JP4979474B2 - Monitor-linked operation device - Google Patents

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Description

本発明は、業務用ゲーム筐体において、モニタ装置を動かすことによりゲーム内の入力判定に反映させることができるモニタ連動形操作装置に関する。   The present invention relates to a monitor-linked operation device that can be reflected in input determination in a game by moving the monitor device in an arcade game housing.

従来よりゲームを進行させる入力手段としてはレバー，ボタン，トラックボール，パドルなどの操作装置を使用するものが一般的である。
ゲームの中には重力や慣性などを利用するものが存在するが、上記のようなレバー操作やボタン操作などで行うためゲーム画面はプレイヤの操作に対し、例えばレバーを手前側に倒せば、画面上のキャラクタが座るというような間接的な処理や動きとなって表されるものである。
また、体感的に入力できるものとして筐体を左右に移動させることにより、左右に移動させることができる体感ボクシングゲームなどがある（非特許文献１）。さらに、画面も連動して動くものとして２つのスティックを動かすシューティングゲームなどが存在する（非特許文献２）。
上記各非特許文献は動かす対象はモニタであるが、上記非特許文献１は１軸方向のみの動きであり、非特許文献２は２つのスティックを動かし、やはり入力に対し間接的な動きとなる。 Conventionally, as an input means for advancing a game, an operation device such as a lever, a button, a trackball, or a paddle is generally used.
Some games use gravity, inertia, etc., but the game screen is operated by lever operation or button operation as described above. It is expressed as an indirect process or movement in which the upper character sits down.
Moreover, there is a bodily sensation boxing game that can be moved to the left and right by moving the housing to the left and right as non-patent literature 1 as a thing that can be input sensibly. Furthermore, there is a shooting game in which two sticks are moved as the screen moves in conjunction (Non-Patent Document 2).
Each non-patent document is a monitor to be moved. However, the non-patent document 1 is a movement only in one axis direction, and the non-patent document 2 is a movement of two sticks, which is also an indirect movement with respect to the input. .

また、３軸方向を回転操作量として出力する操作装置として多軸ジョイスティックが提案されている（特許文献１）。これは人の腰のベルトに取り付けられたジョイスティックのグリップをＸ，Ｙ軸方向に動かすことによりその方向にそれぞれ設けたポテンショメータにより検出し、Ｚ軸についてはグリップからＺ軸シャフトに作用するモーメントによる応力が歪みゲージで検出されて歪みゲージの検出出力により各軸を中心とした回転操作量を出力させるものである。
これも直にモニタを動かすものではない。
heavyweightchamp SEGA/1988 WEBページ (http://www.miut.com/sega/16b/hwchamp/hwchamp.htm ) 2007/5/14現在 DANGER ZONE シネマトロニクス/1987 WEB ページ (http://homepage1.nifty.com/fjk/retrogames/mekuman/mekuman4.htm ) 2007/5/14現在 特開平８−６６８８２号公報 Further, a multi-axis joystick has been proposed as an operation device that outputs three-axis directions as rotational operation amounts (Patent Document 1). Moment which detects the joystick grip attached to the waist belt of a person X, the potentiometer their respective disposed in that direction by moving the Y-axis direction, the Z-axis acting on the Z-axis shaft from the grip Is detected by a strain gauge, and a rotation operation amount about each axis is output by a detection output of the strain gauge.
This also does not move the monitor directly.
heavyweightchamp SEGA / 1988 WEB page (http://www.miut.com/sega/16b/hwchamp/hwchamp.htm) As of May 14, 2007 DANGER ZONE Cinematronics / 1987 WEB page (http://homepage1.nifty.com/fjk/retrogames/mekuman/mekuman4.htm) As of May 14, 2007 Japanese Patent Laid-Open No. 8-66882

本発明の目的は、モニタ自体を３軸を中心にそれぞれ回転操作することによりモニタに表示されるゲーム画面の物体を体感的に移動させることができるゲーム装置に用いられるモニタ連動形操作装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a monitor-linked operation device used in a game device capable of sensibly moving an object on a game screen displayed on a monitor by rotating the monitor itself about three axes. There is to do.

前記目的を達成するために本発明の請求項１は、垂直方向に支持されたＺ軸となる支持軸と、前記支持軸の端部にモニタ装置の表面が水平方向になるように取り付けられ、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向を中心にそれぞれ独立に回転可能なモニタ装置と、前記モニタ装置がＺ軸に対し回動可能になるように前記支持軸の下端に嵌合させられた回転基盤，前記支持軸の下端に取り付けられ前記モニタ装置のＺ軸に対する回転量を検出する第１の回転量検出手段，前記回転基盤をＸ軸方向に支持しＸ軸に対し前記回転基盤を回転させる内枠，前記回転基盤のＸ軸方向に取り付けられ前記回転基盤のＸ軸に対する回転量を検出する第２の回転量検出手段，前記内枠をＹ軸方向に支持し、Ｙ軸に対し前記内枠を回転させる外枠，前記内枠のＹ軸方向に取り付けられ前記内枠のＹ軸に対する回転量を検出する第３の回転量検出手段および前記各軸に対しモニタ装置が回転しその回転の拘束が解除されたとき、モニタ装置を水平状態に復帰させるスプリングリターン機構を備え、前記モニタ装置の各軸を中心に回転させたとき、モニタ装置を回転量に応じた姿勢に導く回転機構と、前記第１，第２および第３の回転量検出手段で検出した各軸に対する回転量対応の電圧値を得、各軸に対する前記モニタ装置の回転角に変換する回転角変換手段と、前記回転角変換手段からの回転角に対応した加速度を求める加速度算出手段と、回転に要する時間を計測する計測手段と、前記加速度算出手段からの加速度，前記回転角変換手段の回転角および計測手段の計測時間によって各回転位置での速度を算出する速度算出手段と、前記計測手段からの計測時間および速度算出手段からの速度より各軸毎の移動対象物の移動量を算出する移動量算出部と、前記モニタ装置に移動対象物を表示する処理部であって、各軸毎に算出された移動量および速度に基づく画像処理を行う移動対象物表示処理部を備え、前記モニタ装置が前記支持軸の端部に水平に位置付けられた状態から、ユーザが前記モニタ装置をＸ軸方向，Ｙ軸方向に傾けたとき、またはＺ軸を中心に回転させたとき、前記モニタ装置の各軸方向に対し加えられる回転角，速度および加速度に応じた移動量，速度および加速度で前記移動対象物を前記モニタ装置のＸ軸方向，Ｙ軸方向またはＺ軸を中心に回転方向に移動表示することを特徴とする。
本発明の請求項２は、請求項１記載の発明において前記第１，第２および第３の回転量検出手段はボリュームであり、前記回転角変換手段は前記ボリュームの出力と抵抗によって各軸に対する回転量対応の電圧値を得ることを特徴とする。
本発明の請求項３は、請求項１または２記載の発明において前記移動対象物は前記モニタ装置に表示された球であることを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項１，２または３記載の発明において前記モニタ装置は液晶モニタであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, claim 1 of the present invention is attached to a support shaft serving as a Z-axis supported in a vertical direction, and an end portion of the support shaft so that a surface of the monitor device is in a horizontal direction . A monitor device that can rotate independently about the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and a rotating base fitted to the lower end of the support shaft so that the monitor device can rotate with respect to the Z-axis , A first rotation amount detecting means attached to the lower end of the support shaft for detecting the rotation amount of the monitor device with respect to the Z axis; supporting the rotation base in the X axis direction and rotating the rotation base with respect to the X axis A frame, a second rotation amount detection unit that is mounted in the X-axis direction of the rotation base and detects a rotation amount of the rotation base with respect to the X-axis; supports the inner frame in the Y-axis direction; Rotate the outer frame in the Y-axis direction of the inner frame The third rotation amount detecting means for detecting the rotation amount of the inner frame with respect to the Y axis and when the monitor device is rotated with respect to each axis and the rotation restriction is released, the monitor device is returned to the horizontal state. A rotation mechanism that includes a spring return mechanism and guides the monitor device to a posture corresponding to the rotation amount when the monitor device is rotated about each axis; and the first, second, and third rotation amount detection means. Rotation angle conversion means for obtaining a voltage value corresponding to the detected rotation amount for each axis and converting it to a rotation angle of the monitor device with respect to each axis, and acceleration calculation means for obtaining an acceleration corresponding to the rotation angle from the rotation angle conversion means And a measuring means for measuring the time required for rotation, and a speed at each rotational position is calculated based on the acceleration from the acceleration calculating means, the rotational angle of the rotational angle converting means, and the measuring time of the measuring means. A degree calculation unit, a movement amount calculation unit that calculates a movement amount of the movement target for each axis based on the measurement time from the measurement unit and the speed from the speed calculation unit, and a process for displaying the movement target on the monitor device A moving object display processing unit that performs image processing based on the movement amount and speed calculated for each axis, and the monitor device is positioned horizontally at the end of the support shaft, When the user tilts the monitor device in the X-axis direction and the Y-axis direction, or when the monitor device is rotated around the Z-axis, the movement according to the rotation angle, speed, and acceleration applied to each axis direction of the monitor device The moving object is displayed in a rotational direction about the X-axis direction, the Y-axis direction, or the Z-axis of the monitor device by an amount, a speed, and an acceleration.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first, second and third rotation amount detecting means are volumes, and the rotation angle converting means is applied to each axis by the output and resistance of the volume. A voltage value corresponding to the rotation amount is obtained .
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the moving object is a sphere displayed on the monitor device .
According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect , the monitor device is a liquid crystal monitor.

上記構成によれば、ゲームに用いられる球の動きを直観的で分かりやすく捉えることができ、ゲームの中の仮想空間を、より現実的に表示することができる。また、簡単な構造で構成できるため、耐久性の高いモニタ連動形操作装置を実現することができる。   According to the above configuration, the movement of the sphere used in the game can be grasped intuitively and easily, and the virtual space in the game can be displayed more realistically. In addition, since it can be configured with a simple structure, it is possible to realize a monitor-interlocking operation device with high durability.

以下、図面等を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１Ａは、本発明によるモニタ連動形操作装置の外観の概略を示す斜視図である。
モニタ装置は液晶モニタ１で構成され、液晶モニタ１は手１５で把持することができる厚さの枠を有している。液晶モニタ１の中央に支持軸１ｂが取り付けられ、この支持軸１ｂがＸ軸，Ｙ軸を中心に回動し、Ｚ軸を中心に回動可能に構成されている。
液晶モニタ１は図１Ａに示すように水平に設置され、プレイヤは手１５によって液晶モニタ１の両枠１ａを掴み、液晶モニタ１の各軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を中心に任意の量回動させることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a perspective view showing an outline of an external appearance of a monitor-linked operation device according to the present invention.
The monitor device includes a liquid crystal monitor 1, and the liquid crystal monitor 1 has a frame having a thickness that can be gripped by the hand 15. A support shaft 1b is attached to the center of the liquid crystal monitor 1, and the support shaft 1b is configured to rotate about the X and Y axes and to be rotatable about the Z axis.
The liquid crystal monitor 1 is installed horizontally as shown in FIG. 1A, and the player grabs both the frames 1a of the liquid crystal monitor 1 with the hand 15, and arbitrarily selects each axis (X axis, Y axis, Z axis) of the liquid crystal monitor 1 as a center. Can be rotated.

図１Ｂはモニタ装置に表示される球の画像例を示す図である。
（ａ）はモニタ装置１に板１２が表示され、その上に板１２の範囲内を転がる球１４が表示されており、モニタ装置１の傾く方向に、その傾く速度に応じた動きで球１４が移動する。（ｂ）は仮想空間における球の物理的動きを示すものであり、各方向の回転操作に応じて、その方向に球が移動することとなる。 FIG. 1B is a diagram illustrating an example of a sphere image displayed on the monitor device.
In (a), a plate 12 is displayed on the monitor device 1, and a sphere 14 that rolls within the range of the plate 12 is displayed thereon, and the sphere 14 moves in a direction in which the monitor device 1 tilts according to the tilting speed. Move. (B) shows the physical movement of the sphere in the virtual space, and the sphere moves in that direction according to the rotation operation in each direction.

図２は、図１の操作装置の構造の実施の形態を示す分解斜視図である。
液晶モニタ１の中央に取り付けられた支持軸１ｂの端部に嵌合軸３が形成されている。
嵌合軸３は回転基盤４の中央に設けられた嵌合孔４ｃに嵌入され、液晶モニタ１は回転基盤４に対し矢印１７方向に回動可能である。回転基盤４と液晶モニタ１との間にはプレイヤが手を離したとき液晶モニタ１を予め決められた位置（初期位置）に復帰させるスプリングリターン機構６が設けられている。
回転基盤４の左側面と右側面に回転基盤軸４ａ，４ｂが設けられている。回転基盤軸４ａ，４ｂは内枠１０の前後に設けられた嵌合孔１０ｄ，１０ｃにそれぞれ嵌入され、回転基盤４は内枠１０に対し、矢印１６方向に回動可能である。回転基盤４と内枠１０の間にはプレイヤが手を離したとき液晶モニタ１を予め決められた位置に復帰させるスプリングリターン機構５が設けられている。 FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of the structure of the operating device in FIG.
A fitting shaft 3 is formed at the end of a support shaft 1 b attached to the center of the liquid crystal monitor 1.
The fitting shaft 3 is fitted into a fitting hole 4 c provided in the center of the rotary base 4, and the liquid crystal monitor 1 can be rotated in the direction of arrow 17 with respect to the rotary base 4. A spring return mechanism 6 is provided between the rotating base 4 and the liquid crystal monitor 1 to return the liquid crystal monitor 1 to a predetermined position (initial position) when the player releases his / her hand.
Rotating base shafts 4 a and 4 b are provided on the left side and the right side of the rotating base 4. The rotary base shafts 4a and 4b are fitted into fitting holes 10d and 10c provided in the front and rear of the inner frame 10, respectively, so that the rotary base 4 can be rotated in the direction of arrow 16 with respect to the inner frame 10. A spring return mechanism 5 is provided between the rotary base 4 and the inner frame 10 to return the liquid crystal monitor 1 to a predetermined position when the player releases his / her hand.

また、内枠１０の前側面と後側面に内枠軸１０ａ，１０ｂが設けられている。内枠軸１０ａ，１０ｂは外枠１１の前後に設けられた嵌合孔１１ａ，１１ｂにそれぞれ嵌入され、内枠１０は外枠１１に対し、矢印１８方向に回動可能である。内枠１０と外枠１１との間にはプレイヤが手を離したとき液晶モニタ１を予め決められた位置に復帰させるスプリングリターン機構１２が設けられている。
Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸にはボリューム８，９および７が配置され、ボリューム７の軸は嵌合軸３に固定され、ボリューム８の軸は回転基盤軸４ａに固定され、さらにボリューム９は内枠軸１０ｂに固定され、各軸を中心に回動したとき、各ボリュームの軸は同様に回動し、その回転角が電圧値として検知される。 Inner frame shafts 10 a and 10 b are provided on the front side surface and the rear side surface of the inner frame 10. The inner frame shafts 10 a and 10 b are fitted in fitting holes 11 a and 11 b provided on the front and rear sides of the outer frame 11, respectively, and the inner frame 10 is rotatable with respect to the outer frame 11 in the direction of arrow 18. A spring return mechanism 12 is provided between the inner frame 10 and the outer frame 11 to return the liquid crystal monitor 1 to a predetermined position when the player releases the hand.
X-axis, the Y-axis and Z-axis are arranged volumes 8,9 and 7, the axis of the volume 7 is fixed to the fitting shaft 3, the axis of the volume 8 is fixed to the turntable shaft 4a, further volume 9 is fixed to the inner frame shaft 10b, and when it rotates about each axis, the axis of each volume similarly rotates, and its rotation angle is detected as a voltage value.

図３は、本発明による操作装置の回路の実施の形態を示す回路図である。
ボリューム７，８および９の一端は電源電圧Ｖｃｃに接続され、ボリューム７の他端は抵抗ＲX を介して設置されている。同様にボリューム８の他端は抵抗ＲY を介して設置され、ボリューム９の他端は抵抗ＲZ を介して設置されている。ボリューム７，８および９と各抵抗との接続点にはボリュームの回転角に応じてボリュームと抵抗の分圧電圧ＶX ，ＶY およびＶZ がそれぞれ出力される。分圧電圧ＶX ，ＶY およびＶZ は電圧−回転角変換部２０によって回転角（回転量）が検出され、時間計測部２１と回転角−加速度算出部２５に送られる。
時間計測部２１は回転量の変化率、すなわち回転量を微分することにより回転開始および停止のタイミングを得る。そして、回転開始から停止までを所定時間間隔（例えば，１５ｍｓ）毎に時間を計測するものである。時間計測部２１は各軸を中心にした回転に要する停止までの時間ｔX ，ｔY およびｔZ を得ることができ、速度算出部２２に送られる。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the circuit of the operating device according to the present invention.
One end of the volume 7, 8 and 9 are connected to the power supply voltage Vcc, the other end of the volume 7 is installed via a resistor R X. Similarly, the other end of the volume 8 is installed via a resistor R Y, and the other end of the volume 9 is installed via a resistor R Z. Volume and resistance divided voltages V X , V Y, and V Z are output to the connection points between the volumes 7, 8, and 9 and the resistors, respectively, according to the rotation angle of the volume. The divided voltages V X , V Y, and V Z are detected by the voltage-rotation angle conversion unit 20 for the rotation angle (rotation amount) and sent to the time measurement unit 21 and the rotation angle-acceleration calculation unit 25.
The time measuring unit 21 obtains the rotation start and stop timings by differentiating the rate of change of the rotation amount, that is, the rotation amount. And time is measured every predetermined time interval (for example, 15 ms) from rotation start to stop. The time measuring unit 21 can obtain the times t X , t Y and t Z required for rotation about each axis and sent to the speed calculating unit 22.

回転角−加速度算出部２５は回転角に対する加速度を算出する演算を行い、入力する回転角対応の加速度を導き出す。
速度算出部２２では各軸を中心にした回転量対応の時間ｔX ，ｔY を時間計測部２１から取得するとともに回転角−加速度算出部２５からその回転量における加速度を得て、式（１）の演算を行ってその回転位置（ｔn の時刻）での速度を算出する。
ｖn ＝ｖn-1 ＋αn ×（ｔn-1 −ｔn ）・・・（１）
図５にその様子を説明する図を示す。
ｔn の時刻の速度はその前の時刻ｔn-1 での速度ｖn-1 に加速度αn から求めた増加分（または減算分）を加えて求めることができる。なお、時刻ｔn-1 とｔn の間の間隔は上述したように１５ｍｓなどに設定されている。この時間間隔は、例えば１０ｍｓ，２０ｍｓなどにも設定できる。時間間隔が小さければ、速度の変化が細かく算出でき、円滑に動く球の画像処理を行うことができる。
移動量算出部２３は、各時間間隔毎の速度を得て、その時間間隔での球の移動量を算出し、これらをすべて加算することより球が移動する途中の計測時点での球の移動量を算出する。
画像処理部２４は球の移動過程における各計測時点での移動量および速度の情報を得て、その情報に基づき球を、求めた速度で画面上を移動させる動き画像を形成する処理を行う。 The rotation angle-acceleration calculation unit 25 performs an operation for calculating an acceleration with respect to the rotation angle, and derives an acceleration corresponding to the input rotation angle.
The speed calculation unit 22 obtains the times t X and t Y corresponding to the rotation amount centered on each axis from the time measurement unit 21 and obtains the acceleration at the rotation amount from the rotation angle-acceleration calculation unit 25 to obtain the equation (1 ) performs operation of calculating a speed at the rotational position (time t n).
v n = v n−1 + α n × (t n−1 −t n ) (1)
FIG. 5 is a diagram for explaining the situation.
time rate of t n can be obtained by adding the previous velocity v increment determined to n-1 from the acceleration alpha n at time t n-1 (or subtract minutes). The interval between times t n-1 and t n is set to 15 ms as described above. This time interval can be set to 10 ms, 20 ms, or the like, for example. If the time interval is small, the change in speed can be calculated finely and image processing of a smoothly moving sphere can be performed.
The movement amount calculation unit 23 obtains the speed at each time interval, calculates the movement amount of the sphere at the time interval, and adds all of these to move the sphere at the measurement point during the movement of the sphere. Calculate the amount.
The image processing unit 24 obtains information on the movement amount and speed at each measurement point in the movement process of the sphere, and performs a process of forming a motion image that moves the sphere on the screen at the obtained speed based on the information.

図４にＸ軸を中心に回転したときの入力に対する特性を示す。これはＸ軸の周囲を最大に回転できる角度を±３０度とした場合の例である。
（ａ）はボリューム電圧と操作装置の回転角の一例を示す図である。
回転角０度のときの電圧値をＶX0とした場合、−３０度回転から＋３０度回転までの電圧の関係はＶX-30からＶX+30までとなる。なお、ボリュームの回転角（モニタ装置の傾き）と分圧電圧の関係は非直線となっている。
（ｂ）は回転角（回転量）と加速度の関係の一例を示す図である。回転角０度より±に回転した場合には±３０度までの間は直線関係で加速度を求めることができる。回転角−加速度算出部２５ではこのようなグラフとなる演算を行ってもよいし、また、このようなグラフとなる表を予め記憶しておき、この表を参照することにより回転角対応の加速度を求めることができる。 FIG. 4 shows the characteristics with respect to the input when rotating around the X axis. This is an example in which the angle at which the periphery of the X axis can be rotated to the maximum is ± 30 degrees.
(A) is a figure which shows an example of a volume voltage and the rotation angle of an operating device.
When the voltage value at the rotation angle of 0 degree is V X0 , the voltage relationship from the -30 degree rotation to the +30 degree rotation is from V X-30 to V X + 30 . The relationship between the rotation angle of the volume (inclination of the monitor device) and the divided voltage is non-linear.
(B) is a figure which shows an example of the relationship between a rotation angle (rotation amount) and acceleration. When the rotation angle is rotated from 0 degree to ±, the acceleration can be obtained in a linear relationship up to ± 30 degrees. The rotation angle-acceleration calculation unit 25 may perform such a graph, or store a table that becomes such a graph in advance and refer to this table to obtain an acceleration corresponding to the rotation angle. Can be requested.

図４（ｃ）は球を目標位置まで移動させるために例えばモニタ装置を２０度回転させ元の水平状態に戻したときの速度変化を示している。
プレイヤはモニタ装置上で球を目標となる位置に移動させる場合、通常、当初は急激にモニタ装置を傾け、ある角度で少しの間その角度を保持し、球が目標位置に達する少し前にモニタ装置を元の水平位置に戻すように操作する。したがって球の速度は目標位置に達するまでの半分より通過した位置で速度が最も大きくなり、目標位置に近づくにつれて速度が小さくなり、最後は速度０となって、球の目標位置にもたらされる。
図４（ｄ）は図４（ｃ）のような速度特性となるときの対応する加速度の例を示している。
モニタ装置を傾けた直後は球は急速に加速されるが、速度が一定に近づくと加速度は０付近になり、停止直前に急激に負の加速度が加えられ停止位置で０となる。
なお、Ｙ軸およびＺ軸についても同様な処理がなされ、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の動作を合成する画像処理がなされる。
このようにモニタ装置の傾きに応じてモニタ上の球の動きを表示することにより、プレイヤはモニタ装置画面上の球を直に転がしているような操作感を得ることができる。 FIG. 4C shows a speed change when the monitor device is rotated 20 degrees to return to the original horizontal state in order to move the sphere to the target position.
When the player moves the sphere to the target position on the monitor device, the player usually tilts the monitor device abruptly at first, holds the angle for a while at a certain angle, and monitors the sphere slightly before reaching the target position. Operate the device to return it to its original horizontal position. Therefore, the speed of the sphere becomes the highest at the position where it has passed from half of the time until it reaches the target position, and the speed decreases as it approaches the target position, and finally the speed becomes zero, resulting in the target position of the sphere.
FIG. 4D shows an example of the corresponding acceleration when the speed characteristic is as shown in FIG.
Immediately after tilting the monitor device, the sphere is rapidly accelerated. However, when the velocity approaches a constant value, the acceleration becomes near zero, and a negative acceleration is suddenly applied immediately before the stop, and becomes zero at the stop position.
Similar processing is performed for the Y-axis and the Z-axis, and image processing for combining the operations of the X-axis, Y-axis, and Z-axis is performed.
By displaying the movement of the sphere on the monitor according to the inclination of the monitor device in this way, the player can obtain an operational feeling as if the sphere on the monitor device screen is being rolled directly.

図６は各軸に対する回転角（回転量），加速度，計測時間および時間との関係を具体的に説明するための図である。
（ａ）は目標位置に達するまでの時間に対し、予め決めた時間間隔で区切った位置での時間（速度）計測の例を示している。（ｂ）は（ａ）のような時間間隔で計測する場合を表に纏めたものである。
表のＮｏ１〜３はＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸に対しそれぞれ回転角が１０°，回転角１０°の時の加速度が１ｍ／ｓ2 の場合であり、表のＮｏ４〜６はＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸に対しそれぞれ回転角が２０°，回転角２０°の時の加速度が２ｍ／ｓ2 の場合であり、表のＮｏ７〜９はＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸に対しそれぞれ回転角が３０°，回転角３０°の時の加速度が４ｍ／ｓ2 の場合である。 FIG. 6 is a diagram for specifically explaining the relationship between the rotation angle (rotation amount), acceleration, measurement time, and time for each axis.
(A) shows an example of time (speed) measurement at a position divided by a predetermined time interval with respect to the time until the target position is reached. (B) is a table summarizing the case of measurement at time intervals as in (a).
Nos. 1 to 3 in the table correspond to the case where the rotation angle is 10 ° and the acceleration at the rotation angle of 10 ° is 1 m / s 2 with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively. This is the case where the rotation angle is 20 ° with respect to the Y axis and the Z axis, and the acceleration when the rotation angle is 20 ° is 2 m / s 2. This is the case where the acceleration is 4 m / s 2 when the angle is 30 ° and the rotation angle is 30 °.

Ｎｏ１の場合については計測時間６０ｍｓのときの算出された速度が示されている。
計測時間６０ｍｓでは計測時間４５ｍｓのときの速度ｖ3 に、加速度１ｍ／ｓ2 から求めた速度１ｍ／ｓを加えたｖ4 の速度が得られる。
Ｎｏ２の場合は計測時間３０ｍｓのときの算出された速度が示されている。計測時間３０ｍｓでは計測時間１５ｍｓのときの速度ｖ1 に、加速度１ｍ／ｓ2 から求めた速度１ｍ／ｓを加えたｖ2 の速度が得られる。なお、ｖ0 は初速であり、この例では０である。 In the case of No. 1, the calculated speed when the measurement time is 60 ms is shown.
At a measurement time of 60 ms, a speed of v 4 is obtained by adding the speed of 1 m / s obtained from the acceleration of 1 m / s 2 to the speed of v 3 when the measurement time is 45 ms.
In the case of No2, the speed calculated when the measurement time is 30 ms is shown. At a measurement time of 30 ms, a speed of v 2 is obtained by adding a speed of 1 m / s obtained from the acceleration of 1 m / s 2 to the speed v 1 at the measurement time of 15 ms. Note that v 0 is the initial speed and is 0 in this example.

以上の実施の形態では、移動対象物として球を例にしているが、移動体対象物は形状が球以外の矩形形状や曲面形状であってもよく、転がって移動するのではなくすべって移動するものでもよい。また、ゲームに登場するキャラクタ自体であってもよい。
また、移動対象物のみを移動させる例を示したが、モニタ装置内に表示されている球が搭載されている板を連動させて傾け、それによって球を回転させるように画像処理することも可能である。
さらにボリュームにより回転角を電圧値に変換して回転量（回転角）を求める実施の形態について説明したが、パルスカム入力装置などのアナログ変化に感知する装置を回転角検出手段として用いることもできる。パルスカム入力装置は各軸方向の回転に対しパルスを発生させるようにし、発生パルスの数によりその回転量を検出するものである。 In the above embodiment, a sphere is taken as an example of the moving object. However, the moving object may have a rectangular shape or curved surface shape other than the sphere, and instead of rolling, the object moves without moving. You may do it. Moreover, the character itself which appears in a game may be sufficient.
In addition, although the example of moving only the moving object has been shown, it is also possible to perform image processing so that the board on which the sphere displayed in the monitor device is mounted is tilted and thereby the sphere is rotated. It is.
Further, the embodiment has been described in which the rotation angle is converted into a voltage value by the volume to obtain the rotation amount (rotation angle). However, a device that senses an analog change such as a pulse cam input device can also be used as the rotation angle detection means. The pulse cam input device generates a pulse with respect to rotation in each axial direction, and detects the amount of rotation based on the number of generated pulses.

アーケードセンタやイベント会場に設置される、ゲーム機などに用いられる操作装置である。   This is an operating device used in a game machine or the like installed in an arcade center or event venue.

本発明によるモニタ連動形操作装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the monitor interlocking type operating device by this invention. モニタ装置に表示される球の画像例を示す図である。It is a figure which shows the example of a sphere image displayed on a monitor apparatus. 図１の操作入力操作装置の構造の実施の形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows embodiment of the structure of the operation input operation apparatus of FIG. 操作装置の回路の実施の形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows embodiment of the circuit of an operating device. Ｘ軸を中心にモニタ装置が回転したときの各出力特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each output characteristic when a monitor apparatus rotates centering on an X-axis. 各時刻（時間）での速度を算出する場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where the speed in each time (time) is calculated. 各軸に対する回転角（回転量），加速度，計測時間および時間との関係を表にしたものである。The table shows the relationship between the rotation angle (rotation amount), acceleration, measurement time, and time for each axis.

符号の説明Explanation of symbols

１ 液晶モニタ（モニタ装置）
３ 嵌合軸
４ 回転基盤
５，６，１２ スプリングリターン機構
７，８，９ ボリューム
１０ 内枠
１１ 外枠
１４ 球（移動対象物）
２０ 電圧−回転角変換部（回転角変換手段）
２１ 時間計測部
２２ 速度算出部
２３ 移動量算出部
２４ 画像処理部
２５ 回転角−加速度算出部 1 LCD monitor (monitor device)
3 Mating shaft 4 Rotating base
5, 6, 12 Spring return mechanism
7, 8, 9 volume
10 inner frame 11 outer frame 14 sphere (moving object)
20 Voltage-rotation angle conversion unit (rotation angle conversion means)
21 Time measurement unit 22 Speed calculation unit 23 Movement amount calculation unit 24 Image processing unit 25 Rotation angle-acceleration calculation unit

Claims (4)

垂直方向に支持されたＺ軸となる支持軸と、
前記支持軸の端部にモニタ装置の表面が水平方向になるように取り付けられ、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向を中心にそれぞれ独立に回転可能なモニタ装置と、
前記モニタ装置がＺ軸に対し回動可能になるように前記支持軸の下端に嵌合させられた回転基盤，前記支持軸の下端に取り付けられ前記モニタ装置のＺ軸に対する回転量を検出する第１の回転量検出手段，前記回転基盤をＸ軸方向に支持しＸ軸に対し前記回転基盤を回転させる内枠，前記回転基盤のＸ軸方向に取り付けられ前記回転基盤のＸ軸に対する回転量を検出する第２の回転量検出手段，前記内枠をＹ軸方向に支持し、Ｙ軸に対し前記内枠を回転させる外枠，前記内枠のＹ軸方向に取り付けられ前記内枠のＹ軸に対する回転量を検出する第３の回転量検出手段および前記各軸に対しモニタ装置が回転しその回転の拘束が解除されたとき、モニタ装置を水平状態に復帰させるスプリングリターン機構を備え、前記モニタ装置の各軸を中心に回転させたとき、モニタ装置を回転量に応じた姿勢に導く回転機構と、
前記第１，第２および第３の回転量検出手段で検出した各軸に対する回転量対応の電圧値を得、各軸に対する前記モニタ装置の回転角に変換する回転角変換手段と、
前記回転角変換手段からの回転角に対応した加速度を求める加速度算出手段と、
回転に要する時間を計測する計測手段と、
前記加速度算出手段からの加速度，前記回転角変換手段の回転角および計測手段の計測時間によって各回転位置での速度を算出する速度算出手段と、
前記計測手段からの計測時間および速度算出手段からの速度より各軸毎の移動対象物の移動量を算出する移動量算出部と、
前記モニタ装置に移動対象物を表示する処理部であって、各軸毎に算出された移動量および速度に基づく画像処理を行う移動対象物表示処理部を備え、
前記モニタ装置が前記支持軸の端部に水平に位置付けられた状態から、ユーザが前記モニタ装置をＸ軸方向，Ｙ軸方向に傾けたとき、またはＺ軸を中心に回転させたとき、前記モニタ装置の各軸方向に対し加えられる回転角，速度および加速度に応じた移動量，速度および加速度で前記移動対象物を前記モニタ装置のＸ軸方向，Ｙ軸方向またはＺ軸を中心に回転方向に移動表示することを特徴とするモニタ連動形操作装置。 A support shaft serving as a Z-axis supported in the vertical direction;
A monitor device attached to an end of the support shaft so that a surface of the monitor device is in a horizontal direction, and capable of independently rotating around the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions;
A rotation base fitted to the lower end of the support shaft so that the monitor device can rotate with respect to the Z axis, and a rotation base attached to the lower end of the support shaft to detect the rotation amount of the monitor device with respect to the Z axis. 1 rotation amount detection means, an inner frame for supporting the rotation base in the X-axis direction and rotating the rotation base with respect to the X axis, and a rotation amount attached to the rotation base in the X-axis direction with respect to the X axis. Second rotation amount detecting means for detecting, an outer frame for supporting the inner frame in the Y-axis direction and rotating the inner frame with respect to the Y-axis, and a Y-axis of the inner frame attached in the Y-axis direction of the inner frame A third return amount detecting means for detecting the amount of rotation with respect to the shaft, and a spring return mechanism for returning the monitor device to a horizontal state when the monitor device is rotated with respect to each axis and the restriction of the rotation is released; Centered on each axis of the device When rotating, a rotation mechanism leading to the posture corresponding to the monitor device on the rotation amount,
Rotation angle conversion means for obtaining a voltage value corresponding to the rotation amount for each axis detected by the first, second and third rotation amount detection means, and converting it into a rotation angle of the monitor device for each axis ;
Acceleration calculation means for obtaining acceleration corresponding to the rotation angle from the rotation angle conversion means;
A measuring means for measuring the time required for rotation;
Speed calculation means for calculating the speed at each rotational position based on the acceleration from the acceleration calculation means, the rotation angle of the rotation angle conversion means, and the measurement time of the measurement means;
A moving amount calculating unit that calculates a moving amount of the moving object for each axis from the measuring time from the measuring unit and the speed from the speed calculating unit;
A processing unit that displays a moving object on the monitor device, and includes a moving object display processing unit that performs image processing based on the movement amount and speed calculated for each axis,
When the user tilts the monitor device in the X-axis direction and the Y-axis direction from the state where the monitor device is horizontally positioned at the end of the support shaft, or when the user rotates the monitor device around the Z-axis, the monitor The object to be moved is rotated around the X, Y, or Z axis of the monitor device at a movement amount, speed, and acceleration corresponding to the rotation angle, speed, and acceleration applied to each axis direction of the device. A monitor-linked operation device characterized by moving display . 前記第１，第２および第３の回転量検出手段はボリュームであり、
前記回転角変換手段は前記ボリュームの出力と抵抗によって各軸に対する回転量対応の電圧値を得ることを特徴とする請求項１記載のモニタ連動形操作装置。 The first, second and third rotation amount detection means are volumes,
2. The monitor-linked operation device according to claim 1, wherein the rotation angle conversion means obtains a voltage value corresponding to the rotation amount for each axis by the output and resistance of the volume . 前記移動対象物は前記モニタ装置に表示された球であることを特徴とする請求項１または２記載のモニタ連動形操作装置。 The monitor-linked operation device according to claim 1, wherein the moving object is a sphere displayed on the monitor device. 前記モニタ装置は液晶モニタであることを特徴とする請求項１，２または３記載のモニタ連動形操作装置。 4. The monitor interlocking operation device according to claim 1, wherein the monitor device is a liquid crystal monitor.
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