DE60019266T2

DE60019266T2 - Spieleingabegerät mit widerstandskraftsgenerator

Info

Publication number: DE60019266T2
Application number: DE60019266T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Ootori
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: AU3074100A; TW507229B; KR20010101627A; CN1144607C; EP1144061A1; EP1144061B1; US6784561B2; DE60019266D1; WO2000043090A1; ATE292500T1; HK1039580A1; CN1336842A; RU2001122112A; CA2373318A1; US20030127863A1; BR0008904A; JP2000210467A; US20020190528A1; JP3791221B2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Spieleingabeeinheit mit einem Widerstandskraftgenerator, der an einer Eingabebedieneinheit eine Widerstandskraft entsprechend dem Spielinhalt (Information), wie dem Spieltyp oder dem Spielstand, erzeugt.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmlicherweise wird eine Eingabebedieneinheit wie ein Knopf oder ein Hebel einer Bedienungsvorrichtung für eine Spielmaschine zum Hausgebrauch durch eine Feder oder dergleichen so angetrieben, dass ein vorgegebener Zustand wiederhergestellt wird, und wenn die Eingabebedieneinheit bedient wird, wird die Feder entsprechend ihrer Auslenkung verformt, und sie unterliegt aufgrund ihrer Elastizität einer Gegenkraft.
Wenn bei einer derartigen Konstruktion ein Spiel durch Vorgeben der Aktionen des Aktionsziels auf dem Monitorschirm durch Handhaben von Bedienknöpfen usw. gespielt wird, kann nur durch Betrachten der Personen auf dem Monitorschirm (Video) und durch Hören des vom Monitor erzeugten Schalls (Audio) erfahren werden, was geschieht, und da die Aktionen tatsächlich nur funktionell durch Manipulationen mit den Fingern des Benutzers erfolgen, existiert keine ein Erlebnis vermittelnde Funktion, die durch Rückkopplung an die Bedienungsvorrichtung bereitgestellt würde.
Es wurden Gegenkraftgeneratoren entwickelt, bei denen dann, wenn man, aufgrund des Spieltyps und der Handhabung der Eingabebedieneinheit, auf eine spezifizierte Aktion oder Szene trifft, die Spielperformance mit einem erhöhten Präsenzgefühl dadurch verbessert ist, dass die Erlebnisrückkopplung von der Haupteinheit der Spielmaschine zu den eigenen Fingern und Armen in der Eingabeeinheit selbst erzielt wird.
Z.B. wandelt eine Vorrichtung, wie sie in der 1 dargestellt ist, die durch einen Motor 1 usw. erzeugte Drehkraft in eine Linearbewegung, während durch einen Geschwindigkeits-Untersetzungsmechanismus 6 aus einem Zahnrad 2, einem Zahnrad 3, einem Ritzel 4, einer Zahnstange 5 usw. eine Geschwindigkeitsverringerung und Krafterhöhung ausgeführt wird, um dabei über eine Kopplung 7 eine Übertragung an die Eingabebedieneinheit in Form eines Hebels 8 usw. auszuführen. Zwischen den Geschwindigkeits-Untersetzungsmechanismus 6 und die Kopplung 7 ist ein Pufferelement 10 aus einer Feder 9 usw. eingesetzt. Das Pufferelement 10 erzeugt entsprechend der Bedienungsauslenkung des Hebels 8 eine Gegenkraft, und es verhindert, dass auf die Bauteile eine übermäßige Kraft ausgeübt wird.
Eine in der 2 dargestellte Vorrichtung ist so aufgebaut, dass sie durch einen Motor 11 usw. erzeugte Drehkraft über einen Geschwindigkeits-Untersetzungsmechanismus 16 aus einer Schnecke 12, einem Schneckenrad 13, einem Ritzel 14, einer Zahnstange 15 usw., ein aus einer Feder 17 usw. bestehendes Pufferelement 18 und eine Kopplung 19 auf eine aus einem Hebel 20 usw. bestehende Eingabebedieneinheit überträgt. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der in der 1 dadurch, dass die Zahnstange 15 und das Ritzel 14 eine Übertragung der Gegenkraft der Eingabeeinheit an den Motor 11 verhindern.
Bei den in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen wird die Gegenkraft der Hebel 8, 20 durch Modifizieren des Ausmaßes der Auslenkung der Feder 9, 17 durch das Antreiben der Motoren 1, 11 entsprechend Spielinformation modifiziert.
An diesen zwei Vorrichtungen erhöhen die Geschwindigkeits-Untersetzungsmechanismen 6, 16 die Anzahl der Teile, und dies ist hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Kosten nachteilig.
Da zwischen die Motoren 1, 11 und die Eingabebedieneinheiten eine Anzahl von Mechanismen eingefügt ist, existiert aufgrund eines Spiels ein Klappern, wodurch die Tendenz einer Schmälerung des auf die Fingerspitzen übertragenen direkten Gefühls entsteht, da die gewünschte Widerstandskraft nicht momentan erzeugt wird.
Darüber hinaus wird bei den herkömmlichen Vorrichtungen dieses Typs eine "Gegenkraft" erzeugt, die proportional zum Ausmaß der Handhabung der Eingabebedieneinheit, d.h. der Auslenkung derselben ist. Wenn das Ausmaß der Auslenkung der Eingabebedieneinheit gegenüber ihrer Neutralstellung klein ist, ist die Gegenkraft klein, und wenn sie groß ist, ist die Gegenkraft groß. So war es unmöglich, eine "Widerstandskraft" zu erzeugen, die proportional zur Bedienungsgeschwindigkeit der Eingabebedieneinheit ist.
US-5,713,792 offenbart ein Fischfangspiel, bei dem eine simulierte Angelrolle mit einer Bremse mit magnetischen Teilchen versehen ist, die zwischen einen festen Teil und eine Welle eingefügt sind, die sich dreht, wenn der Griff der Rolle gedreht wird. Die magnetischen Teilchen werden durch elektrische Erregung konzentriert, um die auf die Rolle wirkende Bremskraft zu ändern.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die obigen Probleme zu lösen und einen Widerstandskraftgenerator zu schaffen, der eine "Widerstandskraft" erzeugen kann, die proportional zur Abdeckungsgeschwindigkeit der Eingabebedieneinheit ist, die Anzahl der Teile verringern kann und es einem ermöglichen kann, ein an die Fingerspitzen übertragenes vollständiges Direktgefühl hinsichtlich des Tastsinns zu haben.
Die obigen sowie andere Aufgaben der Erfindung werden durch eine Eingabeeinrichtung mit einem Widerstandskraftgenerator gelöst, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, der, entsprechend Spielinformation, eine Widerstandskraft erzeugt, die Eingabebedienvorgängen an einer Eingabebedieneinheit einer Spielmaschine entspricht.
Die Eingabeeinrichtung verfügt über ein Rotationselement, das in einem Zustand angeordnet ist, in dem ein Teil seines Umfangs in eine magnetische Substanz eingetaucht ist, wenn kein Magnetfeld vorliegt, oder sie kann in einem Zustand angeordnet sein, in dem eine gesamte ihrer Oberflächenseiten in die magnetische Substanz eingetaucht ist, wenn kein Magnetfeld vorliegt. Auch kann das Rotationselement über eine Konstruktion mit einer Aufnahmeeinheit verfügen, die die magnetische Substanz aufnimmt, wenn ein Magnetfeld vorhanden ist.
Als magnetische Substanz kann ein magnetisches Pulver oder ein magnetisches Fluid verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung verfügt über eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, die ein Elektromagnet usw. sein kann. Vorzugsweise ist diese Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung so aufgebaut, dass sie die magnetische Substanz über den gesamten Bereich der Rotationselemente sammelt, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird.
Die magnetische Substanz ist in einem Behälter untergebracht, der über eine Struktur verfügen kann, die, in einem von den Rotationselementen getrennten Teil, über ein Raum verfügt, in dem sich eine magnetische Substanz sammelt, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird.
Bei einer derartigen Konfiguration sorgt die Erzeugung eines Magnetfelds durch die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung für eine Erregung und magnetische Aggregation der magnetischen Substanz und demgemäß eine Zunahme oder Abnahme der Widerstandskraft gegen die Drehung der Rotationselemente.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das einen herkömmlichen Gegenkraftgenerator zeigt;
2 ist ein Diagramm, das einen anderen herkömmlichen Gegenkraftgenerator zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Spielmaschine zum Erläutern einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das eine Abdeckungvorrichtung der Spielmaschine der 3 zeigt;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Widerstandskraftgenerator der Abdeckungsvorrichtung der 4 zeigt;
6 ist eine Schnittansicht, die die Schlüsselteile des Widerstandskraftgenerators zeigt;
7 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Betriebs des Widerstandskraftgenerators der Erfindung;
8 ist ein Blockdiagramm der Bedienungsvorrichtung der Spielmaschine und des Verbindungszustands zur Haupteinheit der Spielmaschine;
9 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur seitens der Bedienungsvorrichtung für die Spielmaschine zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur seitens der Haupteinheit der Spielmaschine zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Widerstandskraftgenerators der Erfindung zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die die rotierenden Flügel des Widerstandskraftgenerators der 11 zeigt;
13 ist eine Schnittansicht, die noch ein anderes Beispiel des Widerstandskraftgenerators zeigt;
14 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Betriebs des Widerstandskraftgenerators der 13;
15 ist eine Schnittansicht noch eines anderen Beispiels des Widerstandskraftgenerators der Erfindung;
16 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Betriebs des Widerstandskraftgenerators der 15; und
17 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bedienungsvorrichtung der Spielmaschine zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform zeigt.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Eine den Widerstandskraftgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung nutzende Spielmaschine wird nun unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 erläutert.
In der 3 ist 31 eine Haupteinheit an einer Spielmaschine, die mit einem Monitor 32, wie einem Fernsehempfänger, und einer Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung (Eingabeeinrichtung) 33 verbunden ist (sh. die 4).
In die Haupteinheit 31 ist ein CDROM-Treiber mit der Funktion eingebaut, eine CDROM abzuspielen, die ein Video-Aufzeichnungsmedium ist. An der Oberseite der Spielmaschinen-Haupteinheit 31 befindet sich eine Konstruktion mit einem Abdeckelement 34, das die CDROM aufnimmt und abdeckt, einem Öff nungs- und Schließschalter 35, der das Abdeckelement 34 öffnet und schließt, einem Spannungsschalter 36, der elektrische Spannung liefert, einem Rücksetzschalter 37, der den Betrieb der Haupteinheit 31 in ihren Ausgangszustand versetzt, und einer Verbindungseinheit 38, an der zwei Bedienungsvorrichtungen angeschlossen werden können. Durch Verbinden eines Verbinders 39 der Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 (die später beschrieben wird) mit der Verbindungseinheit 38 werden die Haupteinheit 31 und die Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 elektrisch über ein Kabel 40 verbunden, und zwischen der Haupteinheit 31 und der Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 ist bidirektionale Kommunikation ermöglicht.
Wie es in der 4 dargestellt ist, erlaubt es die Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33, die gewünschte Eingabebedienung dadurch auszuführen, dass sie insgesamt in der X- und der Y-Richtung verkippt wird, und sie mit der Haupteinheit 31 und dem Monitor 32 usw., wie einem Fernsehempfänger, verbunden ist.
Die Bedienungsvorrichtung 33 verfügt über ein Gehäuse 41, das grob gesprochen stabförmig ausgebildet ist, damit sie mit einer Hand ergriffen und bedient werden kann. Dieses Gehäuse verfügt an seiner Rückseite (der nahen Seite) über Eingabeknöpfe 42 ..., und an seiner Vorderseite (entfernte Seite) verfügt es über einen Auslöseknopf 43 als Eingabebedieneinheit.
Auch existieren innerhalb des Gehäuses 41 Schalter (nicht dargestellt), eine Platine (nicht dargestellt) zum Kontrollieren von Kommunikationsvorgängen mit einer spielbaren Haupteinheit 31, die eine CDROM aufnimmt, bei der es sich um ein Video-Aufzeichnungsmedium handelt, sowie ein Widerstandskraftgenerator 53, der später detailliert beschrieben wird.
Wie es in der 5 dargestellt ist, ist ein Auslöseknopf 43 so vorhanden, dass er sich im Gehäuse 41 frei um eine Welle 44 drehen kann. Wenn sich der Auslöseknopf 32 verdreht, kann er in Löcher (nicht dargestellt) im Gehäuse 41 eingeschoben werden oder aus ihnen vorstehen. Durch einen Anschlag (nicht dargestellt) ist verhindert, dass der Auslöseknopf 43 aus dem Gehäuse 41 herausgezogen werden kann.
Am verdrehungsfreien Ende des Auslöseknopfs 43 ist eine Achse 45 vorhanden, und ein Ende eines Stabs 46 ist mit dieser verbunden. Das andere Ende des Stabs 46 ist drehbar mit dem rotationsfreien Ende eines Arms 48 über eine Achse 47 verbunden, und das Basisende des Arms 48 ist an einer Achse 49 befestigt. So kann sich die Achse 49 in einem bestimmten Bereich verdrehen, der durch den Arm 48 und eine gegabelte Feder bestimmt ist.
An der Achse 49 ist der Basisendteil der Feder 50 befestigt. Ein Ende der Feder 50 steht mit dem Arm 48 in Eingriff, und ihr anderes Ende steht mit einem Eingriffsteil 51 des Gehäuses 41 in Eingriff. Durch die elastische Kraft der Feder 50 wird eine Gegenkraft proportional zur Auslenkung des Auslöseknopfs 43 erzeugt. Wenn das Ausmaß der Auslenkung klein ist, ist die durch die Feder 50 hervorgerufene Gegenkraft klein, und umgekehrt ist die Gegenkraft groß, wenn sie groß ist.
Mit einem Ende der Achse 49 ist ein Knopf 52 verbunden. Wenn der Auslöseknopf 43 betätigt wird, verdreht sich der Knopf 52, und es wird ein Eingangssignal erzeugt.
Mit dem anderen Ende der Achse 49 ist ein Widerstandskraftgenerator 53 verbunden, der, abhängig von Spielinformation, eine Widerstandskraft auf den Auslöseknopf 43 ausübt, die der Eingabebedienung entspricht.
Der Widerstandskraftgenerator 53 verfügt über ein Gehäuse 54 und einen Elektromagnet (Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung) 55.
Das Gehäuse 54 ist als Kreiszylinder mit einer Basis geformt. Wie es in der 6 dargestellt ist, ist eine kleine Menge eines magnetischen Pulvers (einer magnetischen Substanz) 56 dicht im Gehäuse 54 eingeschlossen, und in ihm sind rotierende Flügel (Rotationselemente) 57 untergebracht, die aus einer unmagnetischen Substanz bestehen.
Die rotierenden Flügel 57 sind am Ende der Achse 49 angebracht. D.h., dass im Gehäuse 54 eine Einsetzöffnung 58 vorhanden ist, durch die das Ende der Achse 49 in das Innere des Gehäuses 54 eingesetzt ist. Die rotierenden Flügel 57 sind am Einsetzendteil der Achse 49 befestigt, und sie drehen sich auf Grundlage der Eingabebedienung des Auslöseknopfs 43.
Das magnetische Pulver 56 ist so untergebracht, dass es sich am Boden des Gehäuses 54 sammelt, wenn kein Magnetfeld vorhanden ist, und die rotierenden Flügel 57 sind so angeordnet, dass ein Teil ihres Umfangs in das magnetische Pulver 56 eingetaucht ist, das sich am Boden sammelt, wenn kein Magnetfeld vorhanden ist.
Der Elektromagnet 55 erzeugt im Gehäuse 54 ein der Spielinformation entsprechendes Magnetfeld, so dass er an der Endfläche der Seite entgegengesetzt zur Einsetzöffnung 58 des Gehäuses 54 vorhanden ist, und er verfügt über einen Eisenkern 60 und eine Spule 61. Der Eisenkern 60 besteht aus einem Teil 60a großen Durchmessers, der benachbart zur Endfläche des Gehäuses 54 angeordnet ist, und einem Teil 60b kleinen Durchmessers, der teilweise den Teil 60a großen Durchmessers berührt. Die Spule 61 ist am Teil 60b kleinen Durchmessers angebracht. Wie es in der 7 dargestellt ist, sammelt sich magnetisches Pulver im gesamten Bereich der rotierenden Flügel 57, wenn der Elektromagnet 55 ein Magnetfeld erzeugt.
Es wird zur 5 zurückgekehrt, gemäß der sich die Feder 50 entgegen ihrer elastischen Kraft verformt, wenn der Auslöseknopf 43 nach innen gedrückt wird. Auf den Auslöseknopf 43 wirkt eine Gegenkraft proportional zur der Eingabebedienung entsprechenden Auslenkung, der Knopf 52 und die rotierenden Flügel 57 drehen sich, und vom Knopf 52 wird ein Eingangssignal ausgegeben.
Indessen wird, abhängig von der Spielinformation, ein unten erörterter Treiber 65 angesteuert. Ein der Spielinformation entsprechender Strom fließt vom Treiber 65 zur Spule 61, und es wird eine dem Strom entsprechende magnetische Kraft erzeugt.
D.h., dass, wie es in der 6 dargestellt ist, normalerweise kein Strom in der Spule 61 fließt, das magnetische Pulver 56 zur Basis des Gehäuses 54 herunterfällt und mit nur einem Teil der rotierenden Flügel 57, nämlich im unteren Umfangsteil, in Kontakt gelangt, und dass kein Aggregationseffekt (enges Zusammenhaften und Ausbilden des magnetischen Pulvers) aufgrund der Magnetkraft vorliegt. Daher ist der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 klein.
Wenn, auf Grundlage von Spielinformation, ein Strom in der Spule 61 fließt, wie es in der 7 dargestellt ist, sammelt sich magnetisches Pulver 56 im gesamten Bereich der rotierenden Flügel 57, und es nimmt der Widerstand gegen die Drehung derselben zu. D.h., dass das durch den Elektromagnet 55 erzeugte Magnetfeld das magnetische Pulver 56 erregt und magnetisch aggregiert und die Rotations-Widerstandskraft der rotierenden Flügel 57 erhöht. Auf diese Weise wirkt eine der Spielinformation entsprechende Widerstandskraft auf den Auslöseknopf 43. In diesem Fall wird am Auslöseknopf 43 eine Widerstandskraft erzielt, die proportional zur Eingabebediengeschwindigkeit des Auslöseknopfs 43 ist, und zwar unabhängig von der Auslenkung bei der Eingabebedienung, da es sich um ein Verfahren handelt, bei dem eine Widerstandskraft durch die Aggregation des magnetischen Pulvers 56 in den rotierenden Flügeln 57 erzeugt wird.
Als Nächstes wird eine Funktion bidirektionaler Kommunikation erläutert. Wie es in der 8 dargestellt ist, verfügt die Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 über eine Konstruktion mit einer I/O-Schnittstelle SIO, die serielle Kommunikation mit der Haupteinheit 31 ausübt, eine parallele I/O-Schnittstelle PIO, die Bedienungsdaten von mehreren Bedienknöpfen eingibt, einen 1-Chip-Mikroprozessor, der aus einer CPU, einem RAM und einem ROM besteht, dem Elektromagnet 55 und dem Treiber 65, der einen der Spielinformation entsprechenden Strom liefert.
Indessen ist die Haupteinheit 31 so ausgebildet, dass sie über eine serielle I/O-Schnittstelle SIO verfügt, die serielle Kommunikation mit der Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 ausführt, und wenn der Verbinder 39 derselben mit ihr verbunden ist, ist sie mit der seriellen I/O-Schnittstelle SIO seitens der Spielmaschinen-Bedienungsvorrichtung 33 über den Verbinder 39 verbunden, und so ist eine bidirektionale Kommunikationseinrichtung gebildet, und es können bidirektionale, serielle Kommunikationsvorgänge ausgeführt werden.
Die Signalleitungen und die Steuerleitungen, durch die bidirektionale, serielle Kommunikationsvorgänge ausgeführt werden, gehören eine Signalleitung TXD für Daten-Sendevorgänge, die Daten von der Haupteinheit 31 zur Spielmaschine-Bedienungseinheit 33 sendet, eine Signalleitung RXD für Daten-Sendevorgänge, die Daten von der Seite der Spielmaschine-Bedienungseinheit 33 zur Seite der Haupteinheit 31 sendet, eine Signalleitung SCK (serielles Taktsignal) für das serielle Synchronisations-Taktsignal, das dazu verwendet wird, Daten von jeder der Datensendesignalleitungen TXD und RXD zu entnehmen, und eine Steuerungsleitung DTR (data terminal ready) zum Aufbauen und Unterbrechen von Kommunikationsvorgängen der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33, die die Terminalseite bildet.
Innerhalb der Kabel mit Signalleitungen und Steuerungsleitungen, durch die die bidirektionalen, seriellen Kommunikationsvorgänge ausgeführt werden, gehört, neben den Signalleitungen und Steuerungsleitungen, ein Spannungskabel 66, das direkt von der Spannungsquelle seitens der Haupteinheit 31 herrührt. Das Spannungskabel 66 ist mit dem Treiber 65 seitens der Spielma schine-Bedienungsvorrichtung 33 verbunden, und es liefert Spannung an den Elektromagnet 55.
Bei der bei der obigen Anordnung verwendeten Prozedur für bidirektionale, serielle Kommunikation klärt, damit die Haupteinheit 31 Kommunikationsvorgänge mit der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 ausführen kann und Bedienungsdaten von Bedientasten 42, ... (Tasteninformation) aufnehmen kann, klärt sie als Erstes über die Steuerungsleitung DTR, dass sie ausgewählt ist, woraufhin die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 in einen Bereitschaftszustand für Empfang über die Signalleitung TXD übergeht. Als Nächstes gibt die Haupteinheit 31 an die Signalleitung TXD für Daten-Sendevorgänge einen Kennungscode aus, der die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 kennzeichnet. Auf diese Weise empfängt die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 diesen Kennungscode von der Signalleitung TXD.
Danach beginnt die Kommunikation mit der Spielmaschinen-Haupteinheit 31, da der Kennungscode die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 anzeigt. D.h., dass Steuerungsdaten usw. von der Haupteinheit 31 über die Datensendesignalleitung TXD an die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 gesendet werden und umgekehrt Bedienungsdaten usw., aufgrund der Bedienung der Bedientasten 42, ..., von der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 über die Datensendesignalleitung RXD an die Haupteinheit 31 gesendet werden. Auf diese Weise erfolgt eine bidirektionale, serielle Kommunikation zwischen der Haupteinheit 31 und der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33, und diese Kommunikation kommt zum Ende, wenn die Haupteinheit 31 über die Steuerungsleitung DTR ein Auswahl-Aufhebesignal ausgibt.
Wenn die Funktion der bidirektionalen, seriellen Kommunikation vorhanden ist, können Bedientaste-Bedienungsdaten usw. hauptsächlich von der Seite der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 zur Seite der Haupteinheit 31 geliefert werden, und es können Widerstandskraftdaten zum Versorgen des Elektromagnet 55 mit dem Strom zum Erzeugen einer Magnetkraft entsprechend Spielinformation von Seiten der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 über die Datensendesignalleitung TXD ausgesendet werden. Diese Widerstandskraftdaten, die Spielinformation entsprechen, werden durch die in der Haupteinheit 31 untergebrachte Spiel-CDROM voreingestellt, und abhängig vom Typ, Inhalt und Stand des Spiels und den Aktionszielen der das Spiel spielenden Benutzer erfolgt eine Rückkopplung durch dynamische Festzeit-Sendevorgänge von der Haupteinheit 31 zur Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 selbst. Dieser Punkt wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 weiter erläu tert.
Als Erstes wird die Verarbeitungsprozedur seitens der Bedienungsvorrichtung 33 unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. In einem Schritt ST1 wird die CDROM für ein spezielles Spiel in die Haupteinheit 31 geladen, der Beginn des Spiels wird durch den Startschalter der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 eingestellt, der gespielte Spielstand ergibt sich aus der Bedienung der Auswählschalter, und es wird zum Schritt ST2 weitergegangen.
Im Schritt ST2 überwacht, beim Spielstart, ein aus der CPU, dem RAM und dem ROM der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 bestehender Mikroprozessor dauernd, ob von der Spielmaschine-Haupteinheit 31 Gegenkraftdaten über die serielle I/O-Schnittstelle gesendet wurden. In diesen Gegenkraftdaten sind Daten enthalten, durch die der Elektromagnet 55 entsprechend Spielinformation anzusteuern ist. Als Nächstes wird zu einem Schritt ST3 weitergegangen.
Im Schritt ST3 werden die Gegenkraftdaten im seitens der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 empfangenen Datensignal beurteilt. Wenn Gegenkraftdatendaten vorhanden sind, wird zu einem Schritt ST4 weitergegangen, und wenn keine Gegenkraftdaten vorhanden sind, wird zu einem Schritt ST5 weitergegangen.
Im Schritt ST5 wird festgestellt, ob Bedientasten usw. bedient wurden; wenn dies der Fall ist, wird zu einem Schritt ST6 weitergegangen, falls nicht, ergibt sich ein Wartezustand, und eine Überwachung überwacht dauernd, um zu prüfen, ob ein Bedienvorgang ausgeführt wird oder nicht. Im Schritt ST6 werden die Bediendaten über die parallele I/O-Schnittstelle PIO ausgegeben, und es wird zum Schritt ST4 weitergegangen.
Im Schritt ST4 werden die Gegenkraftdaten durch den Mikroprozessor verarbeitet, und es wird zu einem Schritt ST7 weitergegangen. Auch werden die Bediendaten von der parallelen I/O-Schnittstelle PIO verarbeitet, und es wird zu einem Schritt ST8 weitergegangen.
Im Schritt ST7 werden die Gegenkraftdaten in ein analoges Signal gewandelt, und es wird zum Schritt ST9 weitergegangen.
Im Schritt ST9 wird der Treiber 65 durch das analoge Signal angesteuert, von ihm wird elektrische Spannung entsprechend Spielinformation ausgegeben, und es wird zum Schritt ST10 weitergegangen.
Im Schritt ST10 erzeugt der Elektromagnet 55 durch den vom Treiber 65 gelieferten Strom eine magnetische Kraft, um dadurch eine Widerstandskraft auf den Auslöseknopf 43 auszuüben. D.h., dass die durch den Elektromagnet 55 erzeugte, der Spielinformation entsprechende Widerstandskraft der der Feder 50 innewohnenden Gegenkraft überlagert wird. In diesem Fall variiert die Größe der zusätzlich auf den Auslöseknopf 43 wirkenden Gegenkraft abhängig von der Stärke des an den Elektromagnet 55 gelieferten Stroms. Anders gesagt, kann die Gegenkraft durch Ändern der Stärke des fließenden Stroms geändert werden.
Im Schritt ST8 werden die Bediendaten in serielle Daten gewandelt, und sie werden über die serielle I/O-Schnittstelle SIO an die Spielmaschine-Haupteinheit 31 zurückgeliefert, und es wird zum Schritt ST11 weitergegangen.
Im Schritt ST11 wird in einem Bereitschaftszustand auf den Empfang von Daten von der Spielmaschine-Haupteinheit 31 gewartet, und es wird zum Schritt ST12 weitergegangen.
Als Nächstes wird die Verarbeitungsprozedur seitens der Spielmaschine-Haupteinheit 31 unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Als Erstes ergibt sich, im Schritt ST12, ein Zustand, in dem das Spiel gleichzeitig mit dem Schritt ST1 gespielt wird, und es wird zum Schritt ST13 weitergegangen.
Im Schritt ST13 werden serielle Daten von der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 empfangen, und es wird zum Schritt ST14 weitergegangen.
Im Schritt ST14 werden serielle Daten aufgenommen, so dass zwischen den Aktionszieldaten und den empfangenen seriellen Daten ein Vergleich ausgeführt werden kann, und es wird zum Schritt ST15 weitergegangen.
Im Schritt ST15 erfolgt ein Vergleich zwischen den Aktionszieldaten und den empfangenen seriellen Daten, und es wird der Übereinstimmungszustand erkannt. Wenn die Aktionszieldaten und die empfangenen seriellen Daten übereinstimmen, d.h., wenn ein Treffer vorliegt, wird zu Schritten ST16 und ST17 weitergegangen. Wenn sie nicht übereinstimmen, wird zum Schritt ST18 weitergegangen.
Im Schritt ST16 werden Treffern entsprechende Aktionsziele auf dem Monitorschirm angezeigt.
Im Schritt ST17 werden Gegenkraftdaten ausgegeben, und es wird zum Schritt ST19 weitergegangen.
Im Schritt ST19 werden die Gegenkraftdaten in serielle Daten gewandelt, und sie werden als spezielles Antwortsignal über die serielle I/O-Schnittstelle SIO an die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 zurückgeliefert, und es wird zum Schritt ST20 weitergegangen.
Im Schritt ST18 zeigt die CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) der Spielmaschine-Haupteinheit 31 die Aktionsziele auf Grundlage der Bedientasten auf dem Monitorschirm an, und es wird zum Schritt ST20 weitergegangen.
Im Schritt ST20 wird auf Daten von der Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 gewartet, und es wird zum Schritt ST13 weitergegangen.
Beim obigen Aufbau wirkt eine der Spielinformation (dem Spielinhalt) entsprechende Gegenkraft auf den Auslöseknopf 43. Darüber hinaus wird in diesem Fall, da ein System verwendet wird, das durch Aggregation des magnetischen Pulvers 56 eine Gegenkraft an den rotierenden Flügeln 57 erzeugt, am Auslöseknopf 43 eine Gegenkraft erzielt, die proportional zur Eingabe-Bediengeschwindigkeit des Auslöseknopfs 43 ist, und zwar unabhängig von seiner Eingabe-Bedienauslenkung. Daher wird ein vollständiges, direktes Tastsinngefühl, das an die Fingerspitzen übertragen wird, erzielt. Außerdem ist die Anzahl der Teile verringert.
Auch ist die Konfiguration dergestalt, dass die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 die o.g. Gegenkraftdaten als spezifiziertes Antwortsignal von der Haupteinheit 31 empfängt, jedoch kann eine Konfiguration vorliegen, bei der sie durch unidirektionale Kommunikation von der Haupteinheit 31 an die Spielmaschine-Bedienungsvorrichtung 33 geliefert werden.
Als Nächstes wird ein anderes Beispiel des Widerstandskraftgenerators 53 beschrieben.
Bei diesem Beispiel ist, wie es in der 11 dargestellt ist, das Gehäuse 54 so angeordnet, dass die Einsetzöffnung 58 nach oben zeigt. Daher ist das magnetische Pulver 56 so aufgenommen, dass es sich dann, wenn kein Magnet feld vorhanden ist, am Boden innerhalb des Gehäuses 54 sammelt, d.h. an der Endfläche, die von der Einsetzöffnung 58 abgewandt ist. Die rotierenden Flügel 57 sind in einem Zustand angeordnet, in dem eine gesamte Seite derselben, d.h. die gesamte von der Achse 49 abgewandte Seite, in das magnetische Pulver 56 eingetaucht ist, das sich am Boden sammelt, wenn kein Magnetfeld vorhanden ist.
Wie es in der 12 dargestellt ist, verfügen die rotierenden Flügel 57 über Arme 57a ..., die sich radial ausgehend von der Achse 49 erstrecken, sowie Rippen 57b, ..., die so ausgebildet sind, dass sie sich ausgehend von den Spitzen dieser Arme 57a, ... nach unten erstrecken, und am unteren Ende schaben diese Rippen 57b am magnetischen Pulver 56 entlang, das sich am Boden des Gehäuses 54 sammelt.
Bei einer derartigen Konfiguration fließt normalerweise kein Strom in der Spule 61, und das magnetische Pulver 56 sammelt sich ohne magnetische Aggregation am Boden des Gehäuses 54, so dass der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 gering ist.
Wenn, auf Grundlage von Spielinformation, ein Strom in der Spule 61 fließt, erfährt das magnetische Pulver 56 eine magnetische Aggregation, wodurch der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 zunimmt.
Als Nächstes wird noch ein anderes Beispiel des Widerstandskraftgenerators 53 beschrieben.
Bei diesem in der 13 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügen die rotierenden Flügel 57 über eine Struktur mit einem Aufnahmeteil 57a, in dem sich magnetisches Pulver 56 sammelt, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird. D.h., dass normalerweise, wie es in der 13 dargestellt ist, kein Strom in der Spule 61 fließt, magnetisches Pulver 56 zum Boden des Gehäuses 54 herunterfällt, und nur ein Teil der rotierenden Flügel 57, d.h. ihre Unterkanten, mit ihm in Kontakt gelangt. In diesem Fall werden die Menge und der Typ des magnetischen Pulvers 56 so ausgewählt, dass durch es eine Widerstandskraft auf die rotierenden Flügel 57 ausgeübt wird. Daher ist der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 zu diesem Zeitpunkt groß.
Wenn auf Grundlage von Spielinformation ein Strom in der Spule 61 fließt, wie es in der 14 dargestellt ist, wird magnetisches Pulver 56 durch das Magnetfeld im Aufnahmeteil 57a der rotierenden Flügel 57 aufgenommen.
Daher wird der Widerstandskraft der rotierenden Flügel 57 entsprechend dem in der Spule 61 fließenden Strom kleiner. Auch in diesem Fall wird am Auslöseknopf 43 eine Gegenkraft erhalten, die proportional zur Eingabe-Bediengeschwindigkeit des Auslöseknopfs 43 ist, unabhängig von der Eingabe-Bedienauslenkung.
Als Nächstes wird noch ein anderes Beispiel des Widerstandskraftgenerators 53 beschrieben.
Bei diesem Beispiel ist, wie es in der 15 dargestellt ist, das Gehäuse 54 so ausgebildet, dass es, in einem von den rotierenden Flügeln 57 getrennten Teil, einen Raum 54a aufweist, in dem sich magnetisches Pulver 56 sammelt, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird. D.h., dass, wie es in der 15 dargestellt ist, normalerweise kein Strom in der Spule 61 fließt, magnetisches Pulver 56 zum Boden des Gehäuses 54 herunterfällt, und nur ein Teil der rotierenden Flügel 57, nämlich ihre Unterränder, mit ihm in Kontakt gelangen. In diesem Fall werden die Menge und der Typ des magnetischen Pulvers 56 so ausgewählt, dass durch es eine Widerstandskraft auf die rotierenden Flügel 57 wirkt. Daher ist der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 zu diesem Zeitpunkt groß.
Wenn auf Grundlage von Spielinformation ein Strom in der Spule 61 fließt, wie es in der 16 dargestellt ist, sammelt sich, aufgrund des Magnetfelds, magnetisches Pulver 56 in einem Raum 54a, der gegen die rotierenden Flügel 57 isoliert ist. Daher wird der Rotationswiderstand der rotierenden Flügel 57 entsprechend dem in der Spule 61 fließenden Strom kleiner.
Auch in diesem Fall wird am Auslöseknopf 43 eine Widerstandskraft erzielt, die proportional zur Eingabe-Bediengeschwindigkeit des Auslöseknopfs 43 ist, unabhängig von der Eingabe-Bedienauslenkung.
Auch ist bei jedem der obigen Beispiele magnetisches Pulver als magnetische Substanz verwendet, jedoch kann auch ein magnetisches Fluid verwendet werden.
Wie oben beschrieben, kann, gemäß der Erfindung, eine "Widerstandskraft", die proportional zur Bediengeschwindigkeit der Eingabe-Bedieneinheit ist, erzeugt werden, die Anzahl der Teile kann verringert werden, und es können hervorragende Effekte erzielt werden, wie das Erhalten eines völlig direkten Tastsinngefühls, das an die Fingerspitzen übertragen wird.

Claims

Eingabeeinrichtung (33) zum Eingeben von Information in eine Haupteinheit einer Spielmaschine (31), wobei die Eingabeeinrichtung (33) über eine Eingabebedieneinheit (43) und einen Widerstandskraftgenerator (53) zum Erzeugen, entsprechend Spielinformation, einer Widerstandskraft entsprechend der Eingabebedienung der Eingabebedieneinheit (43) verfügt und wobei der Widerstandskraftgenerator Folgendes aufweist: – ein Gehäuse (54), das eine magnetische Substanz (56) aufnimmt; – ein Rotationselement (57), das innerhalb des Gehäuses vorhanden ist, wobei zumindest ein Teil desselben so ausgebildet ist, dass es mit der magnetischen Substanz (56) in Kontakt steht; und – einer Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (60, 61), die innerhalb des Gehäuses entsprechend Spielinformation ein Magnetfeld erzeugt, um dadurch die Rotations-Widerstandskraft zu variieren, wie sie von der magnetischen Substanz (56) auf das Rotationselement (57) ausgeübt wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (57) auf Grundlage einer Eingabebedienung durch die Eingabebedieneinheit (43) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs verdrehbar ist, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass es über rotierende Flügel verfügt.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem das Rotationselement in einem Zustand angeordnet ist, in dem nur ein Teil seines Umfangsrands in die magnetische Substanz (56) eingetaucht ist, wenn sich kein Magnetfeld im Gehäuse (54) befindet.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem das Rotationselement (57) in einem Zustand angeordnet ist, in dem eine seiner Seiten vollständig in die magnetische Substanz (56) eingetaucht ist, wenn sich kein Magnetfeld im Gehäuse (54) befindet.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem das Rotationselement (57) über einen Aufnahmeteil (57a) verfügt, der die magnetische Substanz (56) aufnimmt, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem das Rotationselement (57) eine unmagnetische Substanz ist.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem die magnetische Substanz (56) ein magnetisches Pulver ist.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem die magnetische Substanz (56) ein magnetisches Fluid ist.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung ein Elektromagnet (60, 61) ist.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (60, 61) so ausgebildet ist, dass eine magnetische Substanz auf einem gesamten Bereich des Rotationselements (57) gesammelt wird, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird.
Eingabeeinrichtung (33) nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (54) über einen Raum verfügt, in dem die magnetische Substanz gesammelt wird, wenn ein Magnetfeld erzeugt wird.
Eine Eingabeeinrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Bedieneinheit eine Taste, ein Hebel oder ein Auslöseknopf ist.
Eine Eingabeeinrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die über eine Feder (50) zum Zurückstellen der Eingabebedieneinheit in einen vorgegebenen Zustand aufweist.
Eine Eingabeeinrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die mindestens einen Anschlag aufweist, der die Bewegung der Eingabebedieneinheit (33) begrenzt.
Eine Eingabeeinrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die über eine Feder (50) verfügt, die so angeordnet ist, dass sie für eine Gegenkraft proportional zur Auslenkung der Eingabebedieneinheit (43) sorgt.
Eine Eingabeeinrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der das Rotationselement (57) mit einer drehbaren Achse (49) verbunden ist, die durch einen schwenkbaren Stab und Arm (46, 48) mit der Eingabebedieneinheit (43) verbunden ist, wodurch diese die Achse über den Stab und den Arm (46, 48) verdrehen kann.