(57)【要約】電子ゲームシステムは、中央処理ユニットと、表示装置（Ｄ）と、ゲームパッドのような少なくとも一つの変位可能入力アクチュエータ（Ｍ）とを備える。システムの固定部分（Ｄ）およびアクチュエータ（Ｍ）間で信号を送信／受信する手段（ＥＡ〜ＥＤ，Ｒ１，Ｒ２）と、上記信号からアクチュエータの位置および／または方向情報の少なくとも一つの項目を引き出すことができる処理手段と、上記位置および／または方向情報を処理手段に印加して表示手段上に表示された仮想オブジェクトの変位に反応する制御手段とを備える。垂直または平坦なスクリーンをもつ電子ゲームのすべてのタイプに応用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央処理ユニットと、表示装置と、ユーザの手に保持されることができるとともに、前記処理ユニットによって全て実行され得るいくつかの電子ゲームプログラムのための標準制御情報を発生することができる、少なくとも一つの自在変位入力アクチュエータと、を備える電子ゲームシステムにおいて、
前記システムの固定部分と前記アクチュエータとの間で信号を送信／受信する手段と、
送信された信号の経路時間データを決定してアクチュエータの位置および／または方向情報の一つ以上の項目を発生することができる処理手段と、
前記位置および／または方向情報に基づく制御を前記処理ユニットに行って前記表示装置上に表示された仮想オブジェクトの変位に反応することができる制御手段と、
を備える、電子ゲームシステム。
【請求項２】
前記システムの固定部分に設けられた送信／受信手段は、前記表示装置に接近して設けられた送信機または受信機を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記固定部分に少なくとも一つの受信機を備えると共に、前記アクチュエータに少なくとも一つの送信機を備え、前記送信機は、アクチュエータ識別情報を前記受信機を介して前記中央ユニットに送信することができる、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータに設けられた作動可能要素から決定された作動情報を前記固定部分における受信機を介して前記中央ユニットに送信することができる送信機を前記アクチュエータに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記固定部分に複数の送信機を備えると共に、前記アクチュエータに複数の受信機を備える、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項６】
前記処理手段は、５自由度をもつアクチュエータの位置についての変化を決定することができる、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記処理手段は、６自由度をもつアクチュエータの位置についての変化を決定することができる、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記アクチュエータは、１列に並んでいない三つの送信機または受信機を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項９】
ユーザの手に保持されることができると共に、中央処理ユニットおよび表示装置を備える電子ゲームシステムに制御信号を印加する自在変位入力アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ上で互いに少し距離をあけた少なくとも二つの送信機から無線送信によって信号を送信する手段を備え、前記送信機は、少なくとも二つの固定受信機から前記アクチュエータの位置および／または方向を決定するのに用いられることができる相異なる信号を送信する、アクチュエータ。
【請求項１０】
少なくとも一つの送信機は、アクチュエータ識別情報を送信することができる、請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
少なくとも一つの送信機は、前記アクチュエータに設けられた作動可能要素から決定された作動情報をさらに送信することができる、請求項９または１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
他の部分に対して相対的に移動する変位制御部分を備え、前記送信機は、前記変位制御部分に固定され、少なくとも一つの受信機は前記他の部分に固定されている、請求項９から１１のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
ユーザの手に保持されることができると共に、中央処理ユニットおよび表示装置を備える電子ゲームシステムに制御信号を印加する自在変位入力アクチュエータにおいて、
少なくとも一つの受信機において無線送信によって送信された信号を受信する手段を備え、前記受信機は、少なくとも二つの固定送信機によって送信された相異なる信号を受信して前記アクチュエータの位置および／または方向を決定するように設計されている、アクチュエータ。
【請求項１４】
他の部分に対して相対的に自由に移動する変位制御部分を備え、前記受信機または各受信機は、前記変位制御部分に固定され、少なくとも一つの送信機は前記他の部分に固定されている、請求項１３に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、特に用語「ゲームパッド」として知られたシミュレータおよび電子ゲーム用の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現時点で知られているゲームパッドは、ゲーム機入力コネクタまたはコンピュータに導かれる電気接続ケーブルを備え、ユーザは、ゲーム実行中に、スクリーンに表示されたキャラクタおよび可動オブジェクトを所望の方向に動かすために一つまたは数個のボタンを押す必要がある。
【０００３】
この処理は、オブジェクトの変位が分かりにくいので、ユーザによるある程度の学習を必要とする。初心者（子供または大人）がそのような操作を行うのを観察していると、指の動作を必要な変位に合わせるのに不快感を感じているのが分かる。
【０００４】
特殊化した電子ゲーム装置は、携帯装置（仮想の刀状ハンドル、ハンドセット）の動きを電子制御動作に変換することが知られている。米国出願公開第６１６２１２３号、欧州出願公開第１２４９２６０号、米国出願公開第２００２／０１７５８７９号、欧州出願公開第１０６０７７２号は、そのような装置の例を挙げている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの知られたすべてのアプローチは、専用ゲーム、典型的には公共の場における「アーケード（ａｒｃａｄｅ）」ゲームと比較して相対的に拙劣であり、それらは、使用するのが困難である。
【０００６】
さらに、この装置を各種の異なるゲームで使用する必要があったときは、専用のアクチュエータが追加されなければならないと共に、必要な調整がなされなければならない。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を克服すると共に、各種の電子ゲームのための簡単で経済的な標準の入力装置を提案するように設計されており、それは、表示スクリーンのオブジェクトまたは仮想の可動キャラクタを特に直感的に変位させることができ、それ故に、入力装置に通常設けられた変位ボタンのような作動（アクション）制御に加えて、制御を容易にすることができる。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、動作（アクション）がスクリーンに対するゲームパッドの方向に依存することを除いて、それら自体従来の方向変位ボタンの使用を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の態様によれば、本発明は、中央処理ユニットと、表示装置と、ユーザの手に保持されることができと共に、各々上記処理ユニットによって実行される得る複数の電子ゲームプログラムのための標準制御情報を発生することができる、少なくとも一つの自在変位入力アクチュエータと、を備える電子ゲームシステムにおいて、上記システムの固定部分と上記アクチュエータとの間で信号を送信／受信する手段と、送信された信号の経路時間データを決定してアクチュエータの位置および／または方向情報の一つ以上の項目を発生することができる処理手段と、上記位置および／または方向情報に基づく制御を上記処理ユニットに行って上記表示装置上に表示された仮想オブジェクトの変位に反応することができる制御手段とを備えることを特徴とする電子ゲームシステムを提案する。
【００１０】
位置情報は、絶対的または相対的であってもよい。
【００１１】
このシステムの好ましいが限定的でない態様は下記の通りである。
【００１２】
上記システムの固定部分に設けられた送信／受信手段は、表示装置に接近して設けられた送信機または受信機を含む。
【００１３】
上記システムは、固定部分に少なくとも一つの受信機を備えると共に、アクチュエータに少なくとも一つの送信機を備え、送信機は、アクチュエータ識別情報を受信機を介して中央ユニットに送信することができる。
【００１４】
アクチュエータに設けられた作動可能要素から決定された作動情報を、固定部分の受信機を介して中央ユニットに送信することができる送信機をアクチュエータに備える。
【００１５】
固定部分に複数の送信機を備えると共に、アクチュエータに複数の受信機を備えることを特徴とする。
【００１６】
処理手段は、５自由度をもつアクチュエータの位置についての変化を決定することができる。
【００１７】
処理手段は、６自由度をもつアクチュエータの位置についての変化を決定することができる。
【００１８】
アクチュエータは、１列に並んでいない三つの送信機または受信機を含む。
【００１９】
第２の態様によれば、本発明は、ユーザの手に保持されることができ、中央処理ユニットおよび表示装置を備える電子ゲームシステムに制御信号を印加する自在変位入力アクチュエータにおいて、アクチュエータ上で互いに少し距離を空けた少なくとも二つの送信機から無線送信によって信号を送信する手段を備え、送信機は、少なくとも二つの固定受信機からアクチュエータの位置および／または方向を決定するのに用いられることができる相異なる信号を送信することを特徴とするアクチュエータを提案する。
【００２０】
一実施形態において、アクチュエータは、他の部分に対して相対的に移動する変位制御部分を備え、送信機は変位制御部分に固定され、少なくとも一つの受信機は上記他の部分に固定されている。
【００２１】
本発明は、また、ユーザの手に保持されることができ、中央処理ユニットおよび表示装置を備える電子ゲームシステムに制御信号を印加する自在変位入力アクチュエータにおいて、少なくとも一つの受信機において無線送信による信号を受信する手段を備え、受信機は、少なくとも二つの固定送信機によって送信された相異なる信号を受信してアクチュエータの位置および／または方向を決定するように設計されていることを特徴とするアクチュエータを提案する。
【００２２】
一実施形態において、アクチュエータは、他の部分に対して相対的に移動する変位制御部分を備え、受信機または各受信機は変位制御部分に固定され、少なくとも一つの送信機は上記他の部分に固定されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の態様、目的、および効果は、添付図面を参照して、非限定的な例として示される以下の本発明の好適な実施形態に係る詳細な説明を読むことにより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明は、本出願人により出された国際公開第０２２０１１０号に記載されたような電子ゲームプラットフォームに特に適用することができる。しかし、垂直スクリーンをもつ電子ゲームシステムにも等しく適用することができることに留意すべきである。
【００２５】
最初に、図１ａを参照すると、この図は、アクションゲーム、室内ゲーム等のような電子ゲームシステムの表示スクリーン部Ｄを図示している。本実施形態では、スクリーンは、ほぼ垂直でプレーヤーに面している。
【００２６】
このシステムは、好ましくはスクリーンＤの付近においてゲームパッドＭまで所定の速度で伝播を行う四つの信号送信機ＥＡからＥＤ（無線周波数、赤外線、超音波信号等）を備える。事実、これらの送信機は、スクリーンＤの四隅の領域に配置されているが、他に多くの配置が可能である。
【００２７】
本実施形態では、ゲームパッドＭは、対応する四つの送信機によって送信された信号を受信することができる二つの受信機Ｒ１およびＲ２を備える。本実施形態では、これらの受信機は、ゲームパッドの軸平面に関して対称に、ゲームパッドの対向側領域に設置されている。
【００２８】
図１ｂは、同じシステムが、上記国際公開第０２２０１１０号に記載したように、例えば水平に置かれた表示スクリーンＤによって実行されてもよいことを例示する。
【００２９】
送信機ＥＡからＥＤは、受信機Ｒ１およびＲ２によって受信される四つの相異なる信号を出力する。
【００３０】
所定の信号が送信機の一つによって送信されてから受信機の一つによって受信されるまでの経過時間が問題の送信機と受信機の間の距離に比例することが知られている。従って、このシステムは、同一の送信信号の異なる受信機による受信時間に基づいて信号を処理することによって上記距離を決定することができる。いくつかの送信機といくつかの受信機、および関連する複数の測定距離を使用すると、送信機ＥＡからＥＤに関して、ひいてはスクリーンに関して全体として呈したゲームパッドＭの位置および／または方向を推定する手段を提供することができる。説明を不必要に複雑化させないために、ゲームパッドのための位置および／または方向を取得するのに用いられる別の計算については説明しない。これらの計算は、従来の幾何学を使用しており、当業者は、それらに非常に熟知しているからである。
【００３１】
この種の測定が、高い頻度、例えば毎秒１０〜１００回で行われたとき、このシステムは、距離の動的変化を決定し、それらを用いて、ユーザによってなされたスクリーンＤに対するゲームパッドＭの動きを推定する。
【００３２】
第１の実施形態において、ゲームパッドＭの位置および／または方向の計算は、ゲームパッドそれ自体に設置された処理ユニットで行われる。
【００３３】
第２の実施形態において、ゲームパッドは、単に、送信機ＥＡからＥＤによって送信された信号が受信機Ｒ１およびＲ２によって受信された瞬間を示す時間データを有線リンクまたは無線リンクを介してゲームシステムに送信する。
【００３４】
図面中の図２ａに示すように、５自由度でゲームパッドの位置および方向を計算するには、対向して設置された二つの受信機Ｒ１およびＲ２を使用すると共に、少なくとも三つの送信機を使用すれば足りることに留意すべきである。５自由度とは、即ち、三つの直交軸ｘ，ｙ，およびｚに沿う並進（ここで、ｚは垂直方向、ｘは横方向、ｙ方向は、ユーザに関して前後方向）、ｙおよびｚ軸の回りの回転であり、決定することができない唯一の未知のものは、二つの受信機を結合する直線に平行なｘ軸の回りの回転である。
【００３５】
一つの変形例によれば、図２ｂを参照して、起こりえる６自由度の並進／回転は、ゲームパッドＭ上の第３の受信機Ｒ３を提供することによって決定することができる。但し、Ｒ３が、ｙ軸に沿っておよび／またはｚ軸に沿って受信機Ｒ１およびＲ２からずれていることが条件である。事実、受信機Ｒ１およびＲ２がゲームパッドの「前」面（ユーザから最も遠い面）において左側または右側に設置されているが、受信機Ｒ３は、その対向面、即ち背面の中央にある。
【００３６】
有利には、ゲームパッドＭは、また、一つまたは数個のボタン（図４のゲームパッドＭ５上のＢ１およびＢ２参照）、即ち、旧来のボタン（方向ボタン、ジョイスティック、アクションキー等）、および／またはゲームパッドＭの最初の位置および方向を決定するプロセスに影響を与えるボタンを備える。
【００３７】
特に、上記プロセスに従ってゲームパッドの位置の決定を動作させる／動作停止させるボタンが設けられている。
【００３８】
上述のように、ゲームパッドＭは、６自由度のすべてまたはいくつか、およびシステムの動作に必要なアクションまたは情報を参照して、送信機ひいてはスクリーンに関する位置ついての情報を電子ゲームシステム（プラットフォーム、専用機、またはパーソナルコンピュータ）に供給するために、好ましくは、無線接続を使用する。
【００３９】
有利には、ここで図３を参照すると、システムは、いくつかのゲームパッド、本実施形態では、四つのゲームパッドＭ１からＭ４を使用することができる。
【００４０】
本実施形態では、システムが備える各ゲームパッドの通信は区別される（これは、有線リンクでは当然であり、それは、例えば、送信メッセージに単に識別子を加えることによってなされてもよい）。このように、各ゲームパッドによって中央システムに送信される位置データまたは時間データは、対応するゲームパッドに割り当てられる。
【００４１】
ゲームパッドの並進および／または回転の動きに応じてスクリーンＤ上に表示された仮想の可動オブジェクトを変位させる非常に多くの種類のアクションがあり得る。
【００４２】
次の割り当てがなされてもよい。  
ゲームパッドの動き オブジェクトの動き
回転／ｚ                              左右方向
並進／ｙ                              加速／減速
回転／ｘ                              上昇／下降
並進／ｘ                              側方側でのステップ
等
【００４３】
既に述べたように、水平に配置されたスクリーンと協働してゲームパッド上の方向ボタン（図４のＢ１）によって従来の制御を維持するのが望ましい。本実施形態では、ゲームパッドは、所定の方向に沿って位置決めされてもよい。次いで、決定されたボタンの動作（アクション）によって、この水平位置は、方向ボタンの動きが、ゲームパッドの記憶された位置を考慮する方向に沿って動作するように記憶される。
【００４４】
例えば、図４の場合、ゲームパッドＭ５をもつ第５のプレーヤーが、電子プラットフォーム上においてゲームパッドＭ４をもつプレーヤーと同じ側で、夫々ゲームパッドＭ１からＭ４を使用する４人のプレーヤーのグループに参加すると仮定する。
【００４５】
システムに対するゲームパッドＭ５の位置を決定すると、第５のプレーヤーが彼のゲームパッド上で前／後／左／右方向のボタンを使用するとき、スクリーンＤ上の可動オブジェクトの対応する動きが上記プレーヤーの観察点から観察されるような方向に沿うように、システムを有機的にまとめることができる。
【００４６】
一つの変形例によれば、信号送信機は、ゲームパッド上に設置されることができ、対応する受信機は、好ましくは、スクリーンに接近して固定され得る。従って、図５に示されるように、本実施形態では、ゲームパッドＭは、三つの発生器ＧＳ１からＧＳ３に夫々接続された三つの送信機Ｅ１からＥ３を備える。
【００４７】
各ゲームパッドは、数個のゲームパッドによって送信される信号を区別するように異なる信号を送出する。
【００４８】
図６は、四隅の領域に設置された四つの受信機ＲＡからＲＤによって包囲された表示スクリーンＤの領域を示す。復号器回路は、各受信機と関連しているが、しかし、受信機ＲＡと関連する回路ＤＣＡのみが図示されている。各復号器回路は、復号器回路から信号を受信するゲームパッド処理ユニットＵＴＭに接続されており、関連するゲームのプログラムにおける入力データとして使用される対応ゲームパッドの位置／方向データを発生させる。
【００４９】
受信信号に含まれた時間成分から出発して、処理ユニットＵＴＭは、各送信機と各受信機の間の距離を動的に計算し、これらの距離を使用してユーザによってなされた動きを計算し、システムによって実行されたゲームアプリケーションに対して入力データを発生させる。
【００５０】
このアプローチによって、ゲームパッド上に設置された送信機は、また、ボタン操作イベント、ジョイスティックイベント等のような、ゲームアプリケーションに宛てられる他の情報を送信するのに有利に使用される。
【００５１】
既に述べたように、異なる送信技術によって、特に、距離の測定は、赤外線、超音波、無線周波数信号等を使用してなされてもよい。
【００５２】
好ましくは、送信機がゲームパッドＭ上に設置されているときは、各送信機は、異なる周波数キャリア上でパルスストリームを送出する。このパルスストリームは、ゲームパッドを一意に識別する特定のコードを形成する。
【００５３】
従って、キャリアは、複数の送信機のうち該当する送信機を識別し、一方、パルスは、ゲームパッドを識別する。
【００５４】
受信機側では、図７を参照して、各受信機は、該当技術に応じて選ばれたセンサＣＰＴと、二つ以上の送信機の各々から由来する異なるキャリアを分離するキャリア復号器ＤＰとを備える。
【００５５】
また、ＵＴＥ１，ＵＴＥ２，およびＵＴＥ３で示された他の三つの送信機処理ユニットがある。それらの各々は、関連送信機および該当受信機の間の距離を計算することができる。
【００５６】
図８は、ベース１２および変向スティアリング・ホイール１４を備える仮想レース用のスティアリング・ホイール型の入力装置１０を示す。スティアリング・ホイールは、二つの受信機Ｒ１およびＲ２を備え、ベースは、二つの送信機ＥａおよびＥｂを備える。送信機および受信機館の信号の移動時間に基づく周期的計算は、当業者に知られた数学的計算を用いて、ベース１２に関してスティアリング・ホイール１４の回転角度の変化を決定するのに用いられる。この変化を示す電気信号は、仮想車両を制御するゲームまたは制御シミュレータプログラムに印加される。
【００５７】
図９は、ｘ軸およびｙ軸に沿って、そのベースに設置されたヒンジの回りに旋回することができるベース１２およびジョイスティック１６を備える他の入力装置１０を示す。ジョイスティックは、その間接（articulation）ポイントから少し離れて受信機Ｒ１を備え、一方、ベースは、三つの送信機ＥＡ，ＥＢおよびＥＣを支持する。本実施形態では、三つの送信機および受信機の間の時間に対する信号経路の変化は、ジョイスティックの位置、およびそれがどのように変化するかを決定する手段を提供する。
【００５８】
明らかに、これらの実施形態における送信機と受信機は、逆であってもよい。
【００５９】
本発明に対して、多くの変形と変更をなすことができる。
【００６０】
しかしながら、ディスプレイスクリーンが通常のテレビである専用ゲーム機の場合には、固定された送信機または受信機および関連電子機器が、好ましくは、ゲーム機そのもののに、または、上記ゲーム機とは異なるがそれに接続された固定要素の形態で設置される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１ａ】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２ａ】本発明に係るゲームパッドの実施形態を示す斜視図である。
【図２ｂ】本発明に係るゲームパッドの実施形態を示す斜視図である。
【図３】電子ゲームプラットフォームおよび一組のゲームパッドの外観斜視図である。
【図４】さらなるゲームパッドをもつ図３と同様の図であり、ゲームパッドは方向制御ボタンを有する。
【図５】本発明に係るゲームパッドの電子部分の機能図である。
【図６】上記ゲームパッドと協働することができるゲームプラットフォームの電子機器の部分の機能図である。
【図７】電子機器の部分のさらに詳細な機能図である。
【図８】仮想ドライバのステアリングホイールタイプの入力装置に本発明を適用した例を示す図である。
【図９】ジョイスティック型の入力装置に本発明を適用した例を示す図である。
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2006510424.tif 000013
2006510424.tif 000014
2006510424.tif 000015
2006510424.tif 000016
2006510424.tif 000017
2006510424.tif 000018
2006510424.tif 000019