专利名称：输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够在家庭用游戏设备中使用的输入装置，特别涉及能够对加速度实施检测的输入装置。
加速度传感器通常包括静电容量型传感器，以及使用诸如压电元件等而构成的传感器等。如果举例来说，它们可以是使用在作为与车辆相关部件的安全气囊和悬置装置等中的传感器，并且可以被使用在诸如测震仪、防盗装置等的各种不同应用领域中。
在近年来，为了能够提高临场感觉，还将能够获得接近现实的体验、贴近本来物体的输入装置，使用在诸如模拟仿真设备等的应用领域中。
然而，使用在诸如上述的输入装置等中的加速度传感器，其成本相当高，因而当将其使用在诸如家庭用游戏设备等中时，会出现成本方面的问题。而且和使用在其它应用领域中的装置相比，使用在诸如家庭用游戏设备等中的相应装置并不要求非常高的精度，因此采用这种高成本的加速度传感器本身就构成了一个问题。
而且，当设置这种高成本的加速度传感器时，还存在有会使内部回路复杂化的问题。
本发明就是解决上述问题用的发明，本发明的目的就是提供一种结构构成简单且制造成本低廉的输入装置。
本发明所提供的输入装置，可以是一种在用手实施操作的组件壳体内设置有能够对该组件壳体的加速度实施检测的加速度传感器，并且可以将该加速度传感器输出的信号输入至控制组件或游戏设备中的输入装置，而且所述的加速度传感器还具有支撑在弹性部件上的锤型部件，以及当所述弹性部件产生弹性变形而使锤型部件运动时，可以随着该锤型部件的运动而使电气信号产生变化的检测组件。
如上所述的这种输入装置，是通过诸如锤型部件、弹性部件和简单的检测组件等简单部件组合而成的，所以不再需要使用现有技术中的高成本的加速度传感器，并可以在低廉的成本下实施制造，从而提供一种特别适用于诸如家庭用游戏设备使用的、不要求高精度的输入装置。
而且，本发明所提供的一种输入装置，检测组件还可以是一种能够输出表示导通状态(ON)-断开状态(OFF)的切换信号用的组件，或者是一种能够响应锤型部件的移动距离而改变其输出信号的组件。能够输出表示导通状态(ON)-断开状态(OFF)用的切换信号的组件，所输出的是作为数字式信号的、对施加给组件壳体的加速度实施检测而获得的检测结果，而能够响应锤型部件的移动距离而改变其输出信号的组件，所输出的是作为模拟式信号的、对施加给组件壳体的加速度实施检测而获得的检测结果。
如果举例来说，前一种检测组件可以是一种当到达预定位置时动作，并且可以自动实施复原的开关组件，比如说可以是某种单接触点切换型开关或是接近型开关等现有技术常规使用的开关。后一种检测组件可以是一种能够对电阻抗的变化实施检测的、诸如编码型传感器等现有技术常规使用的检测组件。
而且，本发明所提供的一种输入装置，还可以使锤型部件按照可以沿着第一方向和与其相反的第二方向移动的方式支撑在弹性部件上，并且配置有可以随着锤型部件沿第一方向的移动而动作的第一检测部件，以及可以随着锤型部件沿第二方向的移动而动作的第二检测部件。
通过采用这种结构构成形式，便可以对朝向两个方向的移动实施分别检测。
而且，本发明所提供的一种输入装置，还可以设置有质量不同的第一锤型部件和第二锤型部件，支撑第一锤型部件用的第一弹性部件，支撑第二锤型部件用的第二弹性部件，以及当第一锤型部件和第二锤型部件沿着同一方向移动时，可以分别在第一锤型部件和第二锤型部件的作用下动作的检测组件。
如果举例来说，对于第一锤型部件的质量比第二锤型部件的质量重的场合，当对两个锤型部件分别施加相同的加速度时，第一检测组件将比第二检测组件先给出电气信号的变化，从而可以通过对此时的时间差实施检测的方式，检测出加速度。
而且，本发明所提供的一种输入装置，最好还使第一弹性部件和第二弹性部件具有大体相等的弹性率，从而通过使这些弹性部件各自的弹性率相同的方式，而可以仅仅改变锤型部件的质量，对所输出的加速度实施调节。
而且，还可以使第一锤型部件和第二锤型部件的质量相同，但使其弹性率彼此不同。
而且，本发明所提供的一种输入装置，还可以设置有可以实施转动动作的输入部件，而且使锤型部件可以在该转动动作的作用下，沿着离心力的作用方向进行移动。
如果举例来说，对于诸如游戏用棒球球棒、游戏用高尔夫球棒、游戏用渔杆等的各种仿真型输入装置，可以通过将其搭载在壳体部件(组件壳体)前端上的方式，而通过输入装置对击打时的速度和冲击量实施瞬时检测。
而且，本发明所提供的一种输入装置，其弹性部件可以是一种线圈弹簧，或者是一种可产生挠曲变形的部件。
如果举例来说，对于采用线圈弹簧的场合，可以将这一线圈弹簧设置在锤型部件和检测组件之间，从而可以在相对于检测组件的方向，对锤型部件施加具有加速度的力时，使线圈弹簧产生变形，进而通过锤型部件使检测组件动作。另外，对于采用可产生挠曲变形的部件的场合，还可以在相对于锤型部件产生挠曲变形方向上设置有检测组件。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1为表示搭载在根据本发明构造的输入装置上的检测组件的第一实施例用的示意性侧视图，其中图1A表示的是处于断开状态(OFF)时的示意图，图1B表示的是处于导通状态(ON)时的示意图；图2为表示检测组件的第二实施例用的示意性侧视图；图3为表示检测组件的第三实施例用的示意性侧视图；其中图3A表示的是处于输出未发生变化时的状态用的示意图，图3B表示的是处于输出发生变化时的状态用的示意图；图4为表示检测组件的第四实施例用的示意性侧视图；图5为表示检测组件的第五实施例用的示意性侧视图；图6为表示使用着根据本发明构造的一种输入装置的一个实施例及其动作方式用的示意性侧视图7为表示使用着根据本发明构造的其它输入装置的一个实施例用的示意性斜视图。
如图1A、图1B至图5所示的检测组件可以被组装在诸如家庭用游戏设备等的控制组件中，举例来说，可以被组装在诸如现有技术中使用着的游戏用头盔，或者是游戏杆、游戏剑、游戏用高尔夫球棒、游戏用渔杆等的组件壳体(壳体部件)中。
作为如图1A和图1B所示的检测组件的检测部10，是由呈球型的锤型部件2，线圈弹簧3，可以输出表示导通状态(ON)和断开状态(OFF)用的切换信号的开关4，以及与所述锤型部件2形成为一体的挤压部5组合而构成的。所述开关4和线圈弹簧3的基础端部支撑在所述支撑体1处，从而使锤型部件2呈自由状态。这种支撑体1被固定在如上所述的控制组件的组件壳体(壳体部件)的内侧处。
线圈弹簧3与锤型部件2间的连接方式，可以是通过粘接剂实施安装的连接方式，或者是通过螺纹嵌入方式将线圈弹簧3安装在锤型部件2处的连接方式，也可以是通过焊接实施连接的连接方式等。在锤型部件2处，呈圆柱状的挤压部5贯穿插入在线圈弹簧3内，并且按照与所述开关4相距预定距离的方式突起设置。采用这种构成方式，则当相对于锤型部件2，朝向开关4的方向(朝向方向P)施加超过预定值的加速度，进而使只有施加在锤型部件2上的同方向的力能够抑制住线圈弹簧3的弹性力时，可以使线圈弹簧3压缩，并且通过挤压部5使所述开关4由断开状态(OFF)(图1A)切换至导通状态(ON)(图1B)。因此，当壳体部件承受有超过预定值的加速度作用时，可以通过所输出的导通信号(ON)对其实施检测。
如图2所示的检测部20，是将由两个质量不同的锤型部件2A和2B构成的检测部20A和20B，设置在支撑体1上的。检测部20A和20B与如上所述的检测部10相类似，即分别由锤型部件2A、2B，线圈弹簧3A、3B，开关4A、4B和挤压部5A、5B构成，并且分别并列设置着。
在如上所述的检测部20中，锤型部件2A的质量比锤型部件2B的质量大。当沿着箭头P所示的方向，对两个锤型部件2A、2B施加有超过预定值的加速度时，质量比较大的锤型部件2A沿着方向P施加给线圈弹簧3A的力，将比质量较小的锤型部件2B沿着方向P施加给线圈弹簧3B的力大。因此，线圈弹簧3A将先行收缩，而通过锤型部件2A对挤压部5A的作用使开关4A切换至导通状态(ON)，随后线圈弹簧3B收缩，通过锤型部件2B对挤压部5B的作用而使开关4B切换至导通状态(ON)。
而且，当锤型部件2A、2 B向初始位置返回时，由于线圈弹簧3A与线圈弹簧3B具有大体相等的弹性率，且锤型部件2B的质量比较小，所以所述的线圈弹簧3B的弹性复原力将先行使锤型部件2B上的挤压部5B由开关4B处离开，而将开关4B切换至断开状态(OFF)，随后锤型部件2A上的挤压部5A也将由开关4A处离开，将开关4A切换至断开状态(OFF)。
如上所述，当沿着方向P施加有加速度时，将按照开关4A、开关4B的顺序依次切换至导通状态(ON)，随后将按照开关4B、开关4A的顺序被依次切换至断开状态(OFF)。在这时，开关4A和开关4B在到达导通状态(ON)与导通状态(ON)之间的时间差，以及到达断开状态(OFF)与断开状态(OFF)之间的时间差，是随着施加给组件壳体(锤型部件)的加速度大小的变化而变化的。因此，通过这种对时间差实施测量的方式，即可以检测出加速度的大小。
如图3A和图3B所示的检测部30，其检测组件21与如上所述的开关4不同，是一种可以相应于锤型部件2的移动距离不同而使输出信号产生变化的组件，其它部分均按照与所述检测部10、20相类似的方式构成。而且，这种检测组件21在当线圈弹簧3复原至初始状态时，是处于检测组件21的前端部与挤压部5相抵接的状态的。
如果举例来说，设置在检测部30处的检测组件21，可以为滑动型电位计，或是可以对挤压部5的移动动作实施检测的编码器，以及当挤压部5对检测组件21的前端部实施挤压时可以使其电阻抗发生变化的其它组件。
所述的检测部30在如图3A所示，可以通过相对于所述锤型部件2，沿着方向P施加有预定力的方式，利用挤压部5挤压住检测组件21的前端部，进而使输出信号产生变化(图3B)。其输出的最大值，以及每单位时间中的输出变化量，是相应于施加至锤型部件2的加速度大小的变化而变化的。因此，通过对所述检测组件2 1给出的输出最大值，或是每单位时间中的输出变化量实施检测的方式，即可以检测出加速度的大小。
如图4所示的检测部40采用一个锤型部件2，并且使检测部41L和41R按照相对夹持着该锤型部件2的方式配置着。
检测部41L和41R中的其它部分按照与如图3A和图3B所示的检测部30相类似的方式构成，即它们分别由线圈弹簧3L、3R，检测组件21L、21R和挤压部5L、5R构成，并且支撑在支撑体1L、1R处。通过采用这种构成形式，可以使锤型部件2沿着两个方向做直线移动。另外，检测组件21L、21R可以是某种如图1A和图1B所示的、可以通过与挤压部5L、5R相抵接而实施导通状态(ON)-断开状态(OFF)相切换的开关，也可以是某种如图3A和图3B所示的、可以根据锤型部件2(挤压部5)的移动量而使输出信号产生变化的电位计等。而且，所述线圈弹簧3L、3R可以按照彼此具有大体相等的弹性率的方式形成。
所述的检测部40在当沿着方向P，相对于锤型部件2施加有具有超过预定加速度的力时，可以在锤型部件2的作用下使线圈弹簧3L收缩，同时通过挤压部5L挤压住检测组件21L。在这时，可以通过对开关的导通状态(ON)实施检测的方式，或是在所获得可变输出信号时通过对最大值、或是每单位时间的输出变化量实施检测的方式，来检测出施加给组件壳体的加速度。
对于沿着与如上所述方向相反的方向，相对于锤型部件2施加有力作用的情况下，同样可以实施检测。换言之，对于如图4所示的这种构成形式，可以对沿着方向P和与其相反方向这两个方向的加速度实施检测。
对于如图5所示的检测部50，其弹性部件采用的不是如上所述的线圈弹簧3，而是可以产生挠曲变形的弹性部件。
检测部50可以由锤型部件2，挠曲部件52，挤压部5、5和开关4、4组成，并且支撑在呈凹入状的支撑体51处。
挠曲部件52的一个端部支撑在所述支撑体51的底面处，而在另一端部处设置有锤型部件2，挠曲部件52呈沿着上下方向直立设置的状态。所述挠曲部件52可以由诸如板簧、棒材等可以产生挠曲变形的各种部件构成，本发明对具体的使用材料并没有什么限制。在锤型部件2的两侧处设置有位于夹持着锤型部件2的相对位置处的挤压部5、5，而且在与所述支撑体51上的所述挤压部5、5相对高度的位置处，还设置有开关4、4。
如图5所示的开关4、4，可以是某种能够输出表示导通和断开用的切换信号的数字式开关，也可以是某种能够依据锤型部件2的移动量变化而使输出信号产生变化的所述模拟式检测组件21。而且，挠曲部件52的弹性率，开关4与挤压部5之间的距离，开关4与挤压部5相接触时的倾斜状态等均可以根据需要适当地加以改变。检测组件也可以仅仅设置在一个侧面处，而且还可以采用难以产生挠曲变形的、具有刚性的部件作为挠曲部件52，并通过可转动型部件将其设置为支撑在支撑体51上的部件。
所述的检测部50当沿着图5中箭头P所示的方向，对锤型部件2施加有预定的移动力时，如图中虚线所示的挠曲部件52将产生挠曲，进而由挤压部5挤压住开关4，使开关处于导通状态。
而且，所述检测部50也可以设置有如图2所示的、质量彼此不同的两个锤型部件2，并且也可以通过并列设置着的检测组件对加速度实施检测。
作为如上所述的检测组件的检测部10至50，均可以搭载在家庭用游戏设备的控制组件中使用。
正如图6所示，还可以将所述检测部30搭载在由呈诸如刀型的壳体部件61构成的输入装置(控制组件)60处。
正如该图所示，检测部30可以设置在壳体部件61的前端部，并且使设置在所述检测部30处的锤型部件2可以朝向壳体部件61的前端方向(即离心力的作用方向)移动。
如果采用这种构成形式，则对于所述检测部30实施操作时，操作者可以用手把握住设置在壳体部件61处的控制组件把握部61a，进而可以通过以该把握部61a侧为支点，沿着方向W做离心操作的方式，向锤型部件2施加使其朝向壳体部件61的前端部侧移动的移动力。在这时，检测组件21(如果举例来说，它可以是表示导通状态(ON)-断开状态(OFF)用的切换开关，或是可以响应挤压量的变化而使输出信号产生变化的编码器等)可以相应于锤型部件2的移动量，而使输出信号产生变化，进而可以利用该输出信号的变化与时间之间的关系，将其变换为控制组件60的转动加速度。
通过采用如上所述的控制组件60，便可以将其使用在诸如通过控制组件60的击打，而使游戏人物倒地的游戏等中。对于这种场合，还可以相应于控制组件60在击打时所产生的加速度，而使被作用的对象物产生不同的损伤变化。
如图7所示的输入装置70，是将所述检测部10搭载在现有技术中已有的游戏杆型控制组件的壳体部件74内部处的。
这种输入装置70设置有可以输出表示导通状态(ON)和断开状态(OFF)用的切换信号的操作按钮72、73，以及按照可以自由转动的方式支撑着的、可以依据倾斜方向和倾斜角度的不同而使输出信号产生变化的、诸如编码器型的操作部71、71。
所述检测部10以可以沿着前后方向(Y轴方向)移动的方式支撑着锤型部件2，当输入装置70沿着Y轴(+)方向使整个输入装置70做加速度移动时，线圈弹簧3将被压缩，进而可以通过挤压部5而使开关4导通，随后断开。
如上所述，通过朝向前方挤压输入装置70，而输出表示导通状态(ON)和断开状态(OFF)用的切换信号的方式，可以使显示在诸如游戏某一操作画面上的物体，通过挤压动作而产生变化，而且通过重复实施上述动作的方式，还可以使物体产生连续移动。
而且，所述输入装置70不仅可以对输入装置70朝向一个方向的移动实施检测，而且还可以通过设置有如图4所示的检测部40，对沿着前后两个方向(Y轴方向)的移动实施检测，或是除了对沿着Y轴方向的移动实施检测之外，还沿着X轴方向设置有检测部40，而对沿着X轴的两个方向的移动实施检测，从而可以对沿着四个方向的移动实施检测。而且，还可以搭载有其它检测装置，并且可以相应于输入装置和应用软件实施适当的变换。
本发明并不仅仅局限于如上所述的各实施例，如果举例来说，本发明不仅可以将检测部搭载在诸如游戏杆和游戏枪等上，从而可以对诸如弹头速度和碰撞击打实施瞬时的检测，而且对于将其搭载在诸如游戏用渔杆上等的场合，还能够响应渔杆的甩杆速度而改变鱼饵飞行时的飞行距离。
如果采用如上所述的本发明，便可以构成为一种可以通过简单的结构构成而对加速度实施检测的加速度传感器，因此可以提供出一种价格低廉的输入装置。本发明特别适用于作为诸如家庭用游戏设备等的、没有严格精度要求的控制组件使用。
权利要求
1.一种在用手实施操作的组件壳体内设置有能够对该组件壳体的加速度实施检测的加速度传感器，并且将该加速度传感器输出的信号输入至控制组件或游戏设备中的输入装置，其特征在于所述的加速度传感器具有支撑在弹性部件上的锤型部件，以及当所述弹性部件产生弹性变形而使锤型部件运动时，可以随着该锤型部件的运动而使电气信号产生变化的检测组件。
2.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于检测组件是一种输出表示导通状态(ON)-断开状态(OFF)用的切换信号的组件。
3.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于检测组件是一种响应锤型部件的移动距离而改变其输出信号的组件。
4.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于锤型部件按照可以沿着第一方向和与其相反的第二方向移动的方式支撑在弹性部件上，并且设置有可以随着锤型部件沿第一方向的移动而运动的第一检测部件，以及可以随着锤型部件沿第二方向的移动而运动的第二检测部件。
5.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于设置有质量不同的第一锤型部件和第二锤型部件，支撑第一锤型部件用的第一弹性部件，支撑第二锤型部件用的第二弹性部件，以及当第一锤型部件和第二锤型部件沿着同一方向移动时，可以分别在第一锤型部件和第二锤型部件的作用下运动的检测组件。
6.一种如权利要求5所述的输入装置，其特征在于第一弹性部件和第二弹性部件具有大体相等的弹性率。
7.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于还设置有可以实施转动动作的输入部件，而且锤型部件可以在该转动动作的作用下，沿着离心力的作用方向移动。
8.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于弹性部件是一种线圈弹簧。
9.一种如权利要求1所述的输入装置，其特征在于弹性部件是一种可产生挠曲变形的部件。
全文摘要
一种对加速度实施检测用的输入装置,将由锤型部件、线圈弹簧和检测组件组合而成的检测部支撑在支撑体上。支撑体被固定在输入装置上的壳体部件的内部前端。当以把握部为支点,沿方向W对输入装置施加超过预定加速度值的力使之转动时,锤型部件在所产生的离心力作用下,沿线圈弹簧的压缩方向移动,且检测组件相应于锤型部件的移动量可使输出的电气信号产生变化。通过对此时信号变化实施检测的方式,便可测出输入装置转动时的加速度。
文档编号G01P15/135GK1285515SQ0012159
公开日2001年2月28日 申请日期2000年8月15日 优先权日1999年8月19日
发明者加藤克巳, 萩原康嗣 申请人:阿尔卑斯电气株式会社