JPH07200088A - 操作用フットペダル - Google Patents

操作用フットペダル

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JPH07200088A
JPH07200088A JP5336678A JP33667893A JPH07200088A JP H07200088 A JPH07200088 A JP H07200088A JP 5336678 A JP5336678 A JP 5336678A JP 33667893 A JP33667893 A JP 33667893A JP H07200088 A JPH07200088 A JP H07200088A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フットペダルに前後方向、左右回動方向及び
傾動(踏込方向)という3自由度を持たせ、1個の操作
手段で3種類の操作指示を与える。 【構成】 前後移動可能な水平基台11、水平基台11
の上平面に基台11に対して回動可能に設けられた回動
部材12、回動部材12の上面に回動部材12に対して
傾動可能なフットペダル部13とを備えた。そして、水
平基台11の前後移動量を検出するポテンショメータP
O1、回転部材12の水平基台11に対する回転量を検
出するポテンショメータPO2、フットペダル部13の
回転部材12に対する傾動量を検出するポテンショメー
タPO3とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、操作者の足を利用して
所要の操作指示を可能にする操作用フットペダルに係
り、特に3自由度の操作を1個の操作手段で検出可能に
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、足で操作される操作手段としてフ
ットペダルが知られており、このフットペダルは踏み込
み方向への操作が可能にされたもので、その踏込量を検
出することで所要の操作を操作対象物に行わすようにし
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
踏み込み方向という1自由度のみのフットペダルでは操
作指示の不足は否めず、その分、操作者の手に負担が掛
からざるを得なかった。しかしながら、多数の操作部材
を設けることは部品点数、配設空間、操作の容易性の点
から好ましくなく、また装置が複雑、大型化するという
問題がある。
【0004】本発明は上記に鑑みてなされたもので、フ
ットペダルに前後方向、左右回動方向及び傾動(踏込方
向)という3自由度を持たせ、1個の操作手段で3種類
の操作指示を与えることが可能な操作用フットペダルを
提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、機器本体に配
設される操作用フットペダルにおいて、上記機器本体に
対して前後移動可能な基台と、上記基台の上部に該基台
に対して回動可能に設けられた回動部材と、上記回動部
材の上部に該回動部材に対して傾動可能なフットペダル
部とを備えるとともに、上記基台の前後移動量を検出す
る第1の検出部材と、上記回転部材の上記基台に対する
回転量を検出する第2の検出部材と、上記フットペダル
部の上記回転部材に対する傾動量を検出する第3の検出
部材とを備えてなるものである(請求項1)。
【0006】また、上記第1の検出部材は、上記基台の
前後面を除く一つの平面に形成されたラックと、上記機
器本体に取付け可能にされ、回転軸が上記ラックに噛合
するギアに連結されたポテンショメータである(請求項
2)。
【0007】また、上記第2の検出部材は、上記基台に
設けられ、該基台と上記回動部材とは立設された連結軸
によって回動可能に連結されており、この連結軸に回転
軸が連結されたポテンショメータである(請求項3)。
【0008】また、上記第3の検出部材は、上記フット
ペダルの傾動中心から離間した位置であって円弧状の辺
に形成されたラックと、回転軸が上記ラックに噛合する
ギアに連結されたポテンショメータとが、上記回動部材
とフットペダル部の一方ずつに設けられてなるものであ
る(請求項4)。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明によれば、基台は機器本体
に対して前後方向に移動可能であって、その移動量は第
1の検出部材出検出される。回動部材は上記基台の上部
に設けられており、基台に対する回動量が第2の検出部
材により検出される。フットペダルは上記回動部材に対
する傾動量が第3の検出部材により検出される。
【0010】請求項2記載の発明によれば、基台の前後
面を除く一つの平面に形成されたラックが、基台の前後
方向の移動の際に噛合するギアを回転させ、これにより
ポテンショメータの回転軸が回転することにより、基台
の移動位置が電圧値として検出される。
【0011】請求項3記載の発明によれば、回動部材が
立設された連結軸回りに回転すると、この連結軸に連結
されたポテンショメータの回転軸が回転することによ
り、回動部材の回動位置が電圧値として検出される。
【0012】請求項4記載の発明によれば、フットペダ
ルの傾動中心回りに傾動されると、ギア同士の噛合によ
りポテンショメータの回転軸が回転することにより、フ
ットペダルの傾動位置が電圧値として検出される。
【0013】
【実施例】図8は、本発明に係る操作用フットペダルが
適用されるゲーム機の一例を示す図である。同図に示す
ように、ゲーム機は筐体GAの下端に設けられた本発明
に係るフットペダル1、中央前面にゲーム画面が表示さ
れるモニタ2、該モニタ2に表示される所定のキャラク
タを射撃する光線銃3から構成されている。モニタ2に
はポリゴン画像を用いて3次元画像処理を施し、例えば
図9に例示するように、視覚的に3次元表示で画像を見
せるようにしてある。そして、プレーヤがフットペダル
を操作することで、画像がその操作に応じて変化するよ
うに制御される。
【0014】なお、光線銃3は、公知のように、銃口内
部にフォトセンサを有し、このフォトセンサがモニタの
水平輝線を検出することで銃口のモニタ2に対する指向
方向が検出し得るようになっている。そして、光線銃の
引き金が引かれたことを示す引き金信号がゲーム機の制
御部4(図4参照)に導かれ、この引き金信号の後にフ
ォトセンサで水平輝線が検出されたタイミングにおける
水平、垂直輝線位置(制御部4内の水平、垂直カウンタ
の計数値)を算出し、この算出位置とキャラクタの表示
位置とから、キャラクタが射撃されたかどうかの一致の
有無が判別され、この結果に応じて射撃ゲームが進行す
るようになっている。
【0015】図1は、本発明に係る操作用フットペダル
の一例を示す側面図である。操作用フットペダル1は水
平基台11、回動部材12及びフットペダル部材13を
備えている。
【0016】水平基台11は直方体形状を有し、各面が
それぞれ板部材により、あるいは容器状の下部体と上面
板部材とから構成され、内部に空間が形成されている。
水平基台11の下面には、矢印A,Bで示す前後方向へ
のスムーズな移動を可能にすべく、下面の所定位置、例
えば前、後及び中央の3箇所にそれぞれタイヤ111が
両側に対構造で、あるいは長寸法のローラ状を有して回
動可能に取り付けられており、更に、前端には把手部1
12が延設されている。一方、ゲーム機の筐体GAの対
応する位置であって、上記水平基台11が潜り込める高
さ位置には突部GA1が突設され、この突部GA1に垂
直面で回動可能なアームGA2が取り付けられている。
アームGA2の上端は筐体GAとの間にスプリングGA
3が介設されており、一方、アームGA2の下端は水平
基台11の把手部112に回動自在に連結されている。
従って、水平基台11が解放状態では筐体GAから離間
した所定位置に安定静止するようになっている。
【0017】また、水平基台11の前後面を除いた側
面、本実施例では上平面の前方側には所要長を有してラ
ック112が設けられており、一方、ゲーム機の筐体G
Aの所定高さ位置であって、ラック112に噛合する高
さ位置には、前後方向と直角な方向かつ水平な回転軸に
配設されたギアGA4が設けられている。そして、この
ギアGA4の回転軸には水平基台11の前後方向の移動
量を検出するセンサ、例えばポテンショメータPO1が
設けられている。筐体GA側にセンサを設けることで、
センサ用の配線の移動を考慮する必要がないという利点
がある。ポテンショメータPO1は周知のように、回動
軸の回動量に応じた電圧を出力するものである。なお、
ラック112を筐体GA側に、ギアGA4とポテンショ
メータPO1を水平基台11側に設けてもよい。
【0018】また、水平基台11の上平面やや後方位置
には回動部材12を回動可能に連結する立直された連結
軸113が枢支されており、その下端にはギア114が
取り付けられている。一方、水平基台11の内部には回
動部材12の回動量を検出するセンサ、例えばポテンシ
ョメータPO2が上向けにして取り付けられており、こ
の中心の回動軸の先端には上記ギア114と噛合するギ
ア115が取り付けられている。従って、連結軸113
が回動すると、その回動量に応じた電圧値がポテンショ
メータPO2から出力されるようになっている。
【0019】回動部材12は、重量バランスの点から、
その略中央位置で上記連結軸に回動可能に連結され、一
方、連結軸113を中心に所定径位置には所要数のベア
リング121が下平面から一部露出した状態で設けら
れ、水平基台11に対するスムーズな回転を確保してい
る。
【0020】また、回動部材12は上面の中央やや後方
寄りに、図2に示す回動台122が固設されている。図
2において、回動台122は両側に所定長離間して軸受
部112aが設けられ、その間に回動軸122bが回動
可能に枢支されている。この回動軸122bの周面一部
には所要径を有する連結孔122cが径方向に向けて穿
設されている。また、回動部材12の上面前方位置に
は、後述するフットペダル部13の傾動量を検出するセ
ンサ、例えばポテンショメータPO3が設けられてお
り、その回動軸にはギア123が連結されている。ギア
123は、その周面の内、少なくとも前後方向側、本実
施例では後方側が露出されている。一方、回動部材12
の上面後端には、フットペダル部13の下面との間でス
プリング124が介設されている。
【0021】フットペダル部13は、プレーヤの足が嵌
まり易い形状、例えばスリッパ状を有し、その下面やや
後方寄り位置で、棒状突起131が上記回動軸122b
の連結孔122cに嵌挿されて回動部材12に対して傾
動可能にされている。フットペダル部13の下面前方位
置には、上記回動台122の回動中心に対して円弧形状
を有する突設部材132が突設されている。この突設部
材132の前端の円弧辺にはラック132aが形成され
ており、このラック132aが上記回動部材12のギア
123と噛合するようになされている。なお、回動部材
12とフットペダル部13間に介設されたスプリング1
24は緩衝用であるとともに、解放状態でフットペダル
部13を初期位置に静止させるものである。従って、フ
ットペダル部13が傾動されると、その傾動量に応じた
電圧値がポテンショメータPO3から出力されるように
なっている。
【0022】ポテンショメータPO1〜PO3からの電
圧値は制御部4へ導かれて、それぞれ所要の画面変更処
理データとして用いられる。図3は、フットペダルの操
作と画面の変化との関係を説明する図で、(a)は水平
基台11の前後移動について、(b)はフットペダル部
13の傾動について、(c)は回動部材12の回動につ
いて示したものである。すなわち、図(a)では水平基
台11の前後移動に対して3次元画像の視点中心が画面
奥行き方向に対して進行、後退するようになされ、図
(b)ではフットペダル部13の傾動に応じて進行、後
退速度が変更されるようになされ、図(c)では回動部
材の左右回動に応じて進行、後退方向が変更されるよう
になされている。
【0023】次に、図6、図7は光線銃の指向方向とモ
ニタ2の画像スクロールとの関係を示すものである。図
6に示すように、光線銃3の銃口の指向方向は、前述し
たとおり、銃口内のフォトセンサからの輝線検出タイミ
ングとゲーム機筐体GA内の制御部4の水平、垂直カウ
ンタとから求められており、この指向位置がモニタ2上
の所定位置に向けられていると下記のような画像スクロ
ール処理が行われる。すなわち、モニタ2の上下左右の
所定エッジ幅内をそれぞれ、エリアA,B,C,Dと
し、残りを中央エリアOとする。制御部4はこれらの各
エリアの位置データを水平、垂直カウンタの値として持
っており、検出される光線銃3の指向方向がエリアOを
除く、いずれかのエリアに含まれるときは、所定のスク
ロール速度でもって、それぞれのエリアに対応して、図
7に示す画像スクロール処理が施される。指向方向がエ
リアAであることが検出されると、図7(a)に示すよ
うに、モニタ画像が左方向へスクロールされる。指向方
向がエリアBであることが検出されると、図7(b)に
示すように、モニタ画像が右方向へスクロールされる。
指向方向がエリアCであることが検出されると、図7
(c)に示すように、モニタ画像が上方向へスクロール
される。指向方向がエリアDであることが検出される
と、図7(d)に示すように、モニタ画像が下方向へス
クロールされる。
【0024】図4は、上記操作用フットペダルの操作に
基づく画像変更及び光線銃3の操作に基づく画像スクロ
ール処理を実行するブロック図である。
【0025】制御部4は、例えばマイクロコンピュータ
からなり、ゲームプログラムを記憶するROM5やゲー
ム処理データを一時的に記憶するRAM6を有する他、
3次元画像処理部41を備えている。
【0026】上記3次元画像処理部41は、フットペダ
ル1や光線銃3からなる操作部からの操作に応じた画像
の投影位置(視点)の変更やスクロールに伴う背景物体
の移動量、傾き量及び拡大縮尺度を算出する演算手段を
備えている。
【0027】ここで、3次元画像処理部41について、
図5を用いて説明すると、プロセッサ42は、通路、建
物等等の背景やキャラクタを形成する多数のポリゴン情
報を記憶するポリゴンパラメータメモリ43が接続され
ている。ポリゴンとは物体を複数の面で区切ったそれぞ
れの面単位をいい、このポリゴンパラメータメモリ43
には、各ポリゴンに対応して、その面番号、その頂点座
標というような物体を定義するポリゴンパラメータが記
憶されている。
【0028】そして、プロセッサ42は上記ポリゴンパ
ラメータ、ゲームプログラム及び操作部1,3からの操
作データとを用いて、それぞれの物体の移動、傾き、ス
クロール及び拡大縮小に関するデータを作成、すなわ
ち、モデリング変換や投影変換等の公知の変換処理を実
行するとともに、3次元空間において投影位置から見て
重なった物体に対する手前側とその奥行き側との陰面処
理を実行してポリゴン画像を形成するものである。この
ポリゴン画像を形成するポリゴンの面番号データはフレ
ームメモリ44に導かれ、一方、物体の移動等に伴う該
物体を定義するポリゴンのパラメータ、すなわちポリゴ
ンの移動、傾き、スクロール、縮小拡大等のデータはマ
ッピングパラメータメモリ45に面番号と対応して導か
れ、書き込まれるようになっている。フレームメモリ4
4は、ゲーム画面を表示するモニタの画素(ドット)数
に対応した記憶容量を有し、例えば1アドレスが1ドッ
トに対応しているものである。このフレームメモリ44
には、マイコンで形成されたポリゴン画像が各ポリゴン
の面番号をパラメータとして1フレーム画分、順次更新
的に書き込まれて記憶されるようになっている。
【0029】またプロセッサ41はモニタ2の水平、垂
直カウンタから走査アドレス信号を発生し、このフレー
ムメモリ44の各アドレスの記憶内容、すなわち面番号
データを読み出すようにしている。読み出された面番号
データはマッピングパラメータメモリ45に導かれる。
【0030】マッピングパラメータメモリ45は入力さ
れた面番号に対応したポリゴンの上述したパラメータデ
ータを面番号と共に読み出して、次段のマッピング演算
回路46に出力するものである。マッピング演算回路4
6は上記の面番号及びポリゴンのパラメータデータに基
づいて、テクスチャをどのように表示するか(表示形
態)を決定するための演算を実行するものである。
【0031】テクスチャデータメモリ47は各ポリゴン
面上に付される色、柄、模様等の全てのテクスチャを、
例えばX,Yアドレスにて配列的に記憶しているもので
ある。マッピング演算回路46は、テクスチャの表示形
態に応じて、テクスチャデータメモリ47の対応するテ
クスチャデータの読み出しアドレスX,Yを生成するよ
うにしている。そして、テクスチャデータメモリ47か
らモニタ2のドット単位で順次読み出されるテクスチャ
は同期するH,Vラスタ掃引信号により偏向されてモニ
タ2へ出力され、かかる動作を各ドットに対して高速で
繰り返し行うことでゲーム画面が表示される。
【0032】図4において、水平基台11が前方に移動
されると、その移動量に応じた分、視点が画面の奥行き
方向に移動するように画像が移動され、回動部材12が
左右に回動されると、その回動量に応じた角度だけ進
行、後退方向が変更されるように画像の移動が行われ、
また、フットペダル部13が傾動されると、その傾動量
に応じて設定される画面奥行き方向に対する進行、後退
速度で画像の移動が行われる。
【0033】また、光線銃3の指向方向がエリアA〜D
のいずれかに含まれることが検出されると、その検出が
継続する間、そのエリアに応じた方向への画像のスクロ
ールが行われる。
【0034】このように、本発明に係る3自由度を有す
る操作用フットペダルを、特に3次元表示によるゲーム
機に適用すると、自己のキャラクタの移動を操作容易に
行わすことが可能となり、かつバーチャルリアリティに
適用するとより一層の効果が期待できる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
後移動可能な基台と、上記基台の上部に該基台に対して
回動可能に設けられた回動部材と、上記回動部材の上部
に該回動部材に対して傾動可能なフットペダル部とを備
えるとともに、上記基台の前後移動量を検出する第1の
検出部材と、上記回転部材の上記基台に対する回転量を
検出する第2の検出部材と、上記フットペダルの上記回
転部材に対する傾動量を検出する第3の検出部材とを備
えたので、フットペダルに前後方向、左右回動方向及び
傾動(踏込方向)という3自由度を持たせ、1個の操作
手段で3種類の操作指示を与えることができる。
【0036】また、請求項2〜4記載の発明によれば、
それぞれの検出部材としてポテンショメータを用いたの
で、操作される各部材の変位量を容易に検出することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る操作用フットペダルの一例を示す
側面図である。
【図2】回動部材の回動台の構造を示す斜視図である。
【図3】操作用フットペダルの操作と画面の変化との関
係を説明する図で、(a)は水平基台の前後移動を、
(b)はフットペダル部の傾動を、(c)は回動部材の
回動を示したものである。
【図4】操作用フットペダルの操作に基づく画面変更及
び光線銃の操作に基づく画像スクロールの処理を実行す
るブロック図である。
【図5】3次元画像処理部のブロック図である。
【図6】光線銃の指向方向とモニタの画像スクロールと
の関係を説明するための図である。
【図7】光線銃の指向方向とモニタの画像スクロールと
の関係を示す図で、(o)は指向方向がエリアOのとき
のモニタ画像、(a)はモニタ画像の左方向へのスクロ
ールを示す図、(b)はモニタ画像の右方向へのスクロ
ールを示す図、(c)はモニタ画像の上方向へのスクロ
ールを示す図、(d)はモニタ画像の下方向へのスクロ
ールを示す図である。
【図8】本発明に係る操作用フットペダルが適用される
ゲーム機の一例を示す図である。
【図9】ポリゴン画像を用いて3次元画像表示されたモ
ニタ画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 フットペダル 2 モニタ 3 光線銃 11 水平基台 111 タイヤ 112 ラック 113 連結軸 114,115 ギア 12 回動部材 121 ベアリング 122 回動台 122a 軸受部 122b 回動軸 122c 連結孔 123 ギア 124 スプリング 13 フットペダル部 131 棒状突起 132 突設部材 132a ラック 3 光線銃 PO1,PO2,PO3 ポテンショメータ GA ゲーム機の筐体 GA2 アーム GA4 ギア 3 光線銃 31 フォトセンサ 32 引き金 4 制御部 41 3次元画像処理部 5 ROM 6 RAM

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機器本体に配設される操作用フットペダ
    ルにおいて、上記機器本体に対して前後移動可能な基台
    と、上記基台の上部に該基台に対して回動可能に設けら
    れた回動部材と、上記回動部材の上部に該回動部材に対
    して傾動可能なフットペダル部とを備えるとともに、上
    記基台の前後移動量を検出する第1の検出部材と、上記
    回転部材の上記基台に対する回転量を検出する第2の検
    出部材と、上記フットペダル部の上記回転部材に対する
    傾動量を検出する第3の検出部材とを備えてなることを
    特徴とする操作用フットペダル。
  2. 【請求項2】 上記第1の検出部材は、上記基台の前後
    面を除く一つの平面に形成されたラックと、上記機器本
    体に取付け可能にされ、回転軸が上記ラックに噛合する
    ギアに連結されたポテンショメータであることを特徴と
    する請求項1記載の操作用フットペダル。
  3. 【請求項3】 上記第2の検出部材は、上記基台に設け
    られ、該基台と上記回動部材とは立設された連結軸によ
    って回動可能に連結されており、この連結軸に回転軸が
    連結されたポテンショメータであることを特徴とする請
    求項1又は2に記載の操作用フットペダル。
  4. 【請求項4】 上記第3の検出部材は、上記フットペダ
    ルの傾動中心から離間した位置であって円弧状の辺に形
    成されたラックと、回転軸が上記ラックに噛合するギア
    に連結されたポテンショメータとが、上記回動部材とフ
    ットペダル部の一方ずつに設けられてなるものであるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の操作用
    フットペダル。
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