KR20230096849A - 조작 장치 및 조작 시스템 - Google Patents

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KR20230096849A
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KR1020220166085A
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타카히로 코카와지
미유키 하야시
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신토고교 가부시키가이샤
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Abstract

피조작 대상에 대하여 보다 다양한 조작을 행할 수 있는 기술을 실현한다. 조작 장치는 적어도 하나의 6축 역각 센서 및 버튼을 구비하고, 6축 역각 센서는 본체의 제1 메인면과 교차하는 제1 축에 관한 제1 축 방향의 힘 및 제1 축 둘레의 모멘트, 본체의 제1 메인면을 따른 제2 축에 관한 제2 축 방향의 힘 및 제2 축 둘레의 모멘트, 및 본체의 제1 메인면을 따라 제2 축과 교차하는 제3 축에 관한 제3 축 방향의 힘 및 제3 축 둘레의 모멘트를 검출할 수 있으며, 버튼은, 제1 축 방향의 힘, 제2 축 둘레의 모멘트 및 제3 축 둘레의 모멘트를 적어도 검출할 수 있으며, 본체의 제1 메인면에 구비되어 있다.

Description

조작 장치 및 조작 시스템{OPERATION DEVICE AND OPERATION SYSTEM}
본 발명은 조작 장치 및 조작 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 1에는 조작자에 의해 가해진 힘의 방향 및 강도를 각각 검출하는 다축 힘 센서 및 임의의 방향으로 조작을 행할 수 있는 조작부로 구성되는 입력 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 1의 입력 장치에서는 조작부와 다축 힘 센서를 접속하는 스파이럴 스프링을 마련함으로써 조작감을 향상시킨다.
일본 공개 특허 제2012-252378호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 입력 장치는, 만곡되어 있는 조작부를 게임기 본체면에 대해서, 좌우(X축) 방향, 전후(Y축) 방향, 상하(Z축) 방향의 총 3축 방향으로 조작 가능하게 구성되며, 조작자에 의해 가해진 3축(X축·Y축·Z축)의 병진력의 방향 및 강도를 다축 힘 센서에 의해 검출하는 것이다.
이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 입력 장치는, 다축 힘 센서에 의해 검출할 수 있는 힘의 방향이 병진하는 3축의 방향에 한정되어, 피조작 대상에 대한 조작의 다양성의 면에서 충분하다고는 할 수 없었다.
본 발명의 일 양태는 피조작 대상에 대해서 보다 다양한 조작을 행할 수 있는 조작 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 따른 조작 장치는, 적어도 하나의 6축 역각 센서 및 버튼을 구비하며, 6축 역각 센서는 본체의 제1 메인면과 교차하는 제1 축에 관한 제1 축 방향의 힘 및 제1 축 둘레의 모멘트, 본체의 제1 메인면을 따른 제2 축에 관한 제2 축 방향의 힘 및 제2 축 둘레의 모멘트, 및 본체의 제1 메인면을 따라 제2 축과 교차하는 제3 축에 관한 제3 축 방향의 힘 및 제3 축 둘레의 모멘트를 적어도 검출할 수 있으며, 버튼은 제1 축 방향의 힘, 제2 축 둘레의 모멘트 및 제3 축 둘레의 모멘트를 적어도 검출 가능하며, 본체의 제1 메인면에 구비되어 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 피조작 대상에 대해서 보다 다양한 조작을 행할 수 있는 기술을 실현할 수 있다.
도 1은 피조작 대상의 일례를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에 의한 조작 장치의 외관을 나타내는 개략도이다.
도 3은 조작 장치가 구비하는 버튼과 변형체가 연결된 구조체를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 버튼의 움직임을 설명하는 도면이며, 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 5는 조작 장치가 구비하는 레버와 변형체가 연결된 구조체를 나타내는 측면도 및 하면도이다.
도 6은 레버의 움직임을 설명하는 하면도이다.
도 7은 레버의 변형예 및 그 움직임을 설명하는 사시도이다.
도 8은 본 실시 형태에 의한 조작 장치나 피조작 대상 등의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 실시 형태에 의한 동작 제어 처리의 처리 순서의 일례를 설명하는 플로우 차트이다.
도 10은 조작 시스템의 변형예를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 조작 장치(1)에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1은 피조작 대상(2)의 일례를 설명하는 도면이며, 피조작 대상(2)의 외관을 나타내는 개략도이다. 도 2는 본 실시 형태에 의한 조작 장치(1)의 외관을 나타내는 개략도이며, 도 2의 (A)는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 조작 장치(1)를 버튼(12a) 쪽에서 바라본 외관을 나타내며, 도 2의 (B)는 조작 장치(1)를 버튼(12b) 쪽에서 바라본 외관을 나타낸다. 도 2의 (C)는 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 조작 장치(1')의 외관을 나타낸다.
피조작 대상(2)은, 예를 들면, 종래 공지의 휴대형 게임 장치, 텔레비젼 게임 장치 등의 게임기로서 이용 가능한 퍼스널 컴퓨터, 태블릿형 퍼스널 컴퓨터, 스마트 폰 등의 디바이스나 멀티콥터 등일 수 있다.
피조작 대상(2)이 구비하는 표시 화면(2D)에는, 예를 들면 캐릭터(31)와 같은 조작 장치(1, 1')에 의해 동작이 제어되는 동작 제어 대상이 묘사된다. 또한, 표시 화면(2D)에는 캐릭터(31)와 연동하여 움직이는 파워 게이지(32)와 같은 동작 제어 대상 보조부가 표시될 수 있다.
조작 장치(1)는 유저가 임의의 피조작 대상(2)을 조작하기 위한 조작 수단이다. 도 2의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 조작 장치(1)는, 본체(11)의 제1 메인면(11S1)에 2개의 버튼(12a, 12b)과, 본체(11)의 측면(11S3)에 2개의 레버(13a, 13b)를 구비한다. 조작 장치(1)의 본체(11) 내부에는 2개의 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)가 구비되어 있다. 한편, 본체(11)의 다른 쪽의 메인면을 제2 메인면(11S2)으로 한다.
버튼(12a) 및 레버(13a)는 2개의 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)의 일방에, 버튼(12b) 및 레버(13b)는 2개의 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)의 타방에 각각 하나씩 연결된다.
조작 장치(1)는 버튼(12a) 및 레버(13a)가 받은 힘 또는 모멘트의 방향 및 크기를 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)에 의해 검출하고, 검출값에 따른 신호를, 예를 들면 아날로그 디지털(AD) 변환 등에 의해 출력한다.
마찬가지로, 조작 장치(1)는 버튼(12b) 및 레버(13b)가 받은 힘 또는 모멘트의 방향 및 크기를 6축 역각 센서(도 3중의 6축 역각 센서 14를 참조)에 의해 검출하고, 검출값에 따른 신호를, 예를 들면 AD 변환 등에 의해 출력한다.
한편, 이하의 설명에서, 조작 장치(1)에 포함되는 2개의 6축 역각 센서를, 6축 역각 센서(14a, 14b)로 구별하여 부를 수 있으며, 구별하지 않고 간단히 6축 역각 센서(14)라고 부를 수도 있다. 버튼(12a, 12b) 및 레버(13a, 13b)에 대해서도 마찬가지이며, 버튼(12a, 12b)을 간단히 버튼(12)으로, 레버(13a, 13b)를 간단히 레버(13)로 부를 수도 있다.
도 2의 (C)에 나타낸 바와 같이, 조작 장치(1')는 본체(11')의 제1 메인면(11'S1)에 하나의 버튼(12)과, 본체(11')의 측면(11'S3)에 하나의 레버(13)를 구비한다. 조작 장치(1')의 본체(11') 내부에는 하나의 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)가 구비되어 있다. 버튼(12) 및 레버(13)는 6축 역각 센서(도 3의 6축 역각 센서(14)를 참조)에 연결된다. 한편, 본체(11')의 다른 쪽의 메인면을 제2 메인면(11'S2)으로 한다.
이하, 조작 장치(1, 1')가 구비하는 각 부의 구성에 대해 설명한다. 도 3은 조작 장치(1, 1')가 구비하는 버튼(12)과 6축 역각 센서(14)가 구비하는 변형체(141)가 연결된 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
6축 역각 센서(14)는 변형체(141)를 구비한다. 변형체(141)는 두 개의 메인면이, 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 제1 메인면(11S1, 11'S1)과 평행하게 배치된다. 이 때문에, 6축 역각 센서(14)는 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 각 축 방향의 힘(FZ, FX, FY) 및 각 축 둘레의 모멘트(MZ, MX, MY)를 검출할 수 있다.
한편, 정확하게는, 6축 역각 센서(14)가 구비하는 변형체(141)가, 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 각 축 방향의 힘(F)(FZ, FX, FY) 및 각 축 둘레의 모멘트(MZ, MX, MY)를 검출할 수 있다. 각 축 방향의 힘(F)(FZ, FX, FY)을 간단히 힘(F)으로 부를 수 있으며, 각 축 둘레의 모멘트(MZ, MX, MY)를 간단히 모멘트(M)라고 부를 수 있다.
각 축에 대한 힘(F)은 도면 중의 화살표 방향을 정방향, 화살표의 역방향을 부방향으로 한다. 각 축 둘레의 모멘트(M)에 관해서는 도면에서 시계 방향의 화살표 방향을 정방향으로 하고, 도면에서 반시계 방향의 화살표 방향을 부방향으로 한다.
여기서 각 축이란, 제1 메인면(11S1, 11'S1)과 교차하는 Z축(제1 축), 제1 메인면(11S1, 11'S1)을 따른 X축(제2 축), 및 제1 메인면(11S1, 11'S1)을 따르면서 X축과 교차하는 Y축(제3 축)을 가리키는 것으로 한다.
변형체(141)는 스프링성을 가지는 재료에 의해 구성된 구조체이다. 변형체(141)의 구체적 구성은 본 실시 형태를 한정하는 것은 아니지만, 변형체(141)로서 예를 들면, Y자형 변형체를 사용할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, Y자형의 변형체(141)는, 코어부(142), 코어부(142)를 둘러싸는 프레임부(143) 및 코어부(142)와 프레임부(143)를 연결하는 아암부(144a~144c)(일부만 도시)를 구비한다.
아암부(144a~144c)(일부만 도시)에는, 도시 생략한 변형 게이지가 각각 실장된다. 프레임부(143)가 고정된 상태로 코어부(142)에 조작 장치(1, 1')의 바깥에서 가해지는 힘인 외력이 작용하면, 아암부(144a~144c)에 그 외력에 따른 변형이 생긴다. 도시 생략한 변형 게이지는 외력을 검지한다. 코어부(142)는 힘받이부, 프레임부(143)는 고정부라고 부를 수도 있다.
변형체(141)로서 Y자형 변형체 대신, 예를 들면, 크로스 빔형 변형체를 사용할 수 있다. 한편, Y자형 변형체는 크로스 빔형 변형체 등과 비교하여 아암부의 수가 적기 때문에, 아암부에 실장하기 위해서 사용하는 변형 게이지의 수가 적다는 이점을 갖는다.
변형체(141)의 재질로서는, 알루미늄 합금, 합금 공구강, 스텐레스 강, 세라믹 등 여러 가지의 재료를 적용하는 것이 일반적이지만, 이에 한정되지 않는다. 변형체(141)는, 예를 들면 수지제일 수 있다.
변형체(141)가 수지제임에 따라, 금속제인 경우와 비교하여 6축 역각 센서(14)를 염가로 제작하는 것이 가능해진다. 또한, 변형체(141)를 조작 장치(1, 1')에 내장화하여 조작 장치(1, 1')의 손잡이 부분 등과 일체형 구조로 함으로써 조작 장치(1, 1')의 경량화 및 소형화가 가능해진다. 따라서, 유저가 손잡이를 조작하는 조작 장치(1, 1')에 구비되어 있는 6축 역각 센서(14)로서 수지제의 변형체를 구비한 6축 역각 센서를 바람직하게 채용할 수 있다.
변형체(141)를 제조하기 위해서 사용되는 수지의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 임의의 수지를 이용하여 변형체(141)를 제조할 수 있다. 변형체(141)를 제조하기 위해서 사용되는 수지로서는, 예를 들면 폴리아미드계 수지 등을 들 수 있다. 폴리아미드계 수지를 이용하여 제조한 변형체는, 강성, 굽힘 강도 등이 우수하다는 이점을 갖는다.
버튼(12)의 구성에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 버튼(12)은 헤드부(121) 및 헤드부(121)보다 지름이 작은 네크부(122)를 갖는다. 버튼(12)은 적어도 Z축 방향의 힘(FZ), X축 둘레의 모멘트(MX) 및 Y축 둘레의 모멘트(MY)를 변형체(141)에 작용시킬 수 있도록 변형체(141)에 연결된다.
구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 조작 장치(1, 1')는 버튼(12)과 변형체(141)를 연결하는 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(16)를 더 구비하고, 버튼(12)은 변형체(141)에 일대일로 연결된다. 한편, 버튼(12)과 변형체(141)는 변형체(141)로부터 제1 플레이트(15), 제2 플레이트(16)의 순서로 배치된 2층의 플레이트를 통하여 연결된다.
또한, 제1 플레이트(15)와 제2 플레이트(16) 사이에는 두 쌍의 제1 스프링(제1 탄성 부재)(17a, 17b, 17c, 17d)(일부만 도시)가 마련되고, 버튼(12)과 제2 플레이트(16) 사이에는 하나의 제2 스프링(제2 탄성 부재)(18)이 마련되어 있다.
변형체(141)에 버튼(12)이 연결된 구조체(연결 구조체)를, 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 4는 버튼(12)의 움직임을 설명하는 도면이며, 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다. 도 4에 나타내는 상태(ST121)는 유저가 버튼(12)에 하중을 가하지 않았을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다.
도 4의 상태(ST121)의 도면에 나타낸 바와 같이, 연결 구조체에서 변형체(141)의 코어부(142)의 제1 메인면(141S1)에는 제1 플레이트(15)의 제2 메인면(15S2)이 연결된다. 한편, 본 명세서에서, 연결 구조체를 구성하는 각 부의 두 개의 메인면 중 Z축 정방향쪽의 메인면을 제1 메인면이라고 부르고, Z축 부방향쪽의 메인면을 제2 메인면이라고 부른다.
제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)의 중앙부에는 제2 플레이트(16)가 볼 조인트(19)에 의해 연결되고, 제2 플레이트(16)는 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)에 대하여 임의의 방향으로 틸팅 가능하게 되어 있다.
볼 조인트(19)는 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)의 중앙부에 마련된 볼부(191) 및 제2 플레이트(16)의 제2 메인면(16S2)의 중앙부에 마련된 볼 받이부(192)에 의해 구성된다.
제1 플레이트(15)와 제2 플레이트(16)를 연결하는 이음새는 구상의 볼 조인트(19)에 한정되지 않으며, 제2 플레이트(16)를 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)에 대해서 틸팅 가능하게 연결할 수 있는 임의의 이음새를 채용할 수 있다. 구상의 볼 조인트(19) 이외의 이음새로서는, 예를 들면, 구상의 롤러 기구일 수 있다.
제1 플레이트(15)와 제2 플레이트(16) 사이에는, 제2 플레이트(16)가 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)으로부터 서로 이간되는 방향으로 바이어스하도록 두 쌍의 제1 스프링(17a, 17b, 17c, 17d)이 마련되어 있다.
제1 스프링 17a와 17c가 쌍을 이루고, 제1 스프링 17b와 17d가 쌍을 이룬다. 도 4에서는, 두 쌍의 제1 스프링(17a, 17b, 17c, 17d) 중 한 쌍의 제1 스프링(17a, 17c)만이 도시된다. 두 쌍의 제1 스프링(17a, 17b, 17c, 17d)을 구별하지 않고, 간단히 제1 스프링(17)으로 부를 수 있다.
제1 스프링(17)은 한 쌍 이상 마련될 수 있으며, 그 수는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 제1 스프링(17)으로서 채용하는 스프링의 종류는, 제2 플레이트(16)가 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)으로부터 서로 이간되는 방향으로 바이어스하는 소기의 기능을 발현할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
제1 스프링(17)으로서 사용에 적절한 스프링의 예로는, 압축 코일 스프링(예를 들면, 원통형, 항아리형, 원뿔형 등)이나 판 스프링 등이 포함된다. 버튼(12)에 걸린 하중을 변형체(141)에 효율적으로 전달하는 관점에서, 원통형의 압축 코일 스프링인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제1 탄성 부재(17a, 17b, 17c, 17d)로서 스프링을 이용하는 예를 나타냈지만, 스프링 이외의 탄성체를 제1 탄성 부재(17a, 17b, 17c, 17d)로서 이용할 수 있다.
스프링 이외의 탄성체의 예에는 고무가 포함된다. 제2 플레이트(16)의 제1 메인면(16S1)의 중앙부에는, 버튼(12)이 제2 플레이트(16)의 제1 메인면(16S1)에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하게 나사(21)에 의해 연결된다.
버튼(12)과 제2 플레이트(16) 사이에는, 버튼(12)이 제2 플레이트(16)의 제1 메인면(16S1)으로부터 이간되는 방향으로 바이어스하도록 제2 스프링(18)이 마련되어 있다. 제2 스프링(18)으로서 채용할 수 있는 스프링의 종류는 제1 스프링(17)에 대해 설명했던 바와 같다.
제2 스프링(18)은 제1 스프링(17)보다 단단한(예를 들면, 영률이 큰) 것이 바람직하다. 이 이유는 이하와 같다. 스프링의 경도(예를 들면, 영률)가 제1 스프링(17)>제2 스프링(18)인 경우는 버튼(12)에 X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)가 걸리면, 제1 스프링(17)보다 먼저 제2 스프링(18)이 신축된다. 이 때문에, X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)의 검출값보다 힘(FZ)의 검출값이 검출되기 쉬워진다.
한편, 스프링의 경도(예를 들면, 영률)가 제2 스프링(18)>제1 스프링(17)인 경우는, 버튼(12)에 X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)가 걸리면, 제1 스프링(17)이 제2 스프링(18)보다 먼저 신축된다. 이 결과, FZ의 검출값이 검출 되기 어렵고, X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)의 검출값이 검출되기 쉽다.
스프링의 경도(예를 들면, 영률)는 공지의 방법에 따라 측정할 수 있다. 한편, 도 3 및 도 4에서는 하나의 연결 구조체만을 도시하였으나, 조작 장치(1)는 연결 구조체를 하나 더 구비하고, 도 3에 도시하지 않은 또 하나의 연결 구조체도 도 3 및 도 4에 나타내는 연결 구조체와 동일한 구조를 갖는다.
유저가 하중을 걸었을 때의 버튼(12)의 움직임을 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에 나타내는 상태(ST122)는 유저가 버튼(12)의 중앙부에 하방(도면 중의 화살표 방향)으로의 하중을 가했을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다.
상태(ST122)에 나타낸 바와 같이, 유저가 버튼(12)의 중앙부에 하방(도면 중의 화살표 방향)으로의 하중을 걸면, 버튼(12)은 제2 플레이트(16)의 제1 메인면(16S1)에 대해서 수직 방향으로 눌러 내려진다. 그 결과, 변형체(141)에 대해서 Z축 부방향을 향한 외력인 Z축 부방향의 힘(FZ-)이 작용하고, 6축 역각 센서(14)는 Z축 부방향의 힘(FZ-)을 검출한다.
유저가 버튼(12)에 하중을 거는 것을 멈추면, 눌러 내려진 버튼(12)은 압축된 제2 스프링(18)의 복원력에 의해 하중을 걸기 전의 위치(상태 ST121에 나타내는 위치)로 돌아간다.
버튼(12)에 걸린 하중의 크기에 따라 버튼(12)이 수직 방향으로 눌러 내려지는 정도가 바뀌고, 그 결과, 6축 역각 센서(14)가 검출하는 Z축 부방향의 힘(FZ-)의 검출값의 크기가 변화한다.
도 4에 나타내는 상태(ST123)는 유저가 버튼(12)의 좌측부에 하방(도면 중의 화살표 방향)으로의 하중을 걸었을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다. 한편, 이하의 설명에서, 버튼(12)의 전후 좌우는 버튼(12)의 헤드 부분(121)의 제1 메인면(12S1) 상의 위치를 나타낸다.
구체적으로는, 도 2에 나타내는 좌표축에서, 버튼(12)의 헤드 부분(121)의 제1 메인면(12S1)의 중심으로부터 보아 Y축의 부방향 쪽인 -Y쪽의 위치를 버튼(12)의 전방부, Y축의 정방향 쪽인 +Y쪽의 위치를 버튼(12)의 후방부라고 한다. 마찬가지로, X축의 정방향 쪽인 +X쪽의 위치를 버튼(12)의 좌측부, X축의 부방향 쪽인 -X쪽의 위치를 버튼(12)의 우측부라고 한다.
상태(ST123)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 유저가 버튼(12)의 좌측부에 하방(도면 중의 화살표 방향)으로의 하중을 걸면, 제2 플레이트(16)는 볼 조인트(19)의 볼부(191)를 중심으로 좌측으로 틸팅된다.
그 결과, 변형체(141)에 대하여 Y축 둘레의 정방향의 모멘트(MY+)가 작용하고, 6축 역각 센서(14)는 Y축 둘레의 정방향의 모멘트 MY+를 검출한다. 유저가 버튼(12)에 하중을 거는 것을 멈추면, 제2 플레이트(16)는 압축된 제1 스프링(17a)의 복원력에 의해 하중을 걸기 전의 위치(상태(ST121)에 나타내는 위치)로 돌아간다.
마찬가지로, 유저가 버튼(12)의 우측부, 전방부 또는 후방부에 하방(도면 중의 화살표 방향)으로의 하중을 걸면, 하중을 건 위치에 따라 제2 플레이트(16)는 볼 조인트(19)의 볼부(191)를 중심으로 우측, 전방측 또는 후방측으로 틸팅된다.
그 결과, 변형체(141)에 대해서 Y축 둘레의 부방향의 모멘트(MY-), X축 둘레의 정방향의 모멘트(MX+) 또는 X축 둘레의 부방향의 모멘트 MX-가 각각 작용한다. 또한, 6축 역각 센서(14)는 Y축 부방향의 모멘트(MY-), X축 정방향의 모멘트(MX+) 또는 X축 부방향의 모멘트(MX-)를 각각 검출한다.
버튼(12)에 걸린 하중의 크기에 따라 제2 플레이트(16)의 기울기의 정도가 변한다. 그 결과, 6축 역각 센서(14)가 검출하는 Y축 정방향의 모멘트(MY+), Y축 부방향의 모멘트(MY-), X축 정방향의 모멘트(MX+)또는 X축 부방향의 모멘트(MX-)의 검출값의 크기가 변화한다.
제2 플레이트(16)는 제1 플레이트(15)와 볼 조인트(19)에 의해 틸팅 가능하게 연결되기 때문에, 버튼(12)의 하중이 걸린 위치에 따라 볼 조인트(19)의 볼부(191)를 중심으로 XY 평면상의 어느 방향으로도 틸팅이 가능하다.
제2 플레이트(16)는 제1 플레이트(15)와 볼 조인트(19)에 의해 틸팅 가능하게 연결된다. 이 때문에, 변형체(141)에 대하여 Y축 둘레의 정방향의 모멘트(MY+), Y축 둘레의 부방향의 모멘트(MY-), X축 둘레의 정방향의 모멘트(MX+) 및 X축 둘레의 부방향의 모멘트(MX-)뿐만 아니라, XY 평면상의 임의의 축둘레의 모멘트도 작용시킬 수 있다. XY 평면상의 임의의 축이란 X축과 Y축의 임의의 합성 성분을 가리키는 것으로 한다.
그 결과, 6축 역각 센서(14)는 Y축 둘레의 정방향의 모멘트(MY+), Y축 둘레의 부방향의 모멘트(MY-), X축 둘레의 정방향의 모멘트(MX+) 및 X축 둘레의 부방향의 모멘트(MX-)뿐만 아니라, XY 평면상의 임의의 축둘레의 모멘트도 검출할 수 있다.
버튼(12)은 상술한 Z축 방향의 힘(FZ), X축 둘레의 모멘트(MX), Y축 둘레의 모멘트(MY) 및 XY 평면상의 임의의 축둘레의 모멘트에 더하여, X축 방향의 힘(FX), Y축 방향의 힘(FY) 및 XY 평면상의 임의의 방향의 힘을 6축 역각 센서(14)가 검출 가능한 구성으로 할 수 있다. 도 4에 나타내는 상태(ST124)는 버튼(12)에 대해서 유저가 X축 정방향(+X)(도면 중의 화살표 방향)의 힘을 가했을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다.
상태(ST124)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 유저가 버튼(12)을 X축 정방향(도면 중의 화살표 방향)으로 슬라이드시키도록 하중을 걸면, 제2 플레이트(16)는 변형체(141)에 대해서 상대적으로 왼쪽으로 움직인다.
그 결과, 변형체(141)에 대해서 X축 정방향의 힘(FX+)이 작용하고, 6축 역각 센서(14)는 X축 정방향의 힘(FX+)를 검출한다. 유저가 버튼(12)에 하중을 거는 것을 멈추면, 제2 플레이트(16)는 제2 플레이트(16)의 자중 및 제1 스프링(17)의 복원력에 의해 하중을 걸기 전의 위치(상태 ST121에 나타내는 위치)로 돌아간다.
마찬가지로, 유저가 버튼(12)을 X축 부방향(-X), Y축 정방향(+Y), X축 정방향(+X) 또는 XY 평면상의 임의의 방향으로 슬라이드시키도록 하중을 걸면, 하중을 건 방향에 따라, 제2 플레이트(16)는 변형체(141)에 대해서 수평 방향으로 상대적으로 움직인다.
제2 플레이트(16)는 볼 조인트(19)의 볼부(191)를 중심으로, 우측, 전방측 또는 후방측으로 틸팅됨으써, 변형체(141)에 대해서 X축 부방향의 힘(FX-), Y축 정방향의 힘(FY+), Y축 부방향의 힘(FY-) 또는 XY 평면상의 임의의 방향의 힘이 각각 작용한다. 그 결과, 6축 역각 센서(14)는 X축 부방향의 힘(FX-), Y축 정방향의 힘(FY+), Y축 부방향의 힘(FY-) 또는 XY 평면상의 임의의 방향의 힘을 각각 검출한다.
버튼(12)에 걸린 하중의 크기에 따라 제2 플레이트(16)의 수평 방향의 움직임의 정도가 바뀐다. 그 결과, 6축 역각 센서(14)가 검출하는 X축 정방향의 힘(FX+), X축 부방향의 힘(FX-), Y축 정방향의 힘(FY+), Y축 부방향의 힘(FY-) 또는 XY 평면상의 임의의 방향의 힘의 검출값의 크기가 변화한다.
이상과 같이, 버튼(12)은, 예를 들면, 종래 제품의 십자 키와 아날로그 스틱의 2개의 기능을 가질 수 있다. 구체적으로는, 종래 제품의 십자 키와 같이 X축 정방향(+X), X축 부방향(-X), Y축 정방향(+Y) 및 Y축 부방향(-Y)뿐만 아니라, 경사 방향을 포함하는 8방향의 입력이 가능하다. 또한, 종래 제품의 아날로그 스틱과 같이, 360˚로 버튼(12)을 움직이는 것도 가능하다.
또한, 버튼(12)은 종래 제품의 십자 키와 같이 Z축 방향의 높이가 낮아 조작 장치(1, 1')의 높이 저감에 적절한 구조이면서, Z축 방향의 힘(FZ), XY 평면상의 임의의 방향의 힘 및 XY 평면상의 임의의 축둘레의 모멘트를 6축 역각 센서(14)가 검출 가능하게 할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 제1 메인면(11S1, 11'S1)에는 버튼(12)의 헤드 부분(121)을 수용하는 오목부(113)가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 오목부(113)에는 버튼(12)의 네크부(122)를 관통시키기 위한 버튼 개구부(1131)가 바닥면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본체(11, 11')의 제1 메인면(11S1, 11'S1)이 상술한 구성을 가지는 오목부(113)를 구비함으로써, 버튼(12)의 헤드 부분(121)을 오목부(113)에 수용할 수 있다. 이에 따라, 버튼(12)이 본체(11, 11')의 제1 메인면(11S1, 11'S1)으로부터 돌출되지 않기 때문에, 조작 장치(1, 1')의 표면을 평탄하게 할 수 있다.
또한, 오목부(113)의 바닥면에 형성된 버튼 개구부(1131)는 버튼(12)의 헤드 부분(121)보다 지름이 작다. 이 때문에, 특정한 경우에 제2 플레이트(16)의 제1 플레이트(15)의 제1 메인면(15S1)에 대한 틸팅 범위가 제한된다. 이에 따라, 일정 이상의 하중이 버튼(12)에 걸린 경우, 6축 역각 센서(14)에 과부하가 걸리지 않게 할 수 있다.
특정한 경우란, 예를 들면 버튼(12)에 FY+가 걸리고, 버튼(12)에 X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)가 걸린 경우로 한다. 한편, FY+는, 구체적으로는, 예를 들면 주로 버튼(12)의 제2 플레이트(16)의 제1 메인면(16S1)에 대한 수직 방향의 이동 범위에 걸리는 것으로 한다.
레버(13)의 구성에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 조작 장치(1, 1')가 구비하는 레버(13)와 변형체(141)가 연결된 구조체(연결 구조체)를 나타내는 측면도 및 하면도이다.
레버(13)는, 본체(11, 11')의 내부측의 단부에 한 쌍의 아암을 가지는 아암부(131)를 구비하고, 회전축(24)을 통하여 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')에 고정된다. 이 때문에, 레버(13)는 회전축(24) 둘레로 회전 가능하다.
레버(13)는 Z축 둘레의 모멘트(MZ)를 변형체(141)에 작용시킬 수 있도록 변형체(141)에 연결된다. 구체적으로는, 변형체(141)에는 돌출부(231)를 가지는 제3 플레이트(23)가 연결되어 있다. 한편, 제3 플레이트(23)는 변형체(141)의 코어부(142)의 제2 메인면(141S2)에 연결되어 있다.
제3 플레이트(23)의 돌출부(231)는 제3 플레이트(23)의 외주 단면으로부터 레버(13)의 아암부(131)의 아암의 사이를 향해 돌출된다. 레버(13)의 아암부(131)와 제3 플레이트(23)의 돌출부(231)는 한 쌍의 제3 스프링(제3 탄성 부재)(25a, 25b)을 통하여 연결된다. 한 쌍의 제3 스프링(25a, 25b)을 구별하지 않고, 간단히 제3 스프링(25)으로 부를 수 있다.
제3 스프링(25)으로서 채용 가능한 스프링의 종류는, 제1 스프링(17)에 대해 설명한 바와 같다. 레버(13)를 상술한 방향으로 변형체(141)에 연결시킴으로써, 레버(13)를 조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 측면(11S3, 11'S3)(도 2)에 마련할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 제3 플레이트(23)의 돌출부(231)의 돌출 방향(23P)는, 예를 들면, 버튼(12)의 제1 메인면(12S1)의 법선 방향(12N)과 직교한다. 레버(13)는 돌출 방향(23P)를 따른 방향(방향 13P)으로 돌출하고, 제3 플레이트(23)의 돌출부(231)를 Z축의 둘레 방향으로 회전시킬 수 있도록 돌출부(231)에 연결된다.
법선 방향(12N)과 돌출 방향(23P)가 직교하기 때문에, 조작 장치(1, 1')에서는 6축 역각 센서(14)가 검출 가능한 6축(힘 FZ, FX, FY 및 모멘트 MZ, MX, MY)의 정보를 각각 최대한으로 이용하는 것이 가능해진다.
한편, 도 5에서는 하나의 연결 구조체만을 도시하였으나, 조작 장치(1, 1')는 연결 구조체를 하나 더 구비하고, 도 5에 도시하지 않은 또 하나의 연결 구조체또한 도 5에 나타내는 연결 구조체와 동일한 구조를 갖는다.
유저가 하중을 걸었을 때의 레버(13)의 움직임을 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 레버(13)의 움직임을 설명하는 하면도이다. 도 6에 나타내는 상태(ST131)는 유저가 레버(13)에 하중을 걸지 않았을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다. 또한, 도 6에 나타내는 상태(ST132)는 유저가 레버(13)에 도면의 화살표 방향으로 하중을 걸었을 때의 연결 구조체의 상태를 나타낸다.
상태(ST132)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 유저가 레버(13)에 도면의 화살표 방향으로 하중을 걸면, 레버(13)는 회전축(24)을 중심으로 도면 지면(紙面)의 반시계 방향으로 회전한다. 그 결과, 아암부(131)가 제3 플레이트(23)의 돌출부(231)에 작용함으로써, 변형체(141)에 대해서 Z축 둘레의 부방향의 모멘트(MZ-)가 작용하고, 6축 역각 센서(14)는 Z축 둘레의 부방향의 모멘트(MZ-)를 검출한다. 유저가 레버(13)에 하중을 거는 것을 멈추면, 레버(13)는 압축된 제3 스프링(25a)의 복원력에 의해 하중을 걸기 전의 위치(상태 ST131에 나타내는 위치)로 돌아간다.
마찬가지로, 유저가 레버(13)에 도면 중의 화살표와 반대 방향으로 하중을 걸면, 레버(13)는 회전축(240)을 중심으로 도면 지면의 시계 방향으로 회전한다. 그 결과, 아암부(131)가 제3 플레이트(23)의 돌출부(231)에 작용함으로써, 변형체(141)에 대해서 Z축 둘레의 정방향의 모멘트(MZ+)가 작용하고, 6축 역각 센서(14)는 Z축 둘레의 정방향의 모멘트(MZ+)를 검출한다.
레버(13)에 걸린 하중의 크기에 따라 레버(13)의 회전 정도가 바뀌고, 그 결과, 6축 역각 센서(14)가 검출하는 Z축 둘레의 부방향의 모멘트(MZ-) 또는 Z축 둘레의 정방향의 모멘트(MZ+)의 검출값의 크기가 변화한다.
조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 측면(11S3, 11'S3)(도 2)에는, 레버(13)를 관통시키기 위한 레버 개구부(114)가 마련되고, 본체(11, 11')의 내면의 아암부(131)의 양 외측에는, 본체(11, 11')의 제1 메인면(11S1, 11'S1)과 교차하는 방향으로 돌출하는 벽(볼록부)(115)이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
조작 장치(1, 1')의 본체(11, 11')의 측면(11S3, 11'S3)(도 2)에 레버 개구부(114)가 마련됨에 따라, 레버(13)를 레버 개구부(114)로부터 노출시킬 수 있다.
또한, 본체(11, 11')의 내면의 아암부(131)의 양 외측에 벽(115)이 마련됨으로써, 일정 이상의 하중이 레버(13)에 걸린 경우, 6축 역각 센서(14)에 과부하가 걸리지 않게 할 수 있다.
이상과 같이, 조작 장치(1, 1')가 레버(13)를 구비함으로써, 레버(13)에 의해 6축 역각 센서(14)는 Z축 둘레의 모멘트(MZ)를 검출할 수 있다. 레버(13)를 XY 평면상에서 회전시킴에 따라, 변형체(141)에 대해서 Z축 둘레의 모멘트(MZ)를 작용시키는 것이 용이하다. 그 결과, 레버(13)를 비트는 동작에 의해 Z축 둘레의 모멘트(MZ)가 검출되는 경우와 비교하여, 조작 장치(1, 1')의 조작성이 향상된다.
또한, 6축 역각 센서(14)는 레버(13)에 의해 Z축 둘레의 모멘트(MZ)를 검출함으로써, 변형체(141)에 대해서 Z축 둘레의 모멘트(MZ)를 작용시키기 위한 비틀기 동작을 버튼(12)을 누르는 동작 또는 틸팅시키는 동작과 독립시킬 수 있다.
그 결과, Z축 방향의 힘(FZ), X축 방향의 힘(FX), Y축 방향의 힘(FY), X축 둘레의 모멘트(MX) 또는 Y축 둘레의 모멘트(MY)의 검출과 Z축 둘레의 모멘트(MZ)의 검출이 동시에 행해질 수 있으므로, 조작 장치(1, 1')의 조작의 다양성이 향상된다.
또한, 유저는 조작 장치(1, 1')의 버튼(12) 및 레버(13)에 3차원적으로 힘(F)이나 모멘트(M)를 걸 수 있고, 그 힘(F)이나 모멘트(M)의 방향 및 크기가 6축 역각 센서(14)에 의해 검출된다. 이 때문에, 유저는 피조작 대상(2)(도 1)에 대해서 보다 다양한 조작을 행할 수 있다.
그 결과, 피조작 대상(2)(도 1)에서 묘사되는 캐릭터(31)(도 1) 등의 동작 제어 대상에 대해서 보다 다양한 움직임을 시키는 것이 가능해진다. 또한, 조작 장치(1, 1')에 의하면, 힘 가감(예를 들면, Z축 방향의 힘(FZ), X축 둘레의 모멘트(MX), Y축 둘레의 모멘트(MY), Z축 둘레의 모멘트(MZ) 등)이 검출될 수 있으므로, 피조작 대상(2)(도 1)에 묘사되는 동작 제어 대상이 움직이는 속도를 바꾸는 것이 가능해진다.
또한, 조작 장치(1, 1')에 의해 동작이 제어되는 대상인 동작 제어 대상은, 동작 제어 대상 보조부에 의해 그 동작이 보조될 수 있고, 하나가 아니라 복수일 수도 있다. 한편, 예를 들면 동작 제어 대상 보조부는 조작 장치(1, 1')에 의해 제어되는 것으로 한다. 한편, 조작 장치(1, 1')에 의해 피조작 대상(2)(도 1) 자체의 전원을 끄는 제어를 행할 수 있다. 또한, 레버(13)는 도 7과 같이 제1 메인면(11S1, 11'S1)(도 2)의 배면(제2 메인면(11S2, 11'S2)(도 2))에 설치되는 구조일 수 있다.
도 8 및 도 9를 이용하여 조작 장치(1, 1')와 피조작 대상(2) 사이의 정보의 흐름을 설명한다. 조작 시스템(S)은, 예를 들면 적어도 하나의 6축 역각 센서(14)를 구비하는 조작 장치(1, 1')와 피조작 대상(2)을 포함하고 있다. 역각 정보(HI)란, 동작 제어 대상의 동작을 나타내기 위한 정보이며, 힘(F) 및 모멘트(M)의 적어도 하나에 기초하는 정보이다. 한편, 역각 정보 처리부(40)는 조작 장치(1, 1')에 포함되어 있을 수 있다.
예를 들면, 역각 정보 산출부(41)나, 검출값 수신부(42)나, 역각 정보 송신부(43)나, 역각 정보 수신부(44)나, 동작 제어부(45)는, 집적 회로 등으로 조작 장치(1, 1')나 피조작 대상(2)에 실장된다.
한편, 역각 정보 산출부(41)나, 검출값 수신부(42)나, 역각 정보 송신부(43)나, 역각 정보 수신부(44)나, 동작 제어부(45)는, 조작 장치(1, 1')나 피조작 대상(2)이 구비하는 도시 생략한 RAM(Random Access Memory) 등의 기억부에 기억된 프로그램이며, 조작 장치(1, 1')이나 피조작 대상(2)이 구비하는 도시 생략한 CPU(Central Processing Unit) 등의 실행부에 의해 실행될 수 있다.
본 실시 형태에 의한 조작 장치(1, 1')와 피조작 대상(2) 사이의 정보의 흐름에 관한 동작 제어 처리(M1)의 처리 순서의 일례를 설명하는 플로우 차트인 도 9를 이용하여 설명한다.
조작 장치(1, 1')는 변형체(141)가 검출한 힘(F) 및 모멘트(M)의 검출값에 따른 신호를 검출값 송신부(46)를 통하여 출력한다(스텝 M11). 역각 정보 처리부(40)는 힘(F) 및 모멘트(M)의 검출값에 따른 신호를 검출값 수신부(42)에 의해 수신하고, 역각 정보 산출부(41)에 의해 검출값에 따른 신호를 기초로 하여 역각 정보(HI)를 산출하고, 산출한 역각 정보(HI)를 역각 정보 송신부(43)에 의해 송신한다(스텝 M12).
피조작 대상(2)은 역각 정보(HI)를 역각 정보 수신부(44)에 의해 수신하고, 역각 정보(HI)에 기초하여 조작 내용을 실행하도록, 캐릭터(31)(도 1)의 동작을 동작 제어부(45)에 의해 제어한다(스텝 M13).
한편, 조작 시스템(S)은 도 10에 나타낸 바와 같은 피조작 대상(2)과 조작 장치(1, 1')가 일체로 이루어진 일체형 시스템이며, 유저가 잡기 쉽게 도시 생략한 그립부를 구비하고 있을 수도 있다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 여러가지 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1, 1', 1''…조작 장치, 2…피조작 대상, 11, 11', 11''…본체, 12, 12a, 12b…버튼, 13, 13a, 13b…레버, 14, 14a, 14b…6축 역각 센서, 15…제1 플레이트, 16…제2 플레이트, 17,17a, 17b, 17c, 17d…제1 스프링(제1 탄성 부재), 18…제2 스프링(제2 탄성 부재), 23…제3 플레이트, 24…회전축, S, S'…조작 시스템, 25, 25a, 25b…제3 스프링(제3 탄성 부재))

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 6축 역각 센서 및 버튼을 구비하는 조작 장치로서,
    상기 6축 역각 센서는 본체의 제1 메인면과 교차하는 제1 축에 관한 제1 축 방향의 힘 및 제1 축 둘레의 모멘트, 상기 본체의 상기 제1 메인면을 따른 제2 축에 관한 제2 축 방향의 힘 및 제2 축 둘레의 모멘트, 및 상기 본체의 상기 제1 메인면을 따라 상기 제2 축과 교차하는 제3 축에 관한 제3 축 방향의 힘 및 제3 축 둘레의 모멘트를 검출할 수 있으며,
    상기 버튼은 상기 제1 축 방향의 힘, 상기 제2 축 둘레의 모멘트 및 상기 제3 축 둘레의 모멘트를 적어도 검출 가능하며, 상기 본체의 제1 메인면에 구비된, 조작 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 플레이트 및 제2 플레이트를 더 구비하고,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 상기 버튼과 상기 6축 역각 센서가 구비하는 변형체를 연결하고,
    상기 변형체의 제1 메인면에는 상기 제1 플레이트의 제2 메인면이 연결되고,
    상기 제1 플레이트의 제1 메인면의 중앙부에는 상기 제2 플레이트의 제2 메인면이 상기 제1 플레이트의 상기 제1 메인면에 대해서 틸팅 가능하게 연결되고,
    상기 제2 플레이트의 상기 제1 메인면의 중앙부에는, 상기 버튼이 상기 제2 플레이트의 상기 제1 메인면에 대해서 수직 방향으로 이동 가능하게 연결되며,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에는, 상기 제2 플레이트가 상기 제1 플레이트의 상기 제1 메인면으로부터 이간되는 방향으로 바이어스되도록 적어도 한 쌍의 제1 탄성 부재가 마련되고,
    상기 버튼과 상기 제2 플레이트 사이에는, 상기 버튼이 상기 제2 플레이트의 상기 제1 메인면으로부터 이간되는 방향으로 바이어스하도록 제2 탄성 부재가 마련된, 조작 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 탄성 부재는 상기 제1 탄성 부재보다 영률이 큰, 조작 장치.
  4. 제1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버튼은 헤드 부분 및 상기 헤드 부분보다 지름이 작은 네크부를 가지며,
    상기 본체의 상기 제1 메인면에는 상기 헤드 부분을 수용하는 오목부로서, 상기 네크부를 관통시키기 위한 버튼 개구부가 바닥면에 형성된 오목부가 마련되어 있는, 조작 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 축 둘레의 모멘트를 검출할 수 있는 레버를 상기 본체의 측면 또는 제2 메인면에 구비하고,
    상기 레버는 상기 본체의 내부측의 단부에 한 쌍의 아암을 가지는 아암부를 구비하며, 회전축을 통하여 상기 본체에 고정되고,
    상기 6축 역각 센서가 구비하는 변형체에는 돌출부를 가지는 제3 플레이트가 연결되며,
    상기 돌출부는 상기 제3 플레이트의 외주 단면으로부터 상기 아암부의 상기 아암 사이를 향해 돌출되고,
    상기 레버의 상기 아암부와 상기 돌출부는 제3 탄성 부재를 통하여 연결되는, 조작 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 본체의 상기 측면 또는 상기 제2 메인면에는 상기 레버를 관통시키기 위한 레버 개구부가 마련되고,
    상기 본체의 내면의 상기 아암부의 양 외측에는 상기 본체의 상기 제1 메인면과 교차하는 방향으로 돌출되는 볼록부가 마련된, 조작 장치.
  7. 제5항에 기재된 조작 장치;
    상기 6축 역각 센서에 의해 검출된 상기 힘 및 상기 모멘트에 기초하여, 역각 정보를 산출하는 역각 정보 처리부; 및
    상기 역각 정보에 기초하여 동작 제어 대상의 동작을 제어하는 피조작 대상을 구비하는, 조작 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012252378A (ja) 2011-05-31 2012-12-20 Minebea Co Ltd 入力装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115418B1 (ko) * 2009-11-09 2012-02-16 한국표준과학연구원 힘센서를 이용한 6축 힘센서 구조 및 그 구조에 의한 힘 및 모멘트 측정방법
JP6287482B2 (ja) * 2014-03-28 2018-03-07 株式会社Soken 操作入力装置
JP2017195062A (ja) 2016-04-19 2017-10-26 シャープ株式会社 入力スイッチおよび電子機器
EP3493030B1 (en) 2016-07-26 2021-06-23 Sony Interactive Entertainment Inc. Operation device and operation device control method
WO2020027906A1 (en) * 2018-07-29 2020-02-06 Sublight Dynamics Inc. Device for controlling up to six degrees of freedom

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012252378A (ja) 2011-05-31 2012-12-20 Minebea Co Ltd 入力装置

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