(57)【要約】  抵抗性で可撓性のある第２の基板の下に配置されたポリイミド製の第１の基板で構成される力検知抵抗器（ＦＳＲ）。電子システム用のハンドヘルドコントローラは、ポリイミドで作られた第１の基板を有するＦＳＲを含むことができる。ＦＳＲは、コントローラ本体のハンドル内に取り付けられる構造、および／またはコントローラ本体のヘッドに含まれる少なくとも１つの親指操作式コントロールの下方に取り付けられる構造など、コントローラ本体内の構造の平面に取り付けられることができる。ＦＳＲは、ハンドルの外面に加えられる力の量、および／または少なくとも１つの親指操作式コントロールに加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されることができる。
2021524916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルドコントローラであって、
コントローラ本体と、
前記コントローラ本体内に取り付けられた力検出抵抗器（ＦＳＲ）とを備え、前記ＦＳＲが、
ポリイミド製の第１の基板であって、前記第１の基板の前面に導電性材料が配置されている、第１の基板と、
可撓性がある第２の基板であって、前記第２の基板の裏面に配置された抵抗性材料を有し、前記第１の基板上に配置されている、第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挿入された１つ以上のスペーサ層とを備える、ハンドヘルドコントローラ。
【請求項２】
さらに、前記第２の基板上に配置され且つ前記第２の基板の前面に力を伝達するように構成されたアクチュエータを備える、請求項１に記載のハンドヘルドコントローラ。
【請求項３】
請求項１に記載のハンドヘルドコントローラであって、
前記コントローラ本体がハンドルを含み、
前記ＦＳＲが、前記ハンドル内に取り付けられた構造の平面に取り付けられており、
前記ＦＳＲが、前記ハンドルの外面に加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されている、ハンドヘルドコントローラ。
【請求項４】
請求項１に記載のハンドヘルドコントローラであって、
前記コントローラ本体が、少なくとも１つの親指操作式コントロールを含み、
前記ＦＳＲが、前記少なくとも１つの親指操作式コントロールの下方に取り付けられている構造の平面に取り付けられており、
前記ＦＳＲが、前記少なくとも１つの親指操作式コントロールに加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されている、ハンドヘルドコントローラ。
【請求項５】
請求項１に記載のハンドヘルドコントローラであって、
前記導電性材料が、前記第１の基板の前記前面に配置された複数の互いに噛み合った金属フィンガを含み、
前記複数の互いに噛み合った金属フィンガが、ベース銅材料と、前記ベース銅材料の上に金材料とを含む金めっき銅でできており、
前記金材料が、前記ベース銅材料と直接接触している、ハンドヘルドコントローラ。
【請求項６】
前記１つ以上のスペーサ層が、
前記第１の基板の周囲において前記第１の基板上に配置されたポリイミドのカバーレイであって、前記導電性材料の周辺部分を覆い、前記導電性材料の残りの部分が前記カバーレイによって覆われないままにする、カバーレイと、
前記カバーレイ上に配置された接着剤層であって、前記接着剤層によって覆われていない前記導電性材料の前記残りの部分を残し、前記接着剤層によって覆われていない前記カバーレイの部分を残して、空気が前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間から入るまたは出ることを可能にするエアギャップを形成する、接着剤層とを含む、請求項１に記載のハンドヘルドコントローラ。
【請求項７】
さらに、前記第２の基板上に配置され且つ前記第２の基板の前面に力を伝達するように構成されたアクチュエータを備え、
前記カバーレイおよび前記接着剤層によって覆われていない前記導電性材料の前記残りの部分の領域が、前記ＦＳＲの活性領域に対応し、
前記アクチュエータが、前記活性領域の８０％をカバーし、前記アクチュエータが、前記ＦＳＲの前記活性領域の中心と同心である、請求項６に記載のハンドヘルドコントローラ。
【請求項８】
力検知抵抗器（ＦＳＲ）であって、
ポリイミド製の第１の基板であって、前記第１の基板の前面に導電性材料が配置されている、第１の基板と、
可撓性がある第２の基板であって、前記第２の基板の裏面に配置された抵抗性材料を有し、前記第１の基板上に配置されている、第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挿入された１つ以上のスペーサ層とを備える、力検知抵抗器（ＦＳＲ）。
【請求項９】
さらに、前記第２の基板上に配置され且つ前記第２の基板の前面に力を伝達するように構成されたアクチュエータを備える、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１０】
前記導電性材料が、前記第１の基板の前記前面に配置された複数の互いに噛み合った金属フィンガを含み、
前記複数の互いに噛み合った金属フィンガが、ベース銅材料と、前記ベース銅材料の上に金材料とを含む金めっき銅でできており、
前記金材料が、前記ベース銅材料と直接接触している、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１１】
前記１つ以上のスペーサ層が、
前記第１の基板の周囲において前記第１の基板上に配置されたポリイミドのカバーレイであって、前記導電性材料の周辺部分を覆い、前記導電性材料の残りの部分が前記カバーレイによって覆われないままにする、カバーレイと、
前記カバーレイ上に配置された接着剤層であって、前記接着剤層によって覆われていない前記導電性材料の前記残りの部分を残し、前記接着剤層によって覆われていない前記カバーレイの部分を残して、空気が前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間から入るまたは出ることを可能にするエアギャップを形成する、接着剤層とを含む、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１２】
さらに、前記第２の基板上に配置され且つ前記第２の基板の前面に力を伝達するように構成されたアクチュエータを備え、
前記カバーレイおよび前記接着剤層によって覆われていない前記導電性材料の前記残りの部分の領域が、前記ＦＳＲの活性領域に対応し、
前記アクチュエータが、前記活性領域の８０％をカバーし、前記アクチュエータが、前記ＦＳＲの前記活性領域の中心と同心である、請求項１１に記載のＦＳＲ。
【請求項１３】
前記接着剤層が５０ミクロンの厚さを有する、請求項１１に記載のＦＳＲ。
【請求項１４】
前記導電性材料が、前記第１の基板の前記前面に配置された複数の互いに噛み合った金属フィンガを含み、
前記複数の互いに噛み合った金属フィンガ間の隣接する金属フィンガの対の間の距離が０．２ミリメートル（ｍｍ）であり、
前記複数の噛み合った金属フィンガの各金属フィンガの幅が０．２ｍｍである、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１５】
さらに、前記第２の基板上に配置され且つ前記第２の基板の前面に力を伝達するように構成されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータが、力を受けると変形する可撓性材料でできている、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１６】
前記ＦＳＲが、ハンドヘルドコントローラ内の構造の平面に取り付けられている、請求項８に記載のＦＳＲ。
【請求項１７】
前記構造が、前記ハンドヘルドコントローラのハンドル内に取り付けられており、
前記ＦＳＲが、前記ハンドルの外面に加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されている、請求項１６に記載のＦＳＲ。
【請求項１８】
前記構造が、前記ハンドヘルドコントローラの親指操作式コントロールの下方に取り付けられており、
前記ＦＳＲが、前記親指操作式コントロールに加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されている、請求項１６に記載のＦＳＲ。
【請求項１９】
力検知抵抗器（ＦＳＲ）を製造する方法であって、
ポリイミド製の第１の基板であって、前記第１の基板の前面に配置された銅クラッド層を有する、第１の基板を形成することと、
前記銅クラッド層をエッチングして前記第１の基板の前記前面上に複数の互いに噛み合った銅フィンガを形成することと、
前記複数の噛み合った銅フィンガに金めっき層を堆積させて、金めっきフィンガを形成することと、
前記第１の基板の上に１つ以上のスペーサ層を設け、前記１つ以上のスペーサ層によって覆われていない前記金めっきフィンガの一部を残すことと、
前記第１の基板の上に第２の基板を設けることとを備え、前記第２の基板が、可撓性があり且つ前記第２の基板の裏面に配置された抵抗材料を有する、方法。
【請求項２０】
さらに、前記第２の基板上にアクチュエータを設けることを備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の基板の上に前記１つ以上のスペーサ層を設けることが、
前記第１の基板の周辺において前記第１の基板上にポリイミドのカバーレイを堆積することであって、前記カバーレイが前記金めっきフィンガの周辺部分を覆い、前記金めっきフィンガの前記部分が、前記カバーレイによって覆われていないままである前記金めっきフィンガの残りの部分を含む、堆積することと、
前記金めっきフィンガの前記残りの部分が接着剤層によって覆われないままになるように、且つ前記カバーレイの一部が前記接着剤層によって覆われないままになるように、前記カバーレイ上に前記接着剤層を堆積させて、前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間から空気が入るまたは出ることを可能にするエアギャップを形成することとを備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記銅クラッド層をエッチングして前記複数の互いに噛み合った銅フィンガを形成することが、０．２ミリメートル（ｍｍ）の幅を有する銅材料のストリップを除去して、前記複数の噛み合った銅フィンガの間の隣接する銅フィンガの対の間に０．２ｍｍの距離を形成することを備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、前記第１の基板の上に前記第２の基板を設けた後、
前記第１の基板の一部が前記第２の基板の前面に配置されるように、前記第１の基板の前記一部を前記第２の基板の周りに巻き付けることと、
前記アクチュエータを前記第１の基板の前記一部に取り付けることとを備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
これは、２０１７年６月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／５２０，９５８号の優先権を主張する、それ自体が２０１６年１０月１１日に出願された米国特許出願第２９／５８０，６３５号の一部継続として優先権を主張する、それ自体が２０１７年８月１７日に出願された「ハンドリテーナおよび指のモーション検知を備えた電子コントローラ」と題された米国特許出願第１５／６７９，５２１号の一部継続として優先権を主張する、２０１７年１２月７日に出願された「指検知による電子コントローラおよび調整可能なハンドリテーナ」と題された係属中の米国特許出願第１５／８３４，３７２号の一部継続として優先権を主張する、２０１８年５月１８日に出願された「ポリイミド基板を備えた力検知抵抗器（ＦＳＲ）、システム、およびその方法」と題された米国特許出願第１５／９８４，２３１号の優先権を主張するＰＣＴ出願であり、これらの全ては、参照によりその全体が組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ビデオゲーム業界は、大きく重要になり、ソフトウェアおよび関連ハードウェアの双方で多くの革新を生み出してきた。様々なゲームアプリケーション向けに、様々なハンドヘルドビデオゲームコントローラが設計、製造、販売されている。これらの革新の一部は、産業用機械、防衛システム、ロボット工学などのコントローラなど、ビデオゲーム業界以外にも適用可能である。仮想現実（ＶＲ）システムは、ビデオゲーム業界の内外双方において現代の大きな関心と急速な技術進歩のアプリケーションである。ＶＲシステムのコントローラは、いくつかの異なる機能を実行する必要があり、多くの場合、使いやすさなどの特定の望ましい特性を最適化しながら、厳密な（場合によっては競合する）設計上の制約を満たす必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
ＶＲシステムで使用されるコントローラの目的の１つは、つかむ、投げる、絞るなどの自然な相互作用を可能な限り模倣することである。この目的を満たす努力において、とりわけ、可変抵抗を使用してＦＳＲに加えられた力の量を測定する力検知抵抗器（ＦＳＲ）を含む、様々なタイプのセンサが利用されてきた。しかしながら、ＦＳＲを備えた既存のコントローラは、その構造に使用されている材料のために、かなり粗い応答曲線（例えば、力対抵抗応答曲線）を示す傾向があり、バイナリ（例えば、オン／オフ）スイッチにすぎない場合に役立つ。これは、ＶＲシステムでは望ましくない。さらに、マイラーベースのＦＳＲは、大きくてかさばるヘッダーコネクタを必要とし、これは、ＦＳＲのフットプリントが大きく、小型化が難しく、他の構成要素に直接はんだ付けすることができないことを意味する。ＦＳＲの構築にマイラーを使用することのさらに別の欠点は、リフローオーブンの高温に耐えられないことであり、これは、マイラーベースのＦＳＲの製造コストを削減する方法を制限する。下部基板にマイラーを使用する代わりに、下部基板としてプリント回路基板（ＰＣＢ）を使用してＦＳＲを構築することも知られている。しかしながら、ＰＣＢ基板はまた、粗い（場合によっては非単調な）応答曲線も示すため、これらのタイプのＦＳＲは、ＶＲアプリケーションには不適切である。したがって、当該技術分野では、ＶＲシステムを改善し、および／またはユーザ操作をより容易にすることができる改善されたコントローラ設計が必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、ハンドリテーナが開いた位置にある、本開示の例示的な実施形態にかかるコントローラを示している。
【０００５】
【図２】図２は、手のひらを上にして、ユーザの開いた手にある図１のコントローラを示している。
【０００６】
【図３】図３は、ユーザの閉じた手にある図１のコントローラを示している。
【０００７】
【図４】図４は、手のひらを下にしてユーザの手にある図１のコントローラを示している。
【０００８】
【図５】図５は、ハンドリテーナが開いた位置にある、本開示の例示的な実施形態にかかる一対のコントローラを示している。
【０００９】
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の別の例示的な実施形態にかかる右手コントローラの正面図を示している。
【００１０】
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの右手コントローラの背面図を示している。
【００１１】
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の一実施形態にかかる、赤外線センサのためのウィンドウを示している。
【００１２】
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示の別の実施形態にかかる、赤外線センサのためのウィンドウを示している。
【００１３】
【図８】図８は、コントローラのハンドルの管状ハウジングを部分的に包む外側シェルが分解されて、その内面に計装が現れている、図６Ａの右手コントローラの側面図を示している。
【００１４】
【図９Ａ】図９Ａは、コントローラのハンドルの管状ハウジングを部分的に包む外側シェルが分解されている図６Ａの右手コントローラの断面を示している。
【００１５】
【図９Ｂ】図９Ｂは、外側シェルがその通常の動作位置に取り付けられていることを除いて、図９Ａの断面を示している。
【００１６】
【図１０Ａ】図１０Ａは、部分的に閉じられたハンドリテーナを備えた、本開示の別の例示的な実施形態にかかる右手コントローラの正面図を示している。
【００１７】
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ハンドリテーナが完全に開いていることを除いて、図１０Ａのコントローラの正面図を示している。
【００１８】
【図１１Ａ】図１１Ａは、本開示の例示的な実施形態にかかる、ヘッドの周囲を移動することができるハンドリテーナアンカーを含む、コントローラのヘッドおよびハンドル構成要素の正面図を示している。
【００１９】
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、フェースプレートがヘッドから取り外されて、ヘッドの周囲のハンドリテーナアンカーの選択的調整を容易にすることができるロック可能なカラー部分が露出していることを除いて、図１１Ａのヘッドおよびハンドル構成要素を示している。
【００２０】
【図１２Ａ】図１２Ａは、ハンドリテーナ構成要素が取り外された、本開示の代替の実施形態にかかる部分的に組み立てられたコントローラを示している。
【００２１】
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａのコントローラのチャネル特徴の拡大図を示している。
【００２２】
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１２Ｂに示されるチャネルの断面図である。
【００２３】
【図１３Ａ】図１３Ａは、本開示の例示的な実施形態にかかる力検知抵抗器（ＦＳＲ）を示している。
【００２４】
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３ＡのＦＳＲの正面図を示している。
【００２５】
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、断面Ａ−Ａに沿って取られた、図１３ＢのＦＳＲの断面を示しており、断面は、ポリイミドで作られた第１の基板を示している。
【００２６】
【図１４】図１４は、ＦＳＲを構築する例示的なプロセスにおける進行ステージでのＦＳＲの様々な正面図を示している。
【００２７】
【図１５】図１５は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲの例示的な層を示している。図１５は、縮尺どおりではない。むしろ、図１５は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲの実際の断面図を表すことを意図するものではない。
【００２８】
【図１６】図１６は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲの例示的な層を示している。図１６は、縮尺どおりではない。むしろ、図１６は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲの実際の断面図を表すことを意図するものではない。
【００２９】
【図１７】図１７は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲの例示的な層を示している。図１７は、縮尺どおりではない。むしろ、図１７は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲの実際の断面図を表すことを意図するものではない。
【００３０】
【図１８Ａ】図１８Ａは、本開示の別の実施形態にかかる、完全なＦＳＲを形成するための折り畳みステップの前のＦＳＲの正面図を示している。
【００３１】
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、折り畳みステップが実行された後の、図１８ＡのＦＳＲの正面図を示している。
【００３２】
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、断面Ｂ−Ｂに沿って取られた、図１８ＡのＦＳＲの断面を示している。
【００３３】
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、図１８ＡのＦＳＲの例示的な層を示している。図１８Ｄは、縮尺どおりではない。むしろ、図１８Ｄは、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲの実際の断面図を表すことを意図するものではない。
【００３４】
【図１９】図１９は、ＦＳＲを製造するためのサンプルプロセスのフロー図である。
【００３５】
【図２０】図２０は、電子システムが様々な圧力モードで動作するようにコントローラのＦＳＲベースの入力機構を構成するために使用されることができるユーザインターフェース（ＵＩ）の例を示している。
【００３６】
【図２１】図２１は、ＦＳＲベースの入力用のソフトプレスの「ヘアトリガー」スタイルを示す力対時間のグラフを示している。
【００３７】
【図２２】図２２は、ＦＳＲベースの入力用のソフトプレスの「ヒップファイヤ」スタイルを示す力対時間のグラフを示している。
【００３８】
【図２３】図２３は、コントローラ本体内に配置された様々なセンサを有する図１のコントローラを示している。
【００３９】
【図２４】図２４は、タッチセンサによって提供されたタッチデータに基づいて、ハンドヘルドコントローラのＦＳＲを再校正するためのプロセス例のフロー図である。
【００４０】
【図２５】図２５は、隣接するコントロールのタッチセンサによって提供されるタッチデータに基づいて、ハンドヘルドコントローラのＦＳＲでの偽入力を無視するためのプロセス例のフロー図である。
【００４１】
【図２６】図２６は、ハンドヘルドコントローラのハンドル内の近接センサのアレイによって検出された手のサイズに基づいて、ＦＳＲのＦＳＲ入力閾値を調整するためのプロセス例のフロー図である。
【００４２】
【図２７】図２７は、ＦＳＲ入力値に基づいてハンドヘルドコントローラの制御のビンディングをアクティブ化および非アクティブ化するためのプロセス例のフロー図である。
【００４３】
【図２８】図２８は、時間遅延を使用して、複数の閾値の最初のＦＳＲ入力を無視するかどうかを判定するためのプロセス例のフロー図である。
【００４４】
【図２９】図２９は、図１のコントローラなどのハンドヘルドコントローラの例示的な構成要素を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本明細書で説明されるのは、とりわけ、抵抗性で可撓性のある第２の基板の下に配置されたポリイミド製の第１の基板で構成される力検知抵抗器（ＦＳＲ）である。第１の基板は、その前面に配置された導電性材料（例えば、複数の互いに噛み合った金属フィンガ）を有する。第２の基板の中央部分が第１の基板上に懸架されるように、１つ以上のスペーサ層も第１の基板と第２の基板との間に挿入される。アクチュエータは、第２の基板上に配置され、加えられた力を第２の基板の前面に伝達する。これが起こると、第２の基板の中央部分が第１の基板に向かって内側に屈曲し、第２の基板の裏面の抵抗性材料の一部が、第１の基板の前面の導電性材料の一部と接触する。加えられる力が増加するにつれて、抵抗性材料が接触する導電性材料の表面積が増加する。同様に、加えられる力が減少するにつれて、抵抗性材料が接触する導電性材料の表面積が減少する。可変の加えられた力の下での表面積接触のこの変化は、ＦＳＲを、加えられた力によって値が制御される可変抵抗器として機能させる。
【００４６】
少なくとも部分的には第１の基板に使用されるポリイミド材料のために、開示されたＦＳＲは、他の可能な最終用途の中で、ＶＲシステムのコントローラでの使用に望ましい特性を示す。例えば、ポリイミド基板を使用すると、かさばるヘッダーコネクタを使用せずに、ＦＳＲの出力端子（またはリード）を基板（例えば、ＰＣＢ）に直接選択的にはんだ付けすることを可能にし、これにより、大きくてかさばるヘッダーコネクタを必要とするマイラーベースのＦＳＲと比較して、ＦＳＲのフットプリントを小さくすることができる。ポリイミドは、フレックス回路の選択材料として一般的に使用されているため、ＦＳＲのポリイミド基板を使用すると、ＦＳＲを他のフレックス回路に簡単に接続することができ、従来のＦＳＲの製造コストと比較して、開示されたＦＳＲの製造コストを削減することができる。ポリイミドはまた、リフローオーブンなどの高温にも耐えることができ、コスト削減の製造プロセスへの扉を開く。さらに、ポリイミドは、開示されたＦＳＲの第１の基板として使用される場合、従来のＦＳＲと比較して、ヒステリシスが少なく、再現性が高いなどの望ましい特性を示す。全体として、ポリイミドで作られた第１の基板を有する開示されたＦＳＲは、真のアナログ入力をモデル化する力対抵抗応答曲線を示し、ＦＳＲをＶＲシステムのコントローラでの使用に望ましいものにする。
【００４７】
また、本明細書に開示されるのは、ポリイミドで作られた第１の基板を有する開示されたＦＳＲを含む電子システム（例えば、ＶＲシステム）のためのコントローラである。コントローラは、ユーザの手によって保持されるように構成されることができ、コントローラ本体を含むことができる。開示されたＦＳＲは、コントローラ本体のハンドル内に取り付けられる構造、またはコントローラ本体のヘッドに含まれる少なくとも１つの親指操作式コントローラの下方に取り付けられる構造など、コントローラ本体内の構造の平面に取り付けることができる。ＦＳＲは、電子システムのコントローラに実装されると、コントローラの関連部分に加えられる力の量に対応する抵抗値を測定するように構成される（例えば、ハンドルの外面に加えられる力は、少なくとも１つの親指操作コントロールになど）。
【００４８】
ＶＲシステムのコントローラにＦＳＲを実装すると、従来のコントローラを使用して、現在の状態を超えて自然な相互作用のスペクトルを拡大することができる。例えば、電子システムおよび／またはコントローラは、ＦＳＲを介して、ユーザがコントローラのハンドルを握る力、および／またはユーザが親指操作の制御装置を押す力を決定することができる。開示されたＦＳＲは望ましい応答曲線を示すため、そのようなコントローラは、様々な力の押圧または圧搾を、ビデオゲームがゲームメカニックを制御するために（例えば、岩を砕くために、バルーンを圧搾するために、ゲームキャラクタが使用できる武器を切り替えるために）使用できる様々なデジタル化された数値に変換することができる。望ましい応答特性を備えたＦＳＲは、ユーザの疲労を軽減するため、および／またはコントロールの偶発的な作動を軽減するために、従来の機械式スイッチを置き換えることができる。例えば、ＦＳＲは、加えられた力が閾値を超えたことを検出することにより、スイッチとして機能することができる。この閾値は動的に調整される。例えば、ゲームプレイ中の手の疲労を軽減するために、閾値を低い値に調整することができる（例えば、ユーザがＦＳＲに関連付けられたコントロールを押して、ゲームプレイ中に頻繁に武器を撃つ場合）。逆に、偶発的なコントロール操作のインスタンスを減らすために、閾値をより高い値に調整することができ、これは、ユーザがビデオゲームの刺激に反応する可能性があるスリリングまたはエキサイティングなゲームで役立つことができる。
【００４９】
また、本明細書に開示されるのは、タッチセンサまたは近接センサのアレイによってそれぞれ提供されるタッチデータまたは近接データと組み合わせたコントローラのＦＳＲによって提供される力データに基づいてセンサ融合アルゴリズムを実装するためのロジックを含むハンドヘルドコントローラである。センサ融合アルゴリズムの例を使用して、タッチセンサによって検出されたように、オブジェクトがＦＳＲに関連付けられたコントロールに接触したときにＦＳＲを再校正することができる。例えば、ロジックは、タッチセンサによって提供されるタッチデータに基づいて、オブジェクトが、押されるように構成されたコントローラ本体上のコントロールと接触したことを判定することができる。ロジックはまた、オブジェクトがコントロールと接触したときにＦＳＲによって提供された力データに基づいて、ＦＳＲによって測定された抵抗値を判定し、コントロールでのタッチを検出すると、ＦＳＲを「再校正」するために、抵抗値をデジタル化されたゼロのＦＳＲ入力値と相関させることができる。
【００５０】
別のセンサ融合アルゴリズムの例を使用して、オブジェクトが隣接するコントロールと接触しているときにＦＳＲによって検出された偽入力を無視することができる。例えば、ロジックは、ＦＳＲによって提供される力データに基づいて、ハンドヘルドコントローラの第１のコントロールのＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされるべき閾値を満たすかまたは超えるデジタル化されたＦＳＲ入力値に対応するＦＳＲによって測定される抵抗値を判定することができる。ロジックはまた、ＦＳＲ抵抗値がＦＳＲによって測定されるときにタッチセンサによって提供されるタッチデータに基づいて、オブジェクトが、第１のコントロールに隣接するハンドヘルドコントローラの第２のコントロールと接触していることを判定することができ、オブジェクトが第２のコントロールと接触している間はＦＳＲ入力イベントの登録を控えることができる。
【００５１】
別の例示的なセンサ融合アルゴリズムを使用して、近接センサのアレイによって検出される、コントローラのハンドルを把持する手の手サイズを検出し、手サイズに応じてＦＳＲにおいてＦＳＲ入力イベントを登録するための閾値力を調整することができる。これは、手が小さいユーザにとっては力ベースの入力を簡単にするのに役立つことができる（手が大きいユーザにとっては難しくなるが、困難ではない）。例えば、ハンドヘルドコントローラのハンドル上に空間的に分散された近接センサのアレイを使用して、ハンドルを把持している手のサイズを判定することができ、ロジックは、手のサイズに基づいて、ハンドルのＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされる調整済み閾値に閾値を調整することができる。
【００５２】
図１〜図４は、本開示の例示的な実施形態にかかる電子システム用のコントローラ１００を示している。コントローラ１００は、ＶＲビデオゲームシステム、ロボット、武器、または医療機器などの電子システムによって利用されることができる。コントローラ１００は、ハンドル１１２、およびユーザの手（例えば、ユーザの左手）にコントローラ１００を保持するためのハンドリテーナ１２０を有するコントローラ本体１１０を含むことができる。ハンドル１１２は、必要に応じて実質的に円筒形とすることができる管状ハウジングを備える。この文脈において、実質的に円筒形の形状は、一定の直径、または完全に円形の断面を有する必要はない。
【００５３】
図１〜図４の実施形態では、コントローラ本体１１０は、必要に応じて１つ以上の親指操作式コントロール１１４、１１５、１１６を含むことができるヘッド（ハンドル１１２と遠位端１１１との間）を含むことができる。例えば、傾斜ボタン、または他のボタン、ノブ、ホイール、ジョイスティック、またはトラックボールは、コントローラ１００がユーザの手に保持されている間に、通常の操作中にユーザの親指によって便利に操作されることができる場合、親指操作の制御と見なされることができる。
【００５４】
コントローラ１００は、好ましくは、コントローラ本体１１０に固定された追跡部材１３０を含み、必要に応じて、追跡部材１３０の２つの対向する遠位端のうちの対応する１つからそれぞれ突出する２つのノーズ１３２、１３４を含む。図１〜図４の実施形態では、追跡部材１３０は、好ましくは、必ずしもそうではないが、弓形を有する追跡アークである。追跡部材１３０は、好ましくは、各突出ノーズ１３２、１３４に配置された少なくとも１つの追跡変換器を備える、その中に配置された複数の追跡変換器を含む。追加の追跡変換器は、好ましくは、少なくとも１つの遠位追跡変換器が遠位端１１１に隣接して配置される、コントローラ本体１１０にも配置されることができる。
【００５５】
前述の追跡変換器は、電子システムによって放出される電磁放射（例えば、赤外線）に応答する追跡センサとすることができるか、あるいは、電子システムによって受信される電磁放射（例えば、赤外線）を放出する追跡ビーコンとすることができる。例えば、電子システムは、ブロードキャストされたパルス赤外光を受信または遮断することができる赤外線センサである追跡部材１３０の複数の追跡変換器により、パルス赤外線をコントローラ１００に向けて広くブロードキャストする、すなわち、ペイントするＶＲゲームシステムとすることができる。各ノーズ１３２、１３４（例えば、各ノーズに３つのセンサ）の追跡変換器は、好ましくは、追跡部材１３０の各遠位端でユーザの手に張り出し、したがって、（ユーザの手の周りで）よりよく露出されて、許容できない量の遮断なしでより多くの角度で電子システムによって放射される電磁放射を受信するかまたは電子システムに電磁放射を送信する。
【００５６】
好ましくは、追跡部材１３０およびコントローラ本体１１０は、硬質プラスチックなどの実質的に剛性のある材料でできており、それらが互いに対して検知できるほど並進または回転しないように、一体にしっかりと固定されている。このように、空間内の追跡変換器のコンステレーションの並進および回転の追跡は、好ましくは、追跡変換器の互いに対する動きによって複雑にならない。例えば、図１〜図４に示されるように、追跡部材１３０は、２つの位置でコントローラ本体１１０に結合されることによって、コントローラ本体１１０に固定されることができる。ハンドリテーナ１２０は、これらの２つの場所に隣接するコントローラ１００（コントローラ本体１１０または追跡部材１３０のいずれか）に取り付けられて、２つの場所の間のハンドル１１２の外面に対してユーザの手のひらを付勢することができる。
【００５７】
特定の実施形態では、追跡部材１３０およびコントローラ本体１１０は、一体に組み立てられるのではなく、材料の連続性を有する一体型モノリシック構成要素を含むことができる。例えば、追跡部材１３０およびコントローラ本体１１０は、単一の射出成形プロセスステップによって一体に成形されることができ、その結果、追跡部材１３０およびコントローラ本体１１０の双方を備える１つの一体型硬質プラスチック構成要素をもたらす。あるいは、追跡部材１３０およびコントローラ本体１１０は、最初に別々に製造され、その後、一体に組み立てられてもよい。いずれにせよ、追跡部材１３０は、コントローラ本体１１０に固定されていると見なすことができる。
【００５８】
ハンドリテーナ１２０は、図１の開位置に示されている。ハンドリテーナ１２０は、必要に応じて、ユーザがＶＲゴーグルで視界を遮っているコントローラを把持しているとき、湾曲した弾性部材１２２によって開位置に付勢されて、ユーザの左手をハンドリテーナ１２０とコントローラ本体１１０との間に挿入するのを容易にすることができる。例えば、湾曲した弾性部材１２２は、必要に応じて、弾性的に曲がる可撓性金属ストリップとすることができるか、または実質的に弾性的に曲がることができるナイロンなどの代替プラスチック材料を含むことができる。湾曲した弾性部材１２２は、必要に応じて、ユーザの快適さのために、クッションまたは布材料１２４（例えば、ネオプレンシース）の部分的にまたは完全に内部にあるか、またはそれらによって覆われることができる。あるいは、クッションまたは布材料１２４は、ユーザの手に面する湾曲した弾性部材１２２の側面のみに配置（例えば、接着）されることができる。
【００５９】
ハンドリテーナ１２０は、必要に応じて、例えば、ばね付勢チョック１２８によって締め付けられるドローコード１２６を含むことによって長さを調整することができる。ドローコード１２６は、必要に応じて、ストラップとして使用することができる余分な長さを有することができる。シース１２４は、必要に応じて、ドローコードに取り付けることができる。特定の実施形態では、湾曲した弾性部材１２２は、締められたドローコード１２６の張力によって予荷重をかけられることができる。そのような実施形態では、湾曲した弾性部材１２２が（開位置に付勢するために）ハンドリテーナ１２０に与える張力は、ドローコード１２６が締め付けられていないときにハンドリテーナを自動的に開放させる。本開示はまた、クリート、弾性バンド（手を挿入すると一時的に伸び、弾性張力を加えて手の甲を押す）、長さ調節が可能なフックおよびループストラップアタッチメントなど、ハンドリテーナ１２０の長さを調整するための代替の従来の方法を企図する。
【００６０】
ハンドリテーナ１２０は、ハンドル１１２と追跡部材１３０との間に配置され、ユーザの手の甲に接触するように構成されることができる。図２は、ユーザの左手が挿入されているが、コントローラ本体１１０を把持していない動作中のコントローラ１００を示している。図２では、ハンドリテーナ１２０が閉じられ、手の上で締められて、ハンドル１１２の外面に対してユーザの手のひらを物理的に付勢する。このようにして、ハンドリテーナ１２０は、閉じたときに、手がコントローラ本体１１０を把持していないときでさえも、コントローラ１００を手に保持することができる。図３および図４は、ハンドリテーナ１２０が閉じられ、手がコントローラ本体１１０を把持し、親指が１つ以上の親指操作コントロール（例えば、トラックパッド１１６）を操作しているときの動作中のコントローラ１００を示している。
【００６１】
コントローラ本体１１０のハンドル１１２は、好ましくは、その外面の周りに部分的または完全に空間的に分散された近接センサのアレイを含む。アレイは、グリッドを含むことができるが、アレイの近接センサは、必ずしも等しいサイズである必要はなく、それらの間の間隔が必ずしも等しいとは限らない。近接センサのアレイは、好ましくは、ハンドル１１２の外面へのユーザの指の近接に応答する。例えば、近接センサのアレイは、ハンドル１１２の外面の下に埋め込まれた複数の静電容量センサとすることができ、その外面は、電気的に絶縁性の材料を含む。このような静電容量センサのアレイとユーザの手の一部との間の静電容量は、それらの間の距離に反比例する。静電容量は、ＲＣ発振回路を静電容量センサアレイの要素に接続することによって検出されることができ、回路の時定数（したがって発振の周期と周波数）は、静電容量によって変化することに留意されたい。このようにして、回路は、ハンドル１１２の外面からのユーザの指の解放を検出することができる。
【００６２】
ハンドリテーナ１２０（例えば、ハンドリテンションストラップ）がしっかりと閉じられるとき、それは、コントローラ１００が手から落ちるのを防ぐだけでなく、指の動きをより確実に検知するために、指がハンドル１１２の近接センサアレイに対して過度に平行移動するのを防ぐのに役立つことができる。電子システムは、解剖学的に可能な指の動きを具体化するアルゴリズムを含むことができ、近接センサアレイからの検知をよりよく使用して、制御されたキャラクタの手の開口、指差し、またはコントローラに対する、または互いに対する指の他の動きをレンダリングする。このように、コントローラ１００および／または指のユーザの動きは、ＶＲゲームシステム、防衛システム、医療システム、産業用ロボットまたは機械、または別の装置を制御するのに役立つことができる。ＶＲシステムアプリケーション（例えば、ゲーム、トレーニングなど）では、システムは、追跡変換器の動きに基づいて投擲動作をレンダリングし、コントローラのハンドルの外面からのユーザの指の検知された解放に基づいて投球されたオブジェクトの解放をレンダリングすることができる。
【００６３】
したがって、（ユーザがコントローラ１００を実際に手から離したり、床に投げたり落としたりせずに、コントローラ１００を「手放す」ことを可能にするための）ハンドリテーナ１２０の機能は、制御される電子システムの追加機能を有効にすることができる。例えば、コントローラ本体１１０のハンドル１１２のユーザの把持の解放および回復が検知された場合、そのような解放または把持は、（例えば、ＶＲにおいて）投げるまたは把持するオブジェクトを表示するためにゲームに組み込まれることができる。ハンドリテーナ１２０は、そのような機能が繰り返し且つ安全に達成されることを可能にすることができる。例えば、図１〜図４の実施形態におけるハンドリテーナ１２０の位置は、例えば、ユーザがＶＲ環境で検知されたプロンプトに応答して移動するとき（例えば、ＶＲゴーグルによって実質的に盲目である間）、実世界での衝撃からユーザの手の甲を保護するのに追跡部材１３０を助けることができる。
【００６４】
特定の実施形態では、コントローラ１００は、コントローラ本体１１０内に配置された充電式電池を含むことができ、ハンドリテーナ１２０（例えば、ハンドリテンションストラップ）は、充電式電池に電気的に結合された導電性充電ワイヤを含むことができる。コントローラ１００はまた、好ましくは、電子システムの残りの部分と通信するための無線周波数（ＲＦ）送信機も含む。そのようなＲＦ送信機は、充電式電池によって電力を供給されることができ、親指操作式コントロール１１４、１１５、１１６、コントローラ本体１１０のハンドル１１２内の近接センサ、および／または追跡部材１３０内の追跡センサに応答することができる。
【００６５】
図５に示されるように、特定の実施形態では、コントローラ１００は、同様の右コントローラ２００を含む一対のコントローラ内の左コントローラとすることができる。特定の実施形態では、コントローラ１００および２００は、例えば、ＶＲ体験を強化するために、ユーザの両手の動きおよび把持を（一体に）同時に追跡することができる。
【００６６】
図６Ａは、本開示の別の例示的な実施形態にかかる、右手コントローラ６００の正面図を示している。図６Ｂは、右手コントローラ６００の背面図を示している。コントローラ６００は、ヘッド６１０およびハンドル６１２を備えるコントローラ本体を有する。図６Ａ〜図６Ｂの実施形態では、ヘッド６１０は、少なくとも１つの親指操作式コントロールＡ、Ｂ、６０８を含み、人差し指（例えば、トリガー６０９）によって操作されるように構成された制御も含むことができる。ハンドル６１２は、外側シェル６４０によって部分的に包まれた管状ハウジングを備える。
【００６７】
図６Ａ〜図６Ｂの実施形態では、追跡部材６３０は、ヘッド６１０およびハンドル６１２の端部でコントローラ本体に固定されている。ハンドリテーナ６２０は、ヘッド６１０とハンドル６１２の端部との間の外側シェル６４０に対してユーザの手のひらを物理的に付勢するように構成される。ハンドリテーナ６２０は、好ましくは、ハンドル６１２と追跡部材６３０との間に配置され、長さが調整可能であり、ユーザの手の甲に接触するように構成されたハンドリテンションストラップを備えることができる。図６Ａ〜図６Ｂの実施形態では、ハンドリテーナ６２０は、必要に応じてドローコード６２８を含み、必要に応じて、コードロック６２６の場所でドローコード６２８による滑り運動を選択的に防止するコードロック６２６（ハンドル６１２の遠位端に隣接する）によって長さを調整されることができる。
【００６８】
図６Ａ〜図６Ｂの実施形態では、追跡変換器６３２、６３３は、追跡部材６３０上に配置され、追跡変換器６３３は、追跡部材６３０の対向する遠位端の突出したノーズ上に配置される。追加の追跡変換器６３４は、必要に応じて、ヘッド６１０の遠位領域に配置される。追跡変換器６３２、６３３、および６３４は、電子システム（例えば、仮想現実ゲームシステム）によって放出される電磁放射（例えば、赤外線）に応答する追跡センサとすることができるか、または電子システムによって受信される電磁放射（例えば、赤外線）を放出する追跡ビーコンとすることができる。例えば、電子システムは、ブロードキャストパルス赤外光を受信することができる赤外線センサである追跡変換器６３２、６３３、および６３４により、コントローラ６００に向けてパルス赤外光を広くブロードキャストする、すなわち、ペイントするＶＲゲームシステムとすることができる。そのような追跡センサの応答は、電子システムに返送されることができ、システムは、そのような応答を解釈して、コントローラ６００の位置および向きを効果的に追跡することができる。
【００６９】
追跡変換器６３２、６３３、６３４のうちの１つ以上は、必要に応じて、図７Ａの実施形態に示されるように、または代替的に図７Ｂの実施形態に示されるように、あるいは代替的には示されていない従来の方法で構成されることができる。図７Ａの下部は、フレックス回路７５１に電気的に接続された赤外線センサ７５０の分解斜視図を示しており、赤外線不透明プラスチックを含む上にあるウィンドウ付きハウジング壁７５５の長方形部分の下に示されている。ウィンドウ付きハウジング壁７５５は、ウィンドウ７５６を含む。ウィンドウ７５６は、好ましくは、赤外線透過性ポリカーボネートプラスチックを含み、赤外線センサ７５０の厚さに対応するために下側のくぼみを含むことができる。
【００７０】
図７Ａの実施形態によれば、ウィンドウ付きハウジング壁（例えば、追跡部材６３０の外部構造、または図６Ａのヘッド６１０）は、ハウジング壁の大部分が赤外線不透過性プラスチックで製造されているが、赤外線透過性プラスチックが赤外線センサ７５０の上のウィンドウ７５６に配置されるように、いわゆる「ダブルショット」射出成形プロセスから製造されることができる。
【００７１】
図７Ａの上部は、組み立てられたときの赤外線センサ７５０、フレックス回路７５１、およびウィンドウ付きハウジング壁７５５の断面図を示している。上からウィンドウ７５６に入射する３つの下向き矢印として図７Ａに示される赤外線は、ウィンドウ７５６を通過して、下にある赤外線センサ７５０によって受信される。ハウジング壁７５５は、赤外線不透過性プラスチックを含むため、それに当たる赤外線は通過せず、一部は、赤外線センサ７５０によって受信されるためにウィンドウに反射して戻されることができる。このようにして、ウィンドウ７５６は、ハウジング壁７５５の大部分が赤外線不透明プラスチックを含むにもかかわらず、赤外線が赤外線センサ７５０に影響を与えることを可能にし、その結果、赤外線センサ７５０は、好ましい角度範囲からの赤外線のみを受信する。
【００７２】
あるいは、追跡変換器６３２、６３３、６３４のうちの１つ以上は、必要に応じて、図７Ｂの実施形態に示されるように構成されることができる。図７Ｂの下部は、フレックス回路７５１に電気的に接続された赤外線センサ７５０の分解斜視図を示しており、ＩＲ透過性プラスチックを含む上にあるハウジング壁７５８の長方形部分の下に示されている。ハウジング壁７５８は、ウィンドウ７５９を含むようにパターン化された赤外線不透明フィルム７５７でコーティングされている（赤外線不透明フィルム７５７が存在しない場合）。
【００７３】
図７Ｂの上部は、組み立てられたときの、赤外線センサ７５０、フレックス回路７５１、ハウジング壁７５８、およびＩＲ不透明フィルム７５７の断面図を示している。図７Ｂに上からハウジング壁７５８に入射する３つの下向き矢印として示される赤外線は、赤外線不透明フィルム７５７のウィンドウ７５９を通過してハウジング壁７５８を通過し、そこで下にある赤外線センサ７５０によって受信される。ハウジング壁７５８は、赤外線透過性プラスチックを含むため、それに当たる赤外線は、それを通過して失われる可能性があり、おそらく意図せず、望ましくないことに、内部反射を介して近くのセンサに到達することさえある。このようにして、赤外線不透明フィルム７５７のウィンドウ７５９は、赤外線が主に赤外線センサ７５０に影響を与えることを可能にする。
【００７４】
図８は、ハンドル６１２の管状ハウジングを部分的に包む外側シェル６４０が分解されて、その内面に計装が現れている、右手コントローラ６００の側面図を示している。図８の実施形態では、計装は、外側シェル６４０の内面に空間的に分散された近接センサ８００のアレイを含むことができ、近接センサ８００のアレイは、ユーザの指の外側シェル６４０への近接に応答する。アレイの近接センサ８００は、必ずしも同じサイズである必要はなく、また、それらは、必ずしも互いに規則的または等間隔に配置されているわけでもない。特定の実施形態では、近接センサ８００のアレイは、好ましくは、外側シェル６４０の内面に結合されたフレックス回路に接続されることができる複数の静電容量センサとすることができる。図８の実施形態では、外側シェル６４０は、（図９Ａ〜図９Ｂにより詳細に示されるように）ハンドル６１２の嵌合する第２の電気コネクタ部分に接続されることができる第１の電気コネクタ部分８０５を含む。
【００７５】
図９Ａ〜Ｂは、コントローラのハンドルが、必要に応じて、管状ハウジング部分６１２ａおよび６１２ｂが隣接するシーム６１３によって長手方向に分割された管状ハウジング部分６１２ａ、６１２ｂを備えることができることを示している、図６Ａの右手コントローラ６００の断面を示している。図９Ａでは、外側シェル６４０は、ハンドルの残りの部分から分解されて離れて示されている。図９Ｂは、外側シェル６４０がその通常の動作位置に取り付けられていることを除いて、図９Ａの断面を示している。図９Ａ〜図９Ｂの実施形態では、外側シェル６４０の第１の電気コネクタ部分８０５は、コントローラハンドルの第２の電気コネクタ部分９０５に嵌合し、接続可能であることが示されている。
【００７６】
図９Ａ〜図９Ｂの実施形態では、外側シェル６４０は、管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂを、好ましくは縦方向シーム６１３と重なるように部分的に包み、その結果、縦方向シーム６１３は、近接センサアレイ８００の所望の円周方向位置に対応するのではなく、製造プロセスを最適化するように配置されることができる。特定の実施形態では、外側シェル６４０は、ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂの円周部分Ｃと重なり、円周部分Ｃは、ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂの全周の少なくとも１００度から１７０度以下の角度にまたがる。そのような円周方向の重なりは、特定の実施形態では、近接センサアレイ８００が、ユーザの指または手のひらの所望の部分、例えば、把持を最もよく示す手の領域の近接を検知することを可能にすることができる。
【００７７】
ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂは、円形の断面を有する必要はなく、ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂが円形の断面を有するかどうかにかかわらず、本明細書では「円周」という用語が使用される。本明細書において、「円周」という用語は、ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂの周囲の完全な周囲を意味し、これは、管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂが真円中空柱体である場合には円形とすることができるが、管状ハウジングが非円形の柱体または中空プリズムとして形作られている場合には円以外の閉じた形状とすることができる。
【００７８】
図９Ａ〜図９Ｂの実施形態では、プリント回路基板（ＰＣＢ）９２０は、ハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂ内に取り付けられることができ、第２の電気コネクタ部分９０５は、ＰＣＢ９２０に電気的に結合される。ＰＣＢ９２０は、必要に応じて、力検知抵抗器（ＦＳＲ）９２２を含み、コントローラは、外側シェル６４０を介して加えられた圧縮力を、ＦＳＲ９２２に対して内向きにハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂの外側に向かって伝達するプランジャ９２４をさらに備えることができる。特定の実施形態では、ＦＳＲ９２２は、近接センサアレイ８００と併せて、ユーザによる把持の開始、およびユーザによるそのような把持の相対強度の双方の検知を容易にすることができ、これは、特定のゲームプレイ機能を容易にすることができる。
【００７９】
特定の実施形態では、外側シェル６４０は、ハンドルの管状ハウジング部分６１２ａまたは６１２ｂのハウジング壁の厚さの３分の１未満であるシェルの厚さ（図９Ａ〜図９Ｂで放射状に測定される）を有する。それらの実施形態では、そのような厚さの不均衡は、近接センサアレイ８００がハンドルの管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂ上または中に配置される代替の実施形態と比較して、近接センサアレイ８００の感度を改善することができる。
【００８０】
図１０Ａは、部分的に閉じられたハンドリテーナ２２０（例えば、ハンドリテンションストラップ）を備えた、本開示の別の例示的な実施形態にかかる右手コントローラ２００の正面図を示している。図１０Ｂは、ハンドリテーナ２２０が完全に開いていることを除いて、コントローラ２００の正面図を示している。図１０Ａ〜図１０Ｂの実施形態では、コントローラ２００は、ヘッド２１０およびハンドル２１２を有するコントローラ本体を含む。ヘッド２１０は、コントローラ２００のネック領域２１１でハンドル２１２に隣接している。ハンドル２１２は、好ましくは、その外面のすぐ下に空間的に分散され、好ましくは、ハンドル２１２の外面へのユーザの指の近接に応答する近接センサのアレイを含む。
【００８１】
図１０Ａ〜図１０Ｂの実施形態では、ヘッド２１０は、親指操作式コントロールＡ、Ｂ、および２０８を含む。コントローラ２００はまた、好ましくは、ヘッド２１０およびハンドル２１２の遠位端でコントローラ本体に固定される追跡部材２３０を含む。追跡部材２３０は、好ましくは、電子システムによって放出される電磁放射（例えば、仮想現実ゲームシステムによって放出されるパルス赤外光）に応答するセンサとすることができる複数の追跡変換器、または電子システムによって受信される電磁放射を放出する追跡ビーコンを含む。図１０Ａ〜図１０Ｂの実施形態では、追跡部材２３０は、好ましくは、必ずしもそうではないが、弓形を有する追跡アークである。ハンドリテーナ２２０は、好ましくは、ハンドル２１２と追跡アーク２３０との間に配置される。
【００８２】
図１０Ａ〜図１０Ｂの実施形態では、コントローラ２００は、ドローコード２２８、およびハンドル２１２の遠位端に隣接するコードロック２２６を含む。コードロック２２６は、コードロック２２６でのドローコード２２８による滑り運動を選択的に防止することができる。図１０Ａの実施形態では、ドローコード２２８がコードロック２２６を越えて徐々に引っ張られると、ハンドリテーナ２２０は、閉じた位置に引き締められる（図１０Ａに示される動きの矢印によって示されるように）。閉位置は、ハンドル２１２の外面に対してユーザの手のひらを物理的に付勢する。
【００８３】
図１０Ａ〜図１０Ｂの実施形態では、ハンドリテーナ２２０は、好ましくは、ハンドリテーナ２２０を図１０Ｂに示される開位置に向けて付勢する弾性部材（例えば、金属ストリップなどの内部または外部の弾性変形可能なストリップ）を含む。図１０Ｂの実施形態では、ユーザがコードロック２２６を選択的に解放させ、ドローコード２２８の相対的なスライドを可能にするとき、弾性変形弾性部材の真っ直ぐに向けた予荷重付勢により、ハンドリテーナ２２０が自然に開放する（図１０Ｂに示される動き矢印によって示される）。開位置は、特に仮想現実ゴーグルの着用によってユーザの視界が遮られる可能性がある場合に、コントローラ２００からのユーザの手の挿入または引き抜きを容易にすることができる。
【００８４】
図１１Ａは、ヘッド２１０の周りを周方向に移動するように調整できるハンドリテーナアンカー３０２を含む、コントローラ２００のヘッド２１０およびハンドル２１２の構成要素の正面図を示している。図１１Ｂは、ヘッド２１０の周囲のハンドリテーナアンカー３０２の選択的調整を容易にすることができるロック可能なカラー部分３１１を露出させるためにヘッド２１０から取り外されたフェースプレートを除いて、同じヘッド２１０およびハンドル２１２の構成要素を示している。
【００８５】
図１１Ｂの実施形態では、ロック可能なカラー部分３１１は、内部弓形ガイド３１５によって画定される弧状経路に沿って並進することができる。ロック可能なカラー部分３１１は、ヘッド２１０の周囲の周りのアンカー３０２のさらなる動きを防ぐために、ユーザによって選択的にロックされることができる。ここで、図４および図１０Ａ〜図１１Ｂを参照すると、ハンドリテーナ２２０の弾性部材は、ヘッド２１０のハンドリテーナアンカー３０２に取り付けられ、これにより、ハンドリテーナ２２０をユーザの目的に向かってまたは離れて（ユーザの親指と指の間で）調整することができる。特定の実施形態では、ハンドリテーナ２２０の弾性部材は、好ましくは、回動または回転可能なアタッチメントによってヘッド２１０のハンドリテーナアンカー３０２に取り付けられ、その結果、ハンドリテーナ２２０は、アタッチメントの位置でハンドリテーナアンカー３０２に対して回動することができる。そのような自由度は、ヘッド２１０の周囲におけるハンドリテーナアンカー３０２の位置の調整可能性に追加される。
【００８６】
図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１２Ｃは、ネック領域４１１でヘッドに結合されたヘッド４１０およびハンドル４１２を含むコントローラ本体を有する部分的に組み立てられたコントローラ４００の代替の実施形態を示している。図１２Ａ〜図１２Ｃの代替の実施形態では、コントローラ本体は、ネック領域４１１に隣接して配置されたチャネル４１４を含む。チャネル４１４が部分的に覆い隠されないように図１２Ａに示されていないハンドリテーナは、チャネル４１４内に延びる突起４２５で終端する弾性部材４２０を含む。
【００８７】
図１２Ｂおよび図１２Ｃの実施形態では、突起４２５は、ハンドリテーナが閉位置にあるときにチャネル４１４内の突起の長手方向の動きを防止するキャッチ４２７を含む。例えば、図１２Ｃの実施形態では、キャッチ４２７は、ハンドリテーナ突起４２５の相対角度がハンドリテーナの閉位置に対応する場合−すなわち、ハンドリテーナの閉位置が弾性部材４２０に張力をもたらす場合（例えば、図１２Ｃの断面に示されるように下方向に）、チャネル４１４の内面との摩擦を増加させるカムである。
【００８８】
対照的に、ハンドリテーナ突起４２５が、ハンドリテーナの開位置に対応する相対角度（例えば、図１２Ｃの断面に示されるように上方向）に回転される場合、キャッチ４２７とチャネル４１４との間の摩擦は低減され、ハンドリテーナ突起４２５は、チャネル４１４内で並進されることができる（図１２Ｂに示される動き矢印によって示されるように）。チャネル４１４は、好ましくは、例えば、コントローラ４００が異なる手のサイズまたは指の長さに対応できるように、チャネル４１４に沿ったハンドリテーナ突起の並進が、好ましくは、ユーザの手の目的に向かってまたは離れてハンドリテーナ突起４２５の相対位置を調整するように配向される。代替の実施形態では、ハンドリテーナ突起４２５は、従来のピボットジョイントによってハンドリテーナの残りの部分に回動可能に取り付けられることができる。このような回転の自由度は、チャネル４１４に沿ったハンドリテーナ突起４２５の調整可能な並進に追加される。
【００８９】
図１３Ａ〜Ｃは、本開示の例示的な実施形態にかかる、力検知抵抗器（ＦＳＲ）１３００の異なる図を示している。図１３ＣのＦＳＲ１３００の断面図に示されるように、ＦＳＲ１３００は、ポリイミド製の第１の基板１３０２を含むことができる。ＦＳＲ１３００は、第１の基板１３０２上（または上）に配置された第２の基板１３０４をさらに含むことができる。第１の基板１３０２および第２の基板１３０４は、ＦＳＲ１３００の２つの主基板（または層）であると見なすことができ、これは、２層ＦＳＲ１３００と見なすことができるが、本明細書でより詳細に説明されるように、ＦＳＲ１３００は、追加層を含むことが理解されるべきである。この文脈において、第１の基板１３０２は、ＦＳＲ１３００の２つの主基板に関して「下部」または「ベース」基板と見なされることができるが、第１の基板１３０２の背後（または下方）（すなわち、図１３Ｃに示されるように、負のＺ方向）に材料の層があり得ることが理解されるべきである。
【００９０】
第１の基板１３０２は、第１の基板１３０２の前面（すなわち、正のＺ方向に面する表面）に配置された導電性材料を有する。図１４を参照してより詳細に説明するように、この導電性材料は、複数の互いに噛み合った金属フィンガを含むことができる。一方、第２の基板１３０４（抵抗性「膜」と呼ばれることもある）は、第２の基板１３０４の裏面（すなわち、負のＺ方向に面する表面）に抵抗性材料が配置されている。この抵抗性材料は、ある程度の電気抵抗（例えば、平方あたり３００キロオーム（ｋオーム）（ｋオーム／平方）から４００ｋオーム／平方の範囲内の比較的高いシート抵抗）を示すインク組成物（例えば、銀インク、カーボンインク、それらの混合物など）などの半導体材料とすることができる。好ましくは、第２の基板１３０４のシート抵抗は、３５０ｋオーム／平方であるが、ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、本明細書で指定されたシート抵抗範囲外のものを含む他のシート抵抗値を使用することができることを理解されたい。したがって、本明細書で指定されるシート抵抗範囲は、非限定的であると理解されるべきである。いくつかの実施形態では、第２の基板１３０４は、抵抗性材料が第２の基板１３０４の背面に配置されたマイラーでできていてもよい。いくつかの実施形態では、第２の基板１３０４は、裏面に抵抗性材料（例えば、導電性インク組成物）を有するポリイミドでできている。第２の基板１３０４にポリイミドを使用することの例示的な利点は、リフローオーブンを使用して大量生産できるＦＳＲ１３００を作成することであるが、マイラーはそのような高温に耐えることができなかった。
【００９１】
ＦＳＲ１３００は、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間に挿入された１つ以上のスペーサ層を含むことができ、その結果、第２の基板１３０４の中心部分は、第１の基板１３０２上に懸架され、そこから一定の距離を置いて配置される。図１３Ｃは、これに限定されるものではないが、第１の基板１３０２の周辺の第１の基板１３０２上に配置されたカバーレイ１３０６と、カバーレイ１３０６上に配置された接着剤層１３０８とを含む２つのスペーサ層を示している。カバーレイ１３０６は、ポリイミドでできていてもよく、したがって、第１の基板１３０２と同じ材料であってもよい。カバーレイ１３０６の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１０ミクロンから１５ミクロンの範囲内とすることができる。接着剤層１３０８の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、５０ミクロンから１３０ミクロンの範囲内とすることができる。したがって、第２の基板１３０４が第１の基板１３０２から離間する総距離は、１つ以上のスペーサ層の厚さ（例えば、カバーレイ１３０６の厚さ＋接着剤１３０８の層の厚さ）の合計とすることができる。これらの層は、ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、ここで指定された厚さの範囲外の厚さで提供されることができる。したがって、これらの厚さの範囲は、非限定的であると理解されるべきである。
【００９２】
アクチュエータ１３１０（ディスク形状のコンプライアントプランジャなど）は、第２の基板１３０４上に配置されることができ、力Ｆを第２の基板１３０４の前面に伝達するように構成されている。アクチュエータ１３１０は、アクチュエータ１３１０に力を加えるとある程度変形するコンプライアント材料であるポロンで作ることができる。アクチュエータ１３１０は、加えられた力Ｆを中心に置くために、ＦＳＲ１３００の活性領域の中心と同心とすることができる。アクチュエータ１３１０はまた、ＦＳＲ１３００の活性領域のその部分にわたって、加えられた力Ｆを均等に分配するために、ＦＳＲ１３００の活性領域の一部にまたがる。
【００９３】
第２の基板１３０４の厚さ（Ｚ方向で測定）は、５０ミクロンから１３０ミクロンの範囲内とすることができる。この例示的な厚さでは、第２の基板１３０４は可撓性である。例えば、第２の基板１３０４は、上記で指定された範囲内の厚さで可撓性であるマイラーで作ることができる。ＦＳＲ１３００の機能的動作は、第２の基板１３０４の裏面の抵抗性材料が、アクチュエータ１３１０に加えられる圧縮力Ｆ下で第１の基板１３０２の前面の導電性材料と接触するために、第２の基板１３０４の可撓性に依存する。第１の基板１３０２の厚さ（Ｚ方向で測定）は、２０ミクロンから３０ミクロンの範囲内とすることができる。この厚さのポリイミドも可撓性がある。したがって、第１の基板１３０２もまた可撓性である。一方、アクチュエータ１３１０の厚さ（Ｚ方向で測定）は、７８０ミクロンから８１０ミクロンの範囲内とすることができる。これらの層は、ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、ここで指定された厚さの範囲外の厚さで提供されてもよい。したがって、これらの厚さの範囲は、非限定的であると理解されるべきである。
【００９４】
ＦＳＲ１３００は、アクチュエータ１３１０に加えられる可変力Ｆに応答して変化する抵抗を示すことができる。例えば、アクチュエータ１３１０にかかる力Ｆが増加するにつれて、抵抗は減少する。このようにして、ＦＳＲ１３００は、加えられた力Ｆによって値が制御される可変抵抗器として扱うことができる。ＦＳＲ１３００は、「シャントモード」ＦＳＲ１３００または「スルーモード」ＦＳＲ１３００とすることができるが、好ましくはシャントモードＦＳＲ１３００である。シャントモードＦＳＲ１３００では、第１の基板１３０２の前面に配置された導電性材料は、複数の互いに噛み合った金属フィンガの形態とすることができる。力Ｆがアクチュエータ１３１０の前面（または上部）に加えられると、第２の基板１３０４の裏面の抵抗性材料が、金属フィンガを分路する噛み合った金属フィンガのいくつかと接触し、それにより、ＦＳＲ１３００の出力端子間の抵抗を変化させる。スルーモードの実装では、第１の基板１３０２上の導電性材料は、導電性材料上に配置された半導電性（または抵抗性）材料を備えた導電性材料の固体領域とすることができ、第２の基板１３０４は、同様の構造（例えば、固体半導電性（または抵抗性）材料が配置された導電性材料の領域）を有することができる。各基板（１３０２および１３０４）上の導電性材料の固体領域は、個々の出力端子に結合され、２つの基板（１３０２および１３０４）が加えられた力Ｆの下で接触すると、励起電流が１つの層から別の層に流れることができる。
【００９５】
少なくとも推奨されるシャントモードの実装では、力と抵抗の応答曲線（ＦＳＲ１３００の抵抗が加えられた力Ｆの関数としてプロットされる）は、ＶＲシステムのコントローラ１００／６００で使用するのに望ましい特性を示す。例えば、ＦＳＲ１３００の応答曲線は、下部基板の材料としてマイラーを使用するものなどの従来のＦＳＲと比較して、より少ないヒステリシスおよびより高い再現性（あるＦＳＲ１３００から別のＦＳＲ１３００へ）を示すことができる。負荷ヒステリシスは、現在のＦＳＲ１３００抵抗に対する以前に加えられた力の影響を表す。応答曲線も単調であり、仮想岩を粉砕したり、仮想バルーンを絞ったりするなど、ＶＲゲームシステムの多くのゲーム機構に活用できる真のアナログ入力をモデル化する。本明細書の例は、加えられた力Ｆを説明しているが、ＦＳＲ１３００は、実際には、第２の基板１３０４の前面のより大きな領域に対する小さな点において加えられる等しい量の力がＦＳＲ１３００の異なる抵抗応答をもたらすことから、加えられた圧力（力×面積）に敏感である。したがって、アクチュエータ１３１０は、加えられた力Ｆの下での応答曲線に関して、ＦＳＲ１３００全体の再現性を維持する役割を果たしている。
【００９６】
図１４は、ＦＳＲ１３００を構築する例示的なプロセスにおける進行ステージでのＦＳＲ１３００の様々な正面図を示している。図１４のステージ１では、ポリイミドの第１の基板１３０２の前面に複数の噛み合った金属フィンガ１４００を形成することができる。金属フィンガ１４００は導電性である。金属フィンガ１４００に使用される例示的な導電性金属は、１／３オンスＨＡ銅などの銅である。この銅はまた、金めっきされることもできる。複数の互いに噛み合った金属フィンガ１４００は、サブトラクティブ製造プロセスを使用して形成することができる。例えば、ステージ１の前に、ポリイミドの第１の基板１３０２は、その前面に配置された銅クラッド層で形成されることができ、銅クラッド層は、図１４のステージ１に示されている互いに噛み合った金属フィンガ１４００のパターンを作成するためにエッチングされることができる（例えば、銅材料のストリップを除去することによって）。エッチングされたパターンのサイズと間隔は、０．２ミリメートル（ｍｍ）である隣接する金属フィンガ１４００の対の間の距離（Ｙ方向で測定）、および０．２ｍｍである複数の互いに噛み合った金属フィンガ１４００の各金属フィンガの幅（Ｙ方向で測定）を作成するために選択されることができる。このフィンガ幅とフィンガ間の間隔は、ＦＳＲ１３００の最大感度と最小化された製造エッチング耐性との間の最適なバランスを提供することができる。金属フィンガ１４００の均一なパターンが図１４に示されているが、他の不均一なパターン（例えば、中心に向かってより密度の高いフィンガ、および外側に向かってより密度の低いフィンガ）を使用できることを理解されたい。図１４は、それぞれが第１の出力端子１４０２（１）および第２の出力端子１４０２（２）を有する２端子ＦＳＲ１３００の出力端子１４０２（またはリード）につながる２組の互いに噛み合った金属フィンガ１４００を示している。
【００９７】
前述のように、金属フィンガ１４００を構成する銅は、金めっきされることができる。したがって、互いに噛み合った金属フィンガ１４００のパターンをエッチングした後、金めっきの層を銅フィンガ上に堆積させて、金めっきされたフィンガを作成することができる。したがって、図１４のステージ１に示される複数の互いに噛み合った金属フィンガ１４００は、金めっきされたフィンガを表すことができる。金めっきは、無電解ニッケル浸漬金（ＥＮＩＧ）とすることができる。特に、金めっきの前にベース層の銅の上に追加の銅めっきがなくてもよい。多層フレックス基板にビアを追加する場合、通常、ベース層の銅の上に追加の銅めっきが適用される。しかしながら、金めっきの前にベース層の銅に追加の銅めっきを追加すると、金めっきの前にベース層の銅に追加の銅めっきが含まれていない開示されたＦＳＲ１３００と比較して、検出された抵抗の望ましくない増加が実際に発生する可能性がある。したがって、金めっきの前に金属フィンガ１４００上の追加の銅めっきを省略することにより、ＦＳＲ１３００において最適な感度が達成される。したがって、金属フィンガ１４００を構成する銅クラッド層は、金属フィンガ１４００が金材料でめっきされた時点で露出されたままである。このようにして、金材料は、ベース層銅と金めっきとの間に追加の銅めっきを挿入することなく、金属フィンガ１４００のベース銅材料と直接接触している。
【００９８】
図１４のステージ２では、カバーレイ１３０６を、第１の基板１３０２の周辺の第１の基板１３０２の上に堆積させることができる。例えば、カバーレイ１３０６は、金属フィンガ１４００の周辺部分を覆うように環状の形状とすることができ、金属フィンガ１４００の残りの部分は、堆積後、カバーレイ１３０６によって覆われないままにされる。カバーレイ１３０６は、ポリイミドでできていてもよい。
【００９９】
図１４のステージ３では、接着剤層１３０８がカバーレイ１３０６の上に堆積されることができ、その結果、金属フィンガ１４００の残りの部分（カバーレイ１３０６によって覆われずに残された金属フィンガ１４００の部分）もまた、接着剤層１３０８によって覆われずに残される。例えば、接着剤層１３０８は、接着剤層１３０８がカバーレイ１３０６の実質的な部分を覆い、接着剤層１３０８がＦＳＲ１３００の活性領域を覆わないように、Ｃ字形とすることができる。ＦＳＲ１３００の「活性領域」は、直径Ｂを有するものとして図１４のステージ３に示されている。さらにまた、Ｃ字形である接着剤層１３０８は、カバーレイ１３０６の部分を接着剤層１３０８によって覆われないままにすることができる。カバーレイ１３０６のこの覆われていない部分は、幅ｗを有するものとして図１４のステージ３に示されている。第２の基板１３０４が第１の基板１３０２の上部に配置された後、カバーレイ１３０６のこの覆われていない部分は、空気が第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間の空間から出入りすることを可能にするエアギャップを形成し、これは、大気圧の変化によるセンサ間の応答の変動を防ぐことができる。エアギャップ（すなわち、カバーレイ１３０６の覆われていない部分）の幅ｗは、１ｍｍとすることができ、これは、加えられた力の下で接触表面積の対称性を維持するのに十分小さく、空気がエアギャップから入る／出るのに十分大きい。いくつかの実施形態では、接着剤層１３０８は、ミネソタ州メープルウッドの３Ｍ（登録商標）社からの４６７接着剤（すなわち、３Ｍ  ４６７接着剤）とすることができる。カバーレイ１３０６および接着剤層１３０８は、第２の基板１３０４を第１の基板１３０４から懸架的に離間させるために第１の基板１３０２の上に提供できるスペーサ層の例を表す。前述のように、カバーレイ１３０６の厚さ（Ｚ方向で測定）は、１０ミクロンから１５ミクロンの範囲内とすることができ、接着剤層１３０８の厚さ（Ｚ方向で測定）は、５０ミクロンから１３０ミクロンの範囲内とすることができる。好ましくは、接着剤層１３０８の厚さは、非常に軽い加えられた力Ｆの下で初期応答（例えば、ＦＳＲ１３００が入力の検出を開始する）を可能にするために（例えば、指定された厚さ範囲の下端で）可能な限り薄くされる。しかしながら、これらの層は、ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、ここで指定された厚さの範囲外の厚さで提供されてもよい。したがって、これらの厚さの範囲は、非限定的であると理解されるべきである。
【０１００】
ステージ４では、第２の基板１３０４を第１の基板１３０２の上に設けることができる。ステージ４では、第２の基板１３０４の中央部分は、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間に挿入された１つ以上のスペーサ層（例えば、カバーレイ１３０６および接着剤層１３０８）によって第１の基板１３０２上に懸架される（図１３Ｃを参照）。図１４には示されていないが、アクチュエータ１３１０は、図１３Ａ〜Ｃに示されるように、ＦＳＲ１３００の構築を完了するために、第２の基板１３０４の前面に取り付けられることができる。アクチュエータのサイズ（Ｘ−Ｙ平面で測定）は、ＦＳＲ１３００の活性領域の８０％（すなわち、図１４のステージ３に示されている直径Ｂの８０％）に及ぶことができる。例えば、ディスク状のアクチュエータ１３１０は、０．８＊Ｂに等しい直径を有することができる。いくつかの実施形態では、ＦＳＲ１３００の全体の直径は、１４．５ｍｍとすることができる。この寸法では、活性領域は、１０．５ｍｍの直径Ｂを有することができ、これは、カバーレイ１３０６および接着剤層１３０８が、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間に２ｍｍのリングとして堆積されることができることを意味する。この実施形態では、アクチュエータ１３１０は、８．４ｍｍ（すなわち、０．８＊１０．５ｍｍ）の直径を有することができる。
【０１０１】
ＦＳＲ１３００は、外力（または負荷）がない状態で開回路にすることができる。いくつかの実施形態では、ゼロまたは無視できる印加力の下での第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との任意の接触を説明するために、閾値回路を使用して、第１の基板１３０２および第２の基板１３０４が「接触している」と見なされる閾値抵抗値を設定することができ、これは、２つの主基板（すなわち、１３０２および１３０４）が実際に接触している場合であっても、閾値抵抗値に到達するまでＦＳＲ１３００を開回路にすることができることを意味する。
【０１０２】
図１５は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲ１３００の例示的な層を示している。図１５は、縮尺どおりではない。むしろ、図１５は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲ１３００の実際の断面図を表すことを意図するものではない。前の図を参照して上述したように、ＦＳＲ１３００は、図１５に示されるように、ポリイミドで作られた第１の基板１３０２と、第１の基板１３０２の前面に配置された金属フィンガ１４００（すなわち、導電性材料）と、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間に１つ以上のスペーサ層が挿入された、第１の基板１３０２上に配置された第２の基板１３０４とを含む。この場合、前述のカバーレイ１３０６および接着剤の層１３０８を含む、２つの主基板の間に配置された複数のスペーサ層が存在する。アクチュエータ１３１０もまた、第２の基板１３０４上に配置されている。
【０１０３】
図１５の実施形態では、アクチュエータ１３１０は、ポロンでできていてもよく、７９４ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定した場合）を有していてもよい。アクチュエータ接着剤層１５００を使用して、アクチュエータ１３１０を第２の基板１３０４に取り付けることができる。このアクチュエータ接着剤１５００は、厚さが７０ミクロン（Ｚ方向で測定）とすることができる。アクチュエータ接着剤１５００に適した接着剤は、カリフォルニア州グレンデールのエイブリィ・デニソンからのＦＴ  ８３９７接着剤である。図１５の実施形態では、第２の基板１３０４の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２５ミクロンとすることができる。第２の基板１３０４の裏面上の抵抗性材料のシート抵抗は、３５０ｋオーム／平方とすることができる。接着剤層１３０８は、３Ｍ  ＭＰ４６７接着剤などの剥離接着剤とすることができる。接着剤層１３０８の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、５０ミクロンとすることができる。カバーレイ１３０６は、ポリイミドでできていてもよく、（Ｚ方向で測定して）１２．５ミクロンの厚さを有していてもよい。カバーレイ接着剤１５０２（例えば、いずれかの側に接着剤を有するポリエチレン）を使用して、カバーレイ１３０６を、金属フィンガ１４００の上の第１の基板１３０２の前面に取り付けることができる。カバーレイ接着剤１５０２は、２５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有することができる。金属フィンガ１４００は、銅（例えば、金めっきされた銅）でできていてもよく、（Ｚ方向で測定して）１２．５ミクロンの厚さを有していてもよい。第１の基板１３０２は、２５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有することができる。
【０１０４】
感圧接着剤（ＰＳＡ）１５０４は、第１の基板１３０２の裏面に取り付けられることができる。ＰＳＡ１５０４は、３Ｍ  ４６７ＭＰとすることができ、５０ミクロンの厚さを有することができる。ＰＳＡライナ１５０６は、ＰＳＡ１５０４上に配置されることができ、ＦＳＲ１３００を平面（例えば、コントローラ本体１１０の内部に取り付けられた構造の平面）に取り付ける前に剥がすことができる。
【０１０５】
ＦＳＲ１３００のコネクタ部分において、補強材ポリイミド１５０８は、補強材接着剤１５１０を使用して、第１の基板１３０２の裏面に取り付けられることができる。補強材ポリイミド１５０８は、１３７．５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定）を有することができ、コネクタ部分の追加の耐久性のためにＦＳＲ１３００のより剛性の高いコネクタ部分を作成することができる。補強材接着剤の厚さ（Ｚ方向で測定）は、２５ミクロンとすることができる。
【０１０６】
図１５の実施形態は、本明細書に開示されるように、電子システム（例えば、ＶＲシステム）用のコントローラ１００／６００のハンドル１１２／６１２内に取り付けられる構造の平面に取り付けるのに適したＦＳＲ１３００を表すことができる。ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、図１５を参照して指定されたもの以外の厚さ値、シート抵抗値、および／または材料を利用できることを理解されたい。そのため、これらの値および材料は、非限定的であると理解されるべきである。
【０１０７】
図１６は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲ１３００の例示的な層を示している。図１６は、縮尺どおりではない。むしろ、図１６は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲ１３００の実際の断面図を表すことを意図するものではない。第１の基板１３０２および第１の基板１３０２上の層（すなわち、正のＺ方向）に関して図１６に示されるＦＳＲ１３００は、図１５に示されるＦＳＲ１３００と同様の構造を有することができる。図１６は、第１の基板１３０２の下の層（すなわち、負のＺ方向）において図１５とは異なる。したがって、簡潔にするために、図１６のこれらの層については図１５の説明を参照することができるので、図１６の第１の基板１３０２および第１の基板１３０２上の層（すなわち、正のＺ方向）は、再び説明されない。
【０１０８】
図１６の実施形態では、補強材１６００は、補強材接着剤１５１０を使用して、ＦＳＲ１３００の本体部分の下の第１の基板１３０２の背面に取り付けられることができる。図１５の実施形態の場合のように、補強材接着剤の厚さ（Ｚ方向で測定）は２５ミクロンとすることができるが、補強材１６００は、ＦＳＲ１３００の本体部分の下に配置され、一方、ポリイミド１５０８は、ＦＳＲ１３００のコネクタ部分の下に配置されている。さらにまた、補強材１６００は、図１５の実施形態の補強材ポリイミド１５０８よりも厚い５３０ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有するＦＲ４補強材とすることができる。プルタブ１６０２は、接着剤層１６０４を使用して補強材１６００の背面に取り付けられることができる。接着剤層１６０４は、３Ｍ  ＭＰ４６７接着剤などのプルタブ接着剤とすることができる。接着剤層１６０４の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、５０ミクロンとすることができる。
【０１０９】
図１６の実施形態は、本明細書に開示されるように、電子システム（例えば、ＶＲシステム）のためのコントローラ１００／６００の親指操作式コントロール１１６の下方に取り付けられた構造の平面に取り付けるのに適したＦＳＲ１３００を表すことができる。ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、図１６を参照して指定されたもの以外の厚さ値、シート抵抗値、および／または材料を利用できることを理解されたい。そのため、これらの値および材料は、非限定的であると理解されるべきである。
【０１１０】
図１７は、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲ１３００の例示的な層を示している。図１７は、縮尺どおりではない。むしろ、図１７は、材料の例示的な層を説明するために提示されており、ＦＳＲ１３００の実際の断面図を表すことを意図するものではない。図１７に示されるＦＳＲ１３００の層のいくつかは、図１５に示されるＦＳＲ１３００と同様の構造を有することができる。しかしながら、図１７は、図１５とはいくつかの点で異なる。
【０１１１】
図１７の実施形態では、第２の基板１３０４の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２７ミクロンとすることができる。接着剤層１３０８は、３Ｍ  ４６８ＭＰ接着剤などの剥離接着剤とすることができる。リフローオーブンの高温に耐えることができるＦＳＲ１３００の場合、接着剤層１３０８は、３Ｍ  ９０８５または３Ｍ  ９０８２などの剥離接着剤とすることができる。接着剤層１３０８の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２５ミクロンとすることができる。場合によっては、接着剤層１３０８の厚さは、５０ミクロンとすることができる。さらに、金属フィンガ１４００は、ＲＡ銅でできていてもよい。さらに、導電性材料１７００を第１の基板１３０２の裏面に配置することができる。導電性材料１７００は、１２．５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有するＨＡ銅またはＲＡ銅とすることができる。追加のカバーレイ１７０２は、導電性材料１７００上に堆積されることができる。この追加のカバーレイ１７０２は、ポリイミドで作ることができ、カバーレイ接着剤１７０４を使用して導電性材料１７００に取り付けられることができる。追加のカバーレイ１７０２の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２．５ミクロンとすることができ、カバーレイ接着剤１７０４の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、２５ミクロンとすることができる。接着剤層１７０６は、カバーレイ１７０２上に配置されることができる。接着剤層１７０６は、６０ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）の３Ｍ  ４６７ＭＰ接着剤などの剥離接着剤とすることができる。リフローオーブンの高温に耐えることができるＦＳＲ１３００の場合、接着剤層１７０６は、３Ｍ  ９０８５または３Ｍ  ９０８２などの剥離接着剤とすることができる。
【０１１２】
図１７の実施形態は、非ＶＲコントローラのコントローラ本体１１０内に取り付けられた構造の平面に取り付けるのに適したＦＳＲ１３００を表すことができる。ＦＳＲ１３００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、図１７を参照して指定されたもの以外の厚さ値、シート抵抗値、および／または材料を利用できることを理解されたい。そのため、これらの値および材料は、非限定的であると理解されるべきである。
【０１１３】
図１８Ａ〜Ｄは、本開示の別の実施形態にかかる、ＦＳＲ１８００を示している。ＦＳＲ１８００は、ポリイミドで作られた第１の基板１８０２、および可撓性であり、その裏面に抵抗性材料を有する第２の基板１８０４など、ＦＳＲ１３００に関して説明したものと同様の構成要素層を有することができる。１つ以上のスペーサ層（例えば、カバーレイ１８０６および接着剤の層１８０８）を、第１の基板１８０２と第２の基板１８０４との間に挿入することができる。
【０１１４】
図１８Ｂおよび図１８ＣのＦＳＲ１８００の第１の基板１８０２の一部は、第２の基板１８０４の周りに巻き付けられ、第２の基板１８０４の前面にも配置されている。図１８Ａは、「折り畳み前」とラベル付けされ、第１の基板１８０２の部分が第２の基板１８０４の周りに巻き付けられる前のＦＳＲ１８００を示している。図１８Ａでは、ＦＳＲ１８００は、第１の本体部分１８１２（１）（「下部バルーン」１８１２（１）と呼ばれることもある）および第２の本体部分１８１２（２）（「上部バルーン１８１２（２）」と呼ばれることもある）を含む。下部バルーン１８１２（１）は、下部バルーン１８１２（１）の第１の端部にある折り畳みネック１８１４によって上部バルーン１８１２（２）に接続されている。はんだ付けピグテール１８１６は、下部バルーン１８１２（１）の第２の端部から延在し、はんだ付けパッド１８１８は、はんだ付けピグテール１８１６の末端にある。タクトスイッチの形態のアクチュエータ１８１０は、図１８Ｂおよび図１８Ｃに示すように、折り畳み操作後にアクチュエータ１８１０が最終的にＦＳＲ１８００の前層または最上層となるように、上部バルーン１８１２（２）上に配置される。したがって、第２の基板１８０４の周りに巻き付けられるＦＳＲ１８００の第１の基板１８０２の部分は、上部バルーン１８１２（２）である。
【０１１５】
折り畳み操作後のＦＳＲ１８００の断面がＦＳＲ１８００の例示的な層を描写するために図１８Ｃに示されている。図１８Ｃに示される層のいくつかは、図１８Ｄを参照してより詳細に説明される。図１８Ｃのこの実施形態では、力Ｆがアクチュエータ１８１０（例えば、タクトスイッチ）に加えられ、可変のデジタル化された値に変換されるＦＳＲ１８００の可変の抵抗を引き起こすことができる。アクチュエータ１８１０にタクトスイッチ（例えば、事前定義された量の力Ｆの適用下で異なるバイナリ状態に切り替わるスイッチ）を使用すると、タクトスイッチ１８１０が作動すると最初に「クリック音がした」後、ＦＳＲ１８００が増加した力Ｆが加えられると可変抵抗を出力することができる、デュアルステージＦＳＲ１８００を形成する。これは、タクトスイッチ１８１０が押されるたびに同じ量の力Ｆで作動すると仮定することにより、ＦＳＲ１８００の個々の作動でＦＳＲ１８００を校正するのに役立つことができる。すなわち、ＦＳＲ１８００は、タクトスイッチ１８１０の作動の検出に応答して、タクトスイッチ１８１０の作動に関連する既知の量の力Ｆにリセットすることができる。これは、ＦＳＲ１８００の固有の不正確さを軽減することができる。
【０１１６】
図１８Ｃおよび図１８Ｄに示すように、ＦＳＲ１８００は、２５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有するポリイミドで作られた第１の基板１８０２を含む。１２．５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定）を有する導電性材料（例えば、図１８Ｄに示されるＨＡ銅（例えば、金めっき銅）で作られた金属フィンガ１８２０）を、導電性材料が第２の基板１８０４上の抵抗性材料の下にあるように、下部バルーン１８１２（１）にある第１の基板１８０２の前面に配置することができる。カバーレイ接着剤１８２２を使用して、カバーレイ１８０６を、金属フィンガ１８２０の上の第１の基板１８０２の前面に取り付けることができる。カバーレイ接着剤１８２２は、２５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有することができる。カバーレイ１８０６は、ポリイミドでできていてもよく、（Ｚ方向で測定して）１２．５ミクロンの厚さを有していてもよい。カバーレイ１８０６上に配置された接着剤層１８０８は、３Ｍ  ＭＰ４６７接着剤などの剥離接着剤とすることができる。接着剤層１８０８の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、６０ミクロンとすることができる。第２の基板１８０４の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２７ミクロンとすることができる。第２の基板１８０４の裏面上の抵抗性材料のシート抵抗は、３５０ｋオーム／平方とすることができる。接着剤層１８２４を使用して、上部バルーン１８１２（２）が折り畳みネック１８１４において下部バルーン１８１２（１）上に折り畳まれるときに、上部バルーン１８１２（２）を下部バルーン１８１２（１）に取り付けることができる。接着剤層１８２４は、（Ｚ方向で測定して）１２５ミクロンの厚さとすることができる。接着剤層１８２４に適した接着剤は、３Ｍ  ４６８ＭＰである。接着剤層１８２４はまた、Ｃ字形とすることができる。
【０１１７】
ＦＳＲ１８００の上部バルーン１８１２（２）上で、第１の補強材ポリイミド１８３４は、補強材接着剤１８３６を使用して（折り畳む前に）第１の基板１８０２の前面に取り付けられることができる。第１の補強材ポリイミド１８３４は、７５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有することができる。補強材接着剤の厚さ（Ｚ方向で測定）は、２５ミクロンとすることができる。さらに、ＦＳＲ１８００の上部バルーン１８１２（２）上で、接着剤１８４０の層を使用して、第２の補強材ポリイミド１８３８を（折り畳む前に）第１の補強材ポリイミド１８３４の前面に取り付けることができる。第２の補強材ポリイミド１８３８は、７５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有することができる。接着剤の層の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２５ミクロンとすることができる。上部バルーン１８１２（２）が折り畳みネック１８１４において下部バルーン１８１２（１）上に折り畳まれるとき、第２の補強材ポリイミド１８３８は、図１８Ｃに示されるように、第２の基板１８０４と接触し、接着剤層１８２４は、折り畳み操作後、ＦＳＲ１８００の２つの本体部分１８１２（１）および１８１２（２）を積み重ねられた関係で接着する。ＦＳＲ１８００が非コントローラベースのアプリケーションなどの他のアプリケーションで使用される場合など、図１８Ｄを参照して指定されたもの以外の厚さ値、シート抵抗値、および／または材料を利用できることを理解されたい。そのため、これらの値および材料は、非限定的であると理解されるべきである。
【０１１８】
さらに、図１８Ｄに示されるように、導電性材料１８２６は、第１の基板１８０２の裏面に配置されることができる。導電性材料１８２６は、１２．５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）を有するＨＡ銅とすることができる。追加のカバーレイ１８２８は、導電性材料１８２６上に堆積されることができる。この追加のカバーレイ１８２８は、ポリイミドで作ることができ、カバーレイ接着剤１８３０を使用して導電性材料１８２６に取り付けられることができる。追加のカバーレイ１８２８の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、１２．５ミクロンとすることができ、カバーレイ接着剤１８３０の厚さ（Ｚ方向で測定される）は、２５ミクロンとすることができる。追加のカバーレイ１８２８およびカバーレイ接着剤１８３０は、はんだ付けピグテール１８１６、下部バルーン１８１２（１）、折り畳みネック１８１４、および上部バルーン１８１２（２）の一部にまたがり、アクチュエータ１８１０用のフットプリント（または空間）（図１８Ｄの「ボタンフットプリント」）を残すことができる。接着剤層１８３２は、追加のカバーレイ１８２８上に配置されることができる。接着剤層１８３２は、１２５ミクロンの厚さ（Ｚ方向で測定される）の３Ｍ  ４６８ＭＰ接着剤などの剥離接着剤とすることができる。接着剤１８３２の層は、はんだ付けピグテール１８１６および下部バルーン１８１２（１）にまたがることができる。
【０１１９】
ＦＳＲ１３００／１８００の例は、ほぼ円形の形状を有するものとして示されているが、ＦＳＲ１３００／１８００は、正方形、長方形などの異なる断面形状の層で構築できることが理解されるべきである。ＦＳＲ１３００／１８００は、特定の用途に応じて、ここで説明する例よりも全体のサイズを大きくしたり小さくしたりできる。さらに、ＦＳＲのアレイは、複数のＦＳＲ１３００／１８００を一体に接続することによって実装できることを理解されたい。このようなアレイでは、ＦＳＲ材料の層を材料の長いストリップで構成することができる。
【０１２０】
図１９は、本明細書に開示されるＦＳＲ１３００またはＦＳＲ１８００などのＦＳＲを製造するための例示的なプロセス１９００のフロー図である。ここで説明するプロセスは、一連の動作を表す論理フローグラフのブロックの集合として示されている。動作が説明される順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、説明される任意の数の動作は、プロセスを実装するために任意の順序で、および／または並列に組み合わせられることができる。
【０１２１】
１９０２において、ポリイミドで作られた第１の基板１３０２は、第１の基板１３０２の前面に配置された銅クラッド層で形成されることができる。
【０１２２】
１９０４において、銅クラッド層をエッチングして第１の基板１３０２の前面上の複数の互いに噛み合った銅フィンガ（すなわち、金属フィンガ１４００の例）を形成することができる。ブロック１９０４におけるエッチングは、幅０．２ｍｍを有する銅材料のストリップを除去して、複数の互いに噛み合った銅フィンガ間の隣接する銅フィンガの対の間に０．２ｍｍの距離を形成することを含むことができる。除去された銅材料の連続するストリップ間の間隔もまた、０．２ｍｍに保たれて、０．２ｍｍの幅を有する銅フィンガを提供することができる。
【０１２３】
１９０６において、金めっきの層を複数の交互に配置された銅フィンガに堆積させて、金めっきフィンガを形成することができる。この金めっきは、ＥＮＩＧとすることができる。
【０１２４】
１９０８において、１つ以上のスペーサ層が第１の基板１３０２の周辺で第１の基板１３０２の上に提供されることができ、それにより、１つ以上のスペーサ層によって覆われていない金めっきフィンガの一部を残す。サブブロック１９１０および１９１２によって示されるように、複数のスペーサ層が２つの動作で提供されることができる。
【０１２５】
１９１０において、カバーレイ１３０６（例えば、ポリイミド製）を、第１の基板１３０２の第１の基板の周辺に堆積させることができる。カバーレイ１３０６は、金めっきフィンガの周辺部分を覆うことができ、金めっきフィンガの残りの部分は、カバーレイ１３０６によって覆われないままにされる。
【０１２６】
１９１２において、接着剤層１３０８をカバーレイ１３０６に堆積させて、金めっきフィンガの残りの部分が接着剤層１３０８によって覆われないようにすることができる。さらにまた、ブロック１９１２における動作は、接着剤層１３０８によって覆われていないカバーレイ１３０６の部分を残して、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間の空間から空気が出入りすることを可能にするエアギャップを形成することを含むことができる。
【０１２７】
１９１４において、第２の基板１３０４は、第１の基板１３０２と第２の基板１３０４との間に挿入された１つ以上のスペーサ層によって、第２の基板１３０４の中央部分が第１の基板１３０２上に懸架されるように、第１の基板１３０２の上に設けられることができる。この第２の基板１３０４は、可撓性であり、第２の基板１３０４の裏面に配置された抵抗性材料を有する。
【０１２８】
１９１６において、ＦＳＲ１８００を構築するために、第１の基板１８０２の拡張部分が第２の基板１８０４の周りに巻き付けられ、第２の基板１８０４の前面に取り付けられ、第１の基板１８０２の拡張部分は、取り付けられるアクチュエータ１８１０と第２の基板１８０４との間に挿入される。ブロック１９１６の破線の輪郭によって示されるように、この動作は、ＦＳＲ１８００を構築するために実行されるが、ＦＳＲ１３００を構築するときに省略されてもよい。
【０１２９】
１９１８において、アクチュエータ１３１０は、ＦＳＲ１３００を構築するためにアクチュエータ１３１０を第２の基板１３０４の前面に取り付けることによって、またはアクチュエータ１８１０（例えば、タクトスイッチ）を第１の基板第２の基板１８０４とアクチュエータ１８１０との間に挿入された第１の基板１８０２に取り付けることによって、第２の基板１３０４の上に設けられることができる。
【０１３０】
本明細書に開示されるＦＳＲ１３００／１８００は、本明細書に開示されるコントローラ１００／６００などのハンドヘルドコントローラ内の構造の平面に取り付けられることができ、この構造は、コントローラ本体１１０の外面に加えられる力（例えば、指がコントロールを押すことによって加えられる力、手がハンドル１１２／６１２を握ることによって加えられる力）の量に対応する抵抗値を測定するために、コントローラ本体１１０内の任意の適切な位置に配置されることができる。特に図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、ＦＳＲ１３００／１８００は、それ自体がハンドル６１２の管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂ内に取り付けられることができる、ＰＣＢ９２０の平面に取り付けられることができる。この構成では、プランジャ９２４は、ＦＳＲ１３００／１８００のアクチュエータ１３１０／１８１０とインターフェースすることができ、これにより、プランジャ９２４からアクチュエータ１３１０／１８１０に圧縮力を伝達することが可能になることができる。しかしながら、プランジャ９２４が省略され、アクチュエータ１３１０／１８１０がハンドル６１２の管状ハウジング６１２ａ、６１２ｂの一部とインターフェースする他の構成が可能である。特に図１を参照すると、ＦＳＲ１３００／１８００は、ヘッド（ハンドル１１２と遠位端１１１との間）内の構造の平面に取り付けられることができる。ヘッド内に取り付けられた構造は、親指操作式コントロール１１４、１１５、１１６の１つ以上の下方に取り付けられることができる。例えば、ＦＳＲ１３００／１８００は、親指操作式コントロール１１６（例えば、トラックパッド）の下方に配置されることができる。したがって、コントローラ１００の動作中にユーザの親指が親指操作式コントロール１１６を押すと、親指操作式コントロール１１６の下方に配置されたＦＳＲ１３００／１８００は、ユーザの親指で親指操作式コントロール１１６に加えられた力の量に対応する抵抗値を測定するように構成されることができる。複数のＦＳＲ１３００／１８００を、ハンドル１１２／６１２内に取り付けられた１つ以上のＦＳＲ１３００／１８００、およびコントローラ本体１１０のヘッド上の１つ以上の対応するコントロール１１４、１１５、１１６の下方に取り付けられた１つ以上のＦＳＲ１３００／１８００など、コントローラのコントローラ本体１１０内に配置することができることを理解されたい。
【０１３１】
本明細書に開示されるＦＳＲ１３００／１８００は、コントローラ１００／６００に実装されると、可変アナログ入力を可能にすることができる。例えば、ハンドル１１２／６１２を握ったり、親指操作式コントロール（例えば、１１６）を様々な力量で押したりすると、ＦＳＲ１３００／１８００の抵抗を加えられた力に応じて変化させることができ、抵抗は、ゲームメカニックを制御するためのＦＳＲ入力を表す様々なデジタル化された値に変換されることができる。
【０１３２】
図２０は、電子システムが異なるモードで動作するように、コントローラ１００／６００などのハンドヘルドコントローラのＦＳＲベースの入力機構を構成するために使用されることができる例示的なユーザインターフェース（ＵＩ）２０００を示している。ＵＩ２０００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの電子システムのディスプレイ、またはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）もしくはゲームコンソールで使用される他のタイプのディスプレイに出力することができる。ＵＩ２０００は、「アクティベーションタイプ」ドロップダウンメニュー２００２を含む。「アクティベーションタイプ」ドロップダウンメニュー２００２を使用して、ＦＳＲベースの入力機構（例えば、親指操作式コントロール１１６、ハンドル１１２／６１２など）の「ソフトプレス」タイプのアクティベーションを選択することができる。ここで、「ソフトプレス」は、「ソフトウェアプレス」を意味し、これは、コントローラ１００／６００および／またはコントローラ１００／６００が関連付けられている電子システムが、ＦＳＲ１３００／１８００のアナログ入力（例えば、ＦＳＲ１３００／１８００に加えられた力に対応し、デジタル化されたＦＳＲ入力値に変換されるＦＳＲ抵抗）に基づいて、および後に説明される追加の構成設定にも基づいて、ＦＳＲベースの入力イベントを登録するときを、ロジックを使用して判定することを可能にする。換言すれば、抵抗値は、ＦＳＲ１３００／１８００によって測定されることができ、これは、デジタル化されたＦＳＲ入力値に変換されることができる。このデジタル化されたＦＳＲ入力値が「ソフトプレス」の構成設定によって指定された基準を満たしている場合、ＦＳＲベースの入力イベントが登録されることができる。
【０１３３】
ＵＩ２０００は、コントローラ１００／６００上の対応するＦＳＲベースの入力機構にバインドするためにＰＣベースの入力コントロールを選択するために使用されることができる「ビンディング」ドロップダウンメニュー２００４をさらに含むことができる。ここでは、ビンディングは、マウスの左ボタンとして選択されているが、ビンディングは、他のＰＣベースの入力コントロールとして選択できることを理解されたい。ビンディングはまた、アナログにすることもできる。例えば、レーシングゲームの場合、アクセルペダルにＦＳＲ１３００／１８００を使用することができる（例えば、ユーザがＦＳＲベースの制御機構を強く押すほど、レーシング車両がゲーム内で速く進む）。
【０１３４】
ＵＩ２０００は、ソフトプレスの様々なスタイルのうちの１つを選択するために使用されることができる「ソフトプレススタイル」ドロップダウンメニュー２００６をさらに含むことができる。「単純閾値」スタイルは、デジタル化されたＦＳＲ入力値が閾値に到達するか超えるとＦＳＲ入力イベントが発生することを意味する。デジタル化されたＦＳＲ入力値は、ＦＳＲによって測定された特定の抵抗値に対応し、ＦＳＲ１３００／１８００に加えられた特定の力に対応することから、このスタイルのソフトプレスは、ＦＳＲによって測定された抵抗値が抵抗の閾値に到達したとき、および／または加えられた力の量が力の閾値に到達したときのＦＳＲ入力イベントの登録として考えることもできる。例えば、コントローラ１００／６００のハンドル１１２／６１２がＦＳＲ１３００／１８００を含む場合、力の閾値量に到達するまでハンドル１１２／６１２を握ることができ、それに応じて、ＦＳＲ入力イベントが「ソフトプレス」として登録される。「押す」のに必要な力は、デバウンスの目的で、および／または物理的なスナップ比でタクトスイッチを模倣するための閾値の一部とすることができる。したがって、「単純閾値」スタイルは、従来の機械式スイッチに取って代わることができる。ＵＩ２００は、構成可能なソフトプレス閾値２００８（１）がユーザによって調整されて、デジタル化されたＦＳＲ入力値と比較してＦＳＲ入力イベントを登録するかどうかを判定する閾値を増減することができることを示している。ユーザは、ＦＳＲベースの入力機構の作動に関連する手の疲労を軽減するために、（例えば、スライダを左に動かすことによって）ソフトプレス閾値２００８（１）を低く調整することができる。ユーザは、ＦＳＲベースの入力機構によって偶発的な入力が登録されるインスタンスを減らすために、（例えば、スライダを右に移動することによって）ソフトプレス閾値２００８（１）をより高く調整することができる。場合によっては、ソフトプレス閾値２００８（１）を特定のゲームのデフォルトの閾値に設定することができる（例えば、シューティングゲームのデフォルトの閾値を低くしたり、探索ゲームのデフォルトの閾値を高くしたりする）。
【０１３５】
「ヘアトリガー」スタイルは、ベースライン閾値を設定することができ、ＦＳＲ１３００／１８００に関連付けられたデジタル化されたＦＳＲ入力値がベースライン閾値を満たすか超えると、ビンディングがアクティブ化される（すなわち、押し続けるボタンの作動と同様に、ＦＳＲ入力イベントが登録される）。その後、力が減少すると、ビンディングが非アクティブになり（すなわち、ユーザがボタンを離したのと同じように、ＦＳＲ入力イベントが「登録解除」される）、ビンディングを非アクティブにした後の力が増加すると、ビンディングが再びアクティブになる。ソフトプレスの「ヘアトリガー」スタイルでは、多少のデバウンスがある場合がある。図２１に簡単に目を向けると、「ヘアトリガー」ロジックの例が、力対時間のグラフ２１００に示されている。力軸は、ゼロから任意の適切な最大値までの範囲のデジタル化されたＦＳＲ入力値を表すことができ、これは、ＦＳＲ１３００／１８００によって測定可能な抵抗値の範囲に対応する。図２１に示すように、デジタル化されたＦＳＲ入力値が増加するにつれて（例えば、ユーザがＦＳＲベースの入力機構をますます強く押す）、デジタル化されたＦＳＲ入力値は、最終的にベースライン閾値２１０２を超え、それに応答して、ビンディングがアクティブ化され（すなわち、ＦＳＲ入力イベントが長押しタイプのユーザ入力と同様に登録され）、その後、デジタル化されたＦＳＲ入力値の減少（例えば、ユーザは、ＦＳＲベースの入力機構で僅かに「解放」する）に応答してビンディングが非アクティブ化される。ユーザがＦＳＲベースの入力機構をより強く押すと、力がベースライン閾値２１０２よりも大きい値に留まっている限り、ビンディングが再びアクティブ化されることができる。
【０１３６】
再び図２０を参照すると、ソフトプレスの「ヒップファイヤ」スタイルは、３つの異なるサブスタイル（例えば、アグレッシブ、標準、およびリラックス）において選択されることができる。「ヒップファイヤ」スタイルが時間遅延を利用するため、複数レベルのビンディングがある構成では、時間遅延を使用してより高い閾値にすぐに到達した場合に、低いＦＳＲ入力値を無視することができることを除き、「ヒップファイヤ」スタイルは、ソフトプレスの「単純閾値」スタイルに似ていることができる。時間遅延量は、サブスタイル（例えば、アグレッシブ、標準、およびリラックス）によって異なる。図２２に簡単に目を向けると、「ヒップファイヤ」ロジックの例が、力対時間のグラフ２２００に示されている。この場合も、力軸は、ゼロから任意の適切な最大値までのデジタル化されたＦＳＲ入力値の範囲を表すことができ、これは、ＦＳＲ１３００／１８００によって測定可能な抵抗値の範囲に対応する。図２２に示すように、Ａ１  ２２０２が第１のアクションに対応する第１の閾値に対応し、Ａ２  ２２０４が第２のアクションに対応する第２の閾値に対応すると仮定する。時間遅延ｔは、ヒップファイヤスタイルがアグレッシブタイプ、標準タイプ、またはリラックスタイプのいずれであるかに基づいて設定されることができる。図２２に示す「高速」曲線では、ＦＳＲ入力値は、Ａ１  ２２０２にすばやく到達し、実行を開始するための時間遅延をトリガーする。次に、時間遅延が経過する前にＦＳＲ入力値がＡ２  ２２０４に到達し、これにより、ロジックは、Ａ１  ２２０２を無視し、Ａ２  ２２０４に対応する第２のアクション専用にＦＳＲ入力イベントを登録する。図２２に示す「遅い」曲線では、ＦＳＲ入力値がＡ１  ２２０２に到達し、時間遅延が開始される。しかしながら、時間遅延が経過する前にＦＳＲ入力値がＡ２  ２２０４に到達するほど速く増加しないため、ロジックは、Ａ１  ２２０２に対応する第１のアクションのＦＳＲ入力イベントを登録し、その後、ＦＳＲ入力値は、最終的にＡ２  ２２０４に到達し、ロジックは、Ａ２  ２２０４に対応する第２のアクションのための追加のＦＳＲ入力イベントを登録する。時間遅延ｔは、ミリ秒単位で指定でき、構成可能である。
【０１３７】
再び図２０を参照すると、追加のソフトプレス閾値２００８（２）が、例えば、ソフトプレスの「ヒップファイヤ」スタイルの閾値などのマルチレベル閾値を設定するために使用可能であり得る。ＦＳＲベースの入力用の異なるスタイルのソフトプレスを使用して、ユーザが様々な力でＦＳＲベースの入力機構を握ったり押したりすることで、複数の異なるゲーム関連のアナログ入力を有効にすることができる。例えば、ＶＲゲームは、ユーザが、増加する力でコントローラ本体１１０のハンドル１１２／６１２を圧迫することによって、岩を押しつぶしたり、バルーンを圧迫したりすることを可能にすることができる。別の例として、射撃ベースのゲームは、ユーザが、異なるレベルの加えられた力で親指操作式コントロール１１６を押すことによって、異なるタイプの武器を切り替えることを可能にすることができる。
【０１３８】
図２３は、コントローラ本体１１０内に配置された様々なセンサを有する図１のコントローラ１００を示している。例えば、第１のＦＳＲ１３００（１）は、コントローラ本体１１０のヘッド１１３に含まれる親指操作式コントロール１１６などの、押されるように構成されたコントロールの下方に取り付けられることができる。第２のＦＳＲ１３００（２）は、近接センサ８００のアレイとともに、コントローラ本体１１０のハンドル１１２内に取り付けられることができる。一方または他方のＦＳＲ１３００（１）または１３００（２）がコントローラ１００内に設けられることができるか、またはＦＳＲ１３００（１）および１３００（２）の双方がコントローラ１００内に設けられることができることが理解されるべきである。近接センサ８００のアレイに加えて、またはその代わりに、１つ以上のタッチセンサ２３００（例えば、タッチセンサ２３００（１）〜（３））は、親指操作式コントロール１１４、親指操作式コントロール１１５、および／または親指操作式コントロール１１６、および／または指操作式コントロール（例えば、トリガー６０９）のような、押されるように構成された１つ以上のコントロールに関連付けられることができる。タッチセンサ２３００は、関連するコントロール（例えば、親指操作式コントロール１１４〜１１６のうちの１つ以上）に接触するオブジェクト（例えば、指、親指など）を示すタッチデータを提供するように構成されることができる。例では、タッチセンサ２３００は、コントローラ本体１１０のヘッド１１３内に取り付けられた（例えば、外側ハウジングの背面に、およびヘッド１１３内のＰＣＢなどの構造に取り付けられたコントロール１１４〜１１６の下方に接着または他の方法で取り付けられたなど）静電容量センサ（または静電容量センサのアレイ）を備える。他の例では、タッチセンサ２３００は、赤外線または音響タッチセンサなどの他のタッチ検知技術に基づくことができる。一方、ハンドル１１２上に空間的に分散された近接センサ８００のアレイは、ハンドル１１２を握っている手を示す近接データを提供するように構成されることができる。近接センサ８００はまた、本明細書に開示されるように、ハンドル１１２上の／ハンドルへの手の接触および／または近接を検知するための任意の適切な技術を使用することができる。ＦＳＲ１３００は、コントロールの押圧（例えば、コントロール１１６の押圧）またはハンドル１１２の圧搾の力量を示す力データを提供するように構成される。図２３に示される様々なセンサのセットは、フレックス回路によって接続されることができる。例えば、ヘッド１１３内のタッチセンサ２３００およびＦＳＲ１３００（１）は、共通のフレックス回路によって一体に接続されることができる。本明細書に開示されるＦＳＲ１３００のポリイミド基板は、ＦＳＲ出力端子のフレックス回路へのこのタイプの直接はんだ付けを可能にする。
【０１３９】
本明細書で説明するプロセスは、ロジックフローグラフ内のブロックの集合として示され、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装できる一連の動作を表す。ソフトウェアの文脈では、ブロックは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、列挙された動作を実行するコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行するかまたは特定のデータタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含む。動作が説明される順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、説明される任意の数の動作は、プロセスを実装するために任意の順序で、および／または並列に組み合わせられることができる。
【０１４０】
図２４は、タッチセンサによって提供されたタッチデータに基づいて、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のＦＳＲ１３００／１８００を再校正するための例示的なプロセス２４００のフロー図である。
【０１４１】
２４０２において、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のロジックは、タッチセンサによって提供されるタッチデータに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクト（例えば、指、親指など）がハンドヘルドコントローラの少なくとも１つのコントロールと接触したことを判定する。少なくとも１つのコントロールは、コントローラ１００／６００のコントローラ本体１１０に含まれることができ、押されるように構成されることができる。例えば、コントロールは、コントローラ本体１１０のヘッド１１３に含まれる親指操作式コントロール１１６とすることができる。この実施形態では、タッチセンサは、タッチセンサ２３００のうちの１つとすることができる。あるいは、コントロールは、コントローラ本体１１０のハンドル１１２とすることができる。この実施形態では、タッチセンサは、近接センサ８００のアレイとすることができる。
【０１４２】
２４０４において、ロジックは、オブジェクトが少なくとも１つのコントロールと接触したときにＦＳＲ１３００／１８００によって提供された力データに少なくとも部分的に基づいて、ＦＳＲ１３００／１８００によって測定された抵抗値を判定することができる。
【０１４３】
２４０６において、ロジックは、抵抗値をゼロのデジタル化されたＦＳＲ入力値と相関させることができる。換言すれば、オブジェクトが少なくとも１つのコントロールに接触したときに検出された抵抗は、ゼロの力入力と見なすことができ、これは、その時点以降にＦＳＲ１３００／１８００に加えられる力の増加が正のＦＳＲ入力値と相関することを意味する。したがって、プロセス２４００は、−コントロールのタッチの検出の再校正にかかわらず、オブジェクトがコントロールを押していない場合であっても抵抗を測定することができる−ＦＳＲ１３００／１８００の固有の不正確さを軽減するのに役立つセンサ融合アルゴリズムを表している。
【０１４４】
図２５は、隣接する制御のためのタッチセンサによって提供されるタッチデータに基づいて、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のＦＳＲ１３００／１８００における偽入力を無視するための例示的なプロセス２５００のフロー図である。
【０１４５】
２５０２において、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のロジックは、少なくとも部分的に、ハンドヘルドコントローラの第１のコントロール（例えば、親指操作式コントロール１１６）に関連するＦＳＲ１３００／１８００によって提供される力データに基づいて、ＦＳＲ１３００／１８００によって測定された抵抗値を判定することができる。
【０１４６】
２５０４において、ロジックは、抵抗値をデジタル化されたＦＳＲ入力値に変換することができる。
【０１４７】
２５０６において、ロジックは、デジタル化されたＦＳＲ入力値が、第１のコントロールのためのＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされるべき閾値を満たすか、または超えるかどうかを判定することができる。閾値が２５０６において満たされない場合、プロセス２５００は、ブロック２５０６からブロック２５０２への「いいえ」ルートをたどって、追加の力データを待つ。閾値が２５０６において満たされると、プロセス２５００は、ブロック２５０６からブロック２５０８への「はい」ルートをたどる。
【０１４８】
２５０８において、ロジックは、第１のコントロール（例えば、親指操作式コントロール１１４または１１５）に隣接する第２のコントロールに関連するタッチセンサ２３００によって提供されるタッチデータ−ＦＳＲ抵抗値がＦＳＲ１３００／１８００によって測定されるときに提供されるタッチデータに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクト（例えば、指、親指など）が隣接する第２のコントロールと接触しているかどうかを判定することができる。オブジェクトが隣接する第２の制御と接触していない場合、プロセス２５００は、ブロック２５０８からブロック２５１０への「いいえ」ルートをたどり、ここで、ロジックは、第１のコントロールのＦＳＲ入力イベントを登録する（例えば、第１のコントロールのビンディングをアクティブ化することによって）。オブジェクトが隣接する第２のコントロールと接触している場合、プロセス２５００は、ブロック２５０８からブロック２５１２への「はい」ルートをたどる。
【０１４９】
２５１２において、ロジックは、オブジェクトが第２のコントロールと接触しているとの判定に少なくとも部分的に基づいて、第１のコントロールのＦＳＲ入力イベントを登録することを控えることができる。したがって、プロセス２５００は、ハンドヘルドコントローラ上の隣接するコントロールの押下に基づいて、ＦＳＲ１３００／１８００における偽入力を無視するために使用されることができるセンサ融合アルゴリズムを表す。
【０１５０】
図２６は、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のハンドル１１２／６１２内の近接センサ８００のアレイによって検出された手のサイズに基づいてＦＳＲ１３００／１８００のＦＳＲ入力閾値を調整するための例示的なプロセス２６００のフロー図である。
【０１５１】
２６０２において、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のロジックは、少なくとも部分的に、コントローラ１００／６００のハンドル上に空間的に分散された近接センサ８００のアレイによって提供される近接データに基づいて、ハンドル１１２／６１２を把持している手のサイズを判定することができる。手のサイズは、複数の事前定義された手のサイズ（例えば、小と大、または小、中、大など）の中から判定さることができる。
【０１５２】
２６０４において、ロジックは、ブロック２６０２において判定された手のサイズに少なくとも部分的に基づいて、ハンドル１１２／６１２のＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされるべき調整済み閾値に閾値を調整することができる。この調整済み閾値は、ハンドル１１２／６１２を握ることができる特定の力の量に対応する。例えば、力の量は、ハンドル１１２／６１２内のＦＳＲ１３００／１８００の測定された抵抗に対応し、その抵抗は、デジタル化されたＦＳＲ入力値に対応することができる。ユーザがハンドルを握ったときに、デジタル化されたＦＳＲ入力値が調整済み閾値以上である場合、ＦＳＲ入力イベントを登録することができる。したがって、ブロック２６０２において近接センサ８００のアレイによって検出されるように、閾値は、小さい手を有するユーザに対してより低い値に調整されることができる一方で、閾値は、より大きな手を有するユーザに対してより大きな値に調整されることができる。場合によっては、ブロック２６０２において手のサイズを検出する前に、コントローラ１００／６００に対してデフォルトの閾値を構成することができ、ブロック２６０４における調整は、デフォルト値に対して閾値を増減することとすることができる。
【０１５３】
図２６のサブブロックによって示されるように、プロセス２６００は、より詳細な動作を含むことができる。例えば、ブロック２６０２における手のサイズの判定は、サブブロック２６０６および２６０８を含むことができる。
【０１５４】
２６０６において、ロジックは、近接データを提供した近接センサ８００のアレイの近接センサの数を判定する。例えば、小さな手は、近接センサ８００のアレイ内の近接センサの小さなサブセットのみにまたがることができ、小さなサイズの手を検出しない残りの近接センサは、前述の近接データを提供しなくてもよい。対照的に、大きな手は、近接センサ８００のアレイ全体にまたがることができ、この場合、近接センサ８００の全て（または少なくとも閾値数を超える数）が近接データを提供することができる。
【０１５５】
２６０８において、ロジックは、近接データを提供した（アレイ８００の）近接センサの数に少なくとも部分的に基づいて、手のサイズを判定することができる。
【０１５６】
さらに、サブブロック２６１０および２６１２によって示されるように、ブロック２６０４での閾値の調整は、コントローラ１００／６００の１つ以上のＦＳＲの閾値を調整することを含むことができる。
【０１５７】
例えば、２６１０において、ロジックは、コントロール１１６のＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされるべき（第１のＦＳＲ１３００（１）に関連する）第１の閾値を調整することができる。２６１２において、ロジックは、追加的にまたは代替的に、ハンドル１１２／６１２のＦＳＲ入力イベントを登録するために満たされるべき第２の閾値（第２のＦＳＲ１３００（２）に関連する）を調整することができる。
【０１５８】
図２７は、ＦＳＲ入力値に基づいてハンドヘルドコントローラの制御のためのビンディングをアクティブ化および非アクティブ化するための例示的なプロセス２７００のフロー図である。図２７のオフページ参照「Ａ」によって示されるように、プロセス２７００は、プロセス２４００、２５００、または２６００のいずれかから継続することができるが、そうする必要はない。
【０１５９】
２７０２において、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のロジックは、少なくとも部分的に、コントローラ１００／６００のＦＳＲ１３００／１８００によって提供される力データに基づいて、最初に、第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値を判定することができる。この最初にデジタル化されたＦＳＲ入力値は、ＦＳＲ１３００／１８００によって最初に測定された第１の抵抗値から変換されることができる。
【０１６０】
２７０４において、ロジックは、第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値が、ＦＳＲ入力イベントを登録するために（例えば、ＦＳＲ１３００／１８００に関連するコントロールをバインドするために）満たされるべき閾値を満たすか超えるかを判定することができる。閾値が２７０４において満たされない場合、プロセス２７００は、ブロック２７０４からブロック２７０２への「いいえ」ルートをたどり、ロジックは、追加の力データを待つ。２７０４において閾値に到達した場合、プロセス２７００は、ブロック２７０４からブロック２７０６への「はい」ルートをたどる。
【０１６１】
２７０６において、ロジックは、少なくとも部分的に、閾値を満たすかまたはそれを超える第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値に基づいて、ＦＳＲ入力イベントを登録することができる（例えば、ＦＳＲ１３００／１８００に関連するコントロールに関連するビンディングをアクティブ化するため）。
【０１６２】
２７０８において、ロジックは、ＦＳＲ１３００／１８００によって提供される力データに少なくとも部分的に基づいて、第１の時間の後の第２の時間において、第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値を判定することができる。この第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値は、第２の時間にＦＳＲ１３００／１８００によって測定された第２の抵抗値から変換されることができる。
【０１６３】
２７１０において、ロジックは、第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値が第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値よりも小さいかどうか（すなわち、ＦＳＲ１３００／１８００による前回の測定以降にＦＳＲ入力が減少したかどうか）を判定することができる。第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値が第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値よりも小さい場合、プロセス２７００は、ブロック２７１０からブロック２７１２への「はい」ルートをたどり、ロジックは、（押し続ける入力に相当する、以前に登録されたＦＳＲ入力イベントの登録を解除することと考えることができる）ＦＳＲ１３００／１８００に関連するコントロールのビンディングを非アクティブ化することができる。第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値がブロック２７１０における第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値以上である場合、プロセス２７００は、ブロック２７１０からブロック２７０８への「いいえ」ルートをたどり、ロジックは、ＦＳＲ１３００／１８００からの追加の力データを待つ。プロセス２７００は、図２１に示されて上述したＦＳＲ検出モードを反映することができる。したがって、ブロック２７０４において評価された閾値は、図２１を参照して説明されたベースライン閾値２１０２に対応することができる。
【０１６４】
図２８は、複数の閾値の第１のＦＳＲ入力を無視するかどうかを判定するために時間遅延を使用するための例示的なプロセス２８００のフロー図である。図２８のオフページ参照「Ａ」によって示されるように、プロセス２８００は、プロセス２４００、２５００、または２６００のいずれかから継続することができるが、そうする必要はない。
【０１６５】
２８０２において、ハンドヘルドコントローラ１００／６００のロジックは、少なくとも部分的に、コントローラ１００／６００のＦＳＲ１３００／１８００によって提供される力データに基づいて、最初に、第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値を判定することができる。この最初にデジタル化されたＦＳＲ入力値は、ＦＳＲ１３００／１８００によって最初に測定された第１の抵抗値から変換されることができる。
【０１６６】
２８０４において、ロジックは、第１のデジタル化されたＦＳＲ入力値が第１のＦＳＲ入力イベントを登録するために（例えば、ＦＳＲ１３００／１８００に関連付けられたコントロールをビンディングするために）満たされるべき第１の閾値（例えば、図２２のＡ１  ２２０２）を満たすか超えるかを判定することができる。第１のＦＳＲ入力イベントは、第１のアクション（例えば、第１のゲームメカニック）に関連付けられることができる。第１の閾値が２８０４において満たされない場合、プロセス２８００は、ブロック２８０４からブロック２８０２への「いいえ」ルートをたどり、ロジックは、追加の力データを待つ。２８０４において閾値に到達した場合、プロセス２８００は、ブロック２８０４からブロック２８０６への「はい」ルートをたどる。
【０１６７】
２８０６において、ロジックは、事前定義された期間（例えば、図２２の時間遅延ｔ）の監視を開始することができる。
【０１６８】
２８０８において、ロジックは、ＦＳＲ１３００／１８００によって提供される力データに少なくとも部分的に基づいて、第１の時間の後の第２の時間において、第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値を判定することができる。この第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値は、第２の時間においてＦＳＲ１３００／１８００によって測定された第２の抵抗値から変換されることができる。
【０１６９】
２８１０において、ロジックは、第２のデジタル化されたＦＳＲ入力値が第２のＦＳＲ入力イベントを登録するために（例えば、ＦＳＲ１３００／１８００に関連付けられたコントロールをビンディングするために）満たされるべき第２の閾値（例えば、図２２のＡ２  ２２０４）を満たすか超えるかを判定することができる。第２のＦＳＲ入力イベントは、第１のアクションとは異なる第２のアクション（例えば、第２のゲームメカニック）に関連付けられることができ、第２の閾値は、第１の閾値よりも大きい。第２の閾値が２８１０において満たされない場合、プロセス２８００は、ブロック２８１０からブロック２８１２への「いいえ」ルートをたどり、ロジックは、事前定義された期間が経過したかどうか（例えば、第２の時間と第１の時間との差が事前定義された期間よりも短いかどうか）を判定するのを待つ。ブロック２８１２において期間がまだ経過していない場合、プロセス２８００は、ブロック２８１２からブロック２８１０に戻る「いいえ」ルートをたどることによって反復する。ブロック２８１２において期間が経過し、第２の閾値が満たされていない場合、プロセス２８００は、ブロック２８１２からブロック２８１４への「はい」ルートをたどり、ロジックは、（例えば、第１のアクションまたはゲームメカニックに関連付けられることができる）第１の閾値に対して第１のＦＳＲ入力イベントを登録することができる。
【０１７０】
第２の閾値が２８１０において満たされる場合、プロセス２８００は、ブロック２８１０からブロック２８１６への「はい」ルートをたどり、ロジックは、事前定義された期間を評価する。）。ブロック２８１６において期間がまだ経過していない場合、プロセス２８００は、ブロック２８１６からブロック２８１８に戻る「いいえ」ルートをたどり、ロジックは、第１のＦＳＲ入力イベントの登録を控え、（例えば、第２のアクションまたはゲームメカニックに関連付けられることができる）第２の閾値に関連付けられた第２のＦＳＲ入力イベントを登録する。ブロック２８１６において期間が経過し、第２の閾値に到達した場合、プロセス２８００は、ブロック２８１６からブロック２８２０への「はい」ルートをたどり、ロジックは、第１の閾値の第１のＦＳＲ入力イベントと第２の閾値の第２のＦＳＲ入力イベントの双方を登録することができる。プロセス２８００は、図２２に示されて上述したＦＳＲ検出モードを反映することができる。
【０１７１】
図２９は、図１のコントローラ１００などのハンドヘルドコントローラの例示的な構成要素を示すが、図２９に示される構成要素は、コントローラ６００によっても実装されることができる。図示のように、ハンドヘルドコントローラは、上述したコントロール（例えば、ジョイスティック、トラックパッド、トリガーなど）、潜在的に他の任意のタイプの入力または出力装置などの１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置２９０２を含む。例えば、Ｉ／Ｏ装置２９０２は、ユーザ音声入力などの音声入力を受信するための１つ以上のマイクロフォンを含むことができる。いくつかの実装では、１つ以上のカメラまたは他のタイプのセンサ（例えば、慣性測定ユニット（ＩＭＵ））は、ハンドヘルドコントローラ１００の動きなどのジェスチャ入力を受信するための入力装置として機能することができる。いくつかの実施形態では、追加の入力装置は、キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、ジョイスティック、コントロールボタンなどの形態で提供されることができる。入力装置は、音量を増減するための基本的な音量制御ボタン、ならびに電源ボタンおよびリセットボタンなどの制御機構をさらに含むことができる。
【０１７２】
一方、出力装置は、ディスプレイ、光要素（例えば、ＬＥＤ）、触覚感覚を形成するためのバイブレータ、スピーカ（例えば、ヘッドホン）などを含むことができる。例えば、電源がオンになっているときなどの状態を示すための単純な光要素（例えば、ＬＥＤ）もあり得る。いくつかの例が提供されているが、ハンドヘルドコントローラは、追加的にまたは代替的に、任意の他のタイプの出力装置を含むことができる。
【０１７３】
さらに、ハンドヘルドコントローラ１００は、ネットワークおよび／または１つ以上のリモートシステム（例えば、アプリケーションを実行するホストコンピューティング装置、ゲームコンソールなど）への無線接続を容易にするための１つ以上の通信インターフェース２９０４を含むことができる。通信インターフェース２９０４は、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、無線周波数（ＲＦ）などのような様々な無線技術のうちの１つ以上を実装することができる。ハンドヘルドコントローラ１００は、ネットワーク、接続された周辺機器、または他の無線ネットワークと通信するプラグインネットワーク装置への有線接続を容易にするための物理ポートをさらに含むことができることが理解されるべきである。
【０１７４】
図示の実施形態では、ハンドヘルドコントローラは、１つ以上のプロセッサ２９０６およびコンピュータ可読媒体２９０８をさらに含む。いくつかの実装では、プロセッサ（複数可）２９０６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、ＣＰＵとＧＰＵの双方、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、または当該技術分野で知られている他の処理装置もしくは構成要素を含むことができる。代替的にまたは追加的に、本明細書で機能的に説明される機能は、少なくとも部分的に、１つ以上のハードウェアロジック構成要素によって実行されることができる。例えば、限定されるものではないが、使用できるハードウェアロジック構成要素の例示的なタイプは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システム・オン・チップシステム（ＳＯＣ）、コンプレックスプログラマブルロジック装置（ＣＰＬＤ）などを含む。さらに、各プロセッサ２９０６は、プログラムモジュール、プログラムデータ、および／または１つ以上のオペレーティングシステムも記憶することができる独自のローカルメモリを有することができる。
【０１７５】
一般に、コントローラは、本明細書に記載の技術、機能、および／または動作を実装するように構成されたロジック（例えば、ソフトウェア、ハードウェア、および／またはファームウェアなど）を含むことができる。コンピュータ可読媒体２９０８は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法または技術で実装される、揮発性および不揮発性メモリ、取り外し可能媒体および非取り外し可能媒体を含むことができる。そのようなメモリは、これらに限定されるものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）またはその他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気ストレージ装置、ＲＡＩＤストレージシステム、または所望の情報を記憶するために使用されることができ且つコンピューティング装置からアクセスされることができる任意の他の媒体を含む。コンピュータ可読媒体２９０８は、コンピュータ可読記憶媒体（「ＣＲＳＭ」）として実装されることができ、これは、コンピュータ可読媒体２９０８に記憶された命令を実行するためにプロセッサ２９０６によってアクセス可能な任意の利用可能な物理媒体とすることができる。１つの基本的な実装では、ＣＲＳＭは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）およびフラッシュメモリを含むことができる。他の実装では、ＣＲＳＭは、これらに限定されるものではないが、読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、または所望の情報を記憶するために使用されることができ且つプロセッサ２９０６によってアクセスされることができる任意の他の有形媒体を含むことができる。
【０１７６】
命令、データストアなどのようないくつかのモジュールは、コンピュータ可読媒体２９０８内に記憶され、プロセッサ２９０６上で実行するように構成されることができる。いくつかの例示的な機能モジュールは、コンピュータ可読媒体２９０８に記憶され、プロセッサ２９０６上で実行されるものとして示されているが、同じ機能は、ハードウェア、ファームウェア、またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）として代わりに実装されてもよい。
【０１７７】
オペレーティングシステムモジュール２９１０は、他のモジュールの利益のために、ハンドヘルドコントローラ１００内の且つハンドヘルドコントローラに結合されるハードウェアを管理するように構成されることができる。さらに、コンピュータ可読媒体２９０８は、ハンドヘルドコントローラ１００が、通信インターフェース２９０４を介して、アプリケーション（例えば、ゲームアプリケーション）を実行するパーソナルコンピューティング装置、ゲームコンソール、ＨＭＤ、リモートサーバなどの１つ以上の他の装置と通信することを可能にするネットワーク通信モジュール２９１２を記憶することができる。コンピュータ可読媒体２９０８は、ハンドヘルドコントローラまたはハンドヘルドコントローラ１００が結合するコンピューティング装置上で実行されるゲーム（または他のアプリケーション）に関連するデータを記憶するためのゲームセッションデータベース２９１４をさらに含むことができる。コンピュータ可読媒体２９０８はまた、パーソナルコンピューティング装置、ゲームコンソール、ＨＭＤ、リモートサーバなど、ハンドヘルドコントローラ１００が結合する装置に関連するデータを記憶する装置記録データベース２９１６を含むことができる。コンピュータ可読媒体２９０８は、ハンドヘルドコントローラ１００をゲームコントローラとして機能するように構成するゲーム制御命令２９１８、およびハンドヘルドコントローラ１００を他の非ゲーム装置のコントローラとして機能するように構成するユニバーサル制御命令２９２０をさらに記憶することができる。
【０１７８】
特に明記しない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される数量を表す全ての数字は、全ての場合において「約」という用語によって変更されるものとして理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本開示によって得られることが求められる所望の特性に応じて変化することができる近似値である。少なくとも、均等論の適用を特許請求の範囲に限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁数に照らして、通常の丸め手法を適用することによって解釈されるべきである。さらに明確にする必要がある場合、「約」という用語は、記載された値の±２０％、記載された値の±１９％、記載された値の±１８％、記載された値の±１７％、記載された値の±１６％、記載された値の±１５％、記載された値の±１４％、記載された値の±１３％、記載された値の±１２％、記載された値の±１１％、記載された値の±１０％、記載された値の±９％、記載された値の±８％、記載された値の±７％、記載された値の±６％、記載された値の±５％、記載された値の±４％、記載された値の±３％、記載された値の±２％、または記載された値の±１％の範囲内まで、記載された数値または範囲と組み合わせて使用される場合、すなわち、記載された値または範囲よりもいくらか多いまたはいくらか少ないことを示すときに当業者によって合理的に帰される意味を有する。
【０１７９】
主題について構造的特徴および／または方法論的動作に特有の言語で説明したが、添付の特許請求の範囲に定義された主題は、必ずしも説明された特定の特徴または動作に限定されるものではない。むしろ、特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実装する例示的な形態として開示されている。
【０１８０】
本開示は、本明細書の特定の例示的な実施形態を参照して説明されるが、当業者は、本開示がそれらに限定されないことを認識するであろう。本開示の様々な特徴および態様は、個別にまたは共同で、場合によっては異なる環境または用途で使用できることが企図されている。例えば、右手コントローラに関して示されている特徴は、左手コントローラにも実装されることができ、その逆も可能である。したがって、明細書および図面は、限定的ではなく、説明的且つ例示的であると見なされるべきである。例えば、「好ましくは」という語、および「好ましくは、しかし必ずしもそうではない」という句は、本明細書では同義語として使用され、「必ずしもではない」または任意選択の意味を一貫して含む。「備える」、「含む」、および「有する」は、制約のない用語であることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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