專利名稱：娛樂系統(tǒng)的操作裝置以及擁有該操作裝置的娛樂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作裝置，它與諸如錄像游戲機(jī)、電視機(jī)、磁帶錄像機(jī)和音樂游戲機(jī)的娛樂系統(tǒng)相連接，并由操作人加以操作，還涉及擁有該操作裝置的娛樂系統(tǒng)。
通常，在諸如錄像游戲機(jī)的娛樂系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)或控制器與主機(jī)相獨(dú)立，它使操作人能將他的命令輸入主機(jī)。對于游戲機(jī)，因?yàn)橛写罅颗c其游戲相關(guān)的命令，其操作系統(tǒng)具有若干操作按鈕。操作人通過操作這些操作按鈕，控制屏幕上游戲角色或若干游戲角色的動(dòng)作，或游戲的進(jìn)程。
此類操作裝置是這樣的，在其被操作人的手和手指緊握的同時(shí)可對其進(jìn)行操作，而十字形的操作部分的一部分從其殼體中露出。操作人操作此操作部分，用以將特定的命令輸入游戲機(jī)，使屏幕上的游戲角色(一些角色)等以特定方式行動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)的操作裝置具有例如在圖4中所示的截面結(jié)構(gòu)。所示操作裝置200具有突出或圓拱頂部分210，它位于操作部分201的底部上，從而操作部分201在與殼體220接觸時(shí)，樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地運(yùn)動(dòng)。對于此種操作裝置200的結(jié)構(gòu)，可參看例如日本實(shí)用新型公開號No.3-13951(13951/1991)。
當(dāng)操作人按壓操作部分201的一端時(shí)，具有導(dǎo)電部分231的彈性構(gòu)件230被推下，操作部分支承在彈性構(gòu)件230上，這使其下的電極部分232被導(dǎo)電部分231短路，從而成為導(dǎo)電。
但是，對于此種結(jié)構(gòu)的操作裝置200，如果操作人出乎意外地操作它，或以出乎意外的力運(yùn)動(dòng)操作部分201，殼體220或操作部分201可圍繞圓拱頂部分210而受到損壞。一般，操作部分201等是由耐用材料制成的，以便防止這樣的損壞；盡管如此，還可能發(fā)生這樣的情況，其中操作部分201變得較為緩慢地回復(fù)至其預(yù)定位置。
為解決此類問題，如在日本實(shí)用新型特許公開號No.6-38137(38137/1994)、日本未利特許公開號No.8-24439(24439/1996)、和日本專利特許公開號No.9-326219(326219/1997)中披露的，提出圖5所示結(jié)構(gòu)的操作裝置300。
操作裝置300具有操作部分301，它放置在具有導(dǎo)電部分331的彈性構(gòu)件330上，擋塊部分340設(shè)置在彈性構(gòu)件330的中心，以使擋塊部分340的頂端與操作部分301之間有一個(gè)小的間隙。這樣，當(dāng)操作部分301受按壓時(shí)，它就像操作部分301的底部在擋決部分340上滑移地傾斜，這樣，其磨損和損壞可受到限制。此外，由于凹陷310放置在操作部分301的底部，擋塊部分340的頂端可緊貼地裝配在凹陷310中，以使操作部分301不太可能不對準(zhǔn)，從而對操作人而言，操作的舒適性和感覺都得到加彈。
最近，還出現(xiàn)一種操作系統(tǒng)，它通過操作部分301給出的模擬榆入，得以對屏幕上的角色或若干角色按模擬形式進(jìn)行控制(見，例如日本專利特許公開號No.7-10252(10252/1995)和日本專利特許公開號No.90042-11(90042/1999)。此外，還提出另一種操作控制器，其中壓力敏感元件使用于圖5的操作裝置300的電極部分333中，用以使屏幕上的角色(若干角色)的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)能按照作用在操作部分301上的壓力而改變。
但是，即使對于圖5所示結(jié)構(gòu)的操作裝置300，看來似乎，操作人可能對操作部分301作用過度的壓力。這時(shí)，擋塊部分340和/或操作部分301不可避免地磨損；此外，如果壓力敏感元件應(yīng)用在電極部分332中，過度的按壓壓力作用至壓力敏感元件上可能引起壓力敏感元件的特性改變，造成操作裝置300使用的后繼問題。
由于間隙設(shè)置在擋塊部分340與操作部分301之間，操作部分301在操作部分301被按壓時(shí)，撞擊擋塊部分340，從而其運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)減慢，這時(shí)，操作感到有臺階感，它可能減少模擬輸入的樂趣，特別在壓力敏感元件應(yīng)用時(shí)。
這樣，本發(fā)明的目的是提出一種娛樂系統(tǒng)的操作裝置，它克服了以上的問題；以及一種包含該操作裝置的娛樂系統(tǒng)。
本發(fā)明的操作裝置包括操作構(gòu)件，它能在被操作人按壓時(shí)，在某一方向傾斜；以及樞軸支承構(gòu)件，用于支承操作構(gòu)件，所述操作構(gòu)件和所述樞軸支承構(gòu)件包含在一個(gè)殼體中。樞軸支承構(gòu)件建造成，當(dāng)所述按壓壓力解除時(shí)，樞軸支承構(gòu)件將所述操作構(gòu)件推動(dòng)向上，用以將其恢復(fù)至其初始狀態(tài)。
樞軸支承構(gòu)件可成形成，當(dāng)按壓壓力施加至所述操作構(gòu)件上時(shí)，一個(gè)與所述按壓壓力相對的力施加至所述操作構(gòu)件上。
此外，凹陷可設(shè)置在所述操作構(gòu)件中，所述支承構(gòu)件的端部裝配在凹陷中，用以將所述操作構(gòu)件夾持在預(yù)定位置中。
樞軸支承構(gòu)件的頂端成形成例如凸出的弧形，而所述凹陷成形成這樣的凹入的弧形，以便與凸出弧形相匹配，且其結(jié)構(gòu)制成，當(dāng)所述凹陷在所述支承構(gòu)件的頂端上滑移時(shí)，所述操作構(gòu)件在所述樞軸支承構(gòu)件上在預(yù)定方向上傾斜。更具體地講，所述操作構(gòu)件具有按壓部分，用于施加所述按壓壓力；導(dǎo)電部分，它對應(yīng)按壓部分而成形，并與按壓壓力施加的表面相對；以及電極部分，用于根據(jù)當(dāng)操作構(gòu)件被按壓壓力傾斜時(shí)的傾斜，使所述導(dǎo)電部分或?qū)щ娀虿粚?dǎo)電。壓力敏感元件例如應(yīng)用在電極部分中。如果設(shè)置了一對按壓部分，則所述凹陷置于此對按壓部分的中央。所述導(dǎo)電部分設(shè)置在可移動(dòng)接觸構(gòu)件上，它由彈性力將相互相對的導(dǎo)電部分和電極部分隔開；當(dāng)對應(yīng)所述按壓部分的可移動(dòng)接觸構(gòu)件通過所述操作構(gòu)件的傾斜而受按壓時(shí)，所述電極部分成為導(dǎo)電的。
應(yīng)受稱賞的是，在以上操作裝置中樞軸支承構(gòu)件具有腿部分，它們設(shè)置成一個(gè)能向樞軸支承構(gòu)件有效地添加恢復(fù)力的結(jié)構(gòu)。當(dāng)按壓壓力通過所述操作構(gòu)件施加時(shí)，腿部分張開，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與所述按壓壓力相對的彈性力；當(dāng)按壓壓力不再作用時(shí)，企圖將張開的腿部分閉合的恢復(fù)力將所述操作部分向上推回至其初始位置。如果樞軸支承構(gòu)件放置在基底上，則所述腿部分設(shè)置成，得以在形成于所述基底中的凹槽中張開。


圖1是一張示意圖，它展示本發(fā)明的操作裝置是如何使用的。
圖2是按本發(fā)明實(shí)施例提出的操作裝置的橫截面圖。
圖3是一張分解圖，它展示在按本發(fā)明實(shí)施例提出在的操作裝置的殼體之內(nèi)的部件。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的操作裝置的橫截面圖。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)的另一操作裝置的橫截面圖。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將說明于下文，此處說明本發(fā)明應(yīng)用于娛樂系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，錄像游戲機(jī)的操作裝置。
圖1展示本發(fā)明的操作裝置1是如何使用的。本發(fā)明的操作裝置1可裝卸地連接至錄像游戲機(jī)100的連接部分110。設(shè)置了若干連接部分110，從而操作裝置1可連接至它們中的任一個(gè)。此外，以通過操作裝置1進(jìn)行運(yùn)行的游戲內(nèi)容可存貯在存儲器(未表示)中，存儲器安裝在與操作裝置1相對應(yīng)的存儲器槽1111中。錄像游戲機(jī)100連接至顯示裝置(未表示)，從而操作人能用肉眼檢查通過操作裝置1進(jìn)行的運(yùn)行。
錄像游戲機(jī)100包含的功能有從貯存程序的貯存媒體中讀出計(jì)算機(jī)游戲程序；通過執(zhí)行該程序，將角色或若干角色顯示在顯示裝置上；以及各種控制功能。從操作裝置1輸出的信號也由包含在錄像游戲機(jī)100中的控制功能中的一種加以處理，以使其內(nèi)容由顯示裝置上的角色或一些角色的運(yùn)動(dòng)和/或行動(dòng)加以反映。
操縱裝置1賦予這樣的功能，例如將顯示于顯示裝置上的角色或一些角色向上/下/右/左移動(dòng)，雖然它們要根據(jù)計(jì)算機(jī)游戲程序的內(nèi)容。
接著，將更詳細(xì)地說明操縱裝置1的結(jié)構(gòu)。
操縱裝置1的結(jié)構(gòu)如示于圖2的截面圖，和圖3的分解圖。
具體說來，操作部分10、殼體20、彈性構(gòu)件30、擋決部分40以及板50被組裝在它們的預(yù)定位置上，以構(gòu)成操作裝置1。
殼體20是手提式的，并將操作部分10、彈性構(gòu)件30、擋決部分40以及板50包含于其中。操作人在用他的手和手指緊握此殼體20的同時(shí)，操縱操作部分10等。
操作部分的一個(gè)孔21成形于殼體20中，以使操作部分10的一部分，即具有按壓部分12的十字形按鍵的一部分，通過此操作部分的孔21而露出。操作部分10具有圍繞它而成形的周邊法蘭部分13。法蘭部分13嵌填在操作部分10的開口端部，從而阻止操作部分10從殼體20卸走。通過在任何方向傾斜此十字形按鍵，操作人在殼體20內(nèi)施加一按壓壓力，從而向錄像游戲機(jī)100輸入某一命令。應(yīng)清楚的是操作部分10不限于如由十字形按鍵作用的360度操作，而是也可應(yīng)用雙向操作。
彈性構(gòu)件30由諸如橡膠的彈性或柔性材料制成。彈性構(gòu)件30具有可移動(dòng)接觸部分33，它成形成突向并對應(yīng)按壓部分12，而操作部分10放置在此可移動(dòng)接觸部分33上?？梢苿?dòng)接觸部分33具有導(dǎo)電部分31，它與操作部分10放置的表面相對。
當(dāng)按壓部分12被操作人按壓時(shí)，可移動(dòng)接觸部分33彈性地變形，從而安置在可移動(dòng)接觸部分33上的導(dǎo)電部分31朝看相對的電極部分32推下。這引起對應(yīng)按壓部分12的導(dǎo)電部分31被按壓，接觸電極部分32，從而使電極部分32導(dǎo)電。
電極部分32具有壓力敏感性能，更具體地說，它具有可由壓力敏感導(dǎo)電橡膠制成的壓力敏感元件，從而電極部分32的電阻值根據(jù)作用在壓力敏感元件上的壓力的大小而改變。通常，由壓力敏感導(dǎo)電橡膠制成的壓力敏感元件在不施加壓力時(shí)呈現(xiàn)出最小的電阻值，而其電阻值正比于所作用的壓力而增加。這樣，電極部分32在沒有壓力作用時(shí)輸出最大的信號(電壓)，而隨著施加壓力的增加，輸出信號按類比形式下降。
可移動(dòng)接觸部分33設(shè)計(jì)成，當(dāng)在按壓部分12上作用的壓力解除時(shí)，回復(fù)至其初始位置。
應(yīng)明白的是，彈性構(gòu)件30可與操作部分10一體地形成。
擋塊部分40在操縱操作部分10時(shí)，起樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的支承的作用。擋塊部分40的頂端總是接觸操作部分10的底部。在本實(shí)施例中，擋塊部分40的頂端具有圓拱頂或凸形結(jié)構(gòu)，而在操作部分10的底部中的凹形的凹陷11被設(shè)置成，使它與圓拱頂相匹配。
擋塊40具有腿部分41。腿部分41當(dāng)由操作部分10施加按壓壓力時(shí)張開，而當(dāng)按壓壓力解除時(shí)，腿部分41的作用是將操作部分10恢復(fù)至其初始狀態(tài)，或?qū)⑵湎蛏贤苹刂疗涑跏嘉恢?，因?yàn)橥炔糠?1的自恢復(fù)力總是企圖閉合腿部分。
更具體地說，當(dāng)按壓壓力施加至按壓部分12上時(shí)，操作部分10被向下推動(dòng)，此處，腿部分41的合成彈性或推壓力引起操作部分10平穩(wěn)地移動(dòng)向下。這樣，即使當(dāng)操作人對按壓部分12作用過度的力時(shí)，可能引起轉(zhuǎn)換至操作裝置1的其它構(gòu)件的諸如磨損和損壞的情況能加以避免，同時(shí)能獲得操作部分10的平穩(wěn)和精確(精細(xì)調(diào)節(jié))的運(yùn)動(dòng)。
在板50上放置著彈性構(gòu)件30、擋塊部分40等，而且有前述壓力敏感性能的電極部分32則布置在對應(yīng)可移動(dòng)接觸部分33的部位。包含此電極部分32的電路(電子電路)可設(shè)置在層狀的層構(gòu)件60上，然后放置在板50上。板50具有凹槽51，在此處腿部分41的端部裝配于其中。凹槽51用于防止擋塊部分40的不對準(zhǔn)。當(dāng)電極32與導(dǎo)電部分31接觸時(shí)，它變成導(dǎo)電的，從而使電路閉合。
接著，將描述如何操縱操作裝置1。當(dāng)從殼體20露出的任一按壓部分12(十字形按鍵)被操作人按壓時(shí)，對應(yīng)該按壓部分12的彈性構(gòu)件30的可移動(dòng)接觸構(gòu)件33克服彈性構(gòu)件30的彈性力向下彎曲，而操作部分10，作為一個(gè)整體，也克服擋塊部分40的腿部分41的彈性力向下彎曲。在此時(shí)刻，腿部分41在凹槽51中張開。
因?yàn)榘枷?1與擋塊部分40相接觸，當(dāng)任一按壓部分12受到按壓時(shí)，操作部分10朝著受按壓的部分傾斜，因?yàn)槭艿皆摻佑|點(diǎn)或法蘭13與殼體20之間的一個(gè)點(diǎn)的樞軸支承。然后，突出的可移動(dòng)接觸部分33被推動(dòng)向下，使連接在可移動(dòng)接觸部分33底部上的導(dǎo)電部分31接觸電極部分32，從而使電極部分32導(dǎo)電。這引起預(yù)定的電路閉合，從而將信號送至錄像游戲機(jī)100。
當(dāng)相鄰的按壓部分12同時(shí)受到按壓時(shí)，兩個(gè)相鄰的電極32成為導(dǎo)電，這樣，一個(gè)指示該狀態(tài)的信號被送至錄像游戲機(jī)100。這時(shí)，例如在對角線方向的一個(gè)行動(dòng)或運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)于顯示裝置上。
在本實(shí)施例中，電極部分32被導(dǎo)電部分31所短路雖然任何信號可在導(dǎo)電部分31接觸電極部分32時(shí)產(chǎn)生，或任何信號可在此時(shí)被終止。
擋塊部分40頂端的凸出或圓拱頂部分與凹陷或凹入部分11較受推薦的是按某個(gè)間隙進(jìn)行匹配。特別是，如果擋塊部分40頂端的圓拱頂部分采用凸出的球形或弧形表面，凹陷部分11也采用凹入的球形或弧形表面，但其曲率(R)稍大于圓拱頂部分的曲率，於是，操作部分10和擋塊部分40幾乎相互處于點(diǎn)接觸，這樣，操作部分10可平穩(wěn)地加以驅(qū)動(dòng)。於是，當(dāng)按壓按壓部分12時(shí)，操作的感覺可加強(qiáng)，同時(shí)方便地緩沖了生產(chǎn)容差。
當(dāng)按壓壓力不再作用至按壓部分12上時(shí)，腿部分41由于可移動(dòng)接觸部分33的彈性力和腿41的回彈力而閉合，從而操作部分10回復(fù)至其預(yù)定位置。在此時(shí)刻，導(dǎo)電部分31和電極部分32相互移開，從而電路開路。結(jié)果，錄像游戲機(jī)100判明，施加至按壓部分12上的按壓壓力解除。
當(dāng)相等的力直接在操作部分10之上施加至每個(gè)按壓部分12時(shí)，操作部分10無傾斜地向下移動(dòng)；這時(shí)，它向下彎曲到這樣的程度為心，即擋塊部分40的腿部分41完全張開。因此，腿的長度、其在沒有壓力作用時(shí)的傾斜角等都可加以調(diào)節(jié)，以使當(dāng)操作部分向下移動(dòng)時(shí)，不是相互相鄰的可移動(dòng)接觸部分33不會同時(shí)變成導(dǎo)電的。
電極部分32具有壓力敏感性能以用于檢測壓力；但是，因?yàn)榘磯簤毫θ缟鲜鏊频乇粨鯄K部分40的彈性力所限制，由于過度按壓力造成的潛在損壞能被防止。此外，擋塊40的彈性力作用適當(dāng)，以使在顯示裝置上角色或一些角色的操縱更為平穩(wěn)，并能使操作按模擬形式進(jìn)行，從而給游戲添加了更多的參與感。
應(yīng)看清的是，在本實(shí)施例中，錄像游戲機(jī)100和操作裝置1是可裝卸的，雖然操作裝置1可一體地建造在裝備顯示的游戲機(jī)中，諸如手持游戲機(jī)。
本發(fā)明并不限制于如在本實(shí)施例中的錄像游戲機(jī)的操作裝置或控制器，而是可應(yīng)用于操作電視機(jī)、磁帶錄像機(jī)、音樂游戲機(jī)等用的操作裝置或控制器，也可應(yīng)用于合而為一娛樂系統(tǒng)中應(yīng)用的操作裝置或控制器。
雖然以上已描述和展示了本實(shí)施例，當(dāng)然應(yīng)理解到，本發(fā)明的操作裝置只是為了舉例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種娛樂系統(tǒng)的操作裝置，包括操作構(gòu)件，它能在被操作人按壓時(shí)，在某一方向傾斜；以及樞軸支承構(gòu)件，用于支承所述操作部分；所述操作構(gòu)件和所述樞軸支承構(gòu)件包含在一個(gè)殼體中，其中，當(dāng)來自所述操作構(gòu)件的按壓壓力解除時(shí)，所述樞軸支承構(gòu)件推動(dòng)所述操作構(gòu)件，用以將其恢復(fù)至其初始狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的操作裝置，其特征在于，所述樞軸支承構(gòu)件形成得，當(dāng)按壓壓力施加至所述操作構(gòu)件上時(shí)，一個(gè)與所述按壓壓力相對的力施加至所述操作構(gòu)件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的操作裝置，其特征在于，所述操作構(gòu)件具有凹陷，在其中裝配著所述樞軸支承構(gòu)件的端部，用以將所述操作構(gòu)件夾持在預(yù)定位置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的操作裝置，其特征在于，所述樞軸支承構(gòu)件的頂端形成凸出的弧形表面形狀，而所述凹陷形成這樣的凹入的弧形表面形狀，用以與所述凸出弧形表面相匹配，其中當(dāng)所述凹陷在所述樞軸支承構(gòu)件的頂端上滑移時(shí)，所述操作構(gòu)件在所述樞軸支承構(gòu)件上在某一方向傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的操作裝置，其特征在于，所述操作構(gòu)件具有按壓部分，用于施加所述按壓壓力；導(dǎo)電部分，它對應(yīng)所述按壓部分而成形，并與按壓壓力施加的表面相對；以及電極部分，用于根據(jù)當(dāng)操作構(gòu)件被按壓壓力傾斜時(shí)的傾斜，使所述導(dǎo)電部分或?qū)щ娀虿粚?dǎo)電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的操作裝置，其特征在于，所述電極部分是壓力敏感元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的操作裝置，其特征在于，所述按壓部分成對地加以設(shè)置，而所述凹陷位于所述按壓部分對的中央。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的操作裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電部分設(shè)置在可移動(dòng)接觸構(gòu)件上，所述可移動(dòng)接觸構(gòu)件由彈性力將相互相對的導(dǎo)電部分和電極部分隔開，其中，當(dāng)對應(yīng)所述按壓部分的可移動(dòng)接觸構(gòu)件通過所述操作構(gòu)件的傾斜而受按壓時(shí)，所述電極部分成為導(dǎo)電的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的操作裝置，其特征在于，所述樞軸支承構(gòu)件具有腿部分，所述腿部分在按壓壓力施加至所述操作部分上時(shí)張開，其中，企圖將張開的腿部分閉合的恢復(fù)力將所述操作部分向上推回至其初始位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的操作裝置，其特征在于，所述樞軸支承構(gòu)件放置在基底上，而所述腿部分設(shè)置成，得以在形成于所述基底中的凹槽中張開。
11.一種娛樂系統(tǒng)，它具有根據(jù)任一前述權(quán)利要求1至8的操作裝置，所述操作裝置具有響應(yīng)所述操作部分的操作產(chǎn)生信號的能力，其中預(yù)定的操作按照所述信號執(zhí)行。
全文摘要
提出一種娛樂系統(tǒng)的操作裝置,它克服了當(dāng)過度的力施加于其上時(shí)可能發(fā)生的問題,并且使操作得以平穩(wěn)進(jìn)行。操作裝置(1)包括操作部分(10)和擋塊部分(40),它支承著操作部分(10)。擋塊部分(40)的腿部分(41)在按壓壓力施加于操作部分(10)上時(shí)張開,而在按壓壓力解除時(shí)閉合,并將操作部分(10)恢復(fù)至其初始位置。
文檔編號H01H13/70GK1335785SQ00802475
公開日2002年2月13日 申請日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
發(fā)明者尾形裕樹 申請人:索尼計(jì)算機(jī)娛樂公司