JP2001242985A - 操作装置および検出素子 - Google Patents
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Abstract
ていた押圧操作用の操作子によって、デジタル的な操作
を可能とすることを目的とする。 【解決手段】 本発明にかかる操作装置は、操作子11
の押圧操作に対応したアナログ信号を出力する検出素子
(例えば、感圧素子12)を設け、検出素子から出力さ
れるアナログ信号を、レベル分割部15によってレベル
分割し、かつA/D変換部16でその出力レベルに対応
する複数ビットのデジタル信号に変換する構成を備え
る。
Description
等のエンタテインメント装置の周辺機器として用いられ
る操作装置(コントローラ)に関する。
ンメント装置は、操作装置を用いて各種の操作が実行さ
れる。そのため操作装置には、複数の操作ボタンが設け
られており、ユーザはこれらのボタンを種々多様に操作
することで、エンタテインメント装置を制御し、例え
ば、テレビジョン受像機に表示されるキャラクタを動作
させることができる。
側に、十字型または円形の方向指示操作ボタンを有し、
前面右側に複数の多目的ボタンが配置された構成になっ
ているものが多い。
タクトスイッチまたはゴムスイッチで構成され、これら
のスイッチをオンオフ操作することによって、キャラク
タをデジタル的に動かしたり、キャラクタの状態をデジ
タル的に変化させるようになっている。
たとおり、方向指示操作ボタンや多目的ボタンが、テレ
ビジョン受像機に表示されるキャラクタを、デジタル的
に変化させる機能しか有していないため、キャラクタの
動きや状態変化が不連続的になり、見た目がぎこちなく
感じられるという欠点があった。
特許出願公開平成7−88252号公報に開示されたゲ
ーム機用操作装置では、トラックボールやジョイスティ
ック等から構成されたアナログ式入力デバイスを付加
し、テレビジョン受像機の表示画面上に表示されるキャ
ラクタをアナログ的に制御可能としている。この種のア
ナログ式入力デバイスを付加した従来技術としては、他
に日本国特許出願公開平成11−90042号公報に開
示されたものがある。
クボールやジョイスティック等から構成されたアナログ
式入力デバイスと、上述した方向指示操作ボタンや多目
的ボタンとは操作性が大きく異なるため、方向指示操作
ボタンや多目的ボタンを使い慣れたユーザにとっては、
それらアナログ式入力デバイスの操作を習熟するのに時
間がかかり、エンタテインメント装置本来の楽しみを半
減させてしまうおそれがあった。
れたもので、従来デジタル的な操作に用いられていた押
圧操作用の操作子によって、アナログ的な操作を可能と
することを目的とする。
に、本発明は、押圧操作可能な操作子と、この操作子の
押圧操作に対応したアナログ信号を出力する検出素子
と、操作子の押圧操作に対応して検出素子から出力され
るアナログ信号をその出力レベルに応じて複数ビットの
デジタル信号に変換する複数ビットのデジタル信号出力
手段と、を備えたことを特徴とする。
作に伴い、複数ビットのデジタル信号出力手段からアナ
ログ的な制御を可能とする複数ビットのデジタル信号を
出力するので、押圧操作用の操作子でデジタル的な操作
を実現することができる。
圧力が伝えられる位置に配置した感圧素子で構成するこ
とができる。この種の感圧素子としては、例えば、感圧
導電性ゴムで形成した抵抗体感圧素子がある。また、操
作子の押し込みストロークに応じたアナログ信号を出力
するホール素子や静電素子も適用できる。
かつ弾力性を有する導電部材と、この導電部材が接離す
る位置に配置した抵抗体とを含み、抵抗体が、導電部材
の接触面積に応じたアナログ信号を出力する構成とする
ことができる。なお、導電部材と抵抗体の配置を替えて
もよい。
抗体との接触圧に応じて変形し、該抵抗体との接触面積
が変わる構成とすることが好ましく、例えば、次のよう
な形状とすることができる。
面が段階的に小さくなる形状
に向かって横断面積が小さくなる形状としてもよい。ま
た、抵抗体は、導電部材の接触領域を間隙により複数分
割し、導電部材の変形に伴う接触面積が段階的に大きく
なる構成とすることもできる。
信号出力手段は、操作子の押圧操作に伴い検出素子から
出力されるアナログ信号の出力レベルを複数に分割する
レベル分割手段と、レベル分割手段により分割された各
出力レベルに応じて、アナログ信号をデジタル信号に変
換するA/D変換手段と、を含む構成とすることができ
る。これにより、検出素子から出力されるアナログ信号
の出力レベルから簡易に複数ビットのデジタル信号を出
力することが可能となる。
操作に伴い検出素子から出力されるアナログ信号の出力
レベルを複数に均等分割するものであることが好まし
い。検出素子から出力されるアナログ信号の出力レベル
を均等分割することで、操作子の押圧力に対応した自然
でかつスムーズな操作性を得ることが可能となる。
いて、図面を参照して詳細に説明する。
インメント装置としてのテレビゲーム機に接続され、テ
レビジョン受像機の表示画面上に表示されるキャラクタ
をデジタル的に、またはアナログ的に制御可能とするも
のである。 〔装置の概要〕
られるテレビゲーム機の概要を示す平面図である。同図
に示すように、テレビゲーム機は、ディスプレイとして
使用するテレビジョン受像機に接続されるゲーム機本体
100と、このゲーム機本体100に接続された操作装
置200とを備えている。
ムが記録された光ディスクを再生するディスク駆動部1
01や、光ディスクに記録されたゲームプログラムにし
たがってテレビジョン受像機の画面に背景画面とともに
キャラクタを表示させるための画像処理装置等が内蔵さ
れている。また、ゲーム機本体100には、実行中のゲ
ームをリセットするリセットスイッチ102、電源スイ
ッチ103、ディスク駆動部101のディスク装着部を
開閉する蓋体104を開放操作する蓋体開放操作ボタン
105が設けられている。
接続は、装置本体201から引き出された接続コード2
02を介して行われる。この接続コード202の先端に
はコネクタ203が設けられ、このコネクタ203をゲ
ーム機本体100の一側面に設けたジャック106に接
続することで、操作装置200がゲーム機本体100に
接続される。
る。操作装置200の装置本体201には、上面に第
1,第2の操作部210,220が設けてあり、また側
面には第3,第4の操作部230,240が設けてあ
る。
型をした1個の操作体211を備え、この操作体211
の四方に延びる各操作キー211aが操作子を形成して
いる。第1の操作部210は、テレビジョン受像機の画
面に表示されたキャラクタに動作を与えるための操作部
であり、操作体211の各操作キー211aを押圧操作
して、キャラクタを上下左右に動かす機能を有してい
る。
状をした4個の操作ボタン221(操作子)を備えてい
る。各操作ボタン221には、頭部に各々「○」「△」
「□」「×」等の識別マークが付されており、個々の操
作ボタン221を識別しやすくしてある。この第2の操
作部220は、光ディスクに記録されたゲームプログラ
ムによりその機能が設定され、例えば、それぞれの操作
ボタン221にゲームキャラクタの状態を変化させる機
能が割り付けられる。例えば、各操作ボタン221に、
キャラクタの左腕、右腕、左足、右足を動かす機能が割
り付けられたりする。
ぼ同じ構造をしており、ともに上下に並ぶ押圧操作用の
2個の操作ボタン231,241(操作子)を備えてい
る。これら第3,第4の操作部230,240も、光デ
ィスクに記録されたゲームプログラムによりその機能が
設定され、例えば、ゲームキャラクタに特殊な動作をさ
せる機能が割り付けられたりする。
は、アナログ操作を行うためのジョイスティック251
が設けてある。このジョイスティック251は、上記第
1,第2の操作部210,220と切り替えて使用可能
となる。その切換は、装置本体201に設けたアナログ
選択スイッチ252により行う。ジョイスティック25
1が選択されると、装置本体201に設けた表示部25
3が点灯して、ジョイスティック251の選択状態を表
示するようになっている。
ムの開始を指示するスタートスイッチ254や、ゲーム
開始に際してゲームの難易度等を選択するための選択ス
イッチ255などが設けられている。 〔第1実施形態〕
詳細に説明する。
装置の主要部を示すブロック図である。
用の各操作部210,220,230,240は、操作
体211の各操作キー211aや操作ボタン221,2
31,241で構成された操作子11と、感圧素子12
(検出素子)とを備えている。
ることができ、対称位置にある2つの端部に電極12
a,12bを形成した構成となっている。一方の電極1
2aは電源ライン13に接続され、電源(Vcc)から
所定の電圧を印加されている。各電極12a、12b間
の電気的な抵抗値は、感圧素子12に作用する圧力の大
きさに応じて変化する。
感圧素子12は、図4に波線で示すように、押圧力が作
用していないときがもっとも小さな抵抗値を示し、作用
する押圧力が大きくなるにつれて抵抗値が増加してい
く。したがって、他方の電極12bには、図4の実線で
示すように、押圧力が作用しないときにもっとも大きな
アナログ信号(電圧)が出力され、押圧力の増加に伴い
出力されるアナログ信号(電圧)は減少していく。
み軌道上に配置されており、ユーザによる操作子11の
押圧操作に伴い、その押圧力を受けて抵抗値が変化し、
その押圧力に対応したアナログ信号を電極12b側に出
力する。
装置の制御を司るマイクロプロセッサユニット(以下、
MPUと省略する)14が搭載されている。このMPU
14は、感圧素子12から出力されるアナログ信号の出
力レベルを複数に分割するレベル分割部(LS)15
と、レベル分割部15により分割された各出力レベルに
応じて、感圧素子12から出力されるアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換部16の各機能を備え
おり、レベル分割部15の入力側に、上述した感圧素子
12の電極12bが接続されている。
あらかじめ設定したアナログ信号(電圧)のレベル範囲
を均等な幅で分割する基本機能を有している。分割数は
任意に設定でき、図4に示す例では、アナログ信号(電
圧)のレベル範囲を8つに均等分割している。このよう
にして均等分割された個々の出力レベルL1〜L8が、
A/D変換部16に伝えられる。なお、レベル分割部1
5により均等分割するアナログ信号のレベル範囲は、任
意に変更が可能となっている。
よってレベル分割されたアナログ信号の出力レベル応じ
て、該アナログ信号をデジタル信号に変換して出力す
る。すなわち、A/D変換部16からは、上記出力レベ
ルL1〜L8に応じて複数ビットのデジタル信号が出力
される。
換部16の機能について、具体例をもって説明する。例
えば、操作装置200が電源電圧3.5Vで駆動してい
るとして、感圧素子12から出力されるアナログ信号が
0V〜2.4Vまで変化するとする。レベル分割部15
は、この出力レベル範囲0V〜2.4Vを8段階に均等
分割するものとすると、1段階あたり0.3Vのレベル
幅になる。
アナログ信号が2.4V〜2.1Vの出力レベルをレベ
ル1(L1)、2.1V〜1.8Vの出力レベルをレベ
ル2(L2)、1.8V〜1.5Vの出力レベルをレベ
ル2(L3)、・・・、0.3V〜0Vの出力レベルを
レベル8(L8)のように、レベル分割部15がレベル
分割を実行する。
分割された各出力レベルに適当な複数ビットのデジタル
信号を割り当てて出力する。例えば、8ビット又は16
ビットの複数ビットデジタル信号を上記各出力レベルに
割り当てて、レベル1の場合に「1f」、レベル2の場
合に「3f」・・・レベル8の場合に「ff」といった
デジタル信号を割り当てて出力する。
トのデジタル信号は、操作装置200の内部基板に設け
たインターフェース17を介してゲーム機本体100に
送られ、このデジタル信号によりゲームキャラクタの動
作等を実行させる。
のレベル変化は、上述したように操作子11から受ける
押圧力の変化に対応している。したがって、A/D変換
部16から出力される複数ビットのデジタル信号は、ユ
ーザによる操作子11の押圧力に対応したものである。
ユーザの押圧操作とこのような関連をもつ複数ビットの
デジタル信号により、ゲームキャラクタの動作等を制御
すれば、「1」または「0」の単数ビットのデジタル信
号によるON/OFF制御にくらべアナログ的な滑らか
な動作を実現することが可能となる。
〜第4の各操作部210,220,230,240が、
図3に示した操作子11と感圧素子12とからなる構成
を備えている。したがって、これら各操作部210,2
20,230,240は、アナログ的な操作が可能とな
っている。なお、これら第1〜第4の各操作部210,
220,230,240のうち、任意に選択した操作部
だけを図3に示した構成とすることも可能である。
は、感圧素子12から出力されたアナログ信号の出力レ
ベルを、あらかじめ設定した範囲で均等分割するが、こ
のあらかじめ設定した範囲と、実際に感圧素子12から
出力されてくるアナログ信号(電圧)のレベル範囲との
間にずれがあった場合、操作子11の操作状況にマッチ
ングしたデジタル信号を出力できないおそれがある。
かも電源電圧にもばらつきがあるため、個々の操作装置
200により各操作部210,220,230,240
に設けられた感圧素子12から出力されるアナログ信号
の出力範囲は異なってくる。
レベル分割部15により分割されるアナログ信号の出力
レベル範囲を個別に設定するためのキャリブレーション
機能(分割範囲設定手段)を備えている。
するための第1の構成例を示すブロック図である。同図
に示す構成では、MPU14にメモリ20が含まれてお
り、このメモリ20にレベル分割部15が分割するアナ
ログ信号の出力レベル範囲を記憶させる構成となってい
る。
いて、感圧素子12の抵抗値が最大になるような一定の
荷重を操作装置200に作用させ、そのとき感圧素子1
2から出力されるアナログ信号の出力レベルを、メモリ
20に記憶させる。
ベル分割部15のデフォルト値が、電圧のレベル範囲0
V〜2.4Vを8段階に均等分割するように設定されて
いたとして、上記一定の荷重が作用したとき感圧素子1
2から2.0Vのアナログ信号が出力されたものとする
と、A/D変換部16からは、既述したようにレベル2
に対応したデジタル信号「3f」が出力される。このデ
ジタル信号「3f」がメモリ20に記憶され、レベル分
割部15はこの設定値に基づいて、レベル分割するアナ
ログ信号の出力範囲を調整する。
信号2.1V〜1.8Vの出力レベルに相当し、この範
囲のいずれの電圧値に設定するかは、あらかじめ規定し
ておくことが好ましい。例えば、各出力レベルの最大電
圧値(上記例では2.1V)を、レベル分割部15が分
割するアナログ信号の出力レベル範囲の上限とするよう
にあらかじめ規定しておく。
するための第2の構成例を示すブロック図である。同図
に示す構成では、操作装置200にメモリを設けず、代
わりに操作装置200が接続されるゲーム機本体100
の内蔵メモリ111、または着脱自在なメモリカード1
12に、レベル分割部15が分割するアナログ信号の出
力レベル範囲を記憶させる構成としてある。
リブレーションを実行する場合は、ゲーム機本体100
のROM110に記憶してある制御プログラムに、キャ
リブレーション操作を実行するための設定プログラムを
組み込んでおくことが好ましい。
すフローチャートである。
れ(S1)、ユーザのメニュー選択により操作部の感度
設定(キャリブレーション)が選択されると(S2)、
テレビジョン受像機120に設定画面が表示される(S
3)。設定画面では、例えば、所定の操作部に設けた操
作子11を強く押す操作をユーザに促すメッセージが表
示される。この表示にしたがってユーザが操作子11を
強く押さえ込むと、その際に検出された感圧素子12か
らのアナログ信号の出力レベルがゲーム機本体100に
出力され(S4)、内蔵メモリ111に記憶される(S
5)。以上の工程を操作装置200の各レベル分割部1
5に対して繰り返し(S6)、操作部の感度設定が終了
する。
部15は、ゲーム機本体100の内蔵メモリ111に記
憶された設定値に基づいて、分割するアナログ信号の出
力レベル範囲を調整する。
ための設定プログラムを、光ディスクに装着されたゲー
ムプログラムに組み込んでおくこともできる。
すフローチャートである。
装着された後(S10)、ゲーム機本体100にメモリ
カード112が装着されているか否か確認し(S1
1)、メモリカード112が装着されていない場合に
は、ユーザのメニュー選択により操作部の感度設定(キ
ャリブレーション)が選択されることを条件に(S1
2)、テレビジョン受像機120に設定画面を表示する
(S13)。設定画面では、例えば、所定の操作部に設
けた操作子11を強く押す操作をユーザに促すメッセー
ジが表示される。この表示にしたがってユーザが操作子
11を強く押さえ込むと、その際に検出された感圧素子
12からのアナログ信号の出力レベルがゲーム機本体1
00に出力され(S14)、内蔵メモリ111に記憶さ
れる(S15)。以上の工程を操作装置200の各レベ
ル分割部15に対して繰り返し(S16)、操作部の感
度設定が終了する。
112の装着を検出した場合には、そのメモリカード1
12に記憶済みのキャリブレーションに関する設定値が
存在するか否か確認し(S17)、存在していた場合は
操作部の感度設定をそのまま終了する。この場合、操作
装置200に設けられた各レベル分割部15は、メモリ
カード112に記憶された設定値に基づいて、分割する
アナログ信号の出力レベル範囲を調整する。
ャリブレーションに関する設定値が存在しない場合は、
S12のステップに移行して、上述したキャリブレーシ
ョン操作を進めていく。なお、S15のステップで検出
された感圧素子12からのアナログ信号の出力レベル
は、メモリカード112に記憶される(S16)。
部15は、ゲーム機本体100のメモリまたはメモリカ
ード112に記憶された設定値に基づいて、分割するア
ナログ信号の出力レベル範囲を調整する。
ンするための第3の構成例を示すブロック図である。同
図に示す構成では、操作装置200の感圧素子12が接
続された電源ラインに2個のボリューム素子(電位設定
素子である)21,22が直列に挿入してあり、これら
のボリューム素子21,22によって電源ライン13の
中間電圧を調整できるようにしてある。
ム素子21,22により調整された電源ライン13の各
中間電圧V1,V2に基づいて、図11に示すように、
分割するアナログ信号の出力レベル範囲を設定する構成
となっている。すなわち、レベル分割部15は、電源V
ccに近い側のボリューム素子21で検出される中間電
圧V1を、分割するアナログ信号の出力レベル範囲の最
大値とし、また他方のボリューム素子22で検出される
中間電圧V2を、分割するアナログ信号の出力レベル範
囲の最小値とし、これら中間電圧V1〜V2の範囲で、
感圧素子12から出力されてきたアナログ信号の出力レ
ベルを均等分割する。ボリューム素子21,22の調整
は、例えば、操作装置200の製品出荷時に実施すれば
よい。
1,V2の監視機能を付加し、経年変化などによりこれ
らの中間電圧V1,V2が変動した場合、変動後の中間
電圧V1,V2に基づいて、分割するアナログ信号の出
力レベル範囲を調整する構成としてもよい。このような
オートキャリブレーション機能を付加すれば、感圧素子
12やボリューム素子の経年変化、電源電圧のばらつき
等に伴い、中間電圧V1,V2が変動した場合にも、変
動後の中間電圧V1,V2に基づいて、分割するアナロ
グ信号の出力レベル範囲を調整するので、常に最適の設
定状態を保つことができる。
うなオートキャリブレーションを実行した場合、ゲーム
機本体100への出力が遅延するおそれがある。その場
合には、レベル分割部15が、操作装置200の電源投
入時にのみ、電源ライン13の各中間電圧V1,V2を
チェックして分割するアナログ信号の出力レベル範囲を
調整する構成とすればよい。
ンするための第4の構成例を示すブロック図である。同
図に示す構成では、操作装置200の感圧素子12が接
続された電源ライン13に2個のボリューム素子21,
22が直列に挿入してあり、さらに、MPU14に比較
器23およびメモリ24を含めた構成としてある。
するアナログ信号の出力レベル範囲の限界値をあらかじ
め記憶しておく。例えば、MPU14の許容電圧を限界
値としてメモリ24に記憶する。比較器23は、ボリュ
ーム素子21,22で検出される中間電圧V1,V2を
常時監視しており、メモリ24に記憶された限界値と中
間電圧V1,V2(特に、V1)とを比較し、中間電圧
が限界値を越えた場合には、強制的に限界値をレベル分
割部15に伝える機能を有している。レベル分割部15
は、比較器23から限界値が送られてきた場合は、この
限界値に基づいて分割するアナログ信号の出力レベル範
囲を調整する。
理能力を超える過大な出力レベルのアナログ信号が感圧
素子12から出力されても、MPU14の正常な動作を
補償することができる。
る操作装置200に設けた各操作部の構成例について、
図面を参照して詳細に説明する。
例を示す図である。
に、操作子11となる4個の操作ボタン221と、弾性
体222と、感圧素子12を設けたシート部材223と
を備えている。各操作ボタン221は、図13に示すよ
うに、装置本体201の上面に形成した装着孔201a
に裏面側から装着される。装着孔201aに装着された
各操作ボタン221は、軸方向に移動自在である。
あり、上方に突き出した弾力部222aを有し、この弾
力部222aの上壁で操作ボタン221の下端を支持し
ている。操作ボタン221が押し込まれると、この弾力
部222aの斜面部分が撓んで上壁が操作ボタン221
とともに移動する。一方、操作ボタン221への押圧力
が解除されると、撓んでいた弾力部222aの斜面部が
弾力的に復元して、操作ボタン221を押し上げる。す
なわち、弾性体222は押圧操作により押し込まれた操
作ボタン221をもとの位置まで復元させるための付勢
手段として機能している。
および絶縁性を有する薄肉シート材料で形成してある。
このシート部材223の適所に感圧素子12が設けてあ
り、図15に示すように、それら感圧素子12が弾性体
222を介して操作ボタン221と対向配置される。
作ボタン221の底面に突起221aを形成するととも
に、弾性体222の弾力部222aにこの突起221a
を支持する凹部222bを形成してある。そして、操作
ボタン221が押圧されると、弾力部222aの凹部2
22bを介して突起221aが感圧素子12を押圧す
る。
タン221から受ける押圧力に応じて電気的な抵抗値が
変化する。操作ボタン221の底面に突起221aを設
け、この突起221aで感圧素子12を押圧することに
より、その押圧力を高感度に感圧素子12へ伝えること
ができる。
を押圧する結果、感圧素子12や弾性体222の凹部2
22bに作用する押圧力が過大となり、感圧素子12お
よび弾性体222の耐久性が低下することは否めない。
成例では、操作子11である操作ボタン221の底面を
平坦面とし、この平坦な底面の全体で感圧素子12を押
圧する構成としてある。弾性体222の弾力部222a
も凹部を形成せず、平坦面で操作ボタン221の底面を
支持するようにしてある。このような構成とすれば、操
作ボタン221からの押圧力を感圧素子12に伝える感
度特性は低下するものの、感圧素子12および弾性体2
22の耐久性が向上する利点がある。
成例を示す図である。
子12を操作装置200に内蔵された内部基板204の
適所に直接設けた構成としてある。このように感圧素子
12を内部基板204に設けることで、シート部材を省
略でき部品点数の削減を図ることができる。なお、感圧
素子12は、操作ボタン221からの押圧力が伝えられ
る位置に設けることは勿論である。
を示す図である。
に、十字型をした操作体211と、この操作体211を
位置決めするスペーサ212と、操作体211を弾力的
に支持する弾性体213とを備え、さらに図21に示す
ように、弾性体213を介して操作体211の各操作キ
ー211a(操作子11)と対向する位置に感圧素子1
2を配置した構成となっている。
許出願公開平成8−163672号公報などにおいて既
に周知であるため、その詳細な説明は省略するが、操作
体211は、スペーサ212の中心部に形成された半球
状の凸部212aを支点として、各操作キー211a
(操作子)が感圧素子12側へ押し込み可能なように組
み付けられている(図21参照)。
1aが押し込まれると、弾性体213を介してその押圧
力が感圧素子12に作用し、感圧素子12が押圧力の大
きさに応じて電気的な抵抗値を変化させる。図21に示す
構成例では、感圧素子12を操作装置200に内蔵され
た内部基板204の適所に直接設けた構成が示されてい
るが、図14,図15に示した第2操作部220の構成
例と同様に、感圧素子12をシート部材223に設ける
こともできる。
を示す図である。
31と、これらの操作ボタン231を操作装置200の
内部で位置決めするスペーサ232と、各操作ボタン2
31を支持するホルダ233と、弾性体234と、内部
基板235とを備えており、内部基板235の適所に感
圧素子12を設けた構成となっている。
許出願公開平成8−163672号公報などにおいて既
に周知であるため、その詳細な説明は省略するが、各操
作ボタン231は、スペーサ232に案内されて押し込
み操作可能となっており、押し込まれた際の押圧力が弾
性体234を介して感圧素子12へ作用する。感圧素子
12は、受けた押圧力の大きさに応じて電気的な抵抗値
を変化させる。図23に示す構成例では、感圧素子12
を操作装置200に内蔵された内部基板235の適所に
直接設けた構成が示されているが、図14,図15に示
した第2操作部220の構成例と同様に、感圧素子12
をシート部材223に設けることもできる。
操作部230と同様に構成されている。
230,240に本発明を適用した場合の構成例を示し
たが、各操作部すべてに本発明を適用する構成に限定さ
れるものではなく、本発明を適用する操作部を任意に選
択し、それ以外の操作部は従来通りの構成とすることも
できる。
示す特性の感圧素子12を用いて説明してきた。すなわ
ち、この特性は、操作子11による押圧力の増大に伴い
感圧素子12の抵抗値が増大して出力電圧が降下すると
いう特性である。しかし、第1実施形態では、上記特性
とは逆の特性の感圧素子12用いることもできる。すな
わち、この逆の特性は、操作子11による押圧力の増大
に伴い感圧素子12の抵抗値が減少して出力電圧が上昇
するという特性である。この逆の特性の感圧素子12を
用いることによって、レベル分割部15の入力特性も逆
にする必要があるが、操作子11を押圧しなければ大き
な電圧が印加されない特性を有することとなる。 〔第2実施形態〕
詳細に説明する。なお、先に説明した第1実施形態の構
成と同一部分には同じ符号を付し、その部分の詳細な説
明は省略する。
0では、検出素子として感圧素子12を用いていたが、
以下に説明する第2実施形態にあっては、検出素子を抵
抗体40と導電部材50とで構成してある。
成例を示す図である。なお、同図では1個の操作ボタン
221とその関連する構成のみを示しているが、第2操
作部220に設けた各操作ボタン221について同様の
構成を備えることもでき、また任意の操作ボタン221
を選択して同図に示す構成を採用することもできる。
20は、操作子11としての操作ボタン221と、弾性
体222と、導電部材50と、抵抗体40とを備えてい
る。導電部材50は、例えば、弾力性を有する導電ゴム
からなり、図24に示す構成例では、中央を頂部とする
山形状に形成してある。この導電部材50は、弾性体2
22に形成した弾力部222aの内側天井面に接着して
ある。
して、例えば内部基板204上に設けてあり、操作ボタ
ン221の押圧操作に伴い、導電部材50が抵抗体40
に接触する構成としてある。導電部材50は、操作ボタ
ン221の押圧力(すなわち、抵抗体40との接触圧)
に応じて変形し、図24の(B),(C)に示すように
抵抗体40への接触面積を変える。すなわち、操作ボタ
ン221の押圧力が弱いときは、同図(B)に示すよう
に、山形状をした導電部材50の頂部付近が接触する。
そして、さらに操作ボタン221の押圧力を強めていく
と、導電部材50が頂部から徐々に変形していき接触面
積が広がる。
その周辺素子の回路構成を示す図である。図25の可変
抵抗42は、図24の導電部材50と抵抗部材40の組
み合わせに相当する。固定抵抗41は、図24には示さ
れていないが、抵抗体40に接続されている。直列接続
された可変抵抗42と固定抵抗41とに対して、すなわ
ち、電極40a,40b間に電源電圧Vccが印加され
る。
0の組み合わせに相当し、抵抗体40に対する導電部材
50の接触面積に応じて抵抗値が変化する。すなわち、
抵抗体40に導電部材50が接触すると、抵抗体に対し
て導電部材50がバイパスとなって電流が流れるため、
その接触部分は実質的に抵抗体が短絡することになり、
その結果、抵抗体40の抵抗値が減少する。したがっ
て、導電部材50の接触面積が大きくなるほど、抵抗体
40の抵抗値は減少する。
圧Vccは、この操作ボタン221の押圧力に従って抵
抗値が変化する可変抵抗42と固定抵抗41とによって
分圧されているので、可変抵抗42と固定抵抗41との
間の出力端子40cから得られる出力電圧は、可変抵抗
42が小さくなればなるほど大きくなり、反対に可変抵
抗42が大きくなればなるほど小さくなる。
れるアナログ信号(電圧)の特性を示す図である。
加されるため、操作ボタン221が押されていなくと
も、出力端子40cからは一定のアナログ信号(電圧)
Vminが出力される(図中aの位置)。次いで、操作
ボタン221が押圧操作されても、導電部材50が抵抗
体40に接触するまでは、該抵抗体40の抵抗値が変化
しないため、抵抗体40からの出力はVminのまま変
化しない。さらに操作ボタン221が押圧されて、導電
部材50が抵抗体40に接触すると(図中bの押圧位
置)、その後は操作ボタン221の押圧力に対応して抵
抗体40に対する導電部材50の接触面積が増加するた
め、抵抗体40の内部抵抗が減少し、抵抗体40の出力
端子40cから出力されるアナログ信号(電圧)が増加
する。そして、導電部材50がもっとも変形したところ
で、抵抗体40の出力端子40cから出力されるアナロ
グ信号(電圧)が最大Vmaxとなる(図中cの押圧位
置)。
装置の主要部を示すブロック図である。
内部基板に搭載されたMPU14は、レベル分割部1
5、A/D変換部16の各機能を備えている。本実施形
態では、抵抗体40の出力端子40cから出力されるア
ナログ信号(電圧)が、レベル分割部15に入力され、
レベル分割部15で該アナログ信号の出力レベルが複数
に分割され、さらに分割された出力レベルに応じてA/
D変換部16が抵抗体40から出力されるアナログ信号
をデジタル信号に変換する。
の機能は、既述した第1実施形態と同様であり、レベル
分割部15は、図26に示すように抵抗体40から出力
されるアナログ信号(電圧)のレベル範囲を均等な幅で
分割する基本機能を有している。分割数は任意に設定で
き、図26に示す例では、アナログ信号(電圧)のレベ
ル範囲を8つに均等分割している。このようにして均等
分割された個々の出力レベルL1〜L8が、A/D変換
部16に伝えられる。なお、レベル分割部15により均
等分割するアナログ信号のレベル範囲は、任意に変更が
可能となっている。
よってレベル分割されたアナログ信号の出力レベル応じ
て、該アナログ信号をデジタル信号に変換して出力す
る。すなわち、A/D変換部16からは、上記出力レベ
ルL1〜L8に応じて複数ビットのデジタル信号が出力
される。
された各出力レベルに適当な複数ビットのデジタル信号
を割り当てて出力する。例えば、8ビット又は16ビッ
トの複数ビットのデジタル信号を上記各出力レベルに割
り当てて、レベル1の場合に「1f」、レベル2の場合
に「3f」・・・レベル8の場合に「ff」といったデ
ジタル信号を割り当てて出力する。
トのデジタル信号は、操作装置200の内部基板に設け
たインターフェース17を介してゲーム機本体100に
送られ、このデジタル信号によりゲームキャラクタの動
作等を実行させる。
たアナログ信号のレベル変化は、上述したように操作ボ
タン221(操作子11)から受ける押圧力の変化に対
応している。したがって、A/D変換部16から出力さ
れる複数ビットのデジタル信号は、ユーザによる操作ボ
タン221(操作子11)の押圧力に対応したものであ
る。ユーザの押圧操作とこのような関連をもつ複数ビッ
トのデジタル信号により、ゲームキャラクタの動作等を
制御すれば、「1」または「0」の単数ビットのデジタ
ル信号による制御にくらべアナログ的な滑らかな動作を
実現することが可能となる。
は、抵抗体40から出力されたアナログ信号の出力レベ
ルを、あらかじめ設定した範囲で均等分割するが、この
あらかじめ設定した範囲と、実際に抵抗体40から出力
されてくるアナログ信号(電圧)のレベル範囲との間に
ずれがあった場合、操作子11の操作状況にマッチング
したデジタル信号を出力できないおそれがある。
体差があり、しかも電源電圧にもばらつきがあるため、
個々の操作装置200により抵抗体40から出力される
アナログ信号の出力範囲は異なってくる。
レベル分割部15により分割されるアナログ信号の出力
レベル範囲を個別に設定するための分割範囲設定部25
を備え(図27参照)、レベル分割部15でレベル分割
するアナログ信号(電圧)のレベル範囲をキャリブレー
ションできる構成となっている。
ための図である。
には、あらかじめ抵抗体40から出力されるアナログ信
号(電圧)の最小値Vminと最大値Vmaxが初期設
定してある。また、最大値Vmaxに対しては任意の許
容値αをあらかじめ設定してある。この許容値αは、A
/D変換部16からの情報から、抵抗値の出力(アナロ
グ信号)を認識する際のばらつきを吸収するためのもの
である。さらに、最小値Vminに対してはその周囲
に、操作ボタンが押された状態か否かを判定するための
判定値γがあらかじめ設定してある。
25は次のようにキャリブレーション動作を実行する。
割範囲設定部25は、まず抵抗体40から出力されるア
ナログ信号(電圧)の最小値Vminを調整するため
に、A/D変換部16からの情報に基づき実際に抵抗体
40から出力されているアナログ信号(電圧)のレベル
Vmin(Real)を認識する。
圧している等の事情も考えられるため、Vmin(Re
al)がVminを中心とする誤差許容値γの範囲にあ
るか否かを判定する。そして、Vmin(Real)
が、(Vmin+γ)>Vmin(Real)>(Vm
in−γ)の範囲から外れていた場合は、ユーザにキャ
リブレーション動作中であることを報知するためのアク
ションを実行する。
置200に設けた表示部253を点灯または点滅表示し
たり、操作装置200がバイブレーション機構を内蔵す
る場合は当該機構を作動させる等の手法が採り得る。
in+γ)>Vmin(Real)>(Vmin−γ)
の範囲に収まっていることを条件に、Vmin(Rea
l)の値をVminと比較する。比較の結果、Vmin
(Real)>Vminであったときは、初期設定値V
minを抵抗体40から出力されるアナログ信号(電
圧)の最小値として設定する。一方、Vmin(Rea
l)<Vminであったときは、実際の出力値Vmin
(Real)を抵抗体40から出力されるアナログ信号
(電圧)の最小値として設定変更する。
に操作ボタン221を強く押し込んでもらい、そのとき
A/D変換部16から出力される情報に基づき実際に抵
抗体40から出力されているアナログ信号(電圧)のレ
ベルVmax(Real)を認識する。
味した(Vmax−α)よりも大きければ、ユーザによ
り操作ボタン221が限度まで押し込まれた状態にある
ものと認識し、Vmax(Real)とVmaxとを比
較する。比較の結果、Vmax(Real)<Vmax
であったときは、初期設定値Vmaxを抵抗体40から
出力されるアナログ信号(電圧)の最大値として設定す
る。一方、Vmax(Real)>Vmaxであったと
きは、実際の出力値Vmax(Real)を抵抗体40
から出力されるアナログ信号(電圧)の最大値として設
定変更する。
れた最小値Vminから最大値Vmaxの範囲で、抵抗
体40から出力されるアナログ信号(電圧)を均等分割
するように、レベル分割部15を制御する。
成例を示す図である。
は、十字型をした操作体211の各操作キー211a
(操作体11)と対応して、それぞれ導電部材50を弾
性体213の内側天井面に接着してある。また、抵抗体
40は単一の構成のものを各導電部材50と対向するよ
うに配置してある。
る。同図に示すように抵抗体40は電源ライン13に直
列に挿入され、電極40a、40b間に電圧が印加され
ている。この抵抗体40の内部抵抗を模式的に示すと、
同図に示すように第1,第2の可変抵抗43,44に分
けられる。このうち、第1の可変抵抗43の部分には、
例えば、キャラクタを上方向に動かすための操作キー
(上方向キー)211aとともに移動する導電部材5
0、および左方向に動かすための操作キー(左方向キ
ー)211aとともに移動する導電部材50のそれぞれ
が接触し、それら導電部材50の接触面積に応じて抵抗
値を可変する。また、第2の可変抵抗44の部分には、
例えば、キャラクタを下方向に動かすための操作キー
(下方向キー)211aとともに移動する導電部材5
0、および右方向に動かすための操作キー(右方向キ
ー)211aとともに移動する導電部材50のそれぞれ
が接触し、それら導電部材50の接触面積に応じて抵抗
値を可変する。
出力端子40cを設け、この出力端子40cから各操作
キー211a(操作子11)の押圧力に対応したアナロ
グ信号を出力するようにしている。
の可変抵抗43,44が有する抵抗値の分割比をもって
計算でき、例えば、第1の可変抵抗43の抵抗値をR
1、第2の可変抵抗44の抵抗値をR2、電源電圧をV
ccとした場合、出力端子40cにあらわれる出力電圧
Vは、次の式であらわすことができる。
抵抗値が減少すると出力電圧は増加し、一方、第2の可
変抵抗44が有する抵抗値が減少すると出力電圧も減少
する。
アナログ信号(電圧)の特性を示す図である。
加されるため、操作体211の各操作キー211aが押
されていなくとも、出力端子40cからは一定のアナロ
グ信号(電圧)V0が出力される(図中oの位置)。
圧操作されても、導電部材50が抵抗体40に接触する
までは、該抵抗体40の抵抗値が変化しないため、抵抗
体40からの出力はV0のまま変化しない。
圧されて、導電部材50が抵抗体40における第1の可
変抵抗43部分に接触すると(図中pの押圧位置)、そ
の後は操作キー211a(操作子)の押圧力に対応して
第1の可変抵抗43部分に対する導電部材50の接触面
積が増加するため、その部位の抵抗値が減少し、抵抗体
40の出力端子40cから出力されるアナログ信号(電
圧)が増加する。そして、導電部材50がもっとも変形
したところで、抵抗体40の出力端子40cから出力さ
れるアナログ信号(電圧)が最大Vmaxとなる(図中
qの押圧位置)。
されて、導電部材50が抵抗体40における第2の可変
抵抗44部分に接触すると(図中rの押圧位置)、その
後は操作キー211a(操作子)の押圧力に対応して第
2の可変抵抗44部分に対する導電部材50の接触面積
が増加するため、その部分の抵抗値が減少し、その結
果、抵抗体40の出力端子40cから出力されるアナロ
グ信号(電圧)が減少する。そして、導電部材50がも
っとも変形したところで、抵抗体40の出力端子40c
から出力されるアナログ信号(電圧)が最小Vminと
なる(図中sの押圧位置)。
るアナログ信号(電圧)は、図32に示すように、レベ
ル分割部15に入力され、レベル分割部15で該アナロ
グ信号の出力レベルが複数に分割され、さらに分割され
た出力レベルに応じてA/D変換部16が抵抗体40か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
なお、図32に示すレベル分割部15、A/D変換部1
6の機能は、図27に基づき先に説明したとおりである
ため、ここでは詳細な説明は省略する。
グ信号の出力レベル範囲を個別に設定(キャリブレーシ
ョン)するための分割範囲設定部25には、図33に示
すように、あらかじめ抵抗体40から出力されるアナロ
グ信号(電圧)の非押圧操作時の値V0、最小値Vmi
n、最大値Vmaxがそれぞれ初期設定してある。ま
た、最大値Vmaxに対しては任意の許容値αが、最小
値Vminに対しては任意の許容値βがあらかじめ設定
してある。これらの許容値α,βは、A/D変換部16
からの情報から、抵抗値の出力(アナログ信号)を認識
する際のばらつきを吸収するためのものである。さら
に、非押圧操作時に出力されるアナログ信号(電圧)V
0に対してはその周囲に、操作ボタンが押された状態か
否かを判定するための判定値γがあらかじめ設定してあ
る。
25は次のようにキャリブレーション動作を実行する。
設定部25は、まず非押圧操作時に抵抗体40から出力
されるアナログ信号(電圧)V0を調整するために、A
/D変換部16からの情報に基づき実際に抵抗体40か
ら出力されているアナログ信号(電圧)のレベルV
0(Real)を認識する。
る等の事情も考えられるため、V0(Real)がV0
を中心とする誤差許容値γの範囲にあるか否かを判定す
る。そして、V0(Real)が、(V0+γ)>V0
(Real)>(V0−γ)の範囲から外れていた場合
は、ユーザにキャリブレーション動作中であることを報
知するためのアクションを実行する。
置に設けた表示部253を点灯または点滅表示したり、
操作装置がバイブレーション機構を内蔵する場合は当該
機構を作動させる等の手法が採り得る。
γ)>V0(Real)>(V0−γ)の範囲に収まっ
ていることを条件に、V0(Real)の値をV0と比
較する。比較の結果、V0(Real)>V0であった
ときは、初期設定値V0を非押圧操作時に抵抗体40か
ら出力されるアナログ信号(電圧)の値として設定す
る。一方、V0(Real)<V0であったときは、実
際の出力値V0(Real)を非押圧操作時に抵抗体4
0から出力されるアナログ信号(電圧)の値として設定
変更する。
に上方向キーを強く押し込んでもらい、そのときA/D
変換部16から出力される情報に基づき実際に抵抗体4
0から出力されているアナログ信号(電圧)のレベルV
max(Real)を認識する。
味した(Vmax−α)よりも大きければ、ユーザによ
り上方向キーが限度まで押し込まれた状態にあるものと
認識し、Vmax(Real)とVmaxとを比較す
る。比較の結果、Vmax(Real)<Vmaxであ
ったときは、初期設定値Vmaxを抵抗体40から出力
されるアナログ信号(電圧)の最大値として設定する。
一方、Vmax(Real)>Vmaxであったとき
は、実際の出力値Vmax(Real)を抵抗体40か
ら出力されるアナログ信号(電圧)の最大値として設定
変更する。
左方向キーの押圧操作に伴い抵抗体40から出力される
アナログ信号(電圧)の最大値Vmaxを設定する。
に下方向キーを強く押し込んでもらい、そのときA/D
変換部16から出力される情報に基づき実際に抵抗体4
0から出力されているアナログ信号(電圧)のレベルV
min(Real)を認識する。
味した(Vmin+β)よりも小さければ、ユーザによ
り下方向キーが限度まで押し込まれた状態にあるものと
認識し、Vmin(Real)とVminとを比較す
る。比較の結果、Vmin(Real)>Vminであ
ったときは、初期設定値Vminを抵抗体40から出力
されるアナログ信号(電圧)の最小値として設定する。
一方、Vmin(Real)<Vminであったとき
は、実際の出力値Vmin(Real)を抵抗体40か
ら出力されるアナログ信号(電圧)の最小値として設定
変更する。
右方向キーの押圧操作に伴い抵抗体40から出力される
アナログ信号(電圧)の最小値Vminを設定する。
左方向キーに対しては、以上の如く設定された非押圧操
作時の出力V0から最大値Vmaxの範囲で、抵抗体4
0から出力されるアナログ信号(電圧)を均等分割する
ように、レベル分割部15を制御する。また、下方向キ
ーおよび右方向キーに対しては、非押圧操作時の出力V
0から最小値Vminの範囲で、抵抗体40から出力さ
れるアナログ信号(電圧)を均等分割するように、レベ
ル分割部15を制御する。
における第1の可変抵抗部分に上方向キーおよび左方向
キーを割り当て、第2の可変抵抗部分に下方向キーおよ
び右方向キーを割り当てたが、これに限定されるもので
はなく、各キーと可変抵抗部分の割り当ては任意に設定
できることは勿論である。
体211の各操作キー211aに対応して設けた導電部
材50に対して、図25に示すような回路構成となるよ
うに、それぞれ個別に抵抗体40を配置することもでき
る。この場合の、抵抗体40の出力端子40cから出力
されるアナログ信号(電圧)の特性は、図26に示した
とおりとなる。 〔検出素子の変形例〕
検出素子の変形例について説明する。なお、以下の説明
は、第2操作部220に設けられる検出素子を例にとっ
て説明するが、それ以外の操作部にも下記の検出素子が
適用できることは勿論である。
を変形した検出素子を示している。なお、各図におい
て、(A)は検出素子を含む操作部の正面断面図、
(B)は導電部材の正面図、(C)は導電部材を下方か
ら見た図、(D)は抵抗体の出力端子から出力されるア
ナログ信号の特性図である。
も抵抗体40への接触圧に応じて抵抗体40との接触面
積を変化させ得る形状となっている。
部材50が台形状の縦断面を有する形状(図では円錐
台)に形成してある。このような形状の導電部材50
は、操作ボタン221の押圧操作に伴い、導電部材50
の頂部50aが抵抗体40に接触するが、該頂部50a
は平坦面となっているため、接触した瞬間に抵抗値が大
きく低下し、図34(D)のaに示す如く出力電圧(ア
ナログ信号)の急激な上昇が生じ、その後は押圧力と対
応して出力電圧が連続的に変化していく。
接離する瞬間に、デジタル的なオンオフ動作を実現する
ことができる。なお、図34では円錐台形状をした導電
部材50を示したが、これ以外にも例えば、三角錐台、
または四角錐台以上の多角錐台形状に導電部材50を形
成することもできる。
縦方向のリブ50bを形成した形状の導電部材50を用
いている。図24に示したような山形状の導電部材50
は、押圧力の作用方向が中心軸から傾いたりした場合
に、座屈を生じるおそれがある。そこで、図35に示す
如く導電部材50の周面にリブ50bを形成すること
で、同部材50の座屈を抑制することが可能となる。こ
の形状は、特に図29に示したような十字型をした操作
体211との組み合わせにおいて、その作用効果を顕著
に発揮する。
表面を球面状に形成したものである。このように、導電
部材50を球面状に形成することによっても、同部材5
0の座屈を回避することができる。
段付きの山形状に形成してあり、抵抗体40と対向する
同部材50の頂部に向かってその横断面積が段階的に小
さくなっている。このような形状の導電部材50は、押
圧力が増大するにしたがって変形量を増加していくが、
その過程で段部50cが抵抗体40に接触したとき、急
激にその接触面積が広がり抵抗値が下がる。したがっ
て、抵抗体40の出力端子から出力されるアナログ信号
は、同図(D)に示す如く段階的に変化していく。この
ため、アナログ出力が急激に変化する境界を認識しやす
く、安定したレベル分割が容易となる特徴を有してい
る。また、押圧力に対して段階的にアナログ出力が変化
することから、ユーザにとっても押圧力の調節が容易と
なる。
変形した検出素子を示している。なお、各図において、
(A)は検出素子を含む操作部の正面断面図、(B)は
導電部材の正面図、(C)は導電部材を上方から見た
図、(D)は抵抗体の出力端子から出力されるアナログ
信号の特性図である。
導電部材50と対向する頂部に向かって横断面積が小さ
くなる形状に形成してある。図38の検出素子では、抵
抗体40が山形状に形成してあり、操作ボタン221と
ともに導電部材50が下降してくると、同部材50が抵
抗体40接触して変形する。抵抗体40が山形状をして
いることから、押圧力に対応して導電部材50の接触面
積が連続的に広がっていき、抵抗体40の出力端子から
出力されるアナログ信号が、同図(D)に示す如く連続
的に変化する。
形状の縦断面を有する形状(図では円錐台)に形成して
ある。このような形状の抵抗体40に対しては、操作ボ
タン221の押圧操作に伴い、導電部材50がその頂部
40aにまず接触するが、該頂部40aは平坦面となっ
ているため、接触した瞬間に、図39(D)のaに示す
如く出力電圧の急激な上昇が生じ、その後は押圧力と対
応して出力電圧が連続的に変化していく。
接離する瞬間に、デジタル的なオンオフ動作を実現する
ことができる。なお、図39では円錐台形状をした抵抗
体40を示したが、これ以外にも例えば、三角錐台、ま
たは四角錐台以上の多角錐台形状に抵抗体40を形成す
ることもできる。
面を球面状に形成したものである。このように、抵抗体
40を形成することによって、図36に示した検出素子
とほぼ同様の特性を備えることができる。
付きの山形状に形成してあり、導電部材50と対向する
同部材40の頂部に向かってその横断面積が段階的に小
さくなっている。このような形状の抵抗体40に対し
て、押圧操作に伴い導電部材50が変形しながら接触す
る過程では、抵抗体40の段部40bに導電部材50が
接触したとき、急激にその接触面積が広がり抵抗値が下
がる。したがって、抵抗体40の出力端子から出力され
るアナログ信号は、同図(D)に示す如く段階的に変化
していく。このため、アナログ出力が急激に変化する境
界を認識しやすく、安定したレベル分割が容易となる特
徴を有している。また、押圧力に対して段階的にアナロ
グ出力が変化することから、ユーザにとっても押圧力の
調節が容易となる。
山形状に形成するとともに、抵抗体40における導電部
材50の接触領域を間隙41により分割し、導電部材5
0の変形に伴う接触面積が段階的に大きくなるように構
成してある。具体的には、同図(B),(C),(D)
に示すような形状に抵抗体40を形成してある。
221の押圧操作に伴い、まず導電部材50の頂部が抵
抗体40の中央部40cに接触する。その後、押圧力の
増大に伴い、導電部材50が変形していくと、抵抗体4
0の外周部40d,40e,40fという順に、段階的
に導電部材50の接触領域が広がっていき、それに伴い
抵抗値が低下していく。
隙間41により分断されているので、導電部材50がこ
の隙間41を通過する間は、抵抗値が変化せずしたがっ
て出力電圧(アナログ信号)も略一定となる。
力されるアナログ信号は、同図(D)に示す如く段階的
に変化していく。このため、アナログ出力が急激に変化
する境界を認識しやすく、安定したレベル分割が容易と
なる。
て、操作部における抵抗体40と弾性部材50の配置を
逆にすることもできる。例えば、図43に示すように、
抵抗体40を弾性体222に形成した弾力部222aの
内側天井面に接着し、導電部材50を抵抗体40と対向
する位置に配置しても、既述した検出素子と同様の作用
効果を奏する。
されるものではない。
たテレビゲーム機用の操作装置200に適用が限定され
るものではなく、デジタル的な操作とアナログ的な操作
を可能とすることにより機能を向上させ得る各種の操作
装置に適用できることは勿論である。
操作子の押圧操作に伴い、複数ビットのデジタル信号出
力手段からアナログ的な制御を可能とする複数ビットの
デジタル信号を出力するように構成したので、押圧操作
用の操作子でデジタル的な操作を実現することができ
る。
テレビゲーム機の概要を示す平面図である。
る。
を示すブロック図である。
成例を示すブロック図である。
第1の構成例を示すブロック図である。
第2の構成例を示すブロック図である。
レーション用の設定プログラムをの例を示すフローチャ
ートである。
レーション用の設定プログラムをの他の例を示すフロー
チャートである。
の第3の構成例を示すブロック図である。
ーション動作を説明するための図である。
の第4の構成例を示すブロック図である。
ボタン(操作子)を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
を示す正面断面図である。
を示す分解斜視図である。
を示す正面断面図である。
を示す分解斜視図である。
を示す正面断面図である。
す分解斜視図である。
す正面断面図である。
す分解斜視図である。
す正面断面図である。
成例を示す正面断面図である。
る。
るアナログ信号の特性を示す図である。
示すブロック図である。
設定部の機能を説明するための図である。
成例を示す正面断面図である。
る。
るアナログ信号の特性を示す図である。
示すブロック図である。
設定部の機能を説明するための図である。
出素子を含む操作部の正面断面図、図34Bは導電部材
の正面図、図34Cは導電部材を下方から見た図、図3
4Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信号の
特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図35Bは導電
部材の正面図、図35Cは導電部材を下方から見た図、
図35Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図36Bは導電
部材の正面図、図36Cは導電部材を下方から見た図、
図36Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図37Bは導電
部材の正面図、図37Cは導電部材を下方から見た図、
図37Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図38Bは導電
部材の正面図、図38Cは導電部材を上方から見た図、
図38Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図39Bは導電
部材の正面図、図39Cは導電部材を上方から見た図、
図39Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図40Bは導電
部材の正面図、図40Cは導電部材を上方から見た図、
図40Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図41Bは導電
部材の正面図、図41Cは導電部材を上方から見た図、
図41Dは抵抗体の出力端子から出力されるアナログ信
号の特性図である。
は検出素子を含む操作部の正面断面図、図42Bは抵抗
体の平面図、図42Cは抵抗体の他の形状例を示す平面
図、図42Cは抵抗体の更に他の形状例を示す平面図で
ある。
る。
4:マイクロプロセッサーユニット(MPU)、 1
5:レベル分割部、 16:A/D変換部。
Claims (30)
- 【請求項1】 押圧操作可能な操作子と、 この操作子の押圧操作に対応したアナログ信号を出力す
る検出素子と、 前記操作子の押圧操作に対応して前記検出素子から出力
されるアナログ信号をその出力レベルに応じて複数ビッ
トのデジタル信号に変換する複数ビットのデジタル信号
出力手段と、 を備えたことを特徴とする操作装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の操作装置において、 前記検出素子は、前記操作子に作用する押圧力が伝えら
れる位置に配置した感圧素子であることを特徴とする操
作装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の操作装置において、 前記検出素子は、前記操作子とともに移動しかつ弾力性
を有する導電部材と、この導電部材が接離する位置に配
置した抵抗体とを含み、 前記抵抗体が、前記導電部材の接触面積に応じたアナロ
グ信号を出力することを特徴とする操作装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の操作装置において、 前記検出素子は、前記操作子とともに移動する抵抗体
と、この抵抗体が接離する位置に配置した弾力性を有す
る導電部材とを含み、 前記抵抗体が、前記導電部材の接触面積に応じたアナロ
グ信号を出力することを特徴とする操作装置。 - 【請求項5】 請求項3または4記載の操作装置におい
て、 前記導電部材は、前記抵抗体との接触圧に応じて変形
し、該抵抗体との接触面積が変わる構成としてあること
を特徴とする操作装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の操作装置において、 前記導電部材は、山形状の縦断面を有する形状に形成し
てあることを特徴とする操作装置。 - 【請求項7】 請求項5記載の操作装置において、 前記導電部材は、台形状の縦断面を有する形状に形成し
てあることを特徴とする操作装置。 - 【請求項8】 請求項5記載の操作装置において、 前記導電部材は、前記抵抗体と対向する頂部に向かって
横断面積が段階的に小さくなる形状に形成してあること
を特徴とする操作装置。 - 【請求項9】 請求項5記載の操作装置において、 前記導電部材は、前記抵抗体と対向する表面が球面状に
形成してあることを特徴とする操作装置。 - 【請求項10】 請求項3または4記載の操作装置にお
いて、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する頂部に向かって
横断面積が小さくなる形状に形成してあることを特徴と
する操作装置。 - 【請求項11】 請求項10記載の操作装置において、 前記抵抗体は、山形状の縦断面を有する形状に形成して
あることを特徴とする操作装置。 - 【請求項12】 請求項10記載の操作装置において、 前記抵抗体は、台形状の縦断面を有する形状に形成して
あることを特徴とする操作装置。 - 【請求項13】 請求項10記載の操作装置において、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する表面が球面状に
形成してあることを特徴とする操作装置。 - 【請求項14】 請求項3または4記載の操作装置にお
いて、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する頂部に向かって
横断面積が段階的に小さくなる形状に形成してあること
を特徴とする操作装置。 - 【請求項15】 請求項3または4記載の操作装置にお
いて、 前記導電部材は、前記抵抗体との接触圧に応じて変形
し、該抵抗体との接触面積が変わる構成とし、 前記抵抗体は、該導電部材の接触領域を間隙により分割
し、前記導電部材の変形に伴う接触面積が段階的に大き
くなるように構成してあることを特徴とする操作装置。 - 【請求項16】 請求項1乃至15のいずれか一項に記
載の操作装置において、 前記複数ビットのデジタル信号出力手段は、 前記操作子の押圧操作に伴い前記検出素子から出力され
るアナログ信号の出力レベルを複数に分割するレベル分
割手段と、 前記レベル分割手段により分割された各出力レベルに応
じて、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/
D変換手段と、 を含むことを特徴とする操作装置。 - 【請求項17】 請求項16記載の操作装置において、 前記レベル分割手段は、前記操作子の押圧操作に伴い前
記検出素子から出力されるアナログ信号の出力レベルを
複数に均等分割するものであることを特徴とする操作装
置。 - 【請求項18】 押圧操作可能な操作子を有する操作装
置に用いられ、前記操作子の押圧操作に対応したアナロ
グ信号を出力する検出素子であって、 前記操作子とともに移動しかつ弾力性を有する導電部材
と、この導電部材が接離する位置に配置した抵抗体とを
含み、 前記抵抗体が、前記導電部材の接触面積に応じたアナロ
グ信号を出力することを特徴とする検出素子。 - 【請求項19】 押圧操作可能な操作子を有する操作装
置に用いられ、前記操作子の押圧操作に対応したアナロ
グ信号を出力する検出素子であって、 前記操作子とともに移動する抵抗体と、この抵抗体が接
離する位置に配置した弾力性を有する導電部材とを含
み、 前記抵抗体が、前記導電部材の接触面積に応じたアナロ
グ信号を出力することを特徴とする検出素子。 - 【請求項20】 請求項18または19記載の検出素子
において、 前記導電部材は、前記抵抗体との接触圧に応じて変形
し、該抵抗体との接触面積が変わる構成としてあること
を特徴とする検出素子。 - 【請求項21】 請求項20記載の検出素子において、 前記導電部材は、山形状の縦断面を有する形状に形成し
てあることを特徴とする検出素子。 - 【請求項22】 請求項20記載の検出素子において、 前記導電部材は、台形状の縦断面を有する形状に形成し
てあることを特徴とする検出素子。 - 【請求項23】 請求項20記載の検出素子において、 前記導電部材は、前記抵抗体と対向する頂部に向かって
横断面積が段階的に小さくなる形状に形成してあること
を特徴とする検出素子。 - 【請求項24】 請求項20記載の検出素子において、 前記導電部材は、前記抵抗体と対向する表面が球面状に
形成してあることを特徴とする検出素子。 - 【請求項25】 請求項18または19記載の検出素子
において、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する頂部に向かって
横断面積が小さくなる形状に形成してあることを特徴と
する検出素子。 - 【請求項26】 請求項25記載の検出素子において、 前記抵抗体は、山形状の縦断面を有する形状に形成して
あることを特徴とする検出素子。 - 【請求項27】 請求項25記載の検出素子において、 前記抵抗体は、台形状の縦断面を有する形状に形成して
あることを特徴とする検出素子。 - 【請求項28】 請求項25記載の検出素子において、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する表面が球面状に
形成してあることを特徴とする検出素子。 - 【請求項29】 請求項18または19記載の検出素子
において、 前記抵抗体は、前記導電部材と対向する頂部に向かって
横断面積が段階的に小さくなる形状に形成してあること
を特徴とする検出素子。 - 【請求項30】 請求項18または19記載の検出素子
において、 前記導電部材は、前記抵抗体との接触圧に応じて変形
し、該抵抗体との接触面積が変わる構成とし、 前記抵抗体は、該導電部材の接触領域を間隙により分割
し、前記導電部材の変形に伴う接触面積が段階的に大き
くなるように構成してあることを特徴とする検出素子。
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