具有六轴能力的外围输入设备制造技术

一种带两个用来建立与两个三轴输入设备（１０，６６；７４，７６；８２，８４）的连接的输入端口（９２，９４）的控制盘允许六轴游戏运行。该控制盘（６４；７２；８０）包括一个微处理器（１２０），该微处理器判定究竟一个还是两个三轴输入设备连接于它并产生一个地址信号，用以与一个游戏控制台（８６）相通信，以便在上电时告该游戏控制台的一个微处理器有关所连接的外围输入设备的准确性质。一个拇指操作的转子组件（１８）配装于一个操纵杆（１４）的顶部，用于Ｚ轴控制，于是允许通过该操纵杆对计算机游戏单手三轴控制。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地说涉及与基于计算机的系统合用的外围输入设备，而更具体一地说涉及一种能力，即利用一个带有机载微处理器的控制盘，很方便地把系统的使用从三轴控制转换成六轴控制的能力。以下有关申请包含与本申请相同的主题，并且除了第一项技术申请外，本申请旨在部分地成为这些先有申请的继续。美国技术专利申请，题为“一种用来分类多边形数据方法和一种运用该方法的电视游戏机”，申请系列号08/394,838，1995年2月27日提出，要求1994年3月1日日本申请号56723/94的优先权。美国外观设计专利申请，题为“控制盘”，申请系列号29/036,218，1995年3月15日提出。美国外观设计专利申请，题为“带操纵杆的控制盘”，申请系列号29/036,211，1995年3月15日提出。美国外观设计专利申请，题为“带操纵杆的控制盘”，申请系列号29/036,205，1995年3月15日提出。美国外观设计专利申请，题为“操纵杆和基座”，申请系列号29/036,220，1995年3月15日提出。美国外观设计专利申请，题为“带双操纵杆的控制盘”，申请系列号29/036,219，1995年3月15日提出。还有一个有关的技术专利申请，题为“一种具有六轴能力的外围输入设备”，系列号08/454,609，1995年5月31日提出；以及一个有关的技术专利申请，题为“一种可转换的外围输入设备”，系列号08/455,055，1995年5月31日提出。既在个人计算机上，又在与电视/视频输出合用的基于光栅的游戏控制制台上运行的计算机游戏的增长，已经导致对能启用并操纵对象在游戏空间中的运动的外围输入设备的需求增加。随着诸计算机游戏和在其上运行这些游戏的操作系统在其数据格式和其数据处理能力方面已经变得更丰富，用附加轴来运行和控制已变成想要的。根据本专利技术实现用一只手的真三轴控制。此外，通过使用两个经一个控制盘端口连接的三轴输入设备，实现一种得到一个六轴控制器的能力。该控制盘包括机载微处理器，由于有两个输入设备连接于该控制盘，故无论该游戏究竟是以连接于该控制盘的单个输入设备用三轴来运行，还是用六轴来运行，该微处理器都能与主操作系统通信。根据本专利技术的一个实施例，通过采用操纵杆提供一种具有高分辨率模拟响应(以及数字输出能力)的真三轴输入设备，在该操纵杆的基座有一个铰接点。该操纵杆安装在一个平面上，该平面在对着该操纵杆一侧有一个反射表面。该操纵杆及其基座布置成大体上平行于并邻近一个检测平面，在该检测平面中该操纵杆的位置和运动被一些安装在该检测平面上的光学运动探测器(传感器)所测定。诸传感器发射并探测一些光学信号并根据所反射的诸信号来确定该操纵杆的位置和运动。该操纵杆上的X轴和Y轴的运动控制游戏运行的两个轴。第三轴由一个拇指操作的转子来控制，该转子也利用一些光学运动探测传感器来输出Z轴位置数据信号。根据本专利技术的另一个实施例，一种外围输入设置能通过把一个第二三轴输入设备连接于一个控制盘而从三轴运行转换成六轴运行，该控制盘包括两个输入端口和一个机载微处理器。当上电时，该微处理器判定究竟一个还是两个三轴输入设备连接于该控制盘。如果一个三轴输入设备连接于该控制盘，则该控制盘微处理器输出一个地址信号，或者一个指明该外围设备的该配置的具体标识码。如果两个三轴输入设备连接于该控制盘，则输出一个不同的地址信号，该信号指明此配置。于是，该游戏控制台(或个人计算机)微处理器能通过访问游戏控制台中的存储着该输入设备标识码的寄存器，而判定哪个外围输入设备被连接。当结合诸附图阅读时，本专利技术的其他目的和其他特征将会从以下详细描述变得更加显而易见。附图说明图1A、1B和1C分别表示在根据本专利技术的一种外围输入设备一个实施例中的一种三轴操纵杆的主视图、俯视图和左侧立视图；图2表示一个传感器基座和图1A、1B和1C中所示的该三轴操纵杆的一个操纵杆基座的俯视图；图3表示图1A、1B和1C中所示的该操纵杆的该操纵杆基座、一个传感器表面和一个操纵杆构件(细长构件)的局部侧立视图；图4表示可以用于本发是的该实施例中的该外围输入设备的一种运动探测电路的一个例子的电路图；图5A、5B、5C和5D表示用来说明图4中所示的该电路的工作的一些时间图6表示可以用于本专利技术的该实施例中的该外围输入设备的一种RDIA电路的一个例子的电路图；图7A、7B、7C、7D和7E表示用来说明图6中所示的该电路的工作的一些时间图；图8A和8B表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，与处于中立位置状的图1A、1B和1C中所示的该操纵杆相对应的输出脉冲；图9A和9B表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，与图1中所示该操纵杆的左右方向(X轴方向)倾斜相对应的输出脉冲的变化；图10A和10表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，与图1A、1B和1C中所示的该操纵杆的前后(Y轴方向)倾斜相对应的输出脉冲的变化；图11表示涉及对8B、9B和10B中所示的诸输出脉冲的处理的一种配置的方块图；图12表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，包含在该操纵杆的该细长构件中的一种电路的电路图；图13表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，包含在该操纵杆的该操纵杆基座组件中的一种电路的电路图；图14表示在本专利技术的该实施例中的该外围输入设备中，包含在一个控制盘中的一种电路的电路图；图15A、15B和15C表示一个用于本专利技术的实施例中的该外围输入设备的一个拇指操作的Z轴转子组件的转子从三个不同的方向观看的各自的视图16A和16B表示用于本专利技术的该实施例中的该外围输入设备的该拇指操作的Z轴的转子组件的两个剪式构件(Z轴弹簧架)各自的视图；图17A和17B图示用于本专利技术的该实施例中的该外围输入设备的该拇指操作的Z轴转子组件的一种弹簧加载的复位机构的工作；图18A和18B分别表示该细长构件的一个壳体的内侧立视图和它的E-E线横截面图；图19A和19B表示在本专利技术的该实施例中分别处于仅单个操纵杆连接于该控制盘的状态和处于两个操纵杆连接于该控制盘的状态的该外围输入设备各自的视图；图20A和20B表示在图19A和19B中所示的该控制盘中设置的一个滑动开关的两个方向各自的视图；以及图21表示一个显示在本专利技术的该实施例中，各包括该控制盘和两上三轴操纵杆的诸外围输入设备的方块图。上述技术专利申请，题为“一种具有六轴能力的外围输入设备”系列号08/454,609，1995年5月31日提出，通过引用包括在本文中。在以下对最佳实施例的详细描述中，‘计算机游戏’一词用来包括使用一个游戏机控制台的常规视频游戏(即电视游戏)、通过个人计算机CPU的基于个人计算机的游戏和为提供游戏运行而编程的主计算机。在整个此描述中，‘外围输入设备’一词意在包括操纵杆控制器、鼠标控制器、跟踪球和其他多轴输入设备，以及它们的组合。下面对照在带有任务杆输入设备的Sega SaturnTM视频游戏平台(游戏控制台)上实现的具体最佳实施例来描述本专利技术。此描述意在说明本专利技术，无意限制下面所附的权利要求。本专业的普通技术人员将会意识到，可以对下面所描述的诸设备进行修改和代换而不脱离本专利技术和下面所附权利要求的精神。为了更好地组织该描述，它分成三个不同的部分A.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与一个游戏控制台（８６）合用的、允许六轴输入的外围输入设备，其特征在于所述设备包括：ａ）两个独立的三轴输入设备（１０，６６；７４，７６；８２，８４）；ｂ）一个控制盘（６４；７２；８０），它带一个微处理器（１２０），带两个用来建立所述两个三轴输入设备与所述控制盘之间的电气连接的输入端口（９２，９４），和一个用来建立所述控制盘的所述微处理器与所述游戏控制台之间的电气连接的输出端口（９６）；以及ｃ）所述控制盘的所述微处理器用来判定所述两个三轴输入设备中究竟一个还是两个连接于所述控制盘的所述输入端口；其中所述控制盘的所述微处理器判定所述两个输入端口是否连接于所述两个三轴输入设备，并根据该判定的结果，经所述输出端口向所述游戏控制台输出一个地址信号，该信号向所述游戏控制台指明究竟一个还是两个所述三轴输入设备连接于所述诸输入端口。２．一种三轴操纵杆控制器，其特征在于所述控制器包括：ａ）一个带有一个近端和一个远端的细长操纵杆构件（１４）；ｂ）一个适合于收容所述操纵杆构件的近端的操纵杆基座（１２），它带有与所述操纵杆构件的纵轴大体上垂直的两个大体上平坦的传感器表面（２３，２０），一个第一表面（２３）带有朝向远离所述操纵杆构件的反射性覆盖层；ｃ）一个带有一个近端和一个远端的Ｘ－Ｙ轴弹簧张紧构件（１６），它大体上与所述操纵杆构件的纵轴同轴地安装在所述操纵杆构件之内并在所述近端固定于所述操纵杆基座，以提供在Ｘ轴和Ｙ轴力已由使用者施加于所述操纵杆构件之后使所述操纵杆构件恢复其中央位置的力；ｄ）一个位于所述操纵杆基座的所述第一表面（２３）下方并与之平行的Ｘ－Ｙ轴传感器表面（２０）；ｅ）安装在所述Ｘ－Ｙ轴传感器表面上的至少一个Ｘ－Ｙ轴光源（２４ａ）和Ｘ－Ｙ轴光学信号探测传感器（２４ｂ），其中所述操纵杆构件的一个Ｘ－Ｙ位置和一个运动靠由所述操纵杆基座的所述第一表面所反射的光学信号来测定；ｆ）一个Ｘ－Ｙ轴光学信号处理电路（２８；１１０），它把来自所述光学信号探测传感器的诸光学信号转换成一些在计算机游戏的控制中有用的Ｘ－Ｙ位置数据信号；以及ｇ）一个用于Ｚ轴控制的，布置在所述操纵杆构件的所述远端附近的，拇指操作的转子组件（１８），它带有：（１）一个转子（５０），它带一个用来与使用者的拇指相互作用的半圆形的圆盘，并带有与所述圆盘的平面垂直地安装的至少一个反射表面（５６ａ，５６ｂ），而且所述反射表面朝向远离所述圆盘，所述圆盘能有选择地绕其中心转动；...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰尼D库奇，詹姆斯L休瑟，
申请(专利权)人：世嘉企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]