專利名稱：游戲控制器和游戲系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種游戲控制器和一種游戲系統(tǒng)，并更為具體地涉及包括由柔性線纜彼此連接的兩個控制單元并使用這兩個控制單元進行操作的游戲控制器，以及包括所述游戲控制器的游戲系統(tǒng)。
背景技術：
例如，日本公開專利公布No.2004-313492(此后稱為專利文件1)公開了一種控制器，其具有由玩家雙手分別握著來玩游戲的控制單元。
在專利文件1中公開的控制器由通過玩家右手握著的R單元和通過玩家左手握著的L單元組成。R單元和L單元每個具有在其頂表面上的操作按鈕和在其殼體側(cè)的桿。R單元和L單元可彼此物理耦合，以便于用作組合控制器。
但是，在專利文件1中公開的控制器通過簡單地將傳統(tǒng)游戲設備分成右單元和左單元而構成。即，雖然當玩家通過他或她的右手和左手握著R和L單元時玩家可將他或她的右手和左手分別放在任何位置，但玩家不能以改進的靈活性控制控制器本身。例如，不僅組合控制器而且分成右單元和左單元的游戲設備控制器都不能實現(xiàn)新的操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種新型游戲控制器和游戲系統(tǒng)，它們通過使用多個控制單元實現(xiàn)了具有提高的靈活性的新型操作。
為完成上述目的本發(fā)明具有下列特征。在括弧中的參考號等指示與下面描述的實施例的對應，以便于幫助理解本發(fā)明，而不是意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的第一方面涉及用于將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行游戲程序的計算機(30)的游戲控制器(7)。游戲控制器包括第一控制單元(70)；第二控制單元(76)；和線纜(79)。線纜為柔性并電連接在第一控制單元和第二控制單元之間。第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件(74，701)。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件根據(jù)包括在第一控制單元中的第一控制單元體的運動而產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)。第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件(78)。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作而產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)。此外，第一控制單元和第二控制單元中的一個包括發(fā)送部件(75)。發(fā)送部件以預定時序?qū)⒌谝徊僮鲾?shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第一方面的第二方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件(74)。圖像拾取部件固定到第一控制單元體并從第一控制單元體沿著預定方向得到外圍圖像。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出選自由圖像拾取部件獲得的圖像和對由圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果組成的組中的一個，作為第一操作數(shù)據(jù)。
在基于第二方面的第三方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件還包括位置信息計算部件(744)。位置信息計算部件當執(zhí)行預定計算時計算指示至少一個標記圖像在由圖像拾取部件得到的圖像中的位置的位置信息，并輸出位置信息作為第一操作數(shù)據(jù)，該標記圖像包括在獲得的圖像中并用作成像目標。
在基于第一方面的第四方面中，發(fā)送部件將第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到計算機。
在基于第一方面的第五方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在第一控制單元體中的加速度傳感器(701)和陀螺傳感器中的一個。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出由加速度傳感器和陀螺傳感器中的一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為第一操作數(shù)據(jù)。
在基于第一方面的第六方面中，線纜可拆卸地連接到至少第一控制單元。發(fā)送部件包括在第一控制單元中。
在基于第一方面的第七方面中，發(fā)送部件以短于1/60秒的間隔將第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)收集并發(fā)送給計算機。
在基于第一方面的第八方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括桿(78a)，該桿(78a)具有從包括在第二控制單元中的第二控制單元體突起的末梢，并可在第二控制單元體上傾斜。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)桿傾斜方向而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第一方面的第九方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括操作按鈕(78f)，該操作按鈕(78f)具有代表至少四個方向的操作部分，并能通過操作部分被推到包括在第二控制單元中的第二控制單元體中。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出對應于操作按鈕被推進處的操作部分的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第一方面的第十方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括滑動構件(78g)，該滑動構件(78g)具有從包括在第二控制單元中的第二控制單元體暴露的頂表面并在第二控制單元體上可水平移動。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)滑動構件水平移動方向而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第一方面的第十一方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括處于包括在第二控制單元中的第二控制單元體的外表面上的接觸墊(78h)。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)在接觸墊上接觸墊被接觸的位置而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第一個方面的第十二個方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括至少四個操作按鈕(78i，78j，78k，78l)，它們能被推到包括在第二控制單元中的第二控制單元體中。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)被推進的操作按鈕而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第一方面的第十三方面中，第二控制單元進一步包括加速度傳感器(761)和陀螺傳感器中之一。加速度傳感器和陀螺傳感器中之一在包括于第二控制單元中的第二控制單元體中提供。除第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)之外，發(fā)送部件將由加速度傳感器和陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第一方面的第十四方面中，第一控制單元和第二控制單元中至少一個包括接收部件(75)、揚聲器(706)以及聲控單元(707)。接收部件接收從計算機發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)。聲控部件利用已由接收部件所接收的發(fā)送數(shù)據(jù)來從揚聲器產(chǎn)生聲音。
本發(fā)明的第十五方面涉及用于將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行游戲程序的計算機的游戲控制器。游戲控制器包括第一控制單元；第二控制單元；以及無線連接裝置。無線連接裝置在第一控制單元和第二控制單元之間無線連接。第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件根據(jù)包括在第一控制單元中的第一控制單元體的運動產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)。第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件。第二操作數(shù)據(jù)部件產(chǎn)生根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)。此外，第一控制單元和第二控制單元中之一包括發(fā)送部件。發(fā)送部件以預定時序?qū)⒌谝徊僮鲾?shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第十五方面的第十六方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件。圖像拾取部件固定到第一控制單元體并從第一控制單元體沿著預定方向得到外圍圖像。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出選自由圖像拾取部件獲得的圖像和對由圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果組成的組中的一個，作為第一操作數(shù)據(jù)。
在基于第十六方面的第十七方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件還包括位置信息計算部件。位置信息計算部件當執(zhí)行預定計算時計算指示至少一個標記圖像在由圖像拾取部件獲得的圖像中的位置的位置信息，并輸出位置信息作為第一操作數(shù)據(jù)，該標記圖像包括在獲得的圖像中并用作成像目標。
在基于第十五方面的第十八方面中，發(fā)送部件將第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到計算機。
在基于第十五方面的第十九方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在第一控制單元體中的加速度傳感器和陀螺傳感器中的一個。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出由加速度傳感器和陀螺傳感器中的一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為第一操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十方面中，發(fā)送部件以短于1/60秒的間隔將第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)收集并發(fā)送給計算機。
在基于第十五方面的第二十一方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括桿，該桿具有從包括在第二控制單元中的第二控制單元體突起的末梢并可在第二控制單元體上傾斜。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)桿傾斜方向而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十二方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括操作按鈕(78f)，該操作按鈕(78f)具有代表至少四個方向的操作部分，并能通過操作部分被推到包括在第二控制單元中的第二控制單元體中。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出對應于操作按鈕被推進處的操作部分的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十三方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括滑動構件，該滑動構件具有從包括在第二控制單元中的第二控制單元體暴露的頂表面并在第二控制單元體上可水平移動。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)滑動構件的水平移動方向而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十四方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括處于包括在第二控制單元中的第二控制單元體的外表面上的接觸墊。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)在接觸墊上接觸墊被接觸的位置而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十五方面中，第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括至少四個操作按鈕，它們能被推到包括在第二控制單元中的第二控制單元體中。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)被推進的操作按鈕而獲得的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)。
在基于第十五方面的第二十六方面中，第二控制單元進一步包括加速度傳感器和陀螺傳感器中之一。加速度傳感器和陀螺傳感器中之一在包括于第二控制單元中的第二控制單元體中提供。除第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)之外，發(fā)送部件將由加速度傳感器和陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第十五方面的第二十七方面中，第一控制單元和第二控制單元中至少一個包括接收部件(75)、揚聲器(706)以及聲控單元(707)。接收部件接收從計算機發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)。聲控部件利用已由接收部件所接收的發(fā)送數(shù)據(jù)來從揚聲器產(chǎn)生聲音。
本發(fā)明的第二十八方面涉及一種游戲控制器(7)，其用于發(fā)送操作數(shù)據(jù)到執(zhí)行游戲程序的計算機(30)。游戲控制器包括第一控制單元(70)；第二控制單元(76)；以及線纜(79)。所述線纜是柔性的且電連接于第一控制單元和第二控制單元之間。第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件(74，701)。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件根據(jù)包括在第一控制單元中的第一控制單元體的運動來產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)。第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件(761)。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件根據(jù)包括在第二控制單元中的第二控制單元體的運動來產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)。此外，第一控制單元和第二控制單元中之一包括發(fā)送部件(75)。發(fā)送部件以預定時序?qū)⒌谝徊僮鲾?shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第二十八方面的第二十九方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在第一控制單元體中的第一加速度傳感器(701)和第一陀螺傳感器中之一。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件將由第一加速度傳感器和第一陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為第一操作數(shù)據(jù)輸出。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在第二控制單元體中的第二加速度傳感器(761)和第二陀螺傳感器中之一。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件將由第二加速度傳感器和第二陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)輸出。
在基于第二十九方面的第三十方面中，第一控制單元進一步包括第一鍵(72)。在第一控制單元體上提供的該第一鍵根據(jù)玩家按動第一鍵來產(chǎn)生第一鍵操作數(shù)據(jù)。第二控制單元進一步包括第二鍵(78)。在第二控制單元體上提供的該第二鍵根據(jù)玩家按動第二鍵來產(chǎn)生第二鍵操作數(shù)據(jù)。除第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)之外，發(fā)送部件將第一鍵操作數(shù)據(jù)和第二鍵操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
在基于第二十八方面的第三十一方面中，第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件(74)。圖像拾取部件固定到第一控制單元體并從第一控制單元體沿著預定方向得到外圍圖像。第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出從由圖像拾取部件獲得的圖像和對由圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果所組成的組中所選擇的一個，作為第一操作數(shù)據(jù)。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有第一加速度傳感器(761)和第一陀螺傳感器中之一。第一加速度傳感器和第一陀螺傳感器中之一在第二控制單元體中提供。第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件將由第一加速度傳感器和第一陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為第二操作數(shù)據(jù)輸出。
在基于第三十一方面的第三十二方面中，第一控制單元進一步包括第二加速度傳感器(701)和第二陀螺傳感器中之一。第二加速度傳感器和第二陀螺傳感器中之一在第一控制單元體中提供。除第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)之外，發(fā)送部件將由第二加速度傳感器和第二陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)而發(fā)送到計算機。
在基于第二十八方面的第三十三方面中，第一控制單元和第二控制單元中中至少一個進一步包括接收部件(75)、揚聲器(706)以及聲控部件(707)。接收部件接收從計算機發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)。聲控部件利用已由接收部件所接收的發(fā)送數(shù)據(jù)來從揚聲器產(chǎn)生聲音。
本發(fā)明的第三十四方面涉及包括游戲控制器和游戲設備(3)的一種游戲系統(tǒng)(1)。游戲控制器在第一個方面中描述。游戲設備可通信地連接到游戲控制器，并包括計算機，該計算機用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕(2)上呈現(xiàn)虛擬游戲世界。游戲設備根據(jù)從第一控制單元發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從第二控制單元發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個執(zhí)行游戲過程。
在基于第三十四方面的第三十五方面中，游戲設備使出現(xiàn)在虛擬游戲世界中的玩家角色根據(jù)從游戲控制器發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從游戲控制器發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個執(zhí)行動作。
本發(fā)明的第三十六方面涉及包括游戲控制器和游戲設備的一種游戲系統(tǒng)。游戲控制器在第十五方面中描述。游戲設備可通信地連接到游戲控制器，并包括計算機，該計算機用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕上程序虛擬游戲世界。游戲設備根據(jù)從第一控制單元發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從第二控制單元發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個執(zhí)行游戲過程。
在基于第三十七方面的第三十六方面中，游戲設備使出現(xiàn)在虛擬游戲世界中的玩家角色根據(jù)從游戲控制器發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從游戲控制器發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個執(zhí)行動作。
本發(fā)明的第三十八方面涉及包括游戲控制器和游戲設備的一種游戲系統(tǒng)。游戲控制器在第二十八方面中描述。游戲設備可通信地連接到游戲控制器，并包括計算機，該計算機用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕上呈現(xiàn)虛擬游戲世界。游戲設備根據(jù)從第一控制單元發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從第二控制單元發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個來執(zhí)行游戲過程。
在基于第三十八方面的第三十九方面中，游戲設備根據(jù)從游戲控制器發(fā)送的第一操作數(shù)據(jù)和從游戲控制器發(fā)送的第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個來使出現(xiàn)在虛擬游戲世界中的玩家角色執(zhí)行動作。
根據(jù)第一方面，第一控制單元根據(jù)包括在游戲控制器中的控制器體的運動產(chǎn)生操作數(shù)據(jù)，且第二控制單元根據(jù)方向輸入操作產(chǎn)生操作數(shù)據(jù)。由此，當游戲控制器在游戲中使用時，玩家可如在使用傳統(tǒng)控制器的情形中一樣利用一只手的手指進行輸入，同時移動另一只手。即，玩家可使他或她的右手或左手執(zhí)行各個分開的操作，由此提供了傳統(tǒng)上不能執(zhí)行的新的操作。此外，通過由線纜相互連接兩個控制單元，游戲控制器只需一個用于計算機的發(fā)送部件。
根據(jù)第十三方面，第一控制單元根據(jù)包括在游戲控制器中的控制器體的運動產(chǎn)生操作數(shù)據(jù)，且第二控制單元根據(jù)方向輸入操作產(chǎn)生操作數(shù)據(jù)。由此，當游戲控制器在游戲中使用時，玩家可如在使用傳統(tǒng)控制器的情形中一樣利用一只手的手指輸入，同時移動另一只手。即，玩家可使他或她的右手或左手執(zhí)行各個分開的操作，由此提供了傳統(tǒng)上不能執(zhí)行的新的操作。此外，兩個控制單元彼此完全分開，由此提供了改進的可控性并能使兩個玩家操作游戲控制器。
根據(jù)第二、第三、第十六和第十七方面，由固定到第一控制單元的圖像拾取部分得到的圖像或從得到的圖像中獲得的信息可用作操作數(shù)據(jù)。例如，第一控制單元相對于成像目標的方向和位置可得到計算，由可根據(jù)單元的方向和位置來執(zhí)行此游戲操作。
根據(jù)第四或第十八方面，游戲控制器和計算機彼此無線連接，由此提供了游戲控制器的改進的可控性。
根據(jù)第五或第十九方面，加速度傳感器或陀螺傳感器用作第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，由此減少了成本。
根據(jù)第六方面，線纜從第一控制單元去除，由此可只使用第一控制單元將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦。
根據(jù)第七或第二十方面，可在短于典型的游戲過程周期(1/60秒)的間隔收集并發(fā)送數(shù)據(jù)。
根據(jù)第八至第十二方面和第十九至第二十三方面中的一個，用于根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作而輸出信號的第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件可由可傾斜桿、諸如具有依照方向被按動部分的十字鍵的按鈕、水平可移動墊、接觸墊、代表每個方向的按鈕等來實現(xiàn)。
根據(jù)第十三方面，每個單元根據(jù)單元體的運動而輸出操作數(shù)據(jù)。因此，玩家可如在使用傳統(tǒng)控制器的情形中一樣利用一只手的手指進行輸入，同時移動另一只手，另外玩家可用雙手分別握著分開的單元，從而單獨地移動雙手以便進行輸入。
根據(jù)第十四、第二十七以及第三十三方面，包括在所述單元之一中的揚聲器根據(jù)來自計算機的數(shù)據(jù)而輸出聲音，藉此可在玩家握著該單元的手附近輸出聲音。
根據(jù)第二十八方面，第一控制單元和第二控制單元中的每個根據(jù)單元體的運動來產(chǎn)生操作數(shù)據(jù)。因此，當在游戲中使用游戲控制器時，每個單元根據(jù)單元體的運動而輸出操作數(shù)據(jù)，藉此玩家可用雙手分別握著分開的單元，從而單獨地移動雙手以便于進行輸入。即，玩家可使他或她的右手和左手執(zhí)行各個分開的操作，從而提供傳統(tǒng)上不能執(zhí)行的新操作。另外，通過用電纜將兩個控制單元彼此連接，游戲控制器僅需要一個用于計算機的發(fā)送部件。
根據(jù)第二十九方面，每個單元根據(jù)單元體的傾側(cè)、姿態(tài)等來輸出操作數(shù)據(jù)，因此玩家用雙手分別握著分開的單元，從而單獨地移動雙手以便進行輸入。
根據(jù)第三十方面，每個單元不僅根據(jù)單元體的傾側(cè)、姿態(tài)等來輸出操作數(shù)據(jù)，而且還根據(jù)玩家執(zhí)行鍵操作來輸出操作數(shù)據(jù)。因此，玩家可用雙手分別握著分開的單元，從而單獨地移動雙手以便進行輸入，并且玩家還可使用他或她的雙手的手指以便執(zhí)行操作。
根據(jù)第三十一方面，第一控制單元可第一控制單元相對于成像目標的方向、位置等，藉此可根據(jù)第一控制單元相對于顯示裝置等的方向和位置來執(zhí)行操作。另一方面，第二控制單元可計算第二控制單元的傾側(cè)、姿態(tài)、位置等，藉此可根據(jù)第二控制單元的姿態(tài)和位置來執(zhí)行操作。
根據(jù)第三十二方面，第一控制單元還可計算第一控制單元的傾側(cè)、姿態(tài)、位置等，藉此可根據(jù)第一控制單元的姿態(tài)和位置來執(zhí)行操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明的游戲系統(tǒng)可獲得和上述游戲控制器相同的效果。
當結(jié)合附圖時通過本發(fā)明的下列詳細描述本發(fā)明的這些和其它目的、特點、方面以及優(yōu)勢將變得更為清楚。


圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的游戲系統(tǒng)1的外視圖；圖2是圖1中所示游戲設備3的功能框圖；圖3是圖示圖1中所示控制器7的外觀的透視圖；圖4是圖示圖3中所示控制器7的連接線纜79被連接到核心單元70或從核心單元70斷開連接的狀態(tài)的透視圖；圖5是從圖3中所示核心單元70的頂后側(cè)所見的核心單元70的透視圖；圖6是從圖3中所示核心單元70的底前側(cè)所見的核心單元70的透視圖；圖7是圖示圖3中所示核心單元70的上外殼被移走的狀態(tài)的透視圖；圖8是圖示圖3中所示核心單元70的下外殼被移走的狀態(tài)的透視圖；圖9是圖示圖3中所示子單元76的第一例子的透視圖；圖10是其中圖9中所示子單元76的上外殼被移去的狀態(tài)的透視圖；圖11A、11B及11C分別是圖3中所示子單元76的第二例子的頂視圖、底視圖以及左側(cè)視圖；圖12是從圖3中所示子單元76的頂前側(cè)所見的子單元76的透視圖；圖13是圖示圖3中所示子單元76的第一種修改的例子的頂視圖；圖14是圖示圖3中所示子單元76的第二種修改的例子的頂視圖；圖15是圖示圖3中所示子單元76的第三種修改的例子的頂視圖；圖16是圖示圖3中所示子單元76的第四種修改的例子的頂視圖；圖17是圖示圖3中所示控制器7的結(jié)構的框圖；圖18是圖示一般被圖3中所示控制器7控制的游戲的狀態(tài)的圖；圖19示出了從核心單元70的前表面?zhèn)人姷耐婕依糜沂治罩诵膯卧?0的示范狀態(tài)；圖20示出了從核心單元70的左側(cè)所見的玩家利用右手握著核心單元70的示范狀態(tài)；
圖21是圖示LED模塊8L的視角、LED模塊8R的視角以及圖像拾取元件743的視角的圖；圖22示出了從子單元76的右側(cè)所見的玩家利用左手握著子單元76的示范狀態(tài)；以及圖23示出了當游戲設備3執(zhí)行射擊游戲時顯示在顯示器2上的示范性游戲圖像。
具體實施例方式
參考圖1，將描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的游戲系統(tǒng)1。圖1是圖示出游戲系統(tǒng)1的外部視圖。在下列描述中，根據(jù)本發(fā)明的游戲系統(tǒng)1包括靜態(tài)游戲設備。
如圖1中所示，游戲系統(tǒng)1包括靜止的游戲設備(此后，簡單地稱作“游戲設備”)3，該游戲設備3經(jīng)由連接繩連接到具有揚聲器2a的家用電視機接收器等的顯示器(此后，稱為“監(jiān)視器”)2；以及控制器7，用于對游戲設備給出操作信息。游戲設備3經(jīng)由連接終端連接到接收單元6。接收單元6接收從控制器7無線發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂破?和游戲設備3通過無線通信彼此連接。作為可交換信息存儲介質(zhì)的例子的光盤4可拆卸地安裝在游戲設備3上。游戲設備3包括電源ON/OFF開關、游戲過程重置開關和用于打開在游戲設備3的頂主表面上的游戲設備3的頂蓋的OPEN開關。當玩家按動OPEN開關時，蓋被打開，使得可安裝或取出光盤4。
此外，當需要時外存儲卡5可拆卸地安裝在游戲設備3上。外存儲卡5具有安裝在其上用于固定地存儲保存的數(shù)據(jù)等的備份存儲器等。游戲設備3執(zhí)行存儲在光盤4上游戲程序等，并將結(jié)果作為游戲圖像顯示在監(jiān)視器2上。游戲設備3還可使用存儲在外存儲卡5中的保存數(shù)據(jù)來再現(xiàn)過去玩的游戲的狀態(tài)，并把游戲圖像顯示在監(jiān)視器2上。利用游戲設備3玩的玩家通過操作控制器7同時觀察在監(jiān)視器2上顯示的游戲圖像，可享受游戲的樂趣。
使用例如藍牙(注冊商標)技術，控制器7將發(fā)送數(shù)據(jù)從包括在控制器7中的通信部件75(后面描述)無線發(fā)送到與接收單元6連接的游戲設備3?？刂破?具有兩個控制單元，即通過柔性連接線纜79彼此連接的核心單元70和子單元76?？刂破?是用于主要操作出現(xiàn)在顯示在監(jiān)視器2上顯示的游戲空間中的玩家對象的操作裝置。核心單元70和子單元76每個包括諸如多個操作按鈕、鍵、桿等的操作部件。如后面所詳細描述的，核心單元70包括用于從核心單元70得到觀看的圖像的成像信息計算部件74。作為成像信息計算部件74的成像目標的例子，在監(jiān)視器2的顯示屏幕的附近提供了兩個LED模塊8L和8R。LED模塊8L和8R每個輸出從監(jiān)視器2向前的紅外光。雖然在本實施例中核心單元70和子單元76通過柔性線纜彼此連接，但子單元76可以具有無線單元，由此去掉連接線纜79。例如，子單元76具有作為無線單元的藍牙(注冊商標)單元，由此子單元76可將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到核心單元70。
接著，將參考圖2描述游戲設備3的結(jié)構。圖2是游戲設備3的功能框圖。
如圖2中所示，游戲設備3包括例如用于執(zhí)行不同類型程序的RISCCPU(中央處理單元)30。CPU 30執(zhí)行存儲在引導ROM(未示出)中的引導程序，以例如初始化包括主存儲器33的存儲器，然后執(zhí)行存儲在光盤4上的游戲程序以根據(jù)該游戲程序執(zhí)行游戲過程等。CPU 30經(jīng)由存儲控制器31連接到GPU(圖形處理單元)32、主存儲器33、DSP(數(shù)字信號處理器)34和ARAM(音頻RAM)35。存儲控制器31經(jīng)由預定總線連接到控制器I/F(界面)36、視頻I/F 37、外存儲器I/F 38、音頻I/F 39和盤I/F 41?？刂破鱅/F 36、視頻I/F 37、外存儲器I/F 38、音頻I/F 39和盤I/F 41分別連接到接收單元6、監(jiān)視器2、外存儲卡5、揚聲器2a和盤驅(qū)動器40。
GPU 32基于來自CPU 30的指令而執(zhí)行圖像處理。GPU 32包括例如用于執(zhí)行為顯示3D圖形所需的計算過程的半導體芯片。GPU 32使用專用于圖像處理的存儲器(未示出)和主存儲器33的部分存儲區(qū)域來執(zhí)行圖像處理。GPU32使用這些存儲器產(chǎn)生待顯示在監(jiān)視器2上的游戲圖像數(shù)據(jù)和影片，并按需經(jīng)由存儲控制器31和視頻I/F 37將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或影片輸出到監(jiān)視器2。
主存儲器33是由CPU 30使用的存儲區(qū)域，并按需存儲由CPU 30執(zhí)行的處理所需的游戲程序等。例如，主存儲器33存儲由CPU 30從光盤4讀取的游戲程序、不同類型的數(shù)據(jù)等。存儲在主存儲器33中的游戲程序、不同類型的數(shù)據(jù)等由CPU 30執(zhí)行。
DSP 34處理在游戲程序執(zhí)行期間通過CPU 30產(chǎn)生的聲音數(shù)據(jù)等。DSP34連接到用于存儲聲音數(shù)據(jù)等的ARAM 35。當DSP 34執(zhí)行預定過程(例如，已讀的游戲程序或聲音數(shù)據(jù)的存儲)時使用ARAM 35。DSP 34讀取存儲在ARAM 35中的聲音數(shù)據(jù)，并經(jīng)由存儲控制器31和音頻I/F 39將聲音數(shù)據(jù)輸出到包括在監(jiān)視器2中的揚聲器2a。
存儲控制器31全面地控制數(shù)據(jù)發(fā)送，并連接到上述不同的I/F。控制器I/F36包括例如四個控制器I/F 36a、36b、36c和36d，并經(jīng)由控制器I/F36a、36b、36c和36d的連接器將游戲設備3可通信地連接到可接合的外器件。例如，接收單元6與這樣的連接器接合，并經(jīng)由控制器I/F 36連接到游戲設備3。如上所述，接收單元6從控制器7接收發(fā)送數(shù)據(jù)，并經(jīng)由控制器I/F 36輸出發(fā)送數(shù)據(jù)到CPU 30。視頻I/F 37連接到監(jiān)視器2。外存儲器I/F 38連接到外存儲卡5并可由提供在外存儲卡5中的備份存儲器訪問。音頻I/F 39連接到設立在監(jiān)視器2中的揚聲器2a，使得由DSP 34從ARAM 35讀取的聲音數(shù)據(jù)或從盤驅(qū)動器40直接輸出的聲音數(shù)據(jù)可從揚聲器2a輸出。盤I/F 41連接到盤驅(qū)動器40。盤驅(qū)動器40在光盤4的預定讀取位置讀取存儲的數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)到游戲設備3的總線或音頻I/F 39。
接著，將參考圖3和圖4描述控制器7。圖3是圖示控制器7的外觀的透視圖。圖4是圖示圖3中所示控制器7的連接線纜79被連接到核心單元70到或從核心單元70斷開連接的狀態(tài)的透視圖。
如圖3中所示，控制器7包括通過連接線纜79彼此連接的核心單元70和子單元76。核心單元70具有包括多個操作部件72的殼體71。子單元76具有包括多個操作部件78的殼體77。核心單元70和子單元76通過連接線纜79彼此連接。
如圖4中所示，連接線纜79在其一端具有可拆卸地連接到核心單元70的連接器73的連接器791，并且連接線纜79在其另一端固定地連接到子單元76。連接線纜79的連接器791與提供在核心單元70的后表面的連接器73接合，從而通過連接線纜79將核心單元70和子單元76彼此連接。
將參考圖5和圖6描述核心單元70。圖5是從核心單元70的頂后側(cè)所見的核心單元70的透視圖。圖6是從核心單元70的底后側(cè)所見的核心單元70的透視圖。
如圖5和圖6中所示，核心單元70包括通過塑料模制等形成的殼體71。殼體71具有在縱向方向上從前到后延伸的大體上平行六面體的形狀。殼體71的總體尺寸足夠小，以可以通過成人或甚至是孩子的一只手來握著。
在殼體71的頂表面的前部的中心提供了十字鍵72a。十字鍵72a為成十字形的四方向推動開關。十字鍵72a包括對應由箭頭表示的四個方向(前、后、左和右)的操作部分，這些箭頭分別位于以90度間隔布置的成十字形的突起部上。玩家通過按動十字鍵72a的操作部分中的一個來選擇前、后、左及右方向中的一個。通過對十字鍵72a的操作，玩家可指示例如出現(xiàn)在虛擬游戲世界中的玩家角色等要移動的方向或光標要移動的方向。
雖然十字鍵72a是用于根據(jù)由玩家執(zhí)行的前述方向輸入操作而輸出操作信號的操作部件，但這種操作部件可以其它形式提供。例如，十字鍵72a可利用包括推動開關和中心開關的復合開關來代替，該推動開關包括環(huán)形四方向操作部件，該中心開關提供在復合開關的中心處?？商孢x地，十字鍵72a可利用操作部件代替，該操作部件包括從殼體71的頂表面突出的可傾斜桿并根據(jù)桿傾斜方向輸出操作信號。還是可替選地，十字鍵72a可利用操作部件代替，該操作部件包括可水平滑動的盤形構件并根據(jù)盤形構件的滑動方向輸出操作信號。還是可替選地，十字鍵72a可利用接觸墊代替。還是可替選地，十字鍵72a可利用操作部件代替，該操作部件包括代表至少四個方向(前、后、左及右)的開關并根據(jù)由玩家按動的開關輸出操作信號。
在殼體71頂表面上的十字鍵72a后，提供了多個操作按鈕72b、72c、72d、72e、72f和72g。每個操作按鈕72b、72c、72d、72e、72f和72g是用于當玩家按動操作按鈕的頭時輸出分配給操作按鈕72b、72c、72d、72e、72f和72g的各個操作信號的操作部件。例如，操作按鈕72b、72c、72d分配有第一按鈕、第二按鈕和A按鈕的功能。此外，操作按鈕72e、72f及72g分配有例如減號按鈕(minus button)、主頁按鈕(home button)和加號按鈕(plus button)的功能。操作按鈕72b、72c、72d、72e、72f和72g根據(jù)通過游戲設備3執(zhí)行的游戲程序而分配有各個功能，但這將不進行詳細描述，因為這些功能不直接涉及本發(fā)明。在圖5中所示的示范性布置中，操作按鈕72b、72c、72d在殼體71的頂表面上以前后方向在中心處布置成直線。操作按鈕72e、72f和72g在殼體71的頂表面上的操作按鈕72b和72d之間的左右方向上布置成直線。操作按鈕72f具有埋在殼體71的頂表面中的頂表面，以便于不被玩家不留意地按動。
在殼體71的頂表面上的十字鍵72a前，提供操作按鈕72h。操作按鈕72h是用于遠程控制游戲設備3的電源開或關的電源開關。操作按鈕72h也具有埋在殼體71的頂表面中的頂表面，以便于不被玩家不留意地按動。
在殼體71的頂表面上的操作按鈕72后，提供多個LED 702?？刂破?被分配了控制類型(號)，以便于和其它控制器7區(qū)分。例如，LED 702用來告知玩家對他或她在使用的控制器7當前設定的控制器類型。具體地，當核心單元70將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送到接收單元6時，多個LED 702中對應于控制器類型的一個被點亮。
在殼體71的頂表面上，在操作按鈕72e、72f以及72g和操作按鈕72b之間提供了聲孔，用于外部輸出來自圖7中所示揚聲器706的聲音，其將在以下描述。
在殼體71的底表面上形成凹陷部分。如后面所詳細描述的，凹陷部分形成在當玩家握著核心單元70時玩家食指或中指所位于的部分。在凹陷部分的后傾斜表面上，提供了操作按鈕72i。操作按鈕72i是作為例如B按鈕的操作部件。操作按鈕72i用作例如在射擊游戲中的觸發(fā)開關，或用于將玩家對象的注意力吸引到預定對象。
在殼體71的前表面上，提供了包括在成像信息計算部件74中的圖像拾取元件743。成像信息計算部件74是用于分析由核心單元70得到的圖像數(shù)據(jù)并檢測圖像數(shù)據(jù)中具有高亮度的區(qū)域的距心、尺寸等的系統(tǒng)。成像信息計算部件74具有例如約200幀/秒的最大采樣周期，因此可追蹤和分析甚至是核心單元70相對快的運動。成像信息計算部件74將在后面詳細描述。在殼體71的后表面，提供連接器73。連接器73例如為32-針的邊緣連接器，并用來接合和連接核心單元70和連接線纜79的連接器791。
將參考圖7和8描述核心單元70的內(nèi)部結(jié)構。圖7是圖示如從核心單元70的后側(cè)所見的核心單元70的上外殼(殼體71的部分)被移走的狀態(tài)的透視圖。圖8是圖示如從核心單元70的前側(cè)所見的核心單元70的下外殼被移走的狀態(tài)的透視圖。圖8是圖示圖7中所示基板700的相反側(cè)的透視圖。
如圖7中所示，基板700固定在殼體71中。在基板700的頂主表面上，提供了操作按鈕72a、72b、72c、72d、72e、72f、72g和72h，加速度傳感器701，LED 702，天線754等。這些元件經(jīng)由形成在基板700上的線(未示出)等連接到微型計算機751(見圖8和17)等。無線模塊753(未示出)(見圖17)和天線754允許核心單元70作為無線控制器。石英振蕩器703(未示出)，在殼體71中提供，產(chǎn)生后面所描述的微型計算機751的參考時鐘。在基板700的頂主表面上，提供了揚聲器706和放大器708。在從基板700的中心偏移的基板700的邊緣附近提供了加速度傳感器701。因此，基于核心單元70相對于其縱向方向的旋轉(zhuǎn)可對重力加速度和包含離心力分量的加速度的方向改變進行檢測，以便基于已檢測到的加速度數(shù)據(jù)使用預定計算以有利的精確度來確定核心單元70的旋轉(zhuǎn)。
如圖8中所示，在基板700的底主表面的前邊緣，提供了成像信息計算部件74。成像信息計算部件74包括紅外濾波器741、透鏡742、圖像拾取元件743和圖像處理電路744，它們以這種順序從在基板700底主表面上的核心單元70的前表面定位。在基板700的底主表面的后邊緣，附著了連接器73。此外，在基板700的底主表面上提供了聲音IC 707和微型計算機751。聲音IC 707，經(jīng)由形成在基板700等上的線而連接到微型計算機751和放大器708，基于從游戲設備3所發(fā)送的聲音數(shù)據(jù)，經(jīng)由放大器708將聲音信號輸出到揚聲器706。在基板700的底主表面上，提供了振動器704。振動器704是例如振動馬達或螺線圈。核心單元70通過振動器704的激勵而振動，并且振動傳遞給玩家握著核心單元70的手。由此，實現(xiàn)了所謂的振動反饋游戲。振動器704稍微向著殼體71的前部設置，從而允許玩家所握著的殼體71強烈地振動，即允許玩家容易地感覺到振動。
將參考圖9到12來描述子單元76。圖9是圖示子單元76的第一例子的透視圖。圖10是圖示圖9中所示子單元76的上外殼(殼體77的一部分)被移去的狀態(tài)的透視圖。圖11A是圖示子單元76的第二例子的頂視圖。圖11B是圖示子單元76的第二例子的底視圖。圖11C是圖示子單元76的第二例子的左側(cè)視圖。圖12是圖示從子單元76的頂前側(cè)所見的子單元76的第二例子的透視圖。
如圖9中所示，子單元76包括通過例如塑料模制形成的殼體77。殼體77在縱向方向上從前到后地延伸，并具有包括頭的流線型固體形狀，所述頭是子單元76中最寬的部分。子單元76的總體尺寸足夠小，以便于通過成人或甚至是孩子的一只手來握著。
在殼體77的頂表面上最寬部分附近，提供了桿78a。桿78a是包括從殼體77的頂表面突出的可傾斜桿并根據(jù)桿傾斜方向輸出操作信號的操作部件。例如，玩家可通過在360度的任意方向上傾斜桿末梢來任意地指定方向和位置，由此玩家可指示出現(xiàn)在虛擬游戲世界中的玩家角色等要移動的方向或光標要移動的方向。
在子單元76的殼體77的前部提供了多個操作按鈕78d和78e。操作按鈕78d和78e每個都是一操作部件，用于在玩家按動操作按鈕78d和78e的頭時輸出分配給操作按鈕78d和78e的各個操作信號。例如，操作按鈕78d和78e分配有例如X按鈕和Y按鈕的功能。盡管操作按鈕78d和78e根據(jù)由游戲設備3所執(zhí)行的游戲程序分配有各個功能，但這將不具體描述，因為所述功能不直接與本發(fā)明相關。在圖9所示的示范性設置中，操作按鈕78d和78e在殼體77的前表面上從頂?shù)降讓省?br> 在圖10中，基板固定于殼體77中。在基板的頂主表面上提供了桿78a、加速度傳感器761等。桿78a、加速度傳感器761等經(jīng)由形成在基板等上的線(未示出)而連接到連接線纜79。
如圖11A、11B、11C和12所示，如在第一例子的子單元76的情形中一樣，第二例子的子單元76包括殼體77、桿78a、操作按鈕78d和78e，并且第二例子的子單元76在殼體77的頂表面上具有操作按鈕78b和78c。
在殼體77的頂表面上的桿78a后，第二例子的子單元76具有多個操作按鈕78b和78c。操作按鈕78b和78c每個都是一操作部件，用于在玩家按動操作按鈕78b和78c的頭時輸出分配給操作按鈕78b和78c的各個操作信號。操作按鈕78b和78c根據(jù)由游戲設備3所執(zhí)行的游戲程序而分配有各個功能。然而，這將不在此描述，因為所述功能與本發(fā)明不直接相關。在圖11A、11B、11C和12中所示的示范性設置中，操作按鈕78b和78c在左右方向上在殼體77的頂表面的中心成直線設置。
雖然桿78a是用于根據(jù)上述由玩家執(zhí)行的方向輸入操作輸出操作信號的操作部件，但是這種操作部件也可以其它形式提供。此后，參考圖13至圖16，將描述第一至第五的示范性修改，這些修改中的每個包括第二例子的子單元76，所述子單元具有用于根據(jù)方向輸入操作而輸出操作信號的操作部件。
作為如圖13中所示的第一示范性修改，子單元76可包括代替桿78a的十字鍵78f，該十字鍵78f類似于核心單元70的十字鍵72a。作為如圖14中所示的第二示范性修改，子單元76可包括代替桿78a的滑動墊78g，該滑動墊78g包括可水平滑動的盤形構件并根據(jù)盤形構件的滑動方向輸出操作信號。作為如圖15中所示的第三示范性修改，子單元76可包括代替桿78a的接觸墊78h。作為如圖16中所示的第四示范性修改，子單元76可包括代替桿78a的操作部件，該操作部件具有分別代表至少四個方向(前、后、左及右)的按鈕78i、78j、78k和78l，并根據(jù)由玩家按動的按鈕(78i、78j、78k或78l)輸出操作信號。作為第五示范性修改，子單元76可包括代替桿78a的包括推動開關和中心開關的復合開關，該推動開關具有環(huán)形四方向操作部件，該中心開關提供在復合開關的中心處。
接著，將參考圖17描述控制器7的內(nèi)部結(jié)構。圖17是圖示控制器7的結(jié)構的框圖。
如圖17中所示，除了如上所述的操作部件72、成像信息計算部件74、加速度傳感器701、揚聲器706、聲音IC 707以及放大器708，核心單元70還包括通信部件75。此外，具有如上所述的操作部件78和加速度傳感器761的子單元76經(jīng)由連接線纜79和連接器791及73而連接到微型計算機751。
成像信息計算部件74包括紅外濾波器741、透鏡742、圖像拾取元件743和圖像處理電路744。在入射在核心單元70的前表面上的光中，紅外濾波器741只允許紅外光通過。透鏡742收集通過紅外濾波器741的紅外光，并輸出紅外光到圖像拾取元件743。圖像拾取元件743是諸如例如CMOS傳感器或CCD的固態(tài)成像器件。圖像拾取元件743得到由透鏡742收集的紅外光的圖像。從而，圖像拾取元件743僅得到了通過紅外濾波器741的紅外光的圖像，并產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。由圖像拾取元件743產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)通過圖像處理電路744處理。具體地，圖像處理電路744處理從圖像拾取元件743獲得的圖像數(shù)據(jù)，識別其中具有高亮度的點，并將代表識別的位置坐標和區(qū)域尺寸的處理結(jié)果數(shù)據(jù)輸出到通信部件75。成像信息計算部件74固定到核心單元70的殼體71。成像信息計算部件74的成像方向可通過改變殼體71的方向來改變。殼體71通過柔性連接線纜79連接到子單元76，因此成像信息計算部件74的成像方向不通過改變子單元76的方向和位置而改變。如后面所詳細描述的，基于由成像信息計算部件74輸出的處理結(jié)果數(shù)據(jù)，可根據(jù)核心單元70的位置和運動獲得信號。
核心單元70優(yōu)選地包括三軸加速度傳感器701。此外，子單元76優(yōu)選地包括三軸加速度傳感器761。三軸加速度傳感器701和761每個檢測三個方向即上/下方向、左/右方向和前/后方向上的線性加速度?？商鎿Q地，根據(jù)在游戲過程中所使用的控制信號的類型，在另一實施例中可使用二軸加速度檢測裝置，其只檢測沿著上/下和左/右方向(或其它方向?qū)?上的每個的線性加速度。例如，三軸加速度傳感器701和761或二軸加速度傳感器701和761可以是可從Analog Device公司或STMicroelectronics N.V.獲得的類型。優(yōu)選地，加速度傳感器701和761中的每個是基于硅微機械加工的MEMS(微機電系統(tǒng))技術的靜電電容(電容耦合)類型。然而，現(xiàn)在存在或以后開發(fā)的任何其它合適的加速度檢測技術(例如，壓電類型或壓電電阻類型)可用來提供三軸加速度傳感器701和761或兩軸加速度傳感器701和761。
如本領域技術人員所理解的，在加速度傳感器701和761中使用的加速度檢測裝置只能檢測沿著對應于加速度傳感器每個軸的直線方向的加速度(線性加速度)。換句話說，加速度傳感器701和761的每個直接輸出限定于指示沿著其兩個軸或三個軸中每個軸的線性加速度(靜態(tài)或動態(tài))的信號。結(jié)果，加速度傳感器701和761不能直接檢測沿著非線性(例如拱形)路徑的移動、旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)移動、角位移、傾側(cè)、位置、姿態(tài)或任何其它物理特征。
但是，如本領域技術人員通過這里的描述將理解的，通過對從加速度傳感器701和761所輸出的加速度信號的附加處理，可推斷或計算涉及核心單元70和子單元76的附加信息。例如，通過檢測靜態(tài)加速度(即，重力)，可以使用加速度傳感器701和761的輸出、通過將傾側(cè)角與所檢測的加速度相關聯(lián)來推斷對象(核心單元70或子單元76)相對重力矢量的傾側(cè)。這樣，加速度傳感器701和761可與微型計算機751(或其它處理器)組合使用以確定核心單元70和子單元76的傾側(cè)、姿態(tài)或位置。類似地，如這里所描述的，核心單元70和子單元76的各種移動和/或位置可通過對加速度信號的處理來計算或推斷，該加速度信號在包含加速度傳感器701的核心單元70或包含加速度傳感器761的子單元76通過例如用戶的手而經(jīng)受動態(tài)加速時由加速度傳感器701和761所產(chǎn)生。在另一個實施例中，加速度傳感器701和761中的每個可包括用于在將信號輸出到微型計算機751前從加速度檢測裝置輸出的加速度信號執(zhí)行任何所需處理的嵌入式信號處理器或其它類型的專用處理器。例如，嵌入式或?qū)Ｓ锰幚砥骺稍诩铀俣葌鞲衅饕鈭D檢測靜態(tài)加速度(即重力)時將檢測到的加速度信號轉(zhuǎn)換成對應的傾側(cè)角。由加速度傳感器701和761中的每個所檢測到的代表加速度的數(shù)據(jù)輸出到通信部件75。
在另一個示范性實施例中，加速度傳感器701和761中至少一個可利用結(jié)合了例如旋轉(zhuǎn)或振動元件的任何合適技術的陀螺傳感器來代替。可在此實施例中使用的示范性MEMS陀螺傳感器可從Analog Devices公司得到。不像加速度傳感器701和761，陀螺傳感器能直接檢測繞著由其中的陀螺儀元件所限定的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)(或角速率(angular rate))。由此，由于在陀螺傳感器和加速度傳感器之間的基本差異，根據(jù)針對具體應用所選的器件，需要對在來自這些器件的輸出信號所執(zhí)行的處理操作進行對應改變。
更為具體地，當使用陀螺傳感器代替加速度傳感器來計算傾側(cè)或姿態(tài)時，需要顯著的改變。具體地，當使用陀螺傳感器時，在檢測開始時初始化傾側(cè)值。然后，將與從陀螺傳感器輸出的角速度有關的數(shù)據(jù)整合(integrate)。接著，計算傾斜自初始化的傾側(cè)值的改變量。在這種情形中，計算的傾側(cè)對應于角度。相反，當使用加速度傳感器計算傾側(cè)時，通過將每個軸分量的重力加速度值與預定參考進行比較來計算傾側(cè)。因此，計算的傾側(cè)可表示為矢量。由此，無需初始化，就可利用加速度檢測裝置來確定絕對方向。作為傾側(cè)計算的值的類型在陀螺傳感器和加速度傳感器之間也很不相同；即，當使用陀螺傳感器時所述值是角度，而當使用加速度傳感器時所述值是矢量。因此，當時使用陀螺傳感器來代替加速度傳感器時，關于傾側(cè)的數(shù)據(jù)也需要通過對在兩個器件間的基本差異進行了考慮的預定轉(zhuǎn)換來處理，反之亦然。歸因于這一事實，即本領域技術人員已知陀螺儀的本質(zhì)以及在加速度檢測裝置和陀螺儀之間的基本差異，所以這里不提供進一步的細節(jié)。雖然陀螺傳感器由于可直接檢測旋轉(zhuǎn)而是有利的，但當與在這里描述的控制器結(jié)合使用時，加速度傳感器一般更為經(jīng)濟。
通信部件75包括微型計算機751、存儲器752、無線模塊753和天線754。微型計算機751控制用于無線發(fā)送所述發(fā)送數(shù)據(jù)的無線模塊753同時在過程期間將存儲器752用作存儲區(qū)域。此外，微型計算機751基于由無線模塊753經(jīng)由天線754所接收的來自游戲設備3的數(shù)據(jù)來控制聲音IC707和振動器704。聲音IC 707處理經(jīng)由通信部件75從游戲設備3所發(fā)送的聲音數(shù)據(jù)等。
包括來自操作部件72的操作信號(核心鍵數(shù)據(jù))、來自加速度傳感器701的加速度信號(核心加速度數(shù)據(jù))和來自成像信息計算部件74的處理結(jié)果數(shù)據(jù)在內(nèi)的來自核心單元70的數(shù)據(jù)輸出到微型計算機751。來自子單元76的操作部件78的操作信號(子鍵數(shù)據(jù))以及來自加速度傳感器761的加速度信號(子加速度數(shù)據(jù))經(jīng)由連接線纜79輸出到微型計算機751。微型計算機751在存儲器752中臨時存儲輸入數(shù)據(jù)(核心鍵數(shù)據(jù)、子鍵數(shù)據(jù)、核心加速度數(shù)據(jù)、子加速度數(shù)據(jù)和處理結(jié)果數(shù)據(jù))作為將被發(fā)送到接收單元6的發(fā)送數(shù)據(jù)。從通信部件75到接收單元6的無線發(fā)送以預定時間間隔周期地執(zhí)行。因為游戲過程一般以1/60秒的周期來執(zhí)行，需要以更短時段的周期來收集和發(fā)送數(shù)據(jù)。具體地，游戲過程單元為16.7ms(1/60秒)，而使用藍牙(注冊商標)技術構建的通信部件75的發(fā)送間隔為5ms。微型計算機751輸出存儲在存儲器752中的發(fā)送數(shù)據(jù)作為一系列操作信息以對接收單元6的發(fā)送時序發(fā)送到無線模塊753。無線模塊753使用例如藍牙(注冊商標)技術來將操作信息調(diào)制到預定頻率的載波上，并從天線754輻射低功率無線電波信號。由此，來自包括在核心單元70中的操作部件72的核心鍵數(shù)據(jù)、來自包括在子單元76中的操作部件78的子鍵數(shù)據(jù)、來自包括在核心單元70中的加速度傳感器701的核心加速度數(shù)據(jù)、來自包括在子單元76中的加速度傳感器761的子加速度數(shù)據(jù)和來自成像信息計算部件74的處理結(jié)果數(shù)據(jù)由無線模塊753調(diào)制到低功率無線電波信號上并從核心單元70被輻射。游戲設備3的接收單元6接收低功率無線電波信號，且游戲設備3解調(diào)或解碼低功率無線電波信號以獲得操作信息序列(核心鍵數(shù)據(jù)、子鍵數(shù)據(jù)、核心加速度數(shù)據(jù)、子加速度數(shù)據(jù)和處理結(jié)果數(shù)據(jù))?；讷@得的操作信息和游戲程序，游戲設備3的CPU 30執(zhí)行游戲過程。在通信部件75使用藍牙(注冊商標)技術構建的情形中，通信部件75可具有接收從其它器件無線發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。
如圖18中所示，為使用控制器7與游戲系統(tǒng)1來玩游戲，玩家用一只手(例如，右手)握著核心單元70(見圖19和20)，并用另一只手(例如，左手)握著子單元76(見圖22)。玩家握著核心單元70，以便于將核心單元70的前表面(即，具有入口的一側(cè)，光通過入口入射在得到光圖像的成像信息計算部件74上)指向監(jiān)視器2。另一方面，兩個LED模塊8L和8R提供在監(jiān)視器2的顯示屏幕的附近。LED模塊8L和8R每個輸出從監(jiān)視器2向前的紅外光。
當玩家握著核心單元70以便于將其前表面指向監(jiān)視器2時，由兩個LED模塊8L和8R輸出的紅外光入射在成像信息計算部件74上。圖像拾取元件743得到通過紅外過濾器741和透鏡742而入射的紅外光的圖像，并且由圖像處理電路744處理得到的圖像。成像信息計算部件74檢測由LED模塊8L和8R輸出的紅外分量，以便于獲得LED模塊8L和8R的位置和區(qū)域信息。具體地，成像信息計算部件74分析由圖像拾取元件743得到的圖像數(shù)據(jù)，從區(qū)域信息中去除不代表由LED模塊8L和8R輸出的紅外光的圖像，并將每個具有高亮度的點識別為LED模塊8L和8R的位置。成像信息計算部件74獲得每個具有高亮度的識別點的位置坐標、距心坐標等，并將其輸出作為處理結(jié)果數(shù)據(jù)。當這種處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到游戲設備3時，游戲設備3可基于位置坐標和距心坐標獲得涉及成像信息計算部件74即核心單元70相對于LED模塊8L和8R的運動、姿態(tài)、位置等的操作信號。具體地，在通過通信部件75獲得的圖像中具有高亮度的位置根據(jù)核心單元70的運動而改變，因此方向輸入或坐標輸入根據(jù)正被改變的具有高亮度的位置來執(zhí)行，由此使得方向輸入或坐標輸入能沿著核心單元70的移動方向來執(zhí)行。
由此，核心單元70的成像信息計算部件74得到靜態(tài)標記的圖像(在本實施例中來自兩個LED模塊8L和8R的紅外光)，因此游戲設備3可使用涉及在游戲過程中核心單元70的運動、姿態(tài)、位置等的處理結(jié)果數(shù)據(jù)，由此還直觀地執(zhí)行和通過按動操作按鈕或使用操作鍵而進行的輸入不同的操作輸入。如上所述，由于標記提供在監(jiān)視器2的顯示屏幕的附近，基于自標記的位置可容易地計算核心單元70相對于監(jiān)視器2的顯示屏幕的運動、姿態(tài)、位置等。即，用來獲得核心單元70的運動、姿態(tài)、位置等的處理結(jié)果數(shù)據(jù)可用作立即施加到監(jiān)視器2的顯示屏幕的操作輸入。
參考圖19和圖20，將描述玩家用一只手握著核心單元70的狀態(tài)。圖19示出了從核心單元70的前表面?zhèn)人姷耐婕依糜沂治罩诵膯卧?0的示范狀態(tài)。圖20示出了從核心單元70的左側(cè)所見的玩家利用右手握著核心單元70的示范狀態(tài)。
如圖19和圖20中所示，核心單元70的整體尺寸足夠小，以便與通過成人或甚至是孩子的一只手來握著。當玩家將拇指放在核心單元70的頂表面上(例如，接近十字鍵72a)，并將食指放在核心單元70底表面上的凹陷部分中(例如，接近操作按鈕72i)時，在核心單元70前表面上的成像信息計算部件74的光入口向前暴露給玩家。應理解，同樣當玩家用左手握著核心單元70時，握著的狀態(tài)和對右手的描述相同。
由此，核心單元70允許玩家在用一只手握著核心單元70的同時容易地操作諸如十字鍵72a或操作按鈕72i的操作部件72。此外，當玩家用一只手握著核心單元70時，暴露了在核心單元70前表面上的成像信息計算部件74的光入口，由此光入口可容易地從上述兩個LED模塊8L和8R接收紅外光。即，玩家可用一只手握著核心單元70，而不阻止成像信息計算部件74起作用。即，當玩家相對于顯示屏幕移動他或她握著核心單元70的手時，核心單元70可進一步執(zhí)行使玩家的手的運動直接作用于顯示屏幕的操作輸入。
如圖21中所示，LED模塊8L和8R中的每個具有視角θ1。圖像拾取元件743具有視角θ2。例如，LED模塊8L和8R的視角θ1是34度(半值角)，圖像拾取元件743的視角θ2是41度。當兩個LED模塊8L、8R都在圖像拾取元件743的視角θ2中時，圖像拾取元件743在LED模塊8L的視角θ1和LED模塊8R的視角θ1中，游戲設備3使用涉及具有兩個LED模塊8L和8R的高亮度的點的位置信息來確定核心單元70的位置。
當LED模塊8L或是LED模塊8R處在圖像拾取元件743的視角θ2中時，或者當圖像拾取元件743處在LED模塊8L的視角θ1或LED模塊8R的視角θ1中，游戲設備3使用涉及具有LED模塊8L或LED模塊8R的高亮度的點的位置信息來確定核心單元70的位置。
如上所述，可基于自核心單元70的加速度傳感器701的輸出(核心加速度數(shù)據(jù))來確定核心單元70的傾側(cè)、姿態(tài)或位置。即，核心單元70用作操作輸入裝置，用于根據(jù)玩家例如向上、向下、向左或向右移動握著核心單元70的手來執(zhí)行操作。
接著，將參考圖22描述玩家用一只手握著子單元76的狀態(tài)。圖22示出了從子單元76的右側(cè)所見的玩家利用左手握著子單元76的示范狀態(tài)。
如圖22中所示，子單元76的總體尺寸足夠小，以便于通過成人或甚至是孩子的一只手來握著。例如，玩家可將拇指放在子單元76的頂表面上(例如，接近桿78a)，將食指放在子單元76的前表面上(例如，接近操作按鈕78d和78e)，并將中指、無名指和小指放在子單元76的底表面上，以便于握著子單元76。應理解，同樣地當玩家用右手握著子單元76時，握著的狀態(tài)類似于對左手的描述。由此，子單元76允許玩家在用一只手握著子單元76的同時，容易地操作諸如桿78a和操作按鈕78d、78e的操作部件78。
如上所述，可基于子單元76的加速度傳感器761的輸出(子加速度數(shù)據(jù))來確定子單元76的傾側(cè)、姿態(tài)或位置。即，子單元76用作操作輸入裝置，用于根據(jù)玩家例如向上、向下、向左或向右移動握著子單元76的手來執(zhí)行操作。
這里將描述使用上述控制器7來玩的示范性游戲。作為第一個例子，將描述使用控制器7來玩的射擊游戲。圖23是圖示當游戲設備3在執(zhí)行射擊游戲時顯示在顯示器2上的示范性游戲圖像。
如圖23中所示，三維虛擬游戲空間S的部分顯示在監(jiān)視器2的顯示屏幕上。作為根據(jù)控制器7的操作而動作的游戲?qū)ο螅婕医巧玃的部分和由玩家角色P握著的槍G的部分顯示在顯示屏幕上。此外，顯示在顯示屏幕上的虛擬游戲空間S表示玩家角色P的前視場，且將例如對手角色E顯示為圖23中的射擊目標。指示玩家角色P射擊槍G的位置的目標在顯示屏幕上顯示為目標光標T。
在具有顯示在監(jiān)視器2上的這種游戲圖像的射擊游戲中，如圖18中所示，玩家用一只手操作核心單元70并用另一只手操作子單元76，以便于玩游戲。例如，當玩家在子單元76上傾斜桿78a時(見圖11A、11B、11C和12)，玩家角色P根據(jù)傾斜方向在虛擬游戲空間S中移動。此外，當玩家相對于顯示屏幕移動他或她的握著核心單元70的手時，目標光標T根據(jù)核心單元70相對于監(jiān)視器2(LED模塊8L和8R)的移動、姿態(tài)、位置等而移動。當玩家按動核心單元70上的操作按鈕72i(如圖6中所示)時，玩家角色P對準目標光標T射擊槍G。
即，在玩家使用在子單元76上的桿78a來指示玩家角色P移動的同時，玩家可操作核心單元70，就好像核心單元70是用于射擊游戲的槍，由此提高了玩射擊游戲的樂趣。通過使用由不同手握著的各個單元，玩家可執(zhí)行移動玩家角色P的操作和移動目標光標T的操作，由此玩家可將各個操作作為獨立操作執(zhí)行。例如，由于顯示在顯示屏幕上的虛擬游戲空間S根據(jù)玩家角色P的移動而改變，因為例如玩家可能正在注意突然跳到虛擬游戲空間S中的對手角色E，所以有時難以保持在由玩家在虛擬游戲空間S中觀察到的位置附近定位的目標。但是，在玩家用一只手(例如，左手的拇指)移動玩家角色P的同時，玩家可控制不用來移動玩家角色P的臂的運動(例如，右臂)，使得核心單元70具有指向觀察到的位置的前表面，由此基本上提高了用于操作控制器7的靈活性，并增加了射擊游戲的真實性。此外，為了移動目標光標T，玩家移動控制器。但是，移動控制器的操作不影響玩家執(zhí)行用于移動玩家角色P的方向指示操作，由此使玩家能穩(wěn)定地執(zhí)行兩個方向指示操作。即，通過使用控制器7，玩家可自由地使用他或她的左和右手，并可執(zhí)行具有提高的靈活性的新操作，這不能使用物理上單個的控制器來實現(xiàn)。
在第二個例子中，玩家使在子單元76上的桿78a傾斜，以便于根據(jù)如第一個例子中的傾斜方向，在虛擬游戲空間S中移動玩家角色P。玩家相對于顯示屏幕移動握著核心單元70的手，以便于根據(jù)核心單元70相對于監(jiān)視器2(LED模塊8L和8R)的位置移動虛擬相機的視點。這些操作允許玩家觀察核心單元70在虛擬游戲空間S中指向的位置，同時操作在子單元76上的桿78a，以便于指示玩家角色P移動。
在上述的描述中，控制器7和游戲設備3通過無線通信彼此連接。但是，控制器7和游戲設備3可通過線纜彼此電連接。在這種情形中，連接到核心單元70的線纜連接到游戲設備3的連接終端。
此外，在本實施例中，在控制器7的核心單元70和子單元76中只有核心單元70具有通信部件75。但是，子單元76可具有用于將發(fā)送數(shù)據(jù)無線發(fā)送到接收單元6的通信部件。此外，核心單元70和子單元76都可具有各自的通信部件。例如，包括在核心單元70和子單元76中的各個通信部件可將發(fā)送數(shù)據(jù)無線發(fā)送到接收單元6，或子單元76的通信部件可將發(fā)送數(shù)據(jù)無線發(fā)送到核心單元70的通信部件75，并且核心單元70的通信部件75將從子單元76接收的發(fā)送數(shù)據(jù)和核心單元70的發(fā)送數(shù)據(jù)無線發(fā)送到接收單元6。在這些情形中，可去除用于在核心單元70和子單元76之間電連接的連接線纜79。
在以上的描述中，連接到游戲設備3的連接終端的接收單元6用作接收從控制器7無線發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)的接收裝置?？商孢x地，接收裝置可以是設立在游戲設備3中的接收模塊。在這種情形中，由接收模塊接收的發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)由預定總線輸出到CPU 30。
雖然在本實施例中，將包括在核心單元70中的成像信息計算部件74描述為用于根據(jù)核心單元70體的運動而輸出信號(處理結(jié)果數(shù)據(jù))的確定部件的例子，成像信息計算部件74可以其它形式提供。例如，核心單元70可包括上述的加速度傳感器701或可包括陀螺傳感器。加速度傳感器或陀螺傳感器可用來確定核心單元70的運動或姿態(tài)，因此，它們可被用作使用針對運動或姿態(tài)的檢測信號、根據(jù)核心單元70體的運動而輸出信號的確定部件。在這種情形中，成像信息計算部件74可從核心單元70去除，或者傳感器和成像信息計算部件可結(jié)合使用。
此外，雖然在本實施例中只有核心單元70包括成像信息計算部件74，但是子單元76也可以包括類似的成像信息計算部件。
此外，當控制器7包括多個單元，每個單元可具有多個操作裝置如成像信息計算部件、加速度傳感器、陀螺傳感器、桿、十字鍵以及操作按鈕時，操作裝置的各種組合可實現(xiàn)各種控制器這里，在核心單元70和子單元76中包括的操作裝置分類成操作裝置A和操作裝置B。操作裝置A，如成像信息計算部件74、加速度傳感器701和761以及陀螺傳感器，根據(jù)單元體的移動來輸出信號。操作裝置B，如桿、十字鍵、操作按鈕、接觸墊，根據(jù)玩家按動按鈕、傾側(cè)部件或接觸部件來輸出信號。
當核心單元70包括操作裝置A而子單元76包括操作裝置B時，玩家可移動握著核心單元70的一只手同時玩家如在傳統(tǒng)控制器情形中那樣利用握著子單元76的另一只手的手指來進行輸入。即，玩家可以右手和左手分別執(zhí)行不同的操作，從而實現(xiàn)不能由傳統(tǒng)控制器來執(zhí)行的新操作。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明，由操作裝置A所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第一操作數(shù)據(jù)，而由操作裝置B所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第二操作數(shù)據(jù)。此外，控制器可被如此構造，使得子單元76可包括操作裝置A，核心單元70可包括操作裝置A，且子單元76可包括操作裝置A和操作裝置B。以此方式，玩家可單獨地移動雙手，從而實現(xiàn)顯著改善的操作。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明，由子單元76的操作裝置A所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第三操作數(shù)據(jù)。
此外，當核心單元70和子單元76每個都包括操作裝置A時，玩家可移動握著核心單元70的一只手同時玩家可移動握著子單元76的另一只手以便進行輸入。即，玩家可單獨地移動右手和左手，從而實現(xiàn)不能由傳統(tǒng)控制器執(zhí)行的新操作。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明，由核心單元70和子單元76的各個操作裝置A所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第一操作數(shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)。此外，核心單元70和子單元76中的每個可包括操作裝置A和操作裝置B兩者。以此方式，玩家可通過移動雙手以及利用雙手的手指來執(zhí)行操作，從而實現(xiàn)新操作。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明，由核心單元70的操作裝置B所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第一操作數(shù)據(jù)，而由子單元76的操作裝置B所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第二操作數(shù)據(jù)。
另外，當核心單元70和子單元76中的每個都包括操作裝置A時，核心單元70或子單元76中之一可包括各種類型的操作裝置A。如上所述，當操作裝置A包括成像信息計算裝置時，可計算所述單元相對于成像目標(標記)的方向、位置等，從而基于所述單元相對于監(jiān)視器2的方向、位置來實現(xiàn)操作。另一方面，當操作裝置A包括加速度傳感器或陀螺傳感器時，可計算所述單元自身的傾側(cè)、姿態(tài)、位置等，從而基于所述單元的姿態(tài)和位置來實現(xiàn)操作。相應地，當核心單元70包括成像信息計算部件以及加速度傳感器或陀螺傳感器中之一，且子單元76包括加速度傳感器或陀螺傳感器時，核心單元70可執(zhí)行前述的兩個操作。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明，由核心單元70的成像信息計算部件所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第一操作數(shù)據(jù)，由子單元76的加速度傳感器或陀螺傳感器所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第二操作數(shù)據(jù)，且由核心單元70的加速度傳感器或陀螺傳感器所輸出的操作數(shù)據(jù)對應于第三操作數(shù)據(jù)。
在本實施例中，分析由圖像拾取元件743得到的圖像，以便于獲得來自LED模塊8L和8R的紅外光圖像的位置坐標等，且核心單元70從獲得的坐標等產(chǎn)生處理結(jié)果數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到游戲設備3。但是，核心單元70可將在另一個過程步驟中獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到游戲設備3。例如，核心單元70將由圖像拾取元件743得到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到游戲設備3，并且CPU 30可執(zhí)行上述的分析以便于獲得處理結(jié)果數(shù)據(jù)。在這種情形中，圖像處理電路744可從核心單元70中去除?？商孢x地，核心單元70可將已在分析中的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給游戲設備3。例如，核心單元70將從圖像數(shù)據(jù)獲得的指示亮度、位置、區(qū)域尺寸等的數(shù)據(jù)發(fā)送給游戲設備3，并且CPU30可執(zhí)行剩余的分析以便于獲得處理結(jié)果數(shù)據(jù)。
雖然在本實施例中使用來自兩個LED模塊8L和8R的紅外光作為在核心單元70中的成像信息計算部件74的成像目標，但是成像目標并不限于此。例如，可使用來自一個LED模塊的紅外光或來自提供在監(jiān)視器2附近的至少三個LED模塊的紅外光作為成像信息計算部件74的成像目標?？商孢x地，監(jiān)視器2的顯示屏幕或其它發(fā)射器(室光等)可用作成像信息計算部件74的成像目標。當基于在成像目標和監(jiān)視器2的顯示屏幕之間的位置關系計算核心單元70相對于顯示屏幕的位置時，可將不同的發(fā)射器用作成像信息計算部件74的成像目標。
核心單元70和子單元76的上述形狀僅僅是例子。此外，核心單元70的操作部件72和子單元76的操作部件78中的每個的形狀、數(shù)目、設置位置等也僅僅是例子。不用說，即使當核心單元70、子單元76、操作部件72和操作部件78中的每個的形狀、數(shù)目、設置位置等與實施例中描述的不同時，也能實現(xiàn)本發(fā)明。此外，核心單元70的成像信息計算部件74(成像信息計算部件74的光入口)可不定位在殼體71的前表面上。成像信息計算部件74可提供在可從殼體71的外部接收光的另一個表面上。
此外，盡管在核心單元70中包括了如上所述的揚聲器706、聲音IC707以及放大器708，能夠輸出聲音的唾手可得的任何裝置可包括在子單元76或核心單元70中。
由此，本發(fā)明的控制器允許玩家操作核心單元70和包括在其中的子單元76，以便于享受游戲的樂趣。例如，核心單元70具有根據(jù)包括成像信息計算部件74和加速度傳感器701在內(nèi)的單元體的運動而輸出信號的功能。而子單元76具有根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作而輸出信號的功能。例如，當使用集成了核心單元70和子單元76的控制器時，必須移動整個控制器以便于根據(jù)單元體的運動輸出信號，由此對方向輸入操作施加了一些影響。此外，核心單元70和子單元76的集成產(chǎn)生了相反的影響，即，基本上減少了通過核心單元70和子單元76的分離而實現(xiàn)的靈活性。作為另一例子，核心單元70可具有根據(jù)單元體的運動而輸出信號的功能，所述單元體包括成像信息計算部件74和加速度傳感器701，子單元76可具有根據(jù)單元體的運動來輸出信號的功能，所述單元體包括加速度傳感器761。因此，玩家可單獨地移動握著不同單元的雙手以便進行輸入。相應地，如在傳統(tǒng)的用于游戲設備的控制器的情形一樣，可將核心單元70和子單元76分成右單元和左單元，且同時核心單元70和子單元76允許玩家自由地使用他或她的右手和左手，由此提供給玩家無法通過集成控制器而執(zhí)行的新操作。此外，可以充分提高的靈活性來操作控制器，由此提供給玩家具有增加的真實性的游戲操作。
根據(jù)本發(fā)明的游戲控制器和游戲系統(tǒng)可實現(xiàn)具有提高的靈活性的操作，并作為包括兩個獨立單元且通過玩家握著兩個獨立單元來操作的游戲控制器和包括該游戲控制器的游戲系統(tǒng)等是有用的。
雖然已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明，上述描述在所有方面中都是示意性而非限制性的。應理解，在不離開本發(fā)明的范圍內(nèi)可設計一些其它的修改和變化。
權利要求
1.一種用于將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行游戲程序的計算機的游戲控制器，所述游戲控制器包括第一控制單元；第二控制單元；和柔性線纜，用于電連接在所述第一控制單元和所述第二控制單元之間，所述第一控制單元包括用于根據(jù)包括在所述第一控制單元中的第一控制單元體的運動而產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)的第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件；所述第二控制單元包括用于根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作而產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)的第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件；以及所述第一控制單元和所述第二控制單元中的一個還包括用于將所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)以預定時序發(fā)送到所述計算機的發(fā)送部件。
2.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件，所述圖像拾取部件固定到所述第一控制單元體，用于從所述第一控制單元體沿著預定方向獲得外圍圖像，并且所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出選自由所述圖像拾取部件獲得的圖像和對由所述圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果組成的組中的一個，作為所述第一操作數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件還包括位置信息計算部件，用于當執(zhí)行所述預定計算時，計算指示至少一個標記圖像在由所述圖像拾取部件得到的圖像中的位置的位置信息，并輸出位置信息作為所述第一操作數(shù)據(jù)，所述標記圖像包括在得到的圖像中并用作成像目標。
4.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述發(fā)送部件將所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)無線發(fā)送到所述計算機。
5.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在所述第一控制單元體中的加速度傳感器和陀螺傳感器中的一個，并輸出由所述加速度傳感器和所述陀螺傳感器中的一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為所述第一操作數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述線纜可拆卸地連接到至少所述第一控制單元，以及所述發(fā)送部件包括在所述第一控制單元中。
7.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述發(fā)送部件以短于1/60秒的間隔將所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)收集并發(fā)送到所述計算機。
8.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括桿，所述桿具有從包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體突起的末梢，并可在所述第二控制單元體上傾斜，并且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述桿的傾斜方向而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括操作按鈕，所述操作按鈕具有代表至少四個方向的操作部件，并能通過所述操作部件推到包括在所述第二控制單元中的所述第二控制單元體中，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出對應于所述操作按鈕被推動的操作部分的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括滑動構件，所述滑動構件具有從包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體暴露的頂表面并在所述第二控制單元體上可水平移動，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述滑動構件的水平移動方向而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括處于包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體的外表面上的接觸墊，并輸出根據(jù)在所述接觸墊上所述接觸墊被接觸的位置而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括至少四個操作按鈕，它們能被推到包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體中，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述被推動的操作按鈕而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第二控制單元進一步包括加速度傳感器和陀螺傳感器中之一，所述加速度傳感器和陀螺傳感器中之一處于包括在所述第二控制單元的第二控制單元體內(nèi)，以及除所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)之外，所述發(fā)送部件將由所述加速度傳感器和所述陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算機。
14.根據(jù)權利要求1的游戲控制器，其中所述第一控制單元和所述第二控制單元中至少一個進一步包括接收部件，用于接收從所述計算機所發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)，揚聲器，以及聲控部件，用于利用已由所述接收部件所接收的所述發(fā)送數(shù)據(jù)來從所述揚聲器產(chǎn)生聲音。
15.一種用于將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行游戲程序的計算機的游戲控制器，所述游戲控制器包括第一控制單元；第二控制單元；以及用于在所述第一控制單元和所述第二控制單元之間無線連接的無線連接裝置，所述第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，用于根據(jù)包括在所述第一控制單元中的第一控制單元體的運動而產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)；所述第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，用于根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作而產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)；以及所述第一控制單元和所述第二控制單元中的一個還包括發(fā)送部件，用于以預定時序?qū)⑺龅谝徊僮鲾?shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算機。
16.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件，所述圖像拾取部件固定到所述第一控制單元體，用于從所述第一控制單元體沿著預定方向得到外圍圖像，且所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出選自由所述圖像拾取部件獲得的圖像和對由所述圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果組成的組中的一個，作為所述第一操作數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權利要求16的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件還包括位置信息計算部件，用于當執(zhí)行所述預定計算時，計算指示至少一個標記圖像在由所述圖像拾取部件得到的圖像中的位置的位置信息，并輸出所述位置信息作為所述第一操作數(shù)據(jù)，所述標記圖像包括在得到的圖像中并用作成像目標。
18.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述發(fā)送部件將所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)無線發(fā)送到所述計算機。
19.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在所述第一控制單元體中的加速度傳感器和陀螺傳感器中的一個，并輸出由所述加速度傳感器和所述陀螺傳感器中的一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為所述第一操作數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述發(fā)送部件以短于1/60秒的間隔將所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)收集并發(fā)送到所述計算機。
21.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括桿，所述桿具有從包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體突起的末梢，并可在所述第二控制單元體上傾斜，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述桿的傾斜方向而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括操作按鈕，所述操作按鈕具有代表至少四個方向的操作部件，并能通過所述操作部件被推到包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體中，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出對應于所述操作按鈕被推動處的操作部件的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
23.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括滑動構件，所述滑動構件具有從包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體暴露的頂表面并在所述第二控制單元體上可水平移動，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述滑動構件的水平移動方向而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括處于包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體的外表面上的接觸墊，并輸出根據(jù)在所述接觸墊上所述接觸墊被接觸的位置而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括至少四個操作按鈕，它們能被推到包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體中，且所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出根據(jù)所述被推動的操作按鈕而獲得的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第二控制單元進一步包括加速度傳感器和陀螺傳感器中之一，所述加速度傳感器和陀螺傳感器中之一處于包括在第二控制單元的第二控制單元體內(nèi)，以及除所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)之外，所述發(fā)送部件將由所述加速度傳感器和所述陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算機。
27.根據(jù)權利要求15的游戲控制器，其中所述第一控制單元和所述第二控制單元中至少一個進一步包括接收部件，用于接收從所述計算機發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)，揚聲器，以及聲控部件，用于利用已由所述接收部件所接收的所述發(fā)送數(shù)據(jù)來從所述揚聲器產(chǎn)生聲音。
28.一種用于將操作數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行游戲程序的計算機的游戲控制器，所述游戲控制器包括第一控制單元；第二控制單元；柔性線纜，用于電連接在所述第一控制單元和所述第二控制單元之間；所述第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，用于根據(jù)包括在所述第一控制單元中的第一控制單元體的運動來產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)；所述第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，用于根據(jù)包括在所述第二控制單元中的第二控制單元體的運動來產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)；以及所述第一控制單元和所述第二控制單元中之一進一步包括發(fā)送部件，用于以預定時序?qū)⑺龅谝徊僮鲾?shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算機。
29.根據(jù)權利要求28的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在所述第一控制單元體中的第一加速度傳感器和第一陀螺傳感器中之一，并將由所述第一加速度傳感器和所述第一陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為所述第一操作數(shù)據(jù)輸出，以及所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在所述第二控制單元體中的第二加速度傳感器和第二陀螺傳感器中之一，并將由所述第二加速度傳感器和第所述二陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為所述第二操作數(shù)據(jù)輸出。
30.根據(jù)權利要求29的游戲控制器，其中所述第一控制單元進一步包括第一鍵，提供在所述第一控制單元體上，用于根據(jù)所述玩家按動所述第一鍵來產(chǎn)生第一鍵操作數(shù)據(jù)，所述第二控制單元進一步包括第二鍵，提供在所述第二控制單元體上，用于根據(jù)所述玩家按動所述第二鍵來產(chǎn)生第二鍵操作數(shù)據(jù)，以及除所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)之外，所述發(fā)送部件將所述第一鍵操作數(shù)據(jù)和所述第二鍵操作數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計算機。
31.根據(jù)權利要求28的游戲控制器，其中所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件包括圖像拾取部件，固定到所述第一控制單元體，用于從所述第一控制單元體沿著預定方向得到外圍圖像，且所述第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件輸出從由所述圖像拾取部件獲得的圖像和對由圖像拾取部件獲得的圖像進行預定計算的結(jié)果所組成的組中所選擇的一個，作為所述第一操作數(shù)據(jù)，以及所述第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件具有包括在所述第二控制單元體中的第一加速度傳感器和第一陀螺傳感器中之一，并輸出由所述第一加速度傳感器和所述第一陀螺傳感器中之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，作為所述第二操作數(shù)據(jù)。
32.根據(jù)權利要求31的游戲控制器，其中所述第一控制單元進一步包括處于第一控制單元體內(nèi)的第二加速度傳感器和第二陀螺傳感器中之一，以及除所述第一操作數(shù)據(jù)和所述第二操作數(shù)據(jù)之外，所述發(fā)送部件將由所述第二加速度傳感器和所述第二陀螺傳感器中之一所輸出的數(shù)據(jù)作為第三操作數(shù)據(jù)而發(fā)送到所述計算機。
33.根據(jù)權利要求28的游戲控制器，其中所述第一控制單元和所述第二控制單元中中至少一個進一步包括接收部件，用于接收從所述計算機發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)，揚聲器，以及聲控部件，用于利用已由所述接收部件所接收的所述發(fā)送數(shù)據(jù)來從所述揚聲器產(chǎn)生聲音。
34.一種包括根據(jù)權利要求1的游戲控制器和游戲設備的游戲系統(tǒng)，所述游戲設備可通信地連接到所述游戲控制器，并包括用于用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕上呈現(xiàn)虛擬游戲世界的計算機，所述游戲系統(tǒng)包括所述游戲設備，根據(jù)從所述第一控制單元發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述第二控制單元發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行游戲過程。
35.根據(jù)權利要求34的游戲系統(tǒng)，其中所述游戲設備使出現(xiàn)在所述虛擬游戲世界中的玩家角色根據(jù)從所述游戲控制器發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述游戲控制器發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行動作。
36.一種包括根據(jù)權利要求15的游戲控制器和游戲設備的游戲系統(tǒng)，所述游戲設備可通信地連接到所述游戲控制器，并包括用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕上呈現(xiàn)虛擬游戲世界的計算機，所述游戲系統(tǒng)包括所述游戲設備，根據(jù)從所述第一控制單元發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述第二控制單元發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行游戲過程。
37.根據(jù)權利要求36的游戲系統(tǒng)，其中所述游戲設備使出現(xiàn)在所述虛擬游戲世界中的玩家角色根據(jù)從所述游戲控制器發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述游戲控制器發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行動作。
38.一種包括根據(jù)權利要求28的游戲控制器和游戲設備的游戲系統(tǒng)，所述游戲設備可通信地連接到所述游戲控制器，并包括用于通過執(zhí)行游戲程序而在顯示屏幕上呈現(xiàn)虛擬游戲世界的計算機，所述游戲系統(tǒng)包括所述游戲設備，根據(jù)從所述第一控制單元發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述第二控制單元發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行游戲過程。
39.根據(jù)權利要求38的游戲系統(tǒng)，其中所述游戲設備使出現(xiàn)在所述虛擬游戲世界中的玩家角色根據(jù)從所述游戲控制器發(fā)送的所述第一操作數(shù)據(jù)和從所述游戲控制器發(fā)送的所述第二操作數(shù)據(jù)中的至少一個而執(zhí)行動作。
全文摘要
第一控制單元包括第一操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，該部件用于根據(jù)包括在第一控制單元中的第一控制單元體的運動而產(chǎn)生第一操作數(shù)據(jù)。第二控制單元包括第二操作數(shù)據(jù)產(chǎn)生部件，該部件用于根據(jù)由玩家執(zhí)行的方向輸入操作或包括在第二控制單元中的第二控制單元體的運動而產(chǎn)生第二操作數(shù)據(jù)。此外，第一控制單元和第二控制單元中的一個包括發(fā)送部件，該部件用于以預定時序?qū)⒌谝徊僮鲾?shù)據(jù)和第二操作數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。
文檔編號A63F13/00GK1919390SQ200610111559
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權日2005年8月24日
發(fā)明者池田昭夫 申請人:任天堂株式會社