7568743 情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/0338 20130101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

G06F3/0338 411

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2022563318

(86)(22)【出願日】2020-11-18

(86)【国際出願番号】 JP2020043070

(87)【国際公開番号】W WO2022107258

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000233778

【氏名又は名称】任天堂株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】弁理士法人小笠原特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100130269

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 盛規

(72)【発明者】

【氏名】青木 孝文

(72)【発明者】

【氏名】岡村 考師

【審査官】田中 洋行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０３５３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６７６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１１４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７４７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２５７３６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３３－３／０３９

Ａ６３Ｆ ９／２４

Ａ６３Ｆ １３／００－１３／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザ操作によって初期位置から変位される操作子と、
前記変位した操作子の位置を前記初期位置に戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、
磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記操作子が前記初期位置からおよび前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、
前記磁場発生部を制御可能な回路と、を備える情報処理システムであって、
前記回路は、前記磁気粘性流体の粘度が少なくとも、第１粘性状態と、当該第１粘性状態よりも低粘性であって、前記復帰力によって前記操作子が当該初期位置に戻る大きさの粘度である第２粘性状態との間で周期的に変化するよう前記磁場発生部の磁場の強度を制御する、情報処理システム。

【請求項2】

前記回路は、各周期において、前記第２粘性状態である期間が第１の所定期間以上の期間となるように制御する、請求項１に記載の情報処理システム。

【請求項3】

前記回路は、各周期において、前記第２粘性状態である期間が前記第１粘性状態である期間よりも長くなるように制御する、請求項１または２に記載の情報処理システム。

【請求項4】

前記第１粘性状態は、その粘度が、前記復帰力付加手段による復帰力によって前記操作子が前記初期位置に戻らない大きさである、請求項１乃至３のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項5】

前記情報処理システムは、情報処理装置をさらに備え、
前記回路は、少なくとも前記コントローラ内に設けられ、前記情報処理装置において実行される所定のアプリケーションからの指定に基づいて前記磁場発生部が発生する磁場の強度を制御する、請求項１乃至４のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項6】

前記情報処理システムは、前記第１粘性状態と前記第２粘性状態とが実現される粘性情報をプリセットとして所定の記憶部に予め記憶しており、
前記回路は、前記情報処理システムにおいて実行される所定のアプリケーションからのプリセットの指定に応じて、当該指定されたプリセットに対応する粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御する、請求項１または２に記載の情報処理システム。

【請求項7】

前記コントローラは、前記プリセットが少なくとも１つ含まれるプリセットライブラリを記憶するライブラリ記憶部を含み、
前記回路は、前記コントローラに、前記情報処理システムにおいて実行される所定のアプリケーションからの前記プリセットの指定に基づいて前記プリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御させる、請求項６に記載の情報処理システム。

【請求項8】

前記回路は、前記コントローラに、前記所定のアプリケーションからの前記プリセットの指定、および、前記操作子の位置を示す位置情報とに基づいて前記プリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御させる、請求項７に記載の情報処理システム。

【請求項9】

前記回路は、前記操作子の位置およびまたは位置の変化速度の情報を取得し、当該情報に応じて、前記プリセットライブラリから取得した前記粘性情報を補正し、当該補正後の粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御させる、請求項８に記載の情報処理システム。

【請求項10】

前記回路は前記コントローラに設けられる、請求項７に記載の情報処理システム。

【請求項11】

前記回路は、前記所定のアプリケーションからの指定がない場合であっても、最後に指定されたプリセットに対応する粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御し続ける、請求項１０に記載の情報処理システム。

【請求項12】

前記回路は、アプリケーションの状態に基づくが前記操作子の位置には基づかない粘性制御である第１の粘性制御と、前記操作子の位置に基づいた粘性制御である第２の粘性制御との間で制御を切り替え可能である、請求項７に記載の情報処理システム。

【請求項13】

前記回路は、
前記第１の粘性制御を行う場合は、前記所定のアプリケーションから出力された粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御し、
前記第２の粘性制御を行う場合は、前記コントローラに、前記所定のアプリケーションからの前記プリセットの指定、および、前記操作子の位置を示す位置情報とに基づいて前記プリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御させる、請求項１２に記載の情報処理システム。

【請求項14】

前記回路は、
所定のアプリケーションから出力された、前記磁気粘性流体の粘性の状態を指定する粘性指定情報を取得し、
当該粘性指定情報に基づいて、前記第１粘性状態または第２粘性状態が実現されるような粘性情報を生成し、
当該生成した粘性情報に基づいて前記磁場の強度を制御する、請求項１または２に記載の情報処理システム。

【請求項15】

前記情報処理システムは、前記復帰力に関するパラメータである復帰力パラメータを取得する復帰力パラメータ取得手段を更に備え、
前記回路は、前記取得した復帰力パラメータに応じて、前記第１粘性状態を実現する粘性情報および／または前記第２粘性状態を実現する粘性情報を調整する、または、当該復帰力パラメータに応じて、当該第１粘性状態および／または第２粘性状態である期間を制御する、請求項１乃至１４のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項16】

前記回路は、前記復帰力が小さいときには当該復帰力が大きいときよりも、前記第１粘性状態における粘性をより低くする制御、前記第１粘性状態である期間をより短くする制御、前記第２粘性状態における粘性を低くする制御、および、前記第２粘性状態である期間をより長くする制御、のうちの少なくとも１つの制御を実行する、請求項１乃至１５のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項17】

前記復帰力付加手段による復帰力は、前記操作子の変位が大きいほど、前記初期位置に戻す復帰力が大きくなるものであり、
前記操作子の位置を取得する操作位置取得手段をさらに備え、
前記回路は、前記操作位置取得手段によって取得した前記操作子の位置に応じて、前記第１粘性状態を実現する粘性情報および／または前記第２粘性状態を実現する粘性情報を調整する、または、当該第１粘性状態および／または第２粘性状態である期間を制御する、請求項１乃至１４のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項18】

前記回路は、前記操作位置取得手段によって取得した前記操作子の位置が、（Ｉ）前記初期位置に戻る態様で変位する場合には、前記操作子の変位が大きいほど、前記第１粘性状態および／または前記第２粘性状態における粘性をより大きくなるように調整し、（ＩＩ）前記初期位置から遠ざかる態様で変位する場合には、前記操作子の変位が大きいほど、前記第１粘性状態および／または前記第２粘性状態における粘性をより小さくなるように調整する、請求項１７に記載の情報処理システム。

【請求項19】

前記回路は、前記磁場発生部に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を制御することで前記磁気粘性流体の粘性を変化させる、請求項１乃至１６のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項20】

前記回路は、前記振幅、周波数、印加時間のうち、周波数は変化させずに、振幅および／または印加時間を変化させることで、前記磁気粘性流体の粘性を前記第１粘性状態または第２粘性状態に変化させる、請求項１９に記載の情報処理システム。

【請求項21】

前記回路は、前記振幅については大きくし、前記印加時間については一定のままとするあるいは減少させることで、前記粘性が高まるように変化させる、請求項２０に記載の情報処理システム。

【請求項22】

前記第１粘性状態は、前記操作子が前記復帰力によって自律的に前記初期位置へ復帰しない状態、または、前記初期位置へと復帰する速度が前記第２粘性状態のときよりも遅い状態である、請求項１乃至２１のいずれかに記載の情報処理システム。

【請求項23】

ユーザ操作によって初期位置から変位される操作子と、
前記変位した操作子の位置を前記初期位置に向けて戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、
磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記操作子が前記初期位置からおよび前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、
前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部と
前記磁場発生部を制御可能な回路と、を備えるコントローラであって、
前記回路は、前記磁気粘性流体の粘度が少なくとも、第１粘性状態と当該第１粘性状態よりも低粘性であって、前記復帰力によって前記操作子が当該初期位置に戻る大きさの粘度である第２粘性状態との間で周期的に変化するよう前記磁場発生部の磁場の強度を制御する、コントローラ。

【請求項24】

ユーザ操作によって初期位置から変位される操作子と、
前記変位した操作子の位置を前記初期位置に向けて戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、
磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記操作子が前記初期位置からおよび前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、
前記磁場発生部を制御可能な回路と、を備える情報処理システムを制御するための情報処理方法であって、
前記回路に、前記磁気粘性流体の粘度が少なくとも、第１粘性状態と、当該第１粘性状態よりも低粘性であって、前記復帰力によって前記操作子が当該初期位置に戻る大きさの粘度である第２粘性状態との間で周期的に変化するよう前記磁場発生部の磁場の強度を制御させる、情報処理方法。

【請求項25】

ユーザ操作によって初期位置から変位される操作子と、前記変位した操作子の位置を前記初期位置に向けて戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、磁場の強度に応じて粘性が変化し、前記操作子が前記初期位置からおよび前記初期位置へ変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、前記磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラ、および、前記磁場発生部を制御可能な回路を備える情報処理システムのコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記コンピュータに、前記磁気粘性流体の粘度が少なくとも、第１粘性状態と、当該第１粘性状態よりも低粘性であって、前記復帰力によって前記操作子が当該初期位置に戻る大きさの粘度である第２粘性状態との間で周期的に変化するよう前記磁場発生部の磁場の強度を制御させる、情報処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボタンやスティック等の操作子を有するコントローラを少なくとも含む情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ボタンやスティック等の操作子を備えたコントローラが知られていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－００４５２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなコントローラでは、操作子を操作する際にユーザが受け取る情報量や感覚の向上という点において、改善の余地があった。

【0005】

それ故に、本発明の目的は、操作子を操作する際にユーザが受け取る情報量や感覚の向上することができる情報処理システム、コントローラ、情報処理方法、情報処理プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的は、例えば以下のような構成例で達成される。

【0007】

構成例の一例は、ユーザ操作によって初期位置から変位される操作子と、変位した操作子の位置を初期位置に向けて戻す復帰力を加える復帰力付加手段と、磁場の強度に応じて粘性が変化し、操作子が初期位置からおよび初期位置へと変位する際の抵抗となる磁気粘性流体を用いた抵抗部と、磁気粘性流体に対して磁場を与える磁場発生部とを備えるコントローラと、当該磁場発生部を制御可能な回路とを備える情報処理システムである。上記回路は、磁気粘性流体の粘性が少なくとも第１粘性状態と、当該第１粘性状態よりも低粘性であって、復帰力によって操作子が初期位置に戻る大きさの粘性である第２粘性状態との間で周期的に変化するよう上記磁場発生部の磁場の強度を制御する。

【0008】

上記構成例によれば、粘性の高い第１粘性状態だけでなく、粘性の低い第２粘性状態があるため、操作子の動きについてユーザに粘性を感じさせつつも、初期位置への復帰を速くすることができる。ここで、磁気粘性流体の粘性（抵抗力）を大きくすることでユーザに対してより大きな粘性を感じさせることができる一方、この粘性が操作子の復帰力を上回ってしまうと、操作子が初期位置に自律的に戻らないことも考えられる。この点、例えば第１粘性状態として上記のような抵抗力の大きな粘性に設定したとしても、本構成例であれば、復帰力が発揮され得るような第２粘性状態を設けることで、操作子を自律的に初期位置に復帰させることが可能である。

【0009】

他の構成例として、回路は、各周期において、第２粘性状態である期間が第１の所定期間以上の期間となるように制御してもよい。

【0010】

上記第２粘性状態が、磁気粘性流体の抵抗力を復帰力が上回るような状態だとしても、その期間があまりにも短い場合、すぐに第１粘度状態に切り替わってしまい、初期位置に向けた変位が実質的に開始しないことも考えられる。この点、上記構成例によれば、第２粘度状態を所定期間以上設けるようにすることで、初期位置への戻り期間を確保し、操作子が自律的に初期位置に戻る動作をより実現しやすくすることができる。

【0011】

更に他の構成例として、回路は、各周期において、第２粘性状態である期間が第１粘性状態である期間よりも長くなるように制御してもよい。

【0012】

上記構成例によれば、操作子の初期位置への戻り期間をより多く確保し、操作子が自律的に初期位置に戻る動作をより実現しやすくすることができる。

【0013】

更に他の構成例として、第１粘性状態は、復帰力付加手段による復帰力によって操作子が初期位置に戻らない粘性であってもよい。

【0014】

上記構成例によれば、操作子が自律的に初期位置に戻らない期間を提供できる。そして、第１粘性状態と第２粘性状態を周期的に変化させることで、操作子が自律的に初期位置に戻るという動きを確保しつつ、今までにないような操作子の感触や操作感をユーザに提供できる。

【0015】

更に他の構成例として、情報処理システムは、情報処理装置をさらに備えていてもよい。上記回路は、少なくともコントローラ内に設けられていてもよい。そして、情報処理装置において実行される所定のアプリケーションからの指定に基づいて磁場発生部が発生する磁場の強度を制御してもよい。

【0016】

上記構成例によれば、アプリケーションから磁場の強度に関する指定を行うことができる。これにより、アプリケーションに応じた柔軟な制御を行うことができる。また、制御するための回路自体はコントローラ内部に設けられている。ここで、アプリケーションの処理実行周期よりもコントローラ内部における処理周期の方が短い周期であることが一般的であるところ、アプリケーションからの指定に基づく柔軟性のある制御と、コントローラ内部での処理という応答性により優れた制御とを併用することができる。

【0017】

更に他の構成例として、情報処理システムは、第１粘性状態と第２粘性状態とが実現される粘性情報をプリセットとして所定の記憶部に予め記憶していてもよい。そして、上記回路は、情報処理装置において実行される所定のアプリケーションからのプリセットの指定に応じて、当該指定されたプリセットに対応する粘性情報に基づいて磁場の強度を制御してもよい。

【0018】

上記構成例によれば、開発者の開発にかかる負担を軽減することが可能となる。例えば、操作子が初期位置に戻るための制御のためのパラメータを開発者がアプリケーション開発の際にその都度設定したり設計したりする場合、開発の負担も大きくなると考えられる。そのため、予めプリセットとして備えておき、開発者等がこれを利用可能とすることで、アプリケーション等の開発を容易にすることができる。

【0019】

更に他の構成例として、コントローラは、上記プリセットが少なくとも１つ含まれるプリセットライブラリを記憶するライブラリ記憶部を含んでいてもよい。そして、上記回路は、コントローラに、情報処理装置において実行される所定のアプリケーションからのプリセットの指定に基づいてプリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて磁場の強度を制御させてもよい。

【0020】

更に他の構成例として、回路は、コントローラに、所定のアプリケーションからのプリセットの指定、および、操作子の位置を示す位置情報とに基づいてプリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて磁場の強度を制御させてもよい。

【0021】

上記構成例によれば、主要な粘性制御をコントローラ内部だけで行うことができる。そのため、アプリケーションの動作速度とコントローラ内部の動作速度との差を考慮すると、アプリケーションから直接的に粘性を指定する場合よりも高い応答性を得ることができる。これにより、例えば、操作子の位置に応じて粘性を変化させるような制御を行う場合、より速やかな粘性の変化を実現でき、感触提示の表現の幅を広げることができる。

【0022】

更に他の構成例として、上記回路は、操作子の位置およびまたは位置の変化速度の情報を取得し、当該情報に応じて、プリセットライブラリから取得した粘性情報を補正し、当該補正後の粘性情報に基づいて磁場の強度を制御させてもよい。

【0023】

更に他の構成例では、回路はコントローラに設けられていてもよい。

【0024】

上記構成例によれば、磁場発生部の制御をコントローラ内における処理として実現できる。これにより、高い応答性を有する制御を実現できる。

【0025】

更に他の構成例では、回路は、所定のアプリケーションからの指定がない場合であっても、最後に指定されたプリセットに対応する粘性情報に基づいて磁場の強度を制御し続けてもよい。

【0026】

上記構成例によれば、アプリケーションから一旦指定が行われれば、その後の継続的な指定が出されなくても、コントローラ単独で磁場の強度の制御を継続できる。

【0027】

更に他の構成例として、上記回路は、アプリケーションの状態に基づくが操作子の位置には基づかない粘性制御である第１の粘性制御と、操作子の位置に基づいた粘性制御である第２の粘性制御との間で制御を切り替え可能であってもよい。

【0028】

更に他の構成例として、上記回路は、第１の粘性制御を行う場合は、所定のアプリケーションから出力された粘性情報に基づいて磁場の強度を制御してもよい。更に、第２の粘性制御を行う場合は、コントローラに、所定のアプリケーションからのプリセットの指定、および、上記操作子の位置を示す位置情報とに基づいて上記プリセットライブラリから粘性情報を取得させ、当該取得した粘性情報に基づいて磁場の強度を制御させてもよい。

【0029】

上記構成例によれば、操作子の位置に応じた粘性制御を行うか、操作子の位置に関わらない粘性制御を行うかに応じて、より適切な制御態様を使い分けすることが可能となる。

【0030】

更に他の構成例として、上記回路は、所定のアプリケーションから出力された、磁気粘性流体の粘性の状態を指定する粘性指定情報を取得してもよい。更に、回路は、当該粘性指定情報に基づいて、第１粘性状態または第２粘性状態が実現されるような粘性情報を生成し、当該生成した粘性情報に基づいて磁場の強度を制御してもよい。

【0031】

上記構成例によれば、アプリケーションから粘性の状態を指定することで、第１粘性状態または第２粘性状態を実現するための情報が生成され、これに基づき粘性の制御も行われる。そのため、アプリケーション開発者の開発負担をある程度軽減しつつ、予め用意されているプリセットだけを用いる場合よりも感触提示の表現の幅を広げることができる。

【0032】

更に他の構成例として、情報処理システムは、復帰力に関するパラメータである復帰力パラメータを取得する復帰力パラメータ取得手段を更に備えていてもよい。そして、上記回路は、取得した復帰力パラメータに応じて、第１粘性状態を実現する粘性情報および／または第２粘性状態を実現する粘性情報を調整、または、当該復帰力パラメータに応じて、当該第１粘性状態および／または第２粘性状態である期間を制御してもよい。

【0033】

上記構成例によれば、復帰力パラメータを用いて粘性を調整・制御できる。そのため、コントローラ毎の復帰力の個体差や性能等に応じた適切な粘性制御が可能となる。

【0034】

更に他の構成例として、上記回路は、復帰力が小さいときには復帰力が大きいときよりも、（１）第１粘性状態における粘性をより低くする制御、（２）第１粘性状態である期間をより短くする制御、（３）第２粘性状態における粘性を低くする制御、および、（４）第２粘性状態である期間をより長くする制御、のうちの少なくとも１つの制御を実行してもよい。

【0035】

上記構成例によれば、コントローラ毎の復帰力の個体差や性能等に応じて、適切な粘性を設定できる。

【0036】

更に他の構成例として、復帰力付加手段による復帰力は、操作子の変位が大きいほど、初期位置に戻す復帰力が大きくなるものであってもよい。また、操作子の位置を取得する操作位置取得手段をさらに備えていてもよい。そして、上記回路は、操作位置取得手段によって取得した操作子の位置に応じて、第１粘性状態を実現する粘性情報および／または第２粘性状態を実現する粘性情報を調整してもよい、または、当該第１粘性状態および／または第２粘性状態である期間を制御してもよい。

【0037】

更に他の構成例として、上記回路は、操作位置取得手段によって取得した操作子の位置が、（I)初期位置に戻る態様で変位する場合には、操作子の変位が大きいほど、第１粘性状態および／または前記第２粘性状態における粘性をより大きくなるように調整し、（II）初期位置から遠ざかる態様で変位する場合には、操作子の変位が大きいほど、第１粘性状態および／または第２粘性状態における粘性をより小さくなるように調整してもよい。

【0038】

上記構成例によれば、操作子の位置に応じて第１粘性状態、第２粘性状態の内容を調整することができる。

【0039】

更に他の構成例として、上記回路は、磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を制御することで磁気粘性流体の粘性を変化させてもよい。

【0040】

上記構成例によれば、磁気粘性流体の粘性を変化させるために、磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を制御する。これにより、比較的簡易なパラメータ指定で粘性変化を制御できる。

【0041】

更に他の構成例として、上記回路は、振幅、周波数、印加時間のうち、周波数は変化させずに、振幅および／または印加時間を変化させることで、磁気粘性流体の粘性を第１粘性状態または第２粘性状態に変化させてもよい。

【0042】

上記構成例によれば、磁場に印加する電流の振幅、周波数、印加時間を用いて磁気粘性流体の粘性を変化させる場合に、周波数は一定のまま、電流の振幅、および／または印加時間を調整することで粘性を変化させる制御を行う。このように周波数は変化させないようにして粘性を調整することで、例えばユーザが操作子を操作中であるに粘性を変化させたいような場合、当該調整に伴う操作感について、ユーザが大きな変化を感じてしまうことを防ぐことができる。

【0043】

更に他の構成例として、上記回路は、振幅については大きくし、印加時間については一定のままとするあるいは減少させることで、粘性が高まるように変化させてもよい。

【0044】

上記構成例によれば、周波数は変化させないようにして粘性を調整するため、当該調整に伴う感触の変化について、ユーザが大きな変化として感じてしまうことを防ぐことができる。

【0045】

更に他の構成例として、第１粘性状態は、操作子が復帰力によって自律的に初期位置へ復帰しない状態、または、初期位置へと復帰する速度が第２粘性状態のときよりも遅い状態であってもよい。

【発明の効果】

【0046】

本実施形態によれば、磁気粘性流体を利用したコントローラにおいて、操作子が初期位置に戻る速度を速めることができる。また、操作子によるユーザへの感触提示と、操作子が初期位置に戻る動作とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】図１は、情報処理システム１の構成を示した図である。

【図2】図２は、情報処理装置本体２の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、コントローラ４の内部構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、スティックデバイスの斜視図である。

【図5】図５は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。

【図6】図６は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。

【図7】図７は、スティックデバイスの各パーツの位置関係を示す模式図である。

【図8】図８は、ＭＲＦユニットの構成例を説明するための模式図である。

【図9】図９は、アナログスティック４２の内部構成を示す機能ブロック図である。

【図10】図１０は、ソフトウェア階層に関して説明するための図である。

【図11】図１１は、可動域情報について説明するための図である。

【図12】図１２は、可動域情報について説明するための図である。

【図13】図１３は、制御パターンＡについて説明するための図である。

【図14】図１４は、制御パターンＢについて説明するための図である。

【図15】図１５は、制御パターンＣについて説明するための図である。

【図16】図１６は、制御パターンＤについて説明するための図である。

【図17】図１７は、第１の実施例における制御の原理を説明するための図である。

【図18】図１８は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。

【図19】図１９は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。

【図20】図２０は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。

【図21】図２１は、第２の実施例における制御の原理を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

まず、図１を参照して、本実施形態に係る情報処理システムの一例について説明する。図１は、本実施形態にかかる情報処理システムの構成を模式的に示した図である。図１において、情報処理システム１は、情報処理装置本体２と、モニタ３と、コントローラ４とを備えている。当該情報処理システム１では、情報処理装置本体２において所定の情報処理が実行され、その処理の結果生成された所定の画像や音声がモニタ３に出力される。また、本実施形態では、コントローラ４は、無線通信が可能な通信部を内蔵しており、情報処理装置本体２と無線接続されて用いられる。他の実施形態では、情報処理装置本体２とコントローラ４とは有線で接続されてもよい。コントローラ４に対して行われたユーザの操作内容を示すデータがコントローラ４から情報処理装置本体２に送信される。また、情報処理装置本体２からも、コントローラ４の動作を制御するためのデータがコントローラ４に送信される。コントローラ４に内蔵されているコントローラ制御部（後述）は、このようなデータの送受信を含むコントローラ４の各種制御を行う。

【0049】

次に、情報処理装置本体２の内部構成について説明する。図２は、情報処理装置本体２の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。図２において、情報処理装置本体２は、プロセッサ１１を備える。プロセッサ１１は、情報処理装置本体２を制御するための回路である。プロセッサ１１は、情報処理装置本体２において実行される各種の情報処理を実行する。プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のみから構成されてもよいし、ＣＰＵ機能、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）機能等の複数の機能を含むＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）から構成されてもよい。プロセッサ１１は、記憶部１２に記憶される情報処理プログラム（例えば、所定のアプリケーションプログラム）を実行することによって、各種の情報処理を実行する。なお、記憶部１２は、例えば、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の内部記憶媒体であってもよいし、図示しないスロットに装着される外部記憶媒体等を利用する構成でもよい。

【0050】

映像音声出力部１４は、プロセッサ１１と電気的に接続されており、プロセッサ１１で実行された情報処理の結果として生成された各種の画像や音声をモニタ３に出力する。コントローラ通信部１３は、プロセッサ１１と接続されている。コントローラ通信部１３は、無線接続されているコントローラ４と各種のデータの送受信を行うためのものである。

【0051】

次に、当該コントローラ４の内部構成に関して説明する。図３は、コントローラ４の内部構成を示す機能ブロック図である。図３において、コントローラ４は、コントローラ制御部４１、アナログスティック４２、デジタルボタン部４４を備えている。本実施形態のコントローラ４は、アナログスティック４２を１つだけ備える例で説明するが、他の実施形態では複数のアナログスティック４２を備える構成でもよい。また、その他、図示は省略するが、コントローラ４には、バッテリー等も備えている。その他、コントローラ４には、光学センサや慣性センサ等のセンサ類等が備えられていてもよい。

【0052】

コントローラ制御部４１は、コントローラ４を制御するための回路であり、制御用のマイコン、メモリ、無線モジュール、およびアンテナ等を含んでいる。コントローラ制御部４１は、処理の際に当該メモリを記憶領域として用いながら、情報処理装置本体２に送信データを無線送信する無線モジュールを制御する。また、当該メモリには、後述するプリセットライブラリ等のデータも記憶されている。また、コントローラ制御部４１は、アンテナを介して無線モジュールが受信した情報処理装置本体２からのデータに応じて、後述するようなアナログスティック４２に関する制御等も行う。

【0053】

アナログスティック４２は、方向を入力することが可能な操作子である。ユーザは、アナログスティック４２を傾倒することによって傾倒方向に応じた方向の入力（および、傾倒した角度に応じた大きさの入力）が可能である。デジタルボタン部４４は、１以上の押下式のボタンやトリガー式のボタンである。

【0054】

次に、本実施形態におけるアナログスティック４２の構成に関して説明する。本実施形態では、上記アナログスティック４２について、磁気粘性流体（Magnetorheological fluid、以下、ＭＲＦと記載する）を用いる構成を採用している。ここで、当該ＭＲＦについて簡単に説明する。ＭＲＦは、磁場をかけないときは流体であり、磁場をかけると半固体化する（粘性を発生する）、という特性を有するものである。また、ＭＲＦは、磁場に対して数ｍｓで反応する、という特性も有する。そして、本実施形態では、ＭＲＦの粘性を制御し、コントローラ４のアナログスティック４２の可動軸に当該ＭＲＦを作用させることで、結果として、アナログスティック４２の動きやすさを動的に制御する。

【0055】

図４に、本実施形態で想定するアナログスティック４２を構成するパーツ（以下、スティックデバイス）の外観例を示す。図４は、アナログスティック４２を構成するスティックデバイス４００の斜視図である。図４において、スティックデバイス４００は、スティック部４０１、外郭部４０４、Ｘ軸用可変抵抗器４０５、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６、Ｙ軸用可変抵抗器４０７、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８とを有する。また、スティック部４０１に隣接するようにして、Ｘ軸用駆動部品４０２も設けられている。また、図示されてはいないが、スティックデバイス４００は、後述するＹ軸用駆動部品４０３も有する。なお、コントローラ４の完成品の状態では、当該スティックデバイス４００のスティック部４０１に、例えば、きのこ形状のカバーをかぶせたもの等が用いられる。

【0056】

スティック部４０１は、棒状の可動部分である。Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７は、スティック部４０１の傾き具合を検出するためのものである。Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６およびＹ軸用ＭＲＦユニット４０８は、上記のようにアナログスティック４２の可動軸にＭＲＦを作用させるためのものである。

【0057】

図５に、当該スティックデバイス４００を俯瞰した場合の、各パーツの位置関係を示す模式図を示す。また、図６および図７に、当該スティックデバイス４００を側面から見た場合の各パーツの位置関係を示す模式図（断面図）を示す。図６は、図５における左側から見た場合を想定した図であり、図７は、図５における下側から見た場合を想定した図である。図５～図７で示されるように、外郭部４０４の中心となる位置にスティック部４０１の中心が位置するように、スティック部４０１が配置されている。また、スティック部４０１の長手方向がＺ軸に平行となるようにして配置されている。以下の説明では、この中心の位置のことを初期位置と呼び、スティック部４０１の長手方向がＺ軸に平行となっている姿勢のことを初期状態と呼ぶ。

【0058】

また、図５においては、スティック部４０１に隣接するようにして、Ｘ軸用駆動部品４０２、Ｙ軸用駆動部品４０３が設けられている。Ｘ軸用駆動部品４０２は、スティック部４０１のＸ軸における動きに連動して、Ｘ軸用可変抵抗器４０５を動かす。Ｙ軸用駆動部品４０３は、スティック部４０１のＹ軸における動きに連動して、Ｙ軸用可変抵抗器４０７を動かす。そのため、これらの図では直接示してはいないが、Ｘ軸用駆動部品４０２は、（外郭部４０４の内側で）Ｘ軸用可変抵抗器４０５と連動するように連結されている。Ｙ軸用駆動部品も同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７と連動するように連結されている。

【0059】

なお、スティックの可動範囲について、本実施形態では、スティック部４０１を傾ける場合、外郭部４０４に設けられている円形の開口部までは傾けることができるものとする。つまり、当該円形の開口部はスティック部４０１（アナログスティック４２）の基本的な可動領域を規制するものともなっている。なお、他の実施形態では、この規制のための部材として、例えばスティック部４０１の根元部分に同様の機能を有する規制部材を設ける構成でもよい。あるいは、コントローラ４の完成品における当該コントローラ４自体のハウジングを規制部材として用いる構成でもよい。すなわち、当該ハウジングにおいて、スティックデバイス４００が取り付けられる箇所に所定の形状の開口部を設け、この開口部（の形状）がアナログスティック４２の可動領域の限界となるようにしてもよい。

【0060】

また、図示は省略するが、スティック部４０１の下方には、スティック部４０１を初期位置に復帰させるための機構である復帰力付加部も設けられている。当該復帰力付加部は、内部にコイルばね等の弾性体を有し、初期位置に戻る復帰力を伝達しスティック部４０１を垂直に戻そうとする部材等で構成されていればよい。本実施形態では、スティック部４０１の傾きが大きいほど、当該初期位置に戻る復帰力も大きくなるものとする。また、当該復帰力付加部は、スティック部４０１と連動する上記各駆動部品を基準位置に復帰させるものである。当該復帰力を付加する機構については既知のものであるため詳細な説明は省くが、例えば当該弾性体を有する復帰力付加部は、外郭部４０４の底面と垂直になるよう配置されていてもよい。そして、上記駆動部品に対して直接または間接的に力を加えることで駆動体を基準状態に保つような構成が考えられる。

【0061】

なお、上記復帰力付加部に関して、本実施形態では弾性体を用いる例を示した。他の実施形態では、同様の機能を有するものであれば、例えば磁石等を用いた復帰機構を用いる構成としてもよい。また、常時復帰力を付加する構成のみならず、必要なときのみ復帰力を付与したり、復帰力の大きさを制御したりすることが可能な復帰機構を用いる構成としてもよい。この場合、弾性体や磁石等に加えて、またはこれに代えて、ギアやモーター等を用いてもよい。

【0062】

次に、スティックデバイス４００は、外郭部４０４に隣接するようにして、Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７を備えている。可変抵抗器に関しては既知の技術であるので詳細説明は省略するが、これらは、スティック部４０１の傾き具合を検出するためのものである。各可変抵抗器には、上記各駆動部品と接続されている回転軸が設けられている。スティック部４０１の傾倒・復帰の動きに連動して上記駆動部品が当該回転軸を回転させる。そして、当該回転軸の回転に応じた抵抗値が検出される。この抵抗値に基づき、プロセッサ１１、あるいはコントローラ制御部４１は、スティック部４０１のＸ軸、Ｙ軸それぞれにおける傾き角度等を判定することができる。つまり、スティック部４０１が移動している方向（以下、変位方向）やスティック部４０１の傾き具合（ＸＹ平面上におけるアナログスティック４２の指示位置：以下、単に「アナログスティックの位置」と呼ぶ）を算出することが可能である。

【0063】

なお、本実施形態では、上記スティック部４０１の変位方向についてはプロセッサ１１あるいはコントローラ制御部４１によってソフト的に算出する場合を想定するが、算出する主体については、これに限るものではない。例えば、他の実施形態では、所定のセンサを用いることで、機構的に変位方向が検知される構成を採用してもよい。

【0064】

更に、スティックデバイス４００は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５の外側に隣接するようにして、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６を備えている。同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７の外側に隣接するようにして、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８を備えている。本実施形態では、Ｘ軸用可変抵抗器４０５で用いられる回転軸４１１を更に外側に伸ばすような構成とし、この回転軸４１１を覆うようにしてＸ軸用ＭＲＦユニット４０６が配置されている。これと同様に、Ｙ軸用可変抵抗器４０７で用いられる回転軸４１２についても更に外側に伸ばすような構成とし、この回転軸４１２を覆うようにしてＹ軸用ＭＲＦユニット４０８が配置されている。なお、当該回転軸に関しては、例えばＸ軸用可変抵抗器４０５で用いられる回転軸とＭＲＦユニット内の回転軸とが連動するように連結する構成でもよい。また、以下の説明では、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６およびＹ軸用ＭＲＦユニット４０８を総称して、単にＭＲＦユニットと呼ぶこともある。

【0065】

次に、上記ＭＲＦユニットの構成について説明する。図８は、ＭＲＦユニットの構成例を説明するための簡略化した模式図である。図８では、可変抵抗器と接続（あるいは連結）される回転軸４１１（の一部分）が、ＭＲＦが充填されているＭＲＦ容器４２１を貫通するようにして配置されている。また、ＭＲＦ容器４２１の外側を覆うようにして、磁場発生部４２２が設けられている。当該磁場発生部４２２は、例えばコイルである。また、ＭＲＦユニットは、当該磁場発生部４２２に対して電流を流すことができるように構成されている。当該磁場発生部４２２に所定量の電流を流すことで、磁場を発生させることができる。これにより、ＭＲＦ容器４２１内のＭＲＦの粘性を変化させることができる。すなわち、磁場発生部４２２に与える電流量、すなわち振幅を制御することで、磁場の強度を制御し、ひいては、ＭＲＦの粘性の高低を制御することができる。ＭＲＦの粘性が高くなることで、回転軸４１１の回転力に抵抗を与えることができる。回転軸４１１は、上記のようにスティック部４０１の傾きと連動するよう接続されているため、ＭＲＦの粘性変化によって、スティック部４０１を傾けようとする力に対して抵抗力を与えることができる。すなわち、本実施形態では、このようなＭＲＦの粘性を制御することで、スティック部４０１の動きやすさを制御することが可能な構成となっている。

【0066】

なお、上記図８は説明の便宜上、簡略化した図面となっているが、ＭＲＦユニットのより具体的な構成について補足しておく。基本的な仕組みとしては、自転車や自動車のディスクブレーキに近い構造となる。これらのディスクブレーキでは、回転するホイールを直接機械部品で挟み込み、部品同士の摩擦で回転を止めるという仕組みとなるが、本実施形態のようにＭＲＦを用いる場合、流体の粘性を制御することで摩擦を変化させ、回転方向の動きを規制することになる。

【0067】

次に、上記アナログスティック４２の（電気的な）内部構成について説明する。図９は、アナログスティック４２の内部構成を示す機能ブロック図である。図９において、アナログスティック４２は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６、Ｙ軸用可変抵抗器４０７、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８を含んでいる。これらの構成要素はそれぞれコントローラ制御部４１と電気的に接続されており、所定のデータの送受信が可能である。コントローラ制御部４１は、Ｘ軸用可変抵抗器４０５およびＹ軸用可変抵抗器４０７からの信号（例えば電圧値）を受信することができる。これらの信号に基づき、コントローラ制御部４１は、スティック部４０１の位置やその変位方向、位置の変化速度（変位速度）を算出できる。更に、コントローラ制御部４１は、算出した結果を情報処理装置本体２に送信することができる。なお、当該アナログスティック４２の位置については、例えば、中心位置を初期位置（原点）とする２次元平面上における２次元座標として表現される。また、コントローラ制御部４１は、情報処理装置本体２から送信されるデータに基づき、次に説明するように、ＭＲＦユニットの粘性を制御するための信号を各ＭＲＦユニットに送信できる。

【0068】

次に、各ＭＲＦユニットについて説明する。まず、Ｘ軸用ＭＲＦユニット４０６には、電圧電流変換回路部４３１と上述したような磁場発生部４２２とが含まれており、両者は電気的に接続されている。コントローラ制御部４１から電圧電流変換回路部４３１に対して所定の電圧を与えることで、当該電圧に基づいた電流を磁場発生部４２２に出力することができる。その結果、上記のようにＭＲＦの粘性を変化させることができる。同様に、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８にも、電圧電流変換回路部４３１と磁場発生部４２２とが含まれており、上記と同様の制御が可能となっている。このように、本実施形態では、スティック部４０１におけるＸ軸とＹ軸とで個別にＭＲＦの粘性変化による影響を与えることが可能な構成となっている。基本的には、アナログスティック４２の動きやすさ（粘性）は、Ｘ軸およびＹ軸の２軸の合算で提示される。その一方で、例えば、Ｙ軸用ＭＲＦユニット４０８のＭＲＦの粘性だけ高めることで、スティック部４０１をＸ軸方向にだけ動かすことができる、という状態を作り出すことも可能である。

【0069】

上記のような構成によってＭＲＦの粘性制御を行うことで、本実施形態では、アナログスティック４２を操作しているユーザ（の指）に対して、様々な感触を提示することができる。例えば、アプリケーションにおける所定の場面に応じて上記のＭＲＦの粘性を制御することで、アナログスティック４２を操作するユーザの指先に、その場面に応じた様々な感触を与えることができる。また、アナログスティック４２を複数備えるコントローラ４である場合、各アナログスティック毎に個別に上記粘性を制御することも可能である。これにより、今までに無い新たな操作感をユーザに提供することができる。

【0070】

以下、上記のような構成を用いた本実施形態における様々な制御について説明するが、これに先立って、本実施形態の情報処理システムにおけるソフトウェア階層に関して説明する。図１０は、本実施形態におけるソフトウェア階層を説明するための図である。本実施形態の情報処理システムでは、様々なアプリケーションを実行することが可能である。これらアプリケーションは、基本的には、共通のシステムソフトウェア上で動作する（利用する）というソフトウェア構造となっている。当該システムソフトウェアは、上記情報処理システム１を構成する各種ハードウェアの制御を担当する。当該ハードウェアは、例えば、上記情報処理装置本体２および、上記ＭＲＦユニット等を含むコントローラ４である。

【0071】

ここで、上記ＭＲＦを制御するためのパラメータについて説明する。本実施形態では、ＭＲＦを制御するためのＭＲＦ制御用パラメータとして、以下の３種類のパラメータがある。すなわち、（１）粘性パラメータ、（２）可動域情報、（３）プリセット番号、の３種類のパラメータがある。当該ＭＲＦ制御用パラメータは例えば次のように用いられる。まず、アプリケーションでその内容が設定され、これがシステムソフトウェアを介してコントローラ４に転送される。そして、コントローラ４が当該ＭＲＦ制御用パラメータに基づいてＭＲＦの粘性を制御する、等の利用例がある。

【0072】

各パラメータについて説明すると、まず、粘性パラメータは、上記コントローラ制御部４１から電圧電流変換回路部４３１に対して出力する振幅、周波数、印加時間の３つを指定するパラメータである（後述するパラメータＰ１～Ｐ３に相当する）。このパラメータを成分とする波形となるような電圧指令値が電圧電流変換回路部４３１に出力され、これに基づく電流が磁場発生部４２２に出力される。その結果発生した磁場によって、ＭＲＦの粘性を変化させることができる。

【0073】

次に、可動域情報は、アナログスティック４２の可動域を定義する情報である。例えば、アナログスティック４２の可動域をＹ軸方向のみとする場合を想定する。図で示すと、まず、本来の可動域（以下、基本可動域と呼ぶ）が図１１で示される円の範囲内であるとする。そして、この可動域を、図１２の白色部分で示されるようなＹ軸方向のみに限定したい場合を想定する。この場合、図１２の黒色で示した領域にアナログスティック４２が移動できないようにするため、可動域情報の内容としては、アナログスティック４２の位置がこの領域内となる場合は、アナログスティック４２が傾かないことを示した内容となる。このように設定することで、白色部分から当該黒色の領域にアナログスティック４２を移動させようとしても、その境界となる位置でアナログスティック４２が黒色の領域に向けては傾かないようにすることができ、その結果、黒色領域に入り込めないという状態が実現できる。具体的なデータ構成の一例としては、例えば基本可動域全域に見立てた１００×１００の行列を用意し、これに、その位置が可動であるか否かを示す値を２値（０または１）で設定することで、可動域情報を生成することが考えられる。図１２の例でいうと、上記行列のうち、黒色の部分に対応するものに１を設定し、それ以外には０を設定したものが可動域情報の内容となる。もちろん、可動域情報の具体的データ構成はこれに限るものではなく、可動域が定義できるデータ構成であればどのような構成でもよい。このように、本実施形態では、アナログスティック４２の可動域（の形状）を任意に定義したものを可動域情報として扱うこともできる。

【0074】

最後に、プリセット番号は、予め定義されているプリセットを指定するための番号である。当該プリセットとは、アナログスティック４２が（上記基本可動域内の）どの位置のときにはどのような粘性パラメータとするのかを予め定義したデータである。換言すれば、上記基本可動域内での各位置やその位置でのアナログスティック４２の変位速度に対する粘性パラメータを予め指定したデータである。このようなプリセットを用意することで、アプリケーションの開発者等は、上記粘性パラメータの内容を都度設計・設定せずとも、プリセットを指定するだけでＭＲＦの粘性制御を容易に利用することが可能となる。そのデータ構成の一例としては、例えば上記のように基本可動域全域に見立てた所定数の行列のそれぞれに粘性パラメータを設定したものをプリセットとして定義することが考えられる。また、本実施形態では、コントローラ制御部４１内のメモリに、複数のプリセットが「プリセットライブラリ」として予め記憶されるものとする。当該プリセットの使用例としては、アプリケーションが所定のプリセット番号を、システムソフトウェアを介してコントローラ制御部４１に送信するという例が考えられる。この場合、コントローラ制御部４１は、プリセットライブラリから該当のプリセット番号を読み出す。更に、その内容と、その時点のアナログスティック４２の位置や変位速度に基づいて、粘性パラメータを決定する。そして、コントローラ制御部４１は、その粘性パラメータに基づいてＭＲＦユニットを制御する。

【0075】

なお、上記では、プリセットとして持たせる情報として、位置や変位速度と粘性パラメータとを対応づけて持たせる例を挙げた。プリセットについてはこのようなデータ構成に限るものではなく、他の実施形態では、例えば、位置や変位速度の情報を持たず、単に粘性パタメータだけを有するデータ構成としてもよい。つまり、単に粘性パラメータのみを事前にいくつか定義したものをプリセットとして提供するような態様でもよい。

【0076】

また、上記プリセットライブラリに関して、可動域だけを定義した可動域プリセットと、上記のような粘性パラメータだけを定義したプリセットとをそれぞれ個別に持たせるような構成でもよい。例えば、同心円状の可動域のプリセットがあると想定する。この場合、中心円と、それを囲む各円環におけるＭＲＦの粘性を、別途用意された粘性パラメータのプリセットから引用できるようにしてもよい。これにより、プリセットという体裁でありながらも、ＭＲＦを用いた表現の幅を広げることができる。

【0077】

また、当該コントローラ制御部４１に記憶されるプリセットライブラリについては、更新可能な構成であってもよい。例えば、インターネット経由で定期的に更新されるような構成でもよい。あるいは、インターネットとは非接続の場合であっても、所定の記憶媒体を経由して更新可能な構成としてもよい。一例を挙げると、更新データが含まれるメモリカードを、コントローラ４と接続された情報処理装置本体２に読み込ませて更新できる構成としてもよい。

【0078】

また、コントローラ制御部４１にプリセットライブラリを記憶する構成の他、これに代えて、あるいは、これに加えて、システムソフトウェアあるいはアプリケーション内部でプリセットを定義するような構成を採用してもよい。

【0079】

次に、上記アプリケーション、システムソフトウェア、およびコントローラ４と、上記ＭＲＦの粘性制御を行う主体との関係について説明する。本実施形態は、主に上記ＭＲＦユニットを用いたコントローラ４の制御、換言すれば、ＭＲＦの粘性の制御に関するものである。この粘性を主体的に制御（指定・生成）する箇所として、本実施形態では、アプリケーションの場合、システムソフトウェアの場合、コントローラ４の場合という３つのパターンを想定している。換言すれば、ＭＲＦの粘性制御方式として、主にアプリケーション主体で制御する場合、システムソフトウェア主体で制御する場合、コントローラ４が主体で制御する場合という３つのパターンを利用することができる。

【0080】

なお、このような複数の制御パターンを想定している理由の一つは、情報処理装置本体２とコントローラ４との間の通信速度と、情報処理装置本体２において実行されるアプリケーションの実行速度との差（換言すれば応答性能の差）を考慮したためである。これらの速度は、「アナログスティック４２とコントローラ制御部４１との通信速度＞情報処理装置本体２とコントローラ制御部４１との間の通信速度＞アプリケーションの処理速度」という関係になることがある。本実施形態では、例えば、アナログスティック４２とコントローラ制御部４１との通信速度が１ｋＨｚ、情報処理装置本体２とコントローラ制御部４１との間の通信速度が２００Ｈｚである場合を想定する。また、アプリケーションの処理速度について、６０Ｈｚで動作する場合を想定する。このような速度関係で考えると、コントローラ側の動作の周期のほうが、アプリケーションの動作周期よりも速い、という関係となる。そのため、アプリケーション側が主体となってＭＲＦの粘性を出力する場合、その出力がコントローラ制御部４１に到達する周期が、コントローラ制御部４１がアナログスティック４２の位置を取得する周期よりも遅くなると考えられる。この点、特にアナログスティック４２の位置に直接的に応じて粘性を変化させるような制御を行う場合は、応答性が高いほうが、より速やかな粘性変化を実現でき、感触提示の表現の幅も広がると考えられる。例えば、急な感触変化や、エッジのような感触表現が可能となる。この観点からは、アプリケーションをできるだけ介さない制御手法のほうが望ましいとも言える。その一方で、コントローラ制御部４１に搭載されるメモリ容量は一般にあまり大きくないことから、上記のようなプリセットを記憶できる数もある程度限られることが想定される。この点、アプリケーション側が主体となる制御のほうが、多様なプリセットを用いることができる可能性がある。あるいは、プリセットに頼らずに粘性パラメータを生成等することで、より細やかに粘性パラメータを出力でき、粘性制御の自由度が高いという側面もある。特に、アナログスティック４２の位置に直接的に基づかずに粘性制御を行うような場合は、それほど高い応答性がなくてもよい場合もある。そのため、本実施形態では、開発するアプリケーションの内容やユースケース等に応じて、開発者が上記制御パターンを使い分けることも可能としている。

【0081】

以下、上記各種の制御パターンの概要について説明する。

【0082】

［アプリケーションで制御する場合］
まず、アプリケーションが主体的に制御する場合（以下、制御パターンＡと呼ぶ）について説明する。ここでは一例として、アプリケーションが、アプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性パラメータを出力するという制御を説明する。この場合の制御の流れの一例としては、図１３で示す流れとなる。まず、（Ａ１）コントローラ制御部４１はアナログスティック４２から電圧値を受け取る。次に、（Ａ２）コントローラ制御部４１は、これに基づきアナログスティック４２の位置や変位速度を算出し、システムソフトウェアに転送する。更に、（Ａ３）システムソフトウェアは、このアナログスティック４２の位置や変位速度をアプリケーションに出力する。これにより、アプリケーション側では、アナログスティック４２の位置や変位速度を知ることができる。次に、（Ａ４）アプリケーション側において、上記システムソフトウェアから出力されたアナログスティック４２の位置や変位速度を反映したアプリケーション処理を行い、その結果を踏まえたアプリケーションの実行状態に基づいて、上記粘性パラメータを生成してシステムソフトウェアに転送する。このアプリケーションの実行状態とは、例えば、仮想空間内における仮想オブジェクトの位置や、当該仮想オブジェクトの状態、アプリケーションの進行状況が所定の場面であるか、等である。次に、（Ａ５）システムソフトウェアは、当該粘性パラメータをコントローラ制御部４１に転送する。そして、（Ａ６）コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニット出力する。このように、当該制御パターンでは、アプリケーションの状態に直接的に基づき、アプリケーションが粘性制御パラメータを主体的に出力する制御となっている。

【0083】

なお、アプリケーションは、粘性パラメータを生成して出力する構成でもよいし、所定のプリセットが記憶された粘性ライブラリをアプリケーション側で用意する構成でもよい。後者の場合、プリセットが、アナログスティックの位置や変位速度の情報を持たず、単に粘性パタメータだけを有するデータ構成であれば、このライブラリの中から所定のプリセット番号を指定し、当該プリセット番号に対応する粘性パラメータを取得して出力してもよい。プリセットがアプリケーション状態等のデータと粘性パラメータとを対応づけるデータ構成である場合には、プリセット番号とアプリケーション状態等のデータとに基づいて粘性パラメータが取得されてもよい。

【0084】

また、上記の例では、アプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性パラメータを出力する構成となっているが、アナログスティックの位置に直接的に基づいて粘性パラメータを出力する構成としてもよい。この場合、アナログスティックの位置はアプリケーション側に送信され、当該アナログスティックの位置に直接的に基づいて粘性パラメータを生成すればよい。そして、当該生成した粘性パラメータをコントローラ制御部４１に出力すればよい。

【0085】

［コントローラで制御する場合について］
次に、コントローラ４が主体的に制御する場合について説明する。本実施例では、一例として、上述したようなコントローラ制御部４１に記憶されているプリセットライブラリを利用する制御となっている。制御の流れの一例としては、図１４に示すような制御の流れがある（以下、この制御のことを制御パターンＢと呼ぶ）。まず、（Ｂ１）アプリケーションは、所定のプリセット番号を指定してシステムソフトウェアに転送する。（Ｂ２）システムソフトウェアは、このプリセット番号をコントローラ制御部４１に転送する。（Ｂ３）コントローラ制御部４１は、この時点におけるアナログスティック４２からの電圧値に基づき、アナログスティック４２の位置や変位速度を算出する。（Ｂ４）次に、コントローラ制御部４１は、上記プリセット番号に対応するプリセットをプリセットライブラリから取得する。そして、当該プリセットの定義内容と当該算出したアナログスティック４２の位置および／または変位速度とに基づいて、粘性パラメータを取得する。そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニットに出力する。このように、アプリケーションからはプリセット番号を指定するだけで、コントローラ４内部で対応するプリセットに基づく粘性制御が行われる。

【0086】

また、コントローラ４が主体的に制御する場合の他の例として、図１５で示すような制御を行ってもよい（以下、この制御のことを制御パターンＣと呼ぶ）。これは、アプリケーションとは無関係にＭＲＦの粘性を制御するような場面を想定するものである。例えば、ユーザの好みの粘性に設定可能とする場合である。この場合は、例えば情報処理装置本体２の「設定メニュー」からユーザが任意の粘性を指定し、その指定内容をプリセットとして記憶しておくようにすればよい。そして、常時、あるいは適切な場面で、当該プリセットに応じた粘性制御を行えばよい。図１５でいうと、上記プリセットの設定が終わっていることを前提として、まず、（Ｃ１）システムソフトウェアで上記記憶されたプリセット番号をコントローラ制御部４１に転送する。次に、（Ｃ２）コントローラ制御部４１は、この時点におけるアナログスティック４２からの電圧値に基づき、アナログスティック４２の位置や変位速度を算出する。次に、（Ｃ３）コントローラ制御部４１は、上記プリセット番号と当該算出したアナログスティック４２の位置や変位速度とに基づき、粘性パラメータを生成する。そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニットに出力する。これにより、アプリケーションとは無関係にアナログスティック４２の粘性を制御できる。

【0087】

なお、上記制御例ではアナログスティック４２の位置等を用いる例を挙げたが、他の実施形態では、当該位置等を用いない制御を行ってもよい。例えば、アナログスティック４２の位置（を示す情報）は用いず、アナログスティック４２の可動範囲の全域にわたって均一に所定の粘性となるような制御を行ってもよい。つまり、常時所定の粘性がかかっているような制御を行ってもよい。

【0088】

［システムで制御する場合について］
次に、システムソフトウェアが主体的に制御する場合（以下、制御パターンＤと呼ぶ）について説明する。上記のように、本実施形態ではコントローラ制御部４１にプリセットライブラリを記憶する構成であるが、一般に、コントローラ制御部４１に搭載されるメモリの記憶容量はある程度限られた容量である。そのため、プリセットライブラリとして記憶される粘性制御のパターンもある程度限られたものとなってしまうことも考えられる。そのため、ある程度の応答性を確保しつつも、粘性制御による感触の表現として、プリセットライブラリのものより多くの表現を可能とするために、システムソフトウェアで制御するというパターンも利用可能としている。この場合の制御の流れの一例としては、図１６のような流れが考えられる。まず、（Ｄ１）アプリケーションからシステムソフトウェアに、上述した可動域情報を転送する。（Ｄ２）コントローラ制御部４１はアナログスティック４２から電圧値を受け取る。（Ｄ３）更に、コントローラ制御部４１は、これに基づきアナログスティック４２の位置や変位速度を算出し、システムソフトウェアに転送する。（Ｄ４）システムソフトウェアは、上記可動域情報とアナログスティック４２の位置や変位速度に基づき、上記粘性パラメータを生成してコントローラ制御部４１に転送する。（Ｄ５）そして、コントローラ制御部４１は、当該粘性パラメータに基づく電圧指令値をＭＲＦユニット出力する。換言すれば、図１６の（Ｄ２）～（Ｄ５）の流れがループしており、このループに対してアプリケーションが可動域情報を任意のタイミングで送り込む、というような流れであるとも言える。

【0089】

本実施形態では、このような複数の制御パターンを利用可能とすることで、アプリケーション開発者の利便性を高めることができる。なお、これらの制御パターンは一例であり、アプリケーションのユースケースに応じて他の制御手法を用いることも可能である。

【0090】

［制御パターン使い分けの一例］
上記のような制御パターンの使い分けの一例として、「アナログスティック４２の位置に直接的に応じた粘性制御」と、「アナログスティック４２の位置に直接的には応じない粘性制御」とを使い分ける例を説明する。これは、アナログスティック４２の位置に直接的に応じた粘性制御をするか否かによって、より適切な制御を用いるというものである。例えば、仮想空間内で仮想オブジェクトを移動させることが可能なアプリケーションを想定する。このようなアプリケーションにおいて、仮想オブジェクトを移動させるにあたって、仮想空間内における当該仮想オブジェクトの場所に応じて上記粘性が変化する、という制御を行うことができる。この制御は、上記のアナログスティック４２の位置に直接的には応じない粘性制御となる。一例を挙げると、アナログスティック４２で仮想オブジェクトを操作できるアプリケーションにおいて、仮想オブジェクトの仮想空間内の位置に応じてアナログスティック４２の粘性を高める、という場合が考えられる。この場合は、アナログスティック４２の位置に基づいて仮想オブジェクトを移動できるものであるが、しかし、このアナログスティック４２の位置に直接的に基づいて粘性を制御するものではない。あくまで、「仮想空間内の仮想オブジェクトの位置」、換言すればアプリケーションの実行状態に直接的に基づいて粘性を制御するということになる。そのため、このような場合は、アプリケーション側が主体的に粘性パラメータを出力する制御を行う。この粘性パラメータの取得・出力手法については、アプリケーションのコード内で粘性パラメータを生成してもよいし、粘性パラメータのプリセットをアプリケーション内においてライブラリとして備える構成でもよい。後者の場合は、例えば仮想空間内の地形に応じたプリセットを用意して、仮想オブジェクトの位置に基づいて所定のプリセットを指定すればよい。このように、アプリケーション側が主体的に粘性パラメータを用意して出力する場合、ユーザに与える感触の表現の幅を広げることができる。

【0091】

一方、上記アプリケーションにおける所定の場面（一例として、例えば仮想オブジェクトを移動させる場面ではない場面）において、アナログスティック４２の位置に直接的に応じて粘性制御を行いたい場合は、コントローラ制御部４１が主体となって粘性制御することができる。

【0092】

以下、上述のような構成や制御パターンをベースとした、様々な制御例について説明する。

【0093】

［第１の実施例］
まず、本実施形態における第１の実施例について説明する。当該実施例は、上記ＭＲＦを用いるアナログスティックの制御において、「様々な感触の提示」と「アナログスティックに指が触れていない際の初期位置復帰」とを両立させることを主眼とした制御の例である。

【0094】

［第１の実施例にかかる制御の原理について］
まず、第１の実施例における制御の原理について説明する。一般的に、ユーザが求めるであろうアナログスティック４２の操作感として、アナログスティック４２から手や指を離したときには、アナログスティック４２の位置が初期位置（初期状態）に復帰して欲しい、という操作感が考えられる。この点、上述のようなＭＲＦをアナログスティック４２に用いた場合、ＭＲＦの粘性を高めることで、ユーザに様々な感触を提示できる。その反面、粘性がある程度高い状態の場合、アナログスティック４２から手や指を離したときでも、ＭＲＦがブレーキのような役割を果たす結果、アナログスティック４２が傾いたまま初期位置に戻らない、あるいは、戻るとしても非常に遅くなる、ということが考えられる。そのため、ユーザがアナログスティック４２に求めるであろう操作感が提供できない可能性がある。この点に関し、その解決策として、ＭＲＦによる抵抗力を小さくするか、あるいは復帰力自体を大きくすることが考えられる。しかし、抵抗力を小さくすると、当該抵抗力によって実現可能なユーザ体験やアプリケーションにおける表現が制約されることになってしまう。そこで第１の実施例では、上記ＭＲＦに与える電流の制御について以下に説明するような制御を行うことで、ＭＲＦを利用した感触の提示と初期位置復帰動作との両立を図っている。

【0095】

図１７は、第１の実施例における制御を説明するためのタイミングチャートである。図１７では、縦軸が振幅（電流量）、横軸が時間を示す。図１７において、Ｐ１は振幅を示し、Ｐ２は周期（周波数）を示す。また、Ｐ３は、１周期の中で電流を流す時間（換言すれば、電圧を印加する時間、以下、印加時間と呼ぶ）を示す。本実施形態では、周期Ｐ２、印加時間Ｐ３については、１ミリ秒単位で制御可能であるとする。また、振幅Ｐ１、周期Ｐ２、および印加時間Ｐ３は、上述した「粘性パラメータ」に相当するものである。なお、印加時間Ｐ３に関しては、時間を指定する制御の他、デューティ比（Ｄｕｔｙ）を指定することで制御してもよい。すなわち、デューティ比をパラメータとして制御することで、結果的に、印加時間が制御されるようにしてもよい。この場合も、印加時間を制御していると言える。他のパラメータも同様であり、結果的に対象のパラメータが制御されていれば、その具体的手法や演算に用いられる各種パラメータは適宜採用されてよい。

【0096】

ここで、振幅Ｐ１の値としては、ＭＲＦの粘性が、上記復帰力付加部による復帰力よりも大きくなるような大きさの値であるとする。つまり、アナログスティック４２から指を離しても傾いたままの状態となるような値であるとする。そして、第１の実施例では、ある周期において、最初に印加時間Ｐ３で示される時間だけＰ１で示される強さの電流を流し、それ以降は電流を流さない、という制御を行っている。その結果、印加時間Ｐ３で示される期間は、ＭＲＦの粘性は、指を離してもアナログスティック４２が自律的に初期位置に復帰しないような状態（以下、高粘性状態と呼ぶ）となる。なお、ここでいう「初期位置に復帰しない」とは、基本的には指をアナログスティック４２から離しても、アナログスティック４２が動かないような状態を指す。但し、これに限らず、他の実施形態では、高粘性状態は、初期位置に向けて自律的に移動はしているが、その移動速度が非常に遅い、という状態であってもよい。例えば、高粘性状態ではないときは、指を離してから１秒もかからずに初期位置に復帰するが、高粘性状態の場合は、移動速度が遅いため、初期位置に復帰するまで５秒、あるいは１０秒かかる、というような状態が考えられる。

【0097】

一方、Ｐ３以外の期間は、電圧を印加しない（電流を流さない）ようにするため、ＭＲＦの粘性も低下し、上記復帰力がＭＲＦの粘性による抵抗力を上回り、アナログスティックが自律的に初期位置に向けて復帰し得る状態となる（以下、この状態を低粘性状態と呼ぶ）。このように、第１の実施例では、１周期の中において高粘性状態と低粘性状態とを設けることにより、アナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間を用意するものである。このような周期を繰り返すことで、高粘性状態と低粘性状態が周期的に交互に変化することになる。その結果、短期的にアナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間が作りだされることになり、この期間中にアナログスティック４２を初期位置に復帰させることが可能となる。これにより、高粘性状態を用いた感触提示を実現しつつ、低粘性状態の期間となったタイミングで自律的な初期位置復帰も行い得るようにし、ユーザに違和感を与えないようにしながらこれらの操作感を両立している。

【0098】

ここで、上記低粘性状態である期間があまりにも短いと、アナログスティック４２の初期位置への復帰動作が実質的に開始されないことが考えられる。そのため、第１の実施例では、低粘性状態である期間として、当該復帰動作の実質的な開始が担保されるような所定期間以上の長さが設定される。

【0099】

また、上記低粘性状態に関して、上記の例では電圧を印加しない場合を例示しているが、他の実施例では、上記低粘性状態の期間でも、アナログスティック４２の初期位置復帰動作を阻害しない程度の電圧を印加してもよい。

【0100】

また、上記高粘性状態および低粘性状態を実現するための粘性パラメータの具体的な値については、上述したようなプリセットとしてコントローラ制御部４１に記憶する構成としてもよい。あるいは、コントローラ制御部４１に記憶させる構成に限らず、システムソフトウェアでこのようなプリセットをもたせる構成でもよい。更には、アプリケーション側でこのようなプリセットを定義し、アプリケーションプログラムの一部としてもたせるような構成としてもよい。このように高粘性状態および低粘性状態をプリセットとして予め定義することで、容易に高粘性状態および低粘性状態の指定ができるようになり、開発者の負担を軽減することが可能となる。

【0101】

次に、上記の高粘性状態と低粘性状態を利用する他の制御例について、いくつか説明する。

【0102】

まず、アプリケーションから粘度状態を指定し、これに応じてシステムソフトウェアで粘度パラメータを生成する、という制御例を説明する。この例では、まず、アプリケーションから、振幅Ｐ１および周期Ｐ２が粘度情報としてシステムソフトウェアに出力される。システムソフトウェアでは、当該振幅Ｐ１および周期Ｐ２に基づいて、印加時間Ｐ３を算出する。この算出において、システムソフトウェアは、当該振幅Ｐ１および周期Ｐ２が上記高粘性状態に該当するようにしつつ、アナログスティック４２が初期位置に戻り得る期間（上記低粘性状態）が確保できるように、印加時間Ｐ３を算出する。例えば、システムソフトウェアは、振幅Ｐ１および周期Ｐ２と、これらに応じた適切な印加時間Ｐ３の値とが対応づけられたデータを有する構成とする。そして、アプリケーションから上記粘度情報を受け取ると、当該データを参照して、適切な印加時間Ｐ３を決定する。あるいは、印加時間Ｐ３の決定手法として、所定のアルゴリズムを用いて算出するようにしてもよい。そして、システムソフトウェアは、当該決定した印加時間Ｐ３と上記アプリケーションからの振幅Ｐ１および周期Ｐ２を上記粘性パラメータとしてコントローラ制御部４１に出力する。このような制御で、上記粘性パラメータを構成する３つの成分全てをプリセットとして記憶する場合よりは、データサイズや記憶容量を削減することが可能である。

【0103】

次に、他の制御例として、上記復帰力付加部による復帰力に応じてＭＲＦの粘性を調整する（粘性パラメータを補正する）という制御について説明する。これは、コントローラ４の個体差による復帰力の違いを考慮したものである。より具体的には、この制御では、所定の手法で復帰力の強さ・性能等を示す復帰力パラメータが取得される。そして、当該復帰力パラメータに応じて、上記粘性パラメータの内容を補正する、という制御を想定する。このような制御を行う場合は、まず、上記復帰力パラメータを取得する必要がある。この復帰力パラメータの取得手法としては、以下のようなものが考えられる。まず、コントローラ４等に、上記復帰力を直接的に計測するセンサを設けることが考えられる。また、他の手法としては、例えば、ユーザに対して、アナログスティック４２を可動限界位置、例えば右端いっぱいまで傾けてから指を離す操作を行わせ、指を離した後、初期位置に戻るまでの復帰時間を計測する手法も考えられる。この場合は、この復帰時間をそのまま復帰力パラメータとして用いてもよいし、当該復帰時間に基づいて別途復帰力パラメータを算出してもよい。

【0104】

また、本実施形態では、上記復帰力付加部としてコイルばね等の弾性体を有する例を挙げているところ、アナログスティック４２の位置に応じたコイルばねのトルクを上記復帰力パラメータとして用いる構成としてもよい。すなわち、アナログスティック４２の現在位置の応じたコイルばねのトルクを所定の手法で算出し、これを復帰力パラメータとして上記粘性パラメータの内容を補正する制御を行ってもよい。

【0105】

また、上記復帰力パラメータの代わりに、アナログスティック４２の位置を用いる制御を行ってもよい。すなわち、上記高粘性状態または低粘性状態を実現する上記粘性パラメータの内容をアナログスティック４２の位置に応じて調整してもよい。また、上記高粘性状態または低粘性状態である期間をアナログスティック４２の位置に応じて変化させる制御を行ってもよい。

【0106】

次に、他の制御例として、復帰力が小さいときには、復帰力が大きいときよりも、以下の制御のうち少なくとも一つの制御を行ってもよい。
（１）高粘性状態における粘性を低くする制御
（２）高粘性状態である期間を短くする制御
（３）低粘性状態における粘性を低くする制御（低粘性状態でもある程度電圧かけている場合を想定）
（４）低粘性状態である期間がより長くなるようにする制御
いずれの制御も、復帰力が小さい場合、初期位置に戻りやすくする制御を行うものとなっている。例えば、復帰力が小さくなるほど高粘性状態における粘性を低くする制御等が想定される。

【0107】

また、更に他の制御例として、上記復帰力パラメータで示される復帰力が所定の基準値よりも小さい場合に、復帰力が弱まっていると判定して、初期位置に戻りやすくする制御を行ってもよい。

【0108】

次に、上記復帰力パラメータの具体的な補正例を説明する。第１の実施例では、例えば、まず、アプリケーションやシステムソフトウェアからコントローラ制御部４１に上記粘性パラメータが渡される。次に、コントローラ制御部４１は、この粘性パラメータに対し、上記振幅Ｐ１および／または印加時間Ｐ３を上記復帰力パラメータに応じて補正する。そして、補正後の粘性パラメータを用いて粘性制御を行う。このような補正によって、上記復帰力に応じたＭＲＦの粘性の調整を行うものである。ここで、粘性パラメータの補正に関して、コントローラ制御部４１は、周期Ｐ２を変化させるという補正も可能ではある。しかし、周期Ｐ２を変化させて粘性を変化させた場合、ユーザに与える感触の変化が大きくなり、逆に違和感を与える可能性がある。そのため、本例では、周期Ｐ２については一定のものとして、振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３を変化させることで、粘性の調整を行う。なお、当該周期の「一定」に関しては、厳密な意味での一定でなくてもよく、実質的に一定と言える程度であれば、周期に若干のブレや変動幅があってもかまわない。

【0109】

上記振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３の変化内容に関して、第１の実施例では、具体的には、振幅Ｐ１は大きくし、印加時間Ｐ３は一定または減少させる、という制御を行う。これは、粘性を高めたい場合に、もし印加時間Ｐ３だけ大きくする制御を行うと、低粘性状態の期間が短くなり、初期位置復帰動作が起こりにくくなる可能性がある。そこで、印加時間Ｐ３ではなく振幅Ｐ１のほうを大きくすることで粘性を高めるものである。この場合、印加時間Ｐ３は変化させない（一定のまま）ようにしてもよいし、減少させることで低粘性状態の期間をより長く確保するようにしてもよい。

【0110】

なお、上記復帰力に応じた粘性パラメータの調整を行う主体としては、コントローラ制御部４１を想定したものを例示したが、他の実施例では、システムソフトウェアまたはアプリケーション側で同様の処理を行うよう構成してもよい。

【0111】

このように、第１の実施例では、高粘性状態と低粘性状態を周期的に交互に変化させている。その結果、短期的にアナログスティック４２が初期位置に復帰するための期間を作りだし、この期間中にアナログスティック４２を初期位置に復帰させることが可能となる。これにより、アナログスティック４２の操作感に関して、高粘性状態を用いた感触提示と、低粘性状態を利用した初期位置復帰動作とを両立している。

【0112】

［第２の実施例］
次に、第２の実施例について説明する。当該実施例は、主に、アナログスティック４２の変位方向と、上記復帰力付加部による復帰力との関係を考慮した制御の例である。より具体的には、アナログスティック４２の変位方向に関わらず、ユーザが指先に感じる抵抗感を一定にするような制御を行う例である。

【0113】

第２の実施例における制御の原理について説明する。まず、アナログスティック４２の位置が初期位置に向かって変位する場合と、初期位置からみて外側に向かって変位する場合とを想定すると、スティックの変位方向に対する復帰力の向きが異なる場合がある。そのため、ある（一定の）トルクを指先に感じさせるには、アナログスティック４２の位置や変位方向に応じて復帰力付加部による復帰力の影響を加味し、ＭＲＦの粘性を補正する必要がある。一例として、アナログスティック４２をその可動範囲の左端から右端にまっすぐの軌跡で変位させる場合を想定する。図１８は、可動範囲内でアナログスティック４２を左端から右端に変位させた場合の軌跡を示す模式図である。また、図１９は、後述する本実施形態における制御を行わない場合に、補正後のトルクがどのようになるのかを模式的に示す図である。また、図２０は、本実施形態における制御を行った場合は、補正後のトルクがどのようになるのかを模式的に示す図である。

【0114】

ここで、図１９、図２０において、「スティック位置の変位」はアナログスティックの位置の変位を示し、「ユーザの指の動き」は、実際のユーザの指の動きを示している。そして、図１９、図２０では、両者が同じ方向を向いていることを示している。「トルク」は上記復帰力の一例として示しており、例えば、上記のようにバネなどによって生じる定数である。「ＭＲＦトルク」は、ＭＲＦによる抵抗力を示す。「補正後トルク」は、（バネ等による）上記「トルク」を上記「ＭＲＦトルク」によって補正した値を示す。なお、図１９の矢印内の括弧付きの数値は、説明をわかりやすくするために例示した各トルクの「値」である（図２０も同様である）。また、当該トルクの値に関して、図１９では、アナログスティックが左端から初期位置へ移動する場合と、初期位置から右端へ移動する場合とで同じ数値を用いているが、これはあくまで例示であり、実際のユーザ操作においては別の変数・要素が介在し得るため、異なる数値となってもよい。

【0115】

まず図１９について説明する。図１９で示されるように、アナログスティック４２（およびユーザの指）の変位方向は、右向きの方向となる。そのため、ＭＲＦトルクは、基本的に、左向きの抵抗力となる。このような状況を前提にすると、まず、左端から初期位置までの間は、トルクは右向きの力となり、初期位置から右端までの間では、トルクは左向きの力になる。ここで、アナログスティック４２の位置が左端から右端に移動するまでの間、ＭＲＦの粘性を変化させない（一定である）場合を想定する。この場合に、ＭＲＦトルクによって補正する値を調整しないとすると、補正後のトルク量が大きく変わってしまう可能性がある。図１９の例で言うと、当該調整無しだと、左端から初期位置までの間は、右向きで「３」の力のトルクが左向きで「２」の力のＭＲＦトルクで相殺され、補正後トルクは左向きで「１」の力となる。その一方で、初期位置から右端までの間は、左向きで「３」の力のトルクに同じ左向きで「２」の力のＭＲＦトルクが加わり、補正後トルクとしては、同じ左向きではあるが、「５」の力となってしまう。つまり、初期位置を境として、（向きの変化はないが）その力が大きく変わってしまうことになる。

【0116】

そこで、第２の実施例では、図２０で示すように、アナログスティック４２の変位方向が初期位置に近づくような方向である場合は、アナログスティック４２の変位方向が初期位置から離れる方向である場合よりも大きな粘性となるような制御を行う。つまり、「初期位置向きの変位時の粘性＞初期位置から離れる変位時の粘性」という関係となるように、ＭＲＦの粘性を制御する。図２０の例では、前者の場合のＭＲＦトルクの値は「７」であり、後者の場合の値は「１」として例示している。この場合、補正後トルクとしては、初期位置に近づく場合、初期位置から離れる場合の双方とも、「４」の力とすることができ、補正後トルクが大きく変化してしまうことを防ぐことができる。このような制御を行うことで、アナログスティック４２の変位方向に関わらず補正後トルクを（ほぼ）一定とすることができる。図２０の例で言うと、アナログスティック４２を左端から右端にまっすぐ変位させた場合でも、この期間中にユーザの指に感じられるトルクとして、ほぼ一定のトルクを提示できる。

【0117】

ここで、第２の実施例で用いる上記アナログスティック４２では、Ｘ軸とＹ軸とで別々にＭＲＦユニットを有する構成としている。そのため、Ｘ軸とＹ軸とで別々に粘性制御を行い、あるトルクを出すことができる。その一方で、アナログスティック４２のトルク（粘性）は基本的にはＸ軸およびＹ軸の粘性の合算でユーザに提示される。このとき、各軸で算出されたトルクをそのまま利用して合算すると、トルクが強すぎてしまう可能性がある。そのため、第２の実施例では、あるトルクを出したい場合は、アナログスティック４２の移動方向を考慮してＸ軸およびＹ軸の各方向のトルクを計算する。例えば、アナログスティック４２の移動方向が右斜め上４５度の方向に移動中である場合を想定する。この場合、目標とする（トルクの）力をｆとし、移動方向をθとすると、Ｘ軸のトルクｘは、“ｘ＝ｆｃｏｓθ“で算出され、Ｙ軸のトルクｙは、”ｙ＝ｆｓｉｎθ“で算出される。その結果、この場合は、Ｘ軸Ｙ軸のそれぞれに、目標とする（トルクの）力を１／√２倍したものを出力する、ということになる。このような制御を行うことで、より適切なトルクを出すことが可能となる。なお、これはＸ軸とＹ軸とで別々にトルクを算出する構成を採っているためであり、他の実施例で、もし上記ＭＲＦユニット（に相当する要素）が１つだけであるような場合は、必ずしも上記のような制御が必要というわけではない。

【0118】

また、第２の実施例では、上記の移動方向に着目した制御に加え、更に次のような観点による制御も行う。上記復帰力付加部が弾性体である場合、その復帰力については、初期位置から遠いほど大きくなり、初期位置に近いほど小さくなると考えられる。そのため、第２の実施例では、上記の制御に加え、初期位置からの距離が近いときよりも遠いときのほうがＭＲＦの粘性が大きくなるような制御も行う。このような初期位置からの距離を考慮して、ＭＲＦの粘性の大きさを上記ＭＲＦトルクの矢印の太さで示すと、図２１のような関係となる。図２１では、トルクについては、初期位置から遠いほど大きくなり、初期位置に近いほど小さくなることを示している。また、ＭＲＦトルクについては、左端から初期位置の間については、初期位置からから遠ざかるほど大きくなることを示している。初期位置から右端の間については、逆に初期位置に近いほど大きくなることを示している。そして、上記のようなトルクを上記アナログスティック４２の位置に応じて変化するＭＲＦトルクの大きさに応じた値となるよう補正することで、一定量となる補正後トルクが算出されることになる。

【0119】

なお、上記変位方向の検出手法に関しては、例えば、コントローラ制御部４１が上記アナログスティック４２の現在の位置と直前に検出された位置との変化を比較することで変位方向を算出するソフトウェア的な手法を用いてもよい。また、感圧センサ等の、変位方向が検出可能な所定のセンサを更にコントローラ４に実装して、その検出結果を利用するという、ハードウェア的な手法を用いてもよい。

【0120】

また、上記復帰力パラメータの補正に関して、第２の実施例では、上記振幅Ｐ１および／または印加時間Ｐ３を補正するものとする。つまり、上記第１の実施例と同様に、周期Ｐ２については一定のものとして、振幅Ｐ１または印加時間Ｐ３を変化させることで、粘性の調整を行う。上述のように、周期Ｐ２を変化させて粘性を変化させた場合、ユーザに与える感触の変化が大きくなりすぎる可能性があるためである。

【0121】

ここで、当該第２の実施例で示す制御は、基本的にはコントローラ４が主体となる。すなわち、上記図１４～図１５で示したような制御パターンＢまたはＣにおいて、コントローラ制御部４１がスティック部４０１の変位方向を検出する（図１４の（Ｂ３）、図１５の（Ｃ２））。そして、コントローラ制御部４１は、当該検出した方向に基づいて、アプリケーションまたはシステムソフトウェアから転送された粘性パラメータに対し、トルクに一定感が得られるように補正を行って、ＭＲＦの粘性を制御する（図１４の（Ｂ４）、図１５の（Ｃ３））。なお、コントローラ４を制御主体とするのは、このような変位方向を加味した粘性制御を行う場合は、上述したような処理速度の違いの観点から、より高い応答性が要求されると考えられるためである。

【0122】

また、上述したように、コントローラ制御部４１には、プリセットライブラリが記憶される。そのため、アプリケーションまたはシステムソフトウェア側から見ると、粘性パラメータを直接的に指定する他、当該プリセットライブラリに登録されているプリセット番号を指定してコントローラ制御部４１に転送する、という制御を行うことも可能である。この場合、コントローラ制御部４１は、指定されたプリセット番号に対応する粘性パラメータをプリセットライブラリから読み出し、この粘性パラメータに対して上記のような変位方向や復帰力に応じた補正を行う。そして、補正後の粘性パラメータを用いてＭＲＦの粘性を制御することになる。

【0123】

このように、第２の実施例では、アナログスティック４２の変位方向と、上記復帰力付加部による復帰力との関係とを考慮した制御を行っている。これにより、アナログスティック４２の変位方向に関わらず、ユーザが感じる抵抗力のばらつきを抑制し、ユーザが感じるトルクをほぼ一定にすることができる。

【0124】

［変形例］
なお、上記第１の実施例に関して、Ｘ軸とＹ軸の２軸（２次元）の方向変化が検出可能なアナログスティック４２にＭＲＦを適用する例を挙げたが、この他、同じく２次元の方向変化が検出可能なスライドスティックに上記構成を適用することも可能である。また、他の実施例では、このような２軸の入力が可能なデバイスに限らず、１軸（１次元）での方向変化が可能な入力デバイスに上記のような構成を適用してもよい。例えば、所定の１軸周りに回転するダイヤル式の操作子に上記のようなＭＲＦユニットに相当する要素を適用してもよい。この場合は、粘性変化により回転のしやすさについて影響を与えつつ、初期位置への復帰も実現することができる。あるいは、上記デジタルボタン部４４のような押下式のボタン（これは、上下方向にのみ移動可能であるといえる）に適用してもよい。あるいは、トリガー式のボタンに適用してもよい。この場合は、ボタンの押しやすさ（押圧に対する抵抗感）について、ＭＲＦの粘性による影響を与えることができる。

【0125】

また、その他、ＸＹＺの３軸（３次元）での方向変化が可能な入力デバイスについても上記ＭＲＦを適用し、第１の実施例で示したような制御を行ってもよい。

【0126】

また、上記第１の実施例に関して、高粘性状態として、指を離してもアナログスティック４２が実質的に初期位置に自律的に復帰しないような状態を想定した例を説明した。他の実施例では、初期位置に自律的に復帰するか否かにかかわらず、上記低粘性状態のときよりも大きな電流がかけられた状態としてもよい。例えば、高粘性状態でも低粘性状態でも自律的な初期位置復帰動作は行われ得るが、初期位置に戻る速度に差異がある、という構成としてもよい。すなわち、高粘性状態のときより低粘性状態のときのほうが、初期位置復帰速度が速くなる、というような構成である。

【0127】

また、上述したアナログスティック４２において、上記ＭＲＦユニットの位置は一例であって、上述のものに限らない。例えばスティック部４０１が直接ＭＲＦに接するような構成を採用してもよいし、その他、スティック部４０１の動きやすさに影響を与えることが可能であれば、どのような位置に設けてもよい。

【0128】

また、上述した粘性パラメータの補正に関しては、コントローラの種別やユーザの好みに応じて、指定された粘性パラメータをシステムソフトウェアやコントローラ制御部において最終的に補正するような構成としてもよい。例えば、指定された粘性パラメータ（のうちの１成分、例えば振幅）を１．２倍にする補正を行う、という制御を行ってもよい。このような補正倍率は、コントローラ種別に基づき算出されたり予め設定されたりしてもよい。あるいは、ユーザの指定内容に基づいて決定されてもよい。

【0129】

また、上記第１の実施例に関して、上記の例ではＭＲＦの状態制御として高粘性状態および低粘性状態の２つの粘性状態を周期的に交互に変化させる制御の例を挙げた。この制御については、３つ以上の粘性状態を用いる制御を行ってもよい。例えば、それぞれ粘性の異なる状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃとが所定の順番で周期的に変化するような制御を行ってもよい。

【0130】

また、上記の例では、情報処理装置本体２とモニタ３とコントローラ４が別々の構成である情報処理システムを例示したが、この他、情報処理装置本体と所定の表示部とアナログスティックやボタンとが一体化した携帯型の情報処理装置等にも上記構成や制御は適用可能である。

【符号の説明】

【0131】

１ 情報処理システム
２ 情報処理装置本体
３ モニタ
４ コントローラ
１１ プロセッサ
１２ 記憶部
１３ コントローラ通信部
１４ 映像音声出力部
４１ コントローラ制御部
４２ アナログスティック
４４ デジタルボタン部
４０１ スティック部
４０２ Ｘ軸用駆動部品
４０３ Ｙ軸用駆動部品
４０４ 外郭部
４０５ Ｘ軸用可変抵抗器
４０６ Ｘ軸用ＭＲＦユニット
４０７ Ｙ軸用可変抵抗器
４０８ Ｙ軸用ＭＲＦユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】