CN107485853B - 操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作装置，包括模拟操作器，可在垂直于沿第二方向的中心线的第一方向上倾斜或滑动；以及多个操作按钮，布置成围绕模拟操作器。操作按钮包括沿第一方向偏离中心线定位的第一操作按钮。当模拟操作器沿第一方向倾斜或滑动时，第一操作按钮的上端沿第二方向的位置高于模拟操作器的更靠近第一操作按钮的外边缘沿第二方向的位置。

Description

操作装置

技术领域

本公开涉及一种操作装置。

背景技术

用于操作游戏机和无线电控制机器(比如玩具车、玩具船和小尺寸无人驾驶飞机)的一些操作装置具有模拟操作器和多个按钮，模拟操作器可沿径向方向倾斜或滑动。美国专利申请出版物No.2014/0102869公开了一种操作装置，其具有两个模拟操作器。公开的操作装置还具有四个按钮，其定位在十字形图案的各种四端，即设置在右侧模拟操作器的前方的方向键以及设置在左侧模拟操作器的前方的另一方向键。

发明内容

在游戏机和无线电控制机器的用户用操作装置操作机器时，用户可以处于他们需要在致动模拟操作器之后致动一按钮或者在致动一按钮之后致动模拟操作器的情形中。如果用户能够接连地(即一个在另一个之后)平稳地致动模拟操作器和按钮，则游戏机等的可操作性会明显改进。

对于本公开，需要提供一种操作装置，其具有可接连地平稳致动的模拟操作器和多个操作按钮。

根据本公开的实施例，提供了一种操作装置，包括模拟操作器和多个操作按钮，模拟操作器可以在垂直于沿第二方向的中心线的第一方向上倾斜或滑动，多个操作按钮布置成围绕模拟操作器。操作按钮包括沿第一方向偏离中心线定位的第一操作按钮，当模拟操作器沿第一方向倾斜或滑动时，第一操作按钮的上端沿第二方向的位置高于模拟操作器的更靠近第一操作按钮的外边缘沿第二方向的位置。

由此构造的操作装置允许接连地(即一个在另一个之后)平稳致动模拟操作器和操作按钮。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的操作装置的透视图；

图2是如图1所示的操作装置的侧视图；

图3是在如图1所示的操作装置上的模拟操作器、操作按钮和其它构件的分解透视图；

图4是在如图3所示的模拟操作器周围的电路板和安装在其上的构件的放大透视图；

图5是沿图1的线V-V截取的操作装置的剖视图；

图6A是图5所示模拟操作器的剖视图；

图6B是图6A所示的模拟操作器的剖视图，模拟操作器显示为倾斜的；以及

图7是显示如何使用操作装置的示意图。

具体实施方式

下面参考图1至7描述根据本公开的实施例的操作装置。图1示出根据本公开的实施例的操作装置100的透视图。图2示出操作装置100的侧视图。在下面的描述中，图1所示方向Y1和Y2分别称为向前和向后方向，方向Z1和Z2分别称为向上和向下方向，方向X1和X2分别称为向右和向左方向。

如图1所示，操作装置100包括由用户抓握的把手11和12。确切地，根据所示实施例的操作装置100包括后把手12和与后把手12间隔开的前把手11。操作装置100还包括沿向前和向后方向延伸的杆状上部细长构件13。上部细长构件13连接到前把手11和后把手12的上端。确切地，前把手11连接到上部细长构件13的前端，而后把手12连接到上部细长构件13的后端。如图2所示，前把手11从上部细长构件13向下且向后倾斜地延伸。后把手12从上部细长构件13的后端向下且向后倾斜地延伸。在操作装置100中，前把手11以比后把手12更大的倾斜度倾斜，使得前把手11和后把手12之间的距离沿向下方向逐渐变小。操作装置100还包括互连前把手11的下端与后把手12的下端的下部细长构件14。

如稍后详细所述，操作装置100充当用于操作游戏机的游戏控制器。当操作装置100在使用时，用户用一只手抓握前把手11，用另一只手抓握后把手12，并使细长构件13的前端在向前方向上取向。操作装置100(是模拟枪的控制器)包括触发器21，如图2所示。触发器21定位在后把手12的最上部和上部细长构件13的最后部之间。用户可以在抓握后把手12的同时将手指放在触发器21上。

操作装置100不限于图1和2所示的构造，而是可以许多方式进行改造。例如，操作装置100可具有一个把手。操作装置100可以不包括下部细长构件14。前把手11的下端可以与后把手12的下端间隔开。或者，前把手11的下端可以直接连接到后把手12的下端，使得操作装置100总体上可以具有三角形。

如图1所示，操作装置100包括模拟操作器30。模拟操作器30可以沿垂直于中心线C1的方向(即模拟操作器30的径向方向)倾斜或滑动。中心线C1代表操作器和按钮组件的中心轴线。取决于模拟操作器30移动的距离，即模拟操作器30从中心轴C1滑动的距离或模拟操作器30从中心线C1倾斜的角度，并且取决于模拟操作器30移动的方向，经由稍后描述的电路板33从支撑机构31产生并输出一信号。

图3示出在操作装置100上的模拟操作器30、操作按钮41A至41D和其它构件的分解透视图。图4示出在图3所示模拟操作器30周围的电路板33和安装在其上的构件的放大透视图。图5示出沿图1的线V-V截取的操作装置100的剖视图。图6A和6B示出模拟操作器30的剖视图。在图6A中，模拟操作器30显示为与中心线C1对准地定位，即处于其初始位置。在图6B中，模拟操作器30显示为从中心线C1在径向方向上倾斜。在下面的描述中，图4、6A和6B所示的方向D1和D2(即沿中心线C1的方向)分别称为向上和向下方向。

如图4和6A所示，模拟操作器30包括盘状上部30a和支柱30b，盘状上部可以由用户的手指触摸，支柱从上部30a延伸到支撑机构31，并由支撑机械31支撑。支撑机构31安装在电路板33上。如图6B所示，模拟操作器30的支柱30b具有下端，其由支撑机构31枢转地支撑，使得模拟操作器30可以在径向方向上倾斜。确切地，模拟操作器30可在垂直于中心线C1的任何方向上倾斜，例如向前、向后、向右和向左方向。或者，支撑机构31可支撑模拟操作器30，以允许模拟操作器30在垂直于中心线C1的方向上滑动。

如图4和6A所示，模拟操作器30包括定位在上部30a下方的盖30c，即在上部30a的更靠近支撑机构31和电路板33的一侧上。模拟操作器30还包括主干30d，其接触地布置在上部30a下方，并且直径小于上部30a。如在中心线C1的方向上观看时，盖30c从主干30d的下端径向向外延伸，并覆盖支撑机构31。

如图1所示，操作装置100包括围绕模拟操作器30布置的多个(在所示实施例中有四个)操作按钮41A、41B、41C和41D。操作按钮41A、41B、41C和41D的该布局允许模拟操作器30和操作按钮41A、41B、41C和41D接连地平稳致动，即一个在另一个之后。在所示实施例中，四个操作按钮41A、41B、41C和41D布置在模拟操作器30周围。四个操作按钮41A、41B、41C和41D均可包括按钮。只要不需要区分四个操作按钮41A、41B、41C和41D，则它们在下文中统称为操作按钮41。当模拟操作器30沿中心线C1观看时，四个操作按钮41分别定位在模拟操作器30的上侧、下侧、右侧和左侧。操作按钮41的数量不限于四个，而可以是例如三个、两个或多于四个。

如图6B所示，当模拟操作器30在垂直于中心线C1的方向上倾斜时，即从中心线C1沿径向方向倾斜时，模拟操作器30的外边缘e1更靠近操作按钮41之一，即定位在模拟操作器30倾斜的方向上的那个操作按钮。操作按钮41形成为向上突出。当模拟操作器30倾斜直到其抵靠稍后描述的止动件35a时，操作按钮41的上端41a沿中心线的位置高于模拟操作器30的外边缘沿中心线C1的位置，即在模拟操作器30倾斜的方向上的那个外边缘e1。操作按钮41和模拟操作器30的该位置关系有效地防止模拟操作器30构成对致动操作按钮41的用户手指动作的妨碍。因此，可允许模拟操作器30和操作按钮41接连地平稳致动。

当模拟操作器30与中心线C1对准地定位时，即在其初始位置时，如图6A所示，多个操作按钮41的上端41a沿中心线C1的位置高于模拟操作器30的外边缘沿中心线C1的位置。更确切地，模拟操作器30的上部30a的外边缘的位置低于操作按钮41的上端41a的位置。操作按钮41和模拟操作器30之间的该位置关系更有效地防止模拟操作器30构成对致动操作按钮41的用户手指动作的妨碍。

当模拟操作器30处于其初始位置时，如图6A所示，模拟操作器30的上部30a具有定位在与操作按钮41的上端41a相同的高度处的最上表面30e。因此，当操作装置100不使用时，例如，操作按钮41防止横向外力作用在模拟操作器30的上部30a上。或者，上部30a的最上表面30e可以高于或低于操作按钮41的上端41a。

如图3所示，围绕模拟操作器30的操作按钮41总体上以环形图案布置。在操作按钮41由此是环形的情况下，操作按钮41中的任一总是定位在径向方向中的任一上，如从模拟操作器30观看时。因此，用户发现在致动模拟操作器30之后容易地接连致动操作按钮41中的任一。

如图3所示，操作按钮41均具有绕中心线C1延伸的弓形。操作按钮41的弓形允许它们绕中心线C1周向地足够长。结果，用户能够平稳地和可靠地按压操作按钮41。操作按钮41的每个沿周向方向的端部布置在相邻操作按钮41的端部附近。更确切地，相邻两个操作按钮41的相向端部之间的距离小于操作按钮41的每个的长度。

操作按钮41的每个不限于根据所示实施例的弓形，而是可以具有圆形。圆形操作按钮41的每个与相邻操作按钮41间隔开。操作按钮41可以总体上以四边形或三角形图案布置。所示实施例中的操作按钮41具有相同的尺寸。然而，操作按钮41不必具有相同的尺寸。操作按钮41中的被认为高度频繁使用的任一个可以绕中心线C1沿周向方向比其它操作按钮41更长。

如图6A所示，操作按钮41具有各自的内周表面41e，它们联合起来围绕模拟操作器30的上部30a。内周表面41e包括各自的歪斜表面41f，它们从操作按钮41的上端41a朝向电路板33沿向下方向逐渐更靠近模拟操作器30延伸。在操作按钮41由此成形的情况下，当模拟操作器30倾斜时，防止了模拟操作器30的上部30a撞击操作按钮41的内周表面41e中的任一。而且，因为内周表面41e使它们的下边缘定位成更靠近模拟操作器30，所以止动件35a不太可能被看见。

操作按钮41的每个可具有位于其与相邻操作按钮41毗接的部分上的凹槽或突起表面。用户可通过用手指感受它们的凹槽或突起表面来容易地区分两个相邻的操作按钮41。如图3所示，所示操作装置100的操作按钮41的每个的上表面包括位于其端部的凹槽表面41d。

如图6A和6B所示，操作装置100的止动件35a用于限定模拟操作器30的最大位移(最大倾斜角)。止动件35a从操作按钮41的内周表面41e的下边缘下方的位置朝向模拟操作器30径向向内延伸。止动件35a围绕模拟操作器30，当沿中心线C1观看时。模拟操作器30可以绕由支撑机构31枢转支撑的支柱30b的下端径向向外倾斜，直到主干30a抵靠止动件35a为止。当模拟操作器30径向向外倾斜直到主干30d抵靠止动件35a为止时，模拟操作器30的上部30a不接触操作按钮41的内周表面41e。

如图6A所示，操作装置100包括电路板33，支撑机构31布置在电路板33上。电路板33支撑在操作按钮41下方的相应位置处安装在电路板上的多个开关33a(见图4)。确切地，电路板33在其上支撑与相应操作按钮41对准地定位的四个开关33a。四个开关33a单独地定位在支撑机构31的上侧、下侧、右侧和左侧。开关33a的每个包括膜片开关，但是其可以是另一开关，比如触觉开关。

如图6A所示，操作按钮41的每个具有包括内周表面41e的上部41g和从上部41g向下延伸的下部41i(另见图3)。从下部41i的下端向下，突出一用于推压对应开关33a的推压器41h。如图4所示，操作装置100包括用于使已被推动的相应操作按钮41返回至它们的初始位置的多个弹簧35b。弹簧35b的每个包括片簧。根据所示实施例，弹簧35b和止动件35a彼此一体地形成。构成操作装置100的零件的数量由此减少。弹簧35b和止动件35a可以由树脂制成。

如图4所示，操作装置100包括一组件35，该组件包括弹簧35b和止动件35a。组件35在下文中称为“止动组件35”。在所示实施例中，止动组件35包括从止动件35a的外周边缘向下延伸并围绕支撑机构31的管道35c。弹簧35b形成在管道35c的下边缘上。由于操作装置100具有四个操作按钮41，所以止动组件35包括分别与四个操作按钮41相关联的四个弹簧35b。弹簧35b从管道35c的下边缘径向向外突出。

如图4所示，止动组件35通过诸如螺钉等的紧固件紧固到电路板33。在所示实施例中，止动组件35包括从管道35c的下边缘突出的多个凸缘35g。凸缘35g通过诸如螺钉等的紧固件固定到电路板33。

如图4所示，弹簧35b定位在开关33a上方。操作按钮41的推压器41h(图6A)定位在弹簧35b上方。当操作按钮41被向下推压时，推压器41h经由弹簧35b推压开关33a。如上所述，止动组件35通过诸如螺钉等的紧固件紧固到电路板33。因此，即使开关33a和操作按钮41在位置上移位而脱离彼此对准，由于操作按钮41经由弹簧35b推压开关33a，开关33a也被推压器41h经由弹簧35b在恰当位置上推压。

如图4所示，弹簧35b的每个包括从管道35c的下边缘径向向外突出的两个臂35d、互连两个臂35d的外端的接合件35e以及从接合件35e朝向管道35c突出的平台35f。操作按钮41之一的推压器41h定位在平台35f上，如图6A所示。当用户按压操作按钮41之一时，其推压器41h经由平台35f按压对应开关33a。平台35f具有限定在其上表面中的凹槽，推压器41h具有装配在凹槽中的下端。平台35f和推压器41h由此抵抗位移而保持彼此对准。弹簧35b和操作按钮41不限于所示结构和形状，而是可以在结构和形状方向改变。例如，操作按钮41可以构造成它们直接推压对应开关33a。

如图1所示，操作装置100包括盖45，其充当其外壳的一部分，并覆盖电路板33。操作按钮41安装在盖45上。根据所示实施例，盖45具有限定在其中的圆形空腔45a(见图3)，操作按钮41布置在圆形空腔中；以及径向向内延伸进空腔45a中的内周凸耳45b。操作按钮41支撑在内周凸耳45b上。确切地，如图6A所示，内周凸耳45b具有限定在其中的附接孔45e，操作按钮41的下部41i装配在附接孔中。盖45包括从内周边缘45b的限定出附接孔45e的边缘向下延伸的壁45g。下部41i具有位于其下端上的棘爪(未示出)，其接合壁45g的下边缘，从而抵抗向上移出盖45将操作按钮41锁定到位。

如图4所示，止动组件35的管道35c具有位于其外周表面上的多个肋状轴向引导件35i。操作按钮41的下部41i由引导件35i引导，以防止操作按钮41在位置上绕中心线C1周向位移。

如图1所示，模拟操作器30和操作按钮41布置在后把手12的最上部的后侧。模拟操作器30布置成其中心线C1向后和向上取向(见图2)。触发器21定位在后把手12的最上部的前侧上。如图2所示，模拟操作器30和操作按钮41在位置上从触发器21向上位移。确切地，模拟操作器30的上部30a的中心的位置高于触发器21的竖直中心。该布局允许用户用例如拇指操作模拟操作器30和操作按钮41，同时将手指放在触发器21上。换名话说，模拟操作器30和操作按钮41的位置设定在由拇指可接近的范围内，同时手指(例如食指)放在触发器21上。在所示实施例中，模拟操作器30的上部30a的中心的位置高于触发器21的内周表面的上端21a(见图5)。另一方面，操作按钮41C的在各操作按钮41中最低的位置低于触发器21的内周表面的上端21a。在该布置的情况下，模拟操作器30、操作按钮41和触发器21之间的距离不会过大。结果，用户可平稳地操作模拟操作器30和操作按钮41，同时将手指放在触发器21上。如图5所示，电路板33定位在触发器21后方，并与后把手12一致地倾斜取向。

如上所述，操作装置100包括上部细长构件13，其布置在后把手12的上部，并从其向前延伸。如图2所示，光发射器15安装在上部细长构件13的前端。在所示实施例中，光发射器15具有大致球形形状。当操作装置100处于使用时，充当游戏机的信息处理装置经由相机识别光发射器15的位置。模拟操作器30和操作按钮41定位在光发射器15的后方。确切地，当操作装置100在侧视图中观看时，延伸穿过光发射器15的水平线L1延伸穿过模拟操作器30。更确切地，水平线L1延伸穿过模拟操作器30的上部30a。当操作装置100处于使用中时，模拟操作器30和光发射器15之间的该位置关系允许用户容易地识别光发射器15的位置，而不会看见光发射器15。模拟操作器30和光发射器15不限于上面的位置关系，而是可相对彼此不同地定位。例如，模拟操作器30的上部30a可定位成高于水平线L1或低于水平线L1。

触发器21被支撑成可向后移动。在所示实施例中，如图5所示，触发器21通过位于触发器21的上部21d上的轴22枢转地支撑在上部细长构件13上。触发器21由此可绕轴22向后有角度地移动。触发器21的上部21d在触发器21的前表面21b的前方延伸。触发器21具有下部21c，其也在触发器21的前表面21b的前方延伸。由此成开的触发器21允许下部21c的上表面支撑用户的手指，使得用户可舒适地操作触发器21。

如图5所示，布置在触发器21前方的防护件23由上部细长构件13和后把手12支撑。防护件23和触发器21联合地提供环形结构，其中，用户的手指可插入环形结构中。防护件23包括限定在其下部中的凹槽23a，触发器21的下部21c放在凹槽23a中。防护件23还包括位于凹槽23a的前端的止动表面23b。止动表面23b定位在触发器21的下部21c的前方，以限定触发器21的向前移动。触发器21的下部21c具有上表面，其向前延伸并具有逐渐向下弯曲的前端部。触发器21的下部21c的上表面的弯曲前端部和防护件23的止动表面23b联合地限定出其间的空间或间隙S1，以防止用户的手指被触发器21的下部21c的前端绊住。防护件23还包括位于其上部的止动表面23d，该上部定位在触发器21的上部21d的前方。触发器21的上部21d的下表面21a向前延伸，并具有逐渐向上弯曲的前端部。触发器21的上部21d的下表面21a的弯曲前端部和防护件23的止动表面23d联合地限定出其间的空间或间隙S2，以防止用户的手指被触发器21的上部21d的前端绊住。防护件23的止动表面23b和23d可以逐渐弯曲以提供它们与触发器21的前端之间的空间或间隙。

如图1所示，根据所示实施例的操作装置100还具有位于前把手11上的模拟操作器50。与模拟操作器30一样，模拟操作器50定位在前把手11的最上部的后侧，并向后突出。前把手11还在其后侧支撑定位在模拟操作器50下方的方向键51。或者，代替方向键51，多个操作按钮可以设置在前把手11上，围绕模拟操作器50。如果这种操作按钮设置在前把手11上，则可以省略围绕模拟操作器30的操作按钮41。

如图1所示，在所示实施例中，操作按钮52布置在前把手11的后侧上，位于模拟操作器50的倾斜上方。如图2所示，向前突出的两个操作按钮53和54布置在前把手11的前侧上。操作按钮53和54以竖直阵列布置。操作按钮52、53和54可以不同布局布置，操作装置100可以没有操作按钮52、53和54。

如图1所示，操作按钮48和49布置在上部细长构件13的后部的上侧上。如图5所示，电路板36布置在上部细长构件13上，位于操作按钮48和49下方。电路板36支撑安装在其上的开关(未示出)，开关可以通过操作按钮48和49单独地被推压。在所示实施例中，操作构件(即操作按钮48、49和41及模拟操作器50)布置在触发器21上方和下方。如图1所示，操作按钮47布置在上部细长构件13的侧表面上。优选地，两个操作按钮47单独地布置在上部细长构件13的右侧和左侧表面上。如图5所示，与配重46a组合的振动操作装置100的电机46容纳在后把手12中。

图7示意性地示出如何使用操作装置100。当操作装置100处于使用中时，用户用一只手握住前把手11，用另一只手握住后把手12，并使光发射器15朝向相机A取向。由相机A获取的视频数据被发送至游戏机B。操作装置100包括具有加速度传感器和陀螺传感器的运动传感器组件，并将从这些传感器检测到的信号发送至游戏机B。使用由相机A获取的视频数据和来自传感器的检测信号，游戏机B计算出操作装置100的位置、姿态和运动，并基于操作装置100的计算的位置、姿态和运动产生要显示在显示装置上的视频数据，显示装置包括电视显示器C和用户头上的头戴式显示器D。

如上所述，操作装置100包括可径向倾斜的模拟操作器30以及布置成围绕模拟操作器30的操作按钮41A、41B、41C和41D。当模拟操作器30倾斜时，操作按钮41的上端41a沿中心线C1的位置高于模拟操作器30的更靠近操作按钮41中的沿模拟操作器30倾斜的方向定位的那个操作按钮的外边缘。操作按钮41和模拟操作器30的该位置关系有效地防止模拟操作器30构成对致动操作按钮41的用户手指动作的妨碍。因此，可允许接连地平稳地致动模拟操作器30和操作按钮41。

操作装置100包括布置在后把手12的上部并从其向前延伸的上部细长构件13。光发射器15安装在上部细长构件13的前端上。延伸穿过光发射器15的水平线L1延伸穿过模拟操作器30。当操作装置100处于使用中时，模拟操作器30和光发射器15之间的该位置关系允许用户容易地识别光发射器15的位置，而不用看见光发射器15。

操作装置100包括触发器21。触发器21的下部21c的上表面向前延伸，并具有逐渐向下弯曲的前端部。由此成形的触发器21有效地防止用户的手指被触发器21的下部21c的前端绊住。触发器21的上部21d的下表面21a也向前延伸，并具有逐渐向上弯曲的前端部。由此成形的触发器21有效地防止用户的手指被触发器21的上部21d的前端绊住。

本公开不限于上述操作装置100，而是可以进行各种改变和修改。

例如，根据本公开的模拟操作器30和操作按钮41还可应用于没有触发器21的游戏控制器。

根据对所示实施例中的操作装置100的替代，模拟操作器30可以被支撑成沿垂直于中心线C1的方向滑动，即沿模拟操作器30的径向方向滑动。

操作装置100不必具有光发射器15。

本公开包含涉及于2016年6月10日提交给日本专利局的日本优先权专利申请JP2016-116242中公开的主题，该专利申请的全部内容作为引用并入本文。

本领域技术人员应理解的是，取决于设计要求和其它因素，可以进行许多修改、组合、子组合和替代，只要它们在权利要求书及其等同物的范围内即可。

Claims (6)

1.一种操作装置，包括：

模拟操作器，可在垂直于沿第二方向的中心线的第一方向上倾斜或滑动；以及

多个操作按钮，布置成围绕模拟操作器，

其中，操作按钮包括沿第一方向偏离中心线定位的第一操作按钮，

当模拟操作器沿第一方向倾斜或滑动时，第一操作按钮的上端沿第二方向的位置高于模拟操作器的更靠近第一操作按钮的外边缘沿第二方向的位置，

还包括：止动件，围绕模拟操作器，

其中，当模拟操作器倾斜或滑动成抵靠止动件时，模拟操作器不接触操作按钮，

多个弹簧，正常地迫使操作按钮返回其初始位置，

其中，止动件和弹簧彼此一体地成形。

2.如权利要求1所述的操作装置，其中，当模拟操作器定位在中心线上时，操作按钮的上端沿第二方向上位置高于模拟操作器的外边缘沿第二方向的位置。

3.如权利要求1所述的操作装置，其中，每个操作按钮具有绕中心线延伸的弓形形状。

4.如权利要求3所述的操作装置，其中，操作按钮总体上以环形图案布置。

5.如权利要求1所述的操作装置，其中，每个操作按钮具有内周表面，该内周表面从操作按钮的上端朝向下端逐渐更靠近模拟操作器延伸。

6.如权利要求1所述的操作装置，还包括：

把手；

连接到把手的细长构件；以及

触发器，定位在把手和细长构件之间，

其中，模拟操作器和操作按钮布置在把手的后侧或细长构件的前侧上。

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