DE3690752C2

DE3690752C2 -

Info

Publication number: DE3690752C2
Application number: DE3690752A
Authority: DE
Inventors: Hideki Minemoto; Hisayuki Tokio/Tokyo Jp Yamaguchi
Original assignee: TAITO TOKIO/TOKYO JP KK
Current assignee: TAITO TOKIO/TOKYO JP KK
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1990-03-01
Anticipated expiration: 2006-09-20
Also published as: AU1380688A; GB2201233A; GB2201233B; GB8804801D0; KR910006661Y1; JPS6318181U; US4892312A; WO1988000489A1; AU6375486A; AU586365B2; DE3690752T; JPH0642716Y2

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Videospielgerät mit einem Bildschirm, der horizontal oder vertikal an einem Gehäuse des Videospielgerätes angeordnet ist, einer eine Grundplatte aufweisenden Basisanordnung, einer Hauptwelle, einem Betätigungsknopf, der auf einem Ende der Hauptwelle montiert ist und zu seiner Drehung direkt mit den Fingern ergriffen werden kann, einem Übersetzungsgetriebezug, einer an einer Ausgangswelle des Übersetzungsgetriebezuges befestigten Scheibe, die eine Mehrzahl von Öffnungen oder Einkerbungen auf ihrem Umfang aufweist, und zwei Sensorab schnitten, die an Positionen angeordnet sind, welche eine gegenseitige Phasenverschiebung bezüglich der Öffnungen oder Einkerbungen aufweisen, um die Öffnungen oder Einkerbungen der Scheibe berührungsfrei zu erfassen und eine Verdrehung und eine Drehrichtung der Scheibe festzustellen.

Videospielgeräte arbeiten mit einer Eingabevorrichtung für Koordinatenwerte, beispielsweise mit einem Joystick oder einem Kugelsteuergriff, und zwar in Anpassung an das Format der Spiele, die auf dem Gerät gespielt werden.

Bei bestimmten Spielen, beispielsweise bei Blockzerstörungs spielen oder bei Tennisspielen, werden die Koordinatenposi tionen eines gesteuerten Objektes, wie etwa einer Stange oder eines Schlägers zum Treffen eines sich bewegenden Objektes, nach rechts und links verschoben. Dabei ist es durchaus be kannt, diese Verschiebung der Koordinatenpositionen des ge steuerten Objektes durch Drehen eines Knopfes zu bewirken, der auf einem regelbaren Widerstand montiert ist, wodurch sich dann der Widerstand ändert.

Eine derartige Betätigungsvorrichtung, wie sie für die oben erwähnten Spiele Verwendung findet, bringt folgendes Problem mit sich: Zur Bewegung der Stange quer über den Bildschirm muß der Knopf durch einen großen Winkelbereich gedreht werden, was eine ziemlich unbequeme Betätigung darstellt.

Hinzu kommt, daß die Betätigungsvorrichtung mit dem veränder baren Widerstand eine sehr kurze Lebensdauer besitzt, und zwar aufgrund der häufigen Betätigung des Knopfes und der übermäßi gen Kräfte, die von einem Spieler aufgebracht werden, der in das Spiel versunken ist.

Eine bekannte Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art (JP 61-85 975 A) ist für einen Flugsimulator vorgesehen, der im Sitzen betätigt wird. Die Vorrichtung weist einen Steuer knüppel auf, der nicht nur verdreht sondern auch axial ver schoben werden kann. Dementsprechend ist die bekannte Vorrich tung platzaufwendig.

Ferner ist es bekannt (GB-PS 15 73 868), mittels eines Betäti gungsknopfes und eines Übersetzungsgetriebes elektrische Im pulse zu erzeugen, die in codierte Signale umgewandelt und einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt werden, worauf hin eine alphanumerische Wiedergabe möglich ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt jedoch keine berührungsfreie Sensorabtastung, sondern es sind Kontaktfedern vorgesehen, die Kontaktfelder überstreichen. Die Zuordnung zu einem Video spielgerät wird dabei nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die als äußerst kompakte Baugruppe dem Videospielgerät zugeordnet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Betätigungsvorrichtung in einer Steuerbox befestigt ist, die an dem Gehäuse des Videospielgerätes angeordnet ist, und zur Eingabe von Koordinatenpositionen eines gesteuerten Objektes dient, das sich quer über den Bildschirm bewegt; die Grund platte der Basisanordnung an einem Bedienungspult befestigbar ist, das auf einer oberen Fläche der Steuerbox angeordnet ist, wobei die Basisanordnung eine Wellenplatte mit U-förmigem Querschnitt, die senkrecht auf der Grundplatte montiert ist, sowie eine Zwischenplatte und eine Getriebeplatte aufweist, die mit der Wellenplatte so verbunden sind, daß innerhalb der U-förmigen Wellenplatte ein Raum zur Aufnahme des Überset zungsgetriebezuges gebildet ist;
die Hauptwelle über Buchsen drehbar an der Grundplatte und der Zwischenplatte angeordnet ist;
der Übersetzungsgetriebezug zwischen der Zwischenplatte und der Getriebeplatte in der Basisanordnung angeordnet ist und eine Verdrehung der Hauptwelle mit einem Übersetzungsverhält nis auf einen Wert erhöht, mit dem sich das gesteuerte Objekt quer über den Bildschirm bewegt, wenn der Betätigungsknopf ohne Umsetzen der Griffposition um einen möglichen Winkel verdreht wird.

Die Erfindung ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise und eine entsprechend günstige Anbringung der Betätigungsvorrich tung an dem Gehäuse des Videospielgerätes.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Eingabe der Koordinatenpositionen eines gesteuerten Objektes, welches sich über die Fläche des Bildschirms des Videospielgerätes bewegt. Dabei kann die Übersetzung zwischen dem Betätigungsknopf und dem als Scheibe ausgebildeten Impulsgeber so gewählt werden, daß sich das beispielsweise als Stange dargestellte Objekt bereits bei einer kleinen Winkeldrehung des Betätigungsknopfes quer über den Bildschirm bewegt.

Die berührungsfreie, beispielsweise optische oder magnetische Überwachung des Impulsgebers stellt sicher, daß die Betäti gungsvorrichtung eine lange Lebensdauer besitzt, und zwar selbst bei häufiger Betätigung und grober Behandlung.

Im folgenden werden Ausführungsformen nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen er läutert. Die Zeichnungen zeigt in

Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht einer erfindungs gemäßen Betätigungsvorrichtung für ein Videospiel gerät;

Fig. 2 eine Unteransicht der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4a einen Impulsgeber mit Öffnungen für die Betäti gungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels;

Fig. 4b einen Impulsgeber mit Einkerbungen für die Betäti gungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels;

Fig. 5a im Grundriß einen Fotosensor für die Betätigungs vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels;

Fig. 5b eine Unteransicht des Fotosensors nach Fig. 5a;

Fig. 6 ein Schaltschema, vor allem für einen Sensorab schnitt der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrich tung;

Fig. 7 in Seitenansicht die Art und Weise, in der die Betätigungsvorrichtung für das Videospielgerät auf einer Steuerbox montiert ist;

Fig. 8a eine Seitenansicht eines abgewandelten Ausfüh rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Basisanord nung;

Fig. 8b eine Vorderansicht der Basisanordnung nach Fig. 8a.

Eine Basisanordnung zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Betäti gungsvorrichtung umfaßt gemäß Fig. 1 vier Basisbauteile, die mit den Bezugsziffern 1 bis 4 versehen sind. Eine Grundplatte 1 dient dazu, die Betätigungsvorrichtung auf einer Steuerbox zu montieren, wie sie an jeder der beiden Seiten eines Tisches des Videospielgerätes angeordnet ist. Eine Wellenplatte 2 mit U-förmigem Querschnitt ist über Punktschweißungen oder dgl. an der Grundplatte 1 befestigt, und zwar derart, daß eine ein stückige Einheit entsteht. An den Innenflächen der Wellenplat te 2 ist eine Zwischenplatte 3 befestigt, und zwar über Schrauben 5. Eine Getriebeplatte 4 ist über Schrauben 6 mit abgebogenen Abschnitten verbunden, die an den Enden der Beine der Wellenplatte 2 ausgebildet sind. Eine Hauptwelle 7 ist über Buchsen 8 und 9 drehbar in der Basisanordnung gelagert. Eine Scheibe 10 ist zwischen einem Bunde der Hauptwelle 7 und der Buchse 8 angeordnet, während ein E-Ring 11 vor der Buchse 9 sitzt, um die Bewegung der Hauptwelle 7 in Axialrichtung zu begrenzen.

Eine Maske 12 ist auf der oberen Fläche der Grundplatte 1 angeordnet, wobei ein Gummielement 13 zwischen der Maske 12 und der Grundplatte 1 sitzt.

Ein Betätigungsknopf 14 ist auf einem Ende der Hauptwelle 7 zu deren Drehung angeordnet. Der Betätigungsknopf 14 hat einen großen Durchmesser, so daß er von einem Spieler mit den Fin gern ergriffen und ohne weiteres gedreht werden kann. Der Betätigungsknopf 14 ist mit der Hauptwelle über einen Stift 15 verbunden. Die obere Fläche des Betätigungsknopfes 14 trägt eine Zierscheibe 14 a.

Die Zwischenplatte 3 und die Getriebeplatte 4 bilden ein Ge triebegehäuse zur Aufnahme eines Getriebezuges, der ein Über setzungsgetriebe darstellt. Zwischen der Zwischenplatte 3 und der Getriebeplatte 4 ist eine zweite Welle 16 vorgesehen, die sich in Buchsen 17 und 18 dreht. Eine Ausgangswelle 19 ist über Buchsen 20 und 21 mit der Zwischenplatte 3 und der Ge triebeplatte 4 drehbar verbunden. Ferner trägt die Ausgangs welle 19 einen E-Ring 29 sowie an einem ihrer Enden einen Impulsgeber 30 in Form einer Scheibe, die später noch be schrieben wird.

Ein Zahnrad 22 ist unter Zwischenschaltung einer Sicherungs scheibe 26 durch eine Mutter 27 auf der Hauptwelle 7 befe stigt. Das Zahnrad 22 kämmt mit einem Zahnrad 23, das auf der zweiten Welle 16 sitzt. Ferner sitzt auf der zweiten Welle 16 ein Zahnrad 24, das im Eingriff steht mit einem Zahnrad 25, welches auf der Ausgangswelle 19 angeordnet ist (siehe Fig. 2). Die Zahnräder 22 bis 25 bilden das Übersetzungsgetriebe. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Übersetzungsver hältnisse zwischen dem Zahnrad 22 und dem Zahnrad 23 sowie zwischen dem Zahnrad 24 und dem Zahnrad 25 jeweils auf 72 : 16 eingestellt, um zu gewährleisten, daß die Drehzahl oder Ver drehung der Ausgangswelle 19 etwa das 20fache der der Haupt welle beträgt.

Fig. 4 zeigt einen Impulsgeber und Fig. 5 einen Fotosensor zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 3 ist der Impulsgeber in Form der Scheibe 30 am Ende der Ausgangswelle 19 unter Verwendung einer Mutter 32 montiert, wobei eine Scheibe 31 zwischen der Ausgangswelle 19 und der Scheibe 30 sitzt. Gemäß Fig. 4a weist die Scheibe 30 eine große Anzahl von Öffnungen 30 a auf. Im vorliegenden Falle ist die Scheibe 30 mit 24 Öffnungen 30 a versehen.

Anstelle der Öffnungen 30 a kann die Scheibe 30 zur Erfüllung der gleichen Funktion Einkerbungen 30 b aufweisen, wie sie in Fig. 4b gezeigt sind.

An der Wellenplatte 2 ist durch Schrauben 34 eine Konsole 33 befestigt, und mit der Konsole 33 ist eine gedruckte Platine 35 durch Schrauben 36 verbunden.

Wie in Fig. 5 dargestellt, enthält die gedruckte Platine 35 Foto-Sensorabschnitte 37, Widerstände R ₁ bis R ₄ und einen Anschluß 38. Bei den Sensorabschnitten 37 handelt es sich um aktive Fotosensoren, die ein Lichtsendeelement und ein Licht empfangselement umfassen. Sie nehmen optisch die Drehzahl oder Verdrehung der Scheibe 30 auf, und zwar über deren Öffnungen 30 a. Um zwischen zwei Drehrichtungen unterscheiden zu können, werden zwei Sensorabschnitte 37 verwendet.

Das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes wird aus folgendem Grund auf den obenerwähnten Wert eingestellt. Die Natur der Spiele bedingt, daß der Betätigungsknopf 14 betätig bar sein muß, ohne die Notwendigkeit, daß der Spieler die Griffposition ändert. Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich die Betätigung des Betätigungsknopfes 14 erleichtert, wenn der Drehwinkelbereich ungefähr 150° beträgt. Die Bewegung einer ein gesteuertes Objekt bildenden Stange quer über den Bild schirm erfordert etwa 200 Impulse. Dies entspricht etwa acht Umdrehungen der Scheibe 30, da letztere 24 Öffnungen 30 a auf weist. Dies wird dadurch erzielt, daß man das Übersetzungsver hältnis auf den obengenannten Wert einstellt. Die Übersetzung des Übersetzungsgetriebes erfolgt zweistufig, so daß die Größe des Übersetzungsgetriebes vermindert werden kann. Das Überset zungsgetriebe kann daher von der Steuerbox aufgenommen wer den.

Fig. 6 zeigt ein Schaltschema, wobei vor allem die Sensorab schnitte der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung darge stellt sind.

Jeder Sensorabschnitt 37 umfaßt eine Lichtemitterdiode LED und einen Fototransistor PT. Weitere Foto-Sensorabschnitte 39 sind an einer weiteren Betätigungsvorrichtung angeordnet, die ver wendet wird, wenn ein tischförmiges Spielgerät von zwei Spie lern benutzt wird, wobei die weitere Betätigungsvorrichtung an der anderen Seite des Tisches angeordnet ist. Die Ausgänge der Sensorabschnitte 37 und 39 sind an einen Steuerkreis 41 des Tischgehäuses angeschlossen, und zwar über ein I/O-Inter face 40. Der Steuerkreis 41 umfaßt eine CPU 42, ein RAM 43 und ein ROM 44. Die CPU 42 betreibt das Spiel nach dem im ROM 44 gespeicherten Programm auf der Basis der Signale aus den Sen sorabschnitten 37 und 39 und/oder aus anderen Betätigungsknöp fen, wobei die CPU Bildsignale an einen Bildschirm 45 und Tonsignale an einen Lautsprecher 46 abgibt.

Fig. 7 zeigt in Seitenansicht die Art und Weise, in der die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung für das Videospielge rät auf einer Steuerbox montiert wird.

Eine Steuerbox 53 ist auf einer Platte 51 befestigt, die an der Seite eines Tisch-Gehäuses 50 über Schrauben montiert ist. Die obere Fläche der Steuerbox 53 weist eine Öffnung auf, an die die Grundplatte 1 angepaßt ist. Die Betätigungssignale aus der Betätigungsvorrichtung werden über den Anschluß 38 auf das Gehäuse 50 übertragen.

Zwar wurde die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, jedoch sei darauf hingewiesen, daß sämtliche Bestandteile dieser Ausführungsform nach Gestaltung, Abmaßen und Werten lediglich Beispiele darstellen und daß die vorliegende Erfindung durch diese nicht beschränkt ist. Dem entsprechend fallen die im folgenden beschriebenen Abwandlungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine Abwandlungsform einer Basisanordnung nach der Erfindung.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Grundplat te 1 und die Wellenplatte 2 als gesonderte Teile ausgebildet. Sie können jedoch auch aus einer einzigen Platte durch deren plastische Verformung hergestellt sein, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist eine Grundplatte 60 in ihrer Mitte eine Öffnung 61 auf, in der die Hauptwelle 7 auf genommen wird. Die Grundplatte 60 trägt an ihren vier Ecken Befestigungsabschnitte 62, mit denen sie an der Steuerbox befestigt wird. Ferner weist die Grundplatte 60 beidseitige Beine 63 zur Halterung der Getriebeplatte auf.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Verdrehung oder Drehzahl der Scheibe 30 durch die Foto-Sensorabschnitte 37 festgestellt. Diese Feststellung kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß man einen Impulsgeber aus magnetischem Material und einen magnetischen Sensor, wie etwa eine Hall-Vorrichtung, verwendet, die die Öffnungen oder Einkerbungen des Impulsge bers ermittelt.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann auf eine Vorrichtung, bei der eine Stange quer über den Bildschirm bewegt wird, indem man den Betätigungsknopf einfach um einen kleinen Winkel verdreht, und bei der eine solche Betätigung sehr oft erfolgt, wie es bei einem Videospielgerät der Fall ist.

Claims

Betätigungsvorrichtung für ein Videospielgerät mit einem Bild schirm, der horizontal oder vertikal an einem Gehäuse des Videospielgerätes angeordnet ist, einer eine Grundplatte auf weisenden Basisanordnung, einer Hauptwelle, einem Betätigungs knopf, der auf einem Ende der Hauptwelle montiert ist und zu seiner Drehung direkt mit den Fingern ergriffen werden kann, einem Übersetzungsgetriebezug, einer an einer Ausgangswelle des Übersetzungsgetriebezuges befestigten Scheibe, die eine Mehrzahl von Öffnungen oder Einkerbungen auf ihrem Umfang aufweist, und zwei Sensorabschnitten, die an Positionen ange ordnet sind, welche eine gegenseitige Phasenverschiebung be züglich der Öffnungen oder Einkerbungen aufweisen, um die Öffnungen oder Einkerbungen der Scheibe berührungsfrei zu erfassen und eine Verdrehung und eine Drehrichtung der Scheibe festzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Betätigungsvorrichtung in einer Steuerbox (53) befe stigt ist, die an dem Gehäuse (50) des Videospielgerätes ange ordnet ist, und zur Eingabe von Koordinatenpositionen eines gesteuerten Objektes dient, das sich quer über den Bildschirm (45) bewegt;
- - die Grundplatte (1) der Basisanordnung an einem Bedie nungspult befestigbar ist, das auf einer oberen Fläche der Steuerbox (53) angeordnet ist, wobei die Basisanordnung eine Wellenplatte (2) mit U-förmigem Querschnitt, die senkrecht auf der Grundplatte (1) montiert ist, sowie eine Zwischenplatte (3) und eine Getriebeplatte (4) aufweist, die mit der Wellen platte ein Raum zur Aufnahme des Übersetzungsgetriebezuges (22 bis 25) gebildet ist;
- - die Hauptwelle (7) über Buchsen (8, 9) drehbar an der Grundplatte (1) und der Zwischenplatte (3) angeordnet ist;
- - der Übersetzungsgetriebezug (22 bis 25) zwischen der Zwischenplatte (3) und der Getriebeplatte (4) in der Basisan ordnung angeordnet ist und eine Verdrehung der Hauptwelle (7) mit einem Übersetzungsverhältnis auf einen Wert erhöht, mit dem sich das gesteuerte Objekt quer über den Bildschirm (45) bewegt, wenn der Betätigungsknopf (14) ohne Umsetzen der Griffposition um einen möglichen Winkel verdreht wird.