため、ゲーム操作中にジャイロセンサユニット１００に加わる遠心力は専ら、ジャイロセンサユニット１００を第１コントローラ３４に押し付けるように作用する。また、ジャイロセンサユニット１００をフック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂで第１コントローラ３４の後面に固定する一方、フック１１２Ｆａおよび１１２Ｆｂを開放するためリリースボタン１１２ａおよび１１２ｂにはロックスイッチ１１４を設けたため、ゲーム操作中であってもジャイロセンサユニット１００と第１コントローラ３４とがしっかり固定された状態にすることができる。
【００７１】
ハウジング１１０の後面にはまた、コネクタ１０８に装着されるコネクタカバー１１６を収納可能な凹部１１０ｂが、このコネクタ１０８の周囲に形成される。コネクタカバー１１６は、その主面の一方端部に、前後（Ｚ軸方向）に長細い薄手の（すなわち曲折容易な）突起１１６ａを有する。この突起１１６ａの先端部分がハウジング１１０と係合されており、コネクタカバー１１６は、コネクタ１０８から取り外された状態でもハウジング１１０に係留される。
【００７２】
コネクタカバー１１６はまた、その主面の他方端部に、左右（Ｘ軸方向）に長細い厚手の（すなわち曲折困難な）突起１１６ｂを有する。突起１１６ｂの厚み（Ｚ軸方向の高さ）は、第２コントローラ３６のコネクタ４０に設けられたフック１４４（図４）の厚み（Ｙ軸方向の高さ）とほぼ同じである。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００を介して第２コントローラ３６が接続された場合、コネクタカバー１１６は、図９に示すように、その主面が水平となって、突起１１６ｂがフック１４４の側面と係合される。コネクタ１０８から取り外されたコネクタカバー１１６をこうしてコネクタ４０と一体化することで、操作性や見た目が改善されるだけでなく、コネクタ４０がジャイロセンサユニット１００にしっかりと固定される。
【００７３】
図示は省略するが、ジャイロセンサユニット１００は、ジャイロセンサを含み、ジャイロセンサは、１軸のジャイロセンサおよび２軸のジャイロセンサの２チップで構成される。前者はヨー角に関する角速度（Ｙ軸周りの角速度）を検出するためのものであり、後者はロール角およびピッチ角に関する２つの角速度（Ｚ軸周りの角速度およびＸ軸周りの角速度）を検出するためのものである。なお、ジャイロセンサは、２チップ構成とは限らず、３個の１軸ジャイロセンサ（３チップ）で構成してもよく、１個の３軸ジャイロセンサ（１チップ）で構成してもよい。いずれの場合も、上述の３つの角速度を適正に検出できるように、各チップの位置や向きが決定される。さらにまた、場合によっては、ジャイロセンサ１０４は、１個の２軸ジャイロセンサで構成しても、２個または１個の１軸ジャイロセンサで構成してもよい。また、図２に示した第１コントローラ３４、図３および図４に示した第２コントローラ３６、および図６に示したジャイロセンサユニット１００の形状や、ボタン（スイッチまたはスティック等）の形状、数および設置位置等は単なる一例に過ぎず、他の形状、数および設置位置等に適宜変更され得る。
【００７４】
なお、センサは、好ましい実施例ではジャイロセンサ（角速度センサ）であるが、たとえば加速度センサ、速度センサ、変位センサ、回転角センサ、傾斜センサなど他のモーションセンサでもよく、複数のモーションセンサの組み合わせでもよい。
【００７５】
また、コントローラ１４の電源は、第１コントローラ３４内に取替可能に収容されるバッテリ（図示せず）によって与えられる。第２コントローラ３６には、コネクタ４０およびケーブル３８を介してこの電源が供給される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続されている場合、ジャイロセンサユニット１００にはコネクタ４２および１０６を介してこの電源が供給される。さらにジャイロセンサユニット１００に第２コントローラ３６が接続されていれば、第１コントローラ３４からジャイロセンサユニット１００に供給された電源の一部は、コネクタ１０８、コネクタ４０およびケーブル３８を介して第２コントローラ３６にも与えられる。
【００７６】
図１０にはゲームシステム１０の電気的な構成が示される。図示は省略するが、ハウジング１６内の各コンポーネントは、プリント基板に実装される。図１０に示すように、ゲーム装置１２には、ＣＰＵ４４が設けられ、ゲームプロセッサとして機能する。また、ＣＰＵ４４には、システムＬＳＩ６４が接続される。このシステムＬＳＩ６４には、外部メインメモリ４６、ＲＯＭ／ＲＴＣ４８、ディスクドライブ５４およびＡＶ ＩＣ５６が接続される。
【００７７】
外部メインメモリ４６は、ゲームプログラム等のプログラムを記憶したり、各種データを記憶したりして、ＣＰＵ４４のワーク領域やバッファ領域として用いられる。ＲＯＭ／ＲＴＣ４８は、いわゆるブートＲＯＭであり、ゲーム装置１２の起動用のプログラムが組み込まれるとともに、時間をカウントする時計回路が設けられる。ディスクドライブ５４は、光ディスク６６からプログラムやテクスチャデータ等を読み出し、ＣＰＵ４４の制御の下で、後述する内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６に書き込む。
【００７８】
システムＬＳＩ６４には、入出力プロセッサ６４ａ、ＧＰＵ(Graphics Processor Unit)６４ｂ，ＤＳＰ(Digital Signal Processor)６４ｃ，ＶＲＡＭ６４ｄおよび内部メインメモリ４２ｅが設けられ、図示は省略するが、これらは内部バスによって互いに接続される。
【００７９】
入出力プロセッサ（Ｉ／Ｏプロセッサ）４２ａは、データの送受信を実行したり、データのダウンロードを実行したりする。
【００８０】
ＧＰＵ６４は、描画手段の一部を形成し、ＣＰＵ４４からのグラフィクスコマンド(作画命令)を受け、そのコマンドに従ってゲーム画像データを生成する。ただし、ＣＰＵ４０は、グラフィクスコマンドに加えて、ゲーム画像データの生成に必要な画像生成プログラムをＧＰＵ６４に与える。
【００８１】
図示は省略するが、上述したように、ＧＰＵ６４にはＶＲＡＭ６４ｄが接続される。ＧＰＵ６４が作画命令を実行するにあたって必要なデータ（画像データ：ポリゴンデータやテクスチャデータなどのデータ）は、ＧＰＵ６４がＶＲＡＭ６４ｄにアクセスして取得する。ただし、ＣＰＵ４４は、描画に必要な画像データを、ＧＰＵ６４を介してＶＲＡＭ６４ｄに書き込む。ＧＰＵ６４は、ＶＲＡＭ６４ｄにアクセスして描画のためのゲーム画像データを作成する。
【００８２】
なお、この実施例では、ＧＰＵ６４がゲーム画像データを生成する場合について説明するが、ゲームアプリケーション以外の任意のアプリケーションを実行する場合には、ＧＰＵ６４は当該任意のアプリケーションについての画像データを生成する。
【００８３】
また、ＤＳＰ６４ｃは、オーディオプロセッサとして機能し、内部メインメモリ６４ｅや外部メインメモリ４６に記憶されるサウンドデータや音波形（音色）データを用いて、スピーカ３２から出力する音、音声或いは音楽に対応するオーディオデータを生成する。
【００８４】
上述のように生成されたゲーム画像データおよびオーディオデータは、ＡＶ ＩＣ５６によって読み出され、ＡＶコネクタ５８を介してモニタ３０およびスピーカ３２に出力される。したがって、ゲーム画面がモニタ３０に表示され、ゲームに必要な音（音楽）がスピーカ３２から出力される。
【００８５】
また、入出力プロセッサ６４ａには、フラッシュメモリ４３、無線通信モジュール５０および無線コントローラモジュール５２が接続されるとともに、拡張コネクタ６０およびメモリカード用コネクタ６２が接続される。また、無線通信モジュール５０にはアンテナ５０ａが接続され、無線コントローラモジュール５２にはアンテナ５２ａが接続される。
【００８６】
入出力プロセッサ６４ａは、無線通信モジュール５０を介して、ネットワーク（図示せず）に接続される他のゲーム装置や各種サーバと通信することができる。ただし、ネットワークを介さずに、直接的に他のゲーム装置と通信することもできる。入出力プロセッサ６４ａは、定期的にフラッシュメモリ４３にアクセスし、ネットワークへ送信する必要があるデータ（「送信データ」とする）の有無を検出し、当該送信データが有る場合には、無線通信モジュール５０およびアンテナ５０ａを介してネットワークに送信する。また、入出力プロセッサ６４ａは、他のゲーム装置から送信されるデータ（「受信データ」とする）を、ネットワーク、アンテナ５０ａおよび無線通信モジュール５０を介して受信し、当該受信データをフラッシュメモリ４３に記憶する。ただし、受信データが一定の条件を満たさない場合には、当該受信データはそのまま破棄される。さらに、入出力プロセッサ６４ａは、ダウンロードサーバ（図示せず）からダウンロードしたデータ（ダウンロードデータとする）をネットワーク、アンテナ５０ａおよび無線通信モジュール５０を介して受信し、そのダウンロードデータをフラッシュメモリ４３に記憶することもできる。
【００８７】
また、入出力プロセッサ６４ａは、コントローラ１４から送信される入力データをアンテナ５２ａおよび無線コントローラモジュール５２を介して受信し、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に記憶（一時記憶）する。入力データは、ＣＰＵ４４の処理（たとえば、ゲーム処理）によって利用された後、バッファ領域から消去される。
【００８８】
なお、この実施例では、上述したように、無線コントローラモジュール５２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に従ってコントローラ１４との間で通信を行う。このため、コントローラ１４からデータを取得するだけでなく、ゲーム装置１２からコントローラ１４に所定の命令を送信し、コントローラ１４の動作をゲーム装置１２から制御することもできる。
【００８９】
さらに、入出力プロセッサ６４ａには、拡張コネクタ６０およびメモリカード用コネクタ６２が接続される。拡張コネクタ６０は、ＵＳＢやＳＣＳＩのようなインタフェースのためのコネクタであり、外部記憶媒体のようなメディアを接続したり、コントローラ１４とは異なる他のコントローラのような周辺機器を接続したりすることができる。また、拡張コネクタ６０に有線ＬＡＮアダプタを接続し、無線通信モジュール５０に代えて当該有線ＬＡＮを利用することもできる。メモリカード用コネクタ６２には、メモリカード３８のような外部記憶媒体を接続することができる。したがって、たとえば、入出力プロセッサ６４ａは、拡張コネクタ６０やメモリカード用コネクタ６２を介して、外部記憶媒体にアクセスし、データを保存したり、データを読み出したりすることができる。
【００９０】
詳細な説明は省略するが、図１にも示したように、ゲーム装置１２（ハウジング１６）には、電源ボタン２０ａ，リセットボタン２０ｂおよびイジェクトボタン２０ｃが設けられる。電源ボタン２０ａは、システムＬＳＩ６４に接続される。この電源ボタン２０ａがオンされると、システムＬＳＩ６４には、ゲーム装置１２の各コンポーネントに図示しないＡＣアダプタを経て電源が供給され、通電状態となるモードが設定される。
【００９１】
リセットボタン２０ｂもまた、システムＬＳＩ６４に接続される。リセットボタン２０ｂが押されると、システムＬＳＩ６４は、ゲーム装置１２の起動プログラムを再起動する。イジェクトボタン２０ｃは、ディスクドライブ５４に接続される。イジェクトボタン２０ｃが押されると、ディスクドライブ５４から光ディスク６６が排出される。
【００９２】
図１０には、第１コントローラ３４と第２コントローラ３６とがジャイロセンサユニット１００を介して接続されたときのコントローラ１４全体の電気的構成の一例が示される。
【００９３】
第１コントローラ３４は、その内部に通信部９２を備え、通信部９２には、操作部８０、撮像情報演算部８１、加速度センサ８４およびコネクタ４２が接続される。操作部８０は、上述の操作ボタンないし操作スイッチ８０ａ‐８０ｉを示す。操作部８０が操作されると、その操作を示すデータが通信部９２に出力される。撮像情報演算部８１からは、マーカ２２ａおよび２２ｂの被写界内における位置座標を示すデータが通信部９２に出力される。加速度センサ８４が検出した加速度を示すデータもまた、通信部９２へ出力される。加速度センサ８４は、たとえば最大２００フレーム／秒程度のサンプリング周期を有する。
【００９４】
コネクタ４２には、ジャイロセンサユニットのコネクタ１０６が接続される。ジャイロセンサユニット１００は、その内部にマイコン１０２およびジャイロセンサ１０４を含む。ジャイロセンサ１０４は、上述のジャイロセンサ１０４ａおよび１０４ｂを示しており、たとえば加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有する。マイコン１０２は、ジャイロセンサ１０４が検出した角速度を示すデータをコネクタ１０６およびコネクタ４２を介して通信部９２に出力する。
【００９５】
ジャイロセンサユニット１００のコネクタ１０８には、第２コントローラ３６から延びるケーブル３８のコネクタ４０が接続される。コネクタ４０には、第２コントローラ３６の操作部８８および加速度センサ９０が接続される。操作部８８は、上述のスティック８８ａおよび操作ボタン８８ｂ、８８ｃを示す。操作部８８が操作されると、その操作を示すデータがケーブル３８、コネクタ４０およびコネクタ４２を介してジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２に与えられる。マイコン１０２は、このデータをコネクタ１０６、コネクタ４２を介して通信部９２に出力する。また、加速度センサ９０も、加速度センサ８４と同様のサンプリング周期を有しており、これにより検出された加速度を示すデータもまた、マイコン１０２によって通信部９２に出力される。
【００９６】
なお、上述した通信部９２への各出力は、たとえば１／２００秒周期で実行される。したがって、任意の１／２００秒間に、操作部８０からの操作データと、撮像情報演算部８１のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データと、ジャイロセンサ１０４からの角速度データと、操作部８８からの操作データと、加速度センサ９０からの加速度データとが、１回ずつ通信部９２に出力される。
【００９７】
通信部９２は、マイクロコンピュータ（マイコン）９４、メモリ９６、無線モジュール７６およびアンテナ９８を含む。マイコン９４は、処理の際にメモリ９６を記憶領域（作業領域やバッファ領域）として用いながら、無線モジュール７６を制御して、上記のように出力されたデータ（操作データ，位置座標データ，加速度データおよび角速度データ）をコントローラデータに含めてゲーム装置１２に送信したり、ゲーム装置１２からのデータを受信したりする。
【００９８】
無線モジュール７６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース）（登録商標）のような近距離無線通信技術を用いて、所定周波数の搬送波をコントローラデータで変調し、その微弱電波信号をアンテナ９８から放射する。つまり、コントローラデータは、無線モジュール７６で微弱電波信号に変調されて第１コントローラ３４から送信される。微弱電波信号はゲーム装置１２側のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信ユニット７４で受信される。受信された微弱電波信号について復調や復号を行うことによって、ゲーム装置１２はコントローラデータを取得することができる。ゲーム装置１２のＣＰＵ４４は、コントローラ１４から取得したコントローラデータに基づいてゲーム処理を行う。なお、第１コントローラ３４とゲーム装置１２との無線通信は、無線ＬＡＮなど他の規格に従って実行されてもよい。
【００９９】
このゲームシステム１０では、ボタン操作だけでなく、コントローラ１４自体を動かすことによっても、ゲームなどのアプリケーションに対する入力を行うことができる。ゲームをプレイする際には、たとえば図１１に示すように、プレイヤは、その右手で第１コントローラ３４（具体的にはハウジング７８の把持部７８ａ：図２）を持ち、その左手で第２コントローラ３６を持つ。上述のように、第１コントローラ３４には３軸方向の加速度を検出する加速度センサ８４が内蔵され、第２コントローラ３６にも同様の加速度センサ９０が内蔵されている。第１コントローラ３４および第２コントローラ３６がそれぞれプレイヤによって動かされると、加速度センサ８４および加速度センサ９０によって、それぞれのコントローラ自身の動きを示す３軸方向の加速度値が検出される。第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が装着されている場合には、第１コントローラ３４自身の動きを示す３軸周りの角速度値がさらに検出される。
【０１００】
これらの検出値は、先述したコントローラデータの態様でゲーム装置１２に送信される。ゲーム装置１２（図９）では、コントローラ１４からのコントローラデータは、入出力プロセッサ６４ａによってアンテナ５２ａおよび無線コントローラモジュール５２を介して受信され、受信されたコントローラデータは、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に書き込まれる。ＣＰＵ４４は、内部メインメモリ６４ｅまたは外部メインメモリ４６のバッファ領域に格納されたコントローラデータを読み出し、このコントローラデータから検出値つまりコントローラ１４によって検出された加速度および／または角速度の値を復元する。
【０１０１】
ＣＰＵ４４はまた、このような復元処理と並行して、復元された加速度からコントローラ１４の速度を計算する処理を実行してもよい。さらに並行して、計算された速度からコントローラ１４の移動距離ないし位置を求めることもできる。一方、復元された角速度からは、コントローラ１４の回転角が求まる。なお、加速度を積算して速度を求めたり、角速度を積算して回転角を求めたりする際の初期値（積分定数）は、たとえば、撮像情報演算部８１のからの位置座標データに基づいて計算できる。位置座標データはまた、積算によって蓄積されていく誤差の修正にも用いることができる。
【０１０２】
ゲーム処理は、こうして求められた加速度、速度、移動距離、角速度および回転角などの変数に基づいて実行される。したがって、上記の処理は全てを行わなくともよく、ゲーム処理に必要な変数を適宜算出すればよい。なお、角速度や回転角も、原理的には加速度から計算し得るが、そのためには、ゲームプログラムに複雑なルーチンが必要で、ＣＰＵ４４にも重い処理負荷がかかる。ジャイロセンサユニット１００を利用することで、プログラム開発が容易になり、ＣＰＵ４４の処理負荷も軽減される。
【０１０３】
ところで、ゲームには、第１コントローラ３４しか利用しない１コントローラ用ゲームと、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６を利用する２コントローラ用ゲームとがあり、そして各ゲームは、ジャイロ対応およびジャイロ非対応のいずれかに分類される。メインコントローラである第１コントローラ３４は、どのゲームをプレイする場合にも必要である。また、拡張コントローラである第２コントローラ３６は、２コントローラ用ゲームをプレイするときジャイロセンサユニット１００を介して、または直に第１コントローラ３４に接続され、１コントローラゲームをプレイするときには通常取り外される。
【０１０４】
一方、拡張センサないし拡張コントローラであるジャイロセンサユニット１００は、ジャイロ非対応ゲームをプレイする場合には不要であるが、わざわざ取り外さなくてもよい。このため、ジャイロセンサユニット１００は通常、第１コントローラ３４に装着したままにされ、第１コントローラ３４と一体で取り扱われる。第２コントローラ３６は、コネクタ４０の接続先がコネクタ４２からコネクタ１０８に変わる点を除けば、ジャイロセンサユニット１００が介在しない場合と同様に着脱される。
【０１０５】
なお、詳しい説明は省略するが、第１コントローラ３４に装着されたジャイロセンサユニット１００のマイコン１０２は、ジャイロセンサユニット１００自身に第２コントローラ３６が接続されているか否か、さらにはゲームがジャイロ対応か非対応かなどに応じて、“ジャイロ”，“ジャイロ＆第２コントローラ”などを含む複数の制御モードの間でモード切り替えを行う。
【０１０６】
以上のように構成されたゲームシステム１０では、第１コントローラ３４をジョイスティックのように操作することで、たとえばフライトシミュレータ，シューティングゲーム，ロボット操作系のゲーム，格闘ゲームといった、姿勢や動作の細やかな制御が必要なゲームをプレイすることができる。この場合、図１２に示すように、第１コントローラ３４のハウジング７８の下端部７８Ｌ（光入射口７８ｂとは反対側の端部）に弾性部材２００が装着される。弾性部材２００は、たとえばゴム，ウレタンといった弾性素材でできており、略球体の形状を有する。
【０１０７】
図１３に示すように、弾性部材２００の表面Ｓｆ（略球面Ｓｆ０）には、ハウジング７８の下端部７８Ｌが過不足なく収まるような四角柱形状（一般には下端部７８Ｌと略同一形状）の凹部２０２が形成される。凹部２０２の縦横サイズは、ハウジング７８への／からの着脱が容易で、かつプレイ中に離脱しないように、ハウジング７８の下端部７８Ｌの縦横サイズと同一または僅かに小さいサイズに形成される。凹部２０２の深さは、ハウジング７８の最も下に位置するＹボタン８０ｃが露見するように、下端からＹボタン８０ｃまでの高さよりも若干浅くなっている。
【０１０８】
プレイヤは、弾性部材２００が装着された第１コントローラ３４（以下では単に“第１コントローラ３４”と呼ぶ）を図１４に示すように把持して、弾性部材２００の表面Ｓｆの一部を机面Ｔｂと接触させ、この接点ないし接触面を支点Ｆとして第１コントローラ３４を傾ける操作（ジョイスティック的操作）を行いつつ、各種ボタン８０ａ−８０ｈの操作を行う。応じて、第１コントローラ３４から前述のようなコントローラデータが送信され、ゲーム装置１２はこのコントローラデータを受信してゲーム処理を実行する。
【０１０９】
プレイヤはまた、第１コントローラ３４を図１５に示す要領で机面Ｔｂに押し付ける操作（これを“プッシュ操作”と呼ぶ）を行うこともできる。これをジョイスティック的操作と組み合わせれば、たとえば、シューティングゲームにおいて、ジョイスティック的操作で標的に照準を合わせた後、プッシュ操作で弾丸を発射する、といった多彩な操作が可能となる。
【０１１０】
なお、図１４，図１５の例では、第１コントローラ３４の下端側を把持しているが、図１６に示す要領で上端側（弾性部材２００が装着された側とは反対側）を把持し、弾性部材２００で机面Ｔｂを叩く操作（これを“ビート操作”と呼ぶ）を行ってもよい。
【０１１１】
この場合、ゲームシステム１０では、図１７のフローに従う処理が実行される。なお、処理自体は、第１コントローラ３４に弾性部材２００が装着されていてもいなくても特に変化はない。図１７（Ａ）が第１コントローラ３４側（マイコン９４）のフローを示し、図１７（Ｂ）がゲーム装置１２側（ＣＰＵ４４）のフローを示す。
【０１１２】
図１７（Ａ）を参照して、マイコン９４は、最初のステップＳ１で、操作部８０からの操作データと、撮像情報演算部８１のからの位置座標データと、加速度センサ８４からの加速度データとを取得する。なお、第１コントローラ３４（のハウジング７８）にジャイロセンサユニット１００が接続（結合）されている場合には、ジャイロセンサ１０４からの角速度データがさらに取得され、第２コントローラ３６が接続されている場合には、操作部８８からの操作データと、加速度センサ９０からの加速度データとがさらに取得される。次のステップＳ３では、こうして取得された各種のデータをコントローラデータに含めて無線モジュール９８で送信する。その後、ステップＳ１に戻って上記と同様の処理を繰り返す。
【０１１３】
図１７（Ｂ）を参照して、ＣＰＵ４４は、最初、ステップＳ１１で、第１コントローラ３４からのコンローラデータを無線コントローラモジュール５２で受信する。次に、ステップＳ１３ａで、受信されたコントローラデータに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、第１コントローラ３４の姿勢を計算し、ステップＳ１３ｂでは、受信されたコントローラデータに含まれる加速度データに基づいて、第１コントローラ３４の振動を検出する。なお、姿勢は、加速度データだけでも計算可能であるが、角速度データも利用した方が、高い精度で計算を行える。振動は、たとえば、加速度データから３軸の加速度各々について微分値を求め、それを閾値処理することで検出できる。
【０１１４】
そして、ステップＳ１５で、計算された姿勢および／または検出された振動に基づいて、さらには受信されたコントローラデータに含まれる操作データおよび／または位置座標データに基づいて、ゲーム処理を実行する。その後、ステップＳ１１に戻って上記と同様の処理を繰り返す。
【０１１５】
以上から明らかなように、この実施例では、第１コントローラ３４のハウジング７８の下端部７８Ｌに弾性部材２００を装着して、弾性部材２００の表面Ｓｆ（略球面Ｓｆ０：完全な球面でもよい）の一部を机面Ｔｂと接触させ、この接点（接触面）を支点Ｆとして第１コントローラ３４を傾けるので、傾け方の個人差が解消され、姿勢の計算精度や振動の検出精度が高まる。したがって、第１コントローラ３４をジョイスティック的に操作して、姿勢や動作を細やかに制御することが可能になる。
【０１１６】
なお、この実施例では、弾性部材２００の表面Ｓｆの曲率Ｒ（半径の逆数）は一定（略一定）であるが、これを変化させてもよい。場所によって曲率Ｒが異なる表面Ｓｆの例（断面図）を図１８に示す。
【０１１７】
図１８（Ａ）の表面Ｓｆは、その下端Ｌを含む底面領域Ｓｆ１と、これ以外の側面領域Ｓｆ２とで構成され、側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２の方が底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１よりも小さく（カーブが緩やかに）なっている。特に、側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２は、図１８（Ｂ）に示すように０（つまり側面領域Ｓｆ２が平面）であってもよく、これによって、プレイヤは、倒す限界の角度を感知できる。場合によっては、曲率Ｒ２は負の値つまり側面領域Ｓｆ２が反り返っている状態（凹面）であってもよい。
【０１１８】
一方、底面領域Ｓｆ１は曲面であるが、滑らかな曲面でなくてもよく、たとえば図１８（Ｃ）のように、複数の平面Ｓｆ１０，Ｓｆ１１，Ｓｆ１２，…で形成された近似的な曲面でもよい。この場合、プレイヤは、第１コントローラ３４を通じて平面と平面との境界（エッジ）が触覚的に知覚されるので、独特の操作感が得られるし、傾き具合が直感的にわかる。
【０１１９】
なお、図１８の例では、曲率Ｒは２段階に変化しているが、３以上の段階に変化してもよく、連続的に変化してもよい。
【０１２０】
こうして、弾性部材２００の表面Ｓｆの曲率Ｒを段階的または連続的に変化させることで、第１コントローラ３４を倒す角度によって異なる操作感が得られる。
【０１２１】
あるいは、図１８の例とは逆に、底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１を側面領域Ｓｆ２の曲率Ｒ２よりも小さくしてもよい。これによって、第１コントローラ３４がニュートラルポジション（典型的には直立姿勢）を取りやすくなる。ニュートラルポジションを取りやすくする観点からは、底面領域Ｓｆ１を平面（Ｒ１＝０）としてもよい。また、第１コントローラ３４をより直立しやすくする（傾斜した状態からでも自力で直立可能にさせる）ために、底面領域Ｓｆ１の近傍（特に下端Ｌの直上またはその周囲）に錘Ｗを配置してもよい。図１９には、このような表面Ｓｆが例示されている。
【０１２２】
図１９の表面Ｓｆでは、錘Ｗは、底面領域Ｓｆ１の下端Ｌを取り囲むように配置されており、これによって、弾性部材２００の重心Ｇは、下端Ｌの直上かつ近傍に位置する結果となる。したがって、弾性部材２００の重さが第１コントローラ３４本体に対して十分であれば、第１コントローラ３４は、いわゆる“起き上がりこぼし”の要領で自立する。
【０１２３】
より具体的には、弾性部材２００を含む第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔが、底面領域Ｓｆ１の曲率中心Ｏよりも下（曲率中心Ｏと底面領域Ｓｆ１との間）に位置すれば、第１コントローラ３４は自立可能である。すなわち、第１コントローラ３４は、傾斜すると、その傾斜に応じた復元力（重力によるフィードバック）が働き、自発的にニュートラルポジションに戻ろうとする。第１コントローラ３４を把持するプレイヤの手には、僅かではあるが、このようなフィードバックが知覚される。
【０１２４】
なお、重心Ｇｔを曲率中心Ｏと底面領域Ｓｆ１との間に位置させるには、上記のような、弾性部材２００を重くする、特に曲面の近傍を重くすることで、重心Ｇｔを底面領域Ｓｆ１に近づける方法のほかに、底面領域Ｓｆ１の曲率Ｒ１を小さくすることで、曲率中心Ｏを底面領域Ｓｆ１から遠ざける方法もある。
【０１２５】
なお、図１９の第１コントローラ３４は、ニュートラルポジションで直立するが、錘Ｗを偏在させることによって、ニュートラルポジションで適宜傾斜するようにしてもよい。
【０１２６】
また、図１３の例や図１８の例でも、より重い錘Ｗを底面領域Ｓｆ１の近傍に配置することで、第１コントローラ３４を自立させることは可能である。自立には至らなくても、第１コントローラ３４全体の重心位置が下がる結果、ジョイスティック的操作の操作性を向上させることはできる。
【０１２７】
また、図１９の表面Ｓｆでは、第１コントローラ３４の傾斜を制限するべく、第１コントローラ３４を略水平まで傾けた（９０度傾斜させた）ときの支点Ｆに対応する位置に、突起Ｐが設けられている。このような突起Ｐは、なくてもよいし、２箇所以上に設けてもよい。たとえば、底面領域Ｓｆ１と側面領域Ｓｆ２との境界（変曲点Ｃ）に小突起を設ければ、プレイヤにニュートラルポジションを明確に感知させることができる。図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）の各表面Ｓｆにも、同様の突起を設けてよい。
【０１２８】
より複雑な形状の弾性部材２００の一例を図２０に示す。この弾性部材２００は、図２０（Ａ）に示すように円盤状の台座Ｂｓと四角柱状のホルダＨｄとで構成される。ホルダＨｄは、台座Ｂｓの上面ＵＳｆに所定角度（たとえば１５度）傾斜して設けられ、このホルダＨｄにハウジング７８の下端部７８Ｌが図２０（Ｂ）に示すように収納される。したがって、第１コントローラ３４は、図２０（Ｃ）に示すようにニュートラルポジションで傾斜する。この傾斜によって、操作時に持ちやすくなると共に、重心位置が下がって操作性が向上する。また、ホルダＨｄの前面には、当該前面の１／３程度の幅を有するスリットＳｔが形成されており、このスリットＳｔからＸボタン８０ｂおよびＹボタン８０ｃが露見する。
【０１２９】
一方、台座Ｂｓは中空構造を有しており、その内部、つまり台座Ｂｓの底面ＬＳｆの直上に、重心位置をさらに下げるための錘（図示せず）が配置される。この錘の重さは、弾性部材２００を含む第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔの位置が所望の位置、たとえばＸボタン８０ｂの位置と一致するような値に決められる。なお、このとき弾性部材２００の重心（図示せず）は、たとえば上面ＵＳｆおよび下面ＬＳｆの真ん中にある。
【０１３０】
そして、台座部Ｈｓの底面ＬＳｆは、略球面に沿う形状（略一定の曲率）を有し、その曲率中心Ｏは、たとえばメニュースイッチ８０ｆと略同じ位置にある。したがって、第１コントローラ３４全体の重心Ｇｔは、底面ＬＳｆの曲率中心Ｏよりも低い（曲率中心Ｏと底面ＬＳｆとの間に位置する）ので、第１コントローラ３４は自立可能となり、ジョイスティック的操作の操作性が向上する。
【０１３１】
なお、台座Ｂｓ自体が十分な重さを有していれば、錘は設けなくてもよい。ただし、錘を用いれば、重心位置を適宜変更することができて便利である。
【０１３２】
また、底面ＬＳｆは、略球面に沿う形状とは限らず、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）および図１９に示した各表面Ｓｆと同様の形状でもよい。
【０１３３】
また、弾性部材２００は、第１コントローラ３４にジャイロセンサユニット１００が接続（結合）された状態でも利用可能である。具体的には、図２１に示すように、ジャイロセンサユニット１００の下端部１００Ｌ（第１コントローラ３４に接続されている側とは反対側の端部）に、弾性部材２００を装着すればよい。なお、ジャイロセンサユニット１００の形状やサイズによって、あるいは弾性部材２００の材質によっては、共用が困難な場合もあるので、ジャイロ専用の弾性部材を準備してもよい。ジャイロセンサユニット１００と弾性部材２００とを一体化してもよい。
【０１３４】
また、弾性部材２００は、図２２に示すように、第１コントローラ３４にジャケット３００が装着された状態でも利用可能である。共用が困難な場合には、ジャケット専用の弾性部材を準備してもよい。弾性部材２００をジャケット３００と一体に形成してもよい。
【０１３５】
なお、弾性部材２００が装着された第１コントローラ３４の操作方法は、前述のようなジョイスティック的操作，プッシュ操作およびビート操作に限らない。たとえば、弾性部材２００の表面Ｓｆの一部を垂直な壁面等に接触させ、この接点ないし接触面を支点として第１コントローラ３４を回動させることで、あたかもボートでオールを漕いでいるような操作が行える。また、弾性部材２００を机の上側ではなく下側の面と接触させた状態で、第１コントローラ３４を傾斜ないし回動させる操作を行ってもよい。
【０１３６】
また、弾性部材２００は、図２３に示すように、アタッチメント４００を介して第２コントローラ３６に装着することも可能である。したがって、２つの弾性部材２００とアタッチメント４００を準備すれば、第１コントローラ３４および第２コントローラ３６で同時にジョイスティック的な操作が行える。ただし、この場合、第１コントローラ３４用の弾性部材２００では、凹部２０２（図１３参照）の底にさらにコネクタ４０を収納するためのさらなる凹部（図示せず）が設けられ、また、コネクタ４０に繋がるケーブル３８を外に引き出すために、たとえば凹部２０２等の側面に沿って溝（図示せず）が形成される。ケーブル３８を外に引き出すための溝は、第２コントローラ３６用の弾性部材２００にも形成される。
【０１３７】
以上では、一例として、ゲームシステム１０を用いて説明したが、この発明は、操作装置自体の動きに基づいて、ゲームその他のアプリケーションを含む情報処理を実行する、情報処理システムに適用できる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ …ゲームシステム
１２ …ゲーム装置
１４ …コントローラ
３４ …第１コントローラ
３６ …第２コントローラ
４４ …ＣＰＵ
５２ …無線コントローラモジュール
８４，９０ …加速度センサ
９２ …通信部
９４，１０２ …マイコン
１００ …ジャイロセンサユニット
１０４ …ジャイロセンサ
２００ …弾性部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い形状のハウジング、
前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、
前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、および
前記ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、
前記弾性部材は球面または略球面を有する、操作装置。
【請求項２】
細長い形状のハウジング、
前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、
前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、および
前記ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、
前記弾性部材は、
前記ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、
前記ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を前記曲面の曲率中心と前記曲面との間に位置させる、操作装置。
【請求項３】
前記弾性部材は前記ハウジングの一方端に着脱可能に取り付けられる、請求項１または２記載の操作装置。
【請求項４】
前記ハウジングの、前記弾性部材とは反対側の端部に設けられるカメラ、および
前記カメラが撮像した画像内における対象の位置情報を算出する位置情報算出部をさらに備え、
前記操作データには前記位置情報算出部によって算出された位置情報がさらに含まれる、請求項１または２記載の操作装置。
【請求項５】
前記ハウジングの上面の前記カメラ寄りに設けられる第１ボタンをさらに備え、
前記操作データには前記第１ボタンの操作情報がさらに含まれる、請求項４記載の操作装置。
【請求項６】
前記ハウジングの下面の前記第１ボタンと略対向する位置に設けられる第２ボタンをさらに備え、
前記操作データには前記第２ボタンの操作情報がさらに含まれる、請求項５記載の操作装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記操作装置からの操作データを受信する受信部、
前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部、および
前記姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える、情報処理システム。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記操作装置からの操作データを受信する受信部、
前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の振動を検出する振動検出部、および
前記振動検出部によって検出された振動に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える、情報処理システム。
【請求項９】
前記情報処理装置は、前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部をさらに備え、
前記情報処理部は、前記振動検出部によって検出された振動および前記姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う、請求項８記載の情報処理システム。
【請求項１０】
細長い形状のハウジングと、前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、
球面または略球面を有し、
前記球面または略球面上に前記ハウジングの一方端と略同一形状の凹部が形成された、弾性部材。
【請求項１１】
細長い形状のハウジングと、前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、
前記ハウジングが取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、
前記ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を前記曲面の曲率中心と前記曲面との間に位置させる、弾性部材。
【請求項１】
細長い形状のハウジング、
前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、
前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、および
前記ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、
前記弾性部材は球面または略球面を有する、操作装置。
【請求項２】
細長い形状のハウジング、
前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサ、
前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部、および
前記ハウジングの一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材を備え、
前記弾性部材は、
前記ハウジングに取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、
前記ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を前記曲面の曲率中心と前記曲面との間に位置させる、操作装置。
【請求項３】
前記弾性部材は前記ハウジングの一方端に着脱可能に取り付けられる、請求項１または２記載の操作装置。
【請求項４】
前記ハウジングの、前記弾性部材とは反対側の端部に設けられるカメラ、および
前記カメラが撮像した画像内における対象の位置情報を算出する位置情報算出部をさらに備え、
前記操作データには前記位置情報算出部によって算出された位置情報がさらに含まれる、請求項１または２記載の操作装置。
【請求項５】
前記ハウジングの上面の前記カメラ寄りに設けられる第１ボタンをさらに備え、
前記操作データには前記第１ボタンの操作情報がさらに含まれる、請求項４記載の操作装置。
【請求項６】
前記ハウジングの下面の前記第１ボタンと略対向する位置に設けられる第２ボタンをさらに備え、
前記操作データには前記第２ボタンの操作情報がさらに含まれる、請求項５記載の操作装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記操作装置からの操作データを受信する受信部、
前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部、および
前記姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える、情報処理システム。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置と情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記操作装置からの操作データを受信する受信部、
前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の振動を検出する振動検出部、および
前記振動検出部によって検出された振動に応じた所定の情報処理を行う情報処理部を備える、情報処理システム。
【請求項９】
前記情報処理装置は、前記受信部によって受信された操作データに含まれる加速度データおよび／または角速度データに基づいて、前記操作装置の姿勢を算出する姿勢算出部をさらに備え、
前記情報処理部は、前記振動検出部によって検出された振動および前記姿勢算出部によって算出された姿勢に応じた所定の情報処理を行う、請求項８記載の情報処理システム。
【請求項１０】
細長い形状のハウジングと、前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、
球面または略球面を有し、
前記球面または略球面上に前記ハウジングの一方端と略同一形状の凹部が形成された、弾性部材。
【請求項１１】
細長い形状のハウジングと、前記ハウジングに収納または結合される加速度センサおよび／またはジャイロセンサと、前記加速度センサおよび／またはジャイロセンサによる加速度データおよび／または角速度データを少なくとも含む操作データを送信する操作データ送信部とを備える、操作装置の一方端または当該一方端の近傍に設けられる弾性部材であって、
前記ハウジングが取り付けられる側とは反対側に曲面を有し、
前記ハウジングに取り付けられることで、自身を含む操作装置全体の重心を前記曲面の曲率中心と前記曲面との間に位置させる、弾性部材。
【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】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１３】
【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１１−２２７８０４（Ｐ２０１１−２２７８０４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８５７４（Ｐ２０１０−９８５７４）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
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