(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータプログラムとインタラクションを行うためのゲームコンソールとインターフェースするための入力デバイスであって、前記入力デバイスは、
第１端部に検出可能オブジェクトを有するハンドルを有するコントローラと、
前記ハンドルの前記検出可能オブジェクトの画像検出を用いて前記コントローラの位置を識別するための、前記検出可能オブジェクトを照光するための回路であって、時間の経過と共に前記位置を継続的に更新してその移動をトラッキングして、コンピュータプログラムとインタラクションする間にゲームコンソールに前記識別された位置を知らせるための通信ロジックをさらに含む回路と、
前記ゲームコンソールの前記コンピュータプログラムへ前記検出可能オブジェクトの接触の検出を送信する回路を含み、前記接触は、前記ハンドルが人の手によって把持されているときは、ある面への接触であって、前記検出可能オブジェクトは前記面と接触して置かれ、前記識別された位置は、前記面と接触しているときは前記面に対する前記ハンドルの枢軸回転位置についての情報を提供し、前記ハンドルは、前記面に接触した状態で前記検出可能オブジェクトを保持しながら、前記人の手によって動かされるものであり、更に、前記面に対する前記ハンドルの前記枢軸回転位置は、前記ハンドルが動かされることにより得られるモーションセンサデータを用いて識別され、
前記コントローラは、検出された接触と前記枢軸回転位置によってゲーム操作のインタラクティブ機能を制御する、入力デバイス。
【請求項２】
前記検出可能オブジェクトが前記面と実際に接触するときを感知するセンサをさらに含む、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項３】
前記センサは、前記検出可能オブジェクトが前記面と接触していないときは前記コントローラの位置の識別を中断し、前記検出可能オブジェクトが前記面と再接触したときに前記中断がキャンセルされる、請求項２記載の入力デバイス。
【請求項４】
前記ハンドルは、ピッチ、ロール、ヨー制御ができるように枢軸回転される、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項５】
前記検出可能オブジェクトは、調整可能スイッチ、位置スイッチ、固定コネクタ、フレキシブルコネクタ、あるいはひずみゲージのうちの１つによりハンドルに接続される、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項６】
前記検出可能オブジェクトは光素子を含む、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項７】
前記光素子は色を変えるように構成されている、請求項６記載の入力デバイス。
【請求項８】
前記ハンドルは、前記検出可能オブジェクトに向かって傾斜しているくぼみのある前記ハンドルに取り付けられたジョイスティックを含む、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項９】
前記ハンドルは前記ジョイスティックと前記検出可能オブジェクトとの間の前記ハンドルに位置する補助的入力部を有する、請求項８記載の入力デバイス。
【請求項１０】
前記補助的入力部は複数のボタンを含み、前記複数のボタンのうちの１つは部分的に前記ハンドルのくぼみに存在する、請求項９記載の入力デバイス。
【請求項１１】
前記ハンドルの第２の端部に接続されているコントロール入力部を有し、このコントロール入力部は、押下げされるとボタンとして機能するようにさらに構成されているトラックボールである、請求項１記載の入力デバイス。
【請求項１２】
コンピュータプログラムとインタラクションを行うためのゲームコンソールとインターフェースするための方法であって、前記方法は、
第１端部に検出可能オブジェクトを有するハンドルを有するコントローラを操作するステップと、
前記ハンドルの前記検出可能オブジェクトの画像検出を用いて前記コントローラの位置を識別するステップを含み、時間の経過とともに前記位置を継続的に更新してその移動をトラッキングし、前記識別ステップは、前記コンピュータプログラムとインタラクションする間に前記ゲームコンソールに前記位置を知らせるステップをさらに含み、
前記ゲームコンソールの前記コンピュータプログラムへ前記検出可能オブジェクトの接触の検出を送信するステップを含み、前記接触は、前記ハンドルが人の手によって把持されているときは、ある面への接触であって、前記検出可能オブジェクトは前記面と接触して置かれ、前記識別された位置は、前記面と接触しているときは前記面に対する前記ハンドルの枢軸回転位置についての情報を提供し、前記ハンドルは、前記面に接触した状態で前記検出可能オブジェクトを保持しながら、前記人の手によって動かされるものであって、
前記検出された接触と前記枢軸回転位置によってゲーム操作のインタラクティブ機能を制御するステップと、を含む方法。
【請求項１３】
前記位置は、ジャイロスコープおよび加速度計が前記コントローラに内蔵されているときは、これらのうちの１つからのデータを使用してさらに識別される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記回転位置を継続的に検出し、前記ゲーム操作の少なくとも１つの動作を引き起こすようにするステップをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記コンピュータプログラムとインタラクションする間に１以上のコントロール入力を受け入れるステップをさらに含み、
前記入力は前記コントローラのハンドルを通じての１回以上のボタンの押下げ、前記コントローラのハンドルの一方の端部からのトラックボール入力、前記コントローラにより生成されるモーションデータ、またはこれらの組合せを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５に記載の方法のうちのいずれか１つを行うための、プロセッサにより実行可能なプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ビデオゲーム産業は、長年にわたって多くの変化を経験してきた。演算能力が拡大するにつれ、ビデオゲームの開発者も同様に、この演算能力の増大を利用するゲームソフトウェアを作成してきた。このために、ビデオゲームの開発者は、極めてリアルなゲーム体験を生み出すべく、高度な演算と数学を採用したゲームをコーディングしてきた。
ゲームプラットホームの例に、ソニープレイステーション（登録商標）、ソニープレイステーション２（登録商標）（ＰＳ２）およびソニープレイステーション３（登録商標）（ＰＳ３）があり、これらはそれぞれ、ゲームコンソールの形で販売されている。周知のように、ゲームコンソールはモニタ（通常はテレビ）と接続されて、手持ち式のコントローラによってユーザとのインタラクションを可能にするように設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
ゲームコンソールは、ＣＰＵ、処理量の多いグラフィック操作のためのグラフィックシンセサイザ、ジオメトリ変換を実行するためのベクトルユニットなどの特化した処理ハードウェアと、その他の繋ぎとなるハードウェア即ちグルーハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアなどを備えて設計される。また、ゲームコンソールは、ゲームコンソールによるローカルプレイを行うためにゲームのコンパクトディスクを受け入れるための光ディスクトレイを備えて設計される。また、ユーザが、インターネット上で他のユーザと対戦して、または、他のユーザと一緒に対話的にプレイすることができるオンラインゲームも可能である。ゲームの複雑さがプレーヤの興味を引き続けていることから、ゲームおよびハードウェアのメーカは更なるインタラクティブ機能（インタラクティビティ）およびコンピュータプログラムを実現するために革新を続けてきている。
【０００３】
コンピュータゲーム業界においては、ユーザとゲームシステム間のインタラクションを増やすゲームを開発する傾向が広がっている。より多くのインタラクティブな体験を実現する１つのやり方として、プレーヤの動きをトラッキングして、この動きをゲームの入力として使用するために、ゲームシステムによって移動がトラッキングされる無線ゲームコントローラを使用する方法がある。一般的に言えば、ジェスチャ入力とは、コンピューティングシステム、ビデオゲームコンソール、インテリジェント家電などの電子装置を、オブジェクトをトラッキングするビデオカメラがキャプチャした何らかのジェスチャに反応させることを指す。
本発明の実施形態は、この状況でなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概して本発明は、ビデオゲームとのインタラクションを高めるために、様々な構成で使用することのできるゲームコンソール用コントローラについて説明する。一実施形態では、該コントローラはポインタやワンドのように把持されてもよいし、または、面と接触してジョイスティックのように使用されてもよい。
【０００５】
本発明は、プロセス、装置、システム、デバイス、またはコンピュータ可読媒体上で実行される方法など、多くの方法で実装することができる点を理解されたい。以下に本発明のいくつかの発明における実施形態を記載する。
【０００６】
一実施形態では、コンピュータプログラムとインタラクションを行うためのゲームコンソールとインターフェースを行うための入力装置が開示されている。この入力装置はハンドルと、ハンドルの第１の端部に接続された球形のオブジェクトとを備える。コントローラはハンドルの位置を識別する回路をさらに含む。回路は、識別された位置をコンピュータプログラムとインタラクションする間にゲームコンソールに知らせる通信ロジックをさらに含む。コントローラは、ハンドルの第２の端部に接続されたコントロール入力部をさらに含む。この場合、上記球形のオブジェクトは、ハンドルによって保持される場合に、面と接触した状態で置かれ、該回路は、ハンドルが面上を枢軸回転するときに、識別されたハンドルの位置を更新する。コントロール入力部はゲームコンソールとやりとりされる命令を出し、コンピュータプログラムとのさらなるインタラクションを行うようにする。
【０００７】
一実施形態では、入力装置は、コンピュータプログラムとインタラクションを行うためのゲームコンソールとインターフェースする。入力装置は、第１入力領域と第２入力領域とを有するハンドルを有するコントローラを含む。第１入力領域は側面に設けられており、第２入力領域は後方端に設けられている。入力装置はコントローラの後方端部に接続された球形部分を有する。球形部分がある面と接触しているときを検出し、第２入力領域がコンピュータプログラムのコントロール入力を受け入れるようにする第１回路が含まれる。面に対するハンドルの位置を識別するために第２回路が提供される。第２回路は、コンピュータプログラムとインタラクションする間に、識別された位置とコントロール入力とをゲームコンソールに知らせる通信ロジックを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明とその更なる利点とは、添付の図面と併せて以下の説明を読めば最もよく理解することができるであろう。
【図１Ａ】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｅ−１】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｅ−２】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｅ−３】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｆ−１】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｆ−２】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｇ−１】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｇ−２】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図１Ｇ−３】本発明の一実施形態による例示的なコントローラの説明図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、図１Ａ〜１Ｇ−３のゲームコントローラに対する様々な操作モードを示す説明図。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、図１Ａ〜１Ｇ−３のゲームコントローラに対する様々な操作モードを示す説明図。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による、図１Ａ〜１Ｇ−３のゲームコントローラに対する様々な操作モードを示す説明図。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による、コンフィグレーションが可能な前方入力部と後方入力部と備えたコントローラの実施形態を示す説明図。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態による、コンフィグレーションが可能な前方入力部と後方入力部と備えたコントローラの実施形態を示す説明図。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態による、コンフィグレーションが可能な前方入力部と後方入力部と備えたコントローラの実施形態を示す説明図。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態による、コンフィグレーションが可能な前方入力部と後方入力部と備えたコントローラの実施形態を示す説明図。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、コントローラとゲームコンソール間の例示的な通信を示す説明図。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、マルチプレーヤ環境と、複数のプレーヤによって把持されている、異なるコントローラの位置を決定するための視覚情報の使用を示す模式図。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、プレイフィールドの照光条件に応じて検出を改良するために、その外観を変更、修正または改良することができる球形のオブジェクトを備えたコントローラを示す説明図。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、コントローラのジョイスティックとしての使用を示す説明図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、コントローラのジョイスティックとしての使用を示す説明図。
【図４Ｃ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図４Ｄ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図４Ｅ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図４Ｆ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図４Ｇ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図４Ｈ】本発明の各種の実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで置くことができる様々なタイプの面を示す説明図。
【図５Ａ】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｂ】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｃ】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｄ】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｅ】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｆ−１】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｆ−２】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図５Ｆ−３】本発明の各実施形態による、ジョイスティックモードでのコントローラの使用を例示的に示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態による、コントローラの別の実装形態を示す説明図。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで使用するための例示的な操作を説明したフローチャート。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による、ユーザがカスタマイズすることのできるコントローラの各種の特徴を示す例示的な構造ツリーを示す説明図。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による、コントローラのモードを設定するために使用することのできる例示の、または任意のスイッチを示した模式図。
【図８】本発明の一実施形態による、複数のコントローラに対応可能なゲームコンソールである、ソニー（登録商標）プレイステーション３（登録商標）エンターテインメントデバイスのシステムアーキテクチャ全体を模式的に示す説明図。
【図９】本発明の一実施形態によるＣｅｌｌプロプロセッサの模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ゲームコンソールのコントローラに関する発明が開示されている。コントローラは様々な位置で握る、つまり把持することができるものであり、これによりゲーム開発者たちはユーザのインタラクションとリアルさとを高めることができる。
【００１０】
コントローラは動作検出ハードウェアを備えていてもよく、ゲームコンソールとの無線通信の送受信が可能である。加えて、コントローラはプレイゾーン内のコントローラを光学的に、あるいは視覚的にトラッキングすることが可能な特徴を備えていてもよい。
【００１１】
例えば、ゲームコンソールに接続されているカメラを使って光学的にトラッキングすることができるコントローラに幾何学的形状体を取り付けることができる。 この形状とは、本明細書の各種の例では、球形のオブジェクト、不完全な球形、楕円体、プロレートスフェロイド、いわゆる縦方向に長い回転楕円体、オブレートスフェロイド、いわゆる横方向に長い回転楕円体、キューブ形状、円形状、ブロック形状、三角形状、４面形状、正十二面体形状、小星型正十二面体形状、八角柱形状、あるいはその他の多面体形状であり、またその他の形状に限定されることはない。オブジェクトの形状は本文を通して球形と称されているが、複数の角度から認識可能なものであればオブジェクトの形状はどのようなものであってもよい。
【００１２】
一部実施形態では、この幾何学形状体は取り外すこともできる。さらにこの幾何学形状体は接続点の周りを枢軸回転可能であり、大きさ、サイズ、色、形状、および／またはテクスチャを他のものに交換することができる。
【００１３】
しかし、本発明を、このような詳細な内容の一部または全てを用いなくても実施可能なことは当業者にとって自明である。場合によっては、本発明を不必要に曖昧にすることのないよう、公知の処理操作は詳述していない。
【００１４】
図１Ａ〜１Ｈ−３は本発明の実施形態によるコントローラ１００の各種例示的実施形態を示す。コントローラ１００は、ユーザ入力を受信し、このユーザ入力をゲームコンソールへ送信するように使用される。コントローラ１００はハンドル１０２を有する。また、コントローラ１００の一方の端部には球形のオブジェクト１０４が接続されている。一実施形態では、この球形のオブジェクト１０４がコントローラ１００の前方端を示す。図１Ａは、後方トリガ１０６ａ、１０６ｂと前方トリガ１０８ａ、１０８ｂとを備えたコントローラ１００の底面図を示す。図１Ｂではハンドル１０２の後方部に設けられている後方入力部１１０が見える。
【００１５】
コントローラ１００の別の実施形態における上面図を図１Ｃに、左から見た図を図１Ｄに示す。本実施形態ではハンドル１０２の上面に設けられている前方入力部１１４が見える。図１Ｅ−１〜１Ｅ−３は、前方入力部１１４と後方入力部１１０の両方を備えたコントローラ１００の別の実施形態を示す。図１Ｅ−１はコントローラ１００を左から見た場合の図であり、前方トリガ１０８ａ、１０８ｂと後方トリガ１０６ａ、１０６ｂの配置例を示す。図１Ｅ−２はコントローラ１００の上面図であり、球形のオブジェクト１０４に対する前方入力部１１４を示す。本実施形態では、前方入力部１１４は入力ボタンの一群である。図１Ｅ−２はさらに後方入力部１１０の位置および方向の典型例を示す。図１Ｅ−３は後方入力部１１０の詳細である。本実施形態では、後方入力部１１０は方向指示パッドであり、これを使用して方向入力を行うことができる。
【００１６】
コントローラ１００の別の実施形態における上面図を図１Ｆ−１に、右から見た図を図１Ｆ−２に示す。本実施形態では、本体１０２は、前方入力部１１４と前方トリガ１０８ａおよび１０８ｂとを備える。図示していないが、他の実施形態では、本体１０２がさらに後方トリガと後方入力部とを備えるようにしてもよいであろう。図１Ｇ−１〜図１Ｇ−３に、コントローラ１００のさらに別の実施形態を示す。図１Ｇ−１はコントローラ１００を左から見た図であり、図１Ｇ−２はコントローラ１００の上面図である。ハンドル１０２の前方部には球形のオブジェクト１０４が保持されており、コントローラ１００の後方部に向かって後方入力部１１０が設けられている。
【００１７】
コントローラ１００の球形のオブジェクト１０４の色は違っていてもよい。また一実施形態では、この球形のオブジェクト１０４は内部が照光されている。この球形のオブジェクト１０４の色は赤緑青（ＲＧＢ）発光ダイオード（ＬＥＤ）によって、または、他の発光技術によって球形のオブジェクト１０４内にもたらされてもよい。さらに、照光される球形のオブジェクトの明るさを制御して、カメラの様々な露出設定下でこの球形のオブジェクトをトラッキングするようにしてもよい。一実施形態では、球形のオブジェクトの色を使用して、コントローラと他のユーザを識別するようにしてもよい。例えば、第１ユーザのコントローラの色を青に、第２ユーザのコントローラの色を赤に設定してもよい。別の実施形態では、同一ユーザにより把持される複数のコントローラは色がそれぞれ違っていてもよい。例えば、ユーザが右手に把持するコントローラは、ユーザが左手に把持するコントローラの色とは違う青色でもよい。
【００１８】
上記のコントローラ１００は片手で使用されるように設計されたものであるが、本明細書に記載された実施形態を用いることで、両手を必要とする、球形のオブジェクトが取り付けられたコントローラも同様にトラッキングすることができる。一実施形態では、ユーザにより別々の手で把持される２つのコントローラは同一のものであり、別の実施形態では、コントローラは異なるものである。典型的には、各コントローラはよく似ており、単にそれぞれのコントローラのボタンが違うだけである。一実施形態では、コントローラは、コントローラを充電するためのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続と、コンソールとの無線通信のためのブルートゥースと、起動、選択およびＰＳ等のボタンとを有する。
【００１９】
一実施形態では、球形のオブジェクト１０４は直径が約４ｃｍである。しかし、これよりも大きな球形のオブジェクト１０４であれば視覚認識がしやすくなるために、その他の大きさであってもよい。球形のオブジェクトの直径が約４ｃｍのものと比べると、球形のオブジェクトの直径が約５ｃｍのものは画像認識用に約５５％多くのピクセルを提供することができる。
【００２０】
図２Ａ〜２Ｃに、本発明の実施形態における図１Ａ〜１Ｇ−３のゲームコントローラ１００の様々な操作モードを示す。図２Ａに「ジョイスティック」モードでのコントローラ１００の使用を示す。このモードでは、コントローラの底部に球形のオブジェクトが位置するようにコントローラ１００が把持される。この構成では、球形のオブジェクトと面との間の接続点の周囲を枢軸回転させて、コントローラ１００をジョイスティックのように使用することができる。ジョイスティックモードの別の実施形態では、ハンドル１０２と球形のオブジェクト１０４との間に加えられた力を計測することにより、ユーザ入力が検出される。本実施形態では、例えばひずみゲージなどのセンサ（これに限定されない）によりハンドルに加えられた力の量が計測され、この力が画面でのアクションに変換される。
【００２１】
コントローラ１００がジョイスティックモードで把持される場合、ユーザは人差し指と中指とで後方トリガを操作しながら、親指で後方入力部を操作することができる。この結果、コントローラ１００をそれぞれの手でジョイスティックモードで把持しているユーザは、ソニー・コンピュータエンターテインメント・アメリカ社が販売しているＳｏｎｙ  ＤｕａｌＳｈｏｃｋ（登録商標）３コントローラと同じ機能を実現することができる。
【００２２】
図２Ｂに「ポインタ」構成で後側から持っている状態のコントローラ１００を示す。球形のオブジェクトは視覚認識のためにカメラを向いており、前方トリガと前方入力部によりユーザ入力がなされる。ポインタモードは、コントローラ１００がペイントブラシ、懐中電灯、ポインタ、火器などのゲームで使用されうる。図２Ｃは、ワンドモードでのコントローラの使用を示す。前述したように、一実施形態では、コントローラ１００は前方入力部と前方トリガとを備える。人差し指や中指で前方トリガを操作しながら親指で前方入力部を操作することができる。ワンドモードは魔法の杖、指揮者のタクト、テニスラケット、手斧または同様の武器、つるはし、傘、ロープなどの道具として使用することができる。
【００２３】
一実施形態では、コントローラ１００は動作検出ハードウェアを有しており、これは、コントローラ１００の変換と回転とを測定することができるものである。一部実施形態では、前方入力部は方向指示パッドであり、後方入力部は入力ボタンである。別の実施形態では、この前方入力部と後方入力部とは取外し可能プレートであり、これによりユーザは様々な入力構成を選択することができる。これについては図２Ｄ〜２Ｇに関して以下に詳述する。
【００２４】
図２Ｄ〜２Ｇは、本発明の実施形態により、コンフィグレーションが可能な前方入力部と後方入力部とを備えたコントローラ１００の実施形態を示す。図２Ｄは、交換可能な前方入力部と後方入力部とを備えたコントローラ１００を例示する。本実施形態では、ハンドル１０２は後方領域２００と前方領域２０２とを有しており、これらの領域に図２Ｅ〜２Ｇに例示している各種の入力フェースプレートが受け入れられる。後方領域２００および前方領域２０２には電気接点と、取り付けられたフェースプレートを適切な位置で支えるように保持金具とが含まれる。図２Ｄ〜２Ｇに例示されているフェースプレートは、後方領域２００か前方領域２０２のどちらかでハンドル１０２に取り付けることができる。別の実施形態では、フェースプレートは交換不可能である。このため、前方領域用のフェースプレートは後方領域には適合しない。
【００２５】
図２Ｅに方向指示パッド２０４のフェースプレートを例示する。方向性パッド２０４を取り付けることにより、ユーザは移動を制御することができる。一実施形態では、ビデオゲーム中のキャラクタの第２の動作を制御するために、この方向指示パッド２０４を使用することができた。例えば、一人称視点シューティングゲーム中のキャラクタの移動を制御するためにコントローラの動作検出ハードウェアを使用してもよい。また、キャラクタの頭の動きを制御するために、方向指示パッド２０４を使用することができた。このような実施形態により、プレーヤが第２の方向を見ながら第１の方向へ移動できるようになるので、リアルさが増すことになる。
【００２６】
図２Ｆにボタン入力２０６フェースプレートを例示する。ボタン入力２０６を取り付けることで、ユーザは付加的な入力を行うことができる。一実施形態では、特定のゲームの特定のアクションを実施するために、ボタン入力２０６のそれぞれのボタンがマッピングされている。例えば、それぞれのボタンはドアを開ける、命令を受ける、命令をキャンセルするように使うことができ、また、車のアクセルやブレーキとしての役割を果たすこともできる。図２Ｇにタッチパッドフェイスプレートを例示する。図示しているように、タッチパッド２０８はジョグホイールのようにメニュー選択をスクロールするために使用してもよい。別の実施形態では、タッチパッド２０８はノート型パソコンのタッチパッドと同様に、カーソルを制御するように使用することもできる。このアタッチメントには電気接続部が付いており、また、アタッチメントをコントローラ上に置いたときにこれをしっかりと留めておくメカニカルグリップを含む。
【００２７】
図３Ａは、本発明の実施形態による、コントローラ１００とゲームコンソール３０２間との通信の例示的実施形態を示す。コントローラ１００は通信ハードウェアと動作検出ハードウェアとを含む（しかし、これらに限定されない）ハードウェア３００を有する。一実施形態では、動作検出用ハードウェアは、ジャイロスコープ、加速度計、超音波送信機および受信機、および／または、６軸でのコントローラの移動と回転とを検出可能な磁力計、の組み合わせを含む。例えば、動作検出用ハードウェアは、垂直方向、水平方向、側方向の動作、またはこれらを組み合わせた動作を検出することができる。同様に、動作検出用ハードウェアは、ヨー、ピッチ、ロール、およびこれらの組み合わせを検出することができる。
【００２８】
一実施形態では、動作検出用ハードウェアからのデータは通信ハードウェアを使用してコントローラ１００からゲームコンソールへと送信される。コントローラ１００用の通信ハードウェアは、動作検出用ハードウェアとともにハンドル１０２中に内蔵されてもよい。通信用ハードウェアとしてはラジオやアンテナが挙げられ、ブルートゥースやＷｉ−Ｆｉなどの無線通信プロトコルやＩＥＥＥ８０２．１ｘに記載のその他の無線プロトコルを利用している。
【００２９】
ゲームコンソール３０２は対応するコンソール通信用ハードウェア３０４を有する。コンソール通信用ハードウェア３０４はコントローラ１００とのデータの送受信が可能である。一実施形態では、ゲームコンソール３０２は動作検出用ハードウェアからのデータを処理する。別の実施形態では、コントローラ１００は、動作検出ハードウェアからのデータがゲームコンソール３０２へ送信される前に該データを処理する。さらに別の実施形態では、コントローラは、動作検出ハードウェアからのデータがゲームコンソール３０２に送信される前に該データを部分的に処理する。
【００３０】
図３Ｂは本発明の一実施形態による、マルチプレーヤ環境と、複数人のプレーヤによって把持されている異なるコントローラの位置を決定するための視覚情報の使用とを示した模式図である。画像キャプチャデバイス３０８を使用してプレイフィールド３１８の画像が取得される。この取得した画像が解析されて、ボールが取り付けられたコントローラＣ１、Ｃ２、Ｃ４、およびＣ５の位置が取得される。キャプチャ画像中のそれぞれのボールの形状、位置、動作、角度などを解析して距離ｄｚ１、ｄｚ２、ｄｚ４、およびｄｚ５が推定される。ゲームコンソール３０２は取得した座標と距離とを用いてポインタを生成するか、画面３０６上のアバター３１２ａ、３１２ｂを制御する。画像をより良く認識するための距離は典型的に、約１フィート、２フィート、３フィート、５フィート、１０フィート、もしくはそれ以上である。視覚認識を使用すると、コントローラを変更する必要なく、該システムにおいて画像キャプチャと画像認識とを改善することができる、という利点がある。
【００３１】
図３Ｃは、本発明の一実施形態により、その外観の変更、修正、改良を行い、プレイフィールドの照光条件に応じて検出を改良させるようにする球形のオブジェクト１０４を備えたコントローラ１００を示す。プレイフィールドが（自然光源あるいは人工光源の）照光源、例えば太陽４６２からの光がさしこむ窓など、の近くに存在する場合、視覚検出が昼や夜の時刻、プレイフィールドの光量に応じて影響を受けることがある。また、球形のオブジェクトの外観も、太陽光線からの入射角に影響される。例えば、日光がボールの正面に当たった場合、背面に当たった場合、側面に当たった場合では、球形のオブジェクトの外観が変わる。同様に、ランプ（あるいはこれに類するもの）のような人工光源は、ランプが点灯か消灯かに応じて、あるいはカラーの照明が使用されているかどうかに応じて視覚検出に影響しうる。
【００３２】
一実施形態では、球形のオブジェクト１０４の中にはオンオフ可能な光源を有しており、これにより球形のオブジェクト１０４を視覚的に改良することができる。この光源をオンにすることができるのはプレーヤか、球形のオブジェクト１０４を含むコントローラ１００と通信状態にあるゲームコンソールである。別の実施形態では、球形のオブジェクト１０４は透明のシェルを含みうる。別の実施形態では、該シェルは半透明となるようにつや消しされていてもよい。さらに、シェルは（透明かつや消しされているかを問わず）任意のシェーディング、色またはテクスチャを有していてもよい。例えば、シェルがつや消しされているか、シェードがかけられていれば、球形のオブジェクト１０４は照光されていないときには暗く見えるように作られてよい。シェードの一例としては、グレー、ブラック、シルバーが挙げられる。あるいは、特定の環境に置いたときにその色調によってコントラストを区別することができるのであれば、これらの色を組み合わせたものでもよい。シェルは、例えば、プラスチック、ゴム、ガラス、泡、成形物などの多くの材料から形成されてもよい。また、これらの材料は、塗布、染色、成形などにより、どのような色に着色されてもよい。
【００３３】
さらに、球形のオブジェクト１０４に内部の光源により、白や黄色などのさまざまな色を再現でき、他の色も再現可能である。照光された球形のオブジェクトによって、低環境光条件における検出を改善することができる。また、ボールを暗い色にすると、明るい光条件における検出を改善することができる。
【００３４】
図４Ａおよび４Ｂに本発明の一実施形態による、ジョイスティックとしてのコントローラ１００の使用を示す。図４Ａでは、コントローラ１００は球形のオブジェクト１０４が面４００の上方にある状態で示されており、図４Ｂでは、球形のオブジェクト１０４はピボットポイント（枢軸ポイント）４０２で面４００と接触している。センサ４０４は、球形のオブジェクト１０４が面４００と接触するときを検出する。センサ４０４を球形のオブジェクト１０４とハンドル１０２との間に配置しているのは例示のためであり、これに限定されない。
球形のオブジェクト１０４が面４００と接触しているとセンサ４０４が判断すると、コントローラは自動的にジョイスティックモードに切り替わる。ジョイスティックモードに入ることで、前方入力部と前方トリガとが無効になり、その一方で後方入力部と後方トリガとが有効になる。さらに、ジョイスティックモードに入ることで、ピボットポイント４０２の周囲のハンドル１０２の相対運動を測定するように動作検出ハードウェアを設定することができる。ピボットポイント４０２の位置は、球形のオブジェクト１０４と面４００とが接触する位置であって、球形のオブジェクト１０４上に定められた物理的位置ではない。
【００３５】
別の実施形態では、ピボットポイントは球形のオブジェクトとハンドルとの間の固定された位置にある。ピボットポイントによりハンドルを球形のオブジェクトに対して移動させたり回転させたりできる。一実施形態では、ハンドルの物理的移動が測定されて画面のアクションと関連づけられる。他の実施形態では、ハンドルに対応付けられるひずみゲージと球形のオブジェクトとにより加えられている力が測定されて画面のアクションと関連付けられる。
【００３６】
図４Ｃ〜４Ｈは、本発明の各種実施形態による、コントローラ１００がジョイスティックモードで置かれる面４００の各種の実施例を示す。図４Ｃは比較的フラットな面４００上にあるコントローラ１００を示す。一方、図４Ｄの面は凹んでいる。図４Ｅでは、面４００は比較的フラットな面である。この面は水平方向からの角度が傾斜している。図４Ｆは、コントローラ１００が凸状の面４００に示されている例示的実施形態である。図４Ｇに示すさらに別の実施形態では、コントローラ１００の球形のオブジェクト１０４は一様ではない、でこぼこした(an irregular surface)面４００と接触している。図４Ｇに例示する実施形態は、コントローラ１００が詰め物をされたソファの肘掛、肘掛け椅子、またはユーザの足と接触して置かれる場合に見られる。図４Ｈでは、球形のオブジェクト１０４は別の、でこぼこした面４００と接触している。
【００３７】
コントローラ１００がジョイスティックモードに入ると、リファレンスサーフェス、いわゆる基準となる面が確立される。一実施形態では、この基準面は面４００に対するハンドル１０２の位置に対する相対位置に基づいて決定される。この、面に対するハンドルの相対位置は、コントローラに対応づけられる位置センサからのデータに基づいて決定されてもよい。別の実施形態では、面に対するハンドルの相対位置を決定するために、位置センサからのデータとあわせて視覚トラッキングデータが使用される。さらに別の実施形態では、超音波、視覚トラッキングデータおよび位置センサデータの組み合わせを使用して面に対するハンドルの相対位置が決定されてもよい。面に対するハンドルの相対位置を決定するための例は、限定的なものではない。検討されていない更なる技術を用いることもできる。
【００３８】
図５Ａ〜５Ｅは、本発明の各種実施形態による、コントローラのジョイスティックモードでの使用の例示的実施形態である。球形のオブジェクト１０４を含むコントローラ１００をジョイスティックモードで握りながら椅子５００に座っているユーザＡが図示されている。５０４で詳細を示しているように、球形のオブジェクト１０４はコントローラ１００がジョイスティックモードで把持されているときは椅子５００の肘掛け５０６に接触している。上述したように、球形のオブジェクト１０４が肘掛け５０６などのオブジェクトと接触状態にあるときにセンサが感知し、ジョイスティックモードが有効になる。
【００３９】
コントローラ１００がジョイスティックモードに入ると、コントローラに対応づけられているハードウェアからのデータによってピボットポイント周囲のコントローラの相対動作が決定されうる。別の実施形態では、コントローラハードウェアからのデータが視覚情報と組み合わせられて、ピボットポイント周囲のコントローラの相対動作が決定される。視覚情報の有無に関わらずコントローラハードウェアからのデータを使用することによって、例えば凸面形状の肘掛け５０６などの一様でない面にコントローラ１００を置くことが可能になる。
【００４０】
図５Ｂはコントローラ１００がジョイスティックとして使用されている場合の例示的実施形態である。図５Ｂは、コントローラを足に押し当ててジョイスティックモードを有効にしているユーザＡの側面図と正面図とを示す。本実施形態では、コントローラハードウェアからのデータと視覚情報とに基づいてコントローラ１００はその相対位置を決定することができる。
【００４１】
図５Ｃ〜５Ｅは、本発明の各種実施形態による、ジョイスティックモードで使用されるコントローラ１００の更なる実施例である。図５Ｃは、テーブル５０８に球形のオブジェクトを押し当てることでコントローラ１００をジョイスティックモードにしているユーザＡを示す。図５Ｄに示す別の実施形態では、ユーザＡはテーブル５０８にコントローラ１００を押し当てた状態で椅子に座り、コントローラをジョイスティックモードにしている。さらに他の別の実施形態では、ユーザＡは椅子に座り、サイドテーブル５１０がユーザＡにより把持されるコントローラ１００を支持している。図５Ｃ〜５Ｅに示すコントローラは、一般的には表面が堅いと考えられるテーブルにより支持されているが、このコントローラはまた、枕などの柔らかい面（これに限定されないが）や、その他の柔らかい面に対して置かれる場合にはジョイスティックモードで機能する。
【００４２】
図５Ｆ−１はコントローラ１００の別の実施形態の上面図であり、図５Ｆ−２は側面図である。本実施形態では、前方入力部１１４は補足入力部１１５がその上に設けられているジョイスティックである。ワンドモードでコントローラ１００が把持される場合、ジョイスティックはユーザの親指で操作されうる。自然な角度に親指をとどめておくことができるように、ジョイスティックはハンドル１０２のくぼみまたは凹部に設けられている。 補足入力部１１５は、「Ｘ」、円、四角および三角の図柄がデザインされたボタンを含む。一実施形態では、このＸボタンの一部がハンドル１０２のくぼみ内にあるので、少しの動作でＸボタンの押下とジョイスティックの操作とを切り替えることができる。図５Ｆ−２に示すように、コントローラ１００はさらに前方トリガ１０８ａと１０８ｂとを含む。これらはユーザの人差し指または他の指で操作することができる。
【００４３】
コントローラ１００がワンドモードで操作される各種実施形態では、ジョイスティックは、ゲームコンソールで実行されているビデオゲームの状況や場面を制御するために、アナログ入力を行う。例えば、ジョイスティックを使用してゲーム内のアバターに対するキャラクタを動作させるようにしてもよい。また、ジョイスティックを使用してコントローラ１００の移動を検出し、これを使用して同ゲームアバター内の頭の動きを制御するようにしてもよい。したがって、ユーザがジョイスティックを前方に押すとゲーム内のアバターを前に歩かせることができ、コントローラ１００を物理的に左右に動かすと、ゲーム内のアバターが左右に回転する。これにより、現実世界の人間が頭を動かして、歩いている方向とは違う方向を見ながら一方向に歩くことができる、といったより現実的なシミュレーションをすることができる。
【００４４】
コントローラがジョイスティックモードで操作される各種実施形態では、後方入力部１１０が利用される。図５Ｆ−１〜図５Ｆ−３に示されているように、後方入力部１１０はトラックボールのようなデバイスであり、ユーザの親指で操作可能である。図５Ｆ−３はコントローラの断面図であり、トラックボールを後方入力部１１０としてより明瞭に示す。トラックボールを後方入力部１１０として使用することで、ユーザのコントローラ１００への入力を受信する更なる方法が提供される。したがって、ピボットポイントに対するコントローラ１００の移動は、ゲームやアプリケーション、ゲームコンソールのグラフィカルユーザインターフェースの１つの状況や場面を制御するために適用することもでき、さらに、トラックボールを通じてさらなる入力を受信することができる。例えば、インターネットにアクセスして閲覧するためにゲームコンソールを使用が使用される実施形態では、コントローラをジョイスティックモードで使用してインターネットブラウザを制御するようにしてもよい。一実施形態では、トラックボールを使用して画面上のカーソルを操作するといった微調整を行うことができる。ハンドルをジョイスティックとして左に動かす動作はブラウザの「戻る」ボタンを押す動作に相当する。また、ハンドルを前後に動かすことでブラウザがウェブサイトをスクロールできるようになる。他の実施形態では、ジョイスティックとしてのハンドルの移動を用いて、カーソルを制御するようにしてもよい。また、ユーザはトラックボールによって、上方、下方および左右へスクロールすることができる。ジョイスティックモードでコントローラ１００を使用する場合、トラックボールを使用してユーザ入力を行う間はコントローラを固定しておくことができる。トラックボールの各実施形態においては、トラックボールはボタンと同様、押下げられるようにさらに構成される。他の実施形態では、後方入力部１１０は図１Ｂに図示したボタンと同様のボタンを使用することができた。さらに他の実施形態では、方向指示パッドや小さな親指で操作するジョイスティックであっても後方入力部として使用することができた。
【００４５】
図６は、本発明の一実施形態によるコントローラ１００の別の実装形態を示す。本実施形態では、ユーザＡの一方の手でコントローラ１００のハンドル１０２が把持され、ユーザＡのもう一方の手で球形のオブジェクト１０４が操作される。本実施形態では、加えられた力は、球形のオブジェクト１０４とハンドル１０２との間のひずみゲージにより検出される。この力は画面上のアクションと相関される。本実施形態では、ユーザＡはハンドル１０２に対する球形のオブジェクト１０４を操作できる。ある購買層にとっては、動きの細かな制御がまだできないか、あるいはもうできなくなっていることにより、ハンドルよりも球形のオブジェクトを操作するほうが都合がいい場合がある。前方入力部としてユーザＡからの追加の入力を行うこともできるし、本実施形態を前方トリガにも利用してもよい。
【００４６】
図７Ａは本発明の一実施形態による、コントローラをジョイスティックモードで使用するための例示的な操作を説明したフローチャートである。操作７００において、ジョイスティックモードのアクティベーションが検出される。一実施形態では、コントローラにはセンサまたはいくつかのセンサの組み合わせが含まれ、ジョイスティックモードでコントローラを設置する条件が自動検出される。例えば、ひずみゲージなどのセンサ（これに限定されるわけではない）は球形のオブジェクトがハンドルの方向に押されていることを示す圧縮力を検出することができるし、この逆の場合の圧縮力を検出することもできる。圧縮力が予め定められた閾値を越えると、コントローラは自動的にジョイスティックモードに入り得る。別の実施形態では、圧縮力が一定期間閾値を越えてはじめて、コントローラがジョイスティックモードに入る。別の実施形態では、コントローラが物体にぶつけられたり、誤って物体に当てられて、間違ってジョイスティックモードに入らないようにするために、加速度計を使用して、ジョイスティックモードに入る前にコントローラが実質的に垂直であるかどうかを判断するようにしてもよい。
【００４７】
操作７０２では、リファレンスサーフェス、いわゆる基準面とピボットポイントとが決定される。一実施形態では、モーションセンサからのデータを使用して、コントローラがジョイスティックモードに入る場合にピボットポイントに対する基準面が決定される。別の実施形態では、モーションセンサデータとともにカメラが捕らえた視覚情報を使用して基準面を決定する。操作７０４では、基準面に対するコントローラへのユーザ入力が検出される。モーションセンサの周期的サンプリングを使用して、コントローラへのユーザ入力がピボットポイントに対して、ピッチであるか、ヨーであるか、ローであるか、あるいはこれらの組み合わせであるかを判断するようにしてもよい。
【００４８】
操作７０６では、ユーザが球形のオブジェクトを面から持ち上げた際に起きるジョイスティックモードのディアクティベーションが検出される。次にジョイスティックモードに入るまでは他のモードであってもよい。操作７０８では、ジョイスティックモードのリアクティベーション、つまり再度のアクティベーションがなされたか否かが判断される。ジョイスティックモードが再び有効にされていれば、処理は操作７０２へ戻る。ジョイスティックモードのリアクティベーションが検出されなければ、操作７１０で自動的にコントローラをワンドモード（あるいは他の所定のモード）にする。この時点で他のゲームインターフェース機能が実行されてもよい。
【００４９】
図７Ｂは本発明の一実施形態である、ユーザによるカスタマイズが可能なコントローラの各種特徴を示した例示的な構成ツリーである。図８Ｂに示す構成ツリーを使用して複数のユーザにより使用される複数のコントローラを構成するようにしてもよい。複数のユーザがゲームコンソールを使用しているときは、ＧＵＩは、設定されるコントローラを選択するものが含まれる。設定されるコントローラが決定されると、ユーザはモード８０８、色８１０、およびコントローラの感覚フィードバック８１４を選択することができる。モード８０８を変更する場合、ユーザはオート８１５、ジョイスティック８１６、およびポインタ８２０などのモードから選択できる。個々のモードはそれぞれ、オート検出８３２、マニュアルアクティベーション８３４（これらに限定されないが）などの更なるカスタマイゼーションが可能である。一実施形態では、モード８０８のもとで行われる選択により、特定のプレーヤに対するコントローラのデフォルトモードが決定される。
【００５０】
一実施形態では、色８１０の選択により、ユーザは球形のオブジェクトの内側照光色を決めることができる。本実施形態では、ユーザは、赤８２２、青８２４、緑８２６の中から色を選択することができる。別の実施形態では、ユーザはＧＵＩ内に表示された色域から選択することができる。球形のオブジェクトの色を選択できるので、複数のユーザが自身のコントローラの外見をカスタマイズできる。これにより、ユーザが自身のコントローラを区別しやすくなるだけでなく、図３Ｃに説明したように、コントローラを視覚的に識別しやすくする。
【００５１】
設定することができる別の特徴としては、感覚フィードバック８１４が挙げられる。一実施形態では、コントローラは画面に表示されるイベントに基づいて感覚フィードバックを生成することができるハードウェアを含む。例えば、一実施形態では、コントローラは、画面上のイベントに応答して生成される振動を用いて触覚フィードバックを提供することができる。別の実施形態では、コントローラに取り付けられた小さなスピーカが可聴フィードバックを提供することができる。感覚フィードバックによりゲーム体験のリアリティを高めることができる一方で、オフ８２８を選択してこのフィードバックを無効にしたいと思うユーザもいる。他の形態では、オン８３０を選択するとコントローラが感覚フィードバックを提供できるようになる。
【００５２】
図７Ｃは、本発明の一実施形態による、コントローラ１００のモード設定に使用されうる例示的な、あるいは任意のスイッチ８４０の模式図である。詳細８４２によりスイッチ８４０をより詳しく見ることができる。本実施形態では、コントローラのモードは、ＧＵＩではなくスイッチ８４０の位置によって決定される。スイッチ８４０はハンドル上に設けられており、オート８１５、ジョイスティック８１９、ワンド８１８、およびポインタ８２０として４つの位置が定義されている。スイッチ８４０で各種位置を切り替えることによって、ユーザはＧＵＩをナビゲートする必要なくコントローラのモードを迅速に切り替えることができる。別の実施形態では、スイッチ８４０はＧＵＩの設定とあわせて使用される。そのような実施形態を用いると、スイッチ８４０はデフォルトのコントローラモードを決定し、ＧＵＩはコントローラの他の特徴を設定するために使用される。
【００５３】
図８は本発明の位置実施形態による、複数のコントローラに対応可能なゲームコンソールであるソニー（登録商標）プレイステーション３（登録商標）エンターテインメントデバイスのシステムアーキテクチャ全体を模式的に示す。システムユニット９００は、システムユニット９００に接続可能な様々な周辺機器を備える。システムユニット９００は、Ｃｅｌｌプロセッサ９２８、Ｒａｍｂｕｓ（登録商標）ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＸＤＲＡＭ）ユニット９２６、専用のビデオランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ）ユニット９３２を有するＲｅａｌｉｔｙ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒグラフィックユニット９３０、およびＩ／Ｏブリッジ９３４を備える。また、システムユニット９００は、Ｉ／Ｏブリッジ９３４を介してアクセス可能な、ディスク９４０ａから読み出すためのブルーレイ（登録商標）ディスクＢＤ−ＲＯＭ（登録商標）光ディスクリーダ９４０、および着脱可能なスロットインハードディスクドライブ（ＨＤＤ）９３６も備える。任意選択で、システムユニット９００は、同様にＩ／Ｏブリッジ９３４を介してアクセス可能な、コンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカード、メモリースティック（登録商標）メモリカードなどを読み出すためのメモリカードリーダ９３８も備える。
【００５４】
また、Ｉ／Ｏブリッジ９３４は、６つのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）２．０ポート９２４、ギガビットイーサネット（登録商標）ポート９２２、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ／ｇ無線ネットワーク（Ｗｉ−Ｆｉ）ポート９２０、および最大７つのブルートゥース接続に対応可能なブルートゥース（登録商標）無線リンクポート９１８にも接続している。
【００５５】
動作時に、Ｉ／Ｏブリッジ９３４は、１台以上のゲームコントローラ９０２からのデータを含む、全ての無線、ＵＳＢ、およびイーサネット（登録商標）のデータを処理する。例えば、ユーザがゲームをプレイ中に、Ｉ／Ｏブリッジ９３４はブルートゥースリンクを介してゲームコントローラ９０２からデータを受信して、これをＣｅｌｌプロセッサ９２８に転送し、Ｃｅｌｌプロセッサ１４２８が適宜ゲームの現在の状態を更新する。
【００５６】
また、無線、ＵＳＢ、およびイーサネット（登録商標）の各ポートを介して、ゲームコントローラ９０２のほかに、他の周辺機器も接続することが可能となる。このような周辺機器には、例えば、リモコン９０４、キーボード９０６、マウス９０８、ソニープレイステーションポータブル（登録商標）エンターテイメントデバイスなどのポータブルエンターテイメントデバイス９１０、ＥｙｅＴｏｙ（登録商標）ビデオカメラ９１２などのビデオカメラ、マイクロフォンヘッドセット９１４などがある。このため、これらの周辺機器は、原則としてシステムユニット９００に無線で接続されうる。例えば、ポータブルエンターテイメントデバイス９１０はＷｉ−Ｆｉアドホック接続を介して通信し、マイクロフォンヘッドセット９１４はブルートゥースリンクを介して通信しうる。
【００５７】
これらのインターフェースを提供することにより、プレイステーション３デバイスは、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、セットトップボックス、デジタルカメラ、ポータブルメディアプレーヤ、ＶｏＩＰ電話、携帯電話、プリンタ、およびスキャナなどの他の周辺機器と場合によっては互換となりうる。
【００５８】
更に、ＵＳＢポート９２４を介して旧式メモリカードリーダ９１６をシステムユニットに接続することができ、プレイステーション（登録商標）デバイスまたはプレイステーション２（登録商標）で用いられていたタイプのメモリカード９４８の読み出しが可能となる。本実施形態では、ゲームコントローラ９０２は、ブルートゥースリンクを介してシステムユニット９００と無線通信するように動作可能である。しかし、その代わりに、ゲームコントローラ９０２が、ＵＳＢポートに接続されてもよく、これにより、ゲームコントローラ９０２のバッテリに充電するための電力も供給する。１つ以上のアナログジョイスティックおよび従来のコントロールボタンに加えて、ゲームコントローラはそれぞれの軸の移動と回転とに対応する６自由度の動きに敏感である。このため、従来のボタンやジョイスティックコマンドに加えて、あるいはこれらの代わりに、ゲームコントローラのユーザによるジェスチャや動作がゲームへの入力として変換されうる。任意選択で、プレイステーションポータブルデバイスなどの他の無線対応の周辺機器をコントローラとして使用することができる。プレイステーションポータブルデバイスの場合、追加のゲーム情報または制御情報（例えば、制御命令あるいはライブの数）が該デバイスの画面に提示されうる。  他の代替的または補助的な制御装置が使用されてもよく、これには、ダンスマット（不図示）、ライトガン（不図示）、ハンドルおよびペダル（不図示）、あるいは、即答クイズゲームのための１つまたは複数の大型のボタン（これも図示なし）などの特注品のコントローラなどがある。
【００５９】
また、リモコン９０４も、ブルートゥースリンクを介してシステムユニット９００と無線通信するように動作可能である。リモコン９０４は、ブルーレイディスクＢＤ−ＲＯＭリーダ９４０の操作、およびディスク内容の閲覧のために適した制御を備える。
【００６０】
ブルーレイディスクＢＤ−ＲＯＭリーダ９４０は、従来の記録済みＣＤ、記録可能ＣＤ、およびいわゆるスーパーオーディオＣＤのほか、プレイステーションデバイスおよびプレイステーション２デバイスと互換のＣＤ−ＲＯＭを読み出すように動作可能である。また、リーダ９４０は、従来の記録済みＤＶＤおよび記録可能ＤＶＤのほか、プレイステーション２デバイスおよびプレイステーション３デバイスと互換のＤＶＤ−ＲＯＭを読み出すように動作可能である。更に、リーダ９４０は、従来の記録済みブルーレイディスクおよび記録可能ブルーレイディスクのほか、プレイステーション３デバイスと互換のＢＤ−ＲＯＭを読み出すように動作可能である。
【００６１】
システムユニット９００は、Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒグラフィックユニット９３０を介して、プレイステーション３デバイスによって生成またはデコードされた音声およびビデオを、音声コネクタおよびビデオコネクタ経由で、ディスプレイ９４４および１つ以上のスピーカ９４６を備えた表示および音声出力デバイス９４２（モニタまたはテレビ受像機など）に提供するように動作可能である。音声コネクタ９５０は、従来のアナログ出力およびデジタル出力を備える一方、ビデオコネクタ９５２は、コンポーネントビデオ、Ｓ−ビデオ、コンポジットビデオ、および１つ以上の高品位マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）の出力などを種々備えうる。したがって、ビデオ出力は、ＰＡＬまたはＮＴＳＣ、あるいは７２０ｐ、１０８０ｉまたは１０８０ｐの高解像度などのフォーマットであってもよい。
【００６２】
音声処理（生成、デコードなど）はＣｅｌｌプロセッサ１４２８によって実行される。プレイステーション３デバイスのオペレーティングシステムは、ドルビー（登録商標）５．１サラウンドサウンド、ドルビー（登録商標）シアターサラウンド（ＤＴＳ）、およびブルーレイディスク（登録商標）からの７．１サラウンドサウンドのデコードに対応している。
【００６３】
本実施形態では、ビデオカメラ９１２は、１つの電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＬＥＤインジケータ、およびハードウェアベースのリアルタイムデータ圧縮およびエンコード装置を備え、圧縮ビデオデータが、システムユニット９００によるデコードのために、イントラ画像ベースのＭＰＥＧ（motion picture expert group）標準などの適切なフォーマットで送信されるようになる。カメラのＬＥＤインジケータは、例えば不利な照明条件を示す適切な制御データをシステムユニット９００から受け取ると、発光するように配置されている。ビデオカメラ９１２の実施形態は、ＵＳＢ、ブルートゥースまたはＷｉ−Ｆｉの通信ポートを介して、システムユニット９００にさまざまな方法で接続しうる。ビデオカメラの実施形態は、１つ以上の関連するマイクロフォンを備えており、音声データを送信することができる。ビデオカメラの実施形態では、ＣＣＤは、高解像度のビデオキャプチャに適した分解能を備えうる。使用時に、ビデオカメラによってキャプチャされた画像が、例えば、ゲーム内に取り込まれるか、またはゲームの制御入力として解釈されうる。一般に、システムユニット９００の通信ポートの１つを介して、ビデオカメラまたはリモコン等などの周辺機器とのデータ通信がうまく行われるように、デバイスドライバ等の適切なソフトウェアを提供する必要がある。デバイスドライバ技術は公知であり、ここで詳細に説明しないが、当業者であればデバイスドライバまたは同様のソフトウェアインタフェースが、記載する本実施形態で必要とされうることを理解するであろう。
【００６４】
図９は、本発明の一実施形態によるＣｅｌｌプロセッサ９２８の模式図である。Ｃｅｌｌプロセッサ９２８は、メモリコントローラ１０６０およびデュアルバスインタフェースコントローラ１０７０Ａ、Ｂを含む外部入出力構造、パワープロセッシングエレメント１０５０と呼ばれるメインプロセッサ、シナジスティックプロセッシングエレメント（ＳＰＥ）１０１０Ａ〜Ｈと呼ばれる８基のコプロセッサ、エレメント相互接続バス１０８０と呼ばれる上記のコンポーネントに接続している環状データバス、の４つの基本コンポーネントを備えたアーキテクチャを有する。プレイステーション２デバイスのエモーションエンジンは６．２ギガフロップスであるのに対し、Ｃｅｌｌプロセッサの総浮動小数点演算性能は、２１８ギガフロップスである。
【００６５】
パワープロセッシングエレメント（ＰＰＥ）１０５０は、３．２ＧＨｚの内部クロックで動作し、双方向同時マルチスレッディングＰｏｗｅｒ９７０準拠のＰｏｗｅｒＰＣコア（ＰＰＵ）１０５５をベースにしている。ＰＰＥ１０５０は、５１２ｋＢのレベル２（Ｌ２）キャッシュと、３２ｋＢのレベル１（Ｌ１）キャッシュとを備える。ＰＰＥ１０５０は、クロックサイクルごとに８つのシングルポジション操作、いわゆる単一位置操作ができ、これは、３．２ＧＨｚで２５．６ギガフロップスに相当する。ＰＰＥ１５５０の主な役割は、演算作業負荷の大部分を処理するシナジスティックプロセッシングエレメント１０１０Ａ〜Ｈのコントローラとして機能することにある。動作時に、ＰＰＥ１０５０はジョブキューを保持し、シナジスティックプロセッシングエレメント１０１０Ａ〜Ｈのジョブをスケジュールしており、その進捗を監視する。したがって、各シナジスティックプロセッシングエレメント１５１０Ａ〜Ｈはカーネルを実行し、その役割は、ジョブを取り出して、これを実行し、ＰＰＥ１０５０と同期されることにある。
【００６６】
各シナジスティックプロセッシングエレメント（ＳＰＥ）１０１０Ａ〜Ｈは、シナジスティックプロセッシングユニット（ＳＰＵ）１０２０Ａ〜Ｈおよびメモリフローコントローラ（ＭＦＣ）１０４０Ａ〜Ｈをそれぞれ備え、ＭＦＣ１０４０Ａ〜Ｈは、ダイナミックメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ）１０４２Ａ〜Ｈ、メモリ管理ユニット（ＭＭＵ）１０４４Ａ〜Ｈ、およびバスインタフェース（不図示）をそれぞれ備える。各ＳＰＵ１５２０Ａ〜Ｈは３．２ＧＨｚでクロック供給され、原則として４ＧＢまで拡張可能な２５６ｋＢのローカルＲＡＭ１５３０Ａ〜Ｈを備えたＲＩＳＣプロセッサである。各ＳＰＥは、理論的には単精度処理性能で２５．６ギガフロップスを示す。１つのＳＰＵは、１クロックサイクルに、４つの単精度浮動小数点数、４つの３２ビット数、８つの１６ビット整数または１６の８ビット整数を処理することができる。同じクロックサイクルで、メモリ操作も実行することができる。ＳＰＵ１０２０Ａ〜ＨはシステムメモリＸＤＲＡＭ９２６に直接アクセスしない。ＳＰＵ１０２０Ａ〜Ｈが作成した６４ビットアドレスがＭＦＣ１０４０Ａ〜Ｈに渡され、ＭＦＣ１０４０Ａ〜Ｈが、自身のＤＭＡコントローラ１０４２Ａ〜Ｈに対して、エレメント相互接続バス１０８０およびメモリコントローラ１０６０を介してメモリにアクセスするように指示する。
【００６７】
エレメント相互接続バス（ＥＩＢ）１０８０は、Ｃｅｌｌプロセッサ９２８内部の論理的には環状の通信バスであり、上記のプロセッサエレメント（すなわち、ＰＰＥ１０５０、メモリコントローラ１０６０、デュアルバスインタフェース１０７０Ａ，Ｂ、および８基のＳＰＥ１０１０Ａ〜Ｈ、合計１２個のパーティシパント）を接続している。パーティシパントは、１クロックサイクルにつき８バイトの速度で、バスに同時に読み出しおよび書き込みを行うことができる。上で説明したように、各ＳＰＥ１０１０Ａ〜Ｈは、長いリードまたはライトのシーケンスをスケジュールするためのＤＭＡＣ１０４２Ａ〜Ｈを備える。ＥＩＢは、４つのチャネルを備え、そのうち２つは時計回り方向であり、残り２つは反時計回り方向である。したがって、１２のパーティシパントについて、２つのパーティシパント間のステップ方式の最長のデータフローは、適切な方向で６ステップとなる。このため、パーティシパント間でアービトレーションが行われて完全な利用度が実現されると、１２のスロットの理論上のピーク瞬間ＥＩＢ帯域幅は、１クロックにつき９６Ｂとなる。これは、３．２ＧＨｚのクロック速度で３０７．２ＧＢ／ｓ（ギガバイト／秒）の理論上のピーク帯域幅に相当する。
【００６８】
メモリコントローラ１０６０は、ラムバス社（Rambus Incorporated）によって開発されたＸＤＲＡＭインターフェース１０６２を備える。このメモリコントローラは、２５．６ＧＢ／ｓの理論上のピーク帯域幅で、Ｒａｍｂｕｓ  ＸＤＲＡＭ９２６とインターフェースする。
【００６９】
デュアルバスインタフェース１０７０Ａ、Ｂは、Ｒａｍｂｕｓ  ＦｌｅｘＩＯ（登録商標）システムインタフェース１０７２Ａ、Ｂを備える。このインターフェースは、それぞれ８ビット幅の１２のチャネルに編成されており、このうち、５の経路が受信用、７つの経路が送信用である。これにより、Ｃｅｌｌプロセッサと、コントローラ１７０Ａを介してＩ／Ｏブリッジ７００間、およびコントローラ１７０Ｂを介してＲｅａｌｉｔｙ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒグラフィックユニット２００間で、理論上のピーク帯域幅が６２．４ＧＢ／ｓ（送信３６．４ＧＢ／ｓ、受信２６ＧＢ／ｓ）が得られる。
【００７０】
Ｃｅｌｌプロセッサ９２８によってＲｅａｌｉｔｙ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒグラフィックユニット９３０に送信されるデータには、通常、表示リストが含まれ、これは、頂点を描画したり、ポリゴンにテクスチャを貼り付けたり、照明条件を指定するなどための一連のコマンドである。実施形態では、現実世界のユーザをより正確に特定し、アバターまたはシーンのアクティビティを管理するために深度データのキャプチャが行われてもよい。物体は、人物が把持している物体であっても、人物の手であってもよい。本明細書においては、「深度カメラ」および「三次元カメラ」との用語は、距離情報や深度情報のほかに、二次元のピクセル情報も得ることができるカメラを指す。例えば、距離情報を得るために、深度カメラは制御された赤外光を利用してもよい。別の例示的な深度カメラは、２台の基準カメラを使用して距離情報の三角測量を行うペアのステレオカメラであってよい。同様に、「深度感知デバイス」なる用語は、距離情報のほかに２次元のピクセル情報も得ることができるデバイスを指す。
【００７１】
３次元画像の最近の進歩により、リアルタイムでのインタラクティブなコンピュータアニメーションの実現性を高める可能性が広がっている。特に、新たな「深度カメラ」は、通常の二次元ビデオ画像に加えて、３次元ビデオ画像をキャプチャしマッピングすることができる。本発明の実施形態は、この新たな深度カメラを使用して、コンピュータで生成されたオブジェクトをリアルタイムで他のオブジェクトの背後を含むビデオシーン内の様々な位置に配置することができる。
【００７２】
さらに、本発明の実施形態はリアルタイムでのインタラクティブなゲーム体験をユーザに提供する。例えば、ユーザは、コンピュータが生成したさまざまなオブジェクトとリアルタイムでインタラクションを行うことができる。さらに、ユーザのゲーム体験を高めるためにビデオシーンをリアルタイムで変更することができる。例えば、コンピュータが生成したコスチュームを、ユーザの服にはめ込んだり、コンピュータが生成した光源を利用して、ビデオシーン内に仮想の影を表示させることができる。このため、本発明の各種実施形態と深度カメラを使用して、ユーザは自分のリビングルームでインタラクティブなゲーム環境を体験することができる。深度カメラは、通常のカメラと同様に、ビデオ画像を含む複数のピクセルに対する２次元データをキャプチャする。これらの値はピクセルのカラー値であり、通常は、各ピクセルの赤、緑、青（ＲＧＢ）の値である。このようにして、カメラによってキャプチャされたオブジェクトは、モニタ上で２次元のオブジェクトとして現れる。
【００７３】
さらに本発明の実施形態は分散型の画像処理構成についても考察している。例えば、本発明は、１つの場所（ＣＰＵなど）や２つの場所（ＣＰＵと他の１つの素子など）で行われるキャプチャ画像および表示画像の処理に限定されない。例えば、入力画像処理は、処理を実行することができる関連のＣＰＵ、プロセッサまたは装置において容易に行うことができ、基本的には、画像処理の全てを、相互接続システム全体に分散させることができる。このため、本発明は、特定の画像処理ハードウェア回路および／またはソフトウェアに限定されない。また、本明細書に記載した実施形態は、一般的なハードウェア回路および／またはソフトウェアの特定の組み合わせに限定されず、処理コンポーネントによって実行される命令の特定のソースにも限定されない。
【００７４】
上記の実施形態を考慮に入れて、本発明が、コンピュータシステムに記憶されたデータを使用する、各種のコンピュータ実装操作を使用してもよい点を理解すべきである。これらの操作には、物理量の物理的な操作を必要とする操作が含まれる。この物理量は通常、記憶、転送、結合、比較などの操作が可能な電気信号または磁気信号の形を取るが、必ずしもこれらに限定されない。更に、実行される操作は、生成、特定、決定または比較などと呼ばれることが多い。
【００７５】
上記した発明は、携帯式デバイス、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家庭用電気製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、他のコンピュータシステム構成によって実施されてもよい。また、本発明は、分散コンピューティング環境で実施されてもよく、このような環境では、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される。
また、本発明は、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして実施されてもよい。コンピュータ可読媒体は、電磁搬送波を含め、コンピュータシステムによって後から読取ることができるデータを記憶できるデータ記憶装置であれば、どのようなものに存在してもよい。コンピュータ可読媒体の例には、ハードディスク、ネットワーク接続記憶装置（ＮＡＳ）、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープおよび他の光学式データ記憶装置および非光学式データ記憶装置などがある。また、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散式に記憶されて、実行されるように、ネットワークに結合されたコンピュータシステムを介して分散されてもよい。
【００７６】
上記に、本発明を明確に理解できるように多少詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲内で変更例または変形例を実施できることは明らかである。したがって、本実施形態は例示的なものであり、制限するものではなく、本発明は本明細書に記載されている詳細な事項に限定されず、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で変更されてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ−１】
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【図１Ｅ−２】
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【図１Ｅ−３】
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【図１Ｆ−１】
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【図１Ｆ−２】
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【図１Ｇ−１】
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【図１Ｇ−２】
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【図１Ｇ−３】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ−１】
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【図５Ｆ−２】
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【図５Ｆ−３】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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