KR100678371B1 - 조작 장치 - Google Patents

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KR100678371B1
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가부시키가이샤 소니 컴퓨터 엔터테인먼트
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Abstract

본 발명의 목적은 연속적인 가압 조작을 이용하여 디지털 조작 및 아날로그 조작 모두를 가능하게 하는 것이다. 조작 장치는 조작기(11)의 가압 조작에 따른 아날로그 신호를 출력하기 위한 검출 소자(압력-감지 소자(12))를 갖고, 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호가 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할되는 레벨에 의하여 제어되고, A/D 변환 유닛(16)에 의하여 그 출력 레벨에 대응하는 다중 비트 디지털 신호를 변환시키도록 구성되며, 또한, 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호로 변화함에 따른 단일 비트 디지털 신호를 출력하기 위한 구성으로 되어 있다. 스위칭 유닛(18)은 다중 비트 디지털 유닛의 하나 또는 다른 것 및 단일 비트 디지털 신호를 출력한다.
조작기, 검출 소자, 비디오 게임, 디지털 신호, 아날로그 신호

Description

조작 장치{Operating Device}
본 발명은 비디오 게임 장치 등과 같은 오락 장치용의 주변 기구로 이용되는 조작 장치(또는 제어 장치(controller))에 관한 발명이다.
일반적으로, 비디오 게임 등과 같은 오락 장치에 있어서는, 다양한 조작(operation)이 조작 장치를 이용하여 실행되어 왔다. 따라서, 복합 조작 버튼 (button)이 조작 장치에 제공되고, 이용자는 다양한 방식으로 이 버튼들을 작동함으로써 오락 장치를 제어하고, 그에 따라, 예를들면 텔레비젼 화면 상에 전시된 캐릭터(character)는 이동하게 된다.
종래에는, 그러한 많은 조작 장치는 정면에서 좌측면에 위치한 십자형 또는 원형 방향 지시 조작 버튼과 정면에서 우측면 상에 위치한 복합 다목적 버튼으로 구성되었다.
이러한 지시 조작 버튼과 다목적 버튼은 고무 스위치의 택트(tact) 스위치로 구성되고, 이러한 스위치 들의 온/오프(on/off) 동작을 수행함으로써 캐릭터를 디지털형으로 움직이거나, 캐릭터의 상태를 디지털형으로 변화시킨다.
위에서 설명하였듯이, 종래의 오락 장치에 있어서, 방향 지시 조작 버튼 및 다목적 버튼은 텔레비전 세트에 표시되는 케릭터를 디지털 형으로 변화시키기 위한 기능만을 갖고 있어서, 캐릭터의 이동 및 상태 변화가 비연속적이었고, 따라서, 화면을 보면 단속적이 되는 문제점을 갖고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 게임 장치로써 일본국 특허 공개 공보 평성7-88252호에 개시된 조작 장치는 트랙볼(trackball), 조이스틱(joystick) 등으로 구성된 아날로그 입력 장치를 첨가함으로써 텔레비젼 세트의 화면 상에 표시되는 캐릭터가 아날로그 방식으로 제어될 수 있다. 그러한 아날로그 입력 장치를 이용한 종래 기술의 다른 예가 일본국 특허 공개 평성11-90042호에 개시되어 있다.
하지만, 트랙볼, 조이스틱 등으로 구성된 아날로그 신호 입력 장치의 조작성은 상기 설명한 방향 지시 조작 버튼 및 다목적 버튼의 조작성과 크게 달라서, 방향 지시 조작 버튼 및 다목적 버튼을 이용하는데 길들여진 이용자가 아날로그 입력 장치를 능숙하게 동작시키도록 익히기 위한 시간이 필요하고, 이는 오락 장치가 원래 의도한 오락 장치의 즐거움을 크게 감소시킬 수 있다.
본 발명은 그러한 종래 발명을 고려하여 만들어 졌고, 따라서, 본 발명은 종래 디지털 동작에 이용되는 압력-작동 조작기를 이용하여 디지털 동작과 아날로그 동작을 가능하게 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조작 장치는 압력에 의하여 조작 가능한 조작기(operator); 조작기의 가압 조작에 대응하여 아날로그 신호를 출력하기 위한 검출(detecting) 소자; 조작기의 가압 동작에 대응하는 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호를 그 출력 레벨(level)에 따른 다중 비트(bit)를 포함 하는 디지털 신호로 변환하기 위한 제 1 디지털 신호 출력 수단; 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호로 변화함에 따라 단일 비트를 포함하는 디지털 신호를 출력하기 위한 제 2 디지털 출력 수단; 및 제 1 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력된 디지털 신호와 제 2 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력된 디지털 신호 사이의 출력을 변환하기 위한 스위칭(switching) 수단을 포함한다.
본 발명의 구성에 따르면, 단일 조작기 가압 조작에서, 아날로그 제어를 가능하게 하는 다중 비트를 포함하는 디지털 신호가 제 1 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력되고, 한편, 디지털 제어를 가능하게 하는 단일 비트를 포함하는 디지털 신호가 제 2 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력된다. 따라서, 이러한 디지털 신호가 스위칭 수단에 의하여 선택되고 출력되도록 하는 배열은 단일 조작기를 이용한 디지털 조작과 아날로그 조작을 가능하게 한다.
우선, 검출 소자는 조작기를 작용시키는 압력이 바뀌는 장소에 위치한 압력-감지 소자일 수 있다. 그러한 압력-감지 소자의 예로는 압력-감지 전기 전도 고무로 만들어진 저항 압력-감지 소자를 포함한다. 조작기의 가압 스트로크(stroke)에 따라 아날로그 신호를 출력하는 홀(hall) 장치 또는 정전 장치가 또한 사용될 수 있다.
또한, 검출 소자는 조작기와 결합되어 이동하고, 탄성을 갖는 전기 전도 부재, 및 전기 전도 부재와 접촉하고 떨어지는 장소에 위치한 저항기를 포함하고, 그 저항기는 전기 전도 부재의 접촉 지역에 따라 아날로그 신호를 출력한다. 또한, 전기 전도 부재와 저항기 사이의 위치관계는 서로 교환될 수 있다.
전기전도 부재는 그 위에서 저항기로 인가되는 접촉 압력에 따라 저항기와 접하고 있는 전기 전도 부재의 표면에서 형상이 변형됨으로써, 저항기와 접촉하는 지역이 변화하고 다음과 같은 구성:
(1) 산 모양의 세로 단면 형상;
(2) 사다리꼴의 세로 단면 형상;
(3) 단면 지역이 저항기와 접한 정점(apex)을 향하여 단계적으로 작아지는 형상;
(4) 저항기와 접촉하는 지역이 구형의 형상을 갖는
구성으로 되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 저항기는 그 단면 지역이 전기전도 부재와 접한 정점을 향하여 작아지는 형상을 갖도록 형성될 수도 있다. 또한, 저항기는 전기전도 부재의 접촉 지역을 간극(gap)에 의하여 복수의 접촉지역으로 구분하고, 그 변형과 관련된 전기전도 부재의 접촉 지역이 단계적으로 증가하도록 구성될 수도 있다.
한편, 본원의 제 2 발명에 따르면, 조작 장치는, 압력에 의하여 조작되는 조작기; 조작기의 가압 작동에 대응하여 아날로그 신호를 출력하기 위한 검출 소자; 조작기의 가압 조작에 대응하여 검출 소자로 부터 출력된 아날로그 신호를 아날로그 신호의 출력 레벨에 따라 다중 비트를 포함하는 디지털 신호로 변환하기 위한 제 1 디지털 신호 출력 수단; 조작기의 가압 조작에 따라 켜고 끄기 위한 디지털 스위치; 디지털 스위치의 온/오프 상태를 검출하고, 단일 비트를 포함하는 디지털 신호를 출력하기 위한 제 2 디지털 신호 입출력 수단; 및 제 1 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력된 디지털 신호와 제 2 디지털 출력 수단으로 부터 출력된 디지털 신호 사이의 출력을 변환하기 위한 스위칭(switching) 수단을 포함한다.
본원의 이러한 발명의 구성에 따르면, 단일 조작기 가압 조작으로, 아날로그 제어를 가능하게 하는 다중 비트를 포함하는 디지털 신호가 제 1 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력되고, 한편, 디지털 제어를 가능하게 하는 단일 비트를 포함하는 디지털 신호는 제 2 디지털 신호 출력 수단으로부터 출력된다. 따라서, 이러한 디지털 신호가 스위칭 수단에 의하여 선택되고 출력되는 것과 같은 배열은 단일 조작기를 이용한 디지털 조작과 아날로그 조작을 가능하게 한다.
우선, 다중-비트 디지털 신호와 단일-비트 디지털 신호 양자는 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호로부터 발생되는 이러한 발명에도 불구하고, 본원의 또다른 발명에 따르면, 단일-비트 디지털 신호는 디지털 스위치의 온/오프 상태를 검출함으로써 출력되는 반면, 다중-비트 디지털 신호는 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호로부터 발생된다.
또한, 본 발명에 따른 조작 장치로, 디지털 스위치는 제 1 및 제 2 고정 단자, 및 조작기의 이동과 관련되어 제 1 및 제 2 고정 단자와 접촉을 발생시키고 차단하는 전기전도 유동 부재를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 이러한 본원 발명들에서, 제 1 디지털 신호 출력 수단은 조작기의 가압 조작과 관련된 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 복수의 레벨들로 분할하기 위한 레벨 분할 수단; 및 레벨 분할 수단에 의하여 분할된 각각의 출력 레벨에 따라서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환 수단 을 포함할 수 있다. 따라서, 다중-비트디지털 신호가 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨에 기초하여 용이하게 출력될 수 있다.
우선, 레벨 분할 수단은 조작기의 가압 동작과 관련된 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 복수의 레벨들로 균일하게 분할하는 것이 바람직하다. 검출 소자로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 균일하게 분할하는 것은 조작기에 의하여 인가된 압력에 대응하여 얻어지는 적절하고 원활한 조작성을 얻을 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조작 장치가 이용된 비디오 게임 장치의 개관을 도시하는 평면도;
도 2는 도 1에 도시된 조작 장치의 확대 평면도;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조작 장치의 주요부를 도시하는 불럭 선도;
도 4는 도 3에 도시된 압력-감지 소자의 특성을 도시하는 도면;
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조작 장치의 개략적인 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 6은 레벨 분할 유닛(unit)을 교정하기 위한 제 1 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 7은 레벨 분할 유닛을 교정(calibrating)하기 위한 제 2 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 8은 도 7에 도시된 제 2 구현예에 적용되는 교정용 설정 프로그램의 일 예를 도시하는 플로우차트(flowchart);
도 9는 도 7에 도시된 제 2 구현에에 적용되는 교정용 설정 프로그램의 다른 예를 도시하는 플로우차트;
도 10은 레벨 분할 유닛을 교정하기 위한 제 3 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 11은 도 10에 도시된 제 3 구현예를 사용한 교정 동작을 설명하기 위한 도면;
도 12는 레벨 분한 유닛을 교정하기 위한 제 4 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 13은 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛에 제공되는 조작 버튼(조작기)의 분해 사시도;
도 14는 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 1 구현예의 분해 사시도;
도 15는 제 1 실시에에 따른 제 2 조작 유닛의 제 1 구현예의 정면 단면도;
도 16은 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 2 구현예의 분해 사시도;
도 17은 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 2 구현예의 정면 단면도;
도 18은 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예의 분해 사시도;
도 19는 제 1 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예의 정면 단면도;
도 20은 제 1 실시예에 따른 제 1 조작 유닛의 구현예를 도시하는 분해 사시도;
도 21은 제 1 실시예에 따른 제 1 조작 유닛의 구현예를 도시하는 정면 단면도;
도 22는 제 1 실시예에 따른 제 3 조작 유닛의 구현예를 도시하는 분해 사시도;
도 23은 제 1 실시예에 따른 제 3 조작 유닛의 구현예를 도시하는 정면 단면도;
도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조작 장치의 주요부를 도시하는 블럭선도;
도 25는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조작 장치의 개략적인 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 26은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조작 장치의 다른 개략적인 구현예를 도시하는 블럭선도;
도 27은 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 1 구현예의 분해 사시도;
도 28은 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 1 구현예의 정면 단면도;
도 29는 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 2 구현예의 분해 사시도;
도 30은 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 2 구현예의 정면 단면도;
도 31a는 제 2 실시예의 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예의 평면도;
도 31b는 제 2 실시예의 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예의 저면도;
도 32는 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예의 정면 단면도;
도 33은 제 2 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 4 구현예의 정면 단면도;
도 34a 내지 34c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 구현예를 도시하는 정면 단면도;
도 35는 도 34에 도시된 저항기의 회로 구성을 도시하는 도면;
도 36은 도 35에 도시된 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호의 특성을 도시하는 도면;
도 37은 제 3 실시예에 따른 제 2 조작 유닛에 관련된 주요 부분을 도시하는 블럭선도;
도 38은 제 3 실시예에 따른 제 2 조작 유닛용 분할 범위 설정 유닛의 기능을 설명하기 위한 도면;
도 39는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 조작 유닛의 구현예의 정면 단면도;
도 40은 도 39에 도시된 저항기의 회로 구성을 도시하는 도면;
도 41은 도 40에 도시된 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호의 특성을 도시하는 도면;
도 42는 제 3 실시예에 따른 제 1 조작 유닛에 관련된 주요 부분을 도시하는 블럭선도;
도 43은 제 3 실시예에 따른 제 1 조작 유닛용 분할 범위 설정 유닛의 기능을 설명하기 위한 도면;
도 44a 내지 44d는 검출 소자의 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 44a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 44b는 전기전도 부재의 정면도;
도 44c는 아래에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 44d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 45a 내지 45d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 45a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 45b는 전기전도 부재의 정면도;
도 45c는 아래에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 45d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 46a 내지 46d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 46a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 46b는 전기전도 부재의 정면도;
도 46c는 아래에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 46d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 47a 내지 47d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 47a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 47b는 전기전도 부재의 정면도;
도 47c는 아래에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 47d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 48a 내지 48d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 48a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 48b는 전기전도 부재의 정면도;
도 48c는 위에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 48d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 49a 내지 49d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 49a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 49b는 전기전도 부재의 정면도;
도 49c는 위에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 49d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 50a 내지 50d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 50a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 50b는 전기전도 부재의 정면도;
도 50c는 위에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 50d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 51a 내지 51d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 51a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 51b는 전기전도 부재의 정면도;
도 51c는 아래에서 전기전도 부재를 본 도면; 및
도 51d는 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호에 관한 특성도;
도 52a 내지 52d는 검출 소자의 다른 다양한 예를 도시하는 도면으로써,
도 52a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도;
도 52b는 저항기의 평면도;
도 52c는 저항기의 형상의 다른 예의 평면도; 및
도 52d는 저항기의 형상의 또 다른 예의 평면도; 및
도 53은 검출 소자의 다른 변형 예의 정면 단면도이다.
본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 아래에서 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 조작 장치는 오락 장치로 작동하는 비디오 게임기에 접속되고, 텔레비젼 세트의 화면 상에 전시되는 캐릭터들의 디지털 또는 아날로그 제어를 할 수 있다.
(장치의 개관)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조작 장치가 이용되는 비디오 게임 장치의 개관을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시되어 있듯이, 비디오 게임 장치는 화면으로 이용되는 텔레비젼 세트에 접속된 메인 게임 유닛(main game unit; 100)과 메인 게임 유닛(100)에 접속된 조작 장치(200)을 갖는다.
메인 게임 유닛(100)은 게임 프로그램이 기록된 광 디스크(optical disk)를 재생시키기 위한 디스크 구동 유닛(101), 광 디스크 상에 기록된 게임 프로그램에 따른 텔레비젼 세트의 화면 상에서 배경 화면에 따라 캐릭터를 표시(display)하기 위한 화상 처리 장치(image processing device) 등으로 만들어 진다. 또한 메인 게임 유닛(100)은 플레이 시 게임을 재설정(reset)하기 위한 리셋 스위치(reset switch; 102), 전력 공급 스위치(103), 및 디스크 구동 유닛(101)용 디스크 실장 유닛을 열고 닫는 뚜껑(104)을 열기위한 버튼(105)이 제공된다.
메인 게임 유닛(100)에 작동 장치(200)을 접속하는 것은 메인 장치 유닛 (201)에서 연장된 접속 코드(202)를 통하여 만들어 진다. 커넥터(connector; 203)는 접속 코드(202)의 끝에 마련되고, 조작 장치(200)는 메인 게임 유닛(100)의 일측면에 제공된 잭(jack; 106)으로 커넥터(203)에 접속됨으로써 메인 게임 유닛 (100)에 접속된다.
도 2는 조작 장치의 외부를 도시하는 평면도이다. 조작 장치(200)의 메인 장치 유닛(201)은 그 위 상면 상에 제 1 및 제 2 작동 유닛(210 및 220)이 제공되고, 제 3 및 제 4 조작 유닛(230 및 240)이 그 측면에 제공된다.
제 1 조작 유닛은 작동 부재(211)로부터 네 방향으로 연장되어 조작기를 형성하는 조작키(211a)가 있고, 압력에 의하여 조작되는 십자형 조작 부재(211)을 갖는다. 제 1 조작 유닛(210)은 텔레비젼 세트의 스크린 상에 표시되는 캐릭터에 움직임을 주기 위한 것이고, 조작 부재(211)의 조작키(211a)를 누름으로써 캐릭터를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 기능을 갖는다.
제 2 조작 유닛(220)은 압력에 의하여 작동하는 원통형의 조작 버튼(조작기; 221)을 갖는다. 각각의 조작 버튼(221)은 그 윗부분에 표시된 "◎", "ㅿ", "□" 및 "×"와 같은 식별 기호를 가짐으로써, 각각의 작동 버튼(221)은 용이하게 식별될 수 있다. 제 2 조작 유닛(220)의 기능은 광 디스크에 기록된 게임 프로그램에 의하여 설정된다. 예를 들면, 게임 케릭터의 상태를 변형하기 위한 기능이 각각의 조작 버튼(221)에 부여되는 것이다. 예를 들면, 캐릭터의 오른쪽 팔, 왼쪽 팔, 오른쪽 다리 및 왼쪽 다리를 이동시키기 위한 기능이 조작 버튼(221)에 부여된다.
제 3 및 제 4 조작 유닛(230, 240)은 일반적으로 동일한 구조를 갖고, 각각 은 압력에 의하여 작동하는 두개의 수직으로 배열된 조작 버튼(231, 241; 조작기)을 갖는다. 제 3 및 제 4 조작 유닛(230, 240)의 기능도 또한 광 디스크에 기록된 게임 프로그램에 의하여 설정된다. 예를 들면, 게임 케릭터의 특수한 이동을 위한 기능이 부여되는 것이다.
또한, 아날로그 동작을 수행하기 위한 조이스틱(251)이 도 2에 도시된 메인 장치 유닛(201)에 제공된다. 이용자는 한 개 및 다른 한 개의 이용에 적합하게 조이스틱(251)과 제 1 및 제 2 조작 버튼(210, 220) 사이를 전환하게 된다. 이 전환은 메인 장치 유닛(201)에 제공된 아날로그 선택 스위치(252)에 의하여 수행된다. 일단 조이스틱(251)이 선택되면, 메인 장치 유닛(201)상에 제공되는 화면 유닛 (253)이 깜박거림으로써 조이스틱(251)의 상태가 선택되었음을 알리게 된다.
메인 장치 유닛(201)은 또한 게임의 시작을 지시하는 시작 스위치(254), 게임을 시작할 때의 난이도 및 종류를 선택하기 위한 선택 스위치(255) 등을 포함한다.
제 1 실시예
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예의 구성이 상세하게 설명된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조작 장치의 주요 구성 요소를 도시하는 블럭선도이다.
위에 설명된 조작 장치(200) 상의 조작 유닛(210, 220, 230, 240)은 조작 부재(211)의 조작 키(221a), 조작 버튼(221, 231, 241)으로 만들어진 조작기(11) 및 압력 감지 소자(검출 소자; 12)기 제공된다.
압력-감지 소자(12)는 압력-감지 전기전도 고무로 만들어질 수 있고, 전극 (12a, 12b)이 대칭인 위치의 두 가장자리에 형성된 구성을 갖고 있다. 제 1 전극(12a)는 급전 선로(13)에 접속되어, 소정의 전압이 전기 전원(Vcc)로부터 급전 선로에 공급된다. 전극(12a)과 전극(12b) 사이의 전기 저항값은 압력-감지 소자 (12) 상에 공급되는 압력의 크기에 따라 변화된다.
일반적으로, 압력-감지 전기전도 고무로 만들어진 압력-감지 소자(12)는 도 4에서 점선으로 표시되듯이, 그 위에 가해지는 압력이 없는 상태에서 가장 낮은 저항값을 나타내고, 그 위에 가해지는 압력이 증가함에 따라 저항값도 증가한다. 따라서, 도 4에서 실선으로 도시되듯이, 제 2 전극(12b)은 압력이 주어지지 않는 상태에서 가장 큰 아날로그 신호(전압)을 출력하고, 압력이 증가함에 따라 아날로그 신호(전압) 출력은 감소한다.
압력 감지 소자(12)는 조작기(11)의 압력이 낮아지는 경로 상에 위치하고, 이용자가 조작기(11)로 가압 조작을 수행함으로써, 저항값은 압력 이하로 변화하고, 압력에 대응하는 아날로그 신호는 전극(12b)의 측면에서 출력된다.
또한, 조작 장치(200)를 조절하기 위한 마이크로프로세서 유닛(이하에서는 "MPU"로 약칭; 14)이 내부의 보드에 공급된다. 이 MPU(14)는 레벨 분할 유닛(LS; 15)의 입력측에 접속된 압력-감지 소자(12)의 전극(12b)에 분리되어, 다중 레벨에서 압력-감지 소자(12)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 분할하기 위한 레벨 분할 유닛(LS; 15), 압력-감지 소자(12)로 부터 출력된 아날로그 신호를 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 출력 레벨에 따른 디지털 신호로 변환하기 위한 변 환 유닛(16), 및 이하에서 설명할 전환 장치(18)의 기능을 포함한다.
도 4에서 보듯이, 레벨 분할 유닛(15)는 현재의 아날로그 신호(전압)의 레벨 범위를 균일한 폭으로 분할하는 기본적인 기능을 갖는다. 분할의 수는 임의적으로 설정할 수 있고, 도 4에 도시된 예에서, 아날로그 신로(전압)의 레벨 범위는 8개로 균일하게 분할된다. 균일하게 분할된 개개의 출력 레벨 L1 내지 L8 각각은 A/D 변환 유닛(16)으로 전송된다. 또한, 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 균일하게 분할된 아날로그 신호의 출력 범위는 임의로 분할될 수 있다.
A/D 변환 유닛(16)은 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 레벨에 의하여 결정되는 아날로그 신호의 출력 레벨에 따라 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 다중-비트 디지털 신호가 상기 출력 레벨 L1 내지 L8에 따라서 A/D 변환 유닛(16)으로부터 출력된다. 또한, 레벨 분할 유닛(15)과 A/D 변환 유닛(16)의 기능을 구체적인 예를 들어 설명한다. 예를 들면, 급전 전압 3.5V로 분할되는 조작 장치(200)와 압력-감지 소자(12)로부터 출력되는 아날로그 신호는 0V 내지 2.4V의 범위 안에서 변환한다. 레벨 분할 유닛(15)이 여덟 단계로 균일하게 출력 레벨 범위를 0V 내지 2.4V로 분할하는 경우, 각 단계의 레벨 폭은 0.3V가 된다.
따라서, 레벨 분할 유닛(15)은 레벨을 분할함으로써, 2.4V 내지 2.1V의 압력-감지 소자(12)로 부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨이 레벨 1(L1), 2.1V 내지 1.8V의 출력 레벨이 레벨 2(L2), 1.8V 내지 1.5V의 출력 레벨이 레벨 3(L3), 그리고 같은 방식으로 0.3V 내지 0V의 출력 레벨이 레벨 8(L8)이 된다.
A/D 변환 유닛(16)은 예를 들면 적당한 다중-값 디지털 신호를 레벨-분할된 출력 레벨에 사용하고, 이들을 출력한다. 다중-비트(multiple-bit), 예를 들면 레벨 1이 16진법 표기법에서 "1f", 레벨 2가 "3f", 그리고 같은 방식으로 레벨 8은 "ff"와 같은 16-비트 디지털 신호가 상기 출력 레벨에 사용된다.
A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 다중-비트 디지털 신호는 조작 장치(200)의 내부 기판에 제공된 인터페이스(interface; 17)를 경유하여 메인 게임 유닛(100)으로 전송되고, 게임 캐릭터의 행동등은 이러한 디지털 신호에 기초하여 실행된다.
압력-감지 소자(12)에서 출력된 아날로그 신호의 레벨 변화는 위에서 설명하였듯이 조작기(11)에서 수신된 압력의 변화에 대응한다. 따라서, A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 다중-비트 디지털 신호는 이용자에 이하여 조작기(11)에 인가되는 압력에 대응한다. 이용자에 의한 가압 조작에 관계되는 다중-비트 디지털 신호와 같은 것에 의하여 게임 캐릭터의 행동 등을 제어하는 것은, "1" 또는 "0"의 단일-비트 디지털 신호에 의한 제어와 비교했을 때, 아날로그 방식에서 더욱 부드러운 이동의 실현을 가능하게 한다.
또한, 본 실시예에서, A/D 변화 유닛(16)은 압력-감지 소자(12)에서 출력된 아날로그 신호에서의 변화에 따라, 단일-비트(즉, 1-비트) 디지털 신호(즉 "1" 또는 "0")를 출력하기 위한 단일-비트 디지털 신호 출력 수단으로 기능하도록 구성되고, 스위칭 장치(18)의 전환 조작에 의하여 A/D 변환 유닛(16)으로부터 다중-비트 디지털 신호 및 단일-비트 디지털 신호에 관계없이 출력한다.
본 실시예에서, 스위칭 신호(18)는 광 디스크에 기록된 게임 프로그램에 기 초하여 메인 게임 유닛(100)으로부터 전송된 신호를 제어함으로써 제어된다. 즉, A/D 변환 유닛(16)을 다중-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단으로 작용하거나 단일-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단으로 작용하도록 지시하기 위한 제어 신호는 메인 게임 유닛(100)에 실장된 광 디스크로부터 실행되는 게임 프로그램의 내용에 따른 출력이다. 이러한 제어 신호에 기초하여, 전환 장치(18)는 A/D 변환 유닛(16)의 기능을 선택하고 전환한다.
A/D 변환 유닛(16)은 스위칭 장치(18)에 의하여 선택된 기능을 수행하고, 압력-감지 소자(12)로부터 출력된 아날로그 신호를 다중-비트 디지털 신호 및 단일-비트 디지털 신호에 관계없이 변환하고, 출력한다. 다중-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단으로써 기능을 하도록 선택된 경우에, 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 균일하게 분할된 출력 레벨은 대응하는 디지털 신호로 변환되고, 메인 게임 유닛(100)에 출력된다. 한편, 단일-비트 디지탈 신호를 출력하기 위한 수단으로 기능하도록 선택된 경우에, 압력-감지 소자(12)로 부터 출력된 아날로그 신호로 변화함에 따라, "1" 또는 "0"의 단일-비트 디지털 신호가 메인 게임 유닛(100)에 출력된다.
그런데, 스위칭 장치(18)은 이용자에 의하여 수동 조작으로 전환되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 스위치(252)의 수동 조작으로 스위칭 장치(18)를 작동시키기 위하여, 스위칭 장치(18)을 전환하기 위한 기능이 조작 장치(200)에 제공되는 아날로그 선택 스위치(252)에 주어지도록 배열을 이룸으로써, A/D 변환 유닛(16)의 기능을 전환시킬 수 있다.
도 5에 도시되듯이, 본 실시예에서, 제 1 내지 제 4 조작 유닛(210, 220, 230, 240)은 도 3에 도시된 구성을 갖는다. 따라서, 이러한 조작 유닛(210, 220, 230, 240)은 디지털 조작용 및 아날로그 조작용으로 이용될 수 있는 구성을 갖는다. 그런데, 임의로 선택된 한 개의 조작 유닛 또는 임의로 선택된 조작 유닛(210, 220, 230, 240)은 도 3에 도시된 구성을 갖는다.
그런데, 위에서 설명하였듯이, 레벨 분할 유닛(15)는 압력-감지 소자(12)로 부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 미리 설정된 범위로 분할하지만, 압력-감지 소자(12)로부터 실제로 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨 범위와 상기 설정된 범위 사이에서 오프셋(offset)이 있는 경우, 조작기(11)의 조작 상태를 정합 (matching)시키기 위한 디지털 신호가 출력될 수 없는 상태가 발생할 수 있다.
하지만, 압력-감지 소자(12)에서 개개의 차이가 있고, 또한 전력 공급 전압에서 불균일함이 있기 때문에, 각각의 조작 장치(200)의 조작 유닛(210, 220, 230, 240)에 제공되는 압력-감지 소자(12)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 범위는 서로 다르다.
따라서, 본 실시예에 따른 조작 장치(200)이 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할되는 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 각각 설정하기 위한 교정 기능(분할 범위 설정 수단)에 제공된다.
도 6은 레벨 분할 유닛의 교정을 수행하기 위한 제 1 구현예를 도시하는 불럭선도이다. 도 6에 도시된 구성에서, MPU(14)는 메모리(20)를 장착하고, 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위가 메모리(20)에 저 장되도록 메모리(20)가 구성된다.
예를 들면, 조작 장치(200)의 제조 라인에서, 압력-감지 소자(12)의 저항값이 최대인 일정한 부하가 조작 장치(200)에 인가되고, 동시에 압력-감지 소자로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨이 메모리(20)에 저장된다.
위에서 설명한 특정예에 기초하여 설명하자면, 레벨 분할 유닛(15)의 기본값 (default vlaue)으로 0V 내지 2.4V 범위의 전압 레벨이 설정되어 여덟 단게로 균일하게 분할되고, 2.0V의 아날로그 신호가 상기 일정한 부하가 인가될 때, 압력-감지 소자로부터 출력된다고 가정하면, 레벨 2에 대응하는 디지털 신호 "3f"가 A/D 변환 유닛(16)으로부터 출력된다. 이 디지털 신호 "3f"는 메모리(20)에 저장되고, 레벨-분할된 아날로그 신호의 출력 범위는 설정값에 기초하여 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 조절된다.
그런데, 디지털 신호 "3f"는 2.1V 내지 1.8V의 아날로그 신호 출력 레벨과 등가이고, 이 설정 범위 안에서 전압값이 만들어지도록 미리 조건을 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할되는 아날로그 신호의 출력 레벨 범위의 상한으로 각각의 출력 레벨의 최고 전압(위의 예에서는 2.1V)을 설정되도록 미리 조건을 만들 수 있다.
도 7은 레벨 분할 유닛의 교정을 수행하기 위한 제 2 구현예를 도시하는 블럭선도이다. 도 7에 도시된 구성에서, 메모리는 조작 장치(200)에 제공되지 않고, 그 대신, 레벨 분할 유닛(15)이 분할한 아날로그 신호의 출력 레벨 범위가 조작 장치(200)가 접속된 메인 게임 유닛(100) 또는 분리가능한 메모리 카드(112)에서 내 장 메모리(built-in memory; 111)에 저장되는 구성을 갖는다.
이러한 구성을 이용한 레벨 분할 유닛(15)의 교정을 실행하기 위하여, 교정 실행용 설정 프로그램이 메인 게임 유닛(100)의 ROM(110)에 저장된 제어 프로그램 안으로 집적되는 것이 바람직하다.
도 8은 그러한 설정 프로그램의 일 예를 도시한 플로우차트이다.
우선, 메인 게임 유닛(100)의 전력이 켜지고(S1), 조작 유닛의 감도 설정(교정)이 이용자에 의한 메뉴 선택에 의하여 선택되며(S2), 세팅(setting) 화면이 텔레비젼 세트(120) 상에 표시된다(S3). 예를 들면, 세팅 화면은 이용자가 소정의 조작 유닛에 제공된 조작기(11)를 확실하게 누를 것을 촉구하는 메세지를 표시한다. 이용자가 이 표시에 따라 조작기를 확실하게 누르면, 동시에 압력-감지 소자 (12)로부터 검출된 아날로그 신호의 출력 레벨이 메인 게임 유닛(100)에 출력되고(S4), 내장 메모리(111)에 저장된다(S5). 상기 절차는 조작 장치(200)의 각각의 레벨 분할 유닛(15)에 대하여 반복되어(S6), 조작 유닛의 감도 설정이 완성된다.
조작 장치(200)에 공급되는 각각의 레벨 분할 유닛(15)은 메인 게임 유닛(100)에서 내장 메모리(111)에 저장된 설정값에 기초하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 조절한다.
또한, 교정 조작을 실행하기 위한 설정 프로그램은 광 디스크에서 게임 프로그램 안으로 집중(assemble)될 수 있다.
도 9는 그러한 설정 프로그램의 플로우차트이다.
우선, 메인 게임 유닛(100) 상에 광 디스크를 실장하고(S10), 메모리 카드가 메인 게임 유닛(100) 상에 실장되었는 지의 여부를 확인한다(S11). 그리고, 메모리 카드(112)가 실장되지 않은 경우에, 이용자가 메뉴 선택에 의한 조작 유닛의 감도 설정(교정)을 선택한 상황하에서(S12), 세팅 화면이 텔레비젼 세트(120) 상에 표시된다(S13). 세팅 화면은 예를 들면, 이용자가 어떤 조작 유닛에 제공된 조작기(11)를 확실하게 누를 것을 촉구하는 메세지를 표시한다. 이용자가 이 표시에 따라 조작기를 확실하게 누르면, 동시에 압력 감지 소자로 부터 검출된 아날로그 신호의 출력 레벨이 메인 게임 유닛(100)에 출력되고(S14), 내장 메모리(111)에 저장된다(S15). 상기 절차는 조작 장치(200)의 각각의 레벨 분할 유닛(15)에 대하여 반복되고, 조작 유닛에 대한 감도 설정은 반복된다.
메모리 카드(112)가 S11 단계에서 실장된 것이 발견되는 경우, 교정을 감안한 설정값이 이미 메모리 카드(112)에 저장되었는 지 여부를 결정하고(S17), 저장된 경우 조작 유닛의 감도 설정은 이 단계에서 종료된다. 이 경우, 조작 장치(200)에 제공된 레벨 분할 유닛(15)은 메모리 카드(112)에 저장된 설정값에 기초하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 조절한다.
반면, 교정을 감안한 설정값이 메모리 카드(112)에 저장되어 있지 않는 경우, 플로우(flow)는 S12 단계로 진행되고, 상기 설명한 교정 조작이 수행된다. 또한, S15 단계에서 압력-감지 소자로부터 검출된 아날로그 신호의 출력 레벨이 메모리 카드(112)에 저장된다(S16).
조작 장치(200)에 주어진 레벨 분할 유닛(15)은 메인 게임 유닛(100)의 메모리 또는 메모리 카드(112)에 저장된 설정값에 기초하여 분할된 아날로그 신호의 출 력 레벨 범위를 조절한다.
도 10은 레벨 분할 유닛을 교정하기 위한 제 3 구현예를 도시한 블럭선도이다. 도 10에 도시된 구성에서, 두 개의 볼륨(volume) 소자(21, 22)가 조작 장치(200)의 압력-감지 소자(12)에 접속된 급전 선로에 직렬로 삽입되어, 급전 선로(13)의 중간 전압은 볼륨 소자(21, 22)에 의하여 조절될 수 있다.
다음으로, 레벨 분할 유닛(15)은 도 11에서 보듯이, 볼륨 소자(21, 22)에 의하여 조절되는 급전 선로(13)의 중간 전압(V1, V2)에 기초하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 설정하도록 구성된다. 즉, 레벨 분할 유닛(15)은 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위의 최대값으로써 전력 공급원(Vcc)에 밀접한 볼륨 소자(21)에서 검출되는 중간 전압(V1)을 취하고, 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위의 최소값으로써 볼륨 소자(22)에서 검출되는 중간 전압(V2)을 취하며, 압력 감지 소자(12)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 중간 전압(V1, V2) 사이의 범위 안에서 균일하게 분할한다. 볼륨 소자(21, 22)의 조절은 예를 들면 조작 소자(200)을 시핑(shipping)함과 동시에 실행되어야 한다.
또한, 중간 전압(V1, V2)을 감시(monitering)하기 위한 기능이 레벨 분할 유닛(15)에 첨가되어, 이러한 중간 전압(V1, V2)가 시간 경과(over time)등으로 변화하게 된 경우, 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위가 변화된 중간 전압(V1, V2)에 따라 조절될 수 있도록 구성될 수 있다. 그러한 자동 교정 기능을 첨가하는 것은, 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위가 변화된 중간 전압(V1, V2)에 따라 조절될 수 있으므로, 심지어 압력-감지 소자(12) 및 볼륨 소자의 사용 또는 급전 전압의 불균일성으로 인하여 중간 전압(V1, V2)이 변화하는 경우에도, 일정 값이 유지되는 최적 설정 상태를 유지하게 한다.
하지만, 레벨 분할 유닛(15)이 그러한 자동 교정을 수행하는 경우에, 메인 게임 유닛(100)의 출력은 지연될 수 있다. 그러한 경우, 레벨 분할 유닛(15)는 조작 장치(200)에 전압을 가하는 경우에만 급전 선로(13)의 증간 전압(V1, V2)을 조사하고, 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 조절할 수 있도록 만들어 질 수 있다.
도 12는 레벨 분할 유닛을 교정하기 위한 제 4 구현예를 도시하는 블럭선도이다. 도 12에 도시된 구성에서, 두 개의 볼륨 소자(21, 22)는 조작 장치(200)의 압력-감지 소자(12)가 접속된 급전 선로(13)에 직렬로 삽입되고, MPU(14)는 비교기(comparator; 23) 및 메모리(24)를 포함한다.
메모리(24)는 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨의 한계값 범위를 미리 저장한다. 예를 들면, MPU(14)의 허용 전압이 한계값으로써 메모리(24)에 저장된다. 비교기(23)은 볼륨 소자(21, 22)에 의하여 검출된 중간 전압(V1, V2)을 일정하게 감시하고, 메모리(24)에 저장된 한계값과 중간 전압(V1, V2; 특히 V1)을 비교하며, 중간 전압이 한계값을 초과한 경우에 한계값의 레벨 분할 유닛에 강력하게 통보하는 기능을 한다. 레벨 분할 유닛(15)이 비교기(23)로부터 한계값을 수신한 경우, 레벨 분할 유닛(15)은 이 한계값에 기초하여 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 조절한다.
이러한 구성에서, MPU(14)의 가공 능력을 초과하는 과도하게 큰 출력 레벨인 아날로그 신호가 압력-감지 소자(12)로 부터 출력되면, MPU(14)의 정상적인 동작이 상쇄될 수 있다.
다음으로, 위에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조작 장치(200)에 제공된 조작 유닛의 구성예에 관하여 첨부한 도면을 참고로 더욱 상세하게 설명한다.
도 13 내지 15는 제 2 조작 유닛의 구성예를 도시한 도면이다.
도 14에 도시되듯이, 제 2 조작 유닛(220)은 압력-감지 소자(12)위에 제공되는 조작기(11)인 네개의 조작 버튼(221), 탄성 부재(222), 및 시트 부재(223)를 갖는다. 조작 버튼(221)은, 도 13에 도시되듯이, 메인 유닛(201)의 상측에 제공된 실장 홀(201a)의 후측에서 실장된다. 실장홀(201a)에 실장된 조작 버튼(221)은 동축방향으로 이동가능하다.
탄성 부재(222)는 절연 고무 등으로 이루어 지고, 위로 돌출한 탄성부(222a)를 갖고, 조작 버튼(221)의 하부 가장 자리를 탄성부(222a)의 상부 벽으로 지탱한다. 조작 버튼을 누르면, 탄성부(222a)의 경사부는 수축되고, 상부 벽은 조작 버튼(221)에 연계하여 이동한다. 한편, 조작 버튼(221) 상에 위치한 압력이 이완되면, 수축된 탄성부(222a)의 경사부는 탄성력에 의하여 복원되고, 그에 따라 조작 버튼(221)을 위로 민다. 즉, 탄성부재 (222)는 압력에 의하여 압축된 조작 버튼(221)을 원래 위치로 회복시키기 위한 가압 수단으로 기능한다.
시트(sheet) 부재(223)은 수축 가능하고, 절연성을 갖는 얇은 시트 재료로 만들어진다. 압력-감지 소자(12)는 이러한 시트 부재(223) 상에 적절히 위치되도록 제공되고, 도 15에 도시되듯이 압력-감지 소자(12)는 탄성 부재(222)를 가로질러서 조작 버튼(221)과 접하도록 위치한다.
또한, 본 실시예에서, 돌출부(221a)는 조작기(11)인 조작 버튼(221)의 바닥면 상에 위치하고, 돌출부(221a)를 지탱하기 위한 오목부(222b)는 탄성 부재(222)의 탄성부(222a)에 형성된다. 조작 버튼(221)이 눌러지면, 돌출부(221a)는 탄성부 (222a)의 오목부(222b)를 통하여 압력-감지 소자(12)를 누른다.
위에서 설명하였듯이, 압력-감지 소자(12)의 전기 저항값은 조작 버튼으로부터 인가된 압력에 따라 변화한다. 조작 버튼(221)의 바닥부 상에 돌출부(221a)를 제공하고, 돌출부(221a)로 압력-감지 소자(12)를 누름으로써, 높은 정밀도로 압력 감지 소자(12)로 압력을 전송할 수 있다.
하지만, 돌출부(221a)로 압력-감지 수단(12)을 누른 결과, 압력-감지 소자 (12) 및 탄성 부재(222)의 압력이 초과하게 되고, 그에 따라 압력 감지 수단 및 탄성 부재(222)의 내구성이 감소한다는 사실은 부인할 수 없다.
따라서, 도 16 및 17에 도시된 제 2 구현예에서, 조작기(11)로 작용하는 조작 버튼(221)의 바닥면이 평평한 면으로 형성되고, 평평한 바닥면의 전체가 압력-감지 소자를 누르는데 이용된다. 오목부는 탄성 부재(222)의 탄성부(222a)에 형성되지 않고, 조작 버튼(221)의 바닥면이 평평한 면으로 지탱되도록 배열되지도 않는다. 상기 구성에 따르면, 조작 버튼(221)에서 압력-감지 소자(12)로 압력을 전송하는 감도 특성이 감소함에도 불구하고, 압력-감지 소자(12) 및 탄성 부재(222)의 내구성은 증가하는 효과가 있다.
도 18 및 19는 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예를 도시한 도면이다.
위의 도면에 도시된 제 3 구현예에서, 압력-감지 소자(12)는 조작 장치(200)에 만들어진 내부 보드(internal board; 204) 상의 적당한 위치에 직접 제공된다. 내부 보드(204)에 압력-감지 소자(12)를 제공하는 것은 시트 부재를 생략하고, 부품의 수를 줄일 수 있게 한다. 물론, 압력-감지 소자(12)는 조작 버튼(221)으로부터 압력이 전송될 수 있는 위치에 제공되게 된다.
도 20 및 21은 제 1 조작 유닛의 구현예를 도시한 도면이다.
도 20에 도시되듯이, 제 1 조작 유닛(210)은 십자 형상의 조작 부재(211), 조작 부재(211)의 위치를 정하기 위한 막대(212), 및 조작 부재를 탄성있게 지지하기 위한 탄성 부재(213)을 포함하고, 도 21에서 보듯이, 압력 감지 수단(12)은 탄성 부재(213)을 경유하여 조작 부재(211)의 조작키(211a)와 접하는 위치에 제공된다.
제 1 조작 유닛(210)의 전체적인 구조는 일본국 특허공개공보 평성8-163672호 등에 이미 개시되어 있으므로, 조작 부재는 그 받침대로 작용하는 막대(212)의 중심에 위치한 반구의 돌출부(212a) 상에 집합되어, 조작키(조작기; 221a)는 압력-감지 소자(12)의 측면에서 눌려질 수 있다(도 21 참조)는 점 외의 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 조작기(11)인 조작키(221a)가 눌러지는 경우, 그 압력은 탄성 부재(213)을 경유하여 압력-감지 소자(12) 상에서 작용함으로써, 압력-감지 소자(12)의 전기 저항 값은 압력의 크기에 따라 변화한다. 도면에 도시된 구현예에서, 압력-감지 소자(12)가 조작 장치(200)안에 만들어진 내부 보드(204) 상의 적절한 위치에 직접 제공된 구성이 도시되지만, 압력-감지 소자(12)는 도 14 및 15에서 도시된 제 2 조작 유닛(220)의 구현예와 유사하게 시트 재료(223) 상에 제공될 수도 있다.
도 22 및 23은 제 3 조작 유닛의 구현예를 도시한다.
제 3 조작 유닛(230)은 압력-감지 소자(12)가 내부 기판(235) 상의 적당한 위치에 위치하고, 두 개의 조작 버튼(231), 조작 장치(200) 내에 조작 버튼(231)을 위치시키기 위한 막대(232), 조작 버튼(231)을 지탱하기 위한 지지대(232), 탄성 부재(234), 및 내부 기판(235)을 포함한다.
제 3 조작 유닛(230)의 전체적인 구성은 일본국 특허공개공보 평성8-163672호 등에 알려져 있으므로, 조작 버튼(231)은 조작되기 위해서 눌러지고, 막대(232)에 의하여 움직이며, 누를 때의 압력이 탄성 부재(234)를 통하여 압력-감지 소자 (12)를 조작하도록 구성된다는 점 외의 그 설명은 생략한다. 압력-감지 소자(12)의 전기 저항값은 조작 버튼(231)으로부터 인가된 압력의 크기에 따라 변화한다. 도면에 도시된 구현예에서, 압력-감지 소자(12)가 조작 장치(200) 안에 만들어진 내부 보드(235) 상의 적당한 위치에 직접 제공되는 구성이 보여지지만, 압력-감지 소자(12)는 도 14 및 15에 도시된 제 2 조작 유닛(220)의 구현예와 유사하게, 시트 부재(223) 상에 제공될 수도 있다.
제 4 조작 유닛(240)은 제 3 조작 유닛(230)과 동일한 방식으로 구성된다.
위에서 본 발명의 제 1 내지 제 4 조작 유닛(210, 220, 230, 240)이 응용된 구현예를 설명하였다. 하지만, 본 발명은 본 실시예에 이용된 조작 유닛의 배열로 한정되지 않고, 본 발명에 이용되는 조작 유닛은 여전히 종래 방식에서 구성된 조작 유닛으로 자발적으로 선택될 수 있다.
제 2 실시예
다음으로, 본 발명의 제 2 실시에에 따른 구성이 상세하게 설명된다. 상술한 제 1 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조 번호로 표시되고, 그 부분은 설명을 생략한다.
제 1 실시예에 따른 조작 장치(200)에서, 다중-비트 디지털 신호 및 단일 비트 디지털 신호 모두를 발생시키는 압력-감지 소자(12)로부터 출력되도록 아날로그 신호를 포함하여 구성되고, 다중-비트 디지털 신호가 압력-감지 소자(12)로부터 출력된 아날로그 신호로부터 발생되고, 단일 비트 디지탈 신호가 디지털 스위치의 온/오프 상태의 검출에 의하여 출력되도록 구성된다.
도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조작 장치의 주요부를 도시하는 블럭선도이다.
본 실시예에서, 조작 장치(200)의 조작 유닛(210, 220, 230, 240)은 조작 부재(211) 및 조작기(11)로 만들어진 조작 버튼(221, 231, 241)의 조작키(211a), 압력 감지 소자(검출 소자; 12) 및 디지털 스위치(30)을 포함한다. 물론, 조작기(11) 및 압력-감지 소자(12)의 구성은 상술한 제 1 실시예의 조작 장치(200)에 제공된 구성과 동일하다.
디지털 스위치(30)은 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32) 및 고정 단자(31, 32) 와 접촉하여 붙었다 떨어졌다 함으로써 접촉과 떨어짐(break)을 만들기 위한 이동 부재(33)을 갖는다. 이동 부재(33)는 조작기(11)의 가압 조작에 따라 이동하고, 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32) 사이에서 접촉되거나, 떨어진다. 또한, 도 24에 도시되듯이, 디지털 스위치(30)의 제 1 고정 단자(31)은 급전 선로(130에 접속되고, 소정의 전압이 전력 공급원(Vcc)에 인가된다.
조작 장치(200) 안에서 내부 보드에 실장되는 MPU(14)는, 레벨 분할 유닛(LS; 15)와 A/D 변환 유닛의 기능에 더하여, 상기 디지털 스위치(30)의 온/오프 상태를 검출하고, 단일-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 디지털 신호 발생 유닛(35), 디지털 신호 발생 유닛(35)의 출력과 A/D 변환 유닛(16) 사이를 전환하고, 외부로 출력하기 위한 전환 스위치(18a), 및 이 전환 스위치(18a)를 조작하기 위한 스위칭 유닛(18)의 기능을 포함한다.
본 실시예에 따른 A/D 변환 유닛(16)은 압력-감지 소자(12)로 부터 출력된 아날로그 신호를 다중-비트 디지털 신호로 변환하고, 이를 출력하는 기능을 갖는다.
또한, 디지털 신호 유닛(35)는 디지털 스위치(30)의 제 2 고정 단자(32)에서 그 입력측에 접속되어, 고정 단자(32)에서 발생하는 전압 변화를 감시한다. 즉, 디지털 스위치(30)이 온(on) 상태에 있는 경우, 제 2 고정 단자(32)의 포텐셜 (potential)은 급전 선로(13)의 것과 같아지고, 반면, 디지털 스위치(30)이 오프(off) 상태에 있는 경우, 제 2 고정 단자(32)의 전압은 0이 된다. 따라서, 디지털 신호 발생 유닛(35)은 제 2 고정 단자(32)에서 발생하는 전압의 변화에 따라 서 단일-비트 디지털 신호 "1" 또는 "0"을 출력한다.
스위칭 유닛(18)은 본 실시예에서도, 광 디스크에서 기록된 게임 프로그램에 기초하여, 메인 게임 유닛(100)으로부터 전송된 제어 신호에 의하여 제어되도록 구성된다. 즉, 광 디스크에 기록된 게임 프로그램을 실행함과 동시에, 전환 스위치 (18a)를 A/D 변환 유닛(16)의 측면에 접속시키거나, 전환 스위치(18a)를 디지털 신호 발생 유닛(35)의 측면에 접속시키도록 지시하기 위한, 제어 신호가 메인게임 유닛(100)에서 출력된다. 스위칭 유닛(18)은 이 제어 신호에 기초하여 전환 스위치 (18a)를 작동시킨다.
그런데, 스위칭 유닛(18)은 수동 조작으로 제어되도록 만들어질 수도 있다. 예를 들면, 조작 장치(200)에 제공된 아날로그 선택 스위치(252)가 전환 스위치 (18)를 전환하기 위한 기능이 주어져서, 아날로그 선택 스위치(252)의 수동 조작이 전환 스위치(18a)를 조작하도록 구성될 수 있다.
상기 구성을 갖는 제 2 실시예에 따른 조작 장치(200)에 따르면, 디지털 스위치(30)의 이동 부재(33)은 조작기(11)의 가압 조작과 연계하여 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32) 사이를 전도시키고, 아날로그 신로가 조작기(11)에서 인가되는 압력에 따라 압력-감지 소자(12)로부터 출력된다. 다음으로, 디지털 신호 발생 유닛 (35)는 디지털 스위치(30)의 상태 변화에 따라 단일-비트 디지털 신호를 출력하고, 다중-비트 디지털 신호는 압력-감지 소자(12)에 인가된 압력에 따라 출력 레벨에서 A/D 변환 유닛(16)으로부터 출력된다.
따라서, 단일-비트 디지털 신호의 하나 또는 다른 것, 및 다중-비트 디지털 신호 모두는, 전환 신호(18a)에 의하여 만들어진 선택에 의하여, 조작 장치(200)로부터 메인 게임 유닛(100)으로 출력될 수 있다.
도 25에 도시되듯이, 본 실시예는 제 1 내지 제 4 조작 유닛(210, 220, 230, 240)이 도 24에 도시된 구성을 갖는 구조로 되어 있다. 따라서, 이러한 조작 유닛들은 디지털 조작용 및 아날로그 조작용으로 선택적으로 이용될 수 있다. 그런데, 도 26에 도시되듯이, 제 1 내지 제 4 조작 유닛(210, 220, 230, 240)에서 임의로 선택된 조작 유닛은 도 24에 도시된 구성을 갖도록 배열될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 조작 장치(200)은 도 6, 7, 10 및 12에 도시되듯이, 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할되는 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 각각 설정하기 위한 교정 기능(분할 범위 설정 수단)을 또한 갖는다.
다음으로, 위에서 설명한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조작 장치(200)에 제공되는 제 2 조작 유닛의 구현예가 첨부한 도면을 참고로 다음에 상세히 설명된다.
도 27 및 28은 본 실시예에 따른 제 2 조작 유닛의 제 1 구현예를 도시하는 도면이다.
도 27에서 보듯이, 제 2 조작 유닛(220)은 조작기로 작용하는 네 개의 조작 버튼(221), 탄성 부재(222), 압력-감지 소자(12)에 제공되는 시트 부재(224), 및 디지털 스위치(30)의 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)에 제공되는 시트 부재(225)를 포함한다. 각각의 조작 버튼(221)은, 앞의 제 1 실시예에서의 경우와 같이(도 13 참조), 후면으로부터 메인 조작 유닛(201)의 상면 상에 형성된 실장홀(201a)로 실장된다. 실장홀(301a)에 실장된 조작 버튼(221)은 동축 방향으로 이동 가능하다.
탄성 부재(222)는 절연 고무 등으로 형성되고, 위로 돌출한 탄성부(222a)를 갖고, 탄성부(222a)의 상부 벽으로 조작 버튼(221)의 하부 가장자리를 지지한다. 조작 버튼(221)이 눌리는 경우, 탄성부(222a)의 경사부는 수축되고, 상부 벽은 조작 버튼(221)과 연계되어 이동한다. 한편, 조작 버튼(221) 상의 압력이 약해지면, 수축된 탄성부(222a)의 경사부는 탄성력에 의하여 회복되고, 그에 따라, 조작 버튼(221)은 위로 밀려난다. 즉, 탄성부재(222)는 가압 조작에 의하여 아래로 눌려져 있는 조작 버튼(221)을 원래 위치로 복원시키기 위한 가압 수단으로 기능한다.
또한, 디지털 스위치(30)의 이동 부재(33)가 탄성부(222a)의 상부 벽의 내부측 천정면에 형성된다(도 28 참조). 이 이동 부재(33)은 전기 전도성을 갖는 물질로 형성되고, 조작 버튼(221)의 가압 조작과 연계되어 탄성부(222a)의 수축 변형에 의하여 아래로 이동한다.
시트 부재(225)는 양피지 등과 같은 탄성있고 절연성이 있는 얇은 시트 부재로 형성된다. 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)는 시트 부재(225) 상의 적당한 위치에 제공되고, 도 28에 도시되듯이, 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)는 이동 부재(33)에 접하도록 위치된다. 이러한 구성에 따라, 탄성부(222a)의 상부 벽에 형성된 이동 부재(33)은 조작기(11)인 조작 버튼(221)의 가압 조작과 연계되어 이동하고, 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)와 접촉하게 되며, 고정 단자(31, 32) 사이에서 전도성을 갖게 한다.
또한, 시트 부재(224)는 절연성이 있는 얇은 시트 재료로 만들어 진다. 압력-감지 소자(12)가 시트 부재(224) 상의 적당한 위치에 제공되고, 도 28에 도시되듯이, 압력-감지 소자(12)는 탄성 재료(222)와 시트 부재(225)를 통하여 조작 버튼(221)과 접하도록 위치된다.
위에서 설명하였듯이, 시트 부재(225)는 탄성이 있는 얇은 시트로 형성되어, 조작 버튼(221)의 압력이 탄성부(222a)의 상부 벽을 경유하여 전송되고, 이동 부재(33)는 거의 변화없이 압력-감지 소자(12)로 전송될 수 있다.
도 29 및 30은 본 실시예의 제 2 작동 유닛의 제 2 구현예를 도시한 도면이다.
도 29 및 30에 도시된 제 2 실시예는 압력-감지 소자(12)가 조작 장치(200) 안에 만들어진 내부 보드(204) 상의 적당한 위치에 직접 제공되는 구성을 갖는다. 내부 보드(204)에 압력-감지 소자(12)를 제공하는 것은 시트 부재(224)가 생략되고, 부품의 수가 줄어들 수 있게 한다. 물론, 압력-감지 소자(12)는 조작 버튼(21)에서 압력이 전달될 수 있는 위치에 제공된다.
도 31 및 32는 본 실시에의 제 2 조작 유닛의 제 3 구현예를 도시하는 도면이다.
본 도면에 도시된 제 3 실시예에서, 디지털 스위치(30)의 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)는 시트 부재(225)의 정면에 위치되고, 압력-감지 소자(12)는 동일한 시트 부재의 후면에 위치된다. 물론, 제 1 및 제 2 고정 단자(31, 32)와 압력-감지 소자(12)의 위치는 시트 부재(225)를 통하여 서로 면하도록 배열된다. 또한, 시트 부재(225)는 압력-감지 소자(12)가 조작 장치(200)의 내부 벽(200a)와 와이어 회로(도 32 참조)에 의하여 평면 모양으로 지탱된다.
본 구성에 따르면, 하나의 시트 부재가 폐기될 수 있다.
도 33은 본 실시예의 제 2 조작 유닛의 제 4 구현예를 도시하는 도면이다.
도면에 도시된 제 4 구현예에서, 디지털 스위치(30)의 이동 부재(33)는 압력-감지 소자(12)가 그 정면에 제공된 시트 부재(224)의 후측면에 제공된다. 다음으로, 시트 부재(224, 225)의 위치가 변화하여, 상기 시트 부재(224)는 제 1 및 제 2 단자 부재(31, 32)가 제공된 시트 부재(225)와 탄성 부재(222) 사이에 위치하게 된다. 시트 부재(225)는 조작 장치(200)의 내부 벽(200a)과 와이어 회로(도 33 참조)에 의하여 평면 모양으로 지탱되도록 위치하게 된다.
본 실시예의 다양한 구현예가 제 2 조작 유닛(220)과 관련하여 설명되었으나, 유사한 구성이 또한 다른 조작 유닛(210, 230, 240)용으로 만들어 질 수 있음을 주목해야 한다.
제 3 실시예
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 구성이 상세히 설명되다. 위에서 설명한 제 1 실시예와 동일한 성분으로 된 부분은 동일한 참조번호로 표시하고, 그 부분의 상세한 설명은 생략한다.
위에서 설명한 1 실시예에 따른 조작 장치(200)와 같이, 검출 소자로써 압력-감지 소자(12)를 이용한 구성이 포함되나, 제 3 실시예에서는, 검출 소자가 저항기 (40) 및 전기 전도 재료(50)로 구성된다.
도 34는 본 발명에 따른 제 2 조작 유닛의 구현예를 도시한 도면이다. 그런 데, 도면은 단지 하나의 조작 버튼(221)과 그에 관련된 구성을 도시하고 있지만, 제 2 조작 유닛(220)에 제공된 다양한 조작 버튼이 동일하게 구성될 수 있고, 도면에서 보듯이 조작 버튼(221)은 임의로 선택되고, 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 제 2 조작 유닛(220)은 조작기(11)로 작용하는 조작 버튼(221), 탄성 부재(222), 전기 전도 부재(50) 및 저항기(40)를 포함한다. 전기 전도 부재(50)는 예를 들면 탄성이 있는 전기전도성의 고무로 형성되고, 도 34에 도시된 구현예에서는, 그 중심에서 정점으로 산 모양으로 형성된다. 전기 전도 부재(50)은 탄성 부재에 형성된 탄성부(222a)의 내측 천정면에 인접하게 위치한다.
또한, 저항기(40)은 예를 들면 내부 보드(204) 상에 전기 전도 부재(50)과 접하여 제공되고, 전기 전도 부재(50)는 조작 버튼(221)의 가압 조작에 의하여 저항기(40)와 접촉을 이루도록 구성된다. 전기전도 부재(50)은 조작 버튼(221)의 압력(즉, 저항기(40)와의 접촉 압력)에 따라 변형되고, 저항기(40)와 접촉한 지역이 도 34b 및 34c에서 보듯이 변화한다. 즉, 조작 버튼(221)의 압력이 약해지는 경우, 산 모양으로 형성된 전기 전도 부재(50)의 정점 부분에 근접한 지역은 도 34b에 도시되듯이 접촉된다. 조작 버튼의 압력이 증가되는 경우, 전기 전도 부재(50)은 정점에서부터 점차로 변형되어, 접촉 면적이 증가한다.
도 35는 저항기의 회로 구성을 도시하는 도면이다. 도면에서 보듯이, 저항기(40)는 급전 선로(13)으로 직렬로 삽입되고, 전압은 전극(40a, 40b) 사이에 인가된다. 도면에서 보듯이, 저항기(40)의 내부 저항의 모형 표현은 고정 저항기 (41)와 가변 저항기(42)로 분할됨을 보여준다. 물론, 가변 저항기(42) 부분은 전기 전도 부재(50)의 접촉부와 등가이고, 전기 전도 부재(50)의 접촉 지역에 따라 저항값을 변화시킨다. 다시 말하면, 전기 전도 부재(50)가 저항기(40)와 접촉하게 되면, 전기 전도 부재(50)는 브리지(bridge)로써 작용하고, 상기 부분을 통하여 전류가 흐르게 되므로, 접촉 부분의 저항값이 작아지게 된다. 따라서, 전기 전도 부재(50)의 접촉 지역이 커지면, 저항기(40)의 저항값은 감소하게 된다.
본 실시예에서, 출력 단자(40c)는 저항기(40)의 중심부에 제공되고, 조작 버튼(221; 조작기 (11))의 압력에 대응하여 아날로그 신호는 출력 단자(40c)로부터 출력된다.
도 36은 저항기(40)의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 특성을 도시하는 도면이다.
우선, 전력이 켜지는 순간에 전압이 저항기(40)에 인가되어, 조작 버튼(221)이 눌러지면, 일정한 아날로그 신호(전압; Vmin)가 출력 단자(40c; 도면에서 "a"부분)로부터 출력된다. 다음으로, 조작 버튼(221)이 눌러지는 경우, 저항기(40)의 저항값은 전기 전도 부재(50)가 저항기(40)와 접촉하게 될때까지 변화하지 않으므로, 저항기(40)에서 나온 출력은 Vmin에서 변화하지 않고 유지된다. 또한, 조작 유닛(221)이 눌려지고, 전기 전도 부재(50)가 저항기(40)와 접촉(도면에서 "b"로 표시되는 부분)하게 되는 경우에, 저항기(40)에 따른 전기 전도 부재(50)의 접촉 지역은 조작 버튼(221)의 압력에 따라 증가하게 되므로, 저항기(40)의 내부 저항은 감소하게 되고, 저항기(40)의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호(전압)는 최대값 Vmax(도면에서 "c"로 표시되는 부분)에 도달하게 된다.
도 37은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조작 장치의 주요부를 도시하는 블럭선도이다.
본 실시예에서도 마찬가지로, MPU(14)는 조작 장치(200)안에서 내부 보드에 실장되고, 레벨 분할 유닛(15), A/D 변환 유닛 및 스위칭 유닛(18)의 기능을 포함한다. 본 실시예에서, 저항기(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)는 레벨 분할 유닛(15)으로 입력되고, 아날로그 신호의 출력 레벨은 레벨 분할 유닛(15)에서 복수개로 분할되며, A/D 변환 유닛(16)은 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호를 분할된 출력 레벨에 기초하여 디지털 신호로 변환한다.
레벨 분항 유닛(15) 및 A/D 변환기(16)의 기능은 위의 제 1 실시예의 것과 동일하고, 레벨 분할 유닛(15)는 도 36에 도시되듯이 저항기(40)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨 범위를 균일한 폭으로 분할하는 기본 기능을 갖는다. 분할의 수는 임의로 설정될 수 있고, 도 36에 도시된 예에서, 아날로그 신호(전압)의 레벨 범위는 8개로 균일하게 분할된다. 각각의 균일하게 분할된 출력 레벨 L1 내지 L8는 A/D 변환 유닛(16)으로 전송된다. 또한, 균일하게 분할된 아날로그 신호의 레벨 범위는 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 임의로 변환될 수 있다.
A/D 변환 유닛(16)은 레벨 분할 유닛(15)에서 레벨 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨에 따라, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 출력한다. 즉, 다중-비트 디지털 신호는 위의 출력 레벨 L1 내지 L8에 따라, A/D 변환 유닛(16)에서 출력된다.
다음으로,A/D 변환 유닛(16)은 소정의 다중-비트 디지털 신호를 레벨 분할된 각각의 출력 레벨로 사용하고, 출력한다. 예를 들면, 16-비트 다중-비트 디지털 신호가 위의 출력 레벨에 사용되어, 레벨 1이 "1f", 레벨 2가 "3f", 그러한 방식으로 레벨 8이 "ff"로 표현된다.
A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 다중-비트 디지털 신호는 조작 장치(200)의 내부 보드에 제공된 인터페이스(17)을 경유하여 메인 게임 유닛(100)으로 전송되고, 게임 터릭터의 행동 등은 이 디지털 신호의 의하여 실행된다.
저항기(40)의 출력 단자(40c)로 부터 출력된 아날로그 신호의 레벨 변화는 상술한 조작 버튼(221; 조작기(11))에서 수신된 압력의 변화에 대응한다. 따라서, A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 다중-비트 디지털 신호는 이용자에 의한 조작 버튼(221; 조작기(11))에 인가되는 압력에 대응한다. 이용자에 의한 가압 조작과 관련한 이러한 다중-비트 디지털 신호에 의한 게임 캐릭터의 행동 등의 제어는 "0" 또는 "1"인 단일-비트 디지털 신호에 의하여 제어되는 것과 비교하여 아날로그 행동에서 더 부드러운 이동을 가능하게 한다.
또한, 본 실시예에서, A/D 변환 유닛(16)은, 저항기(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 변화에 따라, 단일-비트 디지털 신호(즉, "0" 또는 "1")를 출력하기 위한 이진수의 디지털 신호 출력 수단으로 기능하도록 구성되고, 스위칭 장치(18)의 전환 조작에 의하여 A/D 변환 유닛(16)으로부터 다중-비트 디지털 신호 및 단일 비트 디지털 신호 아떤 것이든 출력한다.
본 실시예에서, 광 디스크에 기록된 게임 프로그램에 기초한 메인 게임 유닛(100)으로 보내진 신호를 제어함으로써 스위칭 장치(18)를 제어할 수 있다. 즉, A/D 변환 유닛(16)을 다중-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단으로 기능하게 할 것인지, 또는, 단일-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단으로 기능하게 할 것인 지를 지시하기 위한 제어 신호가 메인 게임 유닛(100) 상에 실장된 광 디스크로부터 실행되는 게임 프로그램의 내용에 따라 출력된다. 이러한 제어 신호에 기초하여, 스위칭 장치(18)가 선택되고, A/D 변환 유닛(16)의 기능을 전환시킨다.
A/D 변환 유닛(16)은 스위칭 장치(18)에 의하여 선택된 기능을 따라하고, 저항기(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호를 다중-비트 디지털 신호및 단일 비트 디지털 신호 중의 어떤 것으로든 변환하고, 이를 출력한다. 다중-비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단인 기능이 선택된 경우, 상술한 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 균일하게 분할된 출력 레벨은 디지털 신호에 대응하여 변환되고, 메인 게임 유닛(100)으로 출력된다.
한편, 단일 비트 디지털 신호를 출력하기 위한 수단과 같은 기능을 선택한 경우, 저항기(40)의 출력 단자(40c)로 부터 출력된 아날로그 신호의 변화에 따라 "1" 또는 "0"의 단일-비트 디지털 신호가 메인 게임 유닛(100)에서 출력된다.즉, A/D 변환 신호(16)가 최소값인 Vmin으로 저항기(40)의 출력 단자(40c)로 부터 출력된 아날로그 신호를 인식하는 경우, 조작 버튼이 눌러지지 않았다는 판단을 하게 되고, 디지털 신호 "0"이 출력된다. 반면, A/D 변환 유닛(16)에서의 출력에 근거한 인식이 일어난 경우, 조작 버튼이 눌러졌다는 판단을 하게 되고, 디지털 신호 "1"이 출력된다.
그런데, 이용자의 수동 조작에 의하여 스위칭 장치(18)가 전환되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 스위칭 장치(18)을 스위치(252)로 수동으로 조작시키기 위하여, 스위칭 장치(18)을 전환하기 위한 기능이 조작 장치(200)에 제공된 아날로그 선택 스위치(252)에 주어지도록 배열될 수 있고, 그에 따라 A/D 변환 유닛(16)의 기능을 전환하게 된다.
그런데, 위에서 설명하였듯이, 레벨 분할 유닛(15)는 미리 설정된 범위에서 저장기(40)에서 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 분할할 수 있으나, 저항기 (40)에서 실제로 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨 범위와 미리 설정된 범위 사에에 오프셋(offset)이 있을 경우, 조작기(11)의 조작 상태를 정합시키기 위한 디지털 신호가 출력될 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
하지만, 저항기(40)와 전기 전도 부재(50)가 서로 다르고, 공급 전압에서 불균일이 있어서, 각각의 조작 장치(200)의 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호의 출력 범위는 서로 다르게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 조작 장치(200)는 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 각각 설정하기 위한 분할 범위 설정 유닛(25)이 제공되어서, 레벨 분할 유닛(15)에서 분할된 아날로그 신호(전압)의 분할 범위가 교정된다.
도 38은 분할 범위 설정 유닛의 기능을 설명하는 도면이다.
도 38에서 보듯이, 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)의 최소값 Vmin과 최대값 Vmax의 초기 설정이 분할 범위 설정 유닛(25)에서 미리 만들어 진다. 또한, 최대값 Vmax를 보면, 이 임의의 허용한계값(tolerance value) α는 A/D 변환 유닛(16)에서의 정보로 부터 저항기의 출력(즉, 아날로그 신호)의 인식에서 불균일함을 흡수하기 위한 것이다. 또한, 조작 버튼이 눌려진 상태인지 여부를 판단하기 위한 판단값 γ는 최소값 Vmin 주위에 미리 설정된다.
분할 범위 설정 유닛(25)는 이러한 설정 하에서 다음과 같이 교정 조작을 실행한다.
일단 조작 장치(200)에 전력이 켜지면, 저항기로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 최소값 Vmin을 조절하기 위하여, 분할 범위 설정 유닛(25)는 A/D 변환 유닛(16)으로부터 출력된 정보에 기초한 저항기(40)에서 실제로 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨 Vmin을 인식한다.
동시에, Vmin(Real)이 Vmin 주위에서 집중되는 오차 허용한계값 α의 한계의 범위 내인지의 여부를 판단하게 되므로, 이용자는 조작 버튼(221)을 누룰 수 있게된다. Vmin(Real)이 (Vmin+γ)<Vmin(Real)<(Vmin-γ)의 범위 밖에 Vmin이 있게 되는 경우, 교정이 실행되었음을 이용자에게 통지하기 위한 행동이 실행된다.
예를 들면, 조작 장치(200)에 제공된 표시부(253)는 빛나거나 깜박거릴 수 있고, 또는, 조작 장치(200)가 이 기능으로 만들어진 진동 기능을 갖는 경우, 또는 다른 수단이 이용될 수 있다.
다음으로, Vmin(Real)이 (Vmin+γ)<Vmin(Real)<(Vmin-γ)의 범위 한에 있는 상태에서, Vmin(Real)의 값은 Vmin의 값과 비교된다. 비교한 결과 Vmin(Real)>Vmin인 경우, 초기 설정값 Vmin은 저항기(40)로부터 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최소값으로 설정된다. 한편, Vmin(Real)<Vmin이 유지되는 경우, 실제 출력값 Vmin(Real)은 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최소값으로 새롭게 설정된다.
다음으로, 이용자는 수동 조작 등으로 조작 버튼(221)을 확실하게 누르게 되고, A/D 변환기(16)에서 출력된 정보에 기초하여 저항기(40)에서 실제로 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨 Vmax(Real)가 인식된다.
Vmax가 한계오차값 α를 포함하는 Vmax-α보다 큰 경우, 이용자가 충분히 조작 버튼(221)을 누른다는 인식이 이루어지고, 따라서, Vmax(Real)와 Vmax가 비교된다. 비교한 결과 Vmax(Real)<Vmax인 경우, 초기 설정값 Vmax는 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)의 최대값으로 설정된다. 한편, Vmax(Real)>Vmax가 유지되는 경우, 실제 출력값 Vmax(Real)은 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)의 최대값으로 새롭게 설정된다.
분할 범위 설정 유닛(25)는 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)를 균일하게 분할하도록 레벨 분할 유닛(15)을 제어하고, 최소값 Vmin과 최대값 Vmax의 범위는 위에서 설명한 것과 같이 설정된다.
도 39는 본 실시예에 따른 제 1 조작 유닛의 구현예 도시하는 도면이다.
도면에 도시된 제 1 조작 유닛의 구현예에서, 전기 전도 부재(50)는 십자 형상인 조작 부재(211)의 조작키(211a; 조작기(11))의 탄성 부재(213)의 내측 천정면에 인접하게 설치된다. 또한, 저항기(40)는 각각의 부품이 각각의 전기 전도 부재(50)와 서로 접하도록 위치되는 방식으로 배열된다.
도 40은 저항기의 회로 구성을 도시하는 도면이다. 도 40에서 보듯이, 저항 기(40)는 급전 선로(13)에 직렬로 삽입되고, 전압이 전극(40a, 40b) 사이에 인가된다. 도면에 도시되듯이 저항기(40)의 내부 저항의 모형의 표현은 내부 저항이 제 1 및 제 2 가변 저항기(43, 44)로 분할됨을 보여준다. 물론, 제 1 가변 저항(43)은, 예를 들면, 위쪽으로 캐릭터를 이동시키기 위한 조작 키(211a; 업 키(up key))로 이동하는 전기 전도 부재(50), 및 왼쪽으로 캐릭터를 이동시키기 위한 조작 키(211a; 레프트 키(211a; left key))로 이동하는 전기 전도 부재(50)는 각각의 조작키와 접촉이 일어나도록 배열되며, 저항값은 전기 전도 부재(50)와 접촉한 지역에 따라 변화한다. 또한, 제 2 가변 저항(44)은 예를 들면, 아래쪽으로 캐릭터를 이동시키기 위한 조작 키(211a; 다운 키(down key))로 이동하는 전기 전도 부재(50), 및 오른쪽으로 캐릭터를 이동시키기 위한 조작 키(211a; 라이트 키(211a; right key))로 이동하는 전기 전도 부재(50)가 각각 그것들과 접촉이 일어나도록 배열되고, 저항값은 전기 전도 부재(50)와 접촉한 지역에 따라 변화한다.
출력 단자(40c)는 가변 저항기(43, 44) 사이의 중간 부분에 제공되어, 조작키(211a; 조작기(11))의 압력에 대응하여 아날로그 신호가 출력 단자(40c)에서 출력된다.
출력 단자(40c)에서의 출력은 제 1 및 제 2 저항값(43, 44)이 갖는 저항값의 분할 비로부터 계산될 수 있고, 예를 들면, 제 1 가변 저항기(43)의 저항값을 나타내는 R1, 제 2 가변 저항기(44)의 저항값을 나타내는 R2로 하고, 그리고, 전력 공급 전압을 Vcc로 하면, 출력 단자(40)에서 나타나는 출력 전압 V는 다음의 식으로 표시된다:
V=Vcc×R2/(R1+R2)
따라서, 제 1 가변 저항기(43)의 저항값이 감소하면, 출력 전압은 증가하고, 반면, 제 2 가변 저항(44)의 저항값이 증가하면, 출력 전압은 감소한다.
도 41은 저항기의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 특성을 도시하는 도면이다.
우선, 조작 부재(211)의 조작키(211a)를 누르지 않는 경우에도, 일정 아날로그 신호(전압) V0가 출력 단자(40c; 도면에서 "0"의 위치)에서 출력되므로, 전력이 켜지는 순간에 저항기에 전압이 인가된다. 다음으로, 조작키(211a)가 눌러지는 경우에도, 저항기(40)의 저항값은 전기 전도 부재(50)이 저항기(40)와 접촐할 때까지 변하지 않아서, 저항기(40)에서의 출력은 V0에서 변하지 않고 유지된다.
또한, 상향키 또는 좌향키가 눌러지고, 전기 전도 부재(50)이 저항기(40)의 제 1 가변 저항기(43) 위치에서 접촉이 일어난 경우(도면에서 "p"에 의하여 표현되는 부분), 제 1 가변 저항기(43) 부분에 따른 전기 전도 부재(50)의 접촉 지역은 조작키(211a; 조작기)의 압력에 따라 증가함으로써, 그 위치에서의 저항값이 감소되고, 저항기(40)의 출력 단자(40c)에서 출력된 아날로그 신호(전압)는 증가한다. 다음으로, 전기 전도 부재(50)가 가능한 많이 변형되는 위치에서, 저항기(40)의 출력 단자(40c)에서 출력된 아날로그 신호(전압)는 최대 Vmax에 도달한다(도면에서 "q"에 의하여 표현되는 부분).
한편, 하향키 또는 우향키가 눌러지고, 전기 전도 부재(50)이 저항기(40)의 가변 저항기(44)의 위치에서 접촉하는 경우(도면에서 "r"로 표시되는 압력부), 제 2 가변 저항기(44) 부분에 따른 전기 전도 부재(50)의 접촉 지역은 조작키(211a)의 압력에 따라 증가함으로써, 그 위치에서의 저항값은 감소하고, 결국 저항기(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)가 감소한다. 다음으로, 전기 전도 부재(50)가 가능한 많이 변형되는 위치에서, 저항기(40)의 출력 단자(40c)에서 출력된 아날로그 신호(전압)는 최소 Vmin에 도달한다(도면에서 "s"에 의하여 표현되는 부분).
저항기(40)의 출력 단자(40c)에서 출력된 아날로그 신호(전압)는 도 42에서 보듯이 레벨 분할 유닛(15)로 입력되고, 아날로그 신호의 출력 레벨은 레벨 분할 유닛(15)에서 복수개로 분할되며, 또한, A/D 변환 유닛(16)은 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호를 분할 출력 레벨에 따른 디지털 신호로 변환시킨다. 도 42에서 보듯이, 레벨 분할 유닛(15), A/D 변환 유닛(16) 및 스위칭 유닛(18)의 기능은 도 37을 기초로 이미 설명한 것과 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 43에 도시되듯이, 조작 시 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(저항기)의 비-압력값 V0, 최소값 Vmin 및 최대값 Vmax는 레벨 분할 유닛(15)에 의하여 분할된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 각각 설정(교정)하기 위하여 분할 범위 설정 유닛(25)에서 미리 만들어 진다. 또한, 최대값 Vmax를 감안하여, 임의의 허용한계값 α가 미리 설정되고, 최소값 Vmin을 감안하여, 임의의 허용한계값 β가 미리 설정된다. 이러한 허용한계값 α및 β는 A/D 변환 유닛(16)에서의 정보로부터 저항기 (즉, 아날로그 신호)의 출력의 인식에서 불균일함을 흡수하기 위한 것이다. 또한, 조작 버튼이 눌려진 상태인지의 여부를 판단하기 위한 판단값 γ가 압력이 없 는 경우에 출력된 아날로그 신호(전압) V0 주위에서 미리 설정된다.
분할 범위 설정 유닛(25)은 다음의 설정하에서 교정 조작을 실행한다.
일단 조작 장치에 전력이 켜지면, 버튼이 줄러지지 않은 시기에 저항기에서 출력된 아날로그 신호(전압; V0)를 조절하기 위하여, 분할 범위 설정 유닛(25)은 A/D 변환 유닛(16)의 정보에 기초한 저항기로부터 실제로 출력된 아날로그 신호의 레벨 V0(Real)를 인식한다.
이 때, 이용자는 조작키를 누를 수 있고, 따라서, V0(Real)이 V0 주위에 집중된 오차 허용한계값의 경계 범위 안에 있는지 여부의 판단이 이루어진다. V0(Real)가 (V0+γ)<V0(Real)<(V0-γ)의 범위 밖에 있는 경우, 교정이 실행되었음을 이용자에게 알리기 위한 행동이 실행된다.
이 행동에 있어서, 예를 들면, 조작 장치에 제공된 표시부(253)는 빛나거나 깜박거릴 수 있고, 또는, 조작 장치가 내장된 진동 기능을 갖는 경우, 진동이 일어날 수 있고, 다른 수단을 이용할 수도 있다.
다음으로, V0(Real)가 (V0+γ)<V0(Real)<(V0-γ)의 범위에 있는 조건에서, V0(Real) 값은 V0에 비교된다. 비교한 결과가 V0(Real)>V0인 경우, 초가 설정값 V0는 압력이 없을 경우의 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)의 값으로 설정된다. 한편, V0(Real)<V0이 유지되는 경우, 실제 출력값 V0(Real)은 압력이 없을 경우 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)의 최소값으로 새롭게 설정된다.
다음으로, 이용자는 수동 조작 등에 의하여 상향키를 확실하게 누르고, A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 정보에 기초하여 저항기(40)에서 실제로 출력된 아날로 그 신호(전압)의 레벨 Vmax(Real)가 인식된다.
Vmax(Real)이 허용한계값 α를 포함하는 Vmax-α보다 큰 경우, 이용자가 충분히 상향키를 눌렀다고 인식되고, 따라서, Vmax(Real)와 Vmax가 비교된다. 비교 결과가 Vmax(Real)<Vmax인 경우, 초기 설정값 Vmax는 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최대값으로 설정된다. 한편, Vmax(Real)>Vmax가 유지되는 경우, 실제 출력값 Vmax(Real)은 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최대값으로 새롭게 설정된다.
동일한 조작이 좌향키에서도 수행되고, 좌향키를 누름과 동시에 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)용 최대값 Vmax가 설정된다.
다음으로, 이용자는 수동 조작 등에 의하여 하향키를 확실하게 누르고, A/D 변환 유닛(16)에서 출력된 정보에 기초한 저항기에서 실제로 출력되는 아날로그 신호(전압)의 레벨 Vmin(Real)이 인식된다.
Vmin(Real)이 허용한계값 β를 포함하는 Vmin-β보다 큰 경우, 이용자가 충분히 하향키를 눌렀다고 인식되고, 따라서, Vmin(Real)과 Vmin이 비교된다. 비교 결과가 Vmin(Real)>Vmin인 경우, 초기 설정값 Vmin은 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최소값으로 설정된다. 한편, Vmin(Real)<Vmin이 유지되는 경우, 실제 출력값 Vmin(Real)은 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 최소값으로 새롭게 설정된다.
동일한 조작이 우향키에서도 수행되고, 우향키를 누름과 동시에 저항기(40)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)용 최소값 Vmin이 설정된다.
분할 범위 설정 유닛(25)는, 압력이 없을 경우의 출력 V0에서 최대값 Vmax의 범위 안에서, 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)를 균일하게 분할하기 위하여 상향키 및 좌향키에 관한 레벨 분할 유닛(15)을 제어하고, 위에 설명한 것과 같이 설정된다. 분할 범위 설정 유닛(25)은, 또한, 저항기(40)에서 출력된 아날로그 신호(전압)을 균일하게 분할하기 위하여, 압력이 없을 때의 출력 V0로부터 최소값 Vmin의 범위 안에서, 하향키 및 우향키에 관계된 레벨 분할 유닛(15)를 제어한다.
그런데, 위의 설명에서, 상향키 및 좌향키는 저항기(40)의 제 1 가변 저항 부분에 위치하고, 하향키 및 우향키는 제 2 가변 저항 부분에 위치하였음에도 불구하고, 본 발명은 이러한 배열에 의하여 제한되지 않고, 키 및 가변 저항기 부분의 이용은 임의로 수행될 수 있다.
또한, 제 1 조작 유닛(210)과 관련하여, 각각 제공된 저항기(40)는 조작 부재(211)의 조작키(211a)로 제공되는 전기 전도 부재(50)에 위치하여, 도 35에서 보는 것과 같은 회로 구성을 갖는다. 이 경우, 저항기(40)의 출력 단자(40c)에서 출력되는 아날로그 신호(전압)의 특성이 도 36에 도시된다.
검출 소자의 변형
다음으로, 저항기(40) 및 전기전도 부재(50)로 만들어진 검출 소자의 변형예를 설명한다. 한편, 다음의 설명은 제 2 조작 유닛(220)에 제공된 검출 소자의 일 예를 감한하여 이루어지지만, 다음의 검출 소자의 응용은 다른 조작 유닛에도 이루어질 수 있음은 당연하다.
도 44 내지 47은 전기 전도 부재(50)의 형상이 변형되는 검출 소자를 도시한다. 여기서, 도 44a 내지 47a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도이고, 도 44b 내지 47b는 전기 전도 부재의 정면도, 도 44c 내지 47c는 전기전도 부재를 밑에서 본 도면, 그리고, 44d 내지 47d는 저항기의 출력 단자로 부턴 출력된 아날로그 신호의 특성을 도시하는 도면이다.
이 도면들에 도시된 전기 전도 부재(50)들은 저항기(40)에 접촉된 지역이 저항기(40)와 접촉한 압력에 따라 변화하는 각각의 경우의 형상이다.
즉, 도 44a 내지 44d에 도시된 검출 소자는 전기 전도 부재(50)가 사다리꼴(도면에서는 원뿔형 사다리꼴)의 세로 단면 형상을 갖도록 형성된다. 이렇게 형성된 전기 전도 부재(50)에서, 전기 전도 부재(50)의 정점(50a)은 조작 버튼 (221)의 가압 조작에 의하여 저항기(40)와 접촉하게 되나, 정점(50a)가 평면 형상이므로, 저항값은 접촉 순간에 크게 떨어지게 되고, 도 44d에서 "a"로 나타난 출력 전압(아날로그 신호)의 급격한 증가가 있게 되므로, 출력 전압은 압력에 대응하여 연속적으로 변화하게 된다.
따라서, 디지털 온/오프 동작은 전기전도 부재가 저항기(40)와 접촉 또는 분리되는 순간에 이루어질 수 있다. 한편, 도 44a 내지 44d의 예는 원뿔형 사다리꼴을 도시하고 있음에도 불구하고, 전기 전도 부재(50) 용으로 다른 배열, 예를 들면, 삼각형, 사각형 및 오각형 부재의 각뿔의 세로 단면 사다리꼴 형상이 이용될 수 있다.
도 45a 내지 45d에 도시된 검출 소자는 산 모양으로 형성된 돌출부 상에 형 성된 수직의 가로보(50b)를 갖도록 만들어진 전기 전도 부재(50)를 이용한다. 도 24에 도시된 산 모양의 전기 전도 부재(50)는 도 45a 내지 45d에 도시된 전기 전도 부재(50)에 가로보(rib; 50b)를 형성함으로써, 압력이 가해지는 방향이 중심축에서 기우는 경우 구부러질 수 있음에도 불구하고, 전기 전도 부재(50)가 부킹(bucking)되는 위험을 억제한다. 이러한 형상을 도 39에 도시된 것과 같은 십자 형상의 조작 부재(211)와 결합함으로써 각각 그 효과를 현저하게 나타내게 한다.
도 46a 내지 46d에 도시된 검출 소자는 구형의 형상을 갖는 전기 전도 부재 표면을 갖는다. 구형의 전기 전도 부재를 형성함으로써 전기 전도 부재(50)의 부킹을 억제할 수 있다.
도 47a 내지 47b에 도시된 검파 소자는 단차(step)형의 산 모양으로 형성된 전기 전도 부재(50)을 갖고, 그 단면적은 저항기와 접한 정점을 향하여 계단형으로 작아진다. 이러한 형상을 갖는 전기 전도 부재(50)에서, 변형의 양은 압력의 증가에 따라 증가하고, 그 과정(process)에서, 단차부(50c)가 저항기(40)와 접하게 되는 점에서, 접촉 지역이 급격히 증가하게 되고, 저항값은 떨어진다. 따라서, 도 47d에서 보듯이 저항기(40)의 출력 단자에서 출력된 아날로그 신호는 단계적으로 변화한다. 따라서, 아날로그 출력이 급격하게 변화하는 경계가 용이하게 인식될 수 있고, 안정된 레벨 분할이 용이하게 만들어질 수 있다. 또한, 아날로그 출력는 압력에 따라서 단계적으로 변화하게 되어, 이용자는 용이하게 압력을 조절할 수 있다.
도 48a 내지 50d는 저항기(40)의 형상이 변화하는 검출 소자의 다양한 예를 도시하는 도면이다. 도면에서, 도 48a 내지 50a는 검출 소자를 포함하는 조작 유닛의 정면 단면도이고, 도 48b 내지 50b는 전기 전도 부재의 정면도이고, 도 48c 내지 50c는 전기 전도 부재를 위에서 본 도면이고, 도 48d 내지 50d는 저항기의 출력 단자에서 츨력된 아날로그 신호의 특성도이다.
위의 도면에 도시된 저항기(40)는 단면 지역이 전기 전도 부재(50)와 접하여 축방향으로 감소하는 형상을 각각 갖는다. 도 48a 내지 48d에 도시된 검출 소자에서, 저항기(40)는 산 모양으로 형성되어, 전기 전도 부재(50)가 조작 버튼(221)과 연게되어 아래로 향하게 되는 경우, 전기 전도 부재(50)는 저항기(40)와 접촉하게 되고, 변형된다. 저항기(40)은 산 모양으로 만들어져서, 전기 전도 부재(50)과 접촉한 지역은 압력에 의하여 연속적으로 증가하게 되고, 저항기(40)의 출력 단자에서 출력된 아날로그 신호는 도 48d에 도시된 것과 같이 연속적으로 변화한다.
도 49a 내지 49d에 도시된 검출 소자는 저항기(40)가 사다리꼴의 세로 단면 형상(도면에서 원뿔형 사다리꼴)을 갖도록 형성된다. 이렇게 형성된 저항기 (40)에서, 저항기(40)의 정점(40a)은 우선 조작 버튼의 가압 동작과 연계되어 전기 전도 부재(50)와 접촉을 이루지만, 정점(40a)이 평평한 면이므로, 접촉하는 순간에 도 49d에서 "a"로 표시되듯이 출력 전압이 급격히 상승하고, 이어서, 출력 전압은 압력에 대응하여 연속적으로 변화한다.
따라서, 디지털 온/오프 동작은 전기 전도 부재(50)가 저항기(40)와 접촉하거나 떨어지는 순간에 인식될 수 있다. 한편, 도 49a 내지 49d의 예는 뿔형 사다리꼴을 도시하고 있으나, 저항기(40) 용으로 다른 배열, 예를 들면, 삼각형, 사각형 및 오각형 부재의 각뿔의 세로 단면 사다리꼴 형상이 이용될 수 있다.
도 50a 내지 50d에 도시된 검출 소자는 구 형상으로 형성된 저항기(40)의 단면을 갖는다. 따라서, 구 형상의 저항기를 형성하는 것은 도 46a 내지 46d에 도시된 검출 소자와 거의 동일한 특성을 제공한다.
도 51a 내지 51d에 도시된 검출 소자는 그 단면적이 전기 전도 부재(50)와 접한 정점을 향하여 단계적으로 작아지게 되는 단차형의 산 모양으로 만들어진다. 이러한 형상을 갖는 전기 전도 부재(50)에서, 그러한 형상의 저항기(40)가 가압 절차와 연계되어 전기 전도 부재(50)를 변형하면서 접촉하는 과정에서, 그리고, 저항기(40)의 단차부(40c)가 전기 전도 부재(50)과 접촉하게 되는 점에서, 접촉 지역은 급격히 증가하고, 저항값은 떨어진다. 따라서, 도 51d에서 보듯이 저항기(40)의 출력 단자에서 출력된 아날로그 신호는 단계적으로 변화한다. 따라서, 아날로그 신호가 급격히 변화하는 경계가 용이하게 인식될 수 있고, 안정된 레벨 분할이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 아날로그 출력은 압력에 따라 단계적으로 변화하므로, 이용자는 압력을 용이하게 조절할 수 있다.
도 52a 내지 52d에 도시된 검출 소자는 산 모양으로 형성되고, 간극(41)에 의하여 전기 전도 부재(50)로 저항기(40)의 접촉 지역을 분할하기 위하여 구성된 전기 전도 부재(50)을 가짐으로써, 그 변형과 연계된 전기 전도 부재(50)로 접촉 지역을 단계적으로 증가시킨다. 더욱 상세하게, 저항(40)은 도 52a 내지 52d에 도시되도록 형성된다.
도면에 도시된 구성을 갖는 검출 장치에서, 전기 전도 부재(50)의 정점은 조 작 버튼(221)의 가압 조작과 연계되어 저항기(40)의 중심부(40c)와 접촉된다. 결과적으로, 전기 전도 부재(50)은 증가하는 압력으로 변형되므로, 전기 전도 부재(50)로 접촉된 지역은 저항기(40)의 주변부(40d, 40e, 40f)의 순서대로 단계적으로 증가하고, 저항값은 따라서 감소한다.
저항기(40)의 부분들(40a 내지 40f)은 전기 전도 부재(50)가 간극(41)을 통과할 정도로 긴 간극에 의하여 분할되어, 저항값이 변화가 없으며, 따라서 출력 전압(아날로그 신호)은 일반적으로 일정하다.
따라서, 저항기(40)의 출력 단자에서 출력된 아날로그 신호는 도 52d에 도되듯이 단계적으로 변화한다. 따라서, 아날로그 출력이 급격하게 변화하는 경계는 용이하게 인식될 수 있고, 안정된 레벨 분할이 쉽게 이루어질 수 있다.
다음으로, 위에서 설명한 구성의 검출 소자에서, 조작 유닛에서 저항기(40)와 탄성 부재(50)의 위치는 바뀔 수 있다. 예를 들면, 도 53에 도시되듯이, 저항기(40)이 탄성 부재(222) 상에 형성된 탄성부(222a)의 내부 천정부에 인접하여 인가되고, 전기 전도 부재(50)이 저항기와 접하는 위치에 형성되어, 위에서 설명한 검출 소자와 동일한 효과 및 이익을 얻을 수 있다.
본 발명은 위에서 설명한 실시예에 의하여 제항되지 않는다.
예를 들면, 본 발명에 따른 조작 장치는 도 2에 도시된 비디오 게임 장치에 이용되는 조작 장치(200)로 이용되는데 제한되지 않고, 본 발명은 응용분야가 디지털 조작 및 아날로그 조작을 가능하게 함으로써 향상될 수 있는 조작 장치의 다양한 변형이 가능하다.
위에서 설명하였듯이 본 발명에 따르면, 단일 조작기의 가압 조작으로, 아날로그 조작을 가능하게 하는 다중-비트 디지털 신호가 다중-비트 디지털 신호 출력 수단에서 출력되고, 한편, 디지털 제어를 가능하게 하는 단일-비트 디지털 신호는 이진수의 디지털 신호 출력 수단에서 출력되어서, 전환 수단으로 디지털 신호와 출력 수단 사이를 단순하게 선택함으로써, 디지털 조작 및 아날로그 조작은 단일의 조작기에서 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

Claims (22)

  1. 압력으로 조작 가능한 조작기;
    상기 조작기의 가압 조작에 대응하여 아날로그 신호를 출력하기 위한 검출 소자;
    상기 조작기의 상기 가압 조작에 의하여 상기 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호를 상기 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨에 따른 다중 비트를 포함하는 디지털 신호로 변환하기 위한 제 1 디지털 신호 출력 수단;
    상기 검출 소자에서 출력된 상기 아날로그 신호로 변화함에 따라서 단일 비트를 포함하는 디지털 신호를 출력하기 위한 제 2 디지털 신호 출력 수단;
    상기 제 1 디지털 신호 출력 수단에서 출력된 디지털 신호와 상기 제 2 디지털 신호 출력 수단에서 출력된 디지털 신호 사이에서 출력을 전환시키기 위한 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 검출 소자는 상기 조작기에 작용하는 압력이 전환되는 장소에 위치한 압력-감지 소자인 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 검출 소자는
    상기 조작기와 연계되어 움직이고 탄성을 갖는 전기 전도 부재; 및
    상기 전기 전도 부재와의 접촉 및 떨어짐이 있는 장소에 위치한 저항기를 포 함하고,
    상기 저항기는 상기 전기 전도 부재의 접촉 지역에 따라 아날로그 신호를 출력하는 것을 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 검출 소자는
    상기 조작기에 연계되어 움직이는 저항기; 및
    탄성을 갖고, 상기 저항기와 접촉 및 떨어짐이 있는 장소에 위치한 전기 전도 부재를 포함하고,
    상기 저항기는 상기 전기 전도 부재의 접촉 지역에 따라 아날로그 신호를 출력하는 것을 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  5. 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 상기 저항기로 상기 전기 전도 부재에 가하는 접촉 압력에 따라 상기 저항기와 접한 상기 전기 전도 부재의 표면에서 변형이 일어나고, 그에 따라 상기 저항기와 접촉한 지역이 변화하는 구성인 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 산 모양의 세로-단면 형상을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 사다리꼴의 세로-단면 형상을 갖도 록 형성된 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 상기 전기 전도 부재의 단면 지역이 상기 저항기와 접한 정점을 향하여 단계적으로 적어지는 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 상기 저항기와 접한 단면이 구 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  10. 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 저항기는 상기 저항기의 단면 지역이 상기 전기 전도 부재와 접한 정점을 향하여 작아지는 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 저항기는 산 모양의 세로-단면 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 저항기는 사다리꼴의 세로-단면 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 저항기는 상기 전기 전도 부재와 접한 단면이 구 형 상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  14. 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 저항기는 상기 저항기의 단면 지역이 상기 전기 전도 부재와 접한 정점을 향하여 단계적으로 작아지는 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 전기 전도 부재는 상기 저항기로 상기 전기 전도 부재에 인가되는 접촉 압력에 따라 형상이 변형되고, 그에 따라 상기 저항기와 접하는 지역이 변화하는 구성을 갖고,
    상기 저항기는 간극에 의하여 상기 전기 전도 부재의 접촉 지역을 분할하고, 상기 변형과 연계하여 상기 전기 전도 부재의 접촉 지역이 단계적으로 증가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  16. 압력에 의하여 조작 가능한 조작기;
    상기 조작기의 가압 조작에 대응하여 아날로그 신호를 출력하기 위한 검출 소자;
    상기 조작기의 가압 조작에 의하여 상기 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호를 상기 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨에 따른 다중 비트를 포함하는 디지털 신호로 변환하기 위한 제 1 디지털 신호 출력 수단;
    상기 조작기의 가압 조작에 따라 켜고 끄기 위한 디지털 스위치;
    상기 디지털 스위치의 온/오프 상태를 검출하고, 단일 비트를 포함하는 디지털 신호를 출력하기 위한 제 2 디지털 신호 출력 수단; 및
    상기 제 1 디지털 신호 출력 수단에서 출력된 디지털 신호와 상기 제 2 디지털 신호 출력 수단에서 출력된 디지털 신호 사이에서 출력을 전환시키기 위한 스위칭 수단을 포함하는 조작 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 검출 소자는 상기 조작기에 작용하는 압력이 전환되는 장소에 위치한 압력-감지 소자이고,
    상기 디지털 스위치는
    제 1 및 제 2 고정 단자; 및
    상기 조작기의 이동과 연계되어 상기 제 1 및 제 2 고정 단자와 접촉을 만들고 끊는 전기 전도 이동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 디지털 스위치의 상기 제 1 및 제 2 고정 단자는 유연성을 갖는 시트 부재 상에 형성되어, 상기 조작기에서 상기 시트 부재를 경유하여 상기 압력-감지 소자에 압력을 전달하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 압력-감지 소자가 유연성을 갖는 시트 부재의 정면 측 상에 형성되고, 상기 디지털 스위치의 상기 이동 부재가 상기 시트 부재의 후면 측 상에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 고정 단자가 상기 이동 부재와 접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 디지털 스위치의 상기 제 1 및 제 2 고정 단자는 유연성을 갖는 시트 부재의 정면 측 상에 형성되고, 상기 압력 감지 소자는 상기 시트 부재의 후면 측 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  21. 제 1항 내지 제 4항 및 제 16항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 디지털 신호 출력 수단은
    상기 조작기의 가압 조작과 연계되어 상기 검출 소자에서 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨을 복수의 레벨로 분할하기 위한 레벨 분할 수단; 및
    상기 레벨 분할 수단에 의하여 분할된 각각의 출력 레벨에 따라, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 레벨 분할 수단은 상기 조작기의 가압 조작과 연계되어 상기 검출 소자에서 출력된 상기 아날로그 신호의 출력 레벨을 복수개로 균일하게 분할하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
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