JP2000210467A - 抵抗力発生装置 - Google Patents
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Abstract
させることができ、しかも部品点数の減少が図れるとと
もに、指先に伝わる感触に充分なダイレクト感が味わえ
るようにする。 【解決手段】ゲーム機本体に対し情報を入力する操作装
置のトリガーに入力操作に対する抵抗力をゲーム情報に
応じて発生する抵抗力発生装置53であって、磁性粉末
56を収容した容器54と、この容器54内に設けら
れ、トリガーの入力操作に基づいて回転する回転羽根5
7と、容器54内にゲーム情報に応じて磁界を発生させ
る電磁石55とを具備して構成する。
Description
況等のゲーム内容(情報)に応じて入力操作部に抵抗力
を発生させる抵抗力発生装置に関する。
ンやレバー等の入力操作部は、内部に設けられたスプリ
ング等によって所定状態に復帰するように付勢されてお
り、入力部を操作すると、その変位に応じてスプリング
が変形し、その反撥力により反力を受けるようになって
いた。
操作することによりモニタ画面上の動作ターゲットの動
作を指示してゲームを行う場合に、モニタ画面上のキャ
ラクタを見ること(視覚)およびモニタから発生する音
を聞くこと(聴覚)でしか体感できず、両手および腕を
さまざまに動かして操作する操作装置自体は、実質的に
指で操作して一方向を指示する機能しか活用されていな
いので、フィードバックによる体感機能を有しない。
によって特定の操作や場面に遭遇した時に、ゲーム機本
体からフィードバックした体感が入力部自体で得られる
ようにして臨場感を高めてゲーム性能を向上させるよう
にした反力発生装置が開発されている。
によって発生した回転力を歯車2、歯車3、ピニオン
4、ラック5等の減速機構6で減速・倍力し、リンク機
構7によって直線運動に変換してレバー8等の入力操作
部に伝達するようになっている。また、減速機構6とリ
ンク機構7との間には、スプリング9等の緩衝部材10
を介在させ、この緩衝部材10によって無理な力が各構
成部品に加わることを防止するようになっている。
によって発生した回転力をウオーム12、ウオームホイ
ール13、ピニオン14、ラック15等の減速機構1
6、スプリング17等の緩衝部材18、リンク機構19
を介してレバー20等の入力操作部に伝達するようにな
っていて、入力部の反力がラック15とピニオン14に
よりモータ11に伝わるのを防止している。
の駆動により、スプリング9,17の縮み量をゲーム情
報に応じて変化させることにより、レバー8,20の反
力を変化させている。
つの装置では、減速機構6,16等を設けるため、部品
点数が多く、信頼性、コストの面で不利であった。ま
た、入力操作部からモータ1,11までにいくつかの機
構を介するので、バックラッシュによるガタツキがあ
り、指先に伝わる感触がダイレクト感に欠ける傾向にあ
った。しかも、これら装置の方式では、入力操作部の操
作量すなわち入力操作部の変位に比例した「反力」を発
生させるもので、入力操作部の中立状態からの変位量が
少なければ反力が小さく、多ければ反力が大きくなるよ
うになっている。このため、入力操作部の操作速度に比
例した「抵抗力」を発生させることは不可能であった。
れたもので、その目的とするところは、入力操作部の操
作速度に比例した「抵抗力」を発生させることができ、
しかも部品点数の減少が図れるとともに、指先に伝わる
感触に充分なダイレクト感が味わえる抵抗力発生装置を
提供することにある。
に、本発明は、ゲーム機本体に対し情報を入力する入力
手段の入力操作部に入力操作に対する抵抗力をゲーム情
報に応じて発生する抵抗力発生装置であって、磁性体を
収容した容器と、この容器内に設けられ、入力操作部の
入力操作に基づいて回転する回転部材と、容器内にゲー
ム情報に応じて磁界を発生させる磁界発生手段とを具備
したことを特徴とするものである。
記磁性体に浸漬する状態に配置してもよく、あるいはそ
の一面側全体が無磁界時に前記磁性体に浸漬する状態に
配置してもよい。また、回転部材は、磁界発生時に前記
磁性体を収容する収容部を備えた構造としてもよい。回
転部材は、非磁性体からなる回転羽根とするのが好まし
い。
体が用いられる。磁界発生手段としては、電磁石等が用
いられる。この磁界発生手段は、磁界発生時に回転部材
の全域に磁性体を集めるよう配置するのが好ましい。
発生時に磁性体が集まる空間を備えた構造としてもよ
い。
よって磁界発生をさせることにより、磁性体が励起され
磁着凝集し、回転部材の回転の抵抗力を増大させる、あ
るいは減少させる。
を入力する入力手段の入力操作部に入力操作に対する抵
抗力をゲーム情報に応じて発生する抵抗力発生装置であ
って、入力操作部の入力操作に基づいて回転する磁性部
材と、この磁性部材に向けてゲーム情報に応じて磁界を
発生させる磁界発生手段とを具備したことを特徴とする
ものである。
よって磁界発生をさせることにより、磁性部材の回転の
抵抗力を増大させる。
抵抗力発生装置を用いたゲーム機について、図3〜図1
0を参照しながら説明する。
り、このゲーム機本体31は、テレビジョン受像機等の
モニタ32およびゲーム機用操作装置(入力手段)33
に接続されている。
るCD−ROMを再生する機能を有するCD−ROMド
ライバが内蔵されており、ゲーム機本体31の上面に
は、CD−ROMを収納して蓋をする蓋部材34と、蓋
部材34の開閉をする開閉スイッチ35と、電源を供給
する電源スイッチ36と、ゲーム機本体31の動作を初
期状態にするリセットスイッチ37と、2系統の操作装
置が接続可能な接続部38とを設けた構造となってい
る。この接続部38にゲーム機用操作装置33(後述す
る。)のコネクタ39を接続することにより、ゲーム機
本体31とゲーム機用操作装置33とがケーブル40を
介して電気的に接続され、ゲーム機本体31とゲーム機
用操作装置33の双方向通信が可能になる。
うに、全体がx方向およびy方向に傾倒することにより
所定の入力操作を行うことができるものであり、ゲーム
機本体31およびテレビジョン受像機等のモニタ32等
に接続されている。
できるように略ステイック状に形成された筐体41を備
えている。この筐体41の後面側(手前側)には、入力
ボタン42…が、前面(向こう側)には、入力操作部と
してのトリガー43が設けられている。
イッチ群、および図示しないビデオ記録媒体であるCD
ーROMを収納して再生可能なゲーム機本体31との通
信を司る基板、後述する抵抗力発生装置53等が設けら
れている。
41に回動軸44を介して回動自在に取り付けられ、回
動に伴って筐体41の穴(図示しない。)から突没可能
になっている。なお、このトリガー43は、図示しない
ストッパによって筐体41外方への抜け出しを規制され
ている。
5が設けられ、この軸45にはロッド46の一端が回動
自在に連結されている。ロッド46の他端は、軸47を
介してアーム48の回動自由端側に回動自在に連結さ
れ、アーム48の基端は、軸49に固定されている。
の基端部が取り付けられている。このスプリング50の
一端は、アーム48に係止され、他端は、筐体41の係
止部51に係止されている。そして、このスプリング5
0の弾性力により、トリガー43に変位に比例した反力
が付与されるようになっている。
2が連結されている。そして、トリガー43を操作する
と、ボリューム52が回転し、入力信号が発生するよう
になっている。また、軸49の他端側には、トリガー4
3に入力操作に対する抵抗力をゲーム情報に応じて付与
する抵抗力発生装置53が連結されている。
び電磁石(磁界発生手段)55を備えている。容器54
は有底円筒状に形成され、この容器54には、少量の磁
性粉末(磁性体)56が封入されているとともに非磁性
体からなる回転羽根(回転部材)57が収容されてい
る。
付けられている。すなわち、容器54には挿通口58が
設けられ、この挿通口58から容器54の内部に軸49
の端部が挿入されている。そして、この軸49の挿入端
部に前記回転羽根57が取り付けられ、トリガー43の
入力操作に基づいて回転するようになっている。また、
磁性粉末56は、無磁界時に容器54内の底部に溜まる
ように収容され、回転羽根57は、その周縁一部が無磁
界時に前記底部に溜まった磁性粉末56に浸漬する状態
に配置されている。
に応じて磁界を発生させるもので、容器54の挿通口5
8と反対側の端面に設けられ、鉄心60とコイル61と
を備えている。鉄心60は、容器54の端面に隣接して
配置された大径部60aと、この大径部60aに一体的
に連接された小径部60bとからなり、この小径部60
bにコイル61が配設されている。そして、図7に示す
ように、この電磁石55の磁界発生時に回転羽根57の
全域に磁性粉末が集まるようになっている。
プリング50が弾性力に抗して変形しトリガー43に入
力操作変位に比例した反力が付与されるとともに、ボリ
ューム52および回転羽根57が回動されボリューム5
2から入力信号が出力される。一方、ゲーム情報によっ
て後述するドライバ65が駆動され、ドライバ65から
ゲーム情報に応じた電圧がコイル61に印加され、電圧
に応じた磁力を発生する。
コイル61には通電されておらず、磁性粉末56は容器
54の底部に落ちていて、回転羽根57の一部すなわち
周縁下部にしか接触していない。したがって、回転羽根
57の回転抵抗は小さい。
れると、図7に示すように、磁性粉末56は回転羽根5
7の全域に集められ、回転羽根57の回転抵抗を増大さ
せる。すなわち、電磁石55によって発生された磁界に
より、磁性粉末56が励起され磁着凝集し、回転羽根5
7の回転の抵抗力を増大させる。これによりトリガー4
3にゲーム情報に応じた抵抗力が付与される。この場
合、磁性粉末56の凝集により回転羽根57に抵抗力を
発生する方式のため、トリガー43に入力操作変位とは
関係なく、トリガー43の入力操作速度に比例した抵抗
力が得られる。
と、図8に示すように、ゲーム機用操作装置33には、
ゲーム機本体31とシリアル通信を行うI/Oインター
フェースSIOと、複数の操作ボタンからの操作データ
を入力するパラレルI/OインターフェースPIO,C
PU,RAMおよびROMであるワンチップマイクロコ
ンピュータ(以下これをマイコンと呼ぶ。)と、電磁石
55に、ゲーム情報に応じた電流を供給するドライバ6
5とを備えた構成となっている。
用操作装置33との間でシリアル通信を行うシリアルI
/OインターフェースSIOを設けた構造となってお
り、ゲーム機操作装置33のコネクタ39を接続する
と、このコネクタ39を介してゲーム機用操作装置33
側のシリアルI/OインターフェースSIOと接続さ
れ、双方向の通信手段、即ち双方向のシリアル通信を行
うことができるようになっている。
制御線は、ゲーム機本体31からゲーム機用操作装置3
3に対してデータを送るデータ伝送用の信号線TDX
(Transmit X’for Data)と、ゲーム機用操作装置3
3側からゲーム機本体31側にデータを送るデータ伝送
用の信号線RDX(Received X’ for Data)と、各
データ伝送用の信号線TXD,RXDからデータを抜き
出すシリアル同期クロック用の信号線SCK(Serial
Clock)と、ターミナル側であるゲーム機用操作装置3
3の通信の確立および中断等を行うための制御線DTR
(Data TerminalReady)とから構成されている。
号線および制御線からなるケーブルには、信号線および
制御線の他にゲーム機本体31側の電源から直接に取り
出した電源用ケーブル66が含まれており、この電源用
ケーブル66はゲーム機用操作装置33側のドライバ6
5に接続され、電磁石55に電源を供給する。
通信手順は、ゲーム機本体31がゲーム機用操作装置3
3と通信して、操作ボタン42…の操作データ(ボタン
情報)を取り込むために、先ずゲーム機本体31は制御
線DTRによって選択されたことを確認して、それに続
く信号線TXDの受信待状態になる。続いてゲーム機本
体31は、データ伝送用の信号線TXDにゲーム機用操
作装置33を示す識別コードを送出する。これによりゲ
ーム機用操作装置33が信号線TXDよりこの識別コー
ドを受け取る。
すことにより。これ以降ゲーム機本体31との通信を開
始する。即ち、ゲーム機本体31からは制御データ等が
データ伝送用の信号線TXDを介してゲーム機用操作装
置33側に送信され、逆にゲーム機用操作装置33から
は操作ボタン42…で操作された操作データ等がデータ
伝送用の信号線RXDを介してゲーム機本体31に送信
される。このようにしてゲーム機本体31とゲーム機用
操作装置33との間で双方子のシリアル通信が行われ、
この通信はゲーム機本体31が制御線DTRを通じて選
択中止データを出力することにより終了する。
を備えていれば、ゲーム機用操作装置33側からの主と
して操作ボタンの操作データ等をゲーム機本体31側に
送信することができるとともにゲーム機本体側からは、
データ伝送用信号線TXDを介して電磁石55にゲーム
情報に応じた磁力を発生させる電流を供給するための抵
抗力用データをゲーム機用操作装置33側に送出するこ
とができる。このゲーム情報に応じた抵抗力データは、
ゲーム機本体31に搭載したゲーム用CD−ROMによ
って予め設定されており、ゲームの種類、内容や状況、
さらにゲームを行う利用者の動作ターゲットに応じてゲ
ーム機本体31からゲーム機用操作装置33自体に一定
時間の動的伝達によるフィードバックが行われる。この
点に関しては、図9および図10を参照してさらに説明
する。
の処理手順を説明すると、ステップST1では、特定の
ゲーム用CD―ROMをゲーム機本体31に装着して、
ゲーム機用操作装置33のスタートスイッチ43aによ
りゲームの開始をセットし、かつセレクトスイッチ43
bの操作によってゲームが行われる状態になり、ステッ
プST2に進む。
ゲーム機用操作装置33のCPU,RAM,ROMから
なるマイコンはシリアルインターフェースSIOを介し
て反力用データがゲーム機本体31側からシリアルI/
Oインターフェースを介して送られてきているかを常時
監視している。この抵抗力用データには、ゲーム情報に
応じて電磁石64を駆動するデータが含まれている。つ
いで、ステップST3に進む。
33側で受けたデータ信号の中の抵抗力用データを判定
する。抵抗力用データがあればステップST4に進み、
反力用データがなければステップST5に進む。
されたか否かを判断し、操作が行われればステップST
6に進み、操作が行われなければ、待機状態となり、操
作が行われたか否かの監視を継続する。
ルI/OインターフェースPIOを介して出力され、ス
テップST4に進む。ステップST4では、反力用デー
タをマイコンで処理し、ステップST7に進む。また、
パラレルI/OインターフェースPIOからの操作デー
タを処理し、ステップ8に進む。
ナログ信号に変換し、ステップST9に進む。ステップ
ST9では、アナログ信号によってドライバ65を駆動
し、ドライバ65からゲーム情報に応じた電力が出力さ
れ、ステップST10に進む。
供給される電圧により電磁石55が磁力を発生し、これ
によりトリガー43に抵抗力が付与される。すなわち、
この電磁石55により発生するゲーム情報に応じた抵抗
力は、スプリング50による固有の反力に重畳される。
この場合、電磁石55に供給される電圧の大きさによっ
てトリガー43に付加される抵抗力の大きさが変化す
る。
ルデータに変換し、シリアルI/OインターフェースS
IOを介してゲーム機本体31に返信し、ステップST
11に進む。ステップST11では、ゲーム機本体31
からのデータを待ち受ける状態で待機し、ステップST
2に進む。
31側の処理手順を説明すると、先ずステップ12で
は、ステップST1と同時にゲームが行われる状態にな
り、ステップST13に進む。ステップST13では、
ゲーム機用操作装置33からシリアルデータを受信し、
ステップST14に進む。
データと、受信したシリアルデータとの比較が行えるよ
うにシリアルデータを取込み、ステップST15に進
む。
データと、受信したシリアルデータとの比較を行ってヒ
ット状態を判別する。動作ターゲットのデータと受信し
たシリアルデータとが一致したとき、即ちヒットしたと
きは、ステップST16およびステップST17に進
む。一致しなければステップST18に進む。
ーゲットをモニタの画面上に表示する。ステップST1
7では、抵抗力用データを出力し、ステップST19に
進む。
シリアルデータに変換してシリアルI/Oインターフェ
ースSIOを介してゲーム機用操作装置33に特定の応
答信号として返信し、ステップST20に進む。
のCPU(Central Processing Unit)が操作ボタン
に基づいた動作ターゲットをモニタの画面上に表示した
後、ステップST20に進む。ステップST20では、
ゲーム機用操作装置33からのデータを待ち受け、ステ
ップST13に進む。
に応じた抵抗力がトリガー43に付与される。しかもこ
の場合、磁性粉末56の凝集により回転羽根57に抵抗
力を発生する方式のため、トリガー43に入力操作変位
とは関係なく、トリガー43の入力操作速度に比例した
抵抗力が得られる。したがって、指先に伝わる感触に充
分なダイレクト感が味わえる。しかも、部品点数の減少
が図れる。
機本体31から特定の応答信号としてゲーム機用操作装
置33が受け取る構成になっているが、ゲーム機本体3
1から一方向の通信によってゲーム機用操作装置33に
送出する構成でもよい。
態について説明する。この実施形態では、図11に示す
ように、容器54は、挿入口58が上向きになるように
配置されている。したがって、磁性粉末56は、無磁界
時に容器54内の底部すなわち挿入口58と反対の端面
側に溜まるように収容されている。そして、回転羽根5
7は、その一面側全体すなわち軸49と反対面側全体が
無磁界時に前記低部に溜まった磁性粉末56に浸漬する
状態に配置されている。
軸49から放射状に伸びるアーム部57a…と、このア
ーム部57a…の先端側から下方に延出形成されたフィ
ン57b…とから構成され、このフィン57bの下端側
で容器54の低部に溜まった磁性粉末56を掻きまわす
ようになっている。
1には通電されておらず、磁性粉末56は磁着凝集する
ことなく容器54の底部に溜まっているので、回転羽根
57の回転抵抗は小さい。ゲーム情報に基づいてコイル
61に通電されると、磁性粉末56は磁着凝集するた
め、回転羽根57の回転抵抗は増大する。
施の形態について説明する。この実施形態では、図13
に示すように、回転羽根57は、磁界発生時に磁性粉末
56が収容される収容部57aを備えた構造となってい
る。すなわち、通常時は、図13に示すように、コイル
61には通電されておらず、磁性粉末56は容器54の
底部に落ちていて、回転羽根57の一部すなわち周縁下
部にしか接触していない。この場合、磁性粉末56によ
って回転羽根57に抵抗力が付与されるように磁性粉末
56の量および種類が選定されている。したがって、こ
のときの回転羽根57の回転抵抗は大きい。
れると、図14に示すように、磁性粉末56は磁界によ
って回転羽根57の収容部57aに収容される。したが
って、回転羽根57の回転抵抗はコイル61に印加され
る電圧に応じて小さくなる。この場合も、トリガー43
に入力操作変位とは関係なく、トリガー43の入力操作
速度に比例した抵抗力が得られる。
施の形態について説明する。この実施形態では、図15
に示すように、容器54は、回転羽根57から離れた部
分に、磁界発生時に磁性粉末56が集まる空間54aを
備えた構造となっている。すなわち、通常時は、図15
に示すように、コイル61には通電されておらず、磁性
粉末56は容器54の底部に落ちていて、回転羽根57
の一部すなわち周縁下部にしか接触していない。この場
合、磁性粉末56によって回転羽根57に抵抗力が付与
されるように磁性粉末56の量および種類が選定されて
いる。したがって、このときの回転羽根57の回転抵抗
は大きい。
れると、図16に示すように、磁性粉末56は磁界によ
って回転羽根57から離れた空間57aに集まる。した
がって、回転羽根57の回転抵抗はコイル61に印加さ
れる電圧に応じて小さくなる。
とは関係なく、トリガー43の入力操作速度に比例した
抵抗力が得られる。なお、上記各実施形態では、磁性体
として、磁性粉末を用いたが、磁性流体を用いてもよ
い。
説明する。図17に示すように、軸49には磁性円盤
(磁性部材)81が取り付けられ、トリガー43の入力
操作に基づいて回転するようになっている。また、この
磁性円盤81の周縁近傍に対向して電磁石61が配置さ
れ、磁性円盤81に向けてゲーム情報に応じて磁界を発
生させるようになっている。
31に対し情報を入力する操作装置(入力手段)33の
トリガー(入力操作部)43に入力操作に対する抵抗力
をゲーム情報に応じて発生させることができ、しかもト
リガー43の操作速度に比例して抵抗力を増大させるこ
とができる。
力操作部の操作速度に比例した「抵抗力」を発生させる
ことができ、しかも部品点数の減少が図れるとともに、
指先に伝わる感触に充分なダイレクト感が味わえる等優
れた効果を奏する。
ーム機を示す概略図である。
る。
である。
状態を示すブロック図である。
ーチャートである。
ャートである。
視図である。
示す断面図である。
図である。
示す断面図である。
図である。
ゲーム機の操作装置を示す斜視図である。
力手段)、43…トリガー(入力操作部)、53…抵抗
力発生装置、56…磁性粉末(磁性体)、54…容器、
57…回転羽根(回転部材)、55…電磁石(磁界発生
手段)、57a…収容部、54a…空間、81…磁性円
盤(磁性部材)。
Claims (12)
- 【請求項1】 ゲーム機本体に対し情報を入力する入力
手段の入力操作部に入力操作に対する抵抗力をゲーム情
報に応じて発生する装置であって、 磁性体を収容した容器と、 この容器内に設けられ、前記入力操作部の入力操作に基
づいて回転する回転部材と、 前記容器内にゲーム情報に応じて磁界を発生させる磁界
発生手段と、 を具備したことを特徴とする抵抗力発生装置。 - 【請求項2】 前記回転部材は、その周縁一部が無磁界
時に前記磁性体に浸漬する状態に配置したことを特徴と
する請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項3】 前記回転部材は、その一面側全体が無磁
界時に前記磁性体に浸漬する状態に配置したことを特徴
とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項4】 前記回転部材は、磁界発生時に前記磁性
体を収容する収容部を備えたことを特徴とする請求項1
記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項5】 前記回転部材は、非磁性体であることを
特徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項6】 前記回転部材は、回転羽根であることを
特徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項7】 前記磁性体は、磁性粉末であることを特
徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項8】 前記磁性体は、磁性流体であることを特
徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項9】 前記磁界発生手段は、電磁石であること
を特徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項10】 前記磁界発生手段は、磁界発生時に前
記回転部材の全域に磁性体を集めるよう配置したことを
特徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項11】 前記容器は、前記回転部材から離れた
部分に、磁界発生時に磁性体が集まる空間を備えたこと
を特徴とする請求項1記載の抵抗力発生装置。 - 【請求項12】 ゲーム機本体に対し情報を入力する入
力手段の入力操作部に入力操作に対する抵抗力をゲーム
情報に応じて発生する装置であって、 前記入力操作部の入力操作に基づいて回転する磁性部材
と、 この磁性部材に向けてゲーム情報に応じて磁界を発生さ
せる磁界発生手段と、 を具備したことを特徴とする抵抗力発生装置。
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