JP2020520035A - モーションシステムを制御するためのデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、入力デバイスに関する。特許請求されたデバイスは、ボタンとケーシングとを有しており、ケーシングは、湾曲支持面を備えたＨ型のフレームの形態の制御エレメントに堅固に連結されており、ボタンおよびローラが、制御エレメントのフロント部分の側縁に沿って互いに対向して配置されており、ヒンジはケーシングの内側に配置されており、ケーシングに堅固に取り付けられたステムを有しており、クランプが、Ｈ型のフレームの形態の制御エレメントに、制御エレメントの湾曲支持面の間で取り付けられており、ヒンジの動きの剛性を制御するレギュレータがケーシングの内側に配置されており、ペダルとモーションセンサとは、有線または無線接続により制御エレメントに接続されており、ステムは、調整クランプを有した取り付けブラケットに堅固に連結されており、湾曲支持面には、制御エレメント上の湾曲支持面の位置を制御するための調整装置が設けられていて、有線または無線接続によって制御エレメントに接続された２つの付加的な制御エレメントが設けられており、これら付加的な制御エレメントは、そのフロント部分の側縁に沿って互いに対向して配置されたボタンとローラとを有している。

Description

本発明は、コンピュータ技術、特に入力デバイスに関し、コンピュータモデル化された空間内の対象物を制御するために、コンピュータゲームで使用することができ、また、機械工学、航空工学、宇宙技術、および水中および海上輸送の分野で使用することができる。

２００５年５月２７日に公開された公報第１５号のＩｎｔ．Ｃｌ． Ｇ０６ Ｆ３／０３３の、２００５年２月１５日付けの実用新案第４５８４３号明細書に開示された公知のコンピュータマニピュレータは、ボタンと、ヒンジが取り付けられたケーシングと、操作者にとって便利な任意の場所にケーシングを固定するための、ヒンジに堅固に取り付けられたステムとを備え、ケーシングは、Ｈ型のフレームの形態で形成された制御エレメントに堅固に接続されていて、この制御エレメントは湾曲支持面を有していて、この湾曲支持面上には操作者の前腕を、ヒンジによる可動性をもって置くことができ、モーションシステムの制御に便利なボタンおよびローラは、制御エレメントのフロント部分の横方向面に互いに対向してその周囲に沿って配置されている。

欠点：モーションシステムの制御可能な機能は、量、品質、信頼性、および精度の点で不十分である。ステムは、操作者の座席に堅固に接続されておらず、制御エレメントの高さに関する正確な調整または操作者と制御エレメントとの間の距離に関する正確な調整に欠け、さらに足のための制御エレメント、または操作者の頭、手、肩の位置をモニタするためのモーションセンサが設けられていない。制御エレメントは、操作者の肩幅に応じてＨ型のフレームを調整する機能を有しておらず、操作者の体重、またはモーションシステムで取得された状況に応じてヒンジの移動の剛性を調整する機能がない。

公知の技術的解決策のうち最も類似するものは、２０１５年７月１０日に公開された公報第１９号のＩｎｔ．Ｃｌ． Ｇ０６ Ｆ３／００の、２０１４年７月１日付けのロシア連邦特許発明第２５５６４９８号明細書の、モーションシステムを制御するためのデバイスであり、このデバイスは、ボタンとケーシングとを備え、このケーシングは、湾曲支持面を備えたＨ型のフレームの形態で形成された制御エレメントに堅固に接続されており、制御エレメントのフロント部分の周囲に沿って、横方向面に互いに対向してボタンとローラとが配置されており、ステムが堅固に取り付けられたヒンジが内部に装着されていて、Ｈ型のフレームの形態で形成された制御エレメント上の湾曲支持面の間にクランプが装着されており、ヒンジの動きの剛性を制御するレギュレータがケーシングの内側に配置されている。モーションシステムを制御するために、有線または無線リンクで制御エレメントに接続されたペダルとモーションセンサも付加されており、ステムは、調整クランプを有した取り付けブラケットに堅固に接続されている。

欠点：モーションシステムの制御可能な機能は、量、品質、信頼性、および精度の点で不十分である。湾曲支持面は、操作者の体および制御エレメントに対して相対的な位置決めの角度の正確な調整を提供せず、または制御エレメントに対して相対的な操作者の前腕の重量の正確な分布を提供しない。それぞれの手による個別の制御によっては、モーションシステムにおける制御可能な機能の量、品質、信頼性、および精度の高いレベルに到達することはできない。

技術的成果：モーションシステムにおける制御可能な機能の量、品質、信頼性、および精度のレベルの向上。

モーションシステムを制御するためのデバイスであって、ボタンとケーシングとを備え、ケーシングは、湾曲支持面を備えたＨ型のフレームの形態で形成された制御エレメントに堅固に接続されており、制御エレメントのフロント部分には、横方向面に互いに対向して周囲に沿ってボタンとローラとが配置されており、ステムが堅固に取り付けられたヒンジが内部に装着されていて、Ｈ型のフレームの形態で形成された制御エレメント上の湾曲支持面の間にクランプが装着されており、ヒンジの動きの剛性を制御するレギュレータがケーシングの内側に配置されており、有線または無線リンクで制御エレメントに接続されたペダルとモーションセンサとが、当該モーションシステムを制御するためのデバイスに付加されており、ステムは、調整クランプを有した取り付けブラケットに堅固に接続されている、モーションシステムを制御するためのデバイスにおいて、技術的成果は、湾曲支持面には、制御エレメント上の湾曲支持面の位置を制御する調整装置が備えられており、制御エレメントに有線または無線リンクによって接続される少なくとも２つの付加的な制御エレメントが、付加的なアナログモードおよび混合モードでモーションシステムを制御するために付加されており、ボタンおよびローラが、これら付加的な制御エレメントのフロント部分に、横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置されており、各付加的な制御エレメントの形状は、可能であれば、特別なゲームに必要な、またはモーションシステムを制御するためのデバイスの用途のための特別な環境に必要な、湾曲された人間工学的な形状で、体積および構造の点で異なるように形成されていることにより達成される。

特許請求されたデバイスでは、類似の解決策とは異なり、湾曲支持面に、操作者の体と制御エレメントとに対して相対的に湾曲支持面の位置決め角度をできるだけ正確に設定するための調整装置が備えられており、これにより、操作者には、最も快適な可能な限りの制御条件が提供され、さらに正確で信頼性の高い、問題の発生しない作業期間を延長することにより作業の品質が向上され、調整装置によってはさらに、操作者の前腕と制御エレメントとに対して相対的な、湾曲支持面の中央支持点の最も正確な可能な限りの選択が可能となり、したがって、操作者は、制御エレメントに対して相対的に前腕の重量を最大限正確に分散できるようになり、これによりタスクの実行中、モーションシステムにおける制御可能な機能の量、品質、精度の信頼性とレベルとが向上される。

特許請求されたデバイスの操作中、このデバイスには、付加的なアナログモードおよび混合モードでモーションシステムを制御する少なくとも２つの付加的な制御エレメントが装着されているので、操作者は、付加的な制御エレメントを両手で保持することにより制御タスクを実施することができ、または片手で付加的な制御エレメントを保持し、同時にもう一方の手を制御エレメント上に置くことにより、各手で別個のタスクを実施することができ、これにより、２つの異なるタスクを同時に実施しなければならない場合に信頼性が向上し、付加的な制御エレメントに配置されたボタンおよびローラと操作者との相互作用により同時に実施することができるタスク数が増加し、タスクを実施するために必要な総合的な時間が短縮され、複数の付加的な制御エレメントまたは１つの付加的な制御エレメントを保持する２つの独立した手によって１つのタスクを実施することができることによりタスク実施の品質が向上し、付加的な制御エレメント上に配置されたボタンおよびローラと操作者との相互作用により、操作者は、アナログモードでコンベンショナルモードの機能を使用することができるようになる。

従来技術とは異なる重要な特徴が存在するので、特許請求された技術的解決策は、新規性があると言える。

先行技術は、特許請求されたデバイスの顕著な特徴と同一の特徴を有する技術的解決策を開示しておらず、したがって特許請求されたデバイスは、進歩性の基準を満たしている。

特許請求された発明を産業に適用できることにより、産業上の適用の基準を満たしていると認められるべきである。

モーションシステムを制御するためのデバイスを図面につき説明する。

デバイスを示す一般的な図である。 各制御エレメントが、ピストルグリップの形態で形成されている、コンベンショナルモード、アナログモード、および混合モードにおけるデバイスの操作を概略的に示す図である。

モーションシステムを制御するためのデバイスは、ボタン１とケーシング２とを備え、ケーシング２にはヒンジ３が装着されており、ヒンジにはステム４が堅固に取り付けられていて、このステムは、クランプ１５を備えたブラケット１４によって操作者の座席１３に接続されており、ケーシング２は、Ｈ型のフレームの形態で形成された制御エレメント５に堅固に接続されていて、Ｈ型のフレームは、湾曲支持面６を備え、この支持面上には、操作者の前腕を配置することができ、ヒンジ３による可動性を含んでおり、ヒンジの動きの剛性は、操作者の要求に応じて、またはモーションシステムで取得された状況に応じて自動的に、ケーシング２内に配置されたレギュレータ１２によって調整することができる。モーションシステムを確実かつ正確に制御するためのボタン１、ヒンジ固定されたボタン８、マルチコンタクトボタン９、およびローラ１０は、制御エレメント５のフロント部分７の周囲に沿って横方向面に、互いに対向して配置されており、制御エレメント５は、湾曲支持面６の間のフレーム幅に沿って配置されたクランプ１１によってＨ型のフレームを調整することができる。湾曲支持面６には、制御エレメント５上の湾曲支持面６の位置を制御する調整装置１８が設けられている。モーションシステムを制御するためのデバイスには、有線または無線リンクによって制御エレメント５に接続されたペダル１６とモーションセンサ１７とが備えられており、これらペダルとモーションセンサとは、付加的なアナログモードおよび混合モードでモーションシステムを制御する、有線または無線リンクで制御エレメント５に接続された少なくとも２つの制御エレメント１９を使用してモーションシステムの付加的な制御を提供する。ボタン２０、マルチコンタクトボタン２１、ヒンジ固定されたボタン２３、およびローラ２２は、前記エレメント１９のフロント部分の周囲に沿って横方向面に互いに対向して配置されている。各付加的な制御エレメント１９の形状は、体積および構造の点で異なっていてよく、ピストルグリップまたは他種の武器の形状で、特定のゲームに必要な湾曲した人間工学的な形状で、または特定の用途環境のために必要な湾曲した人間工学的な形状で、形成することができる。

デバイスの操作：
モーションシステムを制御するためのデバイスは、以下の形式で操作される。クランプ１５を備えたブラケット１４を使用して、操作者は、可能な限り高い精度で、制御エレメント５の支持点を選択し、ヒンジ３に堅固に接続されているステム４を、この支持点上に堅固に取り付ける。操作者は、ケーシング２の前の座席１３に座り、操作者の前腕を、Ｈ型のフレームの形状で形成された制御エレメント５に載せ、このＨ型のフレームは、操作者の前腕を置くことができる湾曲支持面６を備えていて、ヒンジ３による可動性を有しており、図面は別のシートにシフトされるが、ステム４と、クランプ１５を備えたブラケット１４とを介して座席１３に堅固に取り付けられている。操作者は、クランプ１１を使用して、操作者にとって最適な制御エレメント５の幅を設定し、調整装置１８を使用して、操作者の体と制御エレメント５に関して操作者にとって最適な湾曲支持面６の位置決め角度を設定し、さらに調整装置１８を使用して、操作者の前腕と制御エレメント５に関して操作者にとって最適な湾曲支持面６の位置決め点を設定する。制御エレメント５は、ヒンジ３が配置されたケーシング２に堅固に接続されており、ヒンジ３によって制御エレメント５は移動可能であり、レギュレータ１２が、ケーシング２に装着されていて、ヒンジ３の動きの剛性を制御し、そして作業開始前に、操作者は、レギュレータ１２を使用してヒンジ３の動きの剛性の必要な程度を設定する。モーションシステムは、湾曲支持面６上に置かれた操作者の前腕によって部分的に制御され、制御エレメント５のフロント部分７に置かれた操作者の手によって部分的に制御され、ペダル１６を使用して操作者の足によって部分的に制御され、モーションセンサ１７を使用して操作者の頭、手、および肩の動きによって部分的に制御され、付加的な制御エレメント１９を保持する操作者の手によって部分的に制御される。ケーシング２内に配置されたレギュレータ１２は、モーションシステムにおける状況に応じて、マニピュレータの操作中、ケーシング２内のヒンジ３の動きの剛性を、自動的に制御するので、操作者は、「フィードバック」効果とモーションシステムのより正確な感覚を体験し、混合制御モードでは、レギュレータ１２は、１つの回転軸においてのみ自由な動きを維持し、制御エレメント５を、自動車のステアリングホイールに似せるように、変換する。モーションシステムの一部は、ペダル１６を使用して操作者の足によって制御されるので、操作者は、電子コンピュータ（以降、コンピュータと呼ぶ）でモデル化された空間に、より深く没頭し、コンピュータでモデル化された空間の「中にいる」という効果を体験する。モーションシステムの一部は、モーションセンサ１７を使用して、操作者の頭、手、および肩の動きによって制御されるので、操作者には、モーションシステムの新しい機能が提供される。モーションシステムの一部は、付加的な制御エレメント１９を保持する操作者の手によって制御されるので、操作者は、アナログモードおよび混合モードで、両手で制御タスクを実行することができ、異なるタスクを並行して作業することができ、または両手で１つのタスクを実施することができ、操作者の指は、モーションシステムの正確な制御のために、制御エレメント５のフロント部分７に、横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置されたボタン１、ヒンジ固定されたボタン８、マルチコンタクトボタン９、およびローラ１０と相互作用し、操作者の指はさらに、モーションシステムの正確な制御のために、少なくとも２つの補足的な付加的な制御エレメント１９のフロント部分に、横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置された、付加的な制御エレメント１９のボタン２０、付加的な制御エレメント１９のマルチコンタクトボタン２１、付加的な制御エレメント１９のヒンジ固定されたボタン２３、および付加的な制御エレメント１９のローラ２２と相互作用する。

例１
クランプ１５を備えたブラケット１４を使用して、操作者は、最も高い精度で、制御エレメント５の支持点を選択し、この支持点を、ヒンジ３に堅固に接続されているステム４に堅固に取り付ける。操作者は、ケーシング２の前の座席１３に座り、操作者の前腕を、Ｈ型のフレームの形状で形成された制御エレメント５に載せ、このＨ型のフレームは、操作者の前腕を置くことができる湾曲した支持面６を備えていて、ヒンジ３による可動性を有しており、ステム４と、クランプ１５を備えたブラケット１４を介して座席１３に堅固に取り付けられている。操作者は、クランプ１１を使用して、操作者にとって最適な制御エレメント５の幅を設定し、調整装置１８を使用して、操作者の体と制御エレメント５に関して操作者にとって最適な湾曲支持面６の位置決め角度を設定し、さらに調整装置１８を使用して、操作者の前腕と制御エレメント５に関して操作者にとって最適な湾曲支持面６の位置決め点を設定する。

作業開始前に、操作者は、レギュレータ１２を使用して、ヒンジ３の動きの剛性の必要な程度を設定する。モーションシステムは、湾曲支持面６上に置かれた操作者の前腕によって部分的に制御され、制御エレメント５のフロント部分７に置かれた操作者の手によって部分的に制御され、ペダル１６を使用して操作者の足によって部分的に制御され、モーションセンサ１７を使用して操作者の頭、手、および肩の動きによって部分的に制御され、付加的な制御エレメント１９を保持する操作者の手によって部分的に制御される。ケーシング２内に配置されたレギュレータ１２は、モーションシステムにおける状況に応じて、マニピュレータの操作中、ケーシング２内のヒンジ３の動きの剛性を、自動的に制御するので、操作者は、「フィードバック」効果とモーションシステムのより正確な感覚を体験する。モーションシステムの一部は、ペダル１６を使用して操作者の足によって制御されるので、操作者は、コンピュータでモデル化された空間に、より深く没頭し、コンピュータでモデル化された空間の「中にいる」という効果を体験する。操作者は、ペダル１６を使用して操作者の足によって、「前後に歩く、走る」または「前後に」車両を動かす、といった足に関連する機能を制御する。モーションシステムの一部は、モーションセンサ１７を使用して、頭、手、および肩の動きによって制御されるので、操作者には、モーションシステムの新しい機能が提供される。モーションシステムの新しい機能の１つは、制御対象物の本体を動かさずに、「角を曲がって見る」ことができるというものである。操作者自身は片側に移動し、頭、手、肩の位置を制御するモーションセンサ１７が、コンピュータでモデル化された空間内にこのような効果を生み出す。モーションシステムの一部は、付加的な制御エレメント１９を保持する操作者の手によって制御されるので、操作者は、アナログモードおよび混合モードで、両手で制御タスクを実行することができ、異なるタスクを並行して作業することができ、または付加的な制御エレメント１９を保持する両手で１つのタスクを実施することがでる；１つの新しい機能は、付加的な制御エレメント１９のボタン２０、付加的な制御エレメント１９のマルチコンタクトボタン２１、付加的な制御エレメント１９のローラ２２、および付加的な制御エレメント１９のヒンジ固定されたボタン２３と、操作者の指との相互作用を利用して、他の機能を実施しながら同時に、隣接する２つの異なるターゲットを「撃つ」ことができるというものであり、または混合モードでは、片手で「車を運転し」、別の手で「撃つ」ことができるというものであり、操作者自身は、どのモードでモーションシステムを制御するかを決定し、操作者は、アナログモードではコンベンショナルモードの様々な機能を、付加的な制御エレメント１９のボタン２０、付加的な制御エレメント１９のマルチコンタクトボタン２１、付加的な制御エレメント１９のローラ２２、および付加的な制御エレメント１９のヒンジ固定されたボタン２３と、操作者の指との相互作用により、依然として利用することができる。

例えば、パイロットのいない航空機を制御する場合は、操作者は、コンベンショナルモードで、要求された対象物へと飛行することができ、必要な高さと距離で対象物の前で停止することができ、次いで、アナログモードに切り替えて、両手で特別なタスクの実施を開始することができ、制御エレメントは、可能であれば、モーションシステムを制御するためのデバイスの特別な適用環境のために必要な湾曲した人間工学的な形状を有している。操作者の指は、モーションシステムの確実で正確な制御のために、制御エレメント５のフロント部分７に、フロント部分７の横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置されたボタン１、ヒンジ固定されたボタン８、マルチコンタクトボタン９、およびローラ１０と相互作用し、操作者の指はさらに、モーションシステムの信頼性の高い確実で正確な制御のために、少なくとも２つの補足的な付加的な制御エレメント１９のフロント部分に、横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置された、付加的な制御エレメント１９のボタン２０、付加的な制御エレメント１９のマルチコンタクトボタン２１、付加的な制御エレメント１９のヒンジ固定されたボタン２３、および付加的な制御エレメント１９のローラ２２と相互作用する。

技術的および経済的特徴
特許請求されたデバイスを使用することにより、モーションシステムにおける制御可能な機能の量、品質、信頼性、および精度のレベルを向上させることができる。

Claims (1)

1. モーションシステムを制御するためのデバイスであって、ボタンとケーシングとを備え、前記ケーシングは、湾曲支持面を備えたＨ型のフレームの形態で形成された制御エレメントに堅固に接続されており、前記制御エレメントのフロント部分には、横方向面に互いに対向して周囲に沿ってボタンとローラとが配置されており、ステムが堅固に取り付けられたヒンジが内部に装着されていて、前記Ｈ型のフレームの形態で形成された前記制御エレメント上の前記湾曲支持面の間にクランプが装着されており、前記ヒンジの動きの剛性を制御するレギュレータが前記ケーシングの内側に配置されており、有線または無線リンクで前記制御エレメントに接続されたペダルとモーションセンサとが、当該モーションシステムを制御するためのデバイスに付加されており、前記ステムは、調整クランプを有した取り付けブラケットに堅固に接続されている、モーションシステムを制御するためのデバイスであって、
   前記湾曲支持面には、前記制御エレメント上の前記湾曲支持面の位置を制御する調整装置が備えられており、前記制御エレメントに有線または無線リンクによって接続される少なくとも２つの付加的な制御エレメントが、付加的なアナログモードおよび混合モードで前記モーションシステムを制御するために付加されており、ボタンおよびローラが、前記付加的な制御エレメントのフロント部分に、横方向面に互いに対向して周囲に沿って配置されており、前記各付加的な制御エレメントの形状は、可能であれば、特別なゲームのために必要な、またはモーションシステムを制御するためのデバイスの用途のための特別な環境のために必要な、湾曲された人間工学的な形状で、体積および構造の点で異なるように形成されていることを特徴とする、モーションシステムを制御するためのデバイス。

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