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1995 年，中裕司、大島直人和 Sonic Team 正在為 Sega Saturn 開發《NiGHTS into Dreams》。雖然 Saturn 的手把在 2D 遊戲表現出色，但其方向鍵僅限於八個方向，而《NiGHTS》則需要搖桿。儘管團隊在 1995 年 11 月的 Nintendo Space World 上觀察了《超級瑪利歐 64》，但推動新控制器開發的主要動力其實是《NiGHTS》本身的設計。
戶崎健二在內部負責管理控制器專案，並與遊戲同步在約六個月內完成。中裕司在 1996 年接受《Fami通》採訪時提到，團隊構思了近 100 種控制器模型，包括免持概念和巨大的腳踏式原型。3D 控制器於 1996 年 7 月 5 日在日本以同捆包形式發售，並於 1996 年 9 月在歐洲首次亮相。
該控制器使用磁鐵和霍爾效應感測器來測量傾斜度，無需接觸，從而防止磨損和搖桿漂移。它還配備了兩個類比扳機鍵。雖然使用十字鍵仍可遊玩《NiGHTS》，但類比搖桿讓玩家能夠精確控制曲線和軌跡，徹底改變了街機風格的體驗。
戶崎隨後參與了 1998 年發布的 Dreamcast 控制器開發，該控制器融合了 3D 控制器的曲線、搖桿和類比扳機鍵。其設計元素也影響了初代 Xbox 控制器。
