(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照位置に対する少なくとも第１及び第２の次元におけるコントロールスティックの物理的な変位に関連付けられた第１の位置情報を取得するための第１の回路と、
オブジェクトが前記コントロールスティックに近接又は接触しているか否かを自動的に検出し、対応する存在検出信号を生成するための第２の回路と、
オブジェクトが前記コントロールスティックに近接又は接触していないことを示す存在検出信号に応じて、前記コントロールスティックの前記参照位置を自動的に較正するためのロジックと、
を備えることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記参照位置を自動的に較正するための前記ロジックは、前記コントロールスティックの機械的位置を論理的な座標空間における中心位置に関連付けることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記コントロールスティックと、
前記コントロールスティックの物理的な変位を検出し、対応する第１の位置情報を生成するための、前記コントロールスティックに結合された第１のセンサと、
前記コントロールスティックに近接又は接触するオブジェクトの存在を検出し、対応する前記存在検出信号を生成するための第２のセンサと、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記第２のセンサは、前記コントロールスティックに配置された接触センサを含み、
前記接触センサは、容量、抵抗、又は前記コントロールスティックの外面に印加された力を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
前記接触センサは、圧電抵抗、圧電、抵抗、容量、光、及び弾性抵抗型のタッチセンサのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
表示されたグラフィックを制御するためのコントローラであって、
本体と、
前記本体から突き出るコントロールスティックと、
前記本体に対する少なくとも第１及び第２の次元における前記スティックの変位を検出し、対応する第１の位置情報を出力するための、前記コントロールスティックに結合された第１のセンサと、
オブジェクトが前記コントロールスティックの外面に接触する前に、前記コントロールスティックの外面から閾値の距離の範囲内にあるオブジェクトを検出し、対応する存在検出信号を出力するための近接センサと、
前記近接センサからの出力に応じて、参照位置を前記コントロールスティックの機械的位置にマップするためのロジックと、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項７】
前記近接センサは、前記コントロールスティック又は前記コントローラの本体に配置された投影型容量センサ、温度センサ、光検出器、又は超音波送受信機を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記参照位置をマップするための前記ロジックは、前記コントロールスティックに近接するオブジェクトの検出に応じて、前記参照位置の較正を開始することを特徴とする請求項６に記載のコントローラ。
【請求項９】
表示されたグラフィックを制御するためのコントローラであって、
本体と、
前記本体から突き出るコントロールスティックと、
前記本体に対する少なくとも第１及び第２の次元における前記スティックの変位を検出し、対応する第１の位置情報を出力するための、前記コントロールスティックに結合された第１のセンサと、
前記コントロールスティックの外面の容量又は印加された力を検出し、対応する存在検出信号を出力するための接触センサと、
前記接触センサからの出力に応じて、参照位置を前記コントロールスティックの機械的位置にマップするためのロジックと、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項１０】
前記接触センサは、前記コントロールスティックに配置され、前記コントロールスティックの表面に印加される圧力を検知し、それに応じて、前記対応する存在検出信号を出力することを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記第２のセンサは、コントローラに配置された近接センサを含み、
前記近接センサは、前記コントロールスティックの表面から閾値の距離の範囲内にあるオブジェクトを検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記近接センサは、前記コントロールスティックに配置された温度センサ、光検出器、又は超音波送受信機を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記第２のセンサは、少なくとも第１の次元に沿った複数の検出要素を有するセンサ配列を含み、
前記センサ配列は、第２の位置情報を更に生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記センサ配列は、２次元の配列を形成するために、少なくとも第２の次元に沿った複数の検出要素を有することを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記センサ配列は、前記コントロールスティックの上面に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の電子装置。
【請求項１６】
オブジェクトが前記コントロールスティックに近接又は接触していることを示す存在検出信号に応じて、前記第１の位置情報に基づいてグラフィックオブジェクトを生成するためのグラフィックスエンジンを有する計算プラットフォームを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ入力装置に関し、とくに、複数の形式の入力センサを採用したコントロールスティックに関する。
【背景技術】
【０００２】
パフォーマンスキャプチャ（例えば、システムのユーザの動きを追跡し、表示されたグラフィックに対応する効果を生じさせる）の近年の進展にもかかわらず、コントロールスティックを有する携帯型コントローラは、電子ゲーム業界において最も人気のある入力装置であり続けている。図１Ａは、ソニープレイステーション（登録商標）シリーズの電子ゲームプラットフォームのために商業的に利用可能なソニーデュアルショック３（登録商標）携帯型コントローラ１００を示す。携帯型コントローラ１００は、コントローラ本体１０１から突き出た２つの親指スティック１０５を含む。それぞれの親指スティック１０５は、表示されたグラフィックに対応する効果を生じさせるために用いられうる２次元の入力（Ｘ，Ｙ）を提供する。それぞれの親指スティック１０５は、アナログスティックとも呼ばれ、より一般的にはコントロールスティックとも呼ばれるが、コントローラ本体１０１の内部の機械的な「中心」位置に対する突起の位置に基づいて、計算プラットフォームに対する位置入力を提供する。使用中、通常ユーザの親指はそれぞれの親指スティック１０５の上面に置かれ、親指により印加された力が親指スティック１０５の位置を中心位置に対して変化させる。それぞれの親指スティック１０５の旋回の基部は、親指スティック１０５の中心位置に対する角度又は位置に比例する連続的な電子的出力を提供するために、コントローラ本体１０１の内部に収容された２以上の電位差計に連結される（そのため、「アナログスティック」と呼ばれる）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
親指スティック１０５の連続的な性質により、より多くの制御が可能となるので、図１に示される方向パッド（Ｄパッド）１１０などのディジタルな方向入力装置よりも人気の高い入力装置となっているが、それにもかかわらず、親指スティック１０５は中心位置の周囲の精度に欠けているとも言える。精度の不足は、必ずしもアナログ解像度により限界があるというわけではなく、典型的には、コントローラ１００又はコントローラ１００から位置情報（例えば、Ｘ，Ｙ）の出力を取得する計算プラットフォームの内部のファームウェア又はソフトウェアにより課される「デッドゾーン」によるところが大きい。
【０００４】
図１Ｂは、親指スティック１０５の機械的範囲にマップされる座標空間における中心（「ホーム」）位置１１１の周囲のデッドゾーン１０３を示す。デッドゾーン１０３の効果は、コントローラ１００からの意図しない入力を避けるために、ゾーンの内部の中心位置１１１からのオフセットは無視される（すなわち、ゼロとして扱われる）ことである。例えば、親指スティック１０５が位置１２０に移動された場合、それはデッドゾーン１０３の内部にあるので、関連付けられたＸ，Ｙ出力は無視される。デッドゾーン１０３を課す１つの理由は、親指スティック１０５が時間の経過とともに機械的摩擦の影響を受けやすく、機械的中心が移動する「バイアス」が進展し、中心位置１１１がドリフトすることである。例えば中心が図１Ｂにおける１１５に移動して、バイアスがデッドゾーン１０３よりも大きくなると、実際にはユーザの入力がなくても（例えば、コントローラ１００が何もせずに置かれていても）、コントローラ１００からの位置の出力がグラフィックスエンジンに入力される（すなわち、無視されない）。そのとき、ユーザは、Δｙ１及びΔｘ１が新しい中心にされ、親指スティック１０５の新しい機械的中心の周囲の位置情報のマッピングが決定されるような較正ルーチンを実行する気になるだろう。
【０００５】
したがって、デッドゾーン１０３の大きさは、較正ルーチンがどのくらいの頻度でユーザに課されるかの関数であり、中心からのオフセットはある使用から次の使用までに変化しうるので、認められるコントローラのロバスト性のために、中心位置の周りの精度をかなり犠牲にすることが常套である。機械的摩擦の不都合な効果、及び、それに伴う大きなデッドゾーンの使用を低減させることにより、親指スティック１０５の応答性を向上させるための方法及び技術が有利である。
【０００６】
図１Ａに更に示されるように、親指スティック１０５と同様に、少なくとも２次元（例えば、Ｘ，Ｙ）の位置情報を出力するＤパッド１１０などの補助的な位置コントロールを含む一式のコントロールが、引き続きコントローラ１００に含まれる仕様になっている。他のコントロールは、コントローラ１００が通信可能に接続された計算プラットフォームによりサポートされる任意の数の機能に対するワンタッチのアクセスを提供可能なコマンドボタン１０９を含む。しかしながら、補助的な位置コントロール及びコマンドボタンは、物理的により大きなコントローラ１００を必要とし、作動のためにユーザの親指を必要とする。したがって、Ｄパッド１１０及びコマンドボタン１０９の使用は、２つの親指スティック１０５のいずれかから親指を離し、Ｄパッド１１０を作動させるために親指が届く範囲の距離を行き来し、再び親指スティック１０５の上に置くことを余儀なくさせる。この動きは、かなりの時間と、実行するための器用さを要し、必要な動きの範囲によってはユーザの疲労の一因となりかねない。したがって、補助的な位置コントロール及びコマンドボタンのアクセス容易性及び精度を向上させるための方法及び技術も有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態は、明細書の最後の部分において、特に指摘され、明確に主張される。しかし、本発明の実施の形態は、機構及び動作の方法の双方について、その目的、特徴、効果とともに、下記の説明及び添付の図面を参照することにより、最も良く理解されうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、従来の携帯型電子ゲームコントローラの等軸測投影を示す図である。
【０００９】
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１に示された従来の携帯型コントローラのコントロールスティックの出力にマップされる座標空間のグラフを示す図である。
【００１０】
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態に係る、内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１１】
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の別の実施の形態に係る、内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１２】
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の別の実施の形態に係る、内蔵１次元センサ配列を有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１３】
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態に係る、内蔵１次元センサ配列を有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１４】
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る、内蔵２次元センサ配列を有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１５】
【図３Ｃ】図ＣＡは、本発明の実施の形態に係る、内蔵２次元センサ配列を有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１６】
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックに接触するオブジェクトからの力を検出するための内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１７】
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックに接触するオブジェクトからの力を検出するための内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１８】
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックに近接するオブジェクトを検出するための内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００１９】
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックに近接するオブジェクトを検出するための内蔵センサを有するコントロールスティックの等軸測投影を示す図である。
【００２０】
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態に係る、非アクティブ状態のコントロールスティックの状態図を示す図である。
【００２１】
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る、存在検出信号に基づいてコントロールスティックを較正する、自動化された方法５５０を示すフロー図である。
【００２２】
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの自動較正を実行するための、及び／又は、第２の位置情報を提供するためのハードウェアの機能ブロック図である。
【００２３】
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態に係る、オブジェクトのコントロールスティックとの接触を判定するためのハードウェアの機能ブロック図である。
【００２４】
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る、接触を検知するハードウェアの機能ブロック図である。
【００２５】
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態に係る、オブジェクトのコントロールスティックとの近接を判定するためのハードウェアの機能ブロック図である。
【００２６】
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施の形態に係る、近接を検知するハードウェアの機能ブロック図である。
【００２７】
【図９】図９Ａ−９Ｃは、それぞれ、本発明の実施の形態に係る、センサ配列を組み込んだコントロールスティックの平面図、側面図、及びコントロールスティックからの第１及び第２の位置情報及び存在検出信号のタイミング図である。
【００２８】
【図１０】図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの表面にわたる圧力をマッピングする複数レベルのセンサ配列を示す。
【００２９】
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る、内蔵センサを組み込んだコントロールスティックから取得した第１及び第２の位置情報に基づいてグラフィックオブジェクトを制御する方法を示すフロー図である。
【００３０】
【図１２】図１２は、本発明の一つの実施の形態に係る、オブジェクトの位置情報を決定するために用いられうるハードウェア及びユーザインタフェースを示す図である。
【００３１】
【図１３】図１３は、本発明の一つの実施の形態における、命令の処理に利用可能な追加のハードウェアを示す。
【００３２】
図示の明確さのために、図に示された要素は必ずしも共通の尺度で描かれていない。さらに、適切であると考えられる場合、参照符号は、対応する又は類似する要素であることを示すために、図面間で繰り返される。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
携帯型コントローラのコントロールスティックの応答性及び機能を向上させるための方法及びシステムについて説明する。実施の形態において、コントロールスティックの中心位置の周囲のデッドゾーンの必要性は、コントローラに少なくとも１つの追加のセンサを組み込むことにより低減される。追加のセンサは、例えば、オブジェクトの存在を検知するために、コントロールスティックの表面に埋め込んでもよい。オブジェクトは、図１Ａに示したような親指スティックの場合、親指であってもよい。存在検出信号は追加のセンサから生成され、自動較正ロジックは、存在検出信号が、コントロールスティックがコントローラの外部の力の影響下になく、そのためニュートラルな機械的位置にあることを示すときに、コントロールスティックからリアルタイムにバイアスを除去してもよい。
【００３４】
更なる実施の形態において、第２のコントロールスティックに基づく位置入力装置を提供するために、複数の追加のセンサがコントロールスティックの外面にわたって配列される。このような実施の形態において、接触又は近接センサ技術が、コントロールスティックにより生成される第１の位置情報の精度を向上させるために、又は、コントロールスティックにより提供される第１の位置情報により制御される座標空間とは別の座標空間を制御するために適用されてもよい。
【００３５】
存在検出信号及び第２の位置情報の一方又は双方を生成するために、容量性又は他のタッチパッド技術がコントロールスティックに組み込まれてもよい。同様に、存在検出信号及び第２の位置情報の一方又は双方を生成するための近接検出器として、任意の光、音響、又は温感検知技術が代わりに採用されてもよい。
【００３６】
下記の説明においては、本発明の実施の形態の深い理解を提供するために、特定の数値的な詳細が示される。しかしながら、本発明が、これらの特定の詳細なしに別の実施の形態が実施されることが可能であることは、当業者には明らかである。別の例において、本発明を不明瞭にするのを避けるために、既知の技術、ハードウェア構成、及びソフトウェアアルゴリズムは詳述されない。下記の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビット上の演算又はバイナリディジタル信号のアルゴリズム及び記号表現の観点から示される。
【００３７】
本明細書において提供される詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビット上の演算のアルゴリズム及び記号表現の観点から示される。以下の議論から明らかであるように、とくにそうではないと断らない限り、詳細な説明の全体にわたって、「計算」「決定」「推定」「格納」「制御」「表示」「受信」「集約」「生成」「更新」などの語を用いた議論は、物理的（電気的）な量としてコンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で表現されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリ又はレジスタ、又は、他の同様な情報ストレージ、通信又は表示装置の中で物理量として同様に表現される他のデータに変換するコンピュータシステム又は同様の電気的計算装置の動作及び処理のことを指すことが理解される。
【００３８】
以下の議論から明らかであるように、とくにそうではないと断らない限り、詳細な説明の全体にわたって、「処理」「検出」「決定」などの語を用いた議論は、物理的（例えば電気的）な量としてレジスタ及び／又はメモリ内で表現されるデータを操作し、及び／又は、メモリ及び／又はレジスタの中で物理量として同様に表現される他のデータに変換する回路、コンピュータシステム又は同様の電気的計算装置の動作及び／又は処理のことを指すことが理解される。
【００３９】
コンピュータプログラムは、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクを含む任意の種類のディスク、光ディスク（例えば、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（登録商標）など）、及び磁気光学ディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学カード、又は電気的命令を格納するために適した任意の種類の一時的でない媒体などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されてもよい。
【００４０】
本明細書において、本明細書における手順を実行するための装置の構成要素の間の構造的な関係を説明するために、「結合される」及び「接続される」という語が、それらの派生語とともに使用される。これらの語は、互いに類義語として意図されるものではないことが理解されるべきである。特定の実施の形態において、「接続される」という語は、２以上の要素が物理的又は電気的に互いに直接接触する状態にあることを示すために用いられうる。「結合される」という語は、互いに物理的又は電気的に直接又は間接（それらの間に介在する別の要素を介して）に接触し、及び／又は、２以上の要素が互いに協働又は通信する（例えば効果的な関係の要因において）ことを示すために用いられうる。
【００４１】
実施の形態において、コントロールスティックに内蔵センサが配置される。センサは、コントロールスティックの（コントローラに対する）変位に応じて第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を生成するコントロールスティックに結合されたアクチュエータとは独立したコントロールスティックのアイドル／非アクティブ状態とアクティブ状態とを区別するための基準として機能する。例えば、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を生成するための１以上の電位差計を有するアナログスティックにおいて、センサは、電位差計とは独立した、コントロールスティックに対する力の印加を検出する手段を提供する。
【００４２】
内蔵センサは、有利に、コントロールスティックを物理的に変位させるには不十分だが必要なレベルの存在を検出してもよい。これは、存在検出信号を生成することなくコントロールスティックを物理的に変位させることが不可能であるということではなく、内蔵センサ及び対応する回路は、物理的な接触（コントロールスティックに結合され、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）の生成に関与するアクチュエータの解像度の範囲内の変位を生成するであろう接触）又は今にも起ころうとしている物理的な接触（アクチュエータの解像度の範囲内の機械的な変位を生成しないであろう接触）のいずれかが生じたときに「存在検出」信号を生成してもよいということである。
【００４３】
実施の形態において、存在検出信号は、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を生成するためにコントロールスティックを機械的に移動させるのに必要な力の今にも起ころうとしている印加に付随して起こる行動に応じて生成される。したがって、コントロールスティックの従来のコマンドボタン（例えば、「親指スティック下」コマンドのアクチュエータ）とは異なり、内蔵センサは、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を生成するためにコントロールスティックを移動させるのに必要とされる以上のユーザの意図的な行動なしに存在検出信号を生成する。このように、内蔵センサは、ユーザに対して完全に透明（すなわち、機能的に不可視）であってもよい。内蔵センサにより生成される存在検出信号は、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）が、コントロールスティックを移動させるために従来必要とされていた以上のユーザの意図的なアクションを必要とすることなく、より高い感度で推定されることを可能とするために、デッドゾーンを低減させるため、及び／又は、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）との相関関係のための基準を提供することができる。したがって、存在検出信号を生成するための内蔵センサ及び回路は、既存の機能及び感触を犠牲にすることなく、任意のコントロールスティックに一体化させることができる。例えば、本明細書において説明される内蔵センサは、コントロールスティック１０５に、実質的に同じ形状、感触、及び機能を維持しながら、より高い位置の感度を提供するように、追加されてもよい。
【００４４】
実施の形態において、内蔵センサはコントロールスティックのある部分に配置される。図２Ａは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの上面２０７に配置された内蔵センサ２２５を有するコントロールスティック２００の等軸測投影を示す。図示されるように、コントロールスティックは、コントローラ本体２０１に閉じ込められたコントロールスティック基部２１０から突き出た軸部２０８の上の、コントロールスティックキャップ２０５を含む。コントロールスティック軸部２０８は、コントロールスティックキャップ２０５よりも小さい外径を有する。内蔵センサ２２５は、コントロールスティックキャップ２０５に接している又は近接するオブジェクトの存在を検出し、コントロールスティックは、コントローラ本体２０１に対してコントロールスティック基部２１０を旋回させる動きに対応する第１の位置情報を提供する。一つの実施の形態において、コントロールスティック２００は、図１Ａに示される親指スティック１０５の完全互換性交換部品である。このような実施の形態において、２つの親指スティック１０５のそれぞれは、少なくとも１つの内蔵センサ２２５を有するコントロールスティック２００に交換可能である。
【００４５】
図２Ｂは、本発明の別の実施の形態に係る、コントロールスティックキャップ２０５の側面２０９に配置された内蔵センサ２２５を有するコントロールスティック２１５の等軸測投影を示す。図２Ｃは、コントロールスティック軸部２０８に配置された内蔵センサ２２５を有するコントロールスティック２１５の等軸測投影を示す。別の変形例は、コントロールスティック基部２１０に配置されたセンサを含む。
【００４６】
実施の形態において、コントロールスティックに接触している又は近接するオブジェクトを検出可能な複数の内蔵センサがコントロールスティックに配置される。複数の内蔵センサは、検出点のメッシュネットワークを形成する任意の方式によって外面にわたって配列されてもよい。図３Ａは、本発明の実施の形態に係る、２次元のセンサ配列３２５を有するコントロールスティック３００の等軸測投影を示す。センサ配列３２５は、コントロールスティック２００の上面２０７の全域に、２以上の内蔵センサ２２５を含む。図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る、１次元のセンサ配列３２５を有するコントロールスティック３１５の等軸測投影を示す。１次元のセンサ配列３２５は、コントロールスティックキャップの側面３０７の周囲を包む内蔵センサ２２５の列を含む。変形例は、上面２０７又は側面２０９のそれぞれにわたる１次元及び２次元の配列を含む。図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティック軸部２０８に１次元のセンサ配列３２５を有するコントロールスティック３２０の等軸測投影を示す。センサ配列３２５は、コントロールスティック軸部２０８の周囲に配列された２以上のセンサ３２５を含む。
【００４７】
一般に、コントロールスティックに組み込まれたセンサは、コントロールスティックが第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を入力するために用いられているとき（すなわち、コントロールスティックがアクティブな状態にあるとき）に存在検出信号を独立して生成可能な、技術分野において既知の任意の接触センサ又は近接センサであってもよい。第１の実施の形態において、内蔵センサ２２５、３２５は、コントロールスティックとの間のオブジェクトの接触を検知する接触センサである。親指スティックの実施の形態において、オブジェクトはユーザの親指であると推測されるが、接触センサに採用される技術に依存して、特定の受動的なオブジェクトも検知されうる。実施例において、接触センサは、コントロールスティックの外面における容量、抵抗、印加される力、又はそれらの変化を検出する。
【００４８】
容量を検知する実施の形態は、ユーザの親指がコントロールスティックに接触するときの容量又は容量の変化を記録するために、本明細書において前述した（例えば、図２Ａ−３Ｃ）任意のセンサ又はセンサ配列の構成を実装する。力を検知する実施の形態は、コントロールスティックのある部分の変形（ひずみなど）を検知する。一つの実施の形態において、コントロールスティックの局所的な領域が、第１又は第２の次元におけるコントロールスティック４００の変位をもたらす成分を有する荷重（例えば親指から）の力に応じて変形されるときの電気抵抗の変化を記録するために、ひずみゲージがコントロールスティックに（例えば、図２Ａ−３Ｃに示した任意の位置に）組み込まれる。例えば、図４Ａに示されるコントロールスティック４００において、ホイル（箔）の形式のひずみゲージ４２５が、コントロールスティックキャップ４０５の上の変形可能な上膜又はパッドの下に配置される。もちろん、半導体（ピエゾ抵抗）ゲージがホイルゲージとして同様の能力に利用されてもよい。負荷力Ｆが、コントロールスティック３００の次元ｘ又はｙに沿った変位をもたらす、それぞれの次元に沿った成分を有する間、検知される変形は、その力の成分、又は、付随する次元ｚの成分による。例えば、ひずみゲージ４２５は、コントロールスティックキャップの上面に対する閾値の圧力によりもたらされる上膜における変形を検知してもよい。この力を検知する実施の形態において、ひずみゲージ４２５は、オブジェクトとコントロールスティックとの間の摩擦により、コントロールスティックを次元ｘ又はｙにおいて移動させるのに必要な圧力（垂直な、負荷力Ｆのｚ成分）を検知する。別の実施の形態において、ひずみゲージ４２５は、次元ｘ又はｙにおける負荷力の成分に平行なコントロールスティックキャップ４０５の側面に対する圧力によりもたらされる上膜における変形を検知するために、コントロールスティックキャップ４０５の周囲に配置されてもよい。
【００４９】
力を検知する別の実施の形態において、駆動力がオブジェクトの接触点からコントロールスティックの旋回する基部に向けて下方へ伝達されるときに変形するように、少なくとも１つの圧電抵抗センサがコントロールスティックの軸部に配置される。例えば、図４Ｂに示したコントロールスティックにおいて、複数の半導体ひずみゲージ４２５が軸部４０８に配置され、存在検出信号は、次元ｘ又はｙに沿った成分を有する力Ｆがコントロールスティック３００の１以上の伸縮ばねの力に対するいずれかの次元における変位をもたらすために旋回する基部４１０に伝達されて、ひずみゲージ４２５のいずれか１つが変形するときに生成される。
【００５０】
実施の形態において、内蔵センサは、コントロールスティックの表面から閾値の距離の範囲内のオブジェクトを検知する近接センサを備える。近接センサは、コントロールスティックを移動させるために力が印加される前に、コントロールスティックをアクティブ状態に移行させるための存在検出信号を生成する。親指スティックの実施の形態において、検出されたオブジェクトはユーザの指であると推定されるが、採用される近接検知技術に依存して、特定の受動的なオブジェクトも存在検出信号のトリガとなりうる。図４Ｃは、内蔵近接センサの実施例を有するコントロールスティック４２０の等軸測投影を示す。内蔵近接センサ４２５及び／又は４２６は、コントロールスティックキャップ４０５に配置される。図示された例において、近接センサ４２５は、例えば周辺光などのｈν１のエネルギーを有する放射を感知する光検出器である。存在検出信号は、コントロールスティック４２０がコントロールスティック４２０の変位により第１の位置情報を入力するために用いられている間に、光検出器が親指４００により光をさえぎられて影になるときに生成されてもよい。
【００５１】
実施の形態において、近接検出は、コントローラ本体に配置された構成要素に依存する。例えば、図４Ｃにおいて、近接センサ４２６は、ｈν２の放射を感知する光検出器であってもよい。放射は、例えばコントローラ本体４０１に配置されたＬＥＤ４３１から放射された狭帯域発光及び赤外線であってもよい。親指４００がコントロールスティック４２０を変位させるための位置に移動されたとき、光検出器４２６がＬＥＤ４３１の放射から遮断されるのに応じて、存在検出信号が生成される。このような狭帯域光検出器の実施の形態は、周辺光のレベルを検出しないというメリットがあり、暗い環境がもたらす誤った正の存在検出信号（すなわち、意図されたコントロールスティックの使用以外から検出された存在）の生成を低減させることができる。
【００５２】
近接センサの別の例として、図４Ｄは、音４３６（例えば超音波）を放射する音響送受信機の一部を形成する内蔵センサ４２５を有するコントロールスティック４３５の等軸測投影を示す。親指４００がコントロールスティックキャップ４０５に近づくときに音４３７が反射され、内蔵近接センサ４２５により検出される。存在検出信号は、親指４００を示す反射された音４３７が、コントロールスティック４２０の閾値の近傍になったときに生成されてもよい。他の近接検出技術が同様に採用されてもよい。例えば、投影型静電容量方式接触検出又は感温技術が用いられてもよい。
【００５３】
図５Ａは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの状態図を示す。図示されるように、コントロールスティックには、「アクティブ」状態５１０に加えて「非アクティブ」状態５００が設けられる。２つの状態は、存在検出信号により画される。コントロールスティックが位置入力装置として意図して用いられていることを示す存在検出信号（例えば、正論理又は負論理）により、コントロールスティックは、例えば電子ゲームプラットフォームの実施例におけるグラフィックスエンジンにより生成される第１の座標空間に第１の位置情報がマップされるアクティブ状態５１０にされる。コントロールスティックが位置入力装置として意図的に用いられていないことを示す存在検出信号（例えば、負論理又は正論理）により、コントロールスティックは、リアルタイムの自動較正ルーチンの一部として、第１の座標空間の参照点に第１の位置情報がマップされる非アクティブ状態５００にされる。非アクティブ状態からアクティブ状態へのそれぞれの遷移において、コントロールスティック位置の前回の自動ゼロの直後に入力があると、座標空間への第１の位置情報のマッピングを非常に高い精度で実行することができる。
【００５４】
図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る、存在検出信号に基づいてコントロールスティックを有効にする、自動化された方法５５０を示すフロー図である。始めに、手順５０２において、存在検出センサの出力が取得される。存在検出信号の値が、オブジェクト（親指）が存在しないことを示す場合、コントロールスティックは、グラフィックオブジェクト制御のために有効とされない（非アクティブ状態５００）。方法５５０は、手順５７０に進み、自動化された較正ルーチンが実行される。較正ルーチンにおいて、第１の座標空間における参照点（例えば、ゼロ、中心、ホームなど）が、第１の位置トランスデューサ（例えば電位差計）による出力としてのコントローラの現在の機械的位置又は角度にマップされる。
【００５５】
存在検出信号の値が、オブジェクト（親指）の存在を示す場合、方法５５０は手順５５９に進み、コントロールスティックはグラフィックオブジェクト制御のために有効とされる（すなわち、アクティブ状態５１０に進められる）。第１の実施の形態において、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）は、手順５６０で第１の位置トランスデューサ（例えば電位差計）による出力から生成され、手順５７０で決定された最新の参照点に対して座標空間にマップされる。
【００５６】
本明細書の別の部分で更に説明される、コントロールスティックが内蔵センサの配列を含む更なる実施の形態において、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）が、手順５５９でコントロールスティックを有効にするときに、内蔵センサ配列からの出力を第２の座標空間にマップすることにより生成される。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの自動較正をリアルタイムに実行するための、及び／又は、第２の位置情報を提供するためのハードウェアの機能ブロック図である。コントローラ６０１は、少なくとも１つのコントロールスティック６０５を含むが、コントロールスティック６０５のブロックの下のブロックにより示されるように、コントローラ６０１につき１以上のコントロールスティック６０５があってもよい。コントローラ６０１は、コントロールスティック６０５の変位（角度又はそれ以外）を第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）に変換する、コントロールスティック６０５に結合された位置センサ６１５を更に含む。図示された実施例において、図示された位置センサ６１５は、Ｘ電位差計６１６及びＹ電位差計６１７を更に含む。コントローラ６０１は、任意の数のコマンドボタン６１３及び少なくとも１つの方向キー６１２を有するＤパッド６１０を更に含む。
【００５８】
コントロールスティック６０５は、例えば、コントロールスティック６０５をコントローラ６０１の本体に対して下方に変位させることにより作動される「親指スティック下」コマンドなどのコマンドボタン６１４を含む。コントロールスティック６０５は、少なくとも１つの内蔵センサ６２５を更に含む。内蔵センサ６２５は、追加の内蔵センサ６２７及び６２９が波線で図示されるように、内蔵センサ配列６２０を形成するように配列されてもよい。
【００５９】
内蔵センサ６２５又はセンサ配列６２０からの出力は、センサ出力が閾値と比較される比較ロジック６１１に出力される。センサ出力が閾値を超えた場合、存在検出信号６３０が、内蔵センサ６２５、内蔵センサ配列６２０から出力された存在検出信号６３０に基づいてコントロールスティック６０５の状態（アクティブ状態５００又は非アクティブ状態５１０）を進めるステートマシン（状態機械）６３３に伝達される。内蔵センサ配列６２０を有する実施の形態において、配列からの出力は、ｎ個の内蔵センサ６２５、６２７、６２９のいずれかがオブジェクトの存在を示す出力を生成したときに存在検出信号６３０を生成するように、論理和がとられる。
【００６０】
コントロールスティックの状態が非アクティブ状態であると決定された場合、コントロールスティック較正ロジック６３５は、参照点を更新するために自動較正方法５５０を実行する。コントロールスティックの状態がアクティブ状態であると決定された場合、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）信号６４５は、コントロールスティック較正ロジック６３５により出力される参照点信号６４５に参照され、計算プラットフォーム６５０において実行されるグラフィックスエンジン６５５に伝達される。内蔵センサ配列６２０を有する実施の形態において、配列６２０からの出力は、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）信号６５１としてグラフィックスエンジン６５５に伝達される。グラフィックスエンジン６５５は、少なくとも第１の位置情報により制御されるグラフィックオブジェクトをディスプレーに出力する。
【００６１】
一つの実施の形態において、コントロールスティック較正ロジック６３５は、コントローラ６０１の本体の内部に物理的に配置された回路、ファームウェア、及び／又はソフトウェアである。このような実施の形態において、コントロールスティックのバイアスのリアルタイムな除去は、計算プラットフォーム６５０には見えないように隠される。このような実施の形態において、計算プラットフォーム６５０で実行されるアプリケーションは、第１の位置情報信号６４５に対して課されるコントロールスティックのデッドゾーンを低減又は削除するためにユーザが設定可能なフラグを含んでもよい。または、コントロールスティックのデッドゾーンは、計算プラットフォーム６５０が、存在検出信号６３０又は第２の位置情報信号６５１（センサ配列の実施の形態の場合）を取得し、存在検出信号６３０がコントローラから出力されるか否かに依存してデッドゾーンを調整するデッドゾーン制御部６５６を備えるアプリケーションを実行するときに、自動的に低減又は削除されてもよい。レガシーのコントローラは、存在検出信号６３０を提供しないので、デッドゾーン制御部６５６は、存在検出信号６３０を出力するコントローラよりも大きなデッドゾーンを課すことになる。
【００６２】
別の実施の形態において、コントロールスティック較正ロジック６３５は、計算プラットフォーム６５０の内部に物理的に配置された回路、ファームウェア、及び／又はソフトウェアである。このような実施の形態において、計算プラットフォーム６５０で実行されるアプリケーションは、存在検出信号６３０又は第２の位置情報信号６５１（センサ配列の実施の形態の場合）の取得に応じて、第１の位置情報信号６４５に課されるコントロールスティックのデッドゾーンを低減又は削除するためのロジックを含んでもよい。
【００６３】
図７Ａは、本発明の実施の形態に係る、オブジェクトのコントロールスティック６０５との接触を判定するためのハードウェアの機能ブロック図である。接触を検知する実施の形態において、内蔵センサ６２５は接触センサであり、コントロールスティック６０５は、測定の絶対値又は相対値が閾値のレベルを超えたとき、又は、その変化が閾値のレベルを超えたときに、オブジェクトとコントロールスティック６０５との接触を記録するために、１以上の接触センサ７２５、７２７、７２９を含む。図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る、接触を検知するハードウェアの機能ブロック図である。例示された実施の形態において、接触センサ７２５は容量センサ７８０又は抵抗センサ７８６である。配列されたセンサの実施の形態において、容量又は抵抗タッチセンサ７２５、７２７、及び７２９は、コントロールスティック６０５の表面に配置されたタッチパッドを形成する。容量及び抵抗タッチセンサ配列は、携帯型計算プラットフォームに用いられる従来のタッチパッドの典型的な解像度を有する任意の数の検出点を提供してもよい。力を検出する実施の形態において、力センサ７８１は、ピエゾ（抵抗又は電気）センサ７８２、抵抗又は弾性抵抗センサ７８３、容量センサ７８４、又は誘導センサ７８５のいずれかを含んでもよい。これらの接触検出技術のそれぞれについて、センサ７２５を実装するための多数の変形例が商業的に利用可能である。
【００６４】
図８Ａは、本発明の実施の形態に係る、オブジェクトのコントロールスティック６０５との近接を判定するためのハードウェアの機能ブロック図である。近接を検知する実施の形態において、内蔵センサ６２５は近接センサであり、コントロールスティック６０５は、測定の絶対値又は相対値が閾値のレベルを超えたとき、又は、その変化が閾値のレベルを超えたときに、オブジェクトとコントロールスティック６０５との近接を記録するために、１以上の近接センサ８２５、８２７、８２９を含む。図８Ｂに更に例示された実施の形態において、近接センサ６２５は、コントロールスティック６０５に配置された温度センサ８８０、光検出器及び／又は放射器８８１、音響（例えば超音波）送受信機８８２、又は投影型容量タッチ（ＰＣＴ）センサ８８３である。
【００６５】
手順５８０の更なる説明に戻る。内蔵センサの配列を採用する実施の形態において、第２の位置情報はコントロールスティックから決定され、コントロールスティックからの第１の位置情報に加えて計算プラットフォーム６５０により利用されてもよい。図９Ａ−９Ｃは、本発明の実施の形態に係る、センサ配列を組み込んだコントロールスティック９０５の平面図、側面図、及びコントロールスティック９０５からの第１及び第２の位置情報のタイミング図を示す。この例示された実施の形態において、コントロールスティック９０５は親指スティックとして実装される。時刻ｔ０と時刻ｔ１の間の期間には、コントロールスティック９０５に配置されたいずれのセンサによっても親指の存在は検出されず、存在検出信号はローレベルであり、コントロールスティック９０５は非アクティブ状態にある。図９Ｂに示されるように、コントロールスティック９０５は、コントローラ本体により定義されるｘ及びｙ軸に垂直なｚ軸に沿った真の機械的中心位置からθ、φの量だけそれている。図９Ｃに示されるように、第１の期間中、例えば自動較正方法５５０により第１の位置情報Ｘ１，Ｙ１が参照点Ｘ１（０），Ｙ１（０）に設定され、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）はない。
【００６６】
時刻ｔ１と時刻ｔ２の間の第２の期間中、親指の存在が内蔵センサの配列（例えば、９２５及び９２７）により検出され、コントロールスティック９０５はアクティブ状態にされ、第１の位置情報であるＸ１（１），Ｙ１（１）は、コントロールスティック９０５がｚ軸と一直線になるときに生じる、ユーザの指によるコントロールスティック９０５の変位を記録する。第２の期間中、内蔵センサ９２５及び９２７は、例えば複数のセンサ９２５、９２７の重心を特定するなど、既知の任意の配列平均化技術により、親指の存在を記録する最初の第２の位置情報Ｘ２（０），Ｙ２（０）を定義する。
【００６７】
時刻ｔ２と時刻ｔ３の間の第３の期間中に、コントロールスティック９０５は、依然としてコントローラ本体に対して物理的に同じ位置にあり、Ｘ１（２），Ｙ１（２）はＸ１（１），Ｙ１（１）に等しい。この期間中、存在検出は依然としてハイレベルであるが、今度はユーザの指は内蔵センサ９２９及び９２５により検出され、センサ９２７はもはや存在を検出しない。このため、Ｘ２（０），Ｙ２（０）に対する重心位置の変化を記録する第２の位置情報は、Ｘ２（１），Ｙ２（１）に変化する。
【００６８】
時刻ｔ３の後に起こる第４の期間中、存在検出はハイレベルのままであり、コントロールスティック９０５は、コントローラのｘ軸に沿って親指により変位される。第１の位置情報Ｘ１は、Ｘ１（２）とＸ１（３）の間の変化を記録する。ユーザの親指の存在は依然として内蔵センサ９２９により検出され、第２の位置情報Ｘ２（２），Ｙ２（２）は第３の期間から変化していない。
【００６９】
図９Ａ−９Ｃに示されるように、コントロールスティック９０５は、配列された内蔵センサにより、存在を検出する誘因となったセンサの物理的位置（例えば中心）の時間変化に応じて、第１の位置情報とは独立した第２の位置情報を提供してもよい。別の実施の形態において、コントロールスティック９０５は、存在検出閾値よりも高いレベルの時間変化に応じて、第１の位置情報とは独立した第２の位置情報を提供する。例えば、図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の実施の形態に係る、コントロールスティックの表面にわたる圧力をマッピングする複数レベルのセンサ配列を示す。図１０Ａにおいて、センサ１０２５及び１０２７は、「存在検出」閾値を超える第１の圧力レベルを記録し、センサ１０２９は、「存在検出」閾値を超えるものの、一例として、第１の圧力レベルよりも低い第２の圧力レベルを記録する。図１０Ｂにおいて、センサ１０２９により記録される第２の圧力レベルが第１の圧力レベルに変化（例えば増加）する。同様に、センサ１０２７により記録される第１の圧力レベルが第２の圧力レベルに変化（例えば減少）する。このように、図１０Ａと図１０Ｂの間で圧力を検出しているセンサの数は変化しないが、重心位置計算は、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）を生成するための特定の接触（及び近接）検出器により利用可能となったマルチレベルの検出能力を組み込んでもよい。例えば、一つの実施の形態において、重心位置は、配列の内部の誘起されたそれぞれのセンサの位置に、検出されたレベルを重み付けすることにより決定されてもよい。
【００７０】
誘発されたセンサの位置、誘発されたセンサのレベルのいずれ又は双方の変化に基づくかにかかわらず、生成された第２の位置情報によりコントロールスティックの機能を向上させることができる。親指スティックの実施の形態において、第２の位置情報は、親指スティックから遠くに親指を移動させる必要のない、（手首及び親指の双方というよりも）親指の動きに由来する。このような実施の形態において、重心の時間的移動は非常に小さく、センサ配列の次元（例えば幅）の２５％未満、更に言えば１０％未満であってもよい。このように、第２の位置情報は、親指スティックをある方向から別の方向へ移動させるために、親指スティックに対して親指により印加される力の方向が変化するのに応じた、一方から他方へのロール又はピッチの間、ユーザの親指の腹が変形するときのユーザの親指の腹の位置又は圧力の親指スティックに対する分布における小さな変化を捕捉してもよい。
【００７１】
別の実施の形態において、第２の位置情報は、検出されたオブジェクトとコントロールスティックの間のより大きな相対運動を捕捉する。このような実施の形態において、重心の時間変化は大きく、例えば、センサ配列の次元（例えば幅）の２５％以上であってもよい。例えば、一つの親指スティックの実施の形態において、第２の位置情報は、トラックボール形式の入力装置をコントロールスティックに仮想化するように、コントロールスティックに「スワイプ」機能を提供するために利用されてもよい。コントロールスティックによるトラックボールの機能は、コントロールスティックを移動させるために、コントロールスティックを中心に戻すバネに対する負荷力を伝達する必要により妨げられるが、内蔵センサ配列は、ユーザの親指とコントロールスティックの間の静止摩擦力に作用するためにユーザが親指の圧力を変化させるだけで第２の位置情報を入力するために利用されてもよい。スワイプは、コントロールスティックの表面にわたる親指の動きとして登録されてもよい。スワイプアクションの間、ユーザの親指はスティックを特定の位置に維持しないので、これは典型的にはコントロールスティックがホームポジションにあるときに起こる。
【００７２】
実施の形態において、コントロールスティックのセンサ配列により生成された第２の位置情報は、計算プラットフォームで実行されるアプリケーションにおける座標空間にマップされる。一つの実施の形態において、第１の位置情報は、第２の位置情報がマップされた座標空間とは異なる座標空間にマップされる。代替の実施の形態において、第１及び第２の位置情報は、同じ座標空間にマップされる。いずれの実施の形態においても、第２の位置データは、コントロールスティックが中心にある間、相対的に大きなユーザの親指とコントロールスティックの間の相対運動を捕捉してもよい。ホームポジションは、コントロールスティックが中心位置から移動される前に、それに関連するユーザの親指とコントロールスティックの間の小さな相対運動の捕捉をもたらす。このように、第１及び第２の実施の形態の双方が単一のコントロールスティックに実装され、マイクロスケールの第２の位置情報とマクロスケールの第２の位置情報がソフトウェアにより区別されてもよい。
【００７３】
図１１は、本発明の実施の形態に係る、内蔵センサを組み込んだコントロールスティックから取得した第１及び第２の位置情報に基づいてグラフィックオブジェクトを制御する方法１１００を示すフロー図である。手順１１６０及び１１６５において、本明細書の別の部分において説明されたように、第１及び第２の位置情報がそれぞれの入手源から取得される。第１の実施の形態において、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）は、手順１１７０において、第１の座標空間にマップされる。例えば、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）は、１人称シューティング（ＦＰＳ）アプリケーションなどの３次元ゲームアプリケーションのグラフィックスエンジンにおけるカメラビュー空間にマップされてもよい。手順１１８０において、少なくとも部分的に第１の位置情報に基づいて、カメラビュー空間のグラフィックオブジェクトが制御される。第１の実施の形態において、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）は、手順１１７５において、第２の座標空間にマップされる。例えば、第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）は、３次元ゲームアプリケーションのグラフィックスエンジンにおけるターゲット空間にマップされてもよい。手順１１８０において、少なくとも部分的に第２の位置情報に基づいて、カメラビュー空間のビューの円錐台の内部のグラフィックオブジェクトの照準（例えば十字）が制御される。このように、第２の位置情報は、単一の親指の動きに基づいて、「コントロールハット」機能のために利用されてもよい。別の例として、親指スティックの上面におけるスワイプは、コマンド座標空間において定義されたコマンドを計算プラットフォームが実行する契機となってもよい。例えば、第２の位置データは、メニュープルダウン、画面変更、アバター変更、又はグラフィックスエンジンにより描画されたグラフィックオブジェクトの他の任意の空間的でない属性の設定にマップされてもよい。
【００７４】
代替の実施の形態において、手順１１６５で取得された第２の位置データは、手順１１６０で取得された第１の位置データと組み合わされ、手順１１８０で同一の座標空間にマップされる。例えば、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）と第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）の双方が、３次元ゲームアプリケーションのグラフィックスエンジンにおけるカメラビューにマップされ、異なる効果をもたらしてもよい。このような一つの実施の形態において、第１の位置情報はランニングをシミュレートするためにカメラビュー空間を変更するために用いられ、第２の位置情報はカメラビュー空間を回転する「マウスルック」を実行してもよい。別の実施の形態において、第１の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）及び第２の位置情報（Ｘ２，Ｙ２）の双方が、同一の座標空間（例えば、カメラビュー空間）にマップされ、第１及び第２の位置情報の双方が同一の機能を有してもよい。例えば、第２の位置情報は第１の位置情報の信号ノイズ比（ＳＮＲ）を向上させるためにくし型フィルタに入力されてもよい。これにより、コントロールスティックの感度を更に向上させることができる。別の実施の形態において、親指の圧力レベルの小さな変化から生成された第２の位置情報は、内蔵センサ配列により記録されたコントロールスティックに対する変位は第１のスケール因子により座標空間にマップされ、電位差計により記録されたコントローラ本体に対するコントロールスティックの変位は第２の（より小さい）スケール因子により座標空間（例えば、カメラビュー空間）にマップされるように、非線形の位置入力を計算プラットフォームに提供するためにマップされてもよい。
【００７５】
図１２は、本発明の一つの実施の形態に係る、オブジェクトの追跡に基づいて表示を適合させるために用いられうるハードウェア及びユーザインタフェースを更に示す。図１２は、本明細書で説明したオブジェクト追跡方法の実装に互換性のあるコンソールであるソニープレイステーション３（登録商標）エンタテインメント装置の全体システム構成を概略的に示す。プラットフォームユニット１４００とともに、プラットフォームユニット１４００に接続可能な種々の周辺装置が設けられる。プラットフォームユニット１４００は、セルプロセッサ１４２８、ランバス（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１４２６、専用のビデオランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ）ユニット１４３２とともに設けられたリアリティシミュレータグラフィックスユニット１４３０、及び入出力ブリッジ１４３４を備える。プラットフォームユニット１４００は、さらに、入出力ブリッジ１４３４を介してアクセス可能な、ディスク１４４０Ａから読み出すためのブルーレイ（登録商標）ディスクＢＤ−ＲＯＭ光ディスクリーダ１４４０及び脱着可能なスロットインハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４３６を備える。プラットフォームユニット１４００は、オプションで、入出力ブリッジ１４３４を介して同様にアクセス可能な、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１４３８をさらに備える。
【００７６】
入出力ブリッジ１４３４は、さらに、複数のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）２．０ポート１４２４、ギガビットイーサネット（登録商標）ポート１４２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ無線ネットワーク（Ｗｉ−Ｆｉ）ポート１４２０、７つのブルートゥース（登録商標）接続までサポート可能なブルートゥース無線リンクポート１４１８に接続する。
【００７７】
動作中、入出力ブリッジ１４３４は、１以上のゲームコントローラ１４０２からのデータを含む全ての無線、ＵＳＢ及びイーサネット（登録商標）データを扱う。例えば、ユーザがゲームをプレーするとき、入出力ブリッジ１４３４は、ブルートゥースリンクを介してゲーム（モーション）コントローラ１４０２からデータを受信し、セルプロセッサ１４２８に伝える。セルプロセッサ１４２８は、ゲームの現在の状態をそのように更新する。
【００７８】
無線、ＵＳＢ及びイーサネット（登録商標）ポートは、ゲームコントローラ１４０２に加えて、リモートコントローラ１４０４、キーボード１４０６、マウス１４０８、ソニープレイステーションポータブル（登録商標）エンタテインメント装置などの携帯型エンタテインメント装置１４１０、プレイステーションアイ（登録商標）ビデオ画像センサ１４１２などのビデオ画像センサ、マイクロフォンヘッドセット１４１４、及びマイクロフォンアレイ１４１５などの他の周辺装置との接続も提供する。これらの周辺装置は、原則として、システムユニット１４００に無線で接続されてもよい。例えば、携帯型エンタテインメント装置１４１０は、Ｗｉ−Ｆｉアドホック接続を介して通信してもよいし、マイクロフォンヘッドセット１４１４は、ブルートゥースリンクを介して通信してもよい。
【００７９】
これらのインタフェースの提供は、プレイステーション３装置が、ディジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、セットトップボックス、ディジタルビデオ画像センサ、携帯型メディアプレーヤ、ボイスオーバーＩＰ電話、携帯電話、プリンタ、及びスキャナなどの他の周辺装置との互換性をも潜在的に有することを意味する。
【００８０】
ゲームコントローラ１４０２は、ブルートゥースリンクを介してプラットフォームユニット１４００と無線通信可能であるか、ＵＳＢポートを介して接続して、ゲームコントローラ１４０２のバッテリを充電するための電源も提供可能である。ゲームコントローラ１４０２は、メモリ、プロセッサ、メモリカードリーダ、フラッシュメモリなどの永続メモリ、ＬＥＤ又は赤外光などの光照射部、マイクロフォン及びスピーカ、ディジタルビデオ画像センサ、セクタ化されたフォトダイオード、内部クロック、ゲームコンソールに向けられた球などの認識／識別可能な形状を含んでもよい。
【００８１】
ゲームコントローラ１４０２は、本明細書において説明したように、技術分野において知られた従来のボタン又はコントロールスティックコマンドに加えて、又はそれに代えて、ゲームに対する入力のために構成される。オプションとして、プレイステーションポータブル装置などの他の無線により利用可能な周辺装置が、本明細書において説明されたコントロールスティックの機能を有するコントローラとして利用されてもよい。プレイステーションポータブル装置の場合、装置の画面に、更なるゲーム又は制御情報（例えば、制御命令又はライフの数）が提供されてもよい。ダンスマット（図示せず）、光線銃（図示せず）、ステアリングホイール及びペダル（図示せず）などの他の代替又は追加の制御装置が用いられてもよい。
【００８２】
リモートコントローラ１４０４は、ブルートゥースリンクを介してプラットフォームユニット１４００と無線通信可能である。リモートコントローラ１４０４は、ブルーレイディスクＢＤ−ＲＯＭリーダ１４４０の動作及びディスク内容のナビゲーションのために適した制御を備える。
【００８３】
ブルーレイディスクＢＤ−ＲＯＭリーダ１４４０は、従来の記録済み及び記録可能なＣＤ及びいわゆるスーパーオーディオＣＤに加えて、プレイステーション及びプレイステーション２装置に互換なＣＤ−ＲＯＭを読み出し可能である。リーダ１４４０は、従来の記録済み及び記録可能なＤＶＤに加えて、プレイステーション２及びプレイステーション３装置に互換なＤＶＤ−ＲＯＭを更に読み出し可能である。リーダ１４４０は、さらに、従来の記録済み及び記録可能なブルーレイディスクだけでなく、プレイステーション３装置に互換なＢＤ−ＲＯＭを読み出し可能である。
【００８４】
プラットフォームユニット１４００は、生成された、又は、リアリティシミュレータグラフィックスユニット１４３０を介してプレイステーション３装置によりデコードされた音声及び映像を、音声及び映像コネクタを介して、表示装置１２０などの表示及び音声出力装置に対して供給可能である。音声コネクタ１４５０は、従来のアナログ及びディジタル出力を含んでもよく、映像コネクタ１４５２は、コンポーネントビデオ、Ｓ−ビデオ、コンポジットビデオ、及び１以上の高解像度マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））出力などを含んでもよい。結果として、映像出力は、ＰＡＬ又はＮＴＳＣ、又は、７２０ｐ、１０８０ｉ又は１０８０ｐ高解像度の形式であってもよい。
【００８５】
一つの実施の形態において、画像センサ１４１２は、単一の電荷結合素子（ＣＣＤ）及びＬＥＤインジケータを備える。ある実施の形態において、画像センサ１４１２は、ソフトウェア及びハードウェアベースのリアルタイムデータ圧縮エンコード装置を備え、圧縮されたビデオデータは、プラットフォームユニット１４００によりデコードするために、画像間ベースのＭＰＥＧ（motion picture expert group）スタンダードなどの適当な形式で送信されてもよい。ビデオ画像センサＬＥＤインジケータは、例えば逆光条件を知らせるなどのプラットフォームユニット１４００からの適切な制御データに応答して光るように構成される。ビデオ画像センサ１４１２の実施の形態は、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢ、ブルートゥース、又はＷｉ−Ｆｉの通信ポートを介してプラットフォームユニット１４００に接続してもよい。ビデオ画像センサの実施の形態は、１以上の結合されたマイクロフォンを含み、音声データを送信可能であってもよい。ビデオ画像センサの実施の形態において、ＣＣＤは、高精細ビデオキャプチャに適した解像度を有してもよい。使用中、ビデオ画像センサにより撮像された画像は、例えば、ゲーム内に組み込まれてもよいし、ゲーム制御入力として解釈されてもよい。別の実施の形態において、ビデオ画像センサは、赤外光を検出するのに適した赤外線画像センサである。
【００８６】
図１３は、本発明の一つの実施の形態における、命令の処理に利用可能な追加のハードウェアを示す。図１２の、図１３において更に示されるセルプロセッサ１４２８は、メモリコントローラ２１６０及びデュアルバスインタフェースコントローラ２１７０Ａ、Ｂを備える外部入出力構成、パワープロセッシングエレメント（ＰＰＥ）２１５０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）２１１０Ａ〜Ｈと呼ばれる８個のコプロセッサ、要素相互接続バス２１８０と呼ばれる、上記の要素を接続する環状データバスの４つの基本要素を備えた構成を有する。
【００８７】
パワープロセッシングエレメント（ＰＰＥ）２１５０は、３．２ＧＨｚの内部クロックで動作するパワーＰＣ（PowerPC）コア（ＰＰＵ）２１５５に互換な、双方向平行マルチスレッドパワー１４７０に基づいている。これは、５１２ｋＢのレベル２（Ｌ２）キャッシュ２１５２及び３２ｋＢのレベル１（Ｌ１）キャッシュ２１５１を備える。ＰＰＥ２１５０は、クロックサイクルごとに８つの単精度演算を行うことができ、これは３．２ＧＨｚにおいて２５．６ギガフロップスにあたる。ＰＰＥ２１５０の主要な役割は、ほとんどの計算作業負荷を扱うＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈのためのコントローラとして機能することである。動作において、ＰＰＥ２１５０は、ジョブのキューを保持し、ＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈのジョブをスケジューリングし、それらの進行を監視する。それぞれのＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈは、ジョブを取ってきて実行するのが役割であるカーネルを実行し、ＰＰＥ２１５０に同期される。
【００８８】
それぞれのＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈは、シナジスティックプロセッシングユニット（ＳＰＵ）２１１４Ａ〜Ｈを備え、それぞれのメモリフローコントローラ（ＭＦＣ：Memory Flow Controller）２１４０Ａ〜Ｈは、ダイナミックメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ：Dynamic Memory Access Controller）２１４２Ａ〜Ｈ、メモリ管理ユニット（ＭＭＵ）２１４４Ａ〜Ｈ、及びバスインタフェース（図示せず）を備える。それぞれのＳＰＵ２１２０Ａ〜Ｈは、ローカルＲＡＭ２１３０Ａ〜Ｈを備える、ＲＩＳＣプロセッサである。
【００８９】
要素相互接続バス（ＥＩＢ）２１８０は、セルプロセッサ１４２８の内部の論理的に巡回した通信バスである。ＥＩＢは、上述のプロセッサエレメント、すなわち、ＰＰＥ２１５０、メモリコントローラ２１６０、デュアルバスインタフェース１５７０Ａ、Ｂ、及び８つのＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈの、合計１２の要素を接続する。要素は、クロックサイクルごとに８バイトの速度でバスを同時に読み、及び書き込むことができる。前述したように、それぞれのＳＰＥ２１１０Ａ〜Ｈは、より長いリード又はライトシーケンスをスケジュールするためのＤＭＡＣ２１４２Ａ〜Ｈを備える。ＥＩＢは４つのチャンネルを備え、２つは時計回りで、２つは反時計回りの方向である。１２の要素の間で、任意の２つの要素の間のうち最も長いデータフローは、適切な方向に６ステップとなる。
【００９０】
メモリコントローラ２１６０は、メモリコントローラがＸＤＲＡＭと通信するためのＸＤＲＡＭインタフェース２１２６を備える。デュアルバスインタフェースコントローラ２１７０Ａ、Ｂは、システムインタフェース２１７２Ａ、Ｂを備える。
【００９１】
上述の説明は、例示を意図しており、制限を意図していないことが理解されるべきである。例えば、図面中のフロー図は、本発明の特定の実施の形態により実行される特定の手順の順序を示しているが、このような順序は必要ではない（例えば、別の実施の形態は、特定の手順を結合し、特定の手順を重複させるなど、異なる順序で手順を実行しうる）ことが理解されるべきである。上述の説明を読み、理解した当業者には、多数の別の実施の形態が明らかとなろう。本発明が、いくつかの特定の実施の形態に関して説明されたが、本発明は説明された実施の形態に限られず、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲内で変更及び代替が可能であることは、当業者に認識されるところである。本発明の範囲は、特許請求の範囲に与えられる全ての範囲の均等物とともに、特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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