(57)【要約】【解決手段】コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するためのコントローラは、第１コントロール・スティックと、コントロール・スティックに印加された圧力を感知し、対応する圧力情報を生成するように構成されたセンサと、圧力がコントロール・スティックに印加されたときの、基準位置に対する方向のコントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成された第１回路と、センサから、コントロール・スティックへの印加圧力に関連付けられた圧力情報を受信するように構成された第２回路と、受信した変位情報および圧力情報に基づいて、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加された圧力を決定するように構成された第３回路とを備え、第１センサが、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに印加された圧力を感知する。【選択図】図２
2020523673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のコントロール・スティックと、
少なくとも１つのコントロール・スティックに印加された圧力を感知し、対応する圧力情報を生成するように構成された１つまたは複数のセンサと、
圧力が前記コントロール・スティックに印加されたときの、基準位置に対する方向の前記コントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成された第１の回路と、
前記センサの１つまたは複数から、前記コントロール・スティックに印加された前記圧力に関連付けられた圧力情報を受信するように構成された第２の回路と、
前記受信した変位情報および前記圧力情報に基づいて、前記コントロール・スティックの前記変位および前記コントロール・スティックへの前記印加圧力を決定するように構成された第３の回路と、
を備え、
少なくとも第１のセンサが、前記コントロール・スティックの前記物理的変位が変位限界に達したときに印加される前記圧力を感知するように構成されている、
コントローラ。
【請求項２】
前記１つまたは複数のセンサが、前記コントロール・スティックに印加された前記圧力を感知し、前記対応する圧力情報を生成するための
静電容量圧力センサ、
抵抗圧力センサ、
ピエゾ抵抗圧力センサ、
圧電圧力センサ、
光学圧力センサ、および
弾性抵抗圧力センサ
から構成されたリストから選択された１つまたは複数を含む、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記コントロール・スティックの前記物理的変位が変位限界に達したときに印加される前記圧力を感知するために、前記コントロール・スティックのステムの少なくとも一部にセンサが結合されている、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記コントロール・スティックの前記物理的変位が変位限界に達したときに前記コントロール・スティックのステムに接触するようにセンサが配置されている、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記センサが前記コントロール・スティックの前記変位限界に配置されたリムの少なくとも一部に配置されている、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記センサが前記コントロール・スティックの頂面に配置されている、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記センサが、前記頂面を横切って、または前記頂面の周辺部の周りに、または前記頂面の中心に配置された複数の感知素子を有する、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記センサが埋め込まれた２Ｄセンサ・アレイである、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記コントロール・スティックの前記決定された変位を示すデータ、および前記コントロール・スティックへの前記決定された印加圧力を示すデータを送信するように適合された送信機、
を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項１０】
コントロール・スティックの決定された変位を示すデータ、および前記コントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータをコントローラから受信するように適合された受信機と、
ゲームのゲーム状態を更新するように動作可能なプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサが、前記コントロール・スティックの前記決定された変位を示す前記受信データ、および前記コントロール・スティックへの前記決定された印加圧力を示す前記受信データに応答して前記ゲームの前記ゲーム状態を更新するように動作可能であり、
前記プロセッサが、前記コントロール・スティックの前記決定された変位が所定の変位限界に実質的に等しいことを検出するように動作可能であり、
そうである場合に、前記プロセッサが、所定のしきい値を超える前記コントロール・スティックへの前記決定された印加圧力を示す前記データを明確な入力として解釈するように動作可能であり、
前記プロセッサがその明確な入力に応答して前記ゲームの前記ゲーム状態を更新するように動作可能である、
娯楽機器。
【請求項１１】
コントローラからデータを受信し、ゲームのゲーム状態を更新するための方法であって、
コントロール・スティックの決定された変位を示すデータをコントローラから受信するステップと、
前記コントロール・スティックに印加された圧力を示すデータをコントローラから受信するステップと、
前記ゲームの前記ゲーム状態を処理するステップと、
前記コントロール・スティックの前記決定された変位を示す前記受信データ、および前記コントロール・スティックへの前記印加圧力を示す前記受信データに応答して、前記ゲームの前記ゲーム状態の前記処理を更新するステップと、
を含み、
前記ゲームの前記ゲーム状態の前記処理を更新するステップが、前記コントロール・スティックの前記決定された変位が所定の変位限界に等しいことを検出するステップと、
そうである場合に、所定のしきい値を超える前記コントロール・スティックへの前記印加圧力を示す受信データを明確な入力として解釈するステップと、
その明確な入力に応答して前記ゲームの前記ゲーム状態の前記処理を更新するステップと、を含む、
方法。
【請求項１２】
請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ・システムに実行させるように適合されたコンピュータ実行命令を有するコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ入力機器に関し、より詳細には、１つまたは複数のコントロール・スティックを用いるハンドヘルド・コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
パフォーマンス・キャプチャ（すなわち、表示されたグラフィックに対応する効果を引き起こすシステムユーザの動きの追跡）の最近の進歩にもかかわらず、コントロール・スティックを備えたハンドヘルド・コントローラは、依然として電子ゲーム業界で最も一般的な入力機器である。図１は、電子ゲーム・プラットフォームのＳｏｎｙ  Ｐｌａｙｓｔａｔｉｏｎ（登録商標）シリーズ用に市販されているＳｏｎｙ  ＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）ハンドヘルド・コントローラ１００を表す。ハンドヘルド・コントローラ１００は、コントローラ本体１０１から突出するデュアル・サム・スティック１０５を含む。各サム・スティック１０５は、表示されたグラフィックに、対応する効果を引き起こすために使用することができる二次元入力（Ｘ、Ｙ）を提供する。アナログ・スティック、またはより一般的にはコントロール・スティックと呼ばれることがある各サム・スティック１０５は、コントローラ本体１０１内の機械的な「中心」位置に対する突起部の位置に基づいてコンピューティング・プラットフォームに位置入力を提供する。使用中に、ユーザの親指（または他の指）は、通常各サム・スティック１０５の頂面に置かれ、親指によって印加される圧力は、基準位置として機能することがある中心位置に対してサム・スティック１０５の変位を変えることができる。各サム・スティック１０５の枢動ベースは、コントローラ本体１０１内に収容された２つ以上のポテンショメータに結合され、中心基準位置に対するサム・スティック１０５の変位に比例した連続的な電気出力を提供する（したがって「アナログ・スティック」という用語）。
【０００３】
サム・スティック１０５の連続性によって提供される制御により、サム・スティックは、ハンドヘルド・コントローラ（特に３Ｄゲーム）のための一般的な入力手段になったが、それにもかかわらずサム・スティック１０５は、サム・スティックの変位に比例する連続的な電気出力の提供に限定される。
【０００４】
したがって、１つまたは複数のサム・スティックを使用するハンドヘルド・コンピュータ入力機器の入力感度および機能を強化する手段および技法が有利である。
【０００５】
本発明は、１つまたは複数のサム・スティックを含むハンドヘルド・コントローラの応答性を改善しようとするものである。
【発明の概要】
【０００６】
第１の態様では、請求項１に記載のコントロール・スティックに印加された圧力を感知するためのコントローラが提供される。
【０００７】
別の態様では、請求項１０に記載のコントローラからデータを受信するように構成された娯楽機器が提供される。
【０００８】
別の態様では、請求項１２に記載のコントローラのコントロール・スティックに印加された圧力を決定する方法が提供される。
【０００９】
別の態様では、請求項１３に記載のコントローラからデータを受信し、ゲームのゲーム状態を更新するための方法が提供される。
【００１０】
本発明のさらなるそれぞれの態様および特徴は、添付の特許請求の範囲に定義されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
ここで、本発明の実施形態を、添付図面を参照して例として説明する。
【図１】従来のハンドヘルド電子ゲーム・コントローラの斜視図である。
【図２】コントロール・スティックのステムがコントローラ本体に接触する変位限界でのコントロール・スティックの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、娯楽機器と、送信機を含むコントローラと、を含む装置の概略図である。
【図４】コントロール・スティックへの印加圧力を感知し、対応する圧力情報を生成するハードウェアの機能ブロック図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、圧力センサがコントロール・スティックのステムに結合されたコントローラのコントロール・スティックの斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、コントロール・スティックのステムに結合された複数の圧力センサを備えるコントローラのコントロール・スティックの斜視図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに、圧力センサがコントロール・スティックのステムに接触するように配置されたコントローラのコントロール・スティックの斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに、コントロール・スティックのステムに接触するように配置された複数の圧力センサを備えるコントローラのコントロール・スティックの斜視図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による、圧力センサがコントロール・スティックの頂面に配置されたコントロール・スティックの斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による、圧力センサがコントロール・スティックの頂面の周辺部に配置されたコントロール・スティックの斜視図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による、コントロール・スティックの頂面を横切って配置された、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイを備えるコントロール・スティックの斜視図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態による、頂面の周辺部の周りに配置された、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイを備えるコントロール・スティックの斜視図である。
【図７Ｅ】本発明の一実施形態による、頂面の周辺部の周りに配置され、頂面の一部を横切って延在する、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイを備えるコントロール・スティックの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックに印加される圧力を決定する方法を示す流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態による、コントローラからデータを受信し、ゲームのゲーム状態を更新する方法の流れ図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、ゲームのゲーム状態を更新する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
説明を明瞭にするために、図に示される要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。さらに、適切と考えられる場合、対応するまたは類似の要素を示すために、参照番号が図面間で繰り返される。
【００１３】
「結合された」および「接続された」という用語は、それらの派生語とともに、本明細書の動作を実行するための装置の構成要素間の構造的関係を説明するために、本明細書で用いられることがある。これらの用語は、互いに同義語として意図されていないことを理解されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを示すために用いられ、一方、「結合された」は、２つ以上の要素が互いに物理的または電気的に直接または間接的に（要素間に他の介在する要素を有して）接触していること、および／または２つ以上の要素が互いに協働するもしくは通信していること（例えば、原因と結果の関係など）を示すために用いられる。
【００１４】
１つまたは複数のサム・スティックを使用するハンドヘルド・コンピュータ入力機器の応答を向上させるための方法およびシステムが開示される。以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、いくつかの特定の詳細が提示される。しかしながら、本発明を実施するためにこれらの特定の詳細を用いる必要はないことは、当業者には明らかであろう。逆に、適切な場合は、当業者に知られている特定の詳細は、明瞭にするために省略される。
【００１５】
サム・スティックを含むハンドヘルド・コントローラを使用する場合、ユーザの親指によって印加される力は、サム・スティック１０５を頻繁に変位させ、それによりサム・スティック１０５の表面がコントローラ本体１０１の表面に接触することがある。図２は、ユーザの親指が、サム・スティックのステム２０６がコントローラ本体２０１に接触する変位限界にサム・スティックが達するように力を印加したときのサム・スティック２０５を示す。変位限界では、ユーザの親指によって印加される力は大幅に変化することがあるが、サム・スティックの変位は、実質的に同じままである。ゲーム・プレイ中に、サム・スティックが変位限界に達すると、サム・スティックの機能が最大限に達し、サム・スティックがそれ以上ゲーム・プレイ入力を提供することができなくなり、そのためユーザに無力さを感じさせることがあるため、ユーザは、イライラするようになる場合がある。
【００１６】
通常の使用中、ユーザの親指によってサム・スティック２０５の頂面に印加される把持力は、サム・スティックの変位を変えると増減する場合がある。一部の例では、ユーザの親指は、基準位置に対して実質的に同じ変位を維持しながら、サム・スティック２０５の頂面に様々な把持力を加えることがある。その結果、ユーザの親指が様々な把持力を加えたとしても、サム・スティックの変位による出力信号は、実質的に同じままである場合がある。
【００１７】
本発明の一実施形態では、本明細書で説明するように、少なくとも第１のコントロール・スティックと、少なくとも１つのコントロール・スティックに印加された圧力を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、を備えるコントローラは、図１に示すものと同様のコントローラ（ＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）など）によって実施することができ、静電容量圧力センサ、抵抗圧力センサ、ピエゾ抵抗圧力センサ、圧電圧力センサ、光学圧力センサ、および／または弾性抵抗力センサなどの１つまたは複数の圧力センサをさらに備える。
【００１８】
コントローラは、圧力がコントロール・スティックに印加されたときの、コントロール・スティックの基準位置に対する方向の物理的変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成された第１の回路を備える。
【００１９】
コントローラは、コントロール・スティックに印加された圧力に関連付けられた圧力情報を１つまたは複数の圧力センサから受信するように構成された第２の回路を備える。
【００２０】
コントローラは、第１の回路によって受信された変位情報と、第２の回路によって受信された圧力情報とに基づいて、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するように構成された第３の回路を備える。
【００２１】
本発明の一実施形態では、コントローラは、コントロール・スティックの決定された変位を示すデータ、およびコントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータを送信するように適合された送信機を備える。
【００２２】
本発明の一実施形態では、娯楽機器（Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  ４（登録商標）娯楽機器など）は、コントロール・スティックの決定された変位を示すデータ、およびコントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータを受信するように適合された受信機と、ゲームのゲーム状態を更新するように動作可能なプロセッサと、を備え、プロセッサは、コントロール・スティックの決定された変位を示す受信データ、およびコントロール・スティックへの決定された印加圧力を示す受信データに応答して、ゲームのゲーム状態を更新するように動作可能である。
【００２３】
説明のみを目的として、および非限定的な例として、本明細書は、Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  ４（登録商標）と連携して動作する１つまたは複数の圧力センサを備えるＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）コントローラを参照する。
【００２４】
したがって、図３は、Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  ４（登録商標）娯楽機器の全体的なシステム・アーキテクチャを概略的に示す。システムユニット１０は、システムユニットに接続可能な様々な周辺機器とともに提供されている。
【００２５】
システムユニット１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２０Ａおよびグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）２０Ｂを含むシングルチップである加速処理ユニット（ＡＰＵ）２０を含む。ＡＰＵ２０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）ユニット２２にアクセスする。
【００２６】
ＡＰＵ２０は、任意選択で、個別部品またはＡＰＵ２０の一部であってもよいＩ／Ｏブリッジ２４を介してバス４０と通信する。
【００２７】
バス４０には、ハードディスクドライブ３７、および互換性のある光ディスク３６Ａ上のデータにアクセスするように動作可能なＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ドライブ３６などのデータ記憶コンポーネントが接続されている。加えて、ＲＡＭユニット２２は、バス４０と通信することができる。
【００２８】
任意選択で、補助プロセッサ３８もバス４０に接続されている。補助プロセッサ３８は、オペレーティング・システムを実行またはサポートするために設けられることがある。
【００２９】
システムユニット１０は、オーディオ／ビジュアル入力ポート３１、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ポート３２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線リンク３３、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）無線リンク３４、または１つまたは複数のユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート３５を介して必要に応じて周辺機器と通信する。オーディオおよびビデオは、ＨＤＭＩ（登録商標）ポートなどのＡＶ出力３９を介して出力されてもよい。
【００３０】
周辺機器は、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｅｙｅ（登録商標）などの単眼視または立体視ビデオカメラ４１、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｍｏｖｅ（登録商標）などのワンド型ビデオゲーム・コントローラ４２、および図１に示すＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）１００などの従来のハンドヘルド・ビデオゲーム・コントローラ４３、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔａｂｌｅ（登録商標）およびＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｖｉｔａ（登録商標）などの携帯用娯楽機器４４、キーボード４５および／またはマウス４６、例えば、リモコンの形態のメディア・コントローラ４７、ならびにヘッドセット４８を含むことができる。プリンタまたは３Ｄプリンタ（図示せず）などの他の周辺機器が同様に考慮されてもよい。圧力を感知するように構成された１つまたは複数のセンサを備えるハンドヘルド・ビデオゲーム・コントローラ４３、１００（ＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）など）からのデータは、例えば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉｆｉ（登録商標）ポート（３３、３４、３５）を介して娯楽機器で受信することができる。
【００３１】
ＧＰＵ２０Ｂは、任意選択で、ＣＰＵ２０Ａと連携して、ＡＶ出力３９を介して出力するためのビデオ画像およびオーディオを生成する。任意選択で、オーディオは、オーディオ・プロセッサ（図示せず）と連携して、またはその代わりにオーディオ・プロセッサによって生成されてもよい。
【００３２】
ビデオおよび任意選択でオーディオは、テレビ５１に提示されてもよい。テレビによってサポートされている場合、ビデオは、立体視であってもよい。オーディオは、ステレオ、５．１サラウンド・サウンドまたは７．１サラウンド・サウンドなどのいくつかのフォーマットのうちの１つでホームシネマ・システム５２に提示されてもよい。ビデオおよびオーディオは、ユーザ６０が装着したヘッド・マウント・ディスプレイ・ユニット５３に同様に提示されてもよい。
【００３３】
ユーザは、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｅｙｅ（登録商標）などのビデオカメラ４１を使用して、システムユニットと対話することもできる。このビデオカメラ４１は、例えばＡＶ入力３１を介して、単眼視または立体視ビデオ画像をシステムユニット１０に提供することができる。これらの画像がユーザの一部またはすべてをキャプチャする場合、ユーザは、現在提示されているユーザ・インタフェースと対話するために、必要に応じて、ジェスチャー、顔の表情、またはスピーチを実施することができる。
【００３４】
代替としてまたは加えて、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｍｏｖｅ（登録商標）４２などのカメラ・ベースのユーザ対話を支援するように設計されたコントローラが設けられてもよい。このコントローラは、ワンドフォームファクターと、キャプチャされたビデオ画像内のコントローラの検出を容易にする照明領域と、を有する。照明領域は、ＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）などの他のコントローラ４３に同様に設けられてもよい。両方の種類のコントローラは、３軸に沿った横方向の動きおよび３軸の周りの回転運動を検出するモーション・センサと、システムユニットに動きデータを伝える無線通信手段（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）と、を備えることができる。任意選択で、そのような制御は、システムユニットから制御データを受信して、ランブル効果などの機能を実施することや照明領域の色または明るさを変更することができ、これらは、コントローラによってサポートされる。
【００３５】
システムユニットは、携帯用娯楽機器４４と通信することもできる。携帯用娯楽機器４４は、それ自体の制御入力およびオーディオ／ビジュアル出力のセットを含む。その結果、「リモート・プレイ」モードでは、携帯用娯楽機器の入力の一部またはすべてが、システムユニット１０への入力として中継されてもよく、一方、システムユニット１０からのビデオおよび／またはオーディオ出力がそれ自体のオーディオ／ビジュアル出力とともに使用するために携帯用娯楽機器に中継されてもよい。通信は、ワイヤレス（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）を介して）またはＵＳＢケーブルを介してであってもよい。
【００３６】
有線または無線手段を介して、システムユニット１０と対話することができる他の周辺装置には、キーボード４５、マウス４６、メディア・コントローラ４７、およびヘッドセット４８が含まれる。ヘッドセットは、１つまたは２つのスピーカ、および任意選択でマイクを備えることができる。
【００３７】
動作において、娯楽機器は、ＦｒｅｅＢＳＤ  ９．０のバリアントなどのオペレーティング・システムがデフォルトになっている。オペレーティング・システムは、ＣＰＵ２０Ａ、補助プロセッサ３８、またはこれら２つの混合物上で実行することができる。オペレーティング・システムは、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｎｕなどのグラフィカル・ユーザ・インタフェースをユーザに提供する。このメニューにより、ユーザは、オペレーティング・システムの機能にアクセスし、ゲームおよび任意選択で他のコンテンツを選択することができる。
【００３８】
ここで図３を再び参照すると、本発明の一実施形態では、少なくとも第１のコントロール・スティック１０５と、少なくとも１つのコントロール・スティックに印加された圧力を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、を含む（ＤｕａｌＳｈｏｃｋ  ４（登録商標）などの）コントローラ４３または１００が提供されている。
【００３９】
コントローラは、圧力がコントロール・スティックに印加されたときの基準位置に対する方向のコントロール・スティック１０５の物理的変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成された第１の回路を備える。第１の回路は、基準位置に対するコントロール・スティック１０５の変位に比例した連続的な電気出力を提供する、コントローラ本体内に収容された１つまたは複数のポテンショメータから変位情報を受信することができる。受信された変位情報は、コントロール・スティックの絶対的なＸ、Ｙ位置を示す情報、または基準位置Ｘ０、Ｙ０に対するＸ、Ｙ位置を示す情報を含むことができる。
【００４０】
コントローラは、センサの１つまたは複数から、コントロール・スティックに印加された圧力に関連付けられた圧力情報を受信するように構成された第２の回路を備える。第２の回路は、コントロール・スティックに結合された、および／またはコントロール・スティックに対して配置された１つまたは複数のセンサから圧力情報を受信することができる。１つまたは複数のセンサの動作は、本明細書で後述する。
【００４１】
コントローラは、第１の回路によって受信された変位情報と、第２の回路によって受信された圧力情報とに基づいて、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するように構成された第３の回路を備える。
【００４２】
コントロール・スティックは、少なくとも２つの方向Ｘ、Ｙに変位することができ、変位限界によって制限された物理的なＸ、Ｙ変位の範囲を有する。例えば、コントロール・スティックは、中心の基準位置Ｘ０、Ｙ０を有することができ、そこから、コントロール・スティックは、少なくとも正もしくは負のＸ方向および／または正もしくは負のＹ方向に変位することができる。基準位置を中心にした円形の変位限界では、Ｘの変位限界は、±Ｘｍａｘによって与えられ、Ｙの変位限界は、±Ｙｍａｘで与えられ、その結果、変位限界は、以下のＸ、Ｙ位置、すなわち、（−Ｘｍａｘ、Ｙ０）、（＋Ｘｍａｘ、Ｙ０）、（Ｘ０、−Ｙｍａｘ）、および（Ｘ０、＋Ｙｍａｘ）よって定義される。そのため、円形の変位限界については、限界は、これらの４つのＸ、Ｙ位置と交差する円によって定義され、この円の境界の範囲内の任意のＸ、Ｙ位置が物理的変位の範囲内にある。円形の変位限界を使用するそのような例では、結果としてｓｑｒｔ（Ｘ２＋Ｙ２）＝｜Ｘｍａｘ｜＝｜Ｙｍａｘ｜となるＸ、Ｙ位置に関連付けられた物理的変位が、コントロール・スティックが変位限界に達するコントロール・スティックの物理的変位を表す。同様の原理を、例えば、正方形、六角形、または八角形の変位限界などの他の対称な変位限界に適用することができることを認識されよう。
【００４３】
コントローラの少なくとも第１のセンサは、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに印加される圧力を感知するように構成されている。本明細書で説明されるように、１つまたは複数のセンサ（例えば、通常は、コントロール・スティック）は、ユーザによる過剰な圧力、すなわちコントロール・スティックを所定の方向にその変位限界まで動かすのに必要な圧力よりも大きな圧力を受けることがある。その場合、この状態で印加された圧力は、実際の変位自体への明確な入力として検出することができる。一部のセンサは、コントロール・スティックが動いている間（例えば、センサがユーザによって操作されるスティックの部分にある場合）、圧力を検出することができ、この場合、コントロール・スティックの十分な変位が検出されると、検出された圧力を、その後入力として使用することができる。代替としてまたは加えて、センサは、コントロール・スティックが変位限界に達すると（例えば、センサが、コントロール・スティック、またはコントロール・スティックがハウジングと接触することによって通常圧力のみを受けるコントローラ・ハウジングの部分にある場合）、圧力のみを検出することができ、この場合、圧力信号は、変位限界の事実上の検出としての役割を果たすこともできるが、変位信号に基づいた別の検出も実施することが可能である。
【００４４】
本発明の一実施形態では、コントローラ４３、１００は、コントロール・スティックの決定された変位を示すデータ、およびコントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータを送信するように適合された送信機を備える。有線あるいは無線通信手段（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）など）を介して、コントローラ４３、１００からデータを送信または通信することができることは、当業者には明らかであろう。
【００４５】
コントローラの第３の回路は、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するように構成され、決定された変位および印加圧力を示すデータが送信機によって送信される。第３の回路は、コントローラ本体内に収容された１つまたは複数のポテンショメータによって第２の回路に提供される変位情報のアナログ−デジタル変換によって、コントロール・スティックの変位を決定することができる。１つまたは複数のポテンショメータの連続的な電気出力は、コントロール・スティックの変位を示す１つまたは複数のデジタル値を決定するために、１つまたは複数のＡＤＣに入力することができる。例えば、第１のポテンショメータは、Ｘ変位に関連付けられてもよく、第２のポテンショメータは、Ｙ変位に関連付けられてもよく、それにより、決定されたＸ、Ｙ変位を１つまたは複数のＡＤＣ値によって示すことができる。第３の回路は、位置情報によって示されるＸ、Ｙ位置に基づいた変位範囲内のコントロール・スティックの絶対変位、または基準位置Ｘ０、Ｙ０に対するＸ、Ｙ位置に基づいた変位範囲内の相対変位のいずれかを決定するように構成することができる。そのため、第３の回路は、受信した変位情報を、意味のある入力として娯楽機器に送信することができる表現に変換するように構成されている。加えて、第３の回路は、第２の回路によって受信された圧力情報に基づいてコントロール・スティックへの印加圧力を決定するように構成され、圧力情報は、様々な形態を取ることができる。アナログ信号またはデジタル表現の形態の圧力情報は、第２の回路によって受信され、第３の回路によって処理されて、印加圧力を決定することができる。第３の回路は、例えば、（使用されるセンサのタイプに応じて）圧力センサに関連付けられた静電容量、電流、および／または抵抗の観察された変化のアナログ−デジタル変換を使用して、圧力センサによって感知された圧力の相対的な変化を決定することができる。あるいは、第３の回路は、デジタル表現を受信し、意味のある較正を適用して、印加圧力を決定することができる。本明細書で後述するように、圧力決定しきい値は、バイナリ表現がしきい値を超える圧力情報としきい値を下回る圧力情報とを区別するように、第３の回路によって使用され得る。任意選択で、娯楽機器１０は、圧力決定しきい値を利用し、コントロール・スティックへの印加圧力は、娯楽機器に送信された圧力情報に基づいて決定することができる。
【００４６】
複数のセンサを備えた構成では、各センサにセンサＩＤを割り当てることができ、第３の回路は、各センサによって感知された印加圧力をそれぞれ決定するように動作可能である。そのため、第３の回路は、各センサによって感知された圧力を示すデータを娯楽機器に選択的に送信することができるように各圧力センサによって感知された圧力を決定することができる。あるいは、複数のセンサのそれぞれによって感知された圧力を示すデータは、合計され、または加重平均にかけられ、娯楽機器に送信することができる。
【００４７】
本発明の一実施形態では、娯楽機器１０（Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ  ４（登録商標）娯楽機器など）は、コントロール・スティック１０５の決定された変位を示すデータ、およびコントロール・スティック１０５への決定された印加圧力を示すデータを受信するように適合された受信機（オーディオ／ビジュアル入力ポート３１、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ポート３２、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線リンク３３、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）無線リンク３４、または１つもしくは複数のユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート３５など）と、ゲームのゲーム状態を更新するように動作可能なプロセッサ（適切なソフトウェア命令の下で動作するＣＰＵ２０ＡまたはＡＰＵ２０など）と、を備え、プロセッサは、コントロール・スティックの決定された変位を示す受信データおよびコントロール・スティックへの印加圧力を示す受信データに応答してゲームのゲーム状態を更新するように動作可能である。
【００４８】
したがって、本発明の一実施形態では、娯楽機器１０のプロセッサ（適切なソフトウェア命令の下で動作するＣＰＵ２０ＡまたはＡＰＵ２０など）は、コントロール・スティック１０５の決定された変位が実質的に所定の変位限界に等しいことを検出するように動作可能であり、そうである場合は、プロセッサは、コントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータを、例えば、そのデータが所定のしきい値を超える場合に、明確な入力として解釈するように動作可能であり、プロセッサは、その明確な入力に応答してゲームのゲーム状態を更新するように動作可能であり、対応する画像データが生成され、ディスプレイ装置５１に出力される。
【００４９】
前述したように、プロセッサは、コントロール・スティック１０５の決定された変位を示す受信データによって示されるＸ、Ｙ位置に基づいてコントロール・スティック１０５の変位が所定の変位限界に実質的に等しいことを検出することができる。一方、コントロール・スティックへの印加圧力を示すデータが第１のしきい値を超える場合の第１の明確な入力と、コントロール・スティックへの印加圧力を示すデータが第２のしきい値を超える場合の第２の明確な入力とがある、いくつかの異なる所定のしきい値があってもよい。
【００５０】
したがって、例えば、所与のしきい値の大きさは、使用されるセンサのタイプ、コントローラ／コントロール・スティック上のセンサの位置、またはユーザの特性に応じて異なることがある。較正プロセスは、使用中にユーザによって印加された典型的な圧力の範囲を測定し、しきい値の大きさを適切に設定することができる。あるいは、しきい値の大きさは、ユーザの好みまたはプロファイルに従って設定する（例えば、成人よりも子供に低いしきい値を設定する）ことができる。
【００５１】
図４は、本発明の一実施形態による、コントロール・スティック１０５に印加された圧力を感知し、対応する圧力情報を生成するハードウェアの機能ブロック図である。コントローラ４３、１００に関して、本発明の実施形態では、コントローラ４３、１００は、コントロール・スティックに印加された圧力を感知し、対応する圧力情報を生成するための１つまたは複数のセンサ４２０を備える。コントロール・スティックに印加された圧力を感知するための１つまたは複数のセンサは、次の、静電容量圧力センサ４１０、抵抗圧力センサ４１１、ピエゾ抵抗圧力センサ４１３、圧電圧力センサ４１４、光学圧力センサ４１２、および／または弾性抵抗圧力センサ４１５のうちの１つまたは複数を備える。他の圧力センサが同様に考慮されてもよい。一般に、センサは、コントロール・スティックが変位情報（Ｘ、Ｙ）を入力するために使用されているときに、コントロール・スティックに印加された圧力に対応する信号および／または情報を生成することができる当技術分野で知られている任意の触覚センサであってもよい。
【００５２】
圧力感知の実施は、通常、センサのなんらかの部分の変形（歪みなど）を検出する。一実施形態において、歪みゲージは、（例えば、親指、またはコントローラ本体／コントロール・スティックの一部との接触から）センサの局所的な部分がコントロール・スティックへの印加圧力に応答して変形したときに、電気抵抗の変化を示す。例えば、フォイル・タイプの歪みゲージ４１１は、コントロール・スティック２０５のステム２０６の部分、コントローラ本体２０１の部分、および／またはコントロール・スティックの変形可能な頂面の下に配置されてもよく、圧力情報は、フォイルが印加圧力によって変形したときに生成される。例えば、歪みゲージ４１１は、ユーザの親指（指）によって印加された把持力に起因するコントロール・スティックの頂面の圧力により生じる頂面の変形を検出することができる。もちろん、半導体（ピエゾ抵抗）ゲージおよび他の適切なセンサも、フォイル・ゲージと同じこの能力で利用されてもよい。
【００５３】
本発明の一実施形態では、圧力を感知するための１つまたは複数のセンサは、コントロール・スティックのステムの表面の少なくとも一部に結合され、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに印加される圧力を感知する。図５Ａは、本発明の一実施形態による、圧力センサ５２０がコントロール・スティックのステム５０６に結合されたコントローラのコントロール・スティック５０５の斜視図を示す。コントロール・スティック５０５がその変位限界にあるとき、ステム５０６に結合された圧力センサ５２０の少なくとも一部がコントローラ本体５０１の一部に接触し、圧力センサ５２０が印加圧力を感知する。
【００５４】
したがって、コントロール・スティック５０５の物理的変位が変位限界に達する場合、コントローラ本体５０１の表面の一部は、ステム５０６の表面に結合された圧力センサ５２０の一部に接触し、圧力センサ５２０は、コントロール・スティック５０５に印加された圧力に敏感に反応する。変位限界では、圧力センサがコントローラ本体５０１に接触しているため、圧力が圧力センサ５２０に印加され、コントロール・スティックに印加された圧力に対応する圧力情報が生成される。コントローラ４３、１００の第２の回路は、そのような圧力情報を圧力センサ５２０から受信するように構成されている。
【００５５】
コントロール・スティックが変位限界にある間に、ユーザの親指がコントロール・スティック５０５により大きな圧力を印加する場合、圧力センサ５２０の読み取り値は、印加圧力の増加を示し、対応する圧力情報を生成する。同様に、コントロール・スティックが変位限界にある間に、ユーザの親指がコントロール・スティック５０５により小さな圧力を印加する場合、圧力センサ５２０の読み取り値は、印加圧力の減少を示し、対応する圧力情報を生成する。変位限界にあるときに、ユーザの親指によって印加された圧力がコントロール・スティックの変位を変位限界未満になるように変更する（例えば、コントロール・スティックの変位が変位限界から基準位置に向かって移動する）場合、圧力センサ５２０は、圧力センサ５２０の一部がもはやコントローラ本体の一部に接触しなくなるまで、コントロール・スティックに印加されている圧力の低下を感知し、この時点で、圧力センサ５２０は、コントロール・スティック５２０に印加された圧力に対応する圧力情報をもはや生成しなくなる。
【００５６】
コントロール・スティック５０５が変位限界未満の物理的変位を有するとき、例えば、コントロール・スティックが中心の基準位置にあるときは、圧力センサ５２０は、ユーザの親指によってコントロール・スティックに印加される圧力に敏感ではない。
【００５７】
代替としてまたは加えて、第１の回路によって受信された、コントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報を使用して、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界以下かどうかをリアルタイムで判定することができる。変位情報が、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界に等しいことを示す場合、圧力センサ５２０からの情報が処理され、第２の回路によって受信された圧力情報が、コントロール・スティック５０５に印加された圧力に対応する。一方、変位情報が、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界未満であることを示す場合、圧力センサ５２０からの情報は、処理されない。
【００５８】
したがって、より一般的には、第１の回路に提供された変位情報を使用して、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界に等しいかどうか検出することができ、そうである場合は、圧力センサ５２０の一部がコントローラ本体５０１の一部に接触しており、第２の回路は、コントロール・スティック５０５に印加された圧力に対応する圧力情報を受信する。
【００５９】
任意選択で、第２の回路は、第１の回路によって受信された変位情報が、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に対応することを示す場合にのみ、１つまたは複数の圧力センサ５２０からのコントロール・スティック５０５に印加された圧力に関連付けられた圧力情報を受信または処理するように構成されてもよい。
【００６０】
コントロール・スティックのステムの少なくとも一部に結合された１つまたは複数のセンサは、図４に示す圧力センサ（４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５）のうちの１つまたは任意の適切な組合せであってもよい。図５Ａに示すコントロール・スティック５０５では、第１の回路は、基準位置に対する方向のコントロール・スティック５０５の変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成され、第２の回路は、コントロール・スティックが変位限界にあるとき、コントロール・スティック５０５に印加された圧力に関連付けられた圧力情報をセンサ５２０から受信するように構成されている。第３の回路は、第１および第２の回路によって受信された情報に基づいて、コントロール・スティック５０５の変位、およびコントロール・スティック５０５への印加圧力を決定するように構成されている。
【００６１】
コントロール・スティック５０５を備えるコントローラの送信機は、決定された変位およびコントロール・スティック５０５への決定された印加圧力を示すデータを送信するように適合されている。娯楽機器１０の受信機は、決定された変位およびコントロール・スティック５０５への決定された印加圧力を示すデータを受信するように適合され、プロセッサ２０Ａまたは２０は、データに応じてゲームのゲーム状態を更新するように動作可能である。決定された変位を示すデータに基づいて、プロセッサ２０Ａまたは２０は、コントロール・スティック５０５の変位が所定の変位限界に実質的に等しいことを検出するように動作可能である。検出された変位が所定の変位限界に実質的に等しい場合、プロセッサは、所定の圧力しきい値を超えるコントロール・スティック５０５への印加圧力を示すデータを明確な入力として解釈するように動作可能である。センサの位置に応じて、このしきい値は、（例えば、コントロール・スティックのステム上に配置されたセンサ・カラーがコントローラ本体のリムと接触する場合）ゼロであってもよく、またはコントロール・スティックの頂面に取り付けられたセンサの場合、ユーザがコントロール・スティックを最大変位位置（または、これよりも大きな所定量）に維持するのに必要な圧力に等しくてもよい。前述したように、さらなる追加の所定のしきい値レベルもこのようにして検出可能である。
【００６２】
プロセッサは、明確な入力に応答してゲームのゲーム状態を更新するように動作可能である。そのため、ゲームのゲーム状態は、コントロール・スティック５０５の変位、およびコントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに圧力センサ５２０によって生成される圧力情報の両方に従って更新することができる。コントロール・スティックへの印加圧力が所定のしきい値を超えると判定された場合、明確な入力は、ユーザのエクスペリエンスを向上させるためのオーディオ入力などの、まだ存在しなかった新しい入力として解釈されてもよい。代替としてまたは加えて、明確な入力は、コントローラ上の他のボタンによって、まだ提供されていない新しい入力制御をユーザに提供することができ（例えば、ゲーム内でジャンプする）、または、明確な入力は、ドライブゲームの走行速度の向上または追加のステアリング制御などの既存の制御機能を補完する入力制御機能を提供することができる。
【００６３】
より一般的には、明確な入力は、しきい値を超えると、所定の挙動または機能の選択を示す仮想ボタンまたはマウス・クリックの押下げとして解釈されるバイナリの形態を取ることができ、あるいは入力は、例えば、コントロール・スティックによって提供される指示コマンドの継続（例えば、左に曲がれ、しかしもっと左に）として、または例えば、そのコマンドの別個のバリエーション（もっと左に曲がれ、しかしこれは、タイヤの損傷／エンジンの過熱などを招き、限られた時間にのみ行うことができる）として解釈される連続的な形態を取ることができ、そのため入力の非標準的な使用法を伝えることができる。
【００６４】
コントロール・スティック５０５の決定された変位を示すデータは、コントロール・スティック５０５への決定された印加圧力を示すデータと併せて考慮されてもよく、その結果、（変位限界で）第１の変位値を有する、しきい値を超える印加圧力は、（変位限界で）第２の変位を有する、しきい値を超える印加圧力に異なる明確な入力を提供する。例えば、これは、ユーザがコントロール・スティックを前方に（ユーザから離れるように）押して変位限界に達した場合は、ユーザがコントロール・スティックを後方に（ユーザに向かって）引いて変位限界に達した場合と比較して、異なる入力を提供することができることを意味する。これらの異なる入力は、ゲームの状況次第であることがあり、その結果、例えば、前方への過剰な圧力は、敵に対する攻撃を開始し、一方、後方への過剰な圧力は、盾を上昇させる。任意選択で、異なるしきい値が、第２の変位ではなく第１の変位に関連付けられてもよい。
【００６５】
したがって、より一般的には、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達すると、変位および印加圧力を示すデータが併せて考慮され、第１の明確な入力は、第１の変位に関連付けられ、第２の明確な入力は、第２の変位に関連付けられる。明確な入力は、（より高速な走行、追加のステアリング性能を可能にする）既存の入力を補完する入力、またはコントローラの他のボタンによって提供されない新しい入力（コントローラの新しい機能）、例えば、オーディオ入力（例えば、音声チャットのためにマイクをトグルさせてオンまたはオフすることであるが、これは、頻繁に使用されるオプションまたは全く使用されないオプションである可能性があるため、コントローラの限られた数の物理的なボタンの１つへの専用割り当てを正当化できない場合がある）であってもよい。
【００６６】
本発明の一実施形態では、複数の静電容量圧力センサ４１０または抵抗圧力センサ４１１がステム５０６に結合されてもよく、あるいは静電容量圧力センサ４１０と抵抗圧力センサ４１１の組合せがステムに結合されてもよい。コントロール・スティック５０５のステム５０６に結合された圧力センサ４２０の他の多くの可能な構成を実施することができることを当業者は理解されよう。図５Ｂは、本発明の一実施形態による、コントロール・スティックのステム５０６に結合された複数の圧力センサ５２０を備えるコントローラ４３、１００のコントロール・スティック５０５の斜視図を示す。ステムに結合された複数の圧力センサ５２１は、単一タイプの圧力センサ、または様々なタイプの圧力センサの任意の適切な組合せを備えてもよい。
【００６７】
コントロール・スティックが変位限界にあるときの、ステム５０６の表面上の複数のセンサ５２１の相対的な位置および各センサ５２０によって生成された圧力情報を使用して、生成された圧力情報をマッピングし、コントロール・スティック５０５のおおよその向きを決定することができる。例えば、４つのセンサがステム５０６のそれぞれの部分に結合され、これらのセンサのうちの１つのみがユーザの親指によってコントロール・スティックに印加された圧力に関連付けられた圧力情報を生成する場合、コントロール・スティックのおおよその向きを決定することができる。この場合、圧力情報を生成している圧力センサの少なくとも一部は、コントローラ本体５０１の少なくとも一部に接触していなければならず、コントロール・スティックのおおよその向きは、圧力情報を生成する圧力センサのステム５０６上の位置に基づいて決定され得る。
【００６８】
一部の例では、娯楽機器１０のプロセッサ２０Ａまたは２０は、複数のセンサ５２１のそれぞれによって生成された圧力情報がそれぞれ明確な入力としてプロセッサ２０Ａまたは２０によって解釈され得るように、コントロール・スティック５０５への印加圧力を示すコントローラ４３、１００からのデータを解釈するように動作可能である。言いかえれば、ステムに結合されたそれぞれの複数のセンサは、それ自体の明確な入力に関連付けられてもよい。あるいは、複数のセンサ５２１のそれぞれによって生成された圧力情報は、一緒に組み合わされ（融合され）、プロセッサ２０Ａまたは２０によって単一の明確な入力として解釈され得る。
【００６９】
例えば、４つのセンサがステム５０６の表面に結合され、ステムの周辺部の周りに均等に分布する構成では、ユーザが車を運転するゲームの場合、センサのうちの１つは、左折制御入力に関連付けられるように配置され、一方、（コントロール・スティックの表面の反対側の）別のセンサは、右折制御入力に関連付けられるように配置される。左折制御入力に関連付けられた圧力センサによって生成された圧力情報が、所定のしきい値を超えると、プロセッサは、圧力情報に関連付けられたデータを入力として解釈し、左折に関連付けられたタイヤのきしむ音などのオーディオ・サウンドで、および／または追加のステアリング制御入力でゲーム状態を更新して、ユーザを支援することができる。同様に、プロセッサは、右折制御入力に関連付けられた圧力センサによって生成された圧力情報に関連付けられたデータを入力として解釈し、右折に関連付けられたオーディオ・サウンドで、および／または追加のステアリング制御入力でゲーム状態を更新して、右折制御入力を補完することによってユーザを支援することができる。
【００７０】
したがって、より一般的には、コントロール・スティック５０５のステム５０６に結合された複数の圧力センサの場合、複数のセンサ５２１のそれぞれによって生成された圧力情報を示すデータは、それぞれプロセッサ２０Ａまたは２０によって明確な入力として解釈され得る。そのため、各センサは、それ自体の（一意の）明確な入力を有することができる。
【００７１】
前述の実施形態は、コントロール・スティック上に圧力センサを配置することについて論じている。しかしながら、代替としてまたは加えて、本発明の一実施形態では、１つまたは複数のセンサは、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに、コントロール・スティックのステムに接触するように、コントロール・スティックを取り囲むコントローラ・リム上に配置されてもよい。図６Ａは、本発明の一実施形態による、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときに、圧力センサ６２０がコントロール・スティック６０５のステム６０６に接触するように配置されたコントローラ１００のコントロール・スティック６０５の斜視図を示す。
【００７２】
１つまたは複数の圧力センサ６２０は、コントロール・スティック６０５の変位限界に配置されたコントローラ本体１０１、６０１のリム６３０の少なくとも一部に配置されている。コントロール・スティック６０５がその変位限界にあるとき、圧力センサ６２０の少なくとも一部は、コントロール・スティック６０５のステム６０５の少なくとも一部に接触し、圧力センサ６２０は、印加圧力を感知する。コントロール・スティック６０５の物理的変位が変位限界に達した場合、圧力センサ６２０は、コントロール・スティック６０５に印加された圧力に敏感に反応する。変位限界では、コントロール・スティック６０５のステム６０６の表面は、圧力センサ６２０に圧力を印加し、コントロール・スティックに印加された圧力に対応する圧力情報が生成される。コントローラの第２の回路は、そのような圧力情報を圧力センサ６２０から受信するように構成されている。
【００７３】
コントロール・スティックが変位限界にある間に、ユーザの親指がコントロール・スティック６０５により大きな圧力を印加する場合、圧力センサ６２０の読み取り値は、印加圧力の増加を示し、対応する圧力情報を生成する。同様に、コントロール・スティックが変位限界にある間に、ユーザの親指がコントロール・スティック６０５により小さな圧力を印加する場合、圧力センサ６２０の読み取り値は、印加圧力の減少を示し、対応する圧力情報を生成する。変位限界にあるときに、ユーザの親指によってコントロール・スティックの変位が変位限界より小さくなる（例えば、コントロール・スティックの変位が変位限界から基準位置に向かって移動する）場合、圧力センサ６２０は、圧力センサ６２０の一部がもはやコントロール・スティック６０５のステム６０６の一部に接触しなくなるまで、圧力の低下を感知する。
【００７４】
コントロール・スティック６０５が変位限界よりも小さい物理的変位を有する場合、例えば、コントロール・スティックが中心の基準位置にある場合、圧力センサ６２０は、ユーザの親指によってコントロール・スティックに印加される圧力に敏感ではない。
【００７５】
前述したように、代替としてまたは加えて、第１の回路によって受信された、コントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報を使用して、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界以下であるかどうかをリアルタイムで判定することができる。変位情報が、コントロール・スティック６０５の変位が所定の変位限界に等しいことを示す場合、圧力センサ６２０は、コントロール・スティック６０５に印加された圧力に敏感に反応し、コントロール・スティック６０５に印加された圧力に対応する圧力情報が第２の回路によって受信される。しかしながら、変位情報が、コントロール・スティックの変位が所定の変位限界よりも小さいことを示す場合、圧力センサ６２０は、コントロール・スティック６０５に印加された圧力に敏感ではない。
【００７６】
したがって、より一般的には、第１の回路に提供された変位情報を使用して、コントロール・スティック６０５の変位が所定の変位限界に等しいかどうか検出することができ、そうである場合は、圧力センサ６２０の一部がコントロール・スティック６０５のステム６０６の一部に接触し、第２の回路は、コントロール・スティック６０５に印加された圧力に対応する圧力情報を受信する。
【００７７】
再び、本明細書で前述したように、コントローラの第２の回路は、任意選択で、第１の回路によって受信された変位情報が、コントロール・スティックが変位限界にあることを示す場合にのみ、１つまたは複数の圧力センサ６２０から圧力情報を受信するように構成されてもよい。
【００７８】
図６Ｂは、コントロール・スティックの物理的変位が変位限界に達したときにコントロール・スティック６０５のステム６０６に接触するように配置された複数の圧力センサ６２０を備えるコントローラ１００のコントロール・スティック６０５の斜視図を示す。複数の圧力センサ６２０は、コントロール・スティック６０５の変位限界に配置されたリム６３０の少なくとも一部に配置されている。前述したように、同様の原理は、正方形、六角形、または八角形の変位限界などの他の対称な変位限界に適用することができる。
【００７９】
変位限界でコントロール・スティックのステムに接触するように配置された１つまたは複数のセンサが、図４に示された圧力センサ（４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５）のうちの１つまたは任意の組合せであり、リム６３０の一部に配置された圧力センサの多くの可能な構成が実施され得ることは、当業者には明らかであろう。一部の例では、コントロール・スティック６０５のおおよその向きは、圧力センサのリム６３０上の位置、および複数のセンサのそれぞれによって生成される圧力情報に基づいて決定することができる。さらに、明確な入力は、リム６３０の少なくとも一部に配置された複数のセンサのそれぞれに関連付けられていてもよい。
【００８０】
本発明の一実施形態では、１つまたは複数のセンサは、コントロール・スティックの頂面に配置されている。図７Ａは、本発明の一実施形態による、圧力センサ７２０がコントロール・スティック７０５の頂面７４０に配置されたコントロール・スティック７０５の斜視図を示す。前述したように、ユーザの親指は、通常、コントロール・スティックの頂面に置かれ、コントロール・スティックを変位させる圧力を頂面に印加する。頂面７２０に配置された１つまたは複数の圧力センサ７２０は、ユーザの親指が頂面に接触すると、コントロール・スティックの頂面に印加された圧力を感知する。
【００８１】
可変圧力がユーザの親指によってコントロール・スティック７０５の頂面７４０に印加されることがあり、これにより、コントロール・スティックの物理的変位が引き起こされる。親指によって頂面に印加された圧力の方向の変化は、コントロール・スティックをある方向から別の方向に変位させる。コントロール・スティック７０５が変位限界になく、任意のＸ、Ｙ方向に自由に動く場合、頂面７４０に配置された圧力センサ７２０は、ユーザの親指によってコントロール・スティック７０５に印加された圧力を感知することができる。加えて、頂面に配置された圧力センサ７２０は、コントロール・スティックが変位限界にあるとき、コントロール・スティックに印加された圧力を感知することができる。
【００８２】
例えば、ユーザの親指は、コントロール・スティック７０５の頂面７４０に下向き（Ｚ方向）の把持圧力を印加して、コントロール・スティックの変位が基準位置から実質的に変化せず、Ｘ、Ｙ変位が変位限界に達しないようすることができる。このようにして、コントロール・スティック７０５のステム７０６は、コントローラ本体７０１に接触しないが、頂面７４０に配置された圧力センサ７２０は、ユーザの親指によって印加された圧力を感知し、第２の回路によって受信される対応する圧力情報を生成する。
【００８３】
図７Ａに示すように、圧力センサ７２０は、頂面７４０の中心に配置され、ユーザの親指／指によってコントロール・スティック７０５に印加された圧力を感知する。センサ７２０によって生成された圧力情報は、第２の回路によって受信され、印加圧力を示すデータが娯楽機器１０に送信される。娯楽機器１０は、所定のしきい値を超える印加圧力を示すデータを明確な入力として解釈し、ゲームのゲーム状態は、受信したデータに応じてプロセッサ２０または２０Ａによって更新することができる。そのため、プロセッサは、コントロール・スティックが任意のＸ、Ｙ方向に自由に動くとき、およびコントロール・スティックが変位限界にあるとき、ユーザの親指によってコントロール・スティックの頂面７４０に印加された圧力に基づいてゲームのゲーム状態を更新することができる。
【００８４】
１つまたは複数のセンサ７２０は、コントロール・スティックの頂面の異なる位置に配置することができる。２つ以上のセンサの場合、各圧力センサは、ユーザの親指によってコントロール・スティックに印加された圧力に対応する圧力情報を生成する。それに応じて、圧力センサのそれぞれによって生成された圧力情報が第２の回路によって受信され、コントロール・スティック７０５への印加圧力、ならびに頂面上のユーザの親指の位置および／または向きを決定することができる。
【００８５】
したがって、より一般的には、コントロール・スティックの頂面を横切って配置された１つまたは複数のセンサは、コントロール・スティックへの印加圧力、ならびに圧力を印加するユーザの指の位置および／または向きを決定するために、頂面上のそれぞれの位置について圧力情報を第２の回路に提供する。
【００８６】
コントロール・スティック７０５の頂面７４０上の１つまたは複数のそれぞれの位置について圧力情報を取得することは、コントロール・スティックが変位限界にあるとき、およびコントロール・スティックが変位限界にない（任意のＸ、Ｙ方向に自由に動く）とき、第１および第２の回路によって変位情報および圧力情報を受信することができることを意味する。コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力、ならびにユーザの親指（指）の位置および／または向きを決定することができる。
【００８７】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による、圧力センサ７２０が頂面７４０の周辺部に配置されたコントロール・スティック７０５の斜視図を示す。圧力センサ７２０は、コントロール・スティックの頂面に印加された圧力を感知し、ユーザの親指がいつ頂面７４０のエッジに圧力を印加するかを感知することができ、これは、使用中にユーザの親指が頂面を横切ってスライドするときに発生することがある。頂面７４０の周辺部のセンサ７２０によって、ユーザの親指が、コントロール・スティック７０５のエッジに所定のしきい値を超える圧力を印加していることを感知することは、明確な入力として解釈することができる。前述したように、ゲームのゲーム状態は、そのような明確な入力に応答して更新され得る。
【００８８】
本発明の一実施形態では、コントロール・スティックの頂面７４０に配置された１つまたは複数のセンサは、コントロール・スティック７０５の頂面７４０に印加された圧力および／またはユーザの親指の向きを検出する埋め込まれた二次元センサ・アレイ７５０である。図７Ｃは、本発明の一実施形態による、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０がコントロール・スティック７０５の頂面７４０を横切って配置されたコントロール・スティック７０５の斜視図を示す。埋め込まれた二次元センサ・アレイ７５０は、コントロール・スティックの頂面全体にわたって、マッピングされた圧力情報を生成し、頂面に印加された圧力、ならびにユーザの親指の位置および／または向きを決定することができる。
【００８９】
埋め込まれた二次元のセンサ・アレイ７５０は、コントロール・スティックの頂面に印加された圧力を感知し、第２の回路によって受信された圧力情報を生成する。第３の回路は、（第１の回路が受信した）変位情報に基づいたコントロール・スティックの変位ならびにコントロール・スティックへの印加圧力、ならびに受信した圧力情報に基づいたユーザの頂面上の親指の位置および／または向きを決定するように構成されている。そのため、コントロール・スティックへの印加圧力は、コントロール・スティックが変位限界にあるとき、またはコントロール・スティックが任意のＸ、Ｙ方向に自由に動くとき、センサ・アレイによって生成された圧力情報から決定することができる。
【００９０】
決定された変位およびコントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータは、コントローラの送信機によって娯楽機器１０に送信される。コントロール・スティックの変位が所定の変位限界に実質的に等しいことをプロセッサが検出するかどうかにかかわらず、コントロール・スティックへの決定された印加圧力を示すデータは、データが、印加圧力が所定のしきい値を超えることを示す場合、明確な入力として解釈され得る。その結果、プロセッサ２０または２０Ａは、コントロール・スティックが変位限界にあるかどうかにかかわらず、ユーザの親指によってコントロール・スティックの頂面に印加された圧力に関連付けられた明確な入力に応答してゲームのゲーム状態（または他の実行中のアプリケーション）を更新することができる。
【００９１】
したがって、より一般的には、コントロール・スティックの頂面の埋め込まれたセンサ・アレイは、埋め込まれたセンサ・アレイからの生成された圧力情報を座標空間にマッピングすることによって、コントロール・スティックに印加された圧力に関連付けられた圧力情報、ならびにユーザの指の位置および／または向きの情報を生成する。頂面の埋め込まれたセンサ・アレイによって生成された圧力情報に対応する、コントロール・スティックへの印加圧力を示すデータは、娯楽機器のプロセッサによって明確な入力として解釈され得る。
【００９２】
そのような複数の信号は、コントローラの頂部のユーザの指の圧力の分布を表し、この分布を入力として解釈する目的で分析することもできることを認識されよう。例えば、圧力分布が、コントロール・スティックを現在の変位方向にさらに動かすことに一致する方向により大きな圧力を示す場合、これは、さらなる変位が差し迫っていることを示す。これは、クラッシュに関連付けられたオーディオのロードなど、そのようなさらなる変位によって引き起こされる結果に関連するゲーム内イベントを初期化するために使用されてもよい。一方、均一に分布した圧力は、現在の変位を維持する意図を示す。これは、例えば、メッセージの表示、レチクルのアクティブ化などの、ゲーム内の定常状態に関連付けられたゲーム機能を初期化するために使用されてもよい。最後に、コントロール・スティックの変位の方向の変化または逆転に一致する方向により多くの圧力を示す圧力分布は、そのような変位の変化が実際に発生する前に検出されてもよく、圧力の量に応じて、近い将来に発生するような変化の程度を示すことができる。この場合、これは差し迫った脅威の回避に関連付けられたゲーム機能、または異なるゲームパスを選択することに関連付けられたゲーム資産などを、システムが、実際に変位が発生するのを待たなければならない場合よりもほんの少し前に初期化するために使用することができる。これにより、ゲーム内の応答性および安定性を向上させることができる。
【００９３】
本発明の一実施形態では、１つまたは複数のセンサは、頂面の周辺部の周りに配置されている。図７Ｄは、本発明の一実施形態による、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０が頂面７４０の周辺部の周りに配置されたコントロール・スティックの斜視図を示す。埋め込まれた二次元センサ・アレイ７５０は、コントロール・スティックの頂面の周辺部の周りにマッピングされた圧力情報を生成して、頂面の周辺部に印加された圧力を決定し、ユーザの親指がいつ頂面を横切ってスライドし、頂面のエッジ上に転がる（ｒｏｌｌ）のかを検出することができる。
【００９４】
使用中に、ユーザの親指は、コントロール・スティックを強く押して、ユーザの親指を頂面のエッジ上に転がすことができる。頂面７４０の周辺部の周りに配置された圧力センサ・アレイ７５０は、ユーザの親指が周辺部に存在することを検出し、これは、圧力がしきい値を超える場合に、明確な入力として解釈され得る。頂面の周辺部のユーザの親指の存在に関連付けられた明確な入力は、ゲーム内の「スナップターン（ｓｎａｐ  ｔｕｒｎ）」として解釈することができ、その結果、ゲームのゲーム状態が、例えば、ユーザが所定のしきい値を超える圧力でコントロール・スティックの頂面の周辺部に親指を転がすと、ユーザのキャラクタに対する「スナップターン」によって更新される。
【００９５】
図７Ｅは、本発明の一実施形態による、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０が頂面の周辺部の周りに配置され、頂面７４０の一部を横切って延在するコントロール・スティック７０５の斜視図を示す。頂面７４０の周辺部の周りに配置された、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイは、頂面７４０の周辺部から中心に向かう方向に延在することができ、圧力センサ・アレイ７５０の少なくとも一部は、コントロール・スティック７０５の頂面７４０を横切って配置され、所定の幅の環状リングを形成する。そのため、埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０は、頂面の周辺部の周りに、頂面７４０の外周部の少なくとも一部を横切って配置することができる。埋め込まれた二次元センサ・アレイ７５０は、頂面の周辺部の周りに、コントロール・スティックの頂面７４０の少なくとも一部を横切ってマッピングされた、明確な入力に関連付けることができる圧力情報を生成することができる。二次元圧力センサ・アレイ７５０が頂面の周辺部の周りに、頂面を横切って配置されることで、ユーザの親指が通常頂面に置かれ、頂面のエッジ上に、またはそのエッジに向かって頂面を横切ってスライドする場合があるときに、使用中の制御レベルを向上させることができる。
【００９６】
あるいは、第１の埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０が、周辺部の周りに配置されてもよく、第２の埋め込まれた二次元圧力センサ・アレイ７５０が、所定の幅の環状リングを形成するために頂面の中心に向かう方向に延在する頂面７４０の外周部の一部にわたって配置されてもよい。第１の埋め込まれたセンサおよび第２の埋め込まれたセンサからの圧力情報は、明確な入力として一緒に解釈されるか、または２つのそれぞれの明確な入力としてそれぞれ解釈されてもよい。
【００９７】
本明細書に記載され特許請求されるような本発明の実施形態の様々な組合せが本発明の範囲内で考えられることは、当業者には明らかであろう。例えば、以下の構成が本発明の範囲内で考えられることを認識されよう。すなわち、コントロール・スティックと、コントロール・スティックの変位限界に配置されたリムの少なくとも一部に配置された第１のセンサと、コントロール・スティックの頂面に配置された第２のセンサと、圧力がコントロール・スティックに印加されたときの、基準位置に対する方向のコントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報を受信するように構成された第１の回路と、コントロール・スティックに印加された圧力に関連付けられた圧力情報をセンサから受信するように構成された第２の回路と、受信した変位情報および圧力情報に基づいて、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するように構成された第３の回路と、を備えるコントローラである。
【００９８】
複数のセンサがリム、ステム、および頂面のいずれかに配置された構成では、センサのそれぞれは、印加圧力がしきい値を超えるときに、異なる明確な入力または同じ明確な入力に関連付けられてもよい。例えば、頂面に配置された圧力センサは、リムの少なくとも一部に配置された圧力センサへの異なる明確な入力に関連付けられてもよく、または印加圧力がしきい値を超えるとき、２つのセンサは、同じ明確な入力を有してもよい。同様に、リムの一部に配置されたセンサは、頂面に配置されたセンサとは異なる圧力しきい値を有してもよい。
【００９９】
本発明の一実施形態では、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力を決定するための方法が提供される。図８は、本発明の一実施形態による方法を示す流れ図であり、圧力がコントロール・スティックに印加されたときの、基準位置に対する方向のコントロール・スティックの物理的変位に関連付けられた変位情報がステップＳ８１０で受信される。ステップＳ８２０で、コントロール・スティックへの印加圧力に関連付けられた圧力情報が受信される。受信した変位情報および受信した圧力情報に基づいて、コントロール・スティックの変位およびコントロール・スティックへの印加圧力がステップＳ８３０で決定される。
【０１００】
本発明の一実施形態では、コントローラからデータを受信し、ゲームのゲーム状態を更新するための方法が提供される。図９は、本発明の一実施形態による、
コントロール・スティックの決定された変位を示すデータをコントローラから受信する第１のステップＳ９１０と、
コントロール・スティックへの印加圧力を示すデータをコントローラから受信する第２のステップＳ９２０と、
ゲームのゲーム状態を処理する第３のステップＳ９３０と、
コントロール・スティックの決定された変位を示す受信データ、およびコントロール・スティックへの印加圧力を示す受信データに応答してゲームのゲーム状態の処理を更新する第４のステップＳ９４０と、
を含む方法を示す流れ図である。
【０１０１】
本発明の一実施形態では、ゲームのゲーム状態の処理を更新するための方法は、
コントロール・スティックの決定された変位を示すデータをコントローラから受信する第１のステップＳ１０１０と、
コントロール・スティックへの印加圧力を示すデータをコントローラから受信する第２のステップＳ１０２０と、
ゲームのゲーム状態を処理する第３のステップＳ１０３０と、
コントロール・スティックの決定された変位が所定の変位限界に等しいことを検出する第４のステップＳ１０４０と、
そうである場合に、所定のしきい値を超えるコントロール・スティックへの印加圧力を示す受信データを明確な入力として解釈する第５のステップＳ１０５０と、
その明確な入力に応答してゲームのゲーム状態の処理を更新する第６のステップＳ１０６０と、
を含む。
【０１０２】
本明細書に記載され特許請求されるようなシステムの様々な実施形態の動作に対応する上記の方法の変形形態が本発明の範囲内で考えられることは、当業者には明らかであろう。
【０１０３】
上記の方法は、ソフトウェア命令によって、または専用ハードウェアの包含または置換によって適用可能なように適切に適合された従来のハードウェア（本明細書で前述したものなど）で実行することができることが認識されるであろう。
【０１０４】
したがって、従来の等価な機器の既存の部分への必要な適合は、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ハードディスク、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、またはこれらもしくは他の記憶媒体の任意の組合せなどの非一時的な機械可読媒体に記憶されたプロセッサ実施可能な命令を含むコンピュータ・プログラム製品の形態で実施されるか、あるいはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）またはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）または従来の等価な機器に適合する際に使用するのに適した他の構成可能な回路としてハードウェアで実現されてもよい。別個に、そのようなコンピュータ・プログラムは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ワイヤレス・ネットワーク、インターネット、またはこれらもしくは他のネットワークの任意の組合せなどのネットワーク上のデータ信号を介して送信されてもよい。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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