(57)【要約】      （修正有）【課題】仮想空間において、物体を三次元方向に移動操縦することができるコントローラの必要性があり、二次元方向の移動操縦しかできないコントローラではそれに対応する十分な操作性が得られていないという課題があった。一つの操作ハンドルだけで三次元方向の移動操縦が行えるようにする手段を提供する。【解決手段】一つの操作ハンドルとコントローラ本体、そしてそれぞれ異なる方向で操作ハンドルとコントローラ本体とを結ぶ三本の操作レバーとで構成され、一つの操作ハンドルを動かすことで三本の各操作レバーが連動し押されたり引かれたりし、各操作レバーの先にあるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向移動信号生成装置がそれぞれ加圧される。そして加圧された前後、左右、上下、各方向の移動信号の組み合わせによって物体の移動指示を決定していく。これにより、一つの操作ハンドルを操作するだけで、操縦対象となる物体の三次元移動が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ本体部と、コントローラ本体部から離れた位置をとり操作レバーを介してつながっている操作ハンドル部、そしてコントローラ本体部と操作ハンドル部にそれぞれ異なる方向で接続された操作レバーを三本以上有しており、操作ハンドル部を操作することで各操作レバーも連動することを特徴とする三次元コントローラ。
【請求項２】
コントローラ本体部および操作ハンドル部に接続された前記各操作レバーはコントローラ本体内部または操作ハンドル内部のどちらかで突起部を保持しており、弾力性があり元の形状を保つ素材を使い操作レバー進入口側と操作レバー挿入先側、またはどちらか一方のみから前記突起部が固定され、前記素材部分に一定の圧力がかかることにより作用する移動信号生成装置がそこに設けられおり、操作レバーの出し入れ、または出す、入れるどちらかにより移動信号が生成される請求項１に記載の三次元コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は操縦の対象となる物体を、三次元方向に移動させることを可能にするためのコントローラに関する改良である。
【背景技術】
【０００２】  テレビゲームやパソコンのディスプレイのような仮想空間内で物体を操縦する場合や、機械やロボットなど現実空間で物体を操縦する際、その操縦の対象となる物体に方向移動の指示を出す手段としてコントローラを用いて手元で操作するのが一般的だが、それには今まで十字キーのようなボタン型やマウス、ジョイスティックのようなスティック型が主に使われていた。これらはすべて二次元方向に移動操縦するためのコントローラである。【０００３】  また、現在開示されている三次元コントローラに関しての主な特許は、穴に親指をはめ込み複数のボタンを操作する開示番号２０００−２１８０４７や、リングに親指をはめ込みスティックを操作する開示番号２００４−２２７２６６などが挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  現在、３Ｄ映像技術の発達に伴い、その３Ｄ映像空間内における操縦対象物体も三次元方向に移動操縦できるコントローラの必要性が高まっている。もちろん、現実空間においての物体移動操縦についても同様にその必要性がある。【０００５】  しかし現在主に使われている従来の二次元操作コントローラでは一度に前後左右、または上下左右、または前後上下といった二次元方向の操縦しかできなかった。このため、従来のコントローラで三次元方向の動きを得るためには方向移動指示以外のほかのボタンを押すなど、複数のボタンを同時に使わなければならない。【０００６】  また、現在開示されている前記二点のコントローラについては、操作する者の指の長さ、太さなどサイズの違いにより、誰が使っても同じ操作性が得られるというわけではないという問題が残る。【０００７】  本発明では、指のサイズを問わず、またひとつの操作だけで容易に三次元方向への物体移動を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  以上の課題を解決するため、本発明ではコントローラ本体から独立している操作ハンドル部とコントローラ本体部、そしてそれぞれ異なる方向で操作ハンドルとコントローラ本体をつなぐ三本、またはそれ以上の本数の操作レバーを設け、操作ハンドル部を操作することでその動きに対応して各操作レバーも連動し、それにより移動信号を生成させるという手段を提供する。【０００９】  前記各操作レバーは、コントローラ本体部または操作ハンドル部に接続されたその内部で突起部を有し、進入口側と挿入先側、またはどちらか一方から弾力性のある素材を使い突起部を固定する。そして前記素材部には加圧されることにより作用する、それぞれ違った方向移動の指示をだす移動信号生成装置を設ける。
【発明の効果】
【００１０】  第一の効果として、各操作レバーは操作ハンドル部につながっているため、一つの操作ハンドル部を操作するだけで三本、またはそれ以上の本数の操作レバーを一度に、且つ同時に動かすことが可能となる。そのため例えば、Ｘ軸とＹ軸が同時に引っ張られれば左斜め前方に、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸が同時に押されれば右斜め下後方に移動するといったように、各操作レバーの移動信号の組み合わせにより操縦対象物体を三次元の方向に操縦することができる。【００１１】  第二の効果として、各操作レバーは弾力性のある素材で固定されており、なおかつ三本以上の操作レバーで接続されているため、操作ハンドル部がコントローラ本体部から独立した位置を取りつつも所定の位置を保つことができると同時に、そこから操作ハンドル部だけを操作することにより各方向の操作レバーを動かすことができ、各移動信号を入力することができる。【００１２】  また、操作ハンドル部は指をはめて使う形のものではないため指の長さ、太さを問わずに誰にでも容易に使うことができる。また、操作ハンドル部の動きは操縦の対象となる物体の動きに近くなるため臨場感を出すことができる。【００１３】  なお、ここでいう「操作ハンドル部」とは、操作する際扱う部分のことで、ハンドルの形状は使用する用途により異なるため、「操作ハンドル部」とする。同じく「コントローラ本体部」としたのも同じ理由で形状が変わってくるためである。また、「移動信号」とは、操縦対象物体に移動を指示する信号のことで、同じく「移動信号生成装置」とは、加圧された圧力の大きさを感知し移動信号に変えるものや、プリント基盤のように単純に電気信号を通して移動信号に変えるものなど、物体の移動を指示するための信号を作るものである。【００１４】  また、「三次元方向」とは、左右上下前後を組み合わせた立体的な方向を表すもので、ここではありとあらゆる角度の方向を指す。【００１５】  操作レバーは三本以上としたが、これはより細がい操作性を得たい場合、同じ構造の操作レバーを四本、五本にと増やせばよいし、より簡素化するために全レバーを押すだけ、または引くだけで同じ効果を得ようとした場合、操作レバーは最低六本必要となるためである。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１６】  以下、本発明の実施の形態について図とともに説明する。
【００１７】  本発明を小型で実施した外観図、図１のように、コントローラ本体から独立している操作ハンドル（１）とコントローラ本体（２）、そしてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の異なる方向でそれぞれ操作ハンドルとコントローラ本体に連結された操作レバー（３）（４）（５）を設ける。
【００１８】  ここでいうＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とはそれぞれ前後、左右、上下と仮定し、単純化のために操作レバーは三本と前提する。
【００１９】  操作ハンドル側につながる各操作レバーは、操作ハンドル結合部から見て上下左右平面状に３６０度回転できるようにだけ固定する。次に操作レバーのもう一方は空洞を設けられたコントローラ本体に挿入され、突き抜けた先の内部で各操作レバーを突起状（６）に形成する。そしてその形成された突起状の部分を、ゴムなどのような屈折可能だが形状を保てて弾力性のある素材、またはバネやスポンジなどのように伸縮可能だが形状を保てて弾力性のある素材などを使い、操作レバー進入口側（７）と挿入先側（８）からそれぞれ固定する。図２では固定する素材にゴムを使った場合、図３ではバネを使った場合を表している。
【００２０】  突起状の部分を固定している位置と、後述する移動信号生成装置の位置との間には遊びの空間を持たせておく。これは操作したい操作レバーを動かしたとき他のレバーも動いてしまうので、その操作対象外の操作レバーによる移動信号が送られないようにするためである。
【００２１】  ゴムを使う場合は（７ａ）と（７ｂ）のように二段階に分け、どちらかを硬くする、またはどちらかを厚くする、またはどちらかに角度をつけて圧力に対する屈折の反発力を高めるなどして、突起状の部分を固定しつつも操作レバーがある程度まで加圧されなければ移動信号が生成されないようにすることにより、遊びの部分だけを操作したのかが区別がつきやすくなる。
【００２２】  上述の構成をとることにより、何もしていない状態から操作レバーに力を加えればコントローラ本体内から引き出す、押し入れるという動作が、逆に力を緩めれば操作レバーは元の状態に戻るという動作が得られる。
【００２３】  そして前記素材部分が加圧されることによって移動指示が送られるよう、移動信号生成装置（９）をそこに設ける。ここに圧力感知装置を搭載すれば高い操作性が得られるが、プリント基盤（１０）を使う場合にはプリント基盤の下にもまた弾力性のある素材（１１）を敷く必要がある。これは操作したい操作レバーが加圧され移動信号を生成することを達成した後も、なお他の操作レバーが操作されることによりまたさらに加圧されるからである。
【００２４】  プリント基盤を使う第二の手段として、プリント基盤自体はレバー進入口すぐおよび挿入先奥に配置しているが、そのプリント基盤に信号を送れる配線（１２）でバネなどを作リプリント基盤とつないでおけば、一定の位置まで加圧されたときに信号が送られ、その後ほかの操作レバーによってさらに加圧されたとしてもバネが縮むといった動きにより、上述した課題が解決される。
【００２５】  なお、前記した「圧力感知装置」とは、操作レバーに加えられた圧力の強さに応じて、操縦対象物体の移動の大きさが変わるものを指す。
【００２６】  これを、Ｘ軸であれば、操作レバーが押される、引かれるという動きに対応して操作の対象物が前方に進む、後方にさがるという操縦が得られるように設定する。同様に前記仮定より、Ｙ軸では左右の、Ｚ軸では上下の操縦が得られるよう設定する。
【００２７】  コントローラ本体の形は使う用途により異なるが、小型にして手元で操作する形をとるのであれば、操作時にコントローラが安定するように手のひらで握れる形などに形成する。操作ハンドルを大型にして、片手で操作ハンドル自体を握れるようにしてもよいが、その場合でも操作に支障がない様、コントローラ本体部が動かないように安定させておく。その他、足など、体の一部を使って操作する場合も同様に、操作ハンドル操作時、連動する操作レバーの動きに支障が出ないようにする。
【００２８】  本発明は以上の様に構成され、小型の場合は親指と人差し指などで操作ハンドルを操作し、大型の場合は片手で握り操作する。また操作ハンドル部を靴のように足にはめられる形にすれば足での操作も行える。
【００２９】  また、逆に操作レバーをコントローラ本体部で３６０度回転できるように固定し、操作ハンドル内に移動信号生成装置を同じ構成のもと設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を片手で操作できる小型で実施した外観図
【図２】操作レバー突起部をゴムで固定した場合及びプリント基板にバネ状の配線をつないだ場合の、操作レバー接続部の断面図
【図３】操作レバー突起部をばねで固定した場合及びプリント基板の下に弾力性のある素材を敷いた場合の、操作レバー接続部の断面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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