(57)【要約】本発明に係る等尺性運動システムは、ユーザーのホストコンピュータシステムとの相互作用を容易にし、少なくとも一つのエフェクタと、エフェクタに連結される少なくとも一つのセンサーと、ユーザーを収容するための基盤と、プロセッサを有する制御回路とを備える。基盤は、ユーザーを収容し、そこに装着されるエフェクタを備える。センサーは、ユーザーがエフェクタに加える少なくとも一つの力を測定し、その加えられた力は、エフェクタにひずみまたはたわみをもたらす。プロセッサは、互換フォーマットでホストコンピュータシステムに転送するために、センサーによって測定される加えられた力の情報に対応するデータを受信および処理し、ユーザーによるエフェクタ操作を介して、ユーザーのホストコンピュータシステムとの相互作用を容易にする。
2009501063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの運動に応じて、ホスト処理システムの仮想現実シナリオを操作するための周辺機器としての役割を果たす等尺性運動システムであって、
底部と、
該ユーザーに等尺性運動を提供するエフェクタであって、該エフェクタは、該底部に固定されている、エフェクタと、
該ユーザーによって加えられた少なくとも一つの力を測定するために、該エフェクタの選択される位置に連結された少なくとも一つのセンサーであって、該加えられた力は、該少なくとも一つのセンサーによって測定される該エフェクタの測定可能な変形をもたらす、センサーと、
該仮想現実シナリオの操作を容易にするコントローラであって、該エフェクタに固定されており、
該少なくとも一つのセンサーによって測定される加えられた力の情報に対応するデータを受信および処理し、該ユーザーによる該エフェクタの操作に応じて該仮想現実シナリオを制御するために、該ホスト処理システムへ情報を転送するためのプロセッサ
を含んでいる、コントローラと
を備えている、等尺性運動システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記仮想現実シナリオを操作するために少なくとも一つの入力装置をさらに含んでおり、前記プロセッサは、前記ユーザーによる前記少なくとも一つの入力装置の操作に応じて該仮想現実シナリオを制御するために、前記ホスト処理システムに情報を転送する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ホスト処理システムは、ゲームシステムを含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記仮想現実シナリオは、そのシナリオの操作を可能にする複数の機能を含んでおり、前記コントローラは、前記エフェクタおよび少なくとも一つの入力装置を前記操作機能に選択的に割り当てるための割り当てモジュールをさらに含んでおり、前記割り当てられたエフェクタおよび入力装置の操作に応じてそれらの機能をそれぞれ制御する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記エフェクタおよび前記底部のうちの少なくとも一つに連結された安定部材をさらに含んでおり、該安定部材は、ユーザーの身体部分を係合するように構成され、該ユーザーによる前記少なくとも一つの力を加えるための該エフェクタを安定させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記安定部材は、
前記ユーザーを支持するために前記底部の対向する側面にそれぞれ連結された複数の支持基盤をさらに含んでおり、該ユーザーの体重は前記エフェクタを安定させる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも一つの支持基盤は、
開放内部を含んでいるフレームと、
該フレーム開放内部内に配置された板と、
前記少なくとも一つの基盤を前記底部に連結するために、前記フレームから延びている複数の突起部と
を含んでいる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記底部は、
該底部を通って形成される複数の溝と、
対応する溝に一致する該底部の上面にそれぞれ定義された複数の開口部と、
対応する溝および開口部に一致する該底部にそれぞれ定義された複数の陥凹部と
を含んでおり、
前記突起部は、その中に定義された開口部をそれぞれ含んでおり、各支持基盤からの突起部は、関連する突起部開口部、底部の開口部、および底部陥凹部を整列させて、該支持基盤を該底部に固定するためのコネクタを収容する通路を形成して、対応する溝に挿入される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記支持基盤は前記底部に取り外し可能に連結される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記安定部材は、
ユーザーの脚を係合するための複数の支持部材を含んでおり、該支持部材は、相互に角度移動され、前記エフェクタを収容するための開放中央部を形成するように配置される、請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
前記底部は、相互に角度移動される複数の脚部材、および前記エフェクタを収容するために前記脚部材の接合点に配置される受入部を含んでいる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記脚部材は、「Ｙ」型構成および十字型構成のうちの一つで配置される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記底部は、
開放内部を含んでいるフレームと、
該フレーム開放内部内に配置された板と、
前記エフェクタ収容するために該フレームに配置された受入部と
を含んでおり、
該フレームおよび該板は、ユーザーの身体部分に係合し、該ユーザーによる前記少なくとも一つの力を加えるための該エフェクタを安定させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記ユーザーによって加えられる前記少なくとも一つの力を受けるためのハンドルを含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、
システム動作中に前記ユーザーによるエフェクタ操作に関する情報を表示するためのディスプレーをさらに含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサは、前記測定された加えられた力に基づいて、前記ユーザーによって加えられる作業量、該ユーザーによって挙げられる重量、該ユーザーによって消費されるカロリー量のうちの少なくとも一つに関する情報をさらに決定し、該決定された情報を表示するように前記ディスプレーを制御する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記仮想現実シナリオとのユーザーの相互作用を容易にするために、該ユーザーによって加えられるべき前記少なくとも一つの力の量をさらに選択的に調整する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラは、
前記ユーザーによって加えられるべき前記少なくとも一つの力の量を入力するための抵抗入力装置をさらに含んでいる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
システム動作中に前記ユーザーによる等速性および等張性運動のうちの少なくとも一つをもたらすために、該ユーザーにより操作可能な少なくとも一つの運動機構をさらに含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
ホスト処理システムの仮想現実シナリオを操作するための周辺機器としての役割を果たす運動システムを利用する等尺性運動を実行するための方法であって、該運動システムは、底部、該底部に固定されるエフェクタ、該エフェクタの選択された位置に連結される少なくとも一つのセンサー、および該仮想現実シナリオの操作を容易にし、かつプロセッサを含んでいる該エフェクタに固定されたコントローラを含んでおり、該方法は、
（ａ）ユーザーによって加えられた少なくとも一つの力を測定するステップであって、該エフェクタは、該ユーザーに等尺性運動を提供し、該加えられた力は、該少なくとも一つのセンサーによって測定可能である該エフェクタの測定可能な変形をもたらす、ステップと、
（ｂ）該コントローラのプロセッサを介して、該少なくとも一つのセンサーによって測定される加えられた力の情報に対応するデータを処理するステップと、
（ｃ）該ユーザーによる該エフェクタの操作に応じて、該仮想現実シナリオを制御するために、該コントローラから該ホスト処理システムへ情報を転送するステップと
を包含する、方法。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記仮想現実シナリオを操作するために少なくとも一つの入力装置をさらに含んでおり、ステップ（ｃ）は、
（ｃ．ｌ）前記ユーザーによる該少なくとも一つの入力装置の操作に応じて、該仮想現実シナリオを制御するために、前記ホスト処理システムに情報を転送するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ホスト処理システムは、ゲームシステムを含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記仮想現実シナリオは、そのシナリオの操作を可能にする複数の機能を含んでおり、ステップ（ｂ）は、
（ｂ．ｌ）前記エフェクタおよび少なくとも一つの入力装置を、前記操作機能に選択的に割り当て、該割り当てられたエフェクタおよび入力装置の操作に応じて、それらの機能をそれぞれ制御するステップ
をさらに含んでいる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記運動システムは、前記エフェクタおよび前記底部のうちの少なくとも一つに連結された安定部材をさらに含んでおり、ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記ユーザーによる前記少なくとも一つの力を加えるための前記エフェクタを安定させるように、該ユーザーの身体部分を該安定部材に係合するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記安定部材は、前記ユーザーを支持するために、前記底部の対向する側面にそれぞれ連結された複数の支持基盤を含んでおり、ステップ（ａ．１）は、
（ａ．１．１）前記支持基盤を前記底部内に取り外し可能に収容するステップ
をさらに含んでいる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記安定部材は、相互に角度移動され、かつ前記エフェクタを収容するための開放中央部を形成するように配置される複数の支持部材を含んでおり、ステップ（ａ．ｌ）は、
（ａ．１．１）前記ユーザーによる前記少なくとも一つの力を加えるための前記エフェクタを安定させるように、ユーザーの身体部分を該安定部材に係合するステップ
をさらに含んでいる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記ユーザーによって加えられた前記少なくとも一つの力を受けるためのハンドルを含んでおり、ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記ユーザーから該ハンドルに加えられた少なくとも一つの力によってもたらされる前記エフェクタの前記変形を測定するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記コントローラは、ディスプレーをさらに含んでおり、ステップ（ｂ）は、
（ｂ．ｌ）システム動作中の前記ユーザーによるエフェクタ操作に関する情報を表示するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）前記測定される加えられた力に基づいて、前記ユーザーによって加えられる作業量、前記ユーザーによって挙げられる重量、前記ユーザーによって消費されるカロリー量のうちの少なくとも一つに関する情報を決定し、該決定された情報を表示するために前記ディスプレーを制御するステップ
をさらに含んでいる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記仮想現実シナリオとのユーザーの相互作用を容易にするために、前記ユーザーによって加えられるべき前記少なくとも一つの力の量を選択的に調整するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記コントローラは、抵抗入力装置をさらに含んでおり、ステップ（ａ．ｌ）は、
（ａ．１．１）前記抵抗入力装置を介して、前記ユーザーによって加えられるべき前記少なくとも一つの力の量を受信するステップ
をさらに含んでいる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記運動システムは、前記ユーザーにより操作可能な少なくとも一つの運動機構をさらに含んでおり、ステップ（ａ）は、
（ａ．ｌ）システム動作中に該少なくとも一つの運動機構によって、等速性および等張性運動のうちの少なくとも一つを前記ユーザーに提供するステップ
をさらに含んでいる、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、２００４年１０月２８日に出願され、「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｇａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  Ａｓｓｉｇｎｉｎｇ  Ｇａｍｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題された、米国特許出願第１０／９７５，１８５号の一部継続出願であり、これは、２００４年３月２３日に出願され、「Ｇａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ  Ｕｓｅｒ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｇａｍｅ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ」と題された、米国特許出願第１０／８０６，２８０号の一部継続出願であり、これは、２００２年１２月４日に出願され、「Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｓｙｅｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｔｏ  ａ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ａｓ  ａ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ」と題された、米国特許出願第１０／３０９，５６５号の一部継続出願である。さらに、米国特許出願第１０／９７５，１８５号および米国特許出願第１０／８０６，２８０号は、２００３年１０月２９日に出願され、「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｇａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  Ａｓｓｉｇｎｉｎｇ  Ｇａｍｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題された、米国仮特許出願第６０／５１４，８９７号からの優先権を主張する。加えて、本出願は、２００５年７月１５日に出願され、「Ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ  Ｕｓｅｒ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｖｉｄｅｏ  Ｇａｍｅ  Ｐｌａｙ」と題された、米国仮特許出願第６０／６９９，３８４号からの優先権を主張する。上記出願の開示は、それらの全体が、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、上記特許出願ならびに２００５年５月２０日に出願され、「Ｆｏｒｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ａｎ  Ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題された、米国特許出願第１１／１３３，４４９号、および２００５年４月４日に出願され、「Ｇａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ａ  Ｇａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｖｉｄｅｏ  Ｇａｍｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題された、米国特許出願第１１／０９７，３７０号に開示される種類のゲームコントローラおよび運動システムに関する。これらの特許出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。具体的には、本発明は、ユーザーがゲームプレイ中に運動できるようなビデオゲーム用のコントローラとしての役割を果たす等尺性運動装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
現在、さまざまな異なる種類の運動装置が、特に不活発な生活様式および／または仕事環境の人々の健康およびフィットネスを促進するため、ならびに特定種類の負傷のためのリハビリテーションを提供するために一般的に利用されている。これらの運動装置の大半は、動作中に、ユーザーの筋肉が選択される可動域にわたって抵抗下で動く等速性および／または等張性形式の運動を利用する。
【０００４】
等尺性運動は、リハビリテーション、フィットネス、および／またはトレーニングに非常に有用な筋肉運動に関する別の効果的な形式である。例えば、等尺性トレーニングは、フライト中に下肢および身体中心部の等尺性筋収縮を行なう戦闘機のパイロットに、高重力時のブラックアウトを防ぐために有用である。等尺性運動は、力を加える間にユーザーの筋肉が実質的に最低限または全く動かないようにするために、加えられた力の結果としての動きに実質的に抵抗する物体に対してユーザーが力を加えることを含む。等尺性運動の簡単な形式の例として、静止表面（例えば、ドア枠または壁）を押すこと、強く握った手を引き離そうとすること、または実質的に剛性の鉄鋼棒を折曲または屈曲しようとすることなどが挙げられる。本質的に退屈なものであるため、等尺性運動装置はあまり人気がなく、より従来型の等張性および等速性運動装置に比べて種類や可用性に限りがある。
【０００５】
上記問題を克服するために、関連技術によりさまざまな運動システムが提供される。例えば、Ｂｏｎｄらによる特許文献１は、等速性、等張性、および等尺性運動を連続的および自動的に実施し、コンピュータが所望の治療をもたらすように患者と相互作用する一方で、理学療法士がその他の患者に対応可能にするコンピュータ制御運動システムを記載する。一実施形態において、患者の四肢を上げるまたはねじるような患者の身体の動きは、別の走者と競争するディスプレー上の走者に変換される。患者が、反復回数または運動ユニットに加えられるトルクなどの運動目標を達成または突破すると、患者を表すその走者は、目標を表す別の走者に対抗またはその走者を打ち負かす。
【０００６】
さらに、双方向ビデオ運動システム（ＩＶＥＳ）が、非特許文献１において開示される。本システムは、小児脳損傷の患者のために機器搭載ビデオゲームで強化された運動プログラムを提供し、そのプログラムにおいて、システムは等尺性試験装置、データ処理回路ボックス、および適合するゲームコントローラを有するＳＵＰＥＲ  ＮＥＳシステムを備える。等尺性試験装置は、椅子の二つの後部脚にクランプで固定する金属製のクロスバーに強固に取り付けられる第一のロードセルを備える。高張力ケーブルおよび足首用バンドは、その椅子に座る被験者のすねを第一のロードセルに連結する。第二のロードセルは、床上にある二つのアルミニウム板の間に取り付けられる。被験者の足は、上部板のかかと受けに置かれ、二つのひもで固定される。被験者の膝の等尺性伸長は、第一のロードセルによって測定され、被験者の等尺性の足首背屈は、第二のロードセルによって測定される。いずれのロードセルからの信号も、データ処理ボックスに伝送され、そこでその信号は、処理されポテンショメータにより設定されるさまざまな閾値データと比較される。変換器の信号が閾値を越える場合、電圧は、適合するゲームコントローラに伝達され、そこで、選択される動作がゲームにおいて行なわれる（例えば、右側移動、左側移動、上方移動、下方移動など）。その結果、被験者は、一定の等尺性運動を実行することによってゲームをプレイすることのみが可能になる。
【０００７】
しかしながら、関連技術の上述の運動システムには、いくつかの不利点がある。具体的には、前述の国際公開における運動システムとコンピュータとの間の相互作用は、設定目標の達成に基づくディスプレー上の簡単表示に限られる。したがって、本運動システムは、完全に相互作用的な仮想現実環境を提供しないため（例えば、シナリオにおける登場人物または物体のさまざまな動きの制御およびそのシナリオに関するその他の特徴の制御）、ユーザーの運動中の娯楽が限定され、これは、ユーザーの興味を運動に維持するには不十分であり得る。さらに、そのシステムは、通常、さまざまなゲームまたはその他のプロセッサと汎用互換性がなく、「民生」ゲームまたはその他のアプリケーションに関連しない。これにより、システムが利用され得る用途が限定される。さらに、システムは大きく、動作のためのさまざまな構成要素を備えるため、さまざまな場所での運動のための可搬性および使用が難しくなる。
【０００８】
さらに、前述のＩＶＥＳシステムは、システムを動作可能にするように構成されるＳＵＰＥＲ  ＮＥＳシステム用のゲームコントローラを必要とする。したがって、システムは、通常、さまざまなゲームまたはその他のプロセッサと汎用互換性がないか、あるいは「民生」ゲームまたはその他のアプリケーションに関連しない。これにより、システムが利用され得る用途が限定される。さらに、システムは、アセンブリが動作するのに必要なさまざまな構成要素を備えており、その結果、さまざまな場所で運動するための可搬性および使用が難しくなり、即時（例えば、プラグアンドプレイのタイプの）動作が妨げられる。さらに、ＩＶＥＳシステムは、等尺性の膝および足首運動に限定され、その結果、ユーザーの上半身部分のみまたは下半身部分との組み合わせの運動が望ましいさまざまな異なる内容での利用が不可能になる。
【特許文献１】国際公開第９１／１１２２１号パンフレット
【非特許文献１】Ｄａｎｇ  ｅｔ  ａｌ、「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｖｉｄｅｏ  Ｅｘｅｒｃｉｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｐｅｄｉａｔｒｉｃ  Ｂｒａｉｎ  Ｉｎｊｕｒｙ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＲＥＳＮＡ  ２０ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｊｕｎｅ  １９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
（発明の目的および概要）
したがって、本発明の目的は、ユーザーの運動に応じて、ゲームまたはその他の仮想現実シナリオを制御することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、ユーザーが実行する等尺性運動に応じて、ゲームまたはその他の仮想現実シナリオを制御することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、「民生」ゲームまたはその他のソフトウェアプログラムを実行可能な幅広い種類のコンピュータシステムとの汎用互換性のある等尺性運動システムを利用することにあり、そのシステムの互換性は、即時（例えば、プラグアンドプレイのタイプの）動作を可能にする。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、さまざまなゲームまたはその他のプロセッサと互換性のある小型、携帯型、および軽量の等尺性運動システムを提供し、さまざまな場所におけるユーザーの運動に応じてゲームまたはその他のアプリケーションの制御を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的は、個々および／または組み合わせて達成され、本発明は、二つ以上の目的を組み合わせることが必要であると考えられることを意図されていないが、本明細書に添付の請求項によって明示的に必要とされる場合は除く。
【００１４】
本発明によれば、ホストコンピュータシステムとのユーザーの相互作用を容易にする周辺機器としての役割を果たす等尺性運動システムは、少なくとも一つのエフェクタと、エフェクタに連結される少なくとも一つのセンサーと、ユーザーを収容するための基盤（ｐｌａｔｆｏｒｍ）と、プロセッサを有する制御回路とを備える。システムは、小型、軽量、および携帯型であり、ユーザーがさまざまな場所で運動できるようにする。基盤は、座位でユーザーを収容し、そこに装着されるエフェクタを備える。センサーは、ユーザーがエフェクタに加える少なくとも一つの力を測定し、その加えられた力は、エフェクタにひずみまたはたわみをもたらす。エフェクタは、金属棒の形状であってもよく、そこでユーザーは、その弾性限度内でエフェクタを若干かつ測定可能に変形する力（例えば、折曲、ねじり、引張、圧縮力など）を加える。プロセッサは、ホストコンピュータシステムに転送するために、センサーによって測定される加えられた力の情報に対応するデータを受信および処理し、その処理データは、ホストコンピュータシステムと互換性のあるフォーマット転送され、ユーザーによるエフェクタ操作を介して、ユーザーのホストコンピュータシステムとの相互作用を容易にする。ホストコンピュータシステムは、情報を処理して、実行するソフトウェアアプリケーション（例えば、ゲーム）内の事象を更新またはそれに応答する。
【００１５】
本発明の上記の目的およびまたさらなる目的、特徴、および利点は、以下の本発明の特定実施形態の詳細な説明を特に添付の図面と関連して考慮すると明らかになるが、そのさまざまな図面における同様の参照番号は、同様の構成要素を指定するように利用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（好適な実施形態の詳細な説明）
本発明に係る運動装置は、図１および４に示される。まず、本発明に係る運動装置１０は、好ましくは、ゲームシステム４００に連結される。ゲームシステムは、一般的に、ゲームプロセッサ４１４（図３）およびモニターまたはディスプレー４１６を備える。ゲームプロセッサは、さまざまなゲーム用のソフトウェアを含むコンピュータ可読媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ等）を収容する記憶ドライブおよび／またはユニットと、ゲームをモニターに提供するためにソフトウェアを実行する処理装置とを備える。ゲームシステムは、いかなる従来またはその他の処理システムまたはゲームシステムにも実装されてもよい（例えば、マイクロプロセッサシステム、パーソナルコンピュータ、ビデオゲームシステムなど）。例えば、ゲームシステムは、ソニーから入手可能なＰＳ２、マイクロソフトから入手可能なＸＢＯＸ、または任天堂から入手可能なＧＡＭＥＣＵＢＥなどの従来のビデオゲームによって実装されてもよい。
【００１７】
ゲームは、通常、コントローラを介してユーザーによって制御される登場人物または物体を含む。例えば、ユーザーは、モニター上に表示される仮想環境を通して動くように、登場人物または車両（例えば、車、飛行機、ボートなど）の動きおよび行動を制御してもよい。コントローラは、ユーザーがゲームと相互作用可能にするように、複数の入力装置（例えば、ジョイスティック、ボタンなど）を備える。ゲームシステムは、コントローラから信号を受信し、コントローラのユーザー操作によって示される登場人物または物体の動作および／または行動を反映するようにディスプレーを更新する。
【００１８】
運動装置１０は、ゲームコントローラとしての役割を果たし、等尺性運動を実行するユーザーが、ゲームシナリオを制御できるようにする。運動装置は、一般的に、小型、携帯型、および軽量であるように構成され、好ましくは、１７ポンドよりも軽い重量である。具体的には、装置１０は、底部２０、支持基盤３０ａ、３０ｂ、エフェクタ棒１１０、およびコントローラ１２０を備える。底部２０は実質的に長方形棒の形状であり、前面および後面２１、２３、側面２５、２７、および上面および底面１９、２９を備える。底部は、底部前面２１に近位の底部上面に装着され、かつそこから上方に延びている実質的に円筒形の受入部２８を備える。受入部は、そこにエフェクタ棒１１０を収容するのに適した寸法である。ほんの一例として、底部２０は、約１８インチの長さまたは縦方向寸法、約２インチの幅または横方向寸法、約１インチの高さまたは深さを有し、受入部２８は、約４インチの高さを有する。しかしながら、底部および受け入れ部は、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な寸法を有してもよい。底部２０は、そこに形成される一連の溝２２ａ、２２ｂを備え、対応する底部前面および後面にそれぞれ配置される。溝は、側面２５、２７の間の底部を通って横方向に延びており、以下に記載のように底部が支持基盤３０ａ、３０ｂに係合できるようにする。
【００１９】
図１および２Ａを参照すると、開口部２４ａ、２４ｂは、底部前面２１および底部後面２３の底部上面にそれぞれ形成され、対応する溝２２ａ、２２ｂに実質的に一致する。ネジ山のある陥凹部１７ａ、１７ｂは、それぞれの溝２２ａ、２２ｂの下の底部の下部（底面２９に近位）に形成され、対応する開口部２４ａ、２４ｂと実質的に一致する。開口部２４ａ、２４ｂおよび陥凹部１７ａ、１７ｂは、それぞれ、対応するネジ山のあるボルト２６を収容するのに十分な寸法である。ボルトのネジ山は、陥凹部１７ａ、１７ｂのネジ山に係合するように構成され、以下に記載のとおり、支持基盤３０ａ、３０ｂを底部に取り外し可能に固定する。
【００２０】
図１および２Ｂを参照すると、支持基盤３０ａは、通常「Ｕ」型のフレーム部材３２およびフレーム棒３４を備える。フレーム部材３２は、「Ｕ」型を形成するように支持棒の各端から実質的に平行に延びている通常アーム３３、３５を有する支持棒３１を備える。フレーム棒３４はアーム３３、３５の遠位部分に装着され、それらのアームの間の通常「Ｕ」型のフレーム部材３２の開放部分間で延びている。アームおよびフレーム棒は、支持基盤３０ａ内の領域を形成し、そこに板３６を収容する。板は、その領域内を塞いで適合するのに十分な形状および寸法を有する。板は、好ましくは、プラスチック材料（例えば、ＡＢＳ、ＰＶＣなど）から構成されるが、いかなる適切な材料（例えば、木、金属、プラスチック、ガラス繊維など）からも構成されてもよい。ほんの一例として、支持基盤３０ａは、約１４インチの長さまたは縦方向寸法、約７．５インチの幅または横方向寸法、および約０．５インチの深さまたは厚さを有し、板３６は、約１４インチの長さまたは縦方向寸法、約６．５インチの幅または横方向寸法、および約０．２５インチの深さまたは厚さを有する。しかしながら、支持基盤および板は、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な寸法を有してもよい。
【００２１】
アーム３３は、フレーム棒３４の遠位に段部またはステップ１５を備え、そこでアーム上部は、段部の遠位にテーパー状になり、突出部３７を形成する。ネジ山のある開口部３９は、突出部３７を通って形成され、以下に記載のようにボルト２６を収容および係合する。同様に、アーム３５は、フレーム棒３４の遠位にステップまたは段部１６を備え、そこで、アーム下部は、段部の遠位にテーパー状になり、突出部３８を形成する。本突出部は、以下の記載のようにボルト２６を収容するためにそこから形成される開口部４１を備える。ほんの一例として、突出部３７、３８は、約１インチの長さまたは縦方向寸法および約１インチの幅または横方向寸法を有する。しかしながら、突出部は、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な寸法を有してもよい。支持基盤３０ｂは、上記の支持基盤３０ａと実質的に同様である。
【００２２】
支持基盤３０ａは、底部側面２５に近位に配置され、支持基盤３０ｂは、底部側面２７に近位に配置される。支持基盤は、相互に対して逆に方向付けされる。支持基盤３０ｂの突出部３７は、側面２７から底部の溝２２ａ内に挿入され、支持基盤３０ａの突出部３８は、側面２５からその溝内に挿入される。支持基盤３０ｂの突出部３７は、支持基盤３０ａの突出部３８の下で溝２２ａ内に配置され、そこで、突出部の開口部３９、４１、底部の開口部２４ａ、および陥凹部１７ａは相互に整列し、ボルト２６を収容する通路を形成する。ボルトは、通路を通って配置され、ボルトのネジ山は、突起部の開口部３９および凹部１７ａのネジ山に係合し、支持基盤を底部の前部に固定する。
【００２３】
同様に、支持基盤３０ａの突出部３７は、側面２５から底部の溝２２ｂ内に挿入され、支持基盤３０ｂの突出部３８は、側面２７からその溝に挿入される。支持基盤３０ａの突出部３７は、支持基盤３０ｂの突出部３８の下で溝２２ｂ内に配置され、そこで、突出部の開口部３９、４１、底部の開口部２４ｂ、および陥凹部１７ｂは、相互に整列し、ボルト２６を収容する通路を形成する。ボルトは、通路を通って配置され、ボルトのネジ山は、突起部の開口部３９および陥凹部１７ｂのネジ山に係合し、支持基盤３０ａ、３０ｂを底部の後部に固定する。支持基盤は、開口部２４ａ、２４ｂからボルト２６を引き抜き、底部の溝２２ａ、２２ｂから支持基盤３０ａ、３０ｂの突出部３７、３８をそれぞれ取り除くことによって底部から取り外される。
【００２４】
再び図１および４を参照すると、エフェクタ棒１１０は、実質的に直立で受入部２８内に収容される。エフェクタ棒は、適切な剛性の材料から構成され（例えば、合金）、ユーザーが棒に加える折曲、ねじり、引張、および圧縮力のいかなる組み合わせにも応じてその弾性限度内で若干変形可能である。エフェクタ棒は、通常円筒形であるが、エフェクタ棒は、いかなる適切な形状であってもよく（例えば、折曲または曲線状、Ｖ型など）、いかなる適切な外面形状（例えば、曲線状、多面的など）も有してもよいことが留意されたい。ロック機構（図示せず）が、ユーザーの特徴（例えば、身長、リーチなど）に応じて、受入部２８内のエフェクタ棒の位置を調整するように用いられ得る。
【００２５】
コントローラ１２０は、エフェクタ棒の上部に装着または固定される。コントローラは、例えば米国特許第６，２３１，４４４号に記載される装置などの従来のビデオゲーム（例えば、ソニーから入手可能なＰＳ２、マイクロソフトから入手可能なＸＢＯＸ、任天堂から入手可能なＧＡＭＥＣＵＢＥ、マイクロソフトのＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）およびアップルのＭａｃ  ＯＳ  Ｘなどのパーソナルコンピュータオペレーティングシステムと共に使用するように構成されるビデオゲームアプリケーションなど）に使用可能な種類であり、上記特許出願で開示されるコントローラと同様である。コントローラは、一般的に、コントローラ上部に配置される一連のボタン１２３およびジョイスティック１２１を備える。ジョイスティックおよびエフェクタ棒は、以下に記載されるように、ゲーム機能に選択的に構成または割り当てられてもよい。基本的に、エフェクタ棒１１０は、ゲームに対して第二のコントローラのジョイスティックの機能を果たす。コントローラは、通常、それぞれの信号源（例えば、可変抵抗器またはポテンショメータ）を備え、Ｘ（例えば、左／右の動き）軸およびＹ（例えば、前／後ろの動き）軸に沿ってジョイスティックの動きを示す信号を提供する。例えば、ジョイスティック１２１（図３）は、信号源１２５（例えば、可変抵抗器またはポテンショメータ）と関連して、Ｘ軸およびＹ軸に沿ったジョイスティックの動きを示す信号を提供してもよい。しかしながら、コントローラは、いかなる数量のいかなる種類の入力装置（例えば、ボタン、スイッチ、キーパッド、ジョイスティックなど）、ならびにいかなる位置にも配置され、かつコントローラ上にいかなる方式でも配置される信号源を備えてもよい。ボタンおよびジョイスティックは、いかなる所望の情報を入力するために利用されてもよい（例えば、ゲームの所望のユーザー行動入力など）。さらに、コントローラは、以下に記載のとおり、抵抗制御の入力およびリセットならびにクロックまたはその他の機能のリセットのために入力装置１５６（図３）を備え、コントローラの入力装置の機能割り当ての制御のために入力装置１５７を備えてもよい。装置１５６、１５７は、いかなる従来またはその他の入力装置（例えば、ボタン、スライド、スイッチなど）によっても実装されてもよい。コントローラ下部は、通常「Ｕ」型のハンドルまたはグリップ１２２をユーザーとの連動のために備える。
【００２６】
エフェクタ棒１１０は、ユーザーが棒に加える少なくとも一種類のひずみを測定するために、少なくとも一つのセンサーを備える。好ましくは、エフェクタ棒１１０は、棒の適切な位置に配置されるひずみゲージセンサー１５０、１６０（図３）を備え、好ましくは、受入部２８付近のエフェクタ棒の下部に配置される。これらのセンサーは、コントローラのハンドルにユーザーが加える押出、引張、または横方向の力の結果として棒に加えられるひずみ変形の量を測定する。ほんの一例として、センサー１５０は、Ｘ軸に沿って（例えば、横方向あるいは左／右方向の力）エフェクタ棒に加えられる力を測定してもよく、一方、センサー１６０は、Ｙ軸（例えば、押出／引張または前／後方向の力）に沿ってエフェクタ棒に加えられる力を測定してもよい。センサーは、力を測定するためにエフェクタ棒に対して、上記特許出願に開示される方法などのいかなる適切な方法でも配置されてもよい。例えば、センサーは、加えられた力を測定するために、エフェクタ棒の外面または内面に直接的または間接的に装着されてもよい。好ましくは、センサー１５０、１６０は、上記米国特許出願第１１／１３３，４４９号に開示される同様の方法で、エフェクタ棒内に配置されるゲージ取り付け構造に固定される。図２Ｃを参照すると、ゲージ取り付け構造１０８は、中空内部で固定され、エフェクタ棒１１０の長さに実質的に延びている。エフェクタ棒は、好ましくは、組み立て中にゲージ取り付け構造をエフェクタ棒内に挿入し易くするために、少なくとも一つの開放端を備える。取り付け構造は、好ましくは、細長い中空管であり、エフェクタ棒の横断面寸法（例えば、エフェクタ棒の内径）より小さい横断面寸法（例えば、内部取り付け構造の外径）を有する。したがって、環状間隙１１１はエフェクタ棒１１０と、エフェクタ棒内の入れ子式のゲージ取り付け構造１０８との間に存在する。
【００２７】
ゲージ取り付け構造は、好ましくは、エフェクタ棒に加えられる折曲、ねじり、引張、および圧縮力のいかなる組み合わせにも応じてその弾性限度内で若干変形し、以下に記載のゲージ取り付け構造に移すことができる適切な材料から構成される。本材料は、通常、エフェクタ棒よりも弾性を有し、取り付け構造にさらなる柔軟性を提供する。具体的には、エフェクタ棒１１０およびゲージ取り付け構造１０８の各々に、実質的に同様の位置および方向で同じ力が加えられる場合、ゲージ取り付け構造は、エフェクタ棒よりも柔軟性を有し、エフェクタ棒よりもやや多めに変形可能である（例えば、より多くの変形を有する）が、ゲージ取り付け構造の弾性限度を越えることはない。エフェクタ棒が鉄鋼またはその他の適切な合金から構成される例示的実施形態において、ゲージ取り付け構造は、好ましくは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、あるいはエフェクタ棒の構成に使用される金属材料よりも弾性または柔軟性を有するその他のいかなる適切なプラスチックまたはポリマー材料から構成される。
【００２８】
ゲージ取り付け構造は、好ましくはゲージ取り付け機構の長手方向の端に近位に配置される適切なひずみ移行材料を介して、エフェクタ棒の内側周囲表面部内に安定化され、それに沿って間接的に固定される。ひずみ移行材料は、以下に記載のとおり、エフェクタ棒からゲージ取り付け構造に加えられる力またはひずみを移行し易くする。フィッティング１１２（例えば、ＰＶＣ継手）は、エフェクタ棒１１０の第一の端（例えば、受入部２８内に固定されるエフェクタ棒の端）と一致するゲージ取り付け構造１０８の第一の端で固定される。あるいはフィッティング１１２は、エフェクタ棒の第二で自由の端（例えば、コントローラ１２０方向のエフェクタ棒の端）と一致するゲージ取り付け構造の第二の端で固定されてもよい。
【００２９】
フィッティングは、ゲージ取り付け構造の長手方向外側周囲でシースを形成し、エフェクタ棒の横断面寸法（例えば、内径）よりも若干小さい横断面寸法を有する。また、フィッティングの外面部は、エフェクタ棒の内面部と摩擦で係合し、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造の間の第一の間接的接触領域または接触ブリッジをそれらの一致する第一の端に提供する。本接触ブリッジは、エフェクタ棒に加えられる力またはひずみがゲージ取り付け構造に移行される一つのひずみ移行位置としての役割を果たす。硬化エポキシ樹脂の第一のプラグ１１４は、フィッティング１１２に隣接する位置で環状間隙１１１内に固定される。第一の樹脂プラグは、エフェクタ棒およびゲージ取り付け構造の内側および外側周囲表面部、ならびにフィッティングの隣接端表面に固定され、エフェクタ棒からゲージ取り付け構造に移行するひずみを移行し易くするために、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造との間の追加の表面接触領域を提供する。
【００３０】
硬化エポキシ樹脂の第二のプラグ１１６は、エフェクタ棒１１０およびゲージ取り付け構造１０８の対応する第二の端における環状間隙１１１内に配置される。第二のプラグは、エフェクタ棒およびゲージ取り付け構造のそれぞれの内側および外側周囲表面部に固定され、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造の間に第二の間接的接触領域または接触ブリッジを提供する。これにより、エフェクタ棒に加えられる力またはひずみがゲージ取り付け構造に移行される別の位置が提供される。第二のプラグ１１６は、ゲージ取り付け構造に沿った選択位置からその構造の第二の端までの環状間隙を実質的に塞ぐ。発泡カラー１１５は、環状間隙に配置され、第二のプラグに隣接する選択位置でゲージ取り付け構造の外側周囲表面部を囲む。発泡カラーは、エフェクタ棒の組み立て中に、硬化エポキシ樹脂の第二のプラグを形成し易くするように提供される。
【００３１】
上記のひずみ移行材料には、フィッティングおよび硬化エポキシ樹脂が含まれるが、いかなる適切な連結またはブリッジ材料も、エフェクタ棒からゲージ取り付け構造に加えられる力を移行し易くするエフェクタ棒およびゲージ取り付け構造の間に形成される環状間隙内に提供されてもよいことが留意されたい。例えば、フィッティングおよび／または硬化エポキシ樹脂のプラグは、ゲージ取り付け構造の両方の対向する（例えば、第一および第二）端、および／またはゲージ取り付け構造に沿ったその他のいかなる位置にも固定可能であり、そこでフィッティングおよび／またはプラグは、エフェクタ棒およびゲージ取り付け構造の対応する内側と外側周囲表面部の間の接触または連結ブリッジを提供するような適切な寸法を有する。ひずみ移行材料は、好ましくは、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造との間の力を、ひずみ移行材料によるその力の最小吸収度またはゼロの吸収度で、実質的に完全に移行させるように適切に剛性である。ひずみ移行材料の好適な配置はエフェクタ棒およびゲージ取り付け構造の対向する長手方向の端、またはその付近であるが、ひずみ移行材料は、特定の適用に応じて、エフェクタ棒の長さに沿った一つ以上のいかなる適切な位置にも配置されてもよい。
【００３２】
センサー１５０、１６０は、ひずみ移行材料の位置間のゲージ取り付け構造１０８の外面部上の適切な場所に取り付けられる。好ましくは、センサーは、ゲージ取り付け構造に沿った適切な位置に配置され、ここでは、特定の設計および／または用途に応じて、エフェクタ棒および／またはゲージ取り付け構造の変形が最も大きくまたは最も顕著になる。図２Ｃの実施形態において、センサー１５０、１６０は、ゲージ取り付け構造の第二（例えば、自由）の端（例えば、コントローラ１２０側）よりも、ゲージ取り付け構造の第一（例えば、固定）の端（例えば、受入部２８側）に近い位置で、ゲージ取り付け構造１０８上に固定される。
【００３３】
センサーは、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造の両方の長手方向にさらに整列し、ゲージ取り付け構造の外周上で約９０度相互に角度オフセットされる。具体的には、センサーは、少なくとも二つの別々の軸に沿って、ゲージ取り付け構造１０８の曲げたわみ（例えば、ひずみ移行材料を介してゲージ取り付け構造に移されたエフェクタ棒１１０の曲げたわみと一致）を測定するように整列される。例えば、二つの別々の軸は、既定のＸ軸および既定のＹ軸であってもよく、その両方の軸は、同じ平面上で方向付けられ、約９０度角度オフセットされる。しかしながら、いかなる適切な数のセンサー（例えば、一つ以上の）も、エフェクタ棒で作用するおよびそこから移される同様の力に基づいて、ゲージ取り付け構造の圧縮、伸長、およびねじりを測定するために提供され、ゲージ取り付け構造上に適切に整列されてもよいことが留意されたい。例えば、第三のセンサーは、エフェクタ棒の長手方向寸法に対するエフェクタ棒のねじりまたはトルク変形を測定するために、ゲージ取り付け構造表面に沿って適切に整列して取り付けられてもよい。このたわみは、センサーによって測定するために、（上記ひずみ移行材料を介して）エフェクタ棒からゲージ取り付け構造に移される。
【００３４】
センサーは、適切なワイヤー１２６、１２８を介してコントローラ１２０内の制御回路２００（図３）に接続され、そこでコントローラは、適切な情報をゲームシステム４００（図４）に提供する。ゲームシステムが受信する情報は、ゲームシステム上にビデオゲームのシナリオを表示するように処理される。シナリオは、ユーザーがエフェクタ棒に加えるひずみ力に応じて更新される。コントローラは、ビデオゲームのシナリオにおける特定の反応の達成のためにユーザーが必要とする運動レベルを制御するようにさらに構成されてもよい。抵抗レベルは、入力装置１５６（例えば、キーパッド）を介してユーザーにより運動プロセッサ１５４（図３）に入力されてもよい。あるいは、抵抗レベルは、風況変化、地形等級（例えば、上り坂）などのビデオゲームのシナリオ内の状態に基づいて、運動プロセッサによって制御されてもよいし、またはユーザー入力と組み合わせてもよい。
【００３５】
さらに、ディスプレー１２４（図１）は、コントローラの上部に配置され、さまざまな情報（例えば、所定の時間に特定のエフェクタ棒に加えられる力の度合い、特定の運動セッション中にユーザーが実行する作業量、抵抗レベル、時間または経過時間、さまざまな軸（ＸおよびＹ軸）に加えられる力、加えられる瞬発力、総挙げ重量、消費カロリー（例えば、実行作業量およびユーザー体重に基づく）、抵抗レベル設定、エフェクタ棒の動き度合い、および／またはいかなるその他の運動またはその他の関連情報）をユーザーに表示してもよい。好ましくは、ディスプレーは、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）によって実装されるが、いかなる種類のディスプレー（例えば、ＬＥＤなど）であってもよい。
【００３６】
運動装置１０の例示的な制御回路は、図３に示される。具体的には、制御回路２００は、センサー１５０、１６０および対応する増幅器１５２、１６２と、運動プロセッサ１５４と、スイッチ装置またはマトリクス１５８と、信号プロセッサ１６４とを備える。従来の電源（図示せず）は、適切な電力信号を各回路素子に提供する。回路は、電池および／またはその他のいかなる適切な電源（例えば、ゲームシステム）によっても電力提供されてもよい。電源スイッチ（図示せず）は、回路素子を作動するようにさらに備えられてもよい。さらに、回路は、ひずみゲージセンサー１５０、１６０の中心および領域を調整するためにトリムポテンショメータ１５３を備えてもよい。
【００３７】
センサー１５０、１６０は、それぞれの増幅器１５２、１６２に各々が接続される。センサー１５０、１６０の電気抵抗は、エフェクタ棒の圧縮および伸長に応じて変化する。増幅器１５２、１６２は、センサー信号を基本的に増幅する（例えば、使用するコントローラの種類と互換性のある領域において）。増幅電圧値は、各増幅器から運動プロセッサ１５４およびスイッチ装置１５８に送信される。運動プロセッサ１５４は、いかなる従来またはその他のプロセッサによっても実装されてもよく、一般的に回路を備え、かつ／または増幅器からのアナログ信号を処理のためにデジタル値に変換する。基本的に増幅センサー値は、ユーザーにより加えられた力を表し、最大領域へ向かう値は、加えられるより大きな力を示す。増幅アナログ値は、変換デジタル値内（例えば、符号化される８ビットについて−１２７から＋１２７、符号化される１６ビットについて−３２，７６７から＋３２，７６７など）のビット量に応じた範囲内でデジタル化または量子化され、加えられた力の大きさおよび／または方向を示す。したがって、最大領域へ向かう増幅電圧値は、量子化領域の最大値に向かうデジタル値を生成する。
【００３８】
運動プロセッサは、抵抗レベルを受信し、上記のように入力装置１５６を介してユーザーからの制御をリセットし、ユーザー特有の制御に応じてシステム抵抗を調整するように増幅器利得パラメーターを制御する。具体的には、運動プロセッサは、ユーザー入力および／またはビデオゲームのシナリオに応じて、抵抗レベルを促進するために増幅器の利得制御を調整する。利得制御パラメーターは、基本的に、増幅器によって増幅器入力（またはセンサー測定値）に加えられる利得量を制御する。より大きな増幅値は、より大きな力に対応するため、増幅器利得の増加により、ユーザーは少ない力で特定の増幅された力の値を達成することが可能になり、ユーザーのシステム抵抗を効果的に下げることができる。反対に、増幅器利得の減少により、ユーザーは特定の増幅力値を達成するためにより大きな力をかける必要があるため、ユーザーのシステム抵抗は増加する。運動プロセッサは、さらに、増幅器の自動ゼロパラメーターをゼロに調整、あるいはひずみゲージセンサーの風袋（ｔａｒｅ）を計る。
【００３９】
運動プロセッサは、上記のような一定の運動またはその他の関連情報を表示し易くするためにディスプレー１２４にさらに接続される。運動プロセッサは、増幅センサー値を受信し、ユーザーに表示するさまざまな情報（例えば、所定の時間に特定のエフェクタ棒に加えられる力の度合い、特定の運動セッション中にユーザーが実行する作業量、抵抗レベル、時間または経過時間、さまざまな軸（ＸおよびＹ軸）に加えられる力、加えられる瞬発力、総挙げ重量、消費カロリー（例えば、実行作業量およびユーザー体重に基づく）、抵抗レベル設定、エフェクタ棒の動き度合い、および／またはいかなるその他の運動またはその他の関連情報）を決定する。また、運動プロセッサは、さまざまなパラメーター（例えば、抵抗、時間、作業など）を、入力装置１５６から受信するリセット制御に応じて（例えば、ロギング情報に新セッションを提供する）リセットする。
【００４０】
スイッチ装置１５８は、増幅器１５２、１６２から信号を受信し、入力装置またはスイッチ制御１５７、ジョイスティック１２１、および信号プロセッサ１６４に連結される。スイッチ装置１５８により、ユーザーは、以下に記載のようにゲーム機能のコントローラ１２０を選択的に構成することが可能になる。ほんの一例として、エフェクタ棒１１０（図１）は、右側のコントローラのジョイスティックとしての役割を果たす一方で、ジョイスティック１２１は、左側のコントローラのジョイスティックとしての役割を果たし、そこで、ゲームに対するジョイスティックの機能は、以下に記載のとおり、ユーザーによって選択的に割り当てられてもよい。しかしながら、エフェクタ棒は、いかなるジョイスティックまたはその他の入力装置としての役割を果たしてもよい。
【００４１】
スイッチ装置は、増幅器１５２、１６２からの情報を受信し、信号プロセッサ１６４の入力に連結される。スイッチ装置により、基本的に、コントローラ入力装置の情報が、所望のゲーム機能に対応する信号プロセッサ入力上に選択的に配置可能になる。具体的には、スイッチ装置１５８は、ジョイスティック１２１とエフェクタ棒の間でゲーム機能を選択的に交換するために利用される。スイッチ装置は、双極双投スイッチ１６６、１６８を備え、それぞれがＸおよびＹ動き軸に関連している。ほんの一例として、スイッチ１６６は、Ｘ動き軸（例えば、エフェクタ棒またはジョイスティックに加えられる横方向または右／左方向の力）に関連し、一方、スイッチ１６８は、Ｙ動き軸（例えば、エフェクタ棒またはジョイスティックに加えられる前／後方向の力）に関連する。
【００４２】
一連のスイッチ装置出力１７０、１７２および１７４、１７６（例えば、図３にそれぞれ示されているようにＲＸ、ＬＸ、ＲＹ、およびＬＹのラベルが付けられている）は、スイッチ１６６、１６８にそれぞれ関連し、信号プロセッサ１６４の特定入力にそれぞれ連結される。信号プロセッサ入力は、一般的に、ゲームプロセッサ４１４により実行されるゲームソフトウェアに応じたゲーム機能にマップされる。スイッチ１６６、１６８は、基本的に、入力装置またはスイッチ制御１５７を介して入力されるユーザーからの制御に応じて、所望の装置（例えば、エフェクタ棒またはジョイスティック）から、所望のゲーム機能に対応する信号プロセッサ入力へ信号を連結する。具体的には、スイッチ１６６は、各対応する投スイッチ１８０、１８２について、センサー１５０およびＸ軸動きを測定するジョイスティック１２１の信号源１２５に連結されるスイッチ接点を備える。投スイッチ１８０は出力１７０に関連し、一方、投スイッチ１８２は出力１７２に関連する。これらの出力は、コントローラのジョイスティックのＸ軸（例えば、横方向または左／右方向）の動きを効果的に表す。投スイッチは、ユーザー制御信号に応じて、センサー１５０からの信号を一出力およびジョイスティック信号に配置可能することによって、ユーザーがジョイスティックまたはエフェクタ棒を所望のゲーム機能にマップ可能にする方法で構成される。
【００４３】
同様に、スイッチ１６８は、各対応する投スイッチ１８４、１８６について、センサー１６０およびＹ軸動きを測定するジョイスティック１２１の信号源１２５に連結されるスイッチ接点を備える。投スイッチ１８４は出力１７４に関連し、一方、投スイッチ１８６は出力１７６に関連する。これらの出力は、コントローラのジョイスティックのＹ軸（例えば、前／後方向）の動きを効果的に表す。投スイッチは、ユーザー制御信号に応じて、センサー１６０からの信号を一出力およびジョイスティック信号を一出力することによって、ユーザーがジョイスティックまたはエフェクタ棒を所望のゲーム機能にマップ可能にする方法で構成される。したがって、ゲームにおけるジョイスティックの機能は、ジョイスティック１２１および／またはエフェクタ棒によって実行されるように選択的に割り当てられてもよい。
【００４４】
ゲーム機能の混合または割り当てに関するさらに複雑な適用には、追加の選択スイッチならびに選択スイッチの設定のさまざまな組み合わせが必要になり得る。例えば、ジョイスティックまたはエフェクタ棒は、接続に応じて、二つのジョイスティックの機能を個別に実行してもよい。さらに、運動装置は、上記のようなエフェクタ棒によって提供される等尺性運動特徴の他に、等速性および／または等張性運動特徴を提供するさまざまな装置（例えば、フットペダル、階段、スキー型運動器具、トレッドミル、サイクリングなど）を備えてもよい。これらの運動装置は、同様に、上記と実質的に同じ方法で、ユーザーによってゲーム機能に割り当てられてもよい。この場合、これらの装置に関連する信号源は、スイッチ装置１５８に連結され、運動装置に関連する信号が信号プロセッサ１６４の適切な入力に向かうようにする。あるいは、スイッチ装置１５８は、運動装置の機能割り当てを達成するように信号を切り替え可能であるいかなる数のいかなる従来またはその他の装置（例えば、スイッチ、マルチプレクサ、クロスバースイッチ、アナログスイッチ、デジタルスイッチ、ルータ、ロジック、ゲートアレイ、ロジックアレイなど）によっても実装されてもよい。
【００４５】
スイッチ装置出力からの信号は、信号プロセッサ１６４内の所定の各記憶場所に伝送される。信号プロセッサは、いかなる従来またはその他のプロセッサによっても実装されてもよく、一般的に回路を備え、かつ／または実質的に上記と同じ方法でスイッチ装置からのアナログ信号を処理のためにデジタル値に変換する。信号プロセッサは、所定の時間間隔（例えば、好ましくは約１０ミリ秒以下）で記憶場所をサンプルリングし、情報をゲームプロセッサに連続的に処理および送信して、実行するゲームアプリケーションを更新および／またはそれに応答する。
【００４６】
基本的に、信号プロセッサは、ゲームシステム４００のゲームプロセッサ４１４に伝送するために、スイッチ装置信号を適切なデータパケットに処理および配列する。信号プロセッサは、さまざまな較正を引き起こすため、または値を量子化領域内に適切に調整するために、いかなる方式でも生デジタル値を処理してもよい。データパケットは、標準周辺装置（例えば、ゲームコントローラなど）からのデータ入力に類似するフォーマットである。例えば、プロセッサは、全てのコントローラ入力装置（例えば、ジョイスティック１２１、ボタン１２３など）の状態、ならびに各センサーの値を含むデータパケット構成してもよい。ほんの一例として、データパケットは、ヘッダー情報、対応するセンサー力を示すＸ軸情報および本軸に沿ったジョイスティック測定値、対応するセンサー力を示すＹ軸情報および本軸に沿ったジョイスティック測定値、舵取りまたは操縦情報、スロットルまたは速度情報、ならびに入力装置（例えば、ボタンなど）の状態に関する追加情報を含んでもよい。追加のパケット位置は、コントローラまたは信号プロセッサに連結されるその他の入力装置および／または運動装置から受信するデータに関連してもよく、その入力装置は、シナリオの追加動作基準（例えば、ユーザーが入力ボタン、スロットルなどを押すとシナリオにおける武器が発射する）を表してもよい。ゲームプロセッサは、従来の周辺機器（例えば、ゲームコントローラなど）から受信する情報のものと実質的に同じ方法で、情報またはデータパケットを処理し、ゲームシステムのモニターまたはディスプレー４１６上に表示される実行するゲームアプリケーション（例えば、ゲームなど）を更新および／またはそれに応答する。
【００４７】
運動装置１０は、ＰＳ２、ＸＢＯＸ、およびＧＡＭＥＣＵＢＥシステムを含む幅広い種類のビデオゲームまたはその他のシステム、ならびにさまざまなパーソナルコンピュータまたはその他のコンピュータ（例えば、マイクロソフトＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）およびアップルＭａｃ  ＯＳ  Ｘ  オペレーティングシステムを有するパーソナルコンピュータ）と動作可能であるゲームコントローラとしての役割を果たしてもよい。運動装置１０は、コントローラ１２０と多数の（例えば、二つ以上）ビデオゲームシステムとの間の接続および通信を容易にするケーブルシステムを備える。図４を参照すると、ケーブルシステム２２０は、コントローラ１２０の裏面（例えば、ジョイスティック１２１、ボタン１２３、およびディスプレー１２４を含むコントローラ表面と反対のコントローラ表面）であり、かつコントローラのハンドル１２２の上の位置に接続され、そこから延びている。ケーブルシステム２２０は、上記米国特許出願第１１／０９７，３７０に説明されるケーブルシステムと実質的に同様であり、コントローラ内の信号プロセッサ１６４（図３）と接続されるワイヤーを収容および保持するためにアクセスパネルまたはドア（図示せず）を介してコントローラ１２０に延びている柔軟性の中空体２２４を備える。あるいは、ケーブルは、その他のいかなる適切な位置および／またはその他のいかなる適切な方法でコントローラと接続してもよい。別々および個別に延びている多数のワイヤーは、ケーブル本体２２４の長さ内で被覆され、その長さに延びている。ワイヤーは、以下に記載のとおり、コントローラ１２０の信号プロセッサ１６４と特定のビデオゲームシステムとの間の電気接点またはリンクを提供するために構成される。
【００４８】
ケーブル本体２２４は、コントローラ１２０からの選択距離に延出し、一般的に長方形のハウジング２２６と接続する。柔軟性で中空の多数のケーブル２２７、２３０、２４０、２５０がハウジング２２６から延出する。ケーブル本体２２４内のワイヤーは、ハウジング２２６内で延出し、出力ケーブル２２７、２３０、２４０、２５０の各々に向かってそしてそれらを通って信号をワイヤーセットに転送する。したがって、ハウジング２２６は、ケーブル本体２２４内のワイヤーと出力ケーブルの各ワイヤーセットとの間の信号転送の接合位置としての役割を果たし、各出力ケーブルは、対応するビデオゲームシステムのゲームコントローラポートに接続するように構成されるワイヤーセットを含む。
【００４９】
各出力ケーブル２２７、２３０、２４０、２５０は、それぞれの接続プラグ２２８、２３１、２４１、２５１で終端となる。接続プラグは、各ビデオゲームシステムの対応するゲームコントローラポートに接続するようにそれぞれ構成される。接続プラグは、雄雌嵌合関係でゲームコントローラポートに接続する。具体的には、各接続プラグは、関連する金属ピンおよび／またはその他の接触構造を有する雄型部品を備え、各コントローラポートの対応する雌型部品に挿入するように構成される。これらの接続は、接続プラグに関連するワイヤーセットと、ビデオゲームシステムのゲームプロセッサと適切な方法で接続する対応するワイヤーとの間の電気接点を確立する。ほんの一例として、接続プラグ２５１は、ＧＡＭＥＣＵＢＥシステムのゲームコントローラポートと接続するように構成され、接続プラグ２４１は、ＸＢＯＸシステムのゲームコントローラポートと接続するように構成され、接続プラグ２３１は、ＰＳ２システムのゲームコントローラポートと接続するように構成され、接続プラグ２２８は、いかなる適切なゲームシステムあるいはパーソナルまたはその他のコンピュータのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）と接続するように構成される（例えば、マイクロソフトＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）またはアップルＭａｃ  ＯＳ  Ｘベースのゲームまたはその他のアプリケーションの制御を容易にするため）。しかしながら、ケーブルシステムは、この例示的構成に限定されず、むしろ、いかなる適切な数（例えば、二つ以上）のいかなる適切な種類の接続プラグ、ならびにいかなる種類のビデオゲームまたはその他のシステムとの接続も容易にするような構成を備えることができる。
【００５０】
ケーブルシステム２２０は、運動装置１０とビデオゲームシステム４００との間で比較的容易な接続を促進するような適切な長さ（例えば、８フィート以上）を有する。運動システムが、ビデオゲームシステムからかなりの距離（例えば、８フィートを越える）を空けて配置される場合、運動装置は、延長ケーブル装置３００を用いてもよい。ケーブル装置３００は、上記米国特許出願第１１／０９７，３７０号に開示されるケーブル装置と実質的に同様であり、ケーブルシステムをビデオゲームシステムに接続するために、ケーブルシステム２２０に連結される。具体的には、延長ケーブル装置３００は、適切な長さ（例えば、約８フィート以上）を延びている柔軟性で中空のケーブル３０２を備え、ケーブルの第一の端に第一のハウジング３１６およびケーブルの第二の端に第二のハウジング３２８を備える。ケーブル３０２は、ケーブルシステム２２０のケーブル２２４の構成および設計と実質的に同様であり、同一または実質的に同様なワイヤーが、ケーブルを通って延びている。さらに、ケーブル３０２は、二つ以上のワイヤーセットの共通または共有の信号を転送する一つ以上のワイヤーを備えることができる。
【００５１】
各ハウジング３１６、３２８は、ケーブルシステム２２０のハウジング２２６の構成および設計と実質的に同様である。各ハウジングは、ハウジング２２６に関して上に記載された同様の方法で、ケーブル３０２内のワイヤーと、複数のワイヤーセットのうちの各々との間における信号転送のための接合位置としての役割を果たす。具体的には、柔軟性で中空の多数のケーブル３０４、３０６、３０８、３１０が、ハウジング３１６から延びている。ハウジングは、接続を容易にするためにケーブル３０２とこれらのケーブルとの間に配置される。各ケーブル３０４、３０６、３０８、３１０は、その中の各ワイヤーセットをハウジング３１６に連結し、各接続プラグ３０５、３０７、３０９、３１１で終端する。ハウジングは、ワイヤーセットとケーブル３０２内の適切なワイヤーとの間の信号を転送し、ケーブル３０２の一つ以上のワイヤーは、ケーブルが使用するワイヤーの量を減らすためにゲームシステムに共通の信号を伝達してもよい。
【００５２】
接続プラグ３０５、３０７、３０９、３１１は、ケーブルシステム２２０の対応する接続プラグ２２７、２３１、２４１、２５１と対応し、それらに接続するように構成される。さらに、延長ケーブル装置３００の接続プラグ内に配置されるワイヤーセットは、ケーブルシステム２２０の対応する接続プラグ内に配置されるワイヤーセットと同一または実質的に同様のワイヤーを備える。ケーブルシステムおよび延長装置の接続プラグは、雄雌嵌合関係で相互に接続し、ケーブルシステム２２０の各接続プラグの雄部品は、延長ケーブル装置３００の対応する接続プラグの雌部品に挿入される。これにより、ケーブルシステムおよび延長ケーブル装置内に延出するワイヤーセットの対応するペアの間の電気接続をさらに容易にするプラグの金属部品（例えば、ピン、および対応する収容受入部、および／またはその他の金属対応接触構造）間の電気接点が達成される。しかしながら、接続プラグの間のその他のいかなる適切な接続も、ワイヤーセットの対応するペア間の電気接点を容易にするために提供可能である。
【００５３】
多数の柔軟性で中空のケーブル３２０、３２２、３２４、３２６は、ハウジング３２８から延びている。ハウジングは、接続を容易にするために、ケーブル３０２とこれらのケーブルとの間に配置される。各ケーブル３２０、３２２、３２４、３２６は、その中の各ワイヤーセットをハウジング３２８に連結し、各接続プラグ３２１、３２３、３２５、３２７で終端する。ハウジングは、ワイヤーセットとケーブル３０２内の適切なワイヤーとの間の信号を転送し、ケーブル３０２の一つ以上のワイヤーは、上記のようなケーブル３０２が使用するワイヤーの量を減らすためにゲームシステムに共通の信号を伝達してもよい。接続プラグ３２１、３２３、３２５、３２７はケーブルシステム２２０の対応する接続プラグ２２７、２３１、２４１、２５１の構成および設計と同一である。したがって、延長ケーブル装置の各接続プラグ３２１、３２３、３２５、３２７は、各コントローラポートの対応する雌部品に挿入するように構成される関連の金属ピンおよび／またはその他の金属接触構造を備える雄部品を備え、接続プラグと関連するワイヤーセットと接続プラグが接続されるビデオゲームシステムの対応するワイヤーとの間の電気接点を確立する。
【００５４】
さらに、延長ケーブル装置の各接続プラグ３２１、３２３、３２５、３２７に向けられるワイヤーのセットは、ケーブルシステム２２０の対応する接続プラグのワイヤーセットと同一または実質的に同様である。したがって、ケーブルシステム２２０を介したさまざまな接続プラグへのワイヤーセットのマッピングは、延長ケーブル装置３００によって保持され、さまざまなワイヤーセットの延長を適切な距離にして、コントローラ１２０とビデオゲームシステム４００との間の通信を提供するようにする。さらに、延長ケーブル装置３００は、延長ケーブル装置に設けられる接続プラグセットのいずれとも対応する接続部品を備えるいかなるビデオゲームシステムおよび対応するゲームコントローラとも利用されることができることが留意されたい。これにより、延長ケーブル装置が、異なるビデオゲームシステムおよびゲームコントローラのために存在するさまざまな異なる接続プラグ／ポート設計の汎用延長ケーブルとしての役割を果たすことが可能になる。
【００５５】
運動装置コントローラの制御回路２００は、ケーブルシステムのワイヤーセットおよびケーブルコネクタと関連するビデオゲームシステムの各々と、ゲームコントローラとして効果的に通信および動作するように構成される。具体的には、ケーブルシステム２２０（オプションで延長ケーブル装置３００を備える）は、上記の方法でビデオゲームシステムと接続され、コントローラの信号プロセッサ１６４は、一つ以上の初期電気信号（例えば、一つ以上の「起動」信号）をビデオゲームシステムから受信後に、制御ユニット１２０が接続される特定のビデオゲームシステムを識別する。特定のビデオゲームシステムが識別されると、コントローラの信号プロセッサは、信号を適切なデータパケットに処理および配列し、上記のようなゲームアプリケーション中にビデオゲームシステムに伝送およびそれによって認識するようにする。
【００５６】
運動装置１０の動作は、図４を参照して記載される。まず、ユーザーは、ケーブルシステム２２０および／または延長ケーブル装置３００の適切な接続プラグまたはプラグ（例えば、ゲームシステムと互換性のある特定の接続プラグまたはプラグ）を利用して、運動装置をビデオゲームシステム４００に連結する。利用するビデオゲームシステムおよび／または実行する特定のゲームアプリケーションに基づいて、ユーザーは、上記のようにジョイスティック、エフェクタ棒、および／またはその他の入力装置および／または運動装置に、ゲーム機能を選択的に割り当ててもよい。ユーザーは、ユーザーの身体特性に対応するように、運動装置（例えば、コントローラの高さなど）を調整してもよい。運動装置は、適切な表面（例えば、床、椅子、ソファ、ベッドなど）の上に置かれ、そこでユーザーは、一般的に、支持基盤３０ａ、３０ｂ（例えば、各支持基盤３０ａ、３０ｂ上に延びている脚を有する）ならびにユーザーの脚の間に配置されるエフェクタ棒１１０でユーザーの脚を支持して運動装置１０に座る。ユーザーの体重および／または身体は、基本的に、操作のためのエフェクタ棒を安定化させる。すなわち、ユーザーの身体または体重により、エフェクタ棒に十分な抵抗または安定力が提供され、ユーザーによって棒の操作が可能になる。
【００５７】
初期設定シーケンス中（例えば、ビデオゲームシステムの電源を入れる際）に、コントローラ１２０の信号プロセッサ１６４（図３）は、一つ以上の初期信号をビデオゲームシステム４００から受信する。信号プロセッサは、それらの初期信号に基づき特定のビデオゲームシステムを識別し、識別されたシステムによって認識するために適切なデータパケットにデータを配列する。ゲームは、ゲームシステム上で選択および実行され、ユーザーは、ゲームと相互作用する運動に従事する。ユーザーは、ユーザーの脚を支持基盤３０ａ、３０ｂに支持し、ユーザーの手をコントローラのハンドル１２２に配置して運動装置を動作する。ユーザーは、コントローラのハンドルを握り、エフェクタ棒上にひずみを与えるようにコントローラに力を加える。ユーザーは、ＸおよびＹ軸のうちの少なくとも一つに対して一つ以上の力をコントローラつまりはエフェクタ棒に加え、対応するゲーム動作（例えば、ゲームプロセッサによって表示されるシナリオにおけるキャラクターまたは物体の動作）をもたらす。ユーザーは、さらに、特定のゲームおよびユーザー機能割り当てに応じた追加の行動について、ジョイスティック１２１、その他のコントローラ入力装置、および／またはその他の運動装置を操作してもよい。
【００５８】
ひずみゲージセンサー１５０、１６０およびコントローラ入力装置（例えば、ジョイスティック、ボタンなど）からの信号は、コントローラの信号プロセッサに伝送され、ビデオゲームシステム４００へ転送するためにデータパケットを生成する。ゲームシステムは、従来の周辺機器（例えば、ゲームコントローラなど）から受信する情報のものと実質的に同じ方法で情報またはデータパケットを処理し、実行するゲームアプリケーションを更新および／またはそれに応答する。したがって、ユーザーがエフェクタ棒に加える力によって、ユーザーが棒に割り当てる機能に応じて、ビデオゲームディスプレーに表示のシナリオにおける対応する対等な動きまたは行動をもたらされる。すなわち、ユーザーの運動は、ゲーム内の登場人物または物体の動きまたは行動を、棒に割り当てられる機能に応じて更新するために、所望のユーザー行動または動きをゲームシステムに示す役割を果たす。例えば、ユーザーがエフェクタ棒を加速器および舵取り機能に割り当てる場合、コントローラに加えられる前方の力は、加速器としての役割を果たしてもよく、一方、コントローラに加えられる横方向の力は、舵取り機能としての役割を果たしても良い。
【００５９】
前述のとおり、単一の信号プロセッサは、運動装置の制御回路に実装され、その信号プロセッサは、上記の方法で多数の異なるビデオゲームシステムと通信することができる。しかしながら、本発明は、単一のプロセッサの使用に限定されない。むしろ、運動装置は、多数のプロセッサ（例えば、二つ以上）を備えてもよく、その各プロセッサは、上記特許出願に開示されるように、運動装置と少なくとも一つの対応するビデオゲームシステムとの間の信号を通信可能にするように構成される。また、運動装置の一つ以上の信号プロセッサ間の電気接続および／または通信は、上記のようなケーブルシステムおよび延長ケーブル装置に限定されない。むしろ、いかなる適切な有線および／または無線通信リンクも、上記特許出願に開示されるように、本発明の運動装置の一つ以上のプロセッサと、二つ以上の異なるビデオゲームシステムの間の通信を容易にするように提供可能である。
【００６０】
運動装置１０の代替の実施形態は、図５に示される。具体的には、運動装置５０は、底部３５０と、エフェクタ棒１１０と、安定部材３７０と、コントローラ１２０とを備える。底部３５０は、細長い枝状部材３５２、３５４および細長い幹状部材３５６を有する通常「Ｙ」型の構成を備える。枝状および幹状部材は、一般的に、長方形の横断面を備え、枝状部材は、幹状部材に対して鈍角で、幹状部材の遠位端から反対方向に延び、これによって「Ｙ」型の構成を形成する。実質的に円筒形の受入部３６０は、幹状および枝状部材の接合点に配置される。受入部は、底部から上方に延び、以下に記載されるようにユーザーが操作するためのエフェクタ棒１１０を収容するために十分な寸法を有する。
【００６１】
エフェクタ棒１１０は、上に記載されるエフェクタ棒と実質的に同様であり、実質的に直立で受入部３６０内に摺動自在に収容される。ロック機構１５８は、上記のように、ユーザーの特徴（例えば、身長、リーチなど）に応じて、受入部３６０内のエフェクタ棒の位置を調整するように用いてもよい。コントローラ１２０は、上記のコントローラと実質的に同様であり、エフェクタ棒の上部に装着または固定される。コントローラは、好ましくは、上記のように、ボタン１２３、ジョイスティック１２１、およびコントローラの上部に配置されるディスプレー１２４を備える。ジョイスティックおよびエフェクタ棒は、上記のように、ゲーム機能に選択的に構成または割り当てられてもよい。コントローラの下部は、通常「Ｕ」型のハンドルまたはグリップ１２２を上記のようなユーザーとの連動のために備える。
【００６２】
安定部材３７０は、エフェクタ棒１１０の周囲に摺動関係で配置され、ユーザーが安定部材を係合し、かつユーザーの棒の操作中にエフェクタ棒を安定化可能にする（例えば、ユーザーによって、抵抗または安定力がエフェクタ棒に提供可能にする）。安定部材は、十字型構成（例えば、約９０度で相互に角度移動される）で配置される複数の通常円筒形の支持部材３３０、３３２、３３４、および３３６を備え、エフェクタ棒１１０を収容するための開放中央部を有する。安定部材は、エフェクタ棒と摺動可能な関係にあり、いかなる適切な従来の機構（例えば、Ｏリング、クランプなど）を介して、エフェクタ棒に沿ったいかなる所望の位置にも配置されてもよい。支持部材３３０、３３２は、十分な距離（例えば、約９０度の角度移動）で分けられて、ユーザーの脚またはその他の身体部分がそれらの部材の間に配置可能にする。同様に、支持部材３３４、３３６は、十分な距離（例えば、約９０度の角度移動）で分けられて、ユーザーの脚またはその他の身体部分がそれらの部材の間に配置可能にする。さらに、ユーザーの脚は、枝状部材３５２、３５４の上に置かれてもよく、その場合、ユーザーの脚および足は、安定部材および／または底部に係合して、ユーザーがその棒の操作するために、エフェクタ棒を安定化する（例えば、ユーザーにより、エフェクタ棒に抵抗または安定力が提供可能になる）。支持部材は、好ましくは、ユーザーの快適性のためにパッドが付けられる。
【００６３】
エフェクタ棒１１０は、一般的に、上記のようにユーザーがその棒に加える少なくとも一つの種類のひずみを測定するために、少なくとも一つのセンサーを備える。センサーは、上記のように配置されてもよく、コントローラのハンドルへユーザーが加える押出、引張、または横方向の力によって棒に加えられるひずみ変形の量を測定する。センサーは、適切なワイヤーを介してコントローラ１２０内の制御回路２００（図３）に接続され、そのコントローラは、適切な情報をゲームシステム４００（図４）に提供する。ひずみゲージ測定値は、ゲームシステム上にビデオゲームのシナリオを表示するために処理される。シナリオは、上記のように、ユーザーがエフェクタ棒に加えるひずみ力に応じて更新される。
【００６４】
あるいは、運動装置５０は、図６に示されるような十字型またはプラス型の構成を有する底部を備えてもよい。具体的には、運動装置６０は、上記の運動装置５０（図５）と実質的に同様であり、十字型またはプラス型の構成を有する底部３８０を備える。底部は、十字型構成（例えば、約９０度の角度移動）で配列される複数の通常長方形の底部部材３８２、３８４、３８６、および３８８を備え、受入部３６０を有用するための開放中央部を有する。受入部は、底部から上方に延び、上記のようにユーザーが操作するためのエフェクタ棒１１０（安定部材３７０およびコントローラ１２０を備える）を収容するのに十分な寸法を有する。さらに、ユーザーの脚は、底部部材３８２、３８４、３８６、および／または３８８の上に置かれてもよく、その場合、ユーザーの脚および足は、安定部材および／または底部に係合して、ユーザーがその棒の操作するために、エフェクタ棒を安定化する（例えば、ユーザーにより、エフェクタ棒に抵抗または安定力が提供可能になる）。底部３８０により、エフェクタ棒１１０の操作のために、運動装置６０の安定性が強化される。
【００６５】
運動装置５０、６０の動作は、図４〜６を参照して記載される。まず、これらの運動装置の動作は、上記の運動装置１０の動作の方法と実質的に同様である。具体的にはユーザーは、ケーブルシステム２２０および／または延長ケーブル装置３００の適切な接続プラグまたはプラグ（例えば、ゲームシステムと互換性のある特定の接続プラグまたはプラグ）を利用して、運動装置１０に関して上に記載された方法と実質的に同じ方法で、運動装置５０、６０をビデオゲームシステム４００に連結する。利用するビデオゲームシステムおよび／または実行する特定のゲームアプリケーションに基づいて、ユーザーは、上記のようにジョイスティック、エフェクタ棒、および／またはその他の入力装置および／または運動装置に、ゲーム機能を選択的に割り当ててもよい。ユーザーは、ユーザーの身体特性に対応するように、運動装置１０（例えば、コントローラの高さ、安定部材の高さなど）を調整してもよい。ユーザーは、一般的に、ユーザーの脚を支持部材（例えば、各支持部材３３０、３３４上方から、支持部材の対３３０、３３２と３３４、３３６との間の底部に向かって下方に脚を延びている）および／またはエフェクタ棒を安定化させる上記底部（例えば、ユーザーにより、エフェクタ棒に抵抗または安定力が提供可能になる）に係合させて座る（例えば、床またはソファの上、椅子の上など）。あるいは、ユーザーは、エフェクタ棒を安定化させるために、いかなる適切な方式でも、安定部材および／または底部をいかなる身体部分とも係合させてもよい。
【００６６】
初期設定シーケンス中（例えば、ビデオゲームシステムの電源を入れる際）に、コントローラ１２０の信号プロセッサ１６４（図３）は、一つ以上の初期信号をビデオゲームシステム４００から受信する。信号プロセッサは、それらの初期信号に基づき特定のビデオゲームシステムを識別し、識別されたシステムによって認識するために適切なデータパケットにおけるデータを配列する。ゲームは、ゲームシステム上で選択および実行され、ユーザーは、ゲームと相互作用する運動に従事する。ユーザーは、ユーザーの脚を安定部材に支持し、かつ／またはユーザーの手をコントローラのハンドル１２２に配置して運動装置を動作する。ユーザーは、コントローラのハンドルを握り、エフェクタ棒上にひずみを与えるようにコントローラに力を加える。ユーザーは、ＸおよびＹ軸のうちの少なくとも一つに対して一つ以上の力をコントローラつまりはエフェクタ棒に加え、対応するゲーム動作（例えば、ゲームプロセッサによって表示されるシナリオにおけるキャラクターまたは物体の動作）をもたらす。ユーザーは、さらに、特定のゲームおよびユーザー機能割り当てに応じた追加の行動について、ジョイスティック１２１、その他のコントローラ入力装置、および／またはその他の運動装置を操作してもよい。
【００６７】
ひずみゲージセンサーおよび入力装置（例えば、ジョイスティック、ボタンなど）からの信号は、コントローラの信号プロセッサに伝送され、ビデオゲームシステム４００へ転送するためにデータパケットを生成する。ゲームシステムは、従来の周辺機器（例えば、ゲームコントローラなど）から受信する情報のものと実質的に同じ方法で情報またはデータパケットをもたらし、上記のような実行するゲームアプリケーションを更新および／またはそれに応答する。
【００６８】
運動装置１０の別の代替の実施形態は、図７に示される。具体的には、装置７０は、底部基盤３７５、エフェクタ棒１１０、およびコントローラ１２０を備える。底部基盤３７５は、フレーム３７２および板３７４を備える。フレーム３７２は、実質的に長方形であり、フレームの長方形構成を形成するように集団で構成される前方および後方棒３７３、３７９および側棒３７７、３７８を備える。実質的に円筒形の受入部３７６は、フレーム３７２の前方棒３７３に装着され、そこから上方に延びている。受入部は、エフェクタ棒１１０をそこに収容するのに適した寸法を有する。フレーム棒は、底部基盤３７５内の領域を形成し、板３７４をそこに収容する。板は、その領域内を塞いで適合するのに十分な形状および寸法を有する。板は、好ましくは、プラスチック材料（例えば、ＡＢＳ、ＰＶＣなど）から構成されるが、いかなる適切な材料（例えば、木、金属、プラスチック、ガラス繊維など）からも構成されてもよい。底部基盤および板は、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な寸法を有してもよい。
【００６９】
エフェクタ棒１１０は、上に記載されるエフェクタ棒と実質的に同様であり、実質的に直立で受入部３７６内に摺動自在に収容される。ロック機構１５８は、上記のように、ユーザーの特徴（例えば、身長、リーチなど）に応じて、受入部３７６内のエフェクタ棒の位置を調整するように用いてもよい。コントローラ１２０は、上記のコントローラと実質的に同様であり、エフェクタ棒の上部に装着または固定される。コントローラは、好ましくは、上記のように、ボタン１２３、ジョイスティック１２１、およびコントローラの上部に配置されるディスプレー１２４を備える。ジョイスティックおよびエフェクタ棒は、上記のように、ゲーム機能に選択的に構成または割り当てられてもよい。コントローラの下部は、通常「Ｕ」型のハンドルまたはグリップ１２２を上記のようなユーザーとの連動のために備える。
【００７０】
エフェクタ棒１１０は、一般的に、上記のようにユーザーがその棒に加える少なくとも一つの種類のひずみを測定するために、少なくとも一つのセンサーを備える。センサーは、上記のように配置されてもよく、コントローラのハンドルへユーザーが加える押出、引張、または横方向の力によって棒に加えられるひずみ変形の量を測定する。センサーは、適切なワイヤーを介してコントローラ１２０内の制御回路２００（図３）に接続され、そのコントローラは、適切な情報をゲームシステム４００（図４）に提供する。ひずみゲージ測定値は、ゲームシステム上にビデオゲームのシナリオを表示するために処理される。シナリオは、上記のように、ユーザーがエフェクタ棒に加えるひずみ力に応じて更新される。
【００７１】
運動装置７０の動作は、図４および７を参照して記載される。まず、運動装置７０の動作は、上記の運動装置の動作の方法と実質的に同様である。具体的には、ユーザーは、ケーブルシステム２２０および／または延長ケーブル装置３００の適切な接続プラグまたはプラグ（例えば、ゲームシステムと互換性のある特定の接続プラグまたはプラグ）を利用して、運動装置１０、５０、および６０に関して上に記載された方法と実質的に同様の方法で、運動装置７０をビデオゲームシステム４００に連結する。利用するビデオゲームシステムおよび／または実行する特定のゲームアプリケーションに基づいて、ユーザーは、上記のようにジョイスティック、エフェクタ棒、および／またはその他の入力装置および／または運動装置に、ゲーム機能を選択的に割り当ててもよい。ユーザーは、ユーザーの身体特性に対応するように、運動装置（例えば、コントローラの高さなど）を調整してもよい。運動装置は、適切な表面（例えば、床、椅子、ソファ、ベッドなど）の上に置かれ、そこでユーザーは、一般的に、底部基盤３７５（例えば、フレーム３７２および板３７４の上に延びている脚を有する）ならびにユーザーの脚の間に配置されるエフェクタ棒１１０でユーザーの脚を支持して運動装置７０に座る。ユーザーの体重および／または身体は、基本的に、エフェクタ棒を安定化させる（例えば、ユーザーによって、エフェクタ棒に十分な抵抗および安定力が提供可能になる）。
【００７２】
初期設定シーケンス中（例えば、ビデオゲームシステムの電源を入れる際）に、コントローラ１２０の信号プロセッサ１６４（図３）は、一つ以上の初期信号をビデオゲームシステム４００から受信する。信号プロセッサは、それらの初期信号に基づき特定のビデオゲームシステムを識別し、識別されたシステムによって認識するために適切なデータパケットにおけるデータを配列する。ゲームは、ゲームシステム上で選択および実行され、ユーザーは、ゲームと相互作用する運動に従事する。ユーザーは、ユーザーの脚を底部基盤３７５に支持し、かつ／またはユーザーの手をコントローラのハンドル１２２に配置して運動装置を動作する。ユーザーは、コントローラのハンドルを握り、エフェクタ棒上にひずみを与えるようにコントローラに力を加える。ユーザーは、ＸおよびＹ軸のうちの少なくとも一つに対して一つ以上の力をコントローラつまりはエフェクタ棒に加え、対応するゲーム動作（例えば、ゲームプロセッサによって表示されるシナリオにおけるキャラクターまたは物体の動作）をもたらす。ユーザーは、さらに、特定のゲームおよびユーザー機能割り当てに応じた追加の行動について、ジョイスティック１２１、その他のコントローラ入力装置、および／またはその他の運動装置を操作してもよい。
【００７３】
ひずみゲージセンサーおよび入力装置（例えば、ジョイスティック、ボタンなど）からの信号は、コントローラの信号プロセッサに伝送され、ビデオゲームシステム４００へ転送するためにデータパケットを生成する。ゲームシステムは、従来の周辺機器（例えば、ゲームコントローラなど）から受信する情報のものと実質的に同じ方法で情報またはデータパケットを処理し、上記のような実行するゲームアプリケーションを更新および／またはそれに応答する。
【００７４】
上に記載され、図面において示される実施形態は、等尺性運動システムを実施する多くの方法およびビデオゲーム中のユーザーの運動を容易にする方法のうちのほんのいくつかしか表していないことが理解されるべきである。
【００７５】
運動装置１０および対応する構成要素（例えば、エフェクタ棒、底部、支持基盤、コントローラなど）は、いかなるサイズまたは形状であってもよく、いかなる方式で配置されてもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよい底部は、いかなるサイズまたは形状であってもよく、底部の適切な位置に形成され、かついかなる方向（例えば、横方向、縦方向、いかなる所望の角度、底部を部分的または全体的に通るなど）にも延びているいかなるサイズまたは形状のいかなる数量の溝も備えてもよい。開口部は、いかなる数量、サイズまたは形状でもよく、底部の適切な位置に形成されてもよい。陥凹部はいかなる数量、サイズまたは形状であってもよく、底部の適切な位置に形成されてもよい。陥凹部および開口部は、いかなる方式または組み合わせでネジ山を付けてもよい。あるいは、開口部、陥凹部、および溝は、いかなる従来またはその他の方法で構成され、支持基盤を底部に固定するためにボルトまたはその他の固定機構を係合してもよい。ボルトは、いかなる数量、サイズまたは形状であってもよく、いかなる固定機構（例えば、ボルト、ネジ、ピン、クランプなど）によっても実装されてもよい。受入部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、エフェクタ棒を収容するようにいかなる適切な位置に配置されてもよい。ロック機構は、いかなる種類のロック装置（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）も備え、ユーザーに対応するように運動装置の構成要素を所望の位置または方向で解放可能に保持してもよい。
【００７６】
支持基盤は、同一または異なる構成を有するいかなる数量、形状、サイズ、または適切な材料であってもよい。支持基盤は、底部のいかなる適切な位置にも永久にまたは取り外し可能に固定されてもよく、いかなる所望のユーザーの身体部分（例えば、脚、腕、胴など）も支持してもよく、そこで、ユーザーは、いかなる適切な姿勢（例えば、着席、起立、横たわるなど）でも装置を利用してもよい。フレーム部材は、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる形状またはサイズであり、かついかなる方法でも構成されるいかなる数量のアームおよび／または棒（例えば、支持、フレームなど）を備えてもよい。アーム、フレーム棒、および支持棒は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる方法（例えば、平行、いかなる角度でも延びているなど）でも構成される。突起部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、対応する支持基盤（例えば、テーパー状の下部または上部、対応する構成（例えば、ホックおよび開口部、留め金など）など）と嵌合可能であるいかなる構成を備えてもよい。突起部の開口部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な位置で形成されてもよく、固定機構（例えば、ネジ山など）を係合するようないかなる構成を備えてもよい。板は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよく、いかなる所望の位置またはいかなる方向でも支持基盤内に配置されてもよい。
【００７７】
運動装置５０および対応する構成要素（例えば、エフェクタ棒、底部、安定部材、コントローラなど）は、いかなるサイズまたは形状であってもよく、いかなる方式で配置されてもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよい。枝状および幹状部材は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料かも構成されてもよく、いかなる方式（例えば、「Ｔ」、「Ｘ」、または「Ｙ」型構成、十字型またはプラス型構成、星型構成、いかなる角度オフセットなど）でも配置されてもよい。支持部材は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよく、いかなる方式（例えば、例えば、「Ｔ」、「Ｘ」、または「Ｙ」型構成、十字型またはプラス型構成、星型構成、いかなる角度オフセットなど）でも配置されてもよい。支持部材は、ユーザーの快適性のためにいかなる所望の発泡体またはパッドを備えてもよい。安定部材は、ユーザーの特徴に対応するように、いかなる従来またはその他の技術（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）を介してエフェクタ棒に対して調整可能であってもよい。安定部材および底部は、いかなる所望のユーザーの身体部分（例えば、脚、腕、胴など）を収容してもよく、そこで、ユーザーは、いかなる適切な姿勢（例えば、着席、起立、横たわるなど）でも装置を利用してもよい。受入部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、エフェクタ棒を収容するようにいかなる適切な位置に配置されてもよい。ロック機構は、いかなる種類のロック装置（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）も備え、ユーザーに対応するように運動装置の構成要素を所望の位置または方向で解放可能に保持してもよい。
【００７８】
運動装置６０および対応する構成要素（例えば、エフェクタ棒、底部、安定部材、コントローラなど）は、いかなるサイズまたは形状であってもよく、いかなる方式で配置されてもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよい。底部部材は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料からも構成されてもよく、いかなる方式（例えば、「Ｔ」、「Ｘ」、または「Ｙ」型構成、十字型またはプラス型構成、星型構成、いかなる角度オフセットなど）でも配置されてもよい。支持部材は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよく、いかなる方式（例えば、例えば、「Ｔ」、「Ｘ」、または「Ｙ」型構成、十字型またはプラス型構成、星型構成、いかなる角度オフセットなど）でも配置されてもよい。支持部材は、ユーザーの快適性のためにいかなる所望の発泡体またはパッドを備えてもよい。安定部材は、ユーザーの特徴に対応するように、いかなる従来またはその他の技術（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）を介してエフェクタ棒に対して調整可能であってもよい。安定部材および底部は、いかなる所望のユーザーの身体部分（例えば、脚、腕、胴など）を収容してもよく、そこで、ユーザーは、いかなる適切な姿勢（例えば、着席、起立、横たわるなど）でも装置を利用してもよい。受入部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、エフェクタ棒を収容するようにいかなる適切な位置に配置されてもよい。ロック機構は、いかなる種類のロック装置（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）も備え、ユーザーに対応するように運動装置の構成要素を所望の位置または方向で解放可能に保持してもよい。
【００７９】
運動装置７０および対応する構成要素（例えば、エフェクタ棒、底部基盤、コントローラなど）は、いかなるサイズまたは形状であってもよく、いかなる方式で配置されてもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよい。底部基盤は、いかなる所望のユーザーの身体部分（例えば、脚、腕、胴など）を支持してもよく、そこで、ユーザーは、いかなる適切な姿勢（例えば、着席、起立、横たわるなど）でも装置を利用してもよい。フレームは、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよい。フレームは、いかなる形状、サイズ、または適切な材料のいかなる数量の棒を備えてもよく、その棒は、いかなる方法でも構成または配置されてもよい。板は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよく、いかなる所望の位置およびいかなる方向でもフレーム内に配置されてもよい。受入部は、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、エフェクタ棒を収容するようにいかなる適切な位置に配置されてもよい。ロック機構は、いかなる種類のロック装置（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）も備え、ユーザーに対応するように運動装置の構成要素を所望の位置または方向で解放可能に保持してもよい。
【００８０】
運動装置のエフェクタ棒は、いかなる適切な材料から構成されてもよく、ユーザーにより一つ以上のひずみまたはその他の力が加えられると材料の弾性限度内で測定可能にたわむことが好ましい。エフェクタ棒は、いかなる適切な幾何学的構成を有してもよく、二つ以上のエフェクタ棒は、いかなる適切な方法で組み合わされ、特定の適用にユーザーが所望する設計に一致する装置となってもよい。エフェクタ棒は、いかなる所望の方向または角度（例えば、受入部は角度を成してもよく、エフェクタ棒は角度を成して受入部に配置されてもよく、エフェクタ棒は、いかなる所望の角度にもユーザーによって調整可能であってもよいなど）でも配置されてもよい。運動装置は、さらに、さまざまな運動機構を備え、ビデオゲームを制御し、ユーザーにさらなる運動を提供してもよい（例えば、サイクリング、階段機構など）。
【００８１】
いかなる適切な数のいかなる種類のセンサー（例えば、ひずみゲージなど）も、エフェクタ棒および／またはゲージ取り付け構造に適用してもよく、ユーザーが加えるいかなる一つ以上の種類のひずみまたはその他の力を測定し易くする（例えば、折曲力、ねじり力、圧縮力、および／または引張力）。運動装置は、いかなる適切な表面（例えば、床、ソファ、ベッドなど）でも利用してもよく、ユーザーの身体特性に対応するように、いかなる種類の構成要素の配置によっても（例えば、はめ込み配置、重複配置、延長部品など）いかなる方式でも調整可能であってもよい（例えば、いかなる寸法、コントローラおよび／または安定部材の高さなど）。
【００８２】
センサーは、いかなる適切な材料から構成されてもよく、エフェクタ棒および／またはゲージ取り付け構造上のいかなる位置にも配置されてもよく、いかなる適切な種類（例えば、ひずみゲージなど）であってもよい。さらに、センサーは、物体に加えられる力を測定するように、加えられる力に応じて測定可能な方法で変化するいかなる電気的、機械的、または化学的特性を有してもよい。センサーは、いかなる所望の配置を含んでもよい。運動装置は、いかなる適切な数のエフェクタ棒およびエフェクタ棒内に固定されるゲージ取り付け構造を備えてもよい。ゲージ取り付け構造は、いかなる適切な材料から構成されてもよく、エフェクタ棒に加えられる折曲、ねじり、圧縮、および／またはトルク力によって弾性限度内でそのたわみを可能にすることが好ましい。好ましくは、ゲージ取り付け構造は、それぞれが同量および／または同種類の力を受ける際に、それらが固定されるエフェクタ棒よりもさら弾性でより柔軟性を有する材料から構成される。ゲージ取り付け構造は、エフェクタ棒内の一つ以上のゲージ取り付け構造を固定し易くすることが好ましいいかなる適切な幾何学的構成も有し、二つ以上のエフェクタ棒は、いかなる適切な方法で組み合わされ、特定の適用にユーザーが所望する設計に一致するシステムフレームを作製してもよい。
【００８３】
ゲージ取り付け構造は、中空または非中空であってもよい。例えば、ゲージ取り付け構造が中空である実施形態において、ひずみゲージセンサーは、ゲージ取り付け構造の外面部の適切な位置に取り付けられてもよく、関連のワイヤーは、ゲージ取り付け構造とエフェクタ棒との間の環状間隙内で延びている。あるいは、ゲージ取り付け構造は、非中空の耕三であってもよく、その場合、ひずみゲージとワイヤーの両方は、ゲージ取り付け構造の外面部に固定される、かつ／またはそこから延びている。
【００８４】
ひずみ移行材料は、エフェクタ棒から一つ以上のゲージ取り付け構造に加えられる力を移行し易くするように、いかなる適切な種類、サイズ、および構成で提供されてもよい。ひずみ移行材料は、エフェクタ棒からゲージ取り付け構造に加えられる力の少なくとも一部の移行をもたらすいかなる適切な材料からも形成可能である。ひずみ移行材料は、エフェクタ棒とゲージ取り付け構造との間の選択表面位置で接続を提供するように、エフェクタ棒内の一つ以上のいかなる適切な位置に配置されてもよい。あるいは、ゲージ取り付け構造は、エフェクタ棒の内周表面部と摩擦で係合する一つ以上の適切なサイズおよび構成の外周部を備えるように設計されて、ゲージ取り付け構造とエフェクタ棒との間の一つ以上のひずみ移行接触表面を促進するようにする。
【００８５】
運動装置のコントローラは、いかなる形状またはサイズであってもよく、いかなる適切な材料から構成されてもよく、いかなる市販のまたはその他のゲームコントローラ（例えば、ＰＳ２、ＸＢＯＸ、ＧＡＭＥＣＵＢＥなどと使用するためのもの）の種類であってもよい。コントローラは、いかなる位置にも配置され、かついかなる方式でも配置されるいかなる数量のいかなる種類の入力装置（例えば、ボタン、スライド、ジョイスティック、トラック型ボールなど）を備えてもよい。コントローラは、入力装置の操作（例えば、可変抵抗器またはポテンショメータ、スイッチ、接点、リレー、センサー、ひずみゲージなど）に応じて信号を生成するように、いかなる数量のいかなる種類の信号源装置を備えてもよい。信号源は、入力装置のいかなる数量の軸にも対応してもよい。いかなるコントローラ入力装置も、力検出または等尺性装置として実装されてもよく、コントローラ入力装置は、いかなる適切なゲーム機能にも割り当てられてもよい。コントローラは、いかなる数量または組み合わせの力検知入力装置および動き入力装置を備えてもよい。コントローラのハンドルは、いかなる数量、形状またはサイズであってもよく、ユーザーが加える力を受けるようないかなる位置に配置されてもよい。あるいは、ユーザーは、エフェクタ棒に直接力を加えてもよい。
【００８６】
エフェクタ棒および／またはその他の入力装置は、いかなる所望のコントローラ入力装置のゲーム機能も割り当てられてもよい。スイッチングマトリクスまたは装置は、信号を切り替え可能ないかなる数量のいかなる従来またはその他の装置（例えば、スイッチ、マルチプレクサ、クロスバースイッチ、アナログスイッチ、デジタルスイッチ、ルータ、ロジック、ゲートアレイ、ロジックアレイ、プロセッサなど）によっても実装されてもよい。スイッチ制御は、所望の機能割り当て達成のための制御に応じて、スイッチ装置を制御する制御プロセッサを備えてもよい。スイッチ制御は、スイッチ装置または制御プロセッサに制御信号を提供するために、いかなる従来またはその他の制御装置または入力装置（例えば、プロセッサ、スライド、スイッチ、ボタンなど）によって実装されてもよい。スイッチ装置またはスイッチ制御は、コントローラを所望の方法で構成するために、ユーザーが情報を入力可能なように、ユーザーインターフェースを代替的に提供してもよい。インターフェースは、コントローラのディスプレー上の画面またはコントローラの光またはその他のインジケータ上のセンサーの形式であってもよい。さらに、インターフェースは、ゲームシステムのディスプレー上に示されてもよく、ゲームシステムのゲームプロセッサによって実装されてもよい。制御プロセッサは、いかなる従来またはその他のプロセッサまたは回路（例えば、マイクロプロセッサ、コントローラなど）によって実装されてもよい。スイッチ装置は、ユーザー特定またはその他の制御に応じて、いかなる数量の入力からいかなる数量の出力へ信号を方向付けてもよく、いかなるコントローラ入力装置および／または運動機構をいかなる適切なゲーム機能にもマップしてもよい。スイッチ装置は、コントローラの内側または外側に配置されてもよい。
【００８７】
ゲームシステムは、いかなる数量のいかなるパーソナルまたはその他の種類のコンピュータまたは処理システムによって実装されてもよい（例えば、ＩＢＭ互換、アップル、マッキントッシュ、ノート型、パームパイロット、マイクロプロセッサ、マイクロソフト社のＸＢＯＸシステムなどのゲームコンソール、ソニー社のＰＬＡＹ  ＳＴＡＴＩＯＮ２システム、米国任天堂のＧＡＭＥＣＵＢＥシステムなど）。ゲームシステムは、いかなる市販のオペレーティングシステム（例えば、ウィンドウズ（登録商標）、ＯＳ／２、ユニックス、リナックスなど）および／または市販のおよび／またはカスタムソフトウェア（例えば、通信ソフトウェア、アプリケーションソフトウェアなど）を有する、専用プロセッサまたは汎用コンピュータシステム（例えば、パーソナルコンピュータなど）およびいかなる種類の入力装置（例えば、キーボード、マウス、マイクなど）であってもよい。ゲームシステムは、記録媒体（例えば、ハードディスク、記憶装置、ＣＤ、ＤＶＤ、またはその他のディスクなど）から、あるいはネットワークまたはその他の接続から（例えば、インターネットまたはその他のネットワークから）ソフトウェアを実行してもよい。
【００８８】
コントローラは、センサーよる力測定値を表すデータおよびその他のコントローラ情報を、コントローラからデータパケットを受信するゲームシステムまたはホストコンピュータシステムによって認識可能であるいかなる適切なデータパケットフォーマットに配列してもよい。データパケットは、いかなる所望の長さであってもよく、いかなる所望の情報を含んでもよく、いかなる所望のフォーマットで配列されてもよい。いかなる適切な数のいかなる種類の従来またはその他のディスプレーも、コントローラまたはゲームシステムに接続され、特定のコンピュータセッションに関するいかなる種類の情報も提供してもよい。ディスプレーは、コントローラの上またはコントローラから離れたいかなる適切な位置にも配置されてもよい。
【００８９】
運動装置の各々は、ユーザーの身体特性に対応するように、構成要素のいかなる種類の配置を介して（例えば、はめ込み配置、重複配置、延長部品など）、いかなる方式でも調整可能であってもよい（例えば、いかなる寸法、コントローラおよび／または支持の高さ、コントローラおよび／または支持のユーザーに対する方向または距離など）。ロック機構は、いかなる種類のロック装置（例えば、摩擦装置、クランプ、杭、および穴配列など）も備え、ユーザーに対応するように運動装置の構成要素を所望の位置または方向で解放可能に保持してもよい。
【００９０】
プロセッサ（例えば、制御、運動、信号、ゲーム、スイッチ装置など）は、いかなる数量のいかなる種類のマイクロプロセッサ、処理システム、またはその他の回路によっても実装されてもよく、一方、制御回路は、コントローラ内の装置上のいかなる適切な位置あるいは装置から離れたいかなる適切な位置にも配置されてもよい。制御回路および／または信号プロセッサは、一つ以上のゲームプロセッサまたはホストコンピュータシステムに、いかなる適切な周辺機器、通信媒体、またはそれらのシステムのポートを介して接続されてもよい。信号プロセッサは、さらにデジタルデータ（例えば、センサーによる力またはその他の測定値、コントローラ情報など）を、信号プロセッサからデータパケットを受信するゲームプロセッサまたはホストコンピュータシステムが認識可能であるいかなる適切なデータパケットフォーマットに配列してもよい。データパケットは、いかなる所望の長さであってもよく、いかなる所望の情報を含んでもよく、いかなる所望のフォーマットで配列されてもよい。
【００９１】
信号プロセッサは、いかなる所望のサンプリングレート（例えば、秒、ミリ秒、マイクロ秒など）で情報をサンンプリングしてもよい、あるいは、測定値またはその他の情報を割り込みに応じて受信してもよい。アナログ値は、いかなる所望の量のビットまたは解像度を有するデジタル値に変換されてもよい。プロセッサ（例えば、制御、信号、運動など）は、生デジタル値をいかなる方式で処理し、ディスプレー、ゲームプロセッサ、またはホストコンピュータシステムに転送するために情報を生成してもよい。本情報は、一般的に、特定の適用に依存する。測定される力または運動動きと、その力または動きに提供される値との間の較正は、いかなる所望の方式でも決定されてもよい。一例として、増幅される測定値領域は、デジタル値の解像度に対応する単位に分割されてもよい。８ビットの符号無しのデジタル値（例えば、その値が力の大きさを示す）の場合、各インクリメントは、電圧範囲の１／２５６を表す。５電圧範囲に関し、各インクリメントは、約０．０２ボルトであるボルトの５／２５６である。したがって、３ボルトの増幅される力の測定値について、デジタル値は、約１５０（例えば、３．０／０．２）に一致してもよい。
【００９２】
いかなる適切な数のいかなる種類の従来またはその他の回路も、制御回路、増幅器、センサー、トリムポテンショメータ、スイッチ装置、およびプロセッサ（例えば、運動、制御、信号など）を実装するために利用されてもよい。増幅器は、いかなる所望の電圧範囲において増幅値を生成してもよく、一方Ａ／Ｄ変換器は、いかなる所望の解像度またはビット量を有するデジタル値（例えば、符号付きまたは符号無し）をもたらしてもよい。制御回路は、いかなる方式で配置されるいかなる数量の上記またはその他の構成要素を備えてもよい。センサーの抵抗変化は、いかなる適切な従来またはその他の回路を介して、いかなる方法で決定されてもよい。増幅器およびプロセッサ（例えば、運動、信号など）は、回路内で分離されてもよく、または単一ユニットとして統合されてもよい。いかなる適切な数のいかなる種類の従来またはその他のディスプレーも、プロセッサ（例えば、運動、信号、制御、ゲームなど）に接続されてもよく、その場合、プロセッサは、特定のコンピュータ相互作用運動セッション（例えば、力および作業を含む等尺性運動から生じる、スピードおよび移動距離、消費カロリー、挙げ重量などを含む動作運動から生じる）に関連するいかなる種類の情報も提供する。ディスプレーは、運動装置上のいかなる適切な位置または運動装置から離れたいかなる適切な位置にも配置されてもよい。
【００９３】
ゲームコントローラの制御回路および／または信号プロセッサは、ビデオゲームまたはホストコンピュータシステムの一つ以上のプロセッサに、いかなる適切な周辺機器、通信媒体、それらのシステムのその他のポートを介して接続されてもよい。いかなる適切な数および種類の有線および／または無線の装置も、ゲームコントローラとビデオゲームシステムとの間で通信し易くするために提供されてもよい。例えば、いかなる適切な数のケーブルも、相互に接続するために提供および構成可能であり、各ケーブルは、一つ以上のワイヤーを有する一つ以上の適切なワイヤーセットを含み、二つ以上のビデオゲームシステムとの接続を容易にする。ケーブルシステムと延長ケーブル装置とのケーブル接合点は、ケーブル内のワイヤーとワイヤーセットとの間の信号をいかなる方式（例えば、ワイヤーの直接接続、端子への接続など）でも転送してもよい。ケーブルのワイヤーは、いかなる数量のワイヤーセットに接続されてもよく、その場合、ケーブルのワイヤーは、いかなる数量のワイヤーセットのワイヤーに共通のゲーム信号を転送して、ケーブルで用いられるワイヤーの量を減らすように、一つ以上のワイヤーを利用してもよい。あるいは、ケーブルは、各ワイヤーセットワイヤーに専用のワイヤーを備えても良い。いかなる適切な数および種類のハウジングまたはその他の構造も、ケーブル内に延びているワイヤーと、別々のケーブルに転送するためのワイヤーセットの間の信号を転送し易くするように、一つ以上のケーブルと接続されてもよい。いかなる適切な数および種類のコネクタ（例えば、雄および／または雌接続プラグ）は、ゲームコントローラと一つ以上の異なるビデオゲームシステムとの間の接続および通信リンクを容易にするように提供されてもよい。ケーブルシステムおよび延長ケーブル装置は、いかなる適切な長さのケーブルを含んでもよい。起動信号は、ゲームシステムを識別するために、いかなる信号または所望の情報を含んでもよい（例えば、電圧または電流レベル、ゲームシステム識別子など）。
【００９４】
いかなる適切な種類の信号（例えば、ＲＦおよび／またはＩＲ）を送信および／または受信する、いかなる適切な数および種類の無線通信リンク（例えば、送信器、受信器、および／または送受信器）も、ゲームコントローラおよび／または一つ以上のビデオゲームシステムと接続するように提供可能である。一つ以上の信号プロセッサは、ゲームコントローラと一つ以上のビデオゲームシステムとの間の通信を容易にするように、一つ以上の無線通信リンクと接続されてもよい。さらに、一つ以上の信号プロセッサは、通信装置（例えば、送受信器）、接続プラグ、および／または一つ以上のビデオゲームシステムと接続するその他の接続構造内に提供されてもよく、その場合、信号プロセッサは接続されるビデオゲームシステムを識別し、相互にリンクするゲームコントローラおよび／またはビデオゲームシステムによって認識するためのデータ伝送を変換するように構成される。
【００９５】
さらに、一般的であり、かついかなる選択される種類のゲームコントローラおよびビデオゲームシステムとも接続するように構成される汎用アダプターは、提供されてもよく、その汎用アダプターは、特定のビデオゲームシステムを識別するため、ならびにゲームコントローラおよびゲームコントローラに接続される特定のビデオゲームシステムのうちの各々によって認識されるようにデータ伝送を効果的に変換するために、一つ以上の適切な信号プロセッサを備える。汎用アダプターは、一つ以上のセットのワイヤーを被覆する一つ以上のケーブルおよび／または無線通信を容易にする一つ以上の適切な無線通信装置（例えば、送信器、受信器、および／または送受信器など）を備えてもよい。
【００９６】
いかなる適切な数の追加入力装置も、ビデオゲームのシナリオを向上するためにシステムに提供されてもよい。入力装置は、いかなる適切な数のコントロールパネルに提供されてもよく、システム動作中にユーザーがアクセス可能であり、かついかなる適切な構成（例えば、ボタン、スイッチ、キーパッドなど）も有する。運動機構（例えば、フットペダル、階段、スキー型運動器具、トレッドミルなど）は、エフェクタ棒によって提供される等尺性運動特徴に加えてまたはそれの代わりに、いかなる等速性および／または等張性運動特徴も提供してもよい。運動機構は、上記の方法でいかなる所望のゲーム機能に割り当てられてもよく、運動プロセッサによってさらに抵抗制御されてもよく、そこで制御信号は、抵抗または制動装置に伝送されてもよく、あるいは、ユーザーに必要な努力量は、修正されてもよい。
【００９７】
エフェクタ棒および運動機構の抵抗レベルは、増幅器またはその他のパラメーターを調整することによって制御されてもよい。あるいは、抵抗レベルはユーザーが入力する閾値に基づいて制御されてもよい。例えば、プロセッサ（例えば、運動および／または信号プロセッサ）は、ゲームプロセッサまたはホストコンピュータに送信される適切なデータ値をデータパケットに割り当てる前に、閾値の抵抗レベルを達成させるように構成されてもよく、閾値は、ユーザーが一つ以上のエフェクタに加えるひずみ力の量あるいは運動機構に加えられる動作または力の量（例えば、階段を上る速さまたはペダルを漕ぐ速さなど）に比例する。抵抗変化のための閾値は、適切な入力装置（例えば、キーパッド）を介してユーザーがプロセッサに入力してもよい。
【００９８】
運動装置および／またはプロセッサ（例えば、制御、運動、ゲーム、信号、スイッチ装置など）のソフトウェアは、いかなる所望のコンピュータ言語に実装されてもよく、その中に含まれる機能言語に基づいて、コンピュータおよび／またはプログラミング技術において通常の技術を有する者によって開発可能であることが理解されたい。さらに、さまざまな機能を実行するソフトウェアに関する本明細書におけるいかなる言及も、通常、ソフトウェア制御下でそれらの機能を実行するコンピュータシステムまたはプロセッサに及ぶ。プロセッサ（例えば、制御、運動、信号、スイッチ装置など）は、ハードウェアまたはその他の処理回路によって代替的に実装されてもよい、あるいは、センサーおよび／または入力装置の情報または信号を受信するソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールとして、ゲームプロセッサまたはホストシステム上に実装されてもよい。プロセッサのさまざまな機能は（例えば、制御、運動、信号、ゲーム、スイッチ装置など）、いかなる数量（例えば、一つ以上の）ハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールまたはユニット、プロセッサ、コンピュータ、あるいは処理システムまたは回路の間でいかなる方法でも分配されてもよく、その場合、プロセッサ、コンピュータ、あるいは処理システムまたは回路は、相互に局所的または遠隔的に配置されてもよく、いかなる適切な通信媒体（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、イントラネット、インターネット、配線、モデム接続、無線など）を介して通信してもよい。上記のソフトウェアおよび／またはアルゴリズムは、本明細書に記載の機能を達成するいかなる方法でも修正されてもよい。
【００９９】
用語について、「上方」、「下方」、「上部」、「底部」、「側面」、「前部」、「後部」、「上側」、「下側」、「垂直」、「水平」、「高さ」、「幅」、「長さ」、「前方」、「後方」、「左」、「右」、および同様なものは、本明細書において参照ポイントを単に記載するために使用されているだけであって、本発明をいかなる特定の方向または構成に限定するものではない。
【０１００】
本発明の運動装置は、上記のゲームアプリケーションに限定されないが、いかなる処理システムソフトウェアまたはアプリケーション用の周辺機器として利用されてもよい。
【０１０１】
前述の記載により、本発明によって、新規の等尺性運動システムおよびビデオゲーム中のユーザーの運動を容易にする方法が利用可能になり、等尺性運動装置は、ユーザーがゲーム中またはコンピューターシュミレーション中に運動できるように、ビデオゲームあるいはその他のアプリケーションのためのコントローラとしての役割を果たすことを理解されたい。
【０１０２】
新しくかつ改善された等尺性運動システムならびにビデオゲーム中にユーザーの運動を容易にする方法の好適な実施形態が記載されたが、その他の修正、変形、変更が、本明細書に記載の教示を考慮して、当業者に提案されることが考えられる。ゆえに、そのような全ての変形、修正、および変更が、添付の請求項によって規定される本発明の範囲内にあることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、本発明に係る運動装置の斜視分解図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の運動装置の底部の正面側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の運動装置の底部と支持基盤との相互接続の、斜視分解図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１の運動装置のエフェクタの棒の断面側面図である。
【図３】図３は、図１の運動装置の例示的な制御回路の概略ブロック図である。
【図４】図４は、ビデオゲームシステムに連結される図１の運動装置の斜視図である。
【図５】図５は、本発明に係る、図１の運動装置の代替の実施形態の斜視図である
【図６】図６は、本発明に係る、代替の底部構成を備える図５の運動装置の斜視図である。
【図７】図７は、本発明に係る、図１の運動装置の別の実施形態の斜視図である。
【図１】
2009501063.tif 000003
【図２Ａ】
2009501063.tif 000004
【図２Ｂ】
2009501063.tif 000005
【図２Ｃ】
2009501063.tif 000006
【図３】
2009501063.tif 000007
【図４】
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【図５】
2009501063.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2009501063.tif 000012