TW202418047A - 操作裝置 - Google Patents

Abstract

在由操作者手持或佩戴以供操作對象的操作用的操作裝置中，包括：旋轉輪（151），以旋轉軸S1為旋轉中心而旋轉；以及馬達（155），使旋轉輪（151）旋轉。

Description

操作裝置

本發明是有關於一種由操作者手持或佩戴以供操作對象的操作用的操作裝置。

與遊戲機、電腦等電子機器可通訊地連接以供操作對象的操作用的滑鼠、鍵盤等各種操作裝置正在普及。而且，伴隨虛擬實境（Virtual Reality，VR）、體感型遊戲等的遊戲內容的多樣化，操作者手持或佩戴的類型的操作裝置正在普及（例如專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2020-91904號公報

[非專利文獻1]天空技術研究所，「天空技術研究所部落格  何為陀螺力矩（gyro moment）？～陀螺（top）不倒的原因」，[2022年10月19日檢索]，網際網路,＜URL：https://www.sky-engin.jp/blog/gyroscopic-moment/＞

[發明所欲解決之課題]

專利文獻1中揭示了一種被使用於遊戲操作的控制器。專利文獻1的控制器在內部包括振動器，可藉由振動器的驅動來使控制器產生振動。藉此，可給予力的回饋（力回饋（force feedback）），以使正在玩遊戲的操作者的手感到振動。

近年來，在VR、體感型遊戲等的遊戲內容中，要求再現更真實的臨場感。但在藉由振動器的振動所實現的力回饋中，臨場感的再現性有限。因此，在操作裝置中亦要求可給予振動以外的感觸的、多種多樣的力回饋。

本發明是有鑒於所述課題而完成，目的在於提供一種可進行多種多樣的力回饋的操作裝置。 [解決課題之手段]

為了解決所述問題，本發明的操作裝置由操作者手持或佩戴以供操作對象的操作用，所述操作裝置的特徵在於包括：旋轉體，以旋轉軸為旋轉中心而旋轉；以及旋轉驅動部，使所述旋轉體以所述旋轉軸為中心而旋轉。

根據所述結構，對於藉由旋轉驅動部而旋轉的旋轉體，藉由使其姿勢或旋轉速度發生變化，可產生特定方向的慣性力。藉由利用該慣性力，可在操作裝置中進行（並非簡單的振動的）多種多樣的力回饋。

而且，所述操作裝置可設為下述結構，即，能夠使以所述旋轉軸為中心而旋轉的所述旋轉體以與所述旋轉軸正交的第一轉動軸為中心而轉動。

根據所述結構，藉由使旋轉體的姿勢發生變化，可產生特定方向的慣性力（陀螺力矩）。

而且，所述操作裝置可設為下述結構，即，能夠使以所述旋轉軸為中心而旋轉的所述旋轉體以與所述旋轉軸及所述第一轉動軸這兩者正交的第二轉動軸為中心而轉動。

根據所述結構，可相對於不同的兩方向而產生陀螺力矩，所述不同的兩方向相對於旋轉體的旋轉軸分別正交。

而且，所述操作裝置可設為下述結構，即，其包括：第一框架，以所述旋轉體能夠以所述旋轉軸為旋轉中心而旋轉的方式支持所述旋轉體；第二框架，以所述第一框架能夠以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第一框架，並且能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動；以及導引框架，能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動，藉由將自身的轉動傳遞至所述第一框架，從而能夠使所述第一框架以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動。

根據所述結構，在產生陀螺力矩的機構中，可消除使旋轉體轉動的驅動源的自重的影響，從而可成為響應性高者。

而且，所述操作裝置中，可設為下述結構，即，所述旋轉驅動部能夠控制所述旋轉體的旋轉方向及旋轉速度。

根據所述結構，在產生陀螺力矩的機構中，藉由控制旋轉體的旋轉方向及旋轉速度，從而亦具備作為反應輪（reaction wheel）的功能。

而且，所述操作裝置中，可設為下述結構，即，所述旋轉驅動部能夠控制所述旋轉體的旋轉方向及旋轉速度，作為所述旋轉體，包括所述旋轉軸分別正交的多個旋轉體。

根據所述結構，藉由利用旋轉體及旋轉驅動部作為反應輪的一部分來使旋轉體的旋轉速度發生變化，從而可產生特定方向的慣性力。

而且，所述操作裝置中，可設為下述結構，即，其包括：第一框架，以所述旋轉體能夠以所述旋轉軸為旋轉中心而旋轉的方式支持所述旋轉體；第二框架，以所述第一框架能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第一框架；以及第三框架，以所述第二框架能夠以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第二框架。

根據所述結構，在使旋轉體具備作為動量輪（momentum wheel）的功能的情況下，可任意設定由動量輪所保持的旋轉軸的方向。 [發明的效果]

本發明的操作裝置可產生特定方向的慣性力。藉由利用該慣性力，起到可在操作裝置中進行（並非簡單的振動的）多種多樣的力回饋的效果。

〔實施方式1〕

以下，對於本申請案揭示的操作裝置的實施方式，參照附圖來詳細說明。本實施方式1中，例示將本申請案揭示的操作裝置應用於遊戲用控制器的情況。圖1是表示本實施方式1的遊戲用控制器（以下簡稱作控制器）10的外觀例的立體圖。圖2是控制器10的功能方塊圖。

圖1所例示的控制器10是操作者用雙手拿著而操作的設備，具有供操作者進行操作輸入的操作輸入部12（操縱桿12A、十字按鈕12B、鍵按鈕12C等）。再者，此處為了方便說明，使圖1所示的正交三軸（X軸、Y軸及Z軸）的各方向分別對應於控制器10中的左右方向、前後方向及上下方向。

如圖2所示，控制器10包括控制部11、操作輸入部12、通訊部13、驅動部14及力回饋部15。通訊部13是供控制器10藉由無線或有線而與遊戲機本體（省略圖示）進行通訊的部件。力回饋部15是作為接受來自驅動部14的驅動而對將控制器10拿在手上的操作者給予使其感受到力般的回饋的部件，而內置於控制器10中。控制部11是進行針對控制器10的整體控制（對來自操作輸入部12的輸入訊號的處理控制、經由通訊部13所進行的與遊戲機本體的通訊控制、驅動部14的驅動控制）的部件。

在控制器10中，力回饋部15並非以往的振動器般的產生簡單的振動的部件，而可藉由慣性力來產生力，以使操作者感受到朝特定方向施加力。本實施方式1中，例示利用了陀螺力矩的力回饋部15。

圖3是力回饋部15的立體圖。圖4是自第二軸旋轉馬達157側觀察力回饋部15的側面圖。圖5是自第一軸旋轉馬達156側觀察力回饋部15的側面圖。

如圖3至圖5所示，力回饋部15具有旋轉輪（旋轉體）151、內側框架（第一框架）152、中間框架（第二框架）153、導引框架154，以作為產生陀螺力矩的機構的主要結構。而且，力回饋部15具有馬達（旋轉驅動部）155、第一軸旋轉馬達156及第二軸旋轉馬達157以作為相當於圖2的驅動部14的結構，進而具有用於將力回饋部15固定至底座101的支持腳158a～支持腳158d。再者，馬達155採用了將旋轉輪151作為轉子並在其內側配置有定子155a的結構。而且，在力回饋部15中，對後述的中間框架153的旋轉軸S2進行軸支持的支持腳158a、支持腳158b具有外側框架的功能。而且，在圖3至圖5中，為了方便，安裝有力回饋部15的底座101是記載為平板，但底座101亦可為控制器10的框架構件的一部分。

旋轉輪151由內側框架152予以軸支持，且可藉由安裝於內側框架152的馬達155而進行繞旋轉軸S1（參照圖4、圖5）的旋轉驅動。而且，內側框架152的兩端部相對於中間框架153而旋轉自如地安裝著。

中間框架153由相向配置的兩個支持腳158a、158b予以軸支持，且可藉由第一軸旋轉馬達156而進行繞旋轉軸S2（第一轉動軸：參照圖4）的轉動（圖5中的箭頭A方向的轉動）。再者，第一軸旋轉馬達156是被使用於中間框架153的轉動控制的伺服馬達或步進馬達，且被固定地安裝於支持腳158a中。

當中間框架153朝箭頭A方向轉動時，被安裝於中間框架153的內側框架152以及由內側框架152所軸支持的旋轉輪151亦同時朝箭頭A方向轉動。再者，此處的轉動是指可朝兩方向旋轉且角度範圍受到限制的旋轉運動。即，在力回饋部15中，中間框架153及第一軸旋轉馬達156具有使旋轉輪151中的旋轉軸S1的斜度沿著箭頭A方向而變化的作用。

導引框架154由相向配置的兩個支持腳158c、158d予以軸支持，且可藉由第二軸旋轉馬達157而進行繞旋轉軸S3（第二轉動軸：參照圖5）的轉動（圖4中的箭頭B方向的轉動）。再者，第二軸旋轉馬達157是被使用於導引框架154的轉動控制的伺服馬達或步進馬達，且被固定地安裝於支持腳158c中。

在導引框架154，形成有將與旋轉軸S3平行的方向作為長邊方向的長孔形狀的導引孔154a，旋轉輪151中的旋轉軸構件的一端插通至導引孔154a。當導引框架154朝箭頭B方向轉動時，旋轉輪151經由插通至導引孔154a的旋轉軸構件來接受力。藉此，當導引框架154朝箭頭B方向轉動時，旋轉輪151及內側框架152亦同時朝箭頭B方向轉動。即，在力回饋部15中，導引框架154及第二軸旋轉馬達157具有使旋轉輪151中的旋轉軸S1的斜度沿著箭頭B方向而變化的作用。

再者，當旋轉輪151朝箭頭B方向轉動時，軸支持旋轉輪151的內側框架152相對於中間框架153而相對地轉動。藉此，中間框架153不會阻礙旋轉輪151的箭頭B方向的轉動。另一方面，當旋轉輪151朝箭頭A方向轉動時，旋轉輪151的旋轉軸構件沿著導引孔154a而移動。藉此，導引框架154不會阻礙旋轉輪151的箭頭A方向的轉動。

在力回饋部15中，將旋轉輪151的旋轉軸S1與Z軸（上下方向）平行地配置的狀態設為初始狀態。而且，設為：在初始狀態的力回饋部15中，旋轉軸S2與控制器10中的X軸及Y軸的其中一者（圖3至圖5的示例中為X軸）平行地配置，旋轉軸S3與X軸及Y軸的另一者（圖3至圖5的示例中為Y軸）平行地配置。

所述結構的力回饋部15中，在藉由馬達155使旋轉輪151高速旋轉的狀態下，藉由第一軸旋轉馬達156或第二軸旋轉馬達157來使旋轉輪151的旋轉軸S1的斜度發生變化，藉此可產生慣性的旋轉力（所謂的陀螺力矩）。

圖6至圖9是說明可利用力回饋部15而產生的陀螺力矩的圖。再者，在圖6至圖9中，將藉由第一軸旋轉馬達156或第二軸旋轉馬達157而施加的轉動力設為F1，將作為其結果而在力回饋部15中產生的陀螺力矩設為F2。而且，此時的旋轉輪151的旋轉方向在自控制器10的上側觀察時為逆時針方向。

如圖6所示，在藉由第一軸旋轉馬達156而給予有繞旋轉軸S2為前旋轉方向（自控制器10的右側觀察時為順時針方向）的轉動力F1的情況下，產生繞旋轉軸S3為左旋轉方向（自控制器10的後側觀察時為逆時針方向）的陀螺力矩F2。如圖7所示，在藉由第一軸旋轉馬達156而給予有繞旋轉軸S2為後旋轉方向（自控制器10的右側觀察時為逆時針方向）的轉動力F1的情況下，產生繞旋轉軸S3為右旋轉方向（自控制器10的後側觀察時為順時針方向）的陀螺力矩F2。如圖8所示，在藉由第二軸旋轉馬達157而給予有繞旋轉軸S3為左旋轉方向的轉動力F1的情況下，產生繞旋轉軸S2為後旋轉方向的陀螺力矩F2。並且，如圖9所示，在藉由第二軸旋轉馬達157而給予有繞旋轉軸S3為右旋轉方向的轉動力F1的情況下，產生繞旋轉軸S2為前旋轉方向的陀螺力矩F2。

再者，圖6至圖9所示的陀螺力矩F2是由以下的式（1）來表示。即，在將式（1）應用於圖6至圖9的示例的情況下，考慮軸對稱的剛體（此處為旋轉輪151）以對稱軸（此處為Z軸）上的固定點或重心的點O為中心進行旋轉運動，且繞剛體的對稱軸不具備角速度的座標系O-xyz。座標系O-xyz為繞x軸及繞y軸與剛體聯動地旋轉，但不繞Z軸旋轉的中間座標系。式（1）中，若將繞剛體（旋轉輪151）的對稱軸（Z軸）的慣性力矩設為Ia，將繞x軸、y軸、z軸的角速度分別設為ωx、ωy、Ω，則在座標系O-xyz中產生表觀的力矩（即陀螺力矩）Mgyro（此處為陀螺力矩F2）。而且，關於陀螺力矩的產生原理及計算式，例如，如非專利文獻1等中揭示般為公知，因此此處省略詳細的說明。

[數1]

在控制器10中，藉由力回饋部15所產生的陀螺力矩，可對操作者的手給予使其感受到力般的回饋。如上所述，所產生的陀螺力矩成為對操作者的手給予具有特定方向的旋轉力般的感觸，且其方向亦可相對於多個方向而產生。藉此，包括力回饋部15的控制器10可進行多種多樣的力回饋。例如，在進行賽車遊戲的情況下，藉由產生左右旋轉方向的陀螺力矩，從而可模擬方向盤的旋轉反作用力。

而且，在上文所述的力回饋部15中，為了產生轉動力F1而進行對內側框架152、中間框架153及導引框架154的轉動控制，但該轉動控制的驅動源即第一軸旋轉馬達156及第二軸旋轉馬達157自身不會與該些框架一同位移。尤其，第二軸旋轉馬達157必須將轉動力自中間框架153的外側傳遞至內側框架152，但藉由設為經由導引框架154將轉動力傳遞至內側框架152的結構，從而不再需要將第二軸旋轉馬達157安裝至中間框架152。藉此，力回饋部15不會受到第一軸旋轉馬達156及第二軸旋轉馬達157的自重的影響而能夠使內側框架152、中間框架153及導引框架154轉動，可成為響應性高者。

〔實施方式2〕

本實施方式2中，例示將本申請案揭示的操作裝置應用於與實施方式1不同的遊戲用控制器的情況。圖10是表示本實施方式2的遊戲用控制器（以下簡稱作控制器）20的外觀例的立體圖。圖11是控制器20的功能方塊圖。

圖10所例示的控制器20呈具有長邊方向的操縱桿形狀，操作者用單手拿著操縱桿的一端（手邊側），以揮動控制器自身的方式進行操作。而且，控制器20亦具有供操作者進行操作輸入的操作輸入部22，操作輸入部22包含設想利用拇指進行操作的操作部件22A（圖10中為按鈕，但亦可進而具有操縱桿）。再者，此處為了方便說明，將使操作部件22A朝上的姿勢設為基本姿勢，使圖10所示的正交三軸（X軸、Y軸及Z軸）的各方向分別對應於控制器20中的左右方向、前後方向及上下方向。

如圖11所示，控制器20包括控制部21、操作輸入部22、動作檢測感測器部23、通訊部24、驅動部25及力回饋部26。動作檢測感測器部23是檢測由操作者所揮動的控制器20的動作的部件，包含斜度感測器或加速度感測器等感測器類。在控制器20中，利用由動作檢測感測器部23所獲得的偵測訊號來作為操作者的操作輸入訊號。通訊部24是供控制器20藉由無線或有線而與遊戲機本體（省略圖示）進行通訊的部件。力回饋部26是作為接受來自驅動部25的驅動而對將控制器20拿在手上的操作者給予使其感受到力般的回饋的部件，而內置於控制器20中。控制部21是進行針對控制器20的整體控制（對來自操作輸入部22的輸入訊號的處理控制、經由通訊部24所進行的與遊戲機本體的通訊控制、驅動部25的驅動控制）的部件。

在控制器20中，力回饋部26並非以往的振動器般的產生簡單的振動的部件，而可藉由慣性力來產生力，以使操作者感受到朝特定方向施加力。本實施方式2中，例示利用了反應輪的力回饋部26。

圖12是力回饋部26的立體圖。如圖12所示，力回饋部26包括飛輪（fly wheel）（旋轉體）261、以及相當於圖11的驅動部25的伺服馬達（旋轉驅動部）262。再者，262亦可為步進馬達。

在力回饋部26中，藉由伺服馬達262來進行飛輪261的旋轉驅動，藉由在使飛輪261的旋轉加速（包含自停止開始的旋轉）時或減速（包含自旋轉開始的停止）時所產生的旋轉反作用力，可對操作者的手給予使其感受到力般的回饋。具體而言，在使飛輪261加速時，伺服馬達262朝與飛輪261的旋轉方向相反的方向受到力。而且，在使飛輪261減速時，伺服馬達262朝與飛輪261的旋轉方向相同的方向受到力。

在控制器20中，採用將力回饋部26設於控制器20的前端附近，且飛輪261的旋轉軸與控制器20的長軸正交的配置，藉此，可對操作者的手給予特定方向的力。具體而言，藉由使飛輪261的旋轉軸一致於圖10的Z軸方向（上下方向），可對操作者的手給予Y軸方向（左右方向）的力。而且，藉由使飛輪261的旋轉軸一致於圖10的Y軸方向，可對操作者的手給予Z軸方向的力。

再者，飛輪261的加速或減速既可持續地進行，亦可間歇地進行。藉此，例如可模擬進行釣魚遊戲時的魚竿的拉動。而且，根據飛輪261的加速度的大小，對操作者的手所給予的力的大小亦發生變化。進而，在控制器20中，亦可如圖10所示般內置有飛輪261的旋轉軸的方向互不相同（更詳細而言，旋轉軸各自正交）的多個力回饋部26。此時，在一個控制器20中，可產生各種方向的力。

而且，本實施方式2中，例示了將利用反應輪的力回饋部26搭載於單手手持型的控制器20的情況，但亦可將力回饋部26搭載於雙手手持型的控制器20。同樣地，利用陀螺力矩的力回饋部15不僅可搭載於雙手手持型的控制器10，亦可搭載於單手手持型的控制器20。而且，在利用陀螺力矩的力回饋部15中，藉由使旋轉輪151的轉速增減，亦能實現作為反應輪的功能。此時，將由陀螺力矩帶來的兩軸加上由反應輪帶來的一軸，而可獲得三軸的旋轉力。進而，亦可將力回饋部15或力回饋部26搭載至直接佩戴於操作者的身體的類型的控制器。作為佩戴型的控制器，例如可考慮如手套般套在操作者的手上使用的控制器等。

〔實施方式3〕

所述實施方式1、實施方式2中，例示了下述結構，即，對於旋轉體（旋轉輪151或飛輪261），僅組合驅動其旋轉的驅動部（馬達155或伺服馬達262）。但本申請案揭示並不限定於此，亦可對旋轉體組合使其旋轉急遽停止的制動器。對於此時所使用的制動器，可較佳地使用磁流變（Magnetorheological，MR）流體（磁黏性流體）制動器或電流變（Electrorheological，ER）流體（電黏性流體）制動器。

例如考慮在實施方式2中所說明的力回饋部26中，對飛輪261的旋轉軸安裝制動器（省略圖示）的結構。該結構中，藉由使飛輪261高速旋轉，並藉由制動器來使該旋轉瞬間停止，可使操作者感受到接近衝擊的感觸。藉此，例如可模擬進行網球遊戲時的、擊回球（球碰到球拍）的感覺。

再者，使用制動器所實現的旋轉停止帶來的衝擊體感亦可應用於在實施方式1中所說明的力回饋部15中。此時的制動器相對於旋轉軸S1至旋轉軸S3的哪個軸來設置皆可，但尤佳為相對於旋轉軸S1而設置。即，旋轉軸S1為旋轉輪151的旋轉軸，藉由對其設置制動器，可使高速旋轉的旋轉輪151瞬間停止，從而產生接近衝擊的感觸。

〔實施方式4〕

本實施方式4中，例示可作為動量輪而利用的力回饋部31。在動量輪中，產生高速旋轉的輪欲保持其旋轉軸的作用。

圖13是力回饋部31的立體圖。如圖13所示，力回饋部31具有旋轉輪（旋轉體）311、內側框架（第一框架）312、中間框架（第二框架）313、外側框架（第三框架）314、馬達（旋轉驅動部）315、第一軸旋轉馬達316及第二軸旋轉馬達317。馬達315採用了將旋轉輪311作為轉子並在其內側配置有定子315a的結構。對於第一軸旋轉馬達316及第二軸旋轉馬達317，使用伺服馬達或步進馬達。

在力回饋部31中，內側框架312以旋轉輪311可進行繞旋轉軸S1的旋轉的方式來支持旋轉輪311。而且，用於驅動旋轉輪311旋轉的馬達315亦被固定於內側框架312中。中間框架313以內側框架312可進行繞旋轉軸S2（第一轉動軸）的轉動的方式來支持內側框架312。而且，用於使內側框架312相對於中間框架313而轉動位移的第一軸旋轉馬達316亦被固定於中間框架313中。外側框架314以中間框架313可進行繞旋轉軸S3（第二轉動軸）的轉動的方式來支持中間框架313。而且，用於使中間框架313相對於外側框架314而轉動位移的第二軸旋轉馬達317亦被固定於外側框架314中。

在力回饋部31中，藉由馬達315來使旋轉輪311高速旋轉，藉此可產生欲保持旋轉軸S1的方向（斜度）的慣性力。在將該力回饋部31搭載於例如遊戲用控制器（控制器10或控制器20）的情況下，將外側框架314以固定的方式安裝於控制器的框架構件。

在搭載有力回饋部31的控制器中，當在力回饋部31的運轉中（旋轉輪311的旋轉中）由操作者移動了控制器時（至少包含使控制器轉動位移的動作），相對於控制器的動作而產生欲使旋轉軸S1的方向復原的方向的慣性力，該慣性力成為對操作者的力回饋。即，上文所述的力回饋部15、力回饋部26中，可藉由陀螺力矩或反應輪的作用而自控制器側主動地進行力回饋，但基於動量輪的作用的力回饋部31在自操作者側對控制器實施有動作的情況下，可進行被動性的力回饋。

而且，在力回饋部31中，藉由第一軸旋轉馬達316來使內側框架312轉動，或者藉由第二軸旋轉馬達317來使中間框架313轉動，藉此可改變旋轉軸S1的方向。即，在搭載有力回饋部31的控制器中，可將欲保持的旋轉軸S1的方向設定為任意方向。

而且，上文所述的力回饋部15、力回饋部16中，亦可藉由使旋轉輪151或飛輪261高速旋轉而使其作為動量輪發揮功能。

〔實施方式5〕

所述實施方式1至實施方式4中，例示了將本申請案揭示的操作裝置應用於遊戲用控制器的情況。但本申請案揭示的操作裝置的應用並不限定於遊戲用控制器，還可應用於其他各種機器。

作為一例，在手持鑽機（handy drill）等電動工具中，可應用利用了陀螺力矩的力回饋部15。在借助手持鑽機的開孔作業中，重要的是進行姿勢保持以免鑽頭的旋轉軸的角度發生變化。此時的力回饋部15將旋轉輪151的旋轉軸S1以與鑽頭的旋轉軸成為平行的方式予以配置，在手持鑽機的姿勢發生了偏離的情況下（鑽頭的旋轉軸發生了傾斜的情況下），可使力回饋部15產生上文所述的陀螺力矩，而成為對該偏離進行修正的旋轉力。

而且，作為另一例，亦可考慮將力回饋部15應用於圖15所示的電動割草機。此時，對於割草的旋轉刀盤，給予以支點（刀盤的旋轉中心）為中心而朝前後擺頭的力F1，藉此，可產生使旋轉刀盤朝左右擺動的力F2，從而可獲得作為作業支援的力。作為具體例，當將使刀盤朝前後擺頭的致動器安裝於刀盤部分而僅使刀盤朝前後擺動時，可以接觸至身體的部分為支點而使刀盤左右擺動。

此次揭示的實施方式在所有方面為例示，並非成為限定性解釋的依據者。因此，本申請案揭示的技術範圍並非僅藉由上文所述的實施方式來解釋，而是基於申請專利範圍的記載來劃定。而且，包含與申請專利範圍均等的含義及範圍內的所有變更。

本申請案主張基於在2022年10月27日向日本專利廳提出申請的日本專利申請案第2022-172654號的優先權，將日本專利申請案第2022-172654號的所有內容藉由參照而引用至本申請案。

10、20:遊戲用控制器（操作裝置） 11、21:控制部 12、22:操作輸入部 12A:操縱桿 12B:十字按鈕 12C:鍵按鈕 13、24:通訊部 14、25:驅動部 15、26、31:力回饋部 22A:操作部件 23:動作檢測感測器部 101:底座 151、311:旋轉輪（旋轉體） 152、312:內側框架（第一框架） 153、313:中間框架（第二框架） 154:導引框架 154a:導引孔 155、315:馬達（旋轉驅動部） 155a、315a:定子 156、316:第一軸旋轉馬達 157、317:第二軸旋轉馬達 158a～158d:支持腳 261:飛輪（旋轉體） 262:伺服馬達（旋轉驅動部） 314:外側框架（第三框架） A、B:箭頭 F1:轉動力 F2:陀螺力矩 S1:旋轉軸 S2:旋轉軸（第一轉動軸） S3:旋轉軸（第二轉動軸） X、Y、Z:軸

圖1是表示本申請案揭示的操作裝置的一實施方式的圖，是表示遊戲用控制器的外觀例的立體圖。 圖2是實施方式1的遊戲用控制器的功能方塊圖。 圖3是實施方式1的力回饋部的立體圖。 圖4是自第二軸旋轉馬達側觀察圖3的力回饋部的側面圖。 圖5是自第一軸旋轉馬達側觀察圖3的力回饋部的側面圖。 圖6是說明可利用圖3的力回饋部而產生的陀螺力矩的圖。 圖7是說明可利用圖3的力回饋部而產生的陀螺力矩的圖。 圖8是說明可利用圖3的力回饋部而產生的陀螺力矩的圖。 圖9是說明可利用圖3的力回饋部而產生的陀螺力矩的圖。 圖10是表示本申請案揭示的操作裝置的另一實施方式的圖，是表示遊戲用控制器的外觀例的立體圖。 圖11是實施方式2的遊戲用控制器的功能方塊圖。 圖12是實施方式2的力回饋部的立體圖。 圖13是實施方式4的力回饋部的立體圖。 圖14是表示實施方式5的操作裝置的一例的立體圖。 圖15是表示作為力回饋部的另一應用例的電動割草機的圖。

15:力回饋部

101:底座

151:旋轉輪(旋轉體)

152:內側框架(第一框架)

153:中間框架(第二框架)

154:導引框架

154a:導引孔

155:馬達(旋轉驅動部)

155a:定子

156:第一軸旋轉馬達

157:第二軸旋轉馬達

158a、158c、158d:支持腳

X、Y、Z:軸

Claims (7)

1. 一種操作裝置，由操作者手持或佩戴以供操作對象的操作用，所述操作裝置的特徵在於包括： 旋轉體，以旋轉軸為旋轉中心而旋轉；以及 旋轉驅動部，使所述旋轉體以所述旋轉軸為中心而旋轉。
2. 如請求項1所述的操作裝置，其中 能夠使以所述旋轉軸為中心而旋轉的所述旋轉體以與所述旋轉軸正交的第一轉動軸為中心而轉動。
3. 如請求項2所述的操作裝置，其中 能夠使以所述旋轉軸為中心而旋轉的所述旋轉體以與所述旋轉軸及所述第一轉動軸這兩者正交的第二轉動軸為中心而轉動。
4. 如請求項3所述的操作裝置，其包括： 第一框架，以所述旋轉體能夠以所述旋轉軸為旋轉中心而旋轉的方式支持所述旋轉體； 第二框架，以所述第一框架能夠以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第一框架，並且能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動；以及 導引框架，能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動，藉由將自身的轉動傳遞至所述第一框架，從而能夠使所述第一框架以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動。
5. 如請求項2至請求項4中任一項所述的操作裝置，其中 所述旋轉驅動部能夠控制所述旋轉體的旋轉方向及旋轉速度。
6. 如請求項1所述的操作裝置，其中 所述旋轉驅動部能夠控制所述旋轉體的旋轉方向及旋轉速度， 作為所述旋轉體，包括所述旋轉軸分別正交的多個旋轉體。
7. 如請求項3所述的操作裝置，其包括： 第一框架，以所述旋轉體能夠以所述旋轉軸為旋轉中心而旋轉的方式支持所述旋轉體； 第二框架，以所述第一框架能夠以所述第一轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第一框架；以及 第三框架，以所述第二框架能夠以所述第二轉動軸為轉動中心而轉動的方式支持所述第二框架。

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