TWI446951B - 輸入裝置及具有該輸入裝置的遊戲設備 - Google Patents

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Description

輸入裝置及具有該輸入裝置的遊戲設備
本發明係關於一種輸入裝置及一種具有該輸入裝置的遊戲設備。
目前，越來越多的電玩遊戲種類被推出。遊戲者藉由輸入裝置控制遊戲角色在遊戲中進行各種活動。惟，傳統的輸入裝置只能輸入如前、後、左及右等同一平面上的方向指令對遊戲角色進行控制。而隨著越來越多的三維遊戲被推出，傳統的輸入裝置無法滿足遊戲者對三維遊戲樂趣的需要。
有鑑於此，有必要提供一種可輸入三維信息的輸入裝置及一種具有該輸入裝置的遊戲設備。
一種輸入裝置，其包括操控部，磁場傳感器，磁場部，壓力傳感單元及處理單元。該操控部可移動地設置於該壓力傳感單元上且包括施壓面。該磁場部用於提供預設的磁場分佈，該磁場傳感器固設於該操控部且用於偵測該磁場分佈以判斷該操控部的位置變化。該壓力傳感單元包括相對於該施壓面的傳感面，該壓力傳感單元用於感測該操控部作用於在該傳感面的壓力並將該壓力轉換為壓力感測訊號。該處理單元用於根據該操控部的位置變化及該壓力感測訊號生成用於控制遊戲角色活動的控制訊號。
一種遊戲設備，其包括上述的輸入裝置及控制單元。該控制單元 用於與終端設備相連並用於根據該控制訊號控制該遊戲角色的活動及用於將該活動顯示於該終端設備。
上述輸入裝置及遊戲設備中，磁場傳感器偵測磁場分佈以判斷操控部的位置變化及壓力傳感單元感測壓力並將壓力轉換為壓力感測訊號，因此，該操控部的位置變化可作為控制遊戲角色活動方向的二維信息，而壓力感測訊號可作為控制遊戲角色在垂直於該活動方向所在平面的方向上的一維信息，從而實現了三維信息的輸入及提升了遊戲者的遊戲樂趣。
10，70‧‧‧遊戲設備
100‧‧‧輸入裝置
200‧‧‧控制單元
500‧‧‧顯示器
102，702‧‧‧操控部
104，704‧‧‧磁場傳感器
106‧‧‧磁場部
108‧‧‧壓力傳感單元
110‧‧‧處理單元
111‧‧‧傳輸單元
600‧‧‧供電單元
112‧‧‧施壓按鈕
122‧‧‧操控鍵
132，732‧‧‧施壓面
142‧‧‧支撐面
118‧‧‧傳感面
116，126，136，146‧‧‧磁鐵
156，166，176，186‧‧‧磁極
712‧‧‧施壓球
722‧‧‧操控桿
圖1為本發明第一實施方式提供的一種遊戲設備的示意圖。
圖2為圖1中遊戲設備的部分平面示意圖。
圖3為本發明第二實施方式提供的一種遊戲設備的示意圖。
以下結合附圖，對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1及圖2，本發明第一實施方式提供的一種遊戲設備10包括輸入裝置100及控制單元200。該遊戲設備10運行的遊戲可顯示於與該控制單元200相連終端設備，如顯示器500上。
該輸入裝置100包括操控部102，磁場傳感器104，磁場部106(Magnetic Sensor)，壓力傳感單元108，處理單元110及傳輸單元111。該輸入裝置100可藉由供電單元600提供電力。該供電單元600可為設置於輸入裝置100內的電池組或其它合適的電源。
該操控部102可移動地設置於該壓力傳感單元108上，具體地，該操控部102可沿如圖1中所示的X軸，Y軸及Z軸移動，該Y軸為垂直 於紙面的座標軸。本實施方式中，該操控部102包括施壓按鈕112及操控鍵122。施壓按鈕112及操控鍵122為一體成型結構。
該施壓按鈕112包括施壓面132及與該施壓面132相背的支撐面142。該施壓面132為弧面，其具體可為球面或非球面。該操控鍵122設置於該支撐面142上，且操控鍵122可供遊戲者操作來控制該操控部102的移動方向。
該磁場部106用於提供預設的磁場分佈。該磁場部106包括四磁鐵116，126，136及146(下稱第一磁鐵116，第二磁鐵126，第三磁鐵136及第四磁鐵146)。該四磁鐵116，126，136及146呈矩形狀排列。該壓力傳感單元108位於該四磁鐵116，126，136及146之間，如圖2所示。
該第一磁鐵116與第二磁鐵126位於該壓力傳感單元108的兩相對側，第三磁鐵136與第四磁鐵146位於該壓力傳感單元108的另兩相對側。
第一磁鐵116包括面向該壓力傳感單元108的第一磁極156，該第二磁鐵126包括面向該壓力傳感單元108的第二磁極166，該第三磁鐵136包括面向該壓力傳感單元108的第三磁極176，該第四磁鐵146包括面向該壓力傳感單元108的第四磁極186。本實施方式中，該第一磁極156的極性與該第二磁極166的極性相反，該第三磁極176的極性與該第四磁極186的極性相反。
該磁場傳感器104固設於該施壓按鈕112內且用於偵測該磁場分佈以判斷該操控部102的位置變化。具體地，因磁鐵部106中的磁鐵116，126，136及146按照以上描述排列，磁鐵部106提供的在空 間固定不變的磁場分佈，這種磁場分佈可由設計者在磁鐵選定及位置排列確定後所測定，在不同的空間位置對應不同的磁場參數，例如預設一個數據庫，該數據庫包括複數磁場參數及分別與該複數磁場參數相對應的複數空間位置。在該磁場分佈確定的情況下，位於不同位置的該磁場傳感器104會在該磁場分佈中測得不同的磁場參數，如磁場強度等。因此，該磁場傳感器104測得的磁場參數可以根據上述數據庫得到該磁場傳感器104位於該磁場分佈的空間位置。當操控部102帶動該磁場傳感器104移動時，磁場傳感器104偵測磁場的變化以判斷該操控部102的位置變化。
該壓力傳感單元108包括相對於該施壓面132的傳感面118。該傳感面118為平面。該壓力傳感單元108用於感測該操控部102作用於在該傳感面118的壓力並將該壓力轉換為壓力感測訊號。可以理解，若磁鐵部106的磁場影響壓力傳感單元108的工作，則可以在壓力傳感單元108的周圍設置防磁層等防磁手段。該壓力傳感單元108可採用微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)架構。微機電系統係指將微型感測器、執行器以及訊號處理與控制電路、介面電路、通訊與電源集於一體的微型機電系統。本發明實施方式中的壓力傳感單元108採用MEMS進行壓力測量，其可為壓阻式壓力傳感單元或者電容式壓力傳感單元以及其他採用MEMS壓力傳感單元。
處理單元110用於根據該操控部102的位置變化及該壓力感測訊號生成用於控制遊戲角色活動的控制訊號。傳輸單元111用於發送該控制訊號至該控制單元200。本實施方式中，傳輸單元111與控制單元200之間的連接為無線連接，該傳輸單元111為藍牙傳輸單 元。
該控制單元200用於接收該控制訊號並根據該控制訊號控制該遊戲角色的活動及用於將該活動顯示於顯示器500上。控制單元200為遊戲主機，其具有與周邊設備，如顯示器500及傳輸單元111進行連接及通訊的輸出及輸入介面。本實施方式中，控制單元200與傳輸單元111進行無線藍牙通訊。
以下舉例說明本發明遊戲設備10的運行方式。若遊戲設備10遊戲的運行為跳高遊戲，則遊戲者可藉由操控操控部102沿X軸運動控制遊戲角色前進，然後等遊戲角色到達預定的位置時，遊戲者再按下操控部102以控制遊戲角色跳高。在這個過程中，操控部102位置的變化引起磁場傳感器104感測的磁場參數的變化，磁場傳感器104根據磁場參數的變化得知操控部102沿X軸運動並將操控部102的位置變化以預設的電訊號形式發送至該處理單元110。處理單元110藉由傳輸單元111將該預設的電訊號發送至控制單元200。控制單元200根據該預設的電訊號控制顯示於顯示器500中的遊戲角色前進。
壓力傳感單元108偵測到壓力並將該壓力轉換為壓力感測訊號並發送至處理單元110。該壓力感測訊號包括壓力大小的訊息，該壓力大小可反映為遊戲角色跳躍的高度。處理單元110藉由傳輸單元111將該壓力感測訊號發送至控制單元200。控制單元200根據該壓力感測訊號控制顯示於顯示器500中的遊戲角色跳高。
請參閱圖3，為本發明第二實施方式提供的一種遊戲設備70。該遊戲設備70與第一實施方式中的遊戲設備10不同之處在於：操控部702不同。
本實施方式中，操控部702包括施壓球712及操控桿722。該施壓球712包括施壓面732。該操控桿722設置於該施壓球712上，該磁場傳感器704固設於該施壓球712。遊戲進行時，遊戲者手握操控桿722帶動施壓球712進行轉動。施壓球712的轉動帶動了磁場傳感器704位置的變化進而引起了磁場傳感器704偵測磁場參數的變化。磁場傳感器704偵測磁場參數的變化便可判斷該操控部702的位置變化。
綜上所述，操控部的位置變化可作為控制遊戲角色活動方向的二維信息，而壓力感測訊號可作為控制遊戲角色在垂直於該活動方向所在平面的方向上的一維信息，從而實現了三維信息的輸入及提升了遊戲者的遊戲樂趣。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧遊戲設備
100‧‧‧輸入裝置
200‧‧‧控制單元
500‧‧‧顯示器
102‧‧‧操控部
104‧‧‧磁場傳感器
106‧‧‧磁場部
108‧‧‧壓力傳感單元
110‧‧‧處理單元
111‧‧‧傳輸單元
600‧‧‧供電單元
112‧‧‧施壓按鈕
122‧‧‧操控鍵
132‧‧‧施壓面
142‧‧‧支撐面
118‧‧‧傳感面
116，126，136‧‧‧磁鐵

Claims (10)

  1. 一種輸入裝置，其包括操控部，磁場傳感器，磁場部，壓力傳感單元及處理單元，該操控部可移動地設置於該壓力傳感單元上且包括施壓面，該磁場部用於提供預設的磁場分佈，該磁場傳感器固設於該操控部且用於偵測該磁場分佈以判斷該操控部的位置變化，該壓力傳感單元採用微機電系統架構，該壓力傳感單元的周圍設置有防磁層，該壓力傳感單元包括相對於該施壓面的傳感面，該壓力傳感單元用於感測該操控部作用於在該傳感面的壓力並將該壓力轉換為壓力感測訊號，該處理單元用於根據該操控部的位置變化及該壓力感測訊號生成用於控制遊戲角色活動的控制訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中，該操控部包括施壓按鈕及操控鍵，該施壓按鈕包括該施壓面及與該施壓面相背的支撐面，該操控鍵設置於該支撐面上，該磁場傳感器固設於該施壓按鈕。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之輸入裝置，其中，該施壓按鈕與該操控鍵為一體成型結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中，該磁場部包括至少兩磁鐵，該壓力傳感單元位於該至少兩磁鐵之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之輸入裝置，其中，該至少兩磁鐵包括第一磁鐵及第二磁鐵，該第一磁鐵包括面向該壓力傳感單元的第一磁極，該第二磁鐵包括面向該壓力傳感單元的第二磁極，該第一磁極的極性與該第二磁極的極性相反。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中，該操控部包括施壓球及操控桿，該施壓球包括該施壓面，該操控桿設置於該施壓球上，該磁場傳 感器固設於該施壓球。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中，該輸入裝置還包括用於發送該控制訊號的傳輸單元。
  8. 一種遊戲設備，其包括如申請專利範圍第1項所述的輸入裝置及控制單元，該控制單元用於與終端設備相連並用於根據該控制訊號控制該遊戲角色的活動及用於將該活動顯示於該終端設備。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之遊戲設備，其中，該操控部包括施壓按鈕及操控鍵，該施壓按鈕包括該施壓面及與該施壓面相背的支撐面，該操控鍵設置於該支撐面上，該磁場傳感器固設於該施壓按鈕。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之遊戲設備，其中，該操控部包括施壓球及操控桿，該施壓球包括該施壓面，該操控桿設置於該施壓球上，該磁場傳感器固設於該施壓球。
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