DE10106850A1

DE10106850A1 - Computer control device analogous to a mouse or joystick, but for translation of 3-D movements into virtual 3-D movements on a computer screen, that is intuitive and easy to use

Info

Publication number: DE10106850A1
Application number: DE2001106850
Authority: DE
Inventors: Moritz Muenchmeyer; Dominik Wuttke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Control device for 3-D spatial computer applications in which a marker (2) is moved in a 3-D coordinate space (1), with the movement translated into a corresponding movement in 3-D virtual space. The control device comprises an arrangement of linear rails (3), while the control device for movement of the grip is a potentiometer system.

Description

Viele räumliche Anwendungen am Computer erfordern es alle 3 möglichen Bewegungsrichtungen zu steuern. Um am Computer räumliche Anwendungen zu steuern gibt es bisher (im Bereich der Computerspiele und Amateuranwendungen) nur 2-dimensionale Steuerungsgeräte wie zum Beispiel die Maus oder der Joystick. Diese ermöglichen es ein Objekt in 2 Raumrichtungen zu steuern. Mit ihnen kann man jedoch nicht alle drei möglichen Bewegungsrichtungen steuern.Many spatial applications on the computer require all 3 possible Control directions of movement. To control spatial applications on the computer so far (in the field of computer games and amateur applications) only 2-dimensional Control devices such as the mouse or joystick. These make it possible Control object in 2 directions. However, you cannot do all three with them Control directions of movement.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Steuerungsgerät zu schaffen, das alle drei Bewegungsrichtungen in einem Steuerungsgerät zu vereint.The object of the invention is to provide a control device that all three Direction of movement combined in one control device.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device with the features of claim 1.

Die Steuerung ermöglicht die intuitive Steuerung jeder möglichen Bewegung im virtuerllen Raum. Sie erspart die unpraktische Verwendung mehrerer Steuerungsgeräte gleichzeitig, sowie die Verwendung der Tastatur, die die Benutzung von 6 Tasten erfordern würde.The control enables the intuitive control of every possible movement in the virtual Room. It saves the impractical use of multiple control devices at the same time, and the use of the keyboard, which would require the use of 6 keys.

Das Steuerungsgerät ermöglicht, anders als die Tastatur, eine stufenlose Geschwindigkeitssteuerung im virtuellen Raum.Unlike the keyboard, the control device enables a stepless one Speed control in virtual space.

Das Steuerungseinheit für räumliche Anwendungen am Computer eignet sich für jegliche 3D- Anwendungen und erfordert keinerlei Übung.The control unit for spatial applications on the computer is suitable for any 3D Applications and requires no practice.

Eine besonders vorteilhafte Erweiterung der Erfindung ist die zusätzliche Integration der 3 Drehrichtungen nach Anspruch 4 in das Gerät.A particularly advantageous extension of the invention is the additional integration of FIG. 3 Rotation directions according to claim 4 in the device.

Dies ermöglicht es, sich ohne Veränderung der virtuellen Position zu drehen. Insgesamt können mit einem solchen Steuerungsgerät also alle möglichen Bewegungen im virtuellen Raum gesteuert werden. Herkömmliche Geräte ermöglichen immer nur 2 Richtungen. This makes it possible to turn without changing the virtual position. All in all can with such a control device all possible movements in the virtual Space can be controlled. Conventional devices only allow two directions.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are in following described in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines solchen Steuerungsgerät,In the drawings: Figure 1 is a perspective view of such a control device.

Fig. 2 ein Querschnitt durch die Drehrichtungssteuerungskugel. Fig. 2 shows a cross section through the direction of rotation control ball.

Das Steuerungsgerät (Fig. 1) besteht aus einem quaderförmigen Raum (1), in dem man einen Griff in die am Computer gewünschte Richtung bewegen kann. Dieser wird von Federn in Mittelstellung zurückgedrückt. Der Griff (2)(z. B.: in Form einer Kugel) fährt auf Linearschienen (3), welche ein x-y-z-Koordinatensystem bilden. An deren Wägen (4) sind die Federn zur Rückführung befestigt. Parallel zu den Schienen werden Zahnschienen befestigt. An den Wägen der Schienen werden Drehpotentiometer angebracht, an deren Enden sich Zahnräder befinden, die auf den Zahnschienen laufen. Bewegen sich nun die Wägen drehen sich die Achsen der Potentiometer und die Bewegung wird über sie aufgenommen. Insgesamt gibt es 3 solcher Bewegungsaufnahmesysteme (je eines für jede Richtung). So kann man jederzeit die genaue Position des Griffes im Raum feststellen.The control device ( Fig. 1) consists of a cuboid space ( 1 ) in which one can move a handle in the direction desired on the computer. This is pushed back into the middle position by springs. The handle ( 2 ) (e.g. in the form of a ball) moves on linear rails ( 3 ), which form an xyz coordinate system. The springs for return are attached to their carriages ( 4 ). Toothed rails are attached parallel to the rails. Rotary potentiometers are attached to the rails of the rails, at the ends of which there are gears that run on the toothed rails. If the carriages move, the axes of the potentiometers rotate and the movement is recorded via them. There are a total of 3 such motion recording systems (one for each direction). So you can determine the exact position of the handle in the room at any time.

Der Griff selbst besteht aus einer Kugel (Fig. 2; Anspruch 6), die man dann hin- und her schieben kann. Diese Kugel kann man auch drehen, ohne sie zu verschieben. Durch ihre Drehung in eine bestimmte Richtung dreht man sich dann im virtuellen Raum in die selbe Richtung. Die Drehung der Kugel wird zum Beispiel über eine Konstruktion wie in Fig. 2 aufgenommen. Hierbei ist die Kugel unten aufgeschnitten und sitzt auf einem Joystick. Dieser Joystick unterstützt anders als herkömmliche Joysticks noch die Drehung um die eigene Achse. Dies ermöglicht die vollkommen freie Drehung der Kugel um die eigene Achse (innerhalb des Bewegungsspielraums des Joysticks). Die Bewegung des Joysticks wird wie üblich über Potentiometer aufgenommen.The handle itself consists of a ball ( Fig. 2; claim 6), which can then be pushed back and forth. You can also rotate this ball without moving it. By turning them in a certain direction, you then turn in the same direction in virtual space. The rotation of the ball is recorded, for example, via a construction as in FIG. 2. The ball is cut open at the bottom and sits on a joystick. Unlike conventional joysticks, this joystick also supports rotation about its own axis. This allows the ball to rotate freely around its own axis (within the range of motion of the joystick). As usual, the movement of the joystick is recorded via potentiometers.

Die 3 Potentiometer des Koordinatensystems sowie die 3 Potentiometer des Joysticks können nun direkt an 2 Gameports eine Computers angeschlossen werden. Programme, die die Verwendung von 2 Gameports unterstützen können nun das Gerät ohne irgendwelche spezielle Software voll ausnützen.The 3 potentiometers of the coordinate system and the 3 potentiometers of the joystick can a computer can now be connected directly to 2 game ports. Programs that the Using 2 game ports can now support the device without any make full use of special software.

Claims

1. Control unit for spatial applications on the computer, characterized in that one moves a handle in an x, y, z coordinate system, and this is also implemented in the virtual space of the computer.

2. Control unit according to claim 1, characterized in that the x, y, z coordinate system consists of linear rails consists.

3. Control unit according to claim 1 or 2, characterized in that the movement of the handle in the x, y, z coordinate system is picked up by potentiometer.

4. Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the handle can be turned in all directions.

5. Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation of the handle in the virtual space of the Computer is implemented.

6. Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotatable handle consists of a ball.