专利名称：人体工程学游戏控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及符合人体工程学的游戏控制器。
背景技术：
将游戏控制器(更具体的为方向盘)与个人计算机或游戏系统一起使用是公知的。游戏控制器(诸如方向盘)已被做成圆形的以模仿汽车的方向盘。然而，这种设计并不很好的适合于游戏应用。在地的二维χ-y平面中驾驶轿车的情况下，游戏通常采用第三z维度，该第三z维度需要对游戏控制器的附加表达。此外，在使用游戏控制器来驾驶时，用户一般还需要操纵控制器上的按钮。这些动作利用了较不符合人体工程学的传统方向盘游戏控制器并增加了用户手指、手和/或手臂上的扭伤。
发明内容
本发明一般涉及用于控制视频游戏模拟中的虚拟对象的控制器。该控制器大致是U形的，它包括一对手柄，这对手柄附连于基底连接器并从该基底连接器延伸。手柄的末端可以向下弯曲。这些特征定义了允许多个游戏抓握姿势(从正握(pronated)到反握(supinated))具有对手柄上的控件的自然和容易的访问的末端开口的体系结构。尤其地，可以通过用户的拇指来访问在手柄的上表面上的控件，并且可以通过用户的食指来访问在手柄的下表面上的控件。可以访问这些控件中的每一个，并在维持对控制器的安全抓握的同时维持松弛/放松的手/手腕/手指姿势。在第一示例中，本发明涉及游戏系统中用于控制视频游戏的控制器，该控制器包括基座连接器；附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄；所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合；所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合；该控制器是自立式的，并且适于在向视频游戏传递控制时被握持在用户定义的任何位置。在另一示例中，本发明涉及游戏系统中用于驾驶视频游戏中的虚拟对象的控制器，该控制器包括基座连接器；附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄；所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合；所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合；惯性测量单元，它用于测量所述控制器沿着三个轴的加速度以及绕着这三个轴的俯仰、滚转和偏航，该惯性测量单元允许控制三维机器空间中的虚拟对象；该控制器是自立式的，并且在向视频游戏传递控制时适于被握持在任何用户定义的位置。在又一示例中，本发明涉及游戏系统中用于驾驶视频游戏中的虚拟汽车的控制器，该控制器包括基座连接器；附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄；所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸；所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合；所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合；惯性测量单元，它用于测量所述控制器沿着三个轴的加速度以及绕着这三个轴的俯仰、滚转和偏航，该惯性测量单元允许控制器传送驾驶指令来控制对汽车的驾驶，而不管控制器在用户手中的方向。提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题也不仅限于背景技术中指出的任何或所有缺点的实现。
图I是根据本发明的各实施例的控制器的俯视图。图2是根据本发明的各实施例的控制器的右视图。图3是根据本发明的各实施例的示出了控件的控制器的俯视图。图4是根据本发明的各实施例的控制器的左视图。图5是正通过正握来抓握的控制器的俯视图。图6是正通过反握来抓握的控制器的俯视图，并示出了由各个手腕、手和手指关节形成的角度。图7是正通过正握来抓握的控制器的俯视图，并示出了由各个手腕、手和手指关节形成的角度。图8是正通过反握来抓握的控制器的侧视图，并示出了由各个手腕、手和手指关节形成的角度。图9是示出了内部和外部组件(诸如，震动马达和灯)的控制器的俯视图。图9A是示出了诸如换挡拨片的其他致动器的控制器的其他示例的俯视图。图10是示例性游戏与媒体系统的立体图。图11是图10所示的游戏和媒体系统的各组件的示例性功能框图。
具体实施例方式现将参考图1-11来描述本发明的各实施例，这些实施例涉及可用于视频游戏的控制器。在各示例中，控制器可以是大致U形的方向盘，该方向盘包括一对手柄，这对手柄附连于基底连接器并从该基底连接器延伸。手柄的末端可以向下弯曲。手柄的这种设计与向下延伸的末端一起为控制器的人体工程学设计提供了对手柄上的各控件的容易访问，而不管是以正握还是反握的手位置来抓住该控制器的。现参考图1-4，示出了控制器100，该控制器100可用作用于视频游戏仿真的驾驶设备。驾驶设备可用于控制或引导各种交通工具(诸如，虚拟汽车(包括轿车和摩托车)、飞机、船和自行车)中的任何一种。在其他实施例中，控制器100可用于控制所驱动的或所骑的在屏幕上仿真的对象，诸如虚拟滑板、冰鞋、滑雪板和雪橇。控制器100可用于以下参考图10和11更详细解释的游戏系统。在一个示例中，游戏系统可以是Xbox 360 视频游戏系统，但是在其他实施例中控制器100可用于其他游戏系统。现参考图I和2，在一个示例中，控制器可以是具有两个隔开的手柄102和104的独立单元，这两个手柄经由基底连接器106彼此连接。在各实施例中，“独立”指控制器100可以不附连于任何其他设备或者不与任何其他设备物理地耦合的事实。如以下所解释的，控制器100可以与执行视频游戏的计算设备进行无线通信。在其他实施例中，可以存在有线连接。处于手柄102和104之间的中枢110被连接到基座连接器106并从该基座连接器延伸。图I和2示出了在此用于提供控制器100的不同部分相对于彼此的相对方向的x、y和z轴。手柄102、104和基底连接器106 —般可具有大约30mm的圆形直径，但是在其他实施例中该直径可以大于或小于30mm。如下所解释的，手柄102和104具有对于通过用户的手来抓握而言为舒适的人体 工程学设计。在其他实施例中，可以为不同年龄的用户定制手柄102、104的直径，使得针对具有较小手的用户(诸如，儿童)的手柄可小于30mm。在其他实施例中，可以构想，手柄102、104和基底连接器106的截面具有除圆形以外的形状，诸如椭圆形或卵形。手柄102、104可大致彼此平行，并且大致垂直于基底连接器106。应该理解，手柄102和104可以与基底连接器106具有略微倾斜的角度，以便朝向彼此或远离彼此倾斜一些度数(例如，2-5° )。手柄102和104以及基底连接器106可具有中心轴，这些中心轴相对于彼此一般处于x-y平面中的共同平面内。在一个示例中，控制器100可具有96mm的长度I和185mm的宽度w，但是在其他实施例中这些尺寸相对于彼此可以成比例地或不成比例地变化。根据本发明的人体工程学方面，每一个手柄102、104可分别具有笔直部分102a、104a以及弯曲末端部分102b、104b。如示出了手柄104的图2的边缘视图所示，弯曲末端部分104b相对于笔直部分104a向下弯曲。在各实施例中，笔直部分102a、104b可具有大致75mm的长度S，但是在其他实施例中该尺寸可以更短或更长。如图2所示，弯曲部分104b可以与笔直部分104a形成角度α，在各实施例中该角度α可以在45°和15°间的范围内，并且可以是30°。部分102a、102b可以形成相同的角度。应该理解，这些角度α可以是在上述范围之内的其他值，以及在上述的范围之外的其他值。中枢110可以隔在手柄102和104间的中央处。中枢110—般可具有圆柱形(具有在ζ方向上的中心轴)，并经由连接器部分112附连到基底连接器106。控制器100 —般可由耐用、质轻的塑料(诸如，聚碳酸酯)形成。手柄102和104可以由较软的材料(诸如，低硬度的塑料或橡胶)形成，或者包裹着较软的材料。应该理解，在其他实施例中，控制器可以由其他材料来制造。可以向手柄102、手柄104、基底连接器106和中枢110中的至少部分提供中空的空间，以便收纳电源、电子组件和配线。控制器100可以具有按钮、触发器和/或开关形式的若干致动器，以在视频游戏模拟中控制动作。这些致动器可以具有公知的功能，并且在一个示例中可具有与包括在可从华盛顿州雷蒙德市的微软公司得到的Xbox 360_ 游戏控制器中的按钮、触发器和/或开关相同的功能。以下描述的这一示例，但是应该理解，以下示例并非旨在进行限制，因为控制器100的致动器可以在不同的视频游戏模拟中执行各种各样的功能。
在一个示例中，手柄102可以包括安置在该手柄的末端部分102b中的方向垫(D_pad)114。在其他实施例中，D_pad 114可以在手柄104的末端部分104b中。D-pad 114包括执行表面，该执行表面包括十字形的输入垫。在所示的示例中，该输入垫包括四个输入臂。在其他不例中，输入垫可包括多于四个或少于四个输入臂。在一个不例中，D-pad 114允许用户为与D-pad的四个输入臂相对应的四个不同坐标方向(如NSEW (北南东西))提供方向输入控制。在一个示例中，手柄104可以包括安置在该手柄的末端部分104b中的一组输入或动作按钮116。在其他实施例中，输入按钮116可以在手柄102的末端部分102b中。这些输入按钮可以是简单的开关，每一个开关生成具有用于指示用户的选择的二元输出的信号。在其他示例中，输入按钮可以是压敏开关，这些压敏开关基于用户施加在按钮116上的力的大小来生成指示用户的不同级别的选择的信号。取决于视频游戏应用，按钮116可以涉及视频游戏中的虚拟目标获取，并且这些按钮可以激活各种游戏中的武器(用于射击和战斗游戏)。
在中枢110上提供附加的输入按钮120、122，这些按钮可以提供附加的功能，诸如用于开始一应用(开始按钮S)以及导航图形用户界面菜单(后退、前进等)。可以将按钮120、122提供在切换开关上，该切换开关在中枢110的上表面上形成圆环。输入按钮120、122可以提供二元或多级响应信号。控制器100还可以包括手柄102上的触发器126 (图4)以及手柄104上的触发器128 (图2)。可以将触发器126、128安置在控制器100的下侧的相应末端部分102b、104b中。触发器126、128可以是压敏的，但在其他示例中无需是压敏的。取决于视频游戏应用，触发器126和/或128可以是例如油门和刹车(用于动力车游戏)。在其他实施例中，控制器100可以包括用于向视频游戏模拟提供输入的其他致动器。例如，图9A示出了包括安装在中枢110的两侧的换档拨片162和164的控制器100的示例。换档拨片可以向视频游戏模拟提供输入，诸如用于在模式时切换虚拟交通工具的档位。给定设备100的U形和弯曲末端，致动器162、164与该设备的较强的人体工程学保持一致。可以通过食指、中指和/或无名指从致动器162、164的下表面访问这些致动器，同时将该设备保持在松弛且自然的位置。在各实施例中，控制器100还可以包括处于该控制器100的内部的惯性测量单元(IMU) 160 (图9)。图9示出了在中枢110内的MU 160，但是在其他实施例中可将该MU定位在基底连接器106的手柄102、104中的一个中。MU可能够测量加速度和姿态(S卩，俯仰、滚转和偏航)改变的速度。在各实施例中，IMU可以包括加速计和角速度传感器(陀螺仪)的组合，以跟踪用户在六个自由度中正如何移动控制器100。尤其地，三个加速计可被安置为使得它们的测量轴相互垂直，以能够测量三个垂直方向X、y和z上的线性加速度。三个陀螺仪也可被安置在控制器100中，使得它们的测量轴(绕着y轴的俯仰、绕着X轴的滚转、绕着z轴的偏航)相互垂直。IMU所测量的加速度和姿态改变可用于控制虚拟的屏幕上移动对象。在飞行游戏中，可以在三维现实空间中移动控制器，以影响三维机器空间中的受控虚拟飞机的移动。在移动是二维的情况下(诸如，在驾驶游戏中)，第三轴(z轴)检测器还能用于解释控制器100的移动，而不管该控制器100相对于z轴的方向。因此，用户可例如能够使用控制器来驾驶轿车，而不管将该控制器抓握在基本垂直的平面、水平的平面还是这两者之间的任何平面中。如在以下部分中讨论的，控制器100是按人体工程学设计的，以便在这些方向中的任何一个中使用该控制器时都是舒适的。传统的方向盘控制器是圆且平的。根据本发明，控制器具有U形设计，并具有向下弯曲的手柄末端。此外，在手柄的弯曲末端处安置了致动器。这种设计允许对所有控制致动器的容易访问，而不管控制器的方向。已确定，在将手腕腕骨、手掌骨和手指指骨保持在尴尬角度的同时操作游戏控制器可以导致与长时间使用有关的扭伤和破坏。因此，例如，以手腕腕骨和前臂间大于25°的角度来操作控制器可以随时间导致扭伤。以腕骨和手掌骨间大于25°的角度来操作控制器可以随时间导致扭伤。并且，以手掌骨和手指指骨间大于25°的角度来操作控制器可以随时间导致扭伤。控制器100是按人体工程学来设计的，以便较少或防止在这些松弛角度外进行操作，而不管该控制器被保持在正握位置还是反握位置。
图5示出用户130以大致正握的位置(即，一般处于水平或接近水平)拿着控制器100。反之，图6示出用户120以大致反握的位置(即，一般处于垂直或接近垂直)拿着控制器100。图6示出以反握位置拿着控制器100时形成的各个角度。在反握位置中，手腕腕骨形成由穿过点ABC的线所指示的大约0°的角度。已确定，拇指的第一掌骨不应从线ABC张开大于25°，放松而松弛的中心位置应在角ABD处，该中心位置大约处于运动的松弛范围中间(与线ABC成12. 5。)。如可看到的，在手、手腕和手指处于如图所示的反握位置的情况下，可以访问D-pad 114的所有部分同时所有的手腕、手和手指关节都保持在运动角度的松弛范围内。例如，第一掌骨可以变化到与线ABC成约0°的角度处并访问D-pad 114的最左部分，且第一掌骨可以变化到与线ABC成小于25°的角度处并访问D-pad 114的最右部分。还可确定，食指的第二掌骨可以变化到与线ABC成约25。的角度处，并保持在第二掌骨的运动的松弛角度内。如图6所示，当以反握位置抓握控制器时，第二掌骨可以变化到与线ABC成约15°的角ABE处以便访问在手柄102下侧的触发器126。这对通过右手来启动输入按钮116同样适用。在反握位置中，右手的手腕腕骨形成由穿过点A’B’ C’的线所指示的大致0°的角度。如可看到的，在手、手腕和手指处于如图所示的反握位置的情况下，可以访问所有输入按钮116，同时所有手腕、手和手指关节都保持在运动角度的松弛范围内。例如，第一掌骨可以变化到与线A’B’C’成约0°的角度处并访问最右边的输入按钮116，且第一掌骨可以变化到与线A’ B’ C’成小于25°的角度处并访问最左边的输入按钮116。如图6所示，当以反握位置抓握控制器时，第二掌骨可以变化到与线A’ B’ C’成约15°的角A’ B’ E’处以便访问在手柄104底侧上的触发器128。图7示出了对控制器100的正握。与反握位置相比，通过这种握法，用户的手臂在肘部处更弯曲，从而导致前臂与手柄形成更大的角度。用户的左手腕腕骨与用于定义直线ABC的前臂仍形成0°角度。在这个角度处，用户可以在运动的松弛范围内访问D— pad114的最右部分。在各实施例中，用户可能需要略微地外展到松弛运动的25°范围以外，以访问D— pad 114的最左部分，但是到松弛范围以外的运动量较小。当以正握位置抓握控制器时，第二掌骨仍可变化到与线ABC成约15°的角ABE处以访问在手柄104的底侧上的触发器128。在处于正握位置时，这对于用右手访问输入按钮116同样适用。
手柄102、104的末端处的向下弯曲进一步便于对控制器的访问，同时手腕、手和手指保持在运动位置的松弛范围内。图8是示出在用户正以反握位置拿着控制器的示例中该设计如何保持松弛的手/手腕姿势的侧视图。手腕与前臂形成偏离直线大致10°的角FGI (例如，角FGI为约170° )。第一掌骨与手腕形成约20°的角HGI。在各示例中，掌骨与指骨间关节可被弯曲约10°，并且指间关节可被弯曲约5°。第三到第五个掌骨与指间关节可以以放松的45°包围手柄104。近侧指间关节可被弯曲30-45°，且远侧指间关节可被弯曲10-20°。尺骨与腕骨间关节、腕骨与掌骨间关节、掌骨与指骨间关节以及指间关节的这些特征中的每一个都在运动的松弛范围内。应该理解，以上所述的所有手腕、手和手指关节角度都只作为示例，并且在其他实施例中可以变化超过以上示例。控制器100包括用于改进用户与控制器的体验的其他特征。参考图9，控制器包括被安置在相应的手柄102和102内的震动马达150。震动马达150是公知的，并可用于提供来自视频游戏的触觉反馈。例如，如果用户撞上在受用户控制的虚拟汽车左侧的虚拟墙，则左边的震动马达可以振动以提供该状况的触觉反馈。在战斗游戏中当用户被虚拟炮击中时，两个振动马达都可以启动。
为了进一步改进用户体验，将振动马达150安置在手柄102、104内抓握控制器时的用户手掌的正下方处。这有利于将震动力直接传递给用户手掌，同时在末端102b和IOb处具有相对较低的震动力(如果有任何震动力的话)。这减少了可伴随用户对控件的操作引起的在末端处的任何干扰震动力。控制器还包括在手柄102和104末端上的灯156。这些灯可用于在控制器上提供对各种游戏内活动和状况中的任何一个的可视反馈。在一个或两个震动马达150启动时，灯156可以与震动马达150串联操作以得到附加的反馈。作为又一示例，可以启动灯中的一个，以在用户接近或撞上在用户正控制的虚拟轿车的一侧处的虚拟墙时提供反馈。由于控制器100是U形而非圆形的，可将灯156提供在手柄102和104的末端。图10示出示例性游戏和媒体系统200。对图10的以下讨论旨在提供可在其中实现此处所呈现的概念的合适环境的简要概括描述。如图10所示，游戏和媒体系统200包括游戏和媒体控制台(以下统称为“控制台”)202。一般而言，如以下将进一步描述的，控制台202是一种类型的计算系统。控制台202被配置成适应一个或多个无线控制器，包括控制器100和控制器204 (I)。控制台202配备有内部硬盘驱动器(未示出)和支持如光学存储盘208所表示的各种形式的便携式存储介质的便携式媒体驱动器206。合适的便携式存储介质的示例包括DVDXD-R0M、游戏盘等。控制台202还包括用于接收可移动闪存型存储器单元225的两个存储器单元卡插座225 (I)和240 (2)。控制台202上的命令按钮235启用和禁用无线外围支持。如图10所示，控制台202还包括用于与一个或多个设备进行无线通信的光学端口230和支持附加控制器或其他外围设备的有线连接的两个USB (通用串行总线)端口 210 (I)和210(2)。在某些实现中，可修改附加端口的数量和安排。电源按钮212和弹出按钮214也位于游戏控制台202的正面。电源按钮212被选择来对游戏控制台供电，且还可以提供对其它特征和控件的访问，而弹出按钮214交替地打开和关闭便携媒体驱动器206的托盘以允许存储盘208的插入和取出。控制台202通过A/V接口电缆250连接到电视机或其他显示器(如监视器220)。在一个实现中，控制台202配备有被配置成用于使用A/V电缆220(例如适于耦合到高清监视器250或其他显示设备上的高清多媒体接口“HDMI”端口的A/V电缆)来进行内容受保护的数字通信的专用A/V端口(未示出)。电源电缆222向游戏控制台供电。控制台202可进一步被配置成具有如电缆或调制解调器连接器224所示的宽带能力以便于访问诸如因特网等网络。还可通过诸如无线保真(Wi-Fi)网络等宽带网络来无线地提供宽带能力。每一控制器100、204经由有线或无线的接口耦合到控制台202。在示出的实现中，控制器100、204是USB兼容的并且通过无线或USB端口 210耦合到控制台202。控制台202可配备各种用户交互机制中的任何一种。在一个实现中，还可以 将存储器单元(MU) 240插入到控制器100、204中以提供附加和便携的存储。便携MU允许用户存储游戏参数以供在其它控制台上玩时使用。在此实现中，每一控制器被配置成适应两个MU 240，尽管也可采用多于或少于两个MU0游戏和媒体系统200通常被配置成玩存储在存储器介质上的游戏，以及被配置成下载并玩游戏、和被配置成从电子和硬介质来源再现预先录制的音乐和视频。使用不同的存储供应，可从硬盘驱动器、从光盘介质(例如，208)、从在线源、或从MU 240播放标题。游戏和媒体系统200能够播放的媒体的类型的示例包括从⑶和DVD盘、从硬盘驱动器、或从在线来源播放的游戏项。-从便携式媒体驱动器206中的⑶、从硬盘驱动器上的文件(例如，使用Windows媒体音频(WMA)格式的音乐)、或从在线流传送来源播放的数字音乐；以及-从便携式媒体驱动器206中的DVD盘、从硬盘驱动器上的文件(例如，活动流传送格式(Active Streaming Format))、或从在线流传送来源播放的数字音频/视频。在操作期间，控制台202被配置成接收来自控制器100、204的输入并在显示器250上显示信息。例如，控制台202可在显示器250上显示用户界面以便允许用户使用控制器100,204来选择游戏并且显示成就信息，如以下将描述的。图11是游戏和媒体系统200的功能框图并且更详细地示出游戏和媒体系统200的各功能组件。控制台202具有中央处理单元(CPU) 300以及便于处理器访问各种存储器的存储器控制器302，这些存储器包括闪存只读存储器(ROM) 304、随机存取存储器(RAM) 306、硬盘驱动器308，以及便携式媒体驱动器206。在一种实现中，CPU 300包括I级高速缓存310和2级高速缓存312，这些高速缓存用于临时存储数据并因此减少对硬盘驱动器308进行的存储器访问周期的数量，从而提高了处理速度和吞吐量。CPU 300、存储器控制器302、以及各种存储器设备经由一个或多个总线(未示出)互连在一起。在本实现中所使用的总线的细节对理解此处所讨论的关注主题不是特别相关。然而，应该理解，这样的总线可以包括串行和并行总线、存储器总线、外围总线、使用各种总线体系结构中的任何一种的处理器或局部总线中的一个或多个。作为示例，这样的体系结构可以包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)局部总线、以及也称为夹层总线的外围部件互连(PCI)总线。在一个实施方式中，CPU 300、存储器控制器302、ROM 304、以及RAM306被集成到公用模块314上。在此实施方式中，ROM 304被配置为通过PCI总线和ROM总线(两者都没有示出)连接到存储器控制器302的闪速ROM。RAM 306被配置为多个双倍数据速率同步动态RAM (DDR SDRAM)模块，它们被存储器控制器302通过分开的总线(未示出)独立地进行控制。硬盘驱动器308和便携式媒体驱动器206被示为通过PCI总线和AT附加(ATA)总线316连接到存储器控制器302。然而，在其他实现中，也可以备选地应用不同类型的专用数据总线结构。三维图形处理单元320和视频编码器322构成了视频处理流水线，用于进行高速度和高分辨率(例如，高清晰度)图形处理。数据通过数字视频总线(未示出)从图形处理单元320传输到视频编码器322。音频处理单元324和音频编解码器(编码器/解码器)326构成了对应的音频处理流水线，用于对各种数字音频格式进行多通道音频处理。通过通信链路(未示出)在音频处理单元324和音频编解码器326之间传输音频数据。视频和音频处理流水线向A/V (音频/视频)端口 328输出数据，以便传输到电视机或其他显示器。在所示出的实现中，视频和音频处理组件320-228安装在模块314上。图11示出了包括USB主控制器330和网络接口 332的模块314。USB主控制器330被示为通过总线(例如，PCI总线)与CPU 300和存储器控制器302进行通信，并作为外围控制器204(I)-204 (3)的主机。网络接口 332提供对网络(例如因特网、家庭网络等)的 访问，并且可以是包括以太网卡、调制解调器、无线接入卡、蓝牙模块、电缆调制解调器等各种有线或无线接口组件中的任一种。在图11中所描绘的实现中，控制台202包括用于支持四个控制器100和204(1)-204(3)的控制器支持子部件340。控制器支持子部件340包括支持与诸如，例如，媒体和游戏控制器之类的外部控制设备的有线和无线操作所需的任何硬件和软件组件。前面板I/O子部件342支持电源按钮212、弹出按钮214，以及任何LED (发光二极管)或暴露在控制台202的外表面上的其他指示器等多个功能。子部件340和342通过一个或多个电缆部件344与模块314进行通信。在其他实现中，控制台202可以包括另外的控制器子部件。所示出的实现还示出了被配置成发送和接收可以传递到模块314的信号的光学I/O接Π 335。MU 240(1)和240 (2)被示为可分别连接到MU端口 “A” 230 (I)和“B，，230⑵。附加MU (例如，MU240 (3) -240 (6))被示为可连接到控制器100和204⑵，即，每一控制器两个MU0控制器204 (I)和204 (3)也可以被配置成接纳MU (未示出)。每一个MU 240都提供附加存储，在其上面可以存储游戏、游戏参数、及其他数据。在一些实现中，其他数据可以包括数字游戏组件、可执行的游戏应用，用于扩展游戏应用的指令集、以及媒体文件中的任何一种。当被插入到控制台202或控制器中时，MU 240可以被存储器控制器302访问。系统供电模块350向游戏系统200的组件供电。风扇352冷却控制台202内的电路。包括机器指令的应用360被存储在硬盘驱动器308上。当控制台202被接通电源时，应用360的各个部分被加载到RAM 306，和/或高速缓存310以及312中以在CPU 300上执行，其中应用360是一个这样的示例。各种应用可以存储在硬盘驱动器308上以用于在CPU 300上执行。通过简单地将游戏和媒体系统200连接到监视器250 (图10)、电视机、视频投影仪或其他显示设备，该系统200就可以作为独立系统来操作。在此独立模式下，游戏和媒体系统200允许一个或多个玩家玩游戏或欣赏数字媒体，例如观看电影或欣赏音乐。然而，随着宽带连接的集成通过网络接口 332而成为可能，游戏和媒体系统200还可以作为较大的网络游戏社区的参与者来操作。本发明系统的前述详细描述是出于说明和描述的目的而提供的。这并不旨在穷举本发明系统或将本发明系统限于所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变型都是可能的。选择所述实施例以最好地解释本发明系统的原理及其实践应用，从而允许本领 域技术人员能够在各种实施例中并采用各种适于所构想的特定用途的修改来最好地利用本发明系统。本发明系统的范围旨在由所附权利要求书来定义。
权利要求
1.一种游戏系统中用于控制视频游戏的控制器，包括 基底连接器； 附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄； 所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合； 所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合； 所述控制器是自立式的，并适于在向所述视频游戏传递控制时被握持在用户定义的任何位置。
2.如权利要求I所述的控制器，其特征在于，还包括位于所述第一和第二手柄之间的、从所述基底连接器延伸的中枢。
3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，还包括安置在所述中枢上的一个或多个控件的第三集合。
4.如权利要求I所述的控制器，其特征在于，所述第一和第二手柄包括所述手柄内用于提供触觉反馈的震动马达，在用户抓握所述控制器时，所述震动马达被安置在所述用户的手掌之下并与所述第一和第二末端隔开。
5.如权利要求I所述的控制器，其特征在于，所述控制器与执行所述视频游戏的计算设备进行无线通信。
6.一种游戏系统中用于驾驶视频游戏中的虚拟对象的控制器，包括 基底连接器； 附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄； 所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合； 所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合； 惯性测量单元，它用于测量所述控制器沿着三个轴的加速度以及绕着所述三个轴的俯仰、滚转和偏航，所述惯性测量单元允许控制三维机器空间中的虚拟对象； 所述控制器是自立式的，并适于在向所述视频游戏传递控制时被握持在用户定义的任何位置。
7.如权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述第一和第二末端与所述第一和第二手柄的剩余部分形成在15°和45°间的角度。
8.如权利要求6所述的控制器，其特征在于，一个或多个控件的第一集合包括当在水平平面中拿着所述控制器时在上表面上的一个或多个控件的第一分组，以及在对着所述上表面的下表面上的一个或多个控件的第二分组，并且其中所述一个或多个控件的第二集合包括上表面上的一个或多个控件的第三分组和对着所述上表面的下表面上的一个或多个控件的第四分组。
9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，在用户的手中转动所述控制器用于驾驶所述虚拟对象，并且其中控件的所述第二和第四分组用于使所述虚拟对象加速和减速。
10.一种游戏系统中用于驾驶视频游戏中的虚拟汽车的控制器，包括基底连接器； 附连于所述基底连接器并从所述基底连接器延伸的第一和第二手柄； 所述第一手柄上的第一末端，它以与所述第一手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第二手柄上的第二末端，它以与所述第二手柄的剩余部分成一倾斜角度地延伸； 所述第一手柄的第一末端上的一个或多个控件的第一集合； 所述第二手柄的第二末端上的一个或多个控件的第二集合；以及惯性测量单元，它用于测量所述控制器沿着三个轴的加速度以及绕着所述三个轴的俯仰、滚转和偏航，所述惯性测量单元允许所述控制器传递驾驶指令以控制对所述汽车的驾驶，而不管所述控制器在用户的手中的方向。
全文摘要
本发明涉及人体工程学游戏控制器。公开了用于视频游戏的控制器。该控制器可以是一般的U形方向盘，该方向盘包括一对手柄，这对手柄附连于基底连接器并从该基底连接器延伸。手柄的末端可以向下弯曲。手柄的这种设计与向下延伸的末端一起为控制器的人体工程学设计提供了对手柄上的各控件的容易访问，而不管是以正手还是反手位置来抓握该控制器的。
文档编号A63F13/02GK102824746SQ201210313000
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月29日 优先权日2011年8月30日
发明者J·伊凯达, S·威尔森, D·M·普哈拉, B·克里斯蒂 申请人:微软公司