KR20020081391A - 조작 장치 및 그에 대한 신호 출력 변조 방법 - Google Patents

조작 장치 및 그에 대한 신호 출력 변조 방법 Download PDF

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Abstract

조작(operating) 장치 및 그에 대한 신호-출력 변조 방법은 종래 디지털 조작(digital operation)들에 사용되어 온 프레스(press)-조작의 조작 요소들을 사용함으로써 아날로그 조작들을 실행하게 된다. 조작 장치에서, 각각 저항 물질 또는 전도성 물질로 형성된, 검출 요소들이 제공된다. 검출 요소들은 조작 요소들 상에서 수행되는 누름-조작들에 대응하는 아날로그(analog) 신호들을 개별적으로 출력한다. 검출 요소로부터 출력된 아날로그 신호들의 출력-레벨(level) 범위는 레벨 분할기(15; level divider)에 의해 여러 레벨들로 분할되고, 아날로그-디지털 컨버터(16; A-D converter)는 아날로그 신호가 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 변환되기 위한 그것의 변환을 수행한다. 덧붙여, A-D 컨버터로부터 출력된 개개의 디지털 신호들의 출력 레벨들은 소정의 해당 기준에 따라 레벨 보정기(corrector)에 의해 시프트(shift)되고, 이에 따라 디지털 신호들이 출력된다.

Description

조작 장치 및 그에 대한 신호 출력 변조 방법 {Operating apparatus and signal-output-modulating method for the same }
일반적으로, TV 게임기 등의, 엔터테인먼트 장치에 있어서, 조작들은 조작 장치들을 사용하여 실행된다. 조작 장치는 다수의 조작 버튼(button)들을 갖는다. 사용자는 다양한 방식으로 이 버튼들을 조작하고 이에 의해 엔터테인먼트 장치를 제어한다. 이는 예를 들면, TV 수신기 상에 표시되는 캐릭터를 움직이게 한다.
이러한 종류의 종래의 많은 조작 장치들은 전면의 좌측에 정렬된 십자형 또는 원형의 방향-지시 조작 버튼과, 전면의 우측에 정렬된 다수의 다목적 버튼들을 갖는다. 방향-지시 조작 버튼 및 다목적 버튼들은 택트(tact) 스위치들 또는 러버(rubber) 스위치들로 형성된다. 이러한 스위치들의 온/오프(ON/OFF) 조작은 캐릭터가 디지털식으로 움직이게 하고 캐릭터의 상태가 디지털식으로 변형되게 한다.
따라서, 종래의 엔터테인먼트 장치에 있어서, 방향-지시 조작 버튼 및 다목적 버튼들은 TV 수신기 상에 표시된 캐릭터를 디지털식으로 변형하는 기능을 갖지만, 다른 기능들은 없다. 이는 캐릭터 움직임 및 캐릭터-상태 변동이 불연속이 되는 문제를 유발하고, 그것에 의해 스크린(screen) 상의 화상들은 불연속적으로 움직이게 된다.
이러한 문제들을 해결하기 위해서, 일본 무심사 특허출원 공개 번호 7-88252는 아날로그형 입력 장치를 갖는 게임기 조작 장치를 제안하였다. 이 공개에 따르면, 아날로그형 입력 장치는 트랙볼(trackball)들 및 조이스틱(joystick)들로 구성되고, 조작 장치는 TV 수신기 스크린들 상에 표시된 캐릭터의 아날로그식 제어를 가능하게 한다. 전술한 종류와 유사한 아날로그형 입력 장치를 이용한 또 다른 종래의 기술이 일본 무심사 특허출원 공개 번호 11-90042에 개시되어 있다.
그러나, 트랙볼들, 조이스틱들 등으로 구성된 아날로그형 입력 장치의 조작되는 특성은 방향-지시 조작 버튼 및 다목적 버튼들의 경우와는 상당히 다르다. 방향-지시 조작 버튼 및 다목적 버튼들을 사용하는 사용자들에 대해, 제안된 아날로그형 입력 장치들의 조작에 익숙해지기까지는 상당한 시간이 걸리고, 엔터테인먼트 장치들이 제공할 재미의 특징들을 감소시킨다.
본 발명은 텔레비젼(TV) 게임기 등과 같은 엔터테인먼트 장치의 주변 장치로서 사용되는 조작 장치(또는 "제어기"라고도 함)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 조작 장치가 사용되는 텔레비전(TV) 게임기의 개요를 보여주는 평면도이다;
도 2는 도 1의 조작 장치를 보여주는 확대된 평면도이다;
도 3a 내지 3c는 제 2 조작 섹션의 구성들을 개별적으로 예시한다;
도 4는 레지스터(resistor)가 삽입된 전원선을 보여준다;
도 5는 레지스터(40)의 출력 단자로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 특성을 보여준다;
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 조작 장치의 주요 부분들을 보여주는 모식도이다.
도 7은 레벨 보정기의 기능을 도시한다.
도 8은 레벨 분할기의 기능들을 도시한다.
본 발명은 전술된 상황에서 제작된다. 따라서, 본 발명의 목적은 종래에 디지털 조작들에 사용되었던 누름-조작의 조작 요소들을 이용하여 아날로그 조작을 실행하게 하는 것이다..
전술한 목적을 이루기 위해, 본 발명의 제 1 양상에 따라, 조작 장치는 누름-조작의 조작 요소들; 조작 요소들에 수행된 누름-조작들에 대응하는 아날로그신호들을 출력하는 검출 요소들; 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 검출 요소들 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 분할하는 레벨-분할 수단; 아날로그 신호들을 레벨-분할 수단에 의한 분할 처리의 결과로서 생성된 개개의 분할된 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 변환하는 아날로그-디지털 변환 수단(A-D 변환 수단); 및 A-D 변환 수단으로부터 출력된 디지털 신호들의 레벨들의 시프트를 수행하여 그것을 출력하고, 시프트가 소정의 대응 기준에 따라 수행되는 레벨-조정 수단을 포함한다. 위에서 구성된 조작 장치에 따르면, 아날로그 신호들이 조작 요소들 상에 수행되는 누름-조작들에 대응한다. 따라서, 누름-조작 조작 요소들의 이용은 아날로그 조작들이 실행되게 한다.
검출 요소들의 개체의 변동 및 검출 요소들에 인가된 전압의 변동 등과 같은 요인들 때문에, 조작 장치에 의해서, 조작 요소에 수행된 누름-조작에 대응하는 검출 요소들 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력-레벨 범위 내에서 변동이 발생할 수도 있다. 이 변동에 따라, A-D 변환 수단으로부터 출력되는 디지털 신호들의 출력-레벨 범위 내에서 변동이 또 발생할 수도 있다. 레벨-보정 수단은 디지털 신호들의 변동의 문제를 해결하고, 이에 따라 특정한 출력-레벨 범위 내에서 디지털 신호가 출력되게 한다.
레벨-보정 수단은 대응 기준이 임의로 수정될 수 있도록 정렬될 수도 있다. 대응 기준은 디지털 신호의 레벨들의 시프트에 사용된다. 이러한 정렬에 따라, 예를 들어, 조작 장치에 의해 조작이 되도록 적용함에 의해, 누름-조작들에 대응하는 개개의 디지털 신호들의 출력 레벨들이 임의로 시프트가 될 수도 있다. 이 경우,레벨-보정 수단은 엔터테인먼트 장치로부터 송신된 제어 신호들에 따라 대응 기준이 수정되도록 정렬될 수도 있다.
덧붙여, 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 검출 요소들 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 레벨-분할 수단은 소정의 레벨 범위에 포함된 출력 레벨이 최대 레벨이 되는 것을 인식하여 그것을 처리하도록 정렬될 수 있다. 이러한 정렬에 따르면, 검출 요소들의 개체들의 변동 및 개개의 검출 요소들에 인가된 전압의 변동에도 불구하고, A-D 변환 수단으로 출력되는 아날로그 신호의 최대 출력 레벨은 일정하게 유지될 수 있다.
더욱이, 조작 요소들 각각에 수행된 누름-조작에 따라 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 레벨-분할 수단은 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨들이 최소 레벨이 되는 것을 인식하고 그것을 처리하도록 정렬될 수 있다. 이 정렬에 따르면, 검출 요소들의 개체들의 변동 및 개개의 검출 요소들에 인가된 전압의 변동에도 불구하고, A-D 변환 수단으로 출력되는 아날로그 신호의 최소 출력 레벨은 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 조작 요소들 상에 수행된 누름-조작들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력하는 검출 요소들을 포함하는, 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법은 조작 요소들의 각각에 수행된 프레스 조작들에 따라 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 분할하는 단계; 레벨-분할 수단에 의해 분할 처리된 결과로서 생성된 개개의 분할된 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 아날로그 신호들을 변환하는 단계; 및 아날로그-디지털변환 수단(A-D 변환 수단)으로부터 출력된 디지털 신호들의 레벨들의 시프트를 수행하고 그것들을 출력하는 단계를 포함한다. 시프트는 소정의 대응 기준에 따라 수행한다.
대응 기준은 임의로 수정이 가능하도록 정렬될 수도 있다. 또한, 대응 기준은 엔터테인먼트 장치로부터 송신된 제어 신호들에 따라 수정이 가능하도록 정렬될 수도 있다.
더욱이, 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 검출 요소들의 각각으로부터 출력되는 아날로그 신호의 출력 레벨 중에서, 신호-출력 변조 방법은 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨이 최대 레벨이 되는 것을 인식하고 그에 따라 처리되도록 정렬될 수도 있다. 게다가, 신호-출력 변조 방법은 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨이 최소 레벨이 되는 것을 인식하고 그에 따라 처리되도록 정렬될 수도 있다.
위에서 정리된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 아날로그식의 조작들은 누름-조작의 조작 요소들에 의해 실행될 수도 있다. 덧붙여, 검출 요소들의 개개의 특성들의 변동들 및 개개의 검출 요소들에 인가된 전압들의 변동들에 의한 영향없이 균등-분할 처리된 결과로서 얻은 분할된 레벨들에 따라 디지털 신호들이 출력될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 실시형태가 설명될 것이다.
본 실시형태의 조작 장치는 엔터테인먼트 장치들 중의 하나인 텔레비전(TV) 게임기에 접속된다. 조작 장치는 TV 수신기의 디스플레이 스크린(display screen) 상에 디스플레이된 캐릭터가 디지털식이 되고 아날로그식으로 제어되는 것을 허용한다.
도 1은 본 실시형태의 조작 장치(200)가 사용된 TV 게임기의 평면도이다. 그 안에 보이는 바와 같이, TV 게임기는 디스플레이로 사용된 TV 수신기에 접속된 게임기 메인 유닛(100; main unit)과 게임기 메인 유닛(100)에 접속된 조작 장치(200)를 포함한다.
게임기 메인 유닛(100)은 디스크-드라이빙 섹션(101; disk-driving section) 및 영상-처리 유닛 등과 같은 부속 부재들을 수용한다.. 디스크-드라이빙 섹션(101)은 게임 프로그램이 기록된 광학 디스크의 내용들을 읽는 작업을 하고, 영상-처리 유닛은 TV 수신기에 배경 영상들과 함께 캐릭터를 디스플레이한다. 덧붙여, 게임기 메인 유닛(100)은 실행되는 동안 게임의 리셋(reset)을 조작하는 리셋 스위치(102), 전원 스위치(103) 및 디스크-드라이빙 섹션(101)의 디스크-마운팅(mounting) 섹션을 열거나 닫기 위하여 커버(104)를 조작하는데 사용되는 커버-오프닝(cover-opening)-조작 버튼(105)을 포함한다.
조작 장치(200)는 조작-장치 메인 유닛(201)으로부터 확장되는 접속 코드(202)를 통해 게임기 메인 유닛(100)에 접속된다. 커넥터(203; connector)는 접속 코드(202)의 끝에 고정된다. 게임기 메인 유닛(100)의 주변 측면에 제공된 잭(106; jack)과 접속 코드(202)가 접속됨으로써, 조작 장치(200)는 게임기 메인 유닛(100)에 접속된다.
도 2는 조작 장치(200)의 외형을 보여주는 평면도이다. 제 1 및 제 2 조작 섹션들(210 및 220)은 조작 장치(200)의 조작-장치 메인 유닛(201)의 윗면에 제공된다. 제 3 및 제 4 조작 섹션들(230 및 240)은 조작-장치 메인 유닛(201)의 주변의 측면들에 제공된다.
제 1 조작 섹션(210)은 누름-조작을 가능하게 하는 십자형 조작 부재(211)를 갖는다. 조작 부재(211)의 중심으로부터, 네 방향으로 개별적으로 확장되는 조작 키들(211a; operation key)은 조작 요소들을 형성한다. 제 1 조작 섹션(210)은 TV수신기에 디스플레이된 캐릭터를 움직이는데 사용된다. 제 1 조작 섹션(210)은 조작 부재(211)의 개개의 조작 키들(211a)에 수행된 누름-조작들에 따라 캐릭터를 수직과 수평으로 움직이는 기능을 한다.
제 2 조작 섹션(220)은 누름-조작을 가능하게 하는 네 개의 다각형 조작 버튼들(221; 조작 요소들)을 갖는다. 식별 마크(identification mark)들, 예를 들면, ""(원), ""(사각형), ""(삼각형) 및 "X"(십자형)는 조작 버튼들(221)이 쉽게 확인될 수 있도록 조작 버튼들(221)의 헤드(head) 부분에 각각 표시되어 있다. 제 2 조작 섹션(220)은 광학 디스크 상에 기록된 게임 프로그램에 따라 기능들을 할당한다. 예를 들면, 조작 버튼들(221)은 각각 캐릭터의 왼쪽 팔, 오른쪽 팔, 왼쪽 다리 및 오른쪽 다리를 움직이는 기능들에 대응한다.
제 3 및 제 4 조작 섹션들(230 및 240)은 실질적으로 서로 식별되는 구조들을 가지며, 각각 두 개의 조작 버튼들(231 및 241; 조작 요소들)을 갖는다. 개개의 조작 버튼들(231 및 241)은 수직으로 정렬되며(도면에 보이는 바와 같이), 누름-조작이 가능하다. 제 3 및 제 4 조작 섹션들(230 및 240)은 광학 디스크 상에 기록된 게임 프로그램에 따라 기능들이 할당되어 있다; 예를 들면, 그것들의 각각은 게임의 특별한 모션(motion)들을 추가하는 기능이 할당되어 있다.
덧붙여, 도 2에 보이는 바와 같이, 조작-장치 메인 유닛(201)은 아날로그식 조작들을 수행하기 위해 조작되는 조이스틱-등가 조작 부재들(251)을 갖는다. 조이스틱-등가 조작 부재들(251)은 전술된 제 1 및 제 2 조작 섹션들(210 및 220)로부터 제어가 스위치(switch)될 때 효과적이다. 스위칭(switching)은 조작-장치 메인 유닛(201)에 제공된 아날로그-선택 스위치(252)를 이용하여 수행된다. 조이스틱-등가 조작 부재들(251)이 선택될 때, 조작-장치 메인 유닛(201)의 디스플레이 섹션(253)은 조이스틱-등가 조작 부재들(251)의 선택을 지시하기 위해 불이 켜진다.
덧붙여, 조작-장치 메인 유닛(201)은 시작 스위치(254) 및 선택 스위치(255)등과 같은 부속 부재들을 갖는다. 시작 스위치(254)는 게임을 시작하는 지시를 하도록 조작 된다. 선택 스위치(255)는 게임이 시작될 때, 게임의 난이도 레벨들 중의 하나를 선택하도록 조작된다.
도 3a 내지 3c는 각각 제 2 조작 섹션(220)의 구성들을 예시한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 제 2 조작 섹션(220)은 조작 버튼들(221)을 갖는다. 각각의 조작 버튼들(221)로, 탄성 물질(222), 전도성 물질(50) 및 레지스터(40)가 제공된다. 레지스터(40) 및 전도 부재(50)는 조작 버튼(221)에 수행된 누름-조작들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력하는 검출 요소를 함께 형성한다.
전도성 물질(50)은, 예를 들면, 전도성 러버(rubber) 물질 및 탄성 러버 물질이다. 그것은 중심의 정점에 산 모양의 형태로 형성된다. 전도성 물질(50)은, 예를 들면, 탄성 물질(222) 상에 형성된 탄성 섹션(222a)의 내부의 실링 포션(ceiling portion)에 부착된다.
레지스터(40)는, 예를 들면, 전도성 물질(50)을 마주보도록 내부 기판(204) 상에 정렬된다. 따라서 레지스터(40)는 조작 버튼(221)에 수행된 누름-조작에 따라 전도성 물질(50)과 접촉하도록 형성된다. 도 3b 및 3c에 보이는 바와 같이, 전도성 물질(50)은 조작 버튼(221)의 압력(즉, 레지스터(40)와의 접촉 압력)에 의해 변형된다. 이에 따라, 레지스터와 접촉되는 영역은 변한다. 구체적으로, 조작 버튼(221) 상에 낮은 압력이 가해질 때, 산 모양의 전도성 물질(50)은 레지스터(40)와 접촉하는 정점 부분의 주위에만 변형된다. 그러나, 조작 버튼(221)의 압력이 증가함에 따라, 전도성 물질(50)은 정점 부분에서 변형되기 시작하여 점차 레지스터(40)와 접촉되는 영역이 증가한다.
도 4는 레지스터(40)가 삽입된 전원선(13)을 보여준다.
고정 레지스터(41) 및 가변 레지스터(41)는 전원선(13)에 직렬로 삽입되고, 이에 따라 전극들(40a 및 40b) 사이에 전압이 인가된다. 가변 레지스터(42)의 부분은 도 3의 레지스터(40) 및 전도성 물질(50)의 조합으로 형성되며, 그 부분에서의 저항값은 전도성 물질(50)의 접촉 영역에 의해 변한다. 구체적으로, 레지스터(40)에 접촉하도록 힘을 받는 전도성 물질(50)은 접촉 영역의 레지스터(40) 대신에 전도성 물질(50)로 전류를 흐르도록 하는 브릿지(bridge) 기능을 하고, 이에 따라 접촉 부분(가변 레지스터(42))의 저항값이 감소된다. 이러한 방식으로, 전체 디바이스(device)는 가변 레지스터임을 알 수 있다. 도 2는 도 3의 가변 레지스터를 형성하는 전도성 부재(50) 및 레지스터(40) 사이의 접촉 부분만을 보이고 있으며, 도 3의 고정 레지스터(41)는 도 2에서 생략되어 있음에 주의한다.
본 실시형태에서, 가변 저항(42)의 부분은 전원선(13)의 접지면에 접속된다.덧붙여, 고정 레지스터(41) 및 가변 레지스터(42)의 사이, 즉, 레지스터(40)의 중간점 가까이에 출력 단자(40c)가 제공되고, 따라서 가변 저항의 양에 의해 인가된 전압(Vcc)에서 내려가는 전압은 사용자에 의해 제어 버튼(221)에 압력을 가함에 대응하는 아날로그 신호로서 도출된다. 이 구성은 조작 버튼(221)의 압력들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력 단자(40c)가 생성하게 한다. 따라서, 조작 버튼(221)에서의 압력의 증가는 가변 레지스터(42)의 저항값을 감소시키고, 이에 따라 출력 단자(40c)로부터 출력된 개개의 아날로그 신호들의 전압 레벨들이 내려간다.
도 5는 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 특성들을 보여 준다.
첫번째로, 전원이 켜지면, 전압이 레지스터(40)에 인가된다. 따라서, 이 순간에, 비록 조작 버튼(221)이 눌려지지 않아도, 레지스터(40)는 전압의 특정한 아날로그 신호(Vmax)를 출력한다(도 5에서 문자 "a"로 표현된 눌려진 위치). 그 다음에, 조작 버튼(221)이 눌려진다. 그러나, 전도성 물질(50)이 레지스터에 접촉되도록 힘이 가해질 때까지, 가변 레지스터(42)의 저항값에 변동이 없다. 따라서, 아날로그 신호의 출력 전압은 변하지 않는다; 즉, 여전히 Vmax로 유지된다.
조작 버튼(221)은 전도성 물질(50)이 레지스터(40)에 접촉되기 위해 힘이 가해지도록 점점 눌려진다(도 5에서 문자 "b"로 표현된 눌려진 위치). 그 후, 레지스터(40)에 접촉하는, 전도성 물질(50)의 영역의 증가에 따라 레지스터(40)의 가변레지스터(42) 부분의 저항은 반대로 감소한다. 이는 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)의 레벨들이 내려가게 한다. 전도성 물질(50)이 최대로 변형되면, 아날로그 신호(전압)의 레벨은 Vmin으로 표현되는 최소 레벨로 내려간다(도 5에서 문자 "c"로 표현된 눌려진 위치).
도 6은 본 실시형태에 따른 조작 장치의 주요 부분들을 보여주는 모식도이다.
마이크로프로세서 유닛(14; MPU; microprocessor unit)은 조작 장치(200)의 내부 기판 상에 장착된다. MPU(14)는 조작 장치(200)의 제어를 대표한다. MPU(14)는 레벨 분할기(15), 아날로그-디지털 컨버터(16; A-D 컨버터), 레벨 보정기(17) 및 스위칭 유닛(18)을 갖는다. 본 실시형태에서, 아날로그 신호(전압)는 출력 단자(40c)로부터 출력되고 이때 레벨 분할기(15)로 입력된다; 아날로그 신호의 출력 레벨들의 범위는 복수개의 출력 레벨들로 분할된다; 덧붙여, 레지스터(40)로부터 출력된 아날로그 신호는 분할된 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 변환된다.
레벨 분할기(15)는 입력된 아날로그 신호의 출력-레벨 범위를 임의의 수의 레벨들로 균등하게 분할하는 기능을 갖는다. 출력-레벨 범위 및 분할되는 신호의 레벨들의 분할된 수는 임의로 결정된다. 예를 들면, 레벨 분할기(15)는 0 내지 2.5V의 전압-레벨 범위를 256 레벨들로 균등하게 분할하고, 이에 따라 개개의 분할된 레벨들에 대응하는 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호(전압)를 출력한다.
A-D 컨버터(16)는 레벨-분할 처리의 결과로서 레벨 분할기(15)에 의해 생성된, 개개의 출력 레벨들에 적합한 디지털 신호들을 할당하여 디지털 신호들을 출력한다. 즉, 균등-분할 처리의 결과로서 레벨 분할기(15)에 의해 생성된, 개개의 분할된 출력 레벨들에 대응하여, A-D 컨버터(16)는 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호들로 변환하고, 그것들을 출력한다.
A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호들은 이때 조작 장치(200)의 내부 기판에 제공된 인터페이스(19)를 통해 게임기 메인 유닛(100)으로 송신된다. 이러한 디지털 신호들은 게임 캐릭터 등의 조작을 실행한다.
위에서 설명된 바와 같이, 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨의 변동은 조작 버튼(221)으로부터 수신된 압력의 변동에 대응한다. 따라서, A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호는 또한 사용자에 의해 조작된 조작 버튼(221)의 압력에 대응한다. 그러므로, 1 또는 0으로 각각 표현되는 온(ON) 또는 오프(OFF)의 단순한 디지털 신호들에 따라 제어되는 것과 비교하여, 사용자에 의해 수행된 누름-조작들에 각각 대응하는 디지털 신호들에 따른 게임 캐릭터의 제어는 게임 캐릭터 등의 아날로그식 모션이 부드럽게 실행되게 한다.
게다가, 본 실시형태에서, A-D 컨버터(16)는 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호들에 대응하는 온/오프 신호들(즉, 1 또는 0)을 출력하는 디지털 신호 출력 수단의 기능을 동시에 하도록 설계된다. 위에서 언급된 신호의 형태를 고려하여, 스위칭 유닛(18)에 수행된 스위칭 조작에 따라, 즉, 아날로그 신호 변환 디지털 신호 및 단순한 온/오프의 디지털 신호들의 두 종류의 신호들 중 하나가 선택적으로 출력된다.
스위칭 유닛(18)은 광학 디스크에 기록된 게임 프로그램에 따라 게임기 메인 유닛(100)으로부터 송신된 제어 신호들에 의해 제어된다. 구체적으로, 게임 프로그램의 내용들에 의해, 게임기 메인 유닛(100)으로부터 송신된 제어 신호는 A-D 컨버터(16)가 아날로그 신호 변환 디지털 신호 출력 수단 또는 단순한 온/오프 디지털 신호 출력 수단으로서 기능을 하게 한다. 따라서, 제어 신호에 따라, 스위칭 유닛(18)은 기능을 선택적으로 스위칭한다.
스위칭 유닛(18)에 의해 선택된 기능에 따라, A-D 컨버터(16)는 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호를 아날로그 신호 변환 디지털 신호 및 단순한 온/오프 디지털 신호 중 하나로 변환하고, 선택된 디지털 신호를 출력한다. 아날로그 신호 변환 디지털 신호 출력 수단의 기능이 선택될 때, A-D 컨버터(16)는 균등-분할 처리의 결과로서 레벨 분할기(15)에 의해 생성된 개개의 출력 레벨들을 대응하는 디지털 신호들로 변환하고, 게임기 메인 유닛(100)으로 디지털 신호들을 출력한다.
단순한 온/오프 디지털 신호 출력 수단의 기능이 선택될 때, 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 변동에 의해, A-D 컨버터(16)는 이진법화된 디지털 신호들, 즉, 1 또는 0 중의 하나를 게임기 메인 유닛(100)으로 출력한다. 구체적으로, A-D 컨버터(16)는 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호가 최소치(Vmin)가 되는 것을 인식하는 경우, 조작 버튼이 눌려지지 않았다고 판단하여, 0으로 표현되는 디지털 신호를 출력한다. 그러나, A-D 컨버터(16)는 레지스터(40)의 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호가 최소치(Vmin)가 아님을 인식하는 경우, 조작 버튼이 눌려졌다고 판단하여, 1로 표현되는 디지털 신호를 출력한다.
스위칭 유닛(18)은 사용자에 의해 수동으로 조작이 되도록 정렬될 수도 있다. 예를 들어, 스위칭 유닛(18)을 조작하는 기능이 조작 장치(200)에 제공된 아날로그-선택 스위치(252)로 할당되도록 정렬될 수도 있고, 스위칭 유닛(18)은 아날로그-선택 스위치(252)에 수행된 수동의 조작에 의해 조작이 되고, 이에 따라 A-D 컨버터(16)의 기능이 스위치된다.
위의 설명과 같이, 레벨 분할기(15)는 소정 범위 내에서 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력-레벨 범위를 균등하게 분할한다. 그러나, 소정의 범위 및 출력 단자(40c)로부터 출력된 현재의 아날로그 신호의 출력-레벨의 사이에 편차가 발생하는 경우도 있을 수 있다. 이 경우에, 레벨 분할기(15)는 조작 버튼(221)의 조작되는 조건들에 대응하는 디지털 신호들을 출력하는 것이 가능하지 않을 수도 있다.
덧붙여, 레지스터(40) 및 전도성 물질(50) 등과 같은 물질들은 개개의 특성들로 변하고, 또한, 전원 전압도 변할 수 있다. 따라서, 조작 장치(200)에 의해, 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호들의 출력 범위의 변동이 발생할 수 있고, 따라서, A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호의 변동이 발생할 수 있다. 이 문제들을 해결하기 위해, 본 실시형태의 조작 장치(200)는 레벨-보정기(17)를 갖는다. 소정의 대응 기준을 이용하여, 레벨 보정기(17)는 디지털 신호들의 레벨을 시프트하고 그 신호들을 출력한다.
도 7은 레벨 보정기(17)의 기능을 설명하는데 시용되는 그래프이다.
레벨 분할기(15)가 임의로 설정된 0 내지 전압(Vmax)의 범위를 256 단계들로 균등하게 분할한다. 이 경우, 개개의 분할된 레벨들에 대응하는 디지털 신호들이 출력된다. 그러나, 도 7에 보이는 바와 같이, 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위는 레벨 분할기(15)에서 설정된 분할된 레벨 범위로부터 0 내지 Vmin의 편차를 갖는 Vmin내지 Vmax이다. 따라서, 0 내지 Vmin에 대응하는 레벨 범위의 디지털 신호들은 항상 출력되지 않는다. 이 문제를 해결하기 위해, 위에서 언급된 바와 같이, 레벨 보정기(17)는 대응 기준으로 설정된다. Vmin내지 Vmax범위의 A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호들이 A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호들의 레벨들로 시프트 되도록 대응 기준이 이용된다.
다음은 대응 기준의 실시예의 기능적인 조건들을 나열하고 있다:
(1) Vmin에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 0V에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨로 시프트 된다;
(2) Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 시프트 되지 않고 출력된다; 그리고
(3) Vmin내지 Vmax의 범위에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨 범위는 0V에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨의 범위 내에서 Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨로 균등하게 시프트 된다.
위에서 설명된 대응 기준에 따라, A-D 컨버터(16)로부터 출력된 디지털 신호의 출력 레벨들은 시프트 된다. 시프트는 레벨 분할기(15) 내에서 설정된 출력-레벨에 실제로 대응하는 디지털 신호들의 출력을 가능하게 한다.
레벨 보정기(17)에 설정된 대응 기준은 임의로 수정될 수 있다. 수정된 대응 기준은 위에서 설명된 대응 기준이 "제 1 레벨 시프트"로 호칭되도록 가정할 수도 있고, 다른 레벨 시프트들은 아래에 나열된 기능적인 조건들을 갖는 "제 2 레벨 시프트들" 및 "제 3 레벨 시프트들"로 호칭되고, 레벨 시프트들 중의 하나가 자유롭게 선택된다.
(제 2 레벨 시프트)
(1) Va에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 0V에 대응하는 디지털 신호 레벨로 시프트 된다;
(2) Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 시프트 되지 않고 출력된다; 그리고
(3) Va내지 Vmax의 범위에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨 범위는 0V에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨의 범위 내에서 Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨로 균등하게 시프트 된다.
(제 3 레벨 시프트)
(1) Vb에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 0V에 대응하는 디지털 신호 레벨로 시프트 된다;
(2) Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨은 시프트 되지 않고 출력된다; 그리고
(3) Vb내지 Vmax의 범위에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨 범위는 0V에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨의 범위 내에서 Vmax에 대응하는 디지털 신호 출력 레벨로 균등하게 시프트 된다.
제 2 및 제 3 시프트들 중의 하나의 대응 기준이 선택될 때, 조작 버튼(221)에 가해진 압력이 최대치(Pmax)에 도달하는 상태의 Pa또는 Pb에서 Vmax에 대응하는 출력 레벨들의 디지털 신호들이 출력된다. 이는 조작 버튼(221)에 수행된 소프트-터치(soft touch) 프레스 조작에 따라 최대 레벨의 디지털 신호들이 출력됨을 뜻한다. 따라서, 디지털 신호들의 출력 레벨의 정렬에 따라, 조작 버튼들(221)에 가해진 압력에 의해 출력은 수정 가능하고, 게임 어플리케이션(application)들의 형태 등에 대응하는 조작되는 특성들이 얻어질 수 있다. 설명된 레벨 시프트들 중의 스위칭은 예를 들면, 광학 디스크에 기록된 게임 프로그램에 따라 게임기 메인 유닛(100)으로부터 송신된 제어 신호들에 따라 제어되는 것이 가능하다.
도 8은 레벨 분할기(15)의 다른 기능들을 설명하는데 사용되는 그래프이다.
본 실시형태에서, 레벨 분할기(15)는 출력 레벨들을 수집하는 수집 기능을갖는다. 조작 버튼들(221)에 수행된 프레스 조작에 따라 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 사이에서, 레벨 분할기(15)의 수집 기능은 Vmax주위의 레벨들의 범위 α에 포함된 출력 레벨들이 Vmax에 대응하는 출력 레벨들이 되는 것을 인식하고, 이에 따라 출력 레벨들을 처리한다. 구체적으로, 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 레벨들이 범위 α에 포함될 때, 수집 기능은 범위 α에 포함될 때, Vmax가 되는 모든 레벨들을 오류없이 인식하고, 대응되는 분할된 레벨들의 신호들을 A-D 컨버터(16)로 출력한다.
덧붙여, 레벨 분할기(15)는 출력 레벨들을 수집하는 수집 기능을 갖는다. 조작 버튼들(221)에 수행된 프레스 조작에 따라 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 사이에서, 레벨 분할기(15)의 수집 기능은 0V 근처의 레벨들의 범위 β에 포함된 출력 레벨들이 0V에 대응하는 출력 레벨들이 되는 것을 인식하고, 이에 따라 출력 레벨들을 처리한다. 구체적으로, 출력 단자(40c)로부터 출력된 아날로그 신호의 레벨들이 범위 β에 포함될 때, 수집 기능은 Vmax가 되는 모든 레벨들을 오류없이 인식하고, 대응되는 분할된 레벨들의 신호들을 A-D 컨버터(16)로 출력한다. 레벨 분할기(15)의 설명된 수집 기능들은 레지스터(40)의 개개의 특성들의 변동 및 전원선(13)에 인가된 전압의 변동에도 불구하고, A-D 컨버터(16)로 출력되는, 아날로그 신호의 최대 출력 레벨 및 최소 출력 레벨이 일정하게 되도록 한다.
본 발명은 설명된 실시형태에 국한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 응용은 도 2에 보여진, TV 게임기에 대한 조작 장치(200)에 제한되지 않는다. 이 발명은 디지털 조작 및 아날로그 조작이 가능하도록 기능적으로 향상될 수 있는 다른 다양한 조작 장치들에 응용되는 과정일 수도 있다.
덧붙여, 위의 실시형태는 단지 조작 버튼(221) 및 거기에 관련된 구성에 따라 설명된다. 그러나, 또한 유사한 구성들이 조작 장치(200)의 다른 조작 섹션 내의 부속 부재들에 대해 사용될 수 있다(제 1 조작 섹션(210)의 다른 조작 버튼들 및 조작 요소들(221a; 키들), 제 3 조작 섹션(230)의 조작 버튼들(231) 및 제 4 조작 버튼들(240)의 조작 버튼들(241) 등).
더욱이, 당연히, 레벨 보정기(17) 내에서 설정된 대응 기준은 위에서 설명된 레벨 시프트들(1 내지 3)의 구성에 국한되지 않고, 자유롭게 결정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 아날로그식의 조작들은 누름-조작의 조작 요소들에 의해 실행될 수도 있다. 덧붙여, 검출 요소들의 개개의 특성들의 변동들 및 개개의 검출 요소들에 인가된 전압들의 변동들에 의한 영향없이 균등-분할 처리된 결과로서 얻은 분할된 레벨들에 따라 디지털 신호들이 출력될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 누름-조작의 조작 요소들;
    상기 조작 요소들 상에서 수행되는 누름-조작들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력하는 검출 요소들;
    상기 조작 요소들 각각에서 수행되는 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력-레벨 범위를 분할하는 레벨-분할 수단;
    상기 아날로그 신호를 상기 레벨-분할 수단에 의한 분할 처리의 결과로서 생성된 개개의 분할된 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 변환하는 아날로그-디지털 변환 수단(A-D 변환 수단); 및
    상기 A-D 변환 수단으로부터 출력된 상기 디지털 신호들의 레벨의 시프트(shift)를 수행하고 그들을 출력하며, 상기 시프트는 대응 기준에 따라 수행되는 레벨-보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 레벨-보정 수단은 상기 대응 기준을 임의로 수정하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 레벨-보정 수단은 상기 대응 기준을 엔터테인먼트 장치로부터 송신된 제어 신호들에 따라 수정하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 상기 레벨-분할 수단은 최대 레벨이 되는 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨을 인식하고, 그것을 처리하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작 요소들 각각에 수행된 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 상기 레벨-분할 수단은 최소 레벨이 되는 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨을 인식하고, 그것을 처리하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
  6. 조작 요소들 상에 수행된 누름-조작들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력하는 검출 요소들을 포함하는 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법에 있어서,
    상기 조작 요소들 각각에 수행된 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨 범위를 분할하는 단계;
    아날로그 신호를 레벨-분할 수단에 의한 분할 처리의 결과로 생성된 개개의 분할된 출력 레벨들에 대응하는 디지털 신호들로 변환하는 단계; 및
    아날로그-디지털 변환 수단(A-D 변환 수단)으로부터 출력된 상기 디지털 신호들의 레벨의 시프트(shift)를 수행하고 그들을 출력하며, 상기 시프트는 소정의 대응 기준에 따라 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 A-D 변환 수단으로부터 출력된 디지털 신호들의 레벨들의 시프트를 수행하는데 사용되는 상기 대응 기준은 임의로 수정될 수 있음을 특징으로 하는 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 A-D 변환 수단으로부터 출력된 디지털 신호들의 레벨들의 시프트를 수행하는데 사용되는 상기 대응 기준은 엔터테인먼트 장치로부터 송신된 제어 신호들에 따라 수정될 수 있음을 특징으로 하는 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨은 최대 레벨이 되는 것을 인식하고 그에 따라 처리되는 것을 특징으로 하는 조작 장치에 대한 신호-출력 변조 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작 요소들의 각각에 수행된 누름-조작에 따라 상기 검출 요소들의 각각으로부터 출력된 아날로그 신호의 출력 레벨들 중에서, 소정의 레벨 범위 내에 포함된 출력 레벨은 최소 레벨이 되는 것을 인식하고 그에 따라 처리되는 것을 특징으로 하는 조작 장치에 대한 신호 출력 변조 방법.
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