JPH0330907Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は多方向性操作装置に関し、特に例え
ば家庭用テレビをモニタとして用いるテレビゲー
ム機やパーソナルコンピユータ（商品名MSX）
や業務用ビデオゲーム機等の画像処理装置におい
てキヤラクタ（移動体や記号）の移動方向の指令
のために用いられる多方向性操作装置に関する。

（従来技術） 一般に、テレビゲーム機においては、キヤラク
タの移動方向として多方向のいずれかを指令する
ために、コントローラやジヨイステイツク等の多
方向性操作装置が用いられる。コントローラとし
ては、本出願人が製品化した家庭用カセツト式ビ
デオゲーム機に適用されているもので、十字形ス
イツチ（実開昭58−159132号参照）を用いて上下
左右の４方向の押点位置によつて、テレビ画面上
のキヤラクタを４方向に移動指令可能なものであ
る。一方、ジヨイステイツクとしては、棒状の握
り部を含み、その下端部を支点として前後左右に
回動させることによつて、キヤラクタを上下左右
の４方向に移動指令するものである。

（考案が解決しようとする問題点） 十字形スイツチを用いたものは、左手の親指だ
けで上下左右の４つの押点のいずれかを押さなけ
ればならないため、操作し難く、操作性が悪い欠
点があつた。また、十字形スイツチの各導電接触
部とこれに対応する回路基板上の各導電パターン
との電気的接触により、機械的なスイツチとして
働くため、長期間の使用やたとえ短期間でも使用
頻度が高いと、導電接触部または導電パターンが
摩耗し、寿命が短い欠点もあつた。

一方、棒状握り部を用いたものは、握り部の回
動範囲が広いため、手首に負担が加わり、長時間
使用すると手首が疲れ易く、場合によつては関節
炎を誘発することもあり、操作性に難点があつ
た。また、スイツチ部分が握り部の下方に設けら
れた機械的スイツチであるため、接点の摩耗によ
る接触不良が生じ易く、寿命が短い欠点もあつ
た。

それゆえに、この考案の目的は、操作性を向上
でき、長寿命化を図れるような多方向性操作装置
を提供することである。

（問題点を解決するための手段） この考案は、その平面形状が偏平な筐体と、筐
体の表面に形成され、その平面形状が筐体の平面
形状よりも小さい開口部と、その平面形状が筐体
の平面形状よりも小さくかつ開口部に対応する位
置に開口部よりも大きな孔を有し、筐体の内部に
収納される基板と、基板の孔の周囲に装着される
少なくとも第１ならびに第２の２つの光学的検出
手段と、その平面形状が開口部の大部分を覆うよ
うに選ばれ、かつそのほぼ中央の下面に突起部が
形成された握り操作部と、筐体の平面形状よりも
小さくかつ開口部の平面形状よりも大きな平面形
状に選ばれ、その表面で握り操作部を移動させる
際に、握り操作部の移動範囲を規制するための段
差部と、信号処理回路を備える。握り操作部は、
段差部上を摺動自在な盤状部と、盤状部の上面に
筐体の表面よりも突出して形成されるつまみ部と
を含む。第１の光学的検出手段は、開口部の平面
上における第１の方向に沿つて第１の光ビームを
発するように、基板上に装着される第１の光ビー
ム発生手段と、基板上の孔を挟んで、第１の光ビ
ームを受光し得る位置に装着される第１の受光手
段とを含む。第２の光学的検出手段は、第１の光
ビームから離れかつ開口部の平面上で第１の光ビ
ームと交差しない第２の方向に沿つて第２の光ビ
ームを発するように、基板上に装着される第２の
光ビーム発生手段と、基板上の孔を挟んで、第２
の光ビームを受光し得る位置に装着される第２の
受光手段とを含む。

（作用） 信号処理回路は、操作者が、突起部によつて第
１の光ビームを遮る位置まで握り操作部を移動さ
せたとき、第１の受光手段が第１の光ビームの遮
断状態を検出したことに応じてキヤラクタを第１
の光ビームに交差する一方の方向に移動指令する
信号を導出し、突起部によつて第２の光ビームを
遮る位置まで握り操作部を移動させたとき、第２
の受光手段が第２の光ビームの遮断状態を検出し
たことに応じてキヤラクタを第２の光ビームに交
差する他方の方向に移動指令する信号をを導出す
ることを特徴とする、多方向性操作装置。

（考案の効果） この考案によれば、握り操作部を摺動させるこ
とによつて突起部で第１または第２の光ビームを
遮断するだけでキヤラクタを少なくとも２方向へ
移動指令できるので、操作し易く、手首に疲労を
感じることなくゲームを行え、操作性がきわめて
優れた多方向性操作装置を実現できる。また、握
り操作部を開口部に対して挿脱自在に構成してい
るので、これを取り外して指や棒状のものを用い
て操作することもでき、操作の多様化を図かれ
る。さらに、光学的に検出するため、従来の機械
的スイツチを用いたものに比べて、接触不良によ
る操作の不完全な事態が生じず、長寿命化を図る
ことができる。

（実施例） 第１図ないし第４図はこの考案の一実施例を示
す図であり、特に第１図はその外観斜視図、第２
図はその平面図、第３図は第２図における−
に沿う断面図、第４図は基板の詳細図である。

構成において、この実施例の多方向性操作装置
１０は、従来の十字形スイツチまたはジヨイステ
イツクに替えてキヤラクタの移動方向の指令に用
いられるものであつて、筐体１１を含む。この筐
体１１は、上側ケース１１１と下側ケース１１２
とを重ね合わせて構成され、その上面の一部に大
きな透孔のような開口部１２が形成される。この
開口部１２の大きさは、後述の握り操作部１３に
形成される突起部１３２または指の太さの数倍、
例えば３〜５cm程度に選ばれる。その平面形状と
しては、図示のような四角形（正方形、長方形）
に限らず、六角形等の多角形等または円形もしく
は楕円形でもよい。開口部１２の内周壁は、指等
が勢いよく当つても感触が悪くなるのを防ぐため
に、表面および裏面近傍部分が円弧状に縁取りさ
れる。開口部１２の内周壁の各辺のそれぞれに
は、隣接の直交する辺から突起部１３２の太さよ
りもやや小さい（好ましくは突起部１３２の太さ
の1/2程度）長さだけ離れた位置に、小さな透孔
１２２〜１２８（ただし、１２５〜１２８は図示
されていないが、１２１に対向するものが１２
６、１２４に対向するものが１２７、１２３に対
向するものが１２８とする。）が形成される。こ
れらの透孔１２１〜１２８は、光ビームの通過孔
となる。なお、開口部１２は、図示のような透孔
または開口孔に限らず、底面を有するような開口
凹部でもよい。

また、開口部１２に関連して握り操作部１３が
設けられる。握り操作部１３は、半球体またはド
ーム状の握り部１３１の下面に、光ビームを遮断
するための円柱状の突起部１３２を形成してい
る。握り部１３１の平面（下面）形状は、円滑に
摺動または移動を可能にするために、好ましくは
開口部１２の平面の大部分を覆うことのできるよ
うな大きさに選ばれる。突起部１３２は、その長
さが開口部１２の高さ（深さ方向の長さ）よりも
短かく、その太さが５〜20mm程度に選ばれる。

なお、握り操作部１３は、図示のものに限ら
ず、各種の変形例が考えられる。たとえば、第５
図に示すように、段差部１１３上を摺動する盤状
部１３３の裏面（下面）に突起部１３２を形成
し、盤状部１３３の表面（上面）につまみ部１３
４を形成したものでもよい。

さらに、筐体１１内には、基板１４が収納され
る。この基板１４には、第４図に示すように、開
口部１２に対応する位置に開口部１２よりも大き
な開口孔１５が形成される。開口孔１５を囲む基
板１４上には、発光素子の一例の発光ダイオード
（以下「LED」）１６Ｌと受光素子の一例のフオ
トトランジスタ１６Ｐ、LED１７Ｌとフオトト
ランジスタ１７Ｐ、LED１８Ｌとフオトトラン
ジスタ１８ＰおよびLED１９Ｌとフオトトラン
ジスタ１９Ｐとの組み合せから成る複数の光電セ
ンサが装着される。すなわち、LED１６Ｌ，１
７Ｌ，１８Ｌおよび１９Ｌが透孔１２１，１２
５，１２８および１２４の内側に収納され、フオ
トトランジスタ１６Ｐ，１７Ｐ，１８Ｐおよび１
９Ｐが透孔１２６，１２２，１２３および１２７
の内側に収納される。従つて、LED１６Ｌ，１
７Ｌ，１８Ｌおよび１９Ｌの光ビーム２ａ，２
ｂ，２ｃおよび２ｄが開口部１２の内周辺の左
辺、右辺、上辺および下辺から突起部１３２の太
さの1/2程度離れるように、各LED１６Ｌ〜１９
Ｌとこれに対応するフオトトランジスタ１６Ｐ〜
１９Ｐとが開口部１２を挟んで対向して配置され
る。ここで、LED１６Ｌ〜１９Ｌの発光波長は、
蛍光灯等からの外来光と区別し易くして誤検出を
防ぐために、好ましくは赤外領域のものが用いら
れる。

また、基板１４の残りの領域上には、導電パタ
ーンが形成されるとともに、信号処理回路の一部
となる抵抗およびインバータ（第６図参照）等の
回路部品がはんだ付け等によつて装着される。

なお、多方向性操作装置１０がモニタ上のキヤ
ラクタを横（左右）方向へのみ移動させるゲーム
に用いられる場合はLED１８Ｌ，１９Ｌとフオ
トトランジスタ１８Ｐ，１９Ｐが不要となり、縦
（上下）方向へのみ移動させるゲームに用いられ
る場合はLED１６Ｌ，１７Ｌとフオトトランジ
スタ１６Ｐ，１７Ｐが不要となる。従つて、キヤ
ラクタを縦横のいずれか一方のみに移動させるゲ
ームに用いるものでは、２つの光電センサを設け
るだけでよい。また、光ビーム２ａと２ｂおよ
び／または光ビーム２ｃと２ｄは、平行となるよ
うな配置に限らず、開口部１２の平面上で交差し
ないように配置してもよい。

なお、この実施例の多方向性操作装置１０がキ
ヤラクタの移動方向の指令の他に、他の動作指令
も可能なコントローラに適用される場合は、筐体
１１の上面１１１には複数のスイツチ２０，２
１，２２Ａおよび２０Ｂが設けられる。スイツチ
２０は、ゲーム内容の難易度や１人用か２人用等
の種類を選択するのに用いられる。スイツチ２１
は、ゲームのスタート指令に用いられる。スイツ
チ２２Ａおよび２２Ｂは、キヤラクタの移動方向
以外の移動指令、たとえばジヤンプやパンチ等の
指令に用いられる。

第６図はこの考案の一実施例を示す回路図であ
る。構成において、LED１６Ｌ〜１９Ｌは抵抗
２４０を介して電源２３に直列接続される。フオ
トトランジスタ１６Ｐ〜１９Ｐのコレクタは、そ
れぞれ抵抗２４１〜２４４を介して電源ライン
（＋Ｖ）に接続されるとともに、インバータ２５
１〜２５４を介して出力端子２６１〜２６４に接
続される。フオトトランジスタ１６Ｐ〜１９Ｐの
エミツタおよび出力端子２６５は接地される。

第７Ａ図および第７Ｂ図はこの実施例の動作を
説明するための図解図であり、特に第７Ａ図はキ
ヤラクタを８方向に移動指令するために光ビーム
２ａ〜２ｄを突起部１３２等で遮断した状態を示
し、第７Ｂ図は第７Ａ図の各位置におけるインバ
ータ２５１〜２５４の出力論理状態と移動指令方
向との関係を示す。

次に、第１図〜第４図および第６図〜第７Ｂ図
を参照してこの実施例の動作を説明する。

モニタ用テレビの画面上のキヤラクタを左方向
へ移動させたい場合は、光ビーム２ａを遮る位置
すなわち開口部１２の内周壁の左辺に当接する位
置まで握り操作部１３の突起部１３２を移動させ
る。すると、LED１６Ｌから発せられた光ビー
ム２ａが突起部１３２で遮られるので、フオトト
ランジスタ１６Ｐがオフとなり、そのコレクタ端
がハイレベル（Ｈ）となる。このハイレベル信号
がインバータ２５１によつてローレベル（Ｌ）に
反転される。一方、その他のビーム２ａ〜２ｄは
遮断されないので、対応するフオトトランジスタ
１７Ｐ〜１９Ｐに受光される。応じて、フオトト
ランジスタ１７Ｐ〜１９Ｐがオンとなり、そのコ
レクタ端の電位がローレベルとなり、これがイン
バータ２５２〜２５４でハイレベルに反転されて
出力される。従つて、インバータ２５１の出力が
ローレベルで、インバータ２５２〜２５４の出力
がハイレベルの組合せの信号が、左方向への移動
指令信号として導出される。

同様にして、キヤラクタを右方向、上方向また
は下方向へ移動指令したに場合は、光ビーム２
ｂ，２ｃまたは２ｄを遮る位置に握り操作部１３
を移動させると、遮断された光ビーム２ｂ，２ｃ
または２ｄに対応するフオトトランジスタ１７
Ｐ，１８Ｐまたは１９Ｐがオフとなり、これに対
応するインバータ２５２，２５３または２５４か
らローレベルが導出される。

ところで、この実施例の多方向性操作装置１０
は、上下左右の直交する４方向に限らず、これら
の方向に対して45゜ずれた８方向の移動指令にも
適用できる。その場合は、左上、右上、左下また
は右下の各方向によつて、それぞれ２つの光ビー
ム２ａと２ｃ、光ビーム２ｃと２ｄ、光ビーム２
ａと２ｄまたは光ビーム２ｄと２ｂを遮るよう
に、握り操作部１３（突起部１３２）を左上、右
上、左下または右下の角へ移動させればよい。こ
のとき、ローレベルを導出している２つのインバ
ータの組合せによつて、移動指令された方向が判
断されることになる。

なお、握り操作部１３（突起部１３２）が開口
部１２のほぼ中心位置、すなわち光ビーム２ａ〜
２ｄのいずれも遮断しない位置に置かれた場合
は、インバータ２５１〜２５４の全てがハイレベ
ルを導出し、ニユートラル状態（移動指令のない
状態）となる。

なお、握り操作部１３が開口部１２に対して挿
脱自在に構成されているので、これを取り外して
指や鉛筆等を用いて操作することもできる。

ところで、上述の説明では、ゲームのために適
用した場合を述べたが、テレビをモニタとする各
種の画像処理装置におけるカーソルの移動方向の
指令等にも適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの考案の一実施例を示
す図であり、特に第１図はその外観斜視図、第２
図はその平面図、第３図は第２図における−
に沿う断面図、第４図は基板の詳細図を示す。第
５図は握り操作部の他の例を示す正面図である。
第６図はこの考案の一実施例を示す回路図であ
る。第７Ａ図および第７Ｂ図はこの実施例の動作
を説明するための図解図であり、特に第７Ａ図は
キヤラクタを８方向に移動指令するために光ビー
ム２ａ〜２ｄを突起部１３２で遮断した状態を示
し、第７Ｂ図は第７Ａ図の各位置におけるインバ
ータ２５１〜２５４の出力論理状態と移動指令方
向との関係を示す。 図において、１０は多方向性操作装置、１１は
筐体、１２は開口部、１３および１３′は握り操
作部、１４は基板、１６Ｌ〜１９Ｌは発光ダイオ
ード（LED）、１６Ｐ〜１９Ｐはフオトトランジ
スタを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) テレビスクリーン上に表示されるキヤラクタ
   の移動方向の指令に用いられる多方向性操作装
   置であつて、 その平面形状が偏平な筐体、 前記筐体の表面に形成され、その平面形状が
   筐体の平面形状よりも小さい開口部、 その平面形状が前記筐体の平面形状よりも小
   さくかつ前記開口部に対応する位置に当該開口
   部よりも大きな孔を有し、筐体の内部に収納さ
   れる基板、 前記基板の前記孔の周囲に装着される少なく
   とも第１ならびに第２の２つの光学的検出手
   段、 その平面形状が前記開口部の大部分を覆うよ
   うに選ばれ、かつそのほぼ中央の下面に突起部
   が形成された握り操作部、 前記筐体の平面形状よりも小さくかつ前記開
   口部の平面形状よりも大きな平面形状に選ば
   れ、その表面で前記握り操作部を移動させる際
   に、握り操作部の移動範囲を規制するための段
   差部、および 信号処理回路を備え、 前記握り操作部は、 前記段差部上を摺動自在な盤状部と、 前記盤状部の上面に前記筐体の表面よりも突
   出して形成されるつまみ部とを含み、 前記第１の光学的検出手段は、 前記開口部の平面上における第１の方向に沿
   つて第１の光ビームを発するように、前記基板
   上に装着される第１の光ビーム発生手段と、 前記基板上の前記孔を挟んで、前記第１の光
   ビームを受光し得る位置に装着される第１の受
   光手段とを含み、 前記第２の光学的検出手段は、 前記第１の光ビームから離れかつ前記開口部
   の平面上で第１の光ビームと交差しない第２の
   方向に沿つて第２の光ビームを発するように、
   前記基板上に装着される第２の光ビーム発生手
   段と、 前記基板上の前記孔を挟んで、前記第２の光
   ビームを受光し得る位置に装着される第２の受
   光手段とを含み、 前記信号処理回路は、 前記突起部によつて前記第１の光ビームを遮
   る位置まで前記握り操作部を移動させたとき、
   前記第１の受光手段が前記第１の光ビームの遮
   断状態を検出したことに応じて前記キヤラクタ
   を第１の光ビームに交差する一方の方向に移動
   指令する信号を導出し、 前記突起部によつて前記第２の光ビームを遮
   る位置まで前記握り操作部を移動させたとき、
   前記第２の受光手段が前記第２の光ビームの遮
   断状態を検出したことに応じてキヤラクタを第
   ２の光ビームに交差する他方の方向に移動指令
   する信号を導出することを特徴とする、多方向
   性操作装置。 (2) 前記握り操作部は、その上面が半球体状に形
   成され、その下面が前記段差部上を摺動自在と
   される、実用新案登録請求の範囲第２項記載の
   多方向性操作装置。 (3) 前記第１および第２の光学的検出手段に含ま
   れる第１の光ビームの発生手段と第２の光ビー
   ムの発生手段は、相互に平行な方向にそれぞれ
   光ビームを発生し、 前記光学的検出手段は、さらに第３および第
   ４の光学的検出手段を含み、 前記第３の光学的検出手段は、 前記開口部の平面上における前記第１ならび
   に第２の光ビームに直交する方向に沿つて第３
   の光ビームを発する第３の光ビーム発生手段
   と、 前記第３の光ビームを受光し得る位置に設け
   られる第３の受光手段とを含み、 前記第４の光学的検出手段は、 前記開口部の平面上における前記第３の光ビ
   ームから離れかつ前記光ビームに平行な方向に
   沿つて光ビームを発生する第４の光ビーム発生
   手段と、 前記第４の光ビームを受光し得る位置に設け
   られる第４の受光手段とを含み、 前記信号処理回路は、 前記第３の受光手段が前記第３の光ビームの
   遮断状態を検出したことに応じて前記キヤラク
   タを第３の光ビームに直交する一方の方向に移
   動指令する信号を導出し、 前記第４の受光手段が前記第４の光ビームの
   遮断状態を検出したことに応じて前記キヤラク
   タを第４の光ビームに直交する他方の方向に移
   動指令する信号を導出し、 それによつて、直交する４方向のいずれかの
   方向を指令することを特徴とする、実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の多方向性操作装置。 (4) 前記信号処理回路は、前記第１の受光手段と
   前記第３の受光手段の両出力の組合せ、第１の
   受光手段と前記第４の受光手段の両出力の組合
   せ、前記第２の受光手段と第３の受光手段の両
   出力の組合せ、および第２の受光手段と第４の
   受光手段の両出力の組合せに基づいて、45゜毎
   の８方向のいずれかを指令する信号を導出す
   る、実用新案登録請求の範囲第３項記載の多方
   向性操作装置。