УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G06F19/00 G06F161/00 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству управления (называемому также "пультом управления"), используемому в качестве периферийного устройства аппаратуры для развлечений, в частности видеоигровой или иной аналогичной аппаратуры.

Уровень техники

Обычно в аппаратуре для развлечений, в частности видеоигровой и другой аналогичной аппаратуре, различные операции выполняются с помощью устройства управления. Такое устройство управления (или пульт управления) имеет множество командных кнопок, манипулируя которыми различным образом пользователь управляет работой аппаратуры для развлечений, перемещая, например, на экране телевизора отображаемые на нем различные игровые персонажи или символы.

Обычно большинство таких пультов управления имеют один расположенный слева на его лицевой стороне крестообразный или круглый блок управления с управляющими элементами (командными кнопками) с указателями направления и несколько расположенных справа на лицевой стороне многоцелевых кнопок различного назначения.

Такие блоки управления с командными кнопками с указателями направления и многоцелевые кнопки представляют собой по существу элементы управления или двухпозиционные переключающие элементы с изготовленными из электропроводной резины переключателями, включение и выключение которых сопровождается дискретным перемещением на экране соответствующих символов или дискретным изменением их состояния.

Как уже было отмечено выше, в обычной аппаратуре для развлечений блоки управления с командными кнопками с указателем направления и многоцелевые кнопки предназначены только для дискретного изменения положения или состояния отображаемых на экране телевизора символов, движение и состояние которых на экране происходит и меняется не непрерывно, а дискретно, и поэтому визуально воспринимается в виде отдельных резких изменений, что, как очевидно, создает определенные неудобства для пользователей.

Для решения этих проблем, в пульт управления игрового устройства, описанный в JP H7-88252, добавлены аналоговые устройства ввода, выполненные в виде трекбола, джойстика и т.д., позволяющие аналоговым способом управлять воспроизводимым на экране изображением игрового персонажа или соответствующего символа. Другим примером аналогового устройства ввода, дополнительно используемого в пульте управления, является устройство ввода, описанное в JP 11-90042.

Однако по характеру использования аналоговые устройства ввода, выполненные в виде трекбола, джойстика и т.д., значительно отличаются от описанных выше блоков управления с командными кнопками с указателем направления и многоцелевых кнопок, и поэтому пользователь, привыкший работать с командными кнопками с указателем направления и многоцелевыми кнопками, должен затратить достаточно много времени для того, что освоить работу с такими аналоговыми устройствами ввода, что, как очевидно, снижает удовольствие от игры на имеющейся в его распоряжении аппаратуре для развлечений.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С учетом описанных выше проблем в основу настоящего изобретения была положена задача найти такое решение, которое позволило бы использовать нажимные командные (управляющие) элементы обычного дискретного действия как для дискретного, так и для аналогового управления.

Для решения этой задачи в настоящем изобретении предлагается устройство управления, имеющее нажимной управляющий (командный) элемент, детекторный элемент, выдающий аналоговые сигналы, соответствующие усилию, приложенному к нажимному управляющему элементу, первое устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое преобразует выходные аналоговые сигналы детекторного элемента, возникающие при воздействии на нажимной управляющий элемент, в цифровые многобитовые сигналы, соответствующие уровню выходного аналогового сигнала детекторного элемента, второе устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое выдает однобитовые цифровые сигналы в соответствии с изменениями выходных аналоговых сигналов детекторного элемента, и переключающее устройство, которое позволяет получить на выходе устройства управления либо цифровые сигналы, получаемые в первом устройстве формирования выходных цифровых сигналов, либо цифровые сигналы, получаемые во втором устройстве формирования выходных цифровых сигналов.

В предлагаемом в настоящем изобретении устройстве управления при нажатии на один и тот же командный элемент первое устройство формирования выходных цифровых сигналов выдает многобитовый цифровой сигнал, используемый для аналогового управления, а второе устройство формирования выходных цифровых сигналов выдает однобитовй цифровой сигнал, используемый для дискретного управления. В работающем таким образом устройстве управления осуществляется выбор этих цифровых сигналов, каждый из которых после срабатывания переключающего устройства подается на выход и используется для дискретного или для аналогового управления, осуществляемого с помощью одного и того же командного элемента.

В качестве детекторного элемента можно использовать чувствительный к давлению элемент, на который передается усилие прижатия, приложенное к командному элементу. В качестве примеров таких чувствительных к давлению элементов можно назвать чувствительные к давлению резисторы, изготовленные из чувствительной к давлению электропроводной резины. Для этой же цели можно использовать и датчики Холла или электростатические устройства, выходные аналоговые сигналы которых зависят от величины хода нажимного командного элемента.

В детекторных элементах можно также использовать электропроводный элемент, который перемещается одновременно с перемещением командного элемента и обладает определенной упругостью, и резистор, который расположен в том месте, в котором он замыкается или размыкается электропроводным элементом при его движении, и который выдает аналоговые сигналы, зависящие от площади пятна его контакта с электропроводным элементом. При этом по их расположению в устройстве управления электропроводный элемент и резистор можно поменять местами.

Электропроводный элемент, деформация которого и площадь пятна контакта которого с обращенной к нему поверхностью резистора меняются в зависимости от давления, приложенного к командному элементу, может иметь в поперечном сечении различную форму, в частности: 1) форму заостренного выступа с вершиной, 2) форму трапеции, 3) форму треугольника с площадью поперечного сечения, уменьшающейся ступенчато в направлении обращенной к резистору вершины, 4) форму выступа со сферической поверхностью, обращенной к резистору.

С другой стороны, и резистор по форме можно выполнить таким образом, чтобы площадь его поперечного сечения постепенно уменьшалась в направлении вершины, обращенной в сторону электропроводного элемента. Кроме того, резистор можно выполнить таким образом, чтобы вся площадь зоны контакта резистора с электропроводным элементом была разделена промежутками на большое количество отдельных участков контакта таким образом, чтобы при деформации электропроводного элемента площадь зоны его контакта с резистором ступенчато увеличивалась.

Объектом настоящего изобретения является также устройство управления, которое имеет нажимной командный (управляющий) элемент, детекторный элемент, выдающий аналоговые сигналы, соответствующие усилию, приложенному к нажимному управляющему элементу, первое устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое преобразует выходные аналоговые сигналы детекторного элемента, возникающие при воздействии на нажимной управляющий элемент, в цифровые многобитовые сигналы, соответствующие уровню выходного аналогового сигнала детекторного элемента, двухпозиционный переключатель, который включается или выключается в зависимости от нажатия на нажимной управляющий элемент, второе устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое в зависимости от состояния двухпозиционного переключателя (включен или выключен) формирует и выдает однобитовые цифровые сигналы, и переключающее устройство, которое позволяет получить на выходе устройства управления либо цифровые сигналы, получаемые в первом устройстве формирования выходных цифровых сигналов, либо цифровые сигналы, получаемые во втором устройстве формирования выходных цифровых сигналов.

В выполненном таким образом устройстве управления при нажатии на один и тот же командный элемент первое устройство формирования выходных цифровых сигналов выдает многобитовый цифровой сигнал, используемый для аналогового управления, а второе формирования выходных цифровых сигналов выдает однобитовый цифровой сигнал, используемый для дискретного управления. В таком устройстве управления осуществляется выбор этих цифровых сигналов, каждый из которых после срабатывания переключающего устройства подается на выход и используется для дискретного или для аналогового управления, осуществляемого с помощью одного и того же командного элемента.

В устройстве управления, выполненном в соответствии с первым вариантом, по аналоговым сигналам, выдаваемым детекторным элементом, получают на выходе и многобитовые, и однобитовые цифровые сигналы, а в устройстве управления, выполненном в соответствии с другим вариантом, многобитовые выходные цифровые сигналы получают на основании аналоговых сигналов, выдаваемых детекторным элементом, а однобитовые выходные сигналы получают на основании определения состояния двухпозиционного переключателя ("включено-выключено").

В предлагаемом в настоящем изобретении устройстве управления двухпозиционный переключатель можно выполнить с двумя - первым и вторым - неподвижными контактами и подвижным электропроводным элементом, замыкающим и размыкающим при перемещении командного элемента эти первый и второй неподвижные контакты.

В устройствах управления, выполненных в соответствии с обоими указанными выше вариантами, первое устройство формирования выходных цифровых сигналов может иметь делитель уровня, который при нажатии на командный элемент делит уровень выходного аналогового сигнала детекторного элемента на множество диапазонов, и аналого-цифровой преобразователь, преобразующий аналоговые сигналы в цифровые в соответствии с уровнем выходного сигнала, полученного при разделении делителем уровня выходного сигнала на отдельные диапазоны. Такая схема позволяет легко получить на выходе многобитовые цифровые сигналы, которые зависят от уровня разделяемого делителем на отдельные диапазоны выходного аналогового сигнала детекторного элемента.

Используемый в предлагаемом в изобретении устройстве управления делитель уровня предпочтительно равномерно разделяет на множество диапазонов уровень выходных аналоговых сигналов детекторного элемента в процессе нажатия на управляющий (командный) элемент. Равномерное деление уровня выходных аналоговых сигналов детекторного элемента создает условия для естественной и плавной работы устройства управления в соответствии с усилием, приложенным пользователем к его нажимному командному (управляющему) элементу.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На прилагаемых к описанию чертежах показано:

на фиг.1 - вид сверху видеоигровой аппаратуры, вместе с которой используется устройство управления, выполненное по одному из вариантов настоящего изобретения,

на фиг.2 - изображение в увеличенном масштабе устройства управления по фиг.1,

на фиг.3 - схема, на которой показаны основные элементы устройства управления, выполненного по первому варианту,

на фиг.4 - график, иллюстрирующий свойства чувствительного к давлению элемента по фиг.3,

на фиг.5 - схема, на которой показан один из примеров общей конфигурации устройства управления, выполненного по первому варианту,

на фиг.6 - схема, на которой показан первый вариант выполнения схемы калибровки делителя уровня,

на фиг.7 - схема, на которой показан второй вариант выполнения схемы калибровки делителя уровня,

на фиг.8 - блок-схема, на которой показан один из примеров последовательности выполнения программы калибровки для второго варианта схемы калибровки по фиг.7,

на фиг.9 - блок-схема, на которой показан другой пример последовательности выполнения программы калибровки для второго варианта схемы калибровки по фиг.7,

на фиг.10 - схема, на которой показан третий вариант выполнения схемы калибровки делителя уровня,

на фиг.11 - график, иллюстрирующий процесс калибровки применительно к третьему варианту схемы калибровки по фиг.10,

на фиг.12 - схема, на которой показан четвертый вариант выполнения схемы калибровки делителя уровня,

на фиг.13 - поэлементное изображение в аксонометрии кнопок управления (командных элементов), используемых во втором блоке управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.14 - поэлементное изображение в аксонометрии первого примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.15 - поперечное сечение первого примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.16 - поэлементное изображение в аксонометрии второго примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.17 - поперечное сечение второго примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.18 - изображение в аксонометрии третьего примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.19 - поперечное сечение третьего примера выполнения второго блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.20 - поэлементное изображение в аксонометрии одного из примеров выполнения первого блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.21 - поперечное сечение одного из примеров выполнения первого блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.22 - поэлементное изображение в аксонометрии одного из примеров выполнения третьего блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.23 - поперечное сечение одного из примеров выполнения третьего блока управления согласно первому варианту выполнения изобретения,

на фиг.24 - схема, на которой показаны основные элементы устройства управления, выполненного по второму варианту,

на фиг.25 - схема, на которой показан один из примеров общей конфигурации устройства управления, выполненного по второму варианту,

на фиг.26 - схема, на которой показан другой пример общей конфигурации устройства управления, выполненного по второму варианту,

на фиг.27 - поэлементное изображение в аксонометрии первого примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.28 - поперечное сечение первого примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.29 - поэлементное изображение в аксонометрии второго примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.30 - поперечное сечение второго примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту, выполнения изобретения,

на фиг.31А - вид сверху третьего примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.31Б - вид снизу третьего примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.32 - поперечное сечение третьего примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.33 - поперечное сечение четвертого примера выполнения второго блока управления согласно второму варианту выполнения изобретения,

на фиг.34А-34В - поперечные сечения одного из примеров выполнения второго блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.35 - схема резистора, показанного на фиг.34,

на фиг.36 - график, иллюстрирующий свойства аналоговых сигналов на выходе резистора, схема которого показана на фиг.35,

на фиг.37 - схема, на которой показаны основные элементы второго блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.38 - график, иллюстрирующий работу блока установки диапазона деления для второго блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.39 - поперечное сечение одного из примеров выполнения первого блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.40 - схема резистора, показанного на фиг.39,

на фиг.41 - график, иллюстрирующий свойства аналоговых сигналов на выходе резистора, схема которого показана на фиг.40,

на фиг.42 - схема, на которой показаны основные элементы первого блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.43 - график, иллюстрирующий работу блока установки диапазона деления для первого блока управления согласно третьему варианту выполнения изобретения,

на фиг.44А-44Г - пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.44А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.44Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.44В показан вид снизу электропроводного элемента, а на фиг.44Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.45А-45Г - другой пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.45А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.45Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.45В показан вид снизу электропроводного элемента, а на фиг.45Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.46А-46Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.46А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.46Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.46В показан вид снизу электропроводного элемента, а на фиг.46Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.47А-47Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.47А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.47Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.47В показан вид снизу электропроводного элемента, а на фиг.47Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.48А-48Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.48А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.48Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.48В показан вид сверху электропроводного элемента, а на фиг.48Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.49А-49Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.49А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.49Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.49В показан вид сверху электропроводного элемента, а на фиг.49Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.50А-50Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.50А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.50Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.50В показан вид сверху электропроводного элемента, а на фиг.50Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.51А-51Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.51А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.51Б показан вид спереди электропроводного элемента, на фиг.51В показан вид сверху электропроводного элемента, а на фиг.51 Г показан график, характеризующий аналоговые сигналы на выходе резистора,

на фиг.52А-52Г - еще один пример выполнения детекторного элемента, при этом на фиг.52А показано поперечное сечение блока управления с детекторным элементом, на фиг.52Б показан вид сверху резистора, на фиг.52В показан вид сверху другого варианта выполнения резистора, а на фиг.52Г показан вид сверху еще одного варианта выполнения резистора,

на фиг.53 - поперечное сечение другого варианта выполнения детекторного элемента.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже со ссылкой на соответствующие чертежи рассмотрены различные варианты выполнения предлагаемого в настоящем изобретении устройства управления.

Предлагаемое в настоящем изобретении устройство управления соединяется с видеоигровым устройством, используемым в качестве аппаратуры для развлечений, и позволяет осуществлять дискретное или аналоговое управление игровыми персонажами или символами, изображения которых выводятся на экран телевизионного приемника.

Общий вид устройства

На фиг.1 в виде сверху показан общий вид видеоигрового устройства, вместе с которым используется предлагаемое в настоящем изобретении устройство управления, называемое также пультом управления. Показанное на фиг.1 видеоигровое устройство имеет основной игровой блок 100, соединенный с используемым в качестве дисплея телевизором, и устройство управления или пульт 200 управления, соединенный с основным игровым блоком 100.

В основной игровой блок 100 встроены дисковод 101 для оптических дисков, на которых записаны игровые программы, устройство для обработки изображений, которое в соответствии с игровыми программами, записанными на оптических дисках, воспроизводит на экране телевизора различные игровые символы или образы и фоновые изображения, и другие соответствующие устройства. Основной игровой блок 100 имеет также переключатель 102 сброса, предназначенный для произвольного возврата игры к ее началу, выключатель 103 электропитания, кнопку 105 управления, предназначенную для открытия крышки 104, которой сверху закрыт установочный блок дисковода 101.

Соединение пульта 200 управления с основным игровым блоком 100 осуществляется с помощью соединительного провода 202, который выходит из корпуса 201 пульта управления. На конце соединительного провода 202 расположен соединитель 203, который при соединении пульта 200 управления с основным игровым блоком 100 вставляется в гнездо разъема 106, расположенного на одной из сторон основного игрового блока 100.

На фиг.2 в виде сверху показан внешний вид пульта управления. В корпусе 201 пульта 200 управления на его верхней стороне расположены первый и второй блоки 210 и 220 управления, а на его боковой стороне расположены третий и четвертый блоки 230 и 240 управления.

Первый блок 210 управления имеет нажимной крестообразный управляющий элемент 211 с клавишами 211а, которые выполняют функции командных (управляющих) элементов и расположены в четырех направлениях сбоку от центра крестообразного управляющего элемента 211. Первый блок 210 управления предназначен для перемещения воспроизводимых на экране телевизора изображений различных символов или персонажей игры, которые можно перемещать в вертикальном и горизонтальном направлении при нажатии на соответствующие командные клавиши 211а управляющего элемента 211.

Второй блок 220 управления имеет четыре нажимные цилиндрические управляющие кнопки 221 (командные элементы). Каждая управляющая кнопка 221 снабжена на своей верхней поверхности условным обозначением, в частности "О", "", "□" и "X", по которому можно легко отличить одну кнопку от другой. Функции, выполняемые вторым блоком 220 управления, определяются игровой программой, записанной на оптический диск или загруженной в аппаратуру каким-либо иным образом, и заключаются в изменении путем нажатия на соответствующую кнопку 221 состояния отображаемых на экране символов или игровых персонажей. Нажатие на командные кнопки 221 сопровождается, например, движениями левой и правой руки, а также левой и правой ноги, которые на экране совершают игровые персонажи.

Третий и четвертый блоки 230 и 240 управления имеют по существу одинаковую конструкцию и состоят из двух вертикальных рядов управляющих кнопок (командных элементов) 231 и 241. Функции, выполняемые третьим и четвертым блоками 230 и 240 управления, также определяются игровой программой, записанной на оптический диск или загружаемой в аппаратуру каким-либо иным образом, и нажатие на них сопровождается определенными характерными движениями, которые на экране совершают игровые персонажи.

На корпусе 201 пульта управления расположен также показанный на фиг.2 джойстик 251, предназначенный для управления процессом игры в аналоговом режиме. Выбор режима управления игрой, т.е. использование джойстика 251 или первого и второго блоков 210 и 220 управления, осуществляется пользователем с помощью соответствующего переключателя. В данном случае для этого используется переключатель 252 выбора аналогового режима управления игрой, который расположен на корпусе 201 пульта управления. Информация о включении джойстика 251 отображается на имеющемся на корпусе 201 индикаторе 253, который загорается при включении джойстика и выборе аналогового режима управления игрой.

На корпусе 201 пульта управления расположены также пусковой выключатель 254, при включении которого происходит запуск игры, переключатель 255 выбора, которым можно задать уровень сложности и другие параметры игры во время ее запуска, и ряд других соответствующих элементов.

Первый вариант выполнения

Ниже подробно рассмотрена конструкция выполненного по первому варианту предлагаемого в изобретении устройства управления.

На схеме, показанной на фиг.3, изображены основные компоненты устройства управления, выполненного по первому варианту.

Командные клавиши 211а управляющего элемента 211 и командные кнопки 221, 231 и 241 блоков 210, 220, 230 и 240 управления пульта 200 управления имеют управляющие элементы 11, которые воздействуют на чувствительные к давлению элементы 12 (детекторные элементы).

Чувствительный к давлению элемент 12 можно изготовить из чувствительной к давлению электропроводной резины с двумя симметрично расположенными по краям электродами 12а и 12b. Один из электродов (в частности, электрод 12а) соединен с линией 13 питания, по которой на него от соответствующего источника питания подается заданное напряжение (Vcc). Величина электрического сопротивления между электродами 12а и 12b меняется в зависимости от величины давления, приложенного к чувствительному к давлению элементу 12.

Обычно чувствительный к давлению элемент 12, изготовленный из чувствительной к давлению электропроводной резины, в ненагруженном состоянии обладает относительно низким сопротивлением, которое возрастает по мере увеличения приложенного к нему давления, что проиллюстрировано на фиг.4 соответствующей кривой, изображенной сплошной линией. Поэтому аналоговые выходные сигналы или напряжение на втором электроде 12b будут постепенно падать по мере возрастания приложенного к чувствительному к давлению элементу давления, начиная с максимальной величины, соответствующей отсутствию внешнего усилия.

Чувствительный к давлению элемент 12 расположен напротив управляющего элемента 11, и поэтому при нажатии пользователем на этот управляющий элемент под действием усилия прижатия происходит изменение сопротивления чувствительного к давлению элемента и соответствующее усилию прижатия изменение выходного аналогового сигнала или напряжения на электроде 12b.

Для управления работой пульта 200 управления используется микропроцессор (МП) 14, который смонтирован на плате, расположенной внутри пульта управления. МП имеет делитель 15 уровня, который служит для деления выходного аналогового сигнала чувствительного к давлению элемента 12 по уровню на множество отдельных диапазонов и на вход которого подается выходной сигнал с электрода 12b чувствительного к давлению элемента 12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, преобразующий выходные аналоговые сигналы чувствительного к давлению элемента 12 в цифровые (дискретные) сигналы в соответствии с уровнями сигналов на выходе делителя 15 уровня, и описанное подробно ниже переключающее устройство 18.

На изображенном на фиг.4 графике видно, что в делителе 15 уровня происходит равномерное деление выдаваемых детекторным элементом аналоговых сигналов (напряжения) на определенное количество диапазонов равной ширины. Количество отдельных диапазонов, на которые делятся выходные аналоговые сигналы детекторного элемента, выбирается произвольно, и в данном случае, как показано на фиг.4, выходные аналоговые сигналы детекторного элемента равномерно делятся на восемь равных по ширине диапазонов. Каждый из аналоговых сигналов, соответствующий делению выходного аналогового сигнала детекторного элемента на L1-L8 равных по ширине диапазонов, поступает в АЦП 16. Следует отметить, что в делителе 15 уровня выходной аналоговый сигнал детекторного элемента можно равномерно разделить по ширине на любое произвольно выбранное количество диапазонов равной ширины.

Цифровые сигналы на выходе АЦП 16, который преобразует аналоговые сигналы в цифровые, зависят от уровня выходных аналоговых сигналов делителя 15 уровня. АЦП 16 выдает многобитовые цифровые сигналы, которые зависят от уровня аналоговых сигналов, получаемых при делении в делителе аналогового сигнала на L1-L8 равных по ширине частей. Далее на конкретном примере рассмотрено, каким образом работают делитель 15 уровня и АЦП 16. В данном примере предполагается, что пульт 200 управления работает от напряжения 3,5 В, а величина аналогового сигнала на выходе чувствительного к давлению элемента 12 меняется в диапазоне от 0 до 2,4 В. При этом делитель 15 уровня равномерно делит выходной сигнал чувствительного к давлению элемента во всем диапазоне от 0 до 2,4 В на восемь равных по ширине частей по 0,3 В.

В этом случае делитель 15 уровня, выполняя деление уровня выходного аналогового сигнала чувствительного к давлению элемента 12, выдает сигналы различного уровня, в частности сигнал с уровнем 1 (L1) и напряжением от 2,4 В до 2,1 В, сигнал с уровнем 2 (L2) и напряжением от 2,1 В до 1,8 В, сигнал с уровнем 3 (L3) и напряжением от 1,8 до 1,5 В и т.д. вплоть до сигнала с уровнем 8 (L8) и напряжением от 0,3 до 0 В.

АЦП 16 преобразует поступающие с выхода делителя уровня сигналы различного уровня и выдает различные соответствующие им многобитовые цифровые сигналы. Многобитовые, в частности 16-битовые, цифровые сигналы, соответствующие упомянутым выше выходным сигналам делителя уровня, имеют в шестнадцатиричной системе счисления значения "1f" (уровень 1), "3f" (уровень 2) и т.д. вплоть до значения "ff" (уровень 8).

Многобитовые цифровые сигналы, которые выдает АЦП 16, передаются через интерфейс 17, предусмотренный на внутренней плате пульта 200 управления, в основной игровой блок 100, в котором по этим сигналам игровые персонажи совершают различные действия, перемещаются или изменяют свое состояние.

Изменение уровня выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 происходит в соответствии с изменением создающего действующее на него давление усилия прижатия, приложенного к управляющему элементу 11, как это описано выше. Поэтому многобитовые цифровые сигналы на выходе АЦП 16 будут соответствовать усилию прижатия, приложенному пользователем к управляющему элементу 11. Управляя действиями игрового персонажа, его перемещениями и состоянием с помощью таких многобитовых цифровых сигналов, соответствующих усилию прижатия, создаваемому пользователем, можно создать условия для того, чтобы происходящие на экране движения, так или иначе связанные с поведением игрового персонажа, носили по сравнению с дискретным управлением однобитовыми цифровыми сигналами "1" или "0" более плавный характер, максимально близкий к аналоговому режиму управления.

В этом варианте изобретения АЦП 16 может также использоваться в качестве устройства, выдающего при изменении выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 различные однобитовые (т.е. 1-битовые) цифровые сигналы (равные "1" или "0"), при этом переключающее устройство 18 позволяет переключить АЦП 16 с одного режима работы на другой с получением на выходе блока управления тех или других многобитовых цифровых сигналов или однобитовых цифровых сигналов.

В этом варианте выполнения изобретения управление переключающим устройством 18 осуществляется по сигналам управления, поступающим в него из основного игрового блока 100 на основании программ, записанных на оптическом диске. Сигналы, управляющие работой переключателя и определяющие, в каком режиме должен работать АЦП 16 и какие цифровые сигналы - многобитовые или однобитовые - он должен выдавать, зависят от содержания игровой программы, запускаемой с оптического диска, установленного в основной игровой блок 100. После поступления сигнала управления переключающее устройство 18 выдает соответствующий сигнал в АЦП 16, который в зависимости от этого сигнала меняет режим своей работы.

АЦП 16, который переключается переключающим устройством 18 с одного режима работы на другой, преобразует выходные аналоговые сигналы чувствительного к давлению элемента 12 и выдает либо те или иные многобитовые цифровые сигналы, либо однобитовые выходные цифровые сигналы. В том случае, когда АЦП работает как устройство, выдающее многобитовые цифровые сигналы, выходные сигналы чувствительного к давлению элемента, равномерно разделенные, как описано выше, делителем 15 уровня на несколько диапазонов, в основной игровой блок 100 из пульта управления подаются соответствующие многобитовые цифровые сигналы. Если же АЦП работает как устройство, выдающее однобитовые цифровые сигналы, то при изменении выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 в основной игровой блок 100 из пульта управления подаются однобитовые цифровые сигналы "1" или "0".

Следует отметить, что переключающее устройство 18 можно выполнить таким образом, чтобы пользователь мог управлять им вручную. Для ручного управления переключающим устройством 18 и для выбора режима работы АЦП 16 можно, в частности, использовать обычный имеющийся на пульте 200 управления переключатель 252.

На схеме по фиг.5 выполненного по этому варианту устройства управления показаны первый, второй, третий и четвертый блоки 210, 220, 230 и 240 управления, выполненные по схеме, изображенной на фиг.3. Эти блоки 210, 220, 230 и 240 управления могут обеспечить работу основного игрового блока и в дискретном, и в аналоговом режиме. В принципе в предлагаемом в изобретении пульте управления можно произвольным образом выбирать какой или какие из всех четырех блоков 210, 220, 230 и 240 управления имеют устройство, изображенное на схеме по фиг.3.

Как уже было отмечено выше, делитель 15 уровня (ДУ) равномерно разделяет уровень выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 на определенное количество заданных диапазонов, при этом, однако, может оказаться, что из-за возможного рассогласования уровней аналоговых сигналов (напряжения), фактически выдаваемых чувствительным к давлению элементом 12, и заданных диапазонов деления уровня аналогового сигнала, цифровые сигналы, выдаваемые пультом управления, не будут точно соответствовать рабочему состоянию управляющего элемента 11.

Кроме того, из-за некоторой разницы характеристик чувствительных к давлению элементов 12 и нестабильности источника питания диапазоны выходных аналоговых сигналов чувствительных к давлению элементов 12, используемых в блоках 210, 220, 230 и 240 управления, могут варьироваться в каждом конкретном пульте 200 управления.

Поэтому в выполненном по этому варианту пульте 200 управления предусмотрена калибровка (с помощью устройства настройки диапазонов деления) с индивидуальной настройкой диапазонов уровней выходных аналоговых сигналов, обрабатываемых в делителе 15 уровня.

На фиг.6 изображен первый вариант схемы блока управления, в котором предусмотрена калибровка делителя уровня. В варианте, показанном на этой схеме, предусмотрено использование в МП 14 памяти ЗУ 20, в которой сохраняется информация о диапазонах уровней выходных аналоговых сигналов, обрабатываемых делителем 15 уровня.

В частности, в технологической линии, на которой изготавливаются пульты 200 управления, управляющие (командные) элементы каждого блока управления пульта нагружаются постоянной нагрузкой, при которой сопротивление соответствующего чувствительного к давлению элемента 12 достигает своего максимального значения, при этом в память 20 записывается информация об уровне выходного аналогового сигнала, который выдает при этой нагрузке данный чувствительный к давлению элемент 12.

Если в описанном выше конкретном примере предполагалось, что напряжение на выходе чувствительного к давлению элемента, которое равномерно делится делителем 15 уровня на восемь диапазонов, во всем интервале приложенных к ему усилий меняется от 0 до 2,4 В, а фактически оказалось, что при нагружении чувствительного к давлению элемента 12 упомянутым выше постоянным усилием он выдает напряжение, равное 2,0 В, то, как уже было указано выше, АЦП 16 при максимальном нагружении выдаст цифровой сигнал "3f", соответствующий уровню 2. Этот цифровой сигнал сохраняется в памяти 20, а диапазон выходных аналоговых сигналов, подлежащих делению по уровню на отдельные диапазоны, для данного элемента управления регулируется делителем 15 уровня на основании фактически полученного при калибровке указанного выше значения.

Следует отметить, что цифровой сигнал "3f" эквивалентен уровню аналогового выходного сигнала в диапазоне от 2,1 до 1,8 В и что предпочтительно заранее определить, какое точно напряжение из этого диапазона необходимо выбрать в качестве напряжения настройки. Так, например, заранее в качестве напряжения настройки для каждого диапазона уровня выходных аналоговых сигналов, которые делятся делителем 15 уровня на отдельные диапазоны, можно принять верхнее максимальное значение (в указанном выше примере 2,1 В) диапазона, в котором лежит напряжение, определенное в процессе калибровки.

На фиг.7 показан второй вариант схемы калибровки делителя уровня. В этом варианте в блоке управления пульта 200 управления не предусмотрена память, а информация о диапазоне уровня выходных аналоговых сигналов, которые обрабатываются в делителе 15 уровня, сохраняется в памяти 111, встроенной в основной игровой блок 100, с которым соединен пульт 200 управления, или в съемной плате 112 памяти.

Для калибровки делителя 15 уровня по этой схеме используется специальная программа настройки, предпочтительно включенная в управляющую программу, которая хранится в имеющемся в основном игровом блоке 100 постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) 110.

На фиг.8 показана последовательность операций, выполняемых в соответствии с такой программой настройки.

Вначале (на шаге S1) осуществляется включение питания основного игрового блока 100, после чего (на шаге S2) задается чувствительность настройки (калибровки) блока управления, а затем (на шаге S3) на экран телевизора 120 выводится изображение экрана настройки. На экране настройки появляется сообщение о том, что пользователь должен, например, до конца нажать на управляющий элемент 11 соответствующего блока управления. При выполнении указания, содержащегося в этом сообщении, и нажатии до конца на соответствующий управляющий элемент 11 чувствительный к давлению элемент 12 выдает имеющий определенный уровень аналоговый сигнал, который (на шаге S4) поступает в основной игровой блок 100 и записывается (на шаге S5) в имеющееся в нем ПЗУ 111. Указанная выше процедура повторяется на шаге S6 для каждого делителя 15 уровня блока управления пульта 200 управления, и на этом весь первый этап процесса настройки чувствительности блока управления заканчивается.

После этого в каждом делителе 15 уровня, имеющемся в блоке управления пульта 200 управления, на основании определенной в процессе настройки величины, которая хранится в имеющемся в основном игровом блоке 100 ПЗУ 111, устанавливается диапазон уровня выходных аналоговых сигналов, которые делятся по уровню на соответствующее количество диапазонов.

Необходимо отметить, что программа настройки, по которой осуществляется процесс калибровки, может быть включена и в игровую программу, записанную на оптический диск.

Вся последовательность операций, выполняемых в процессе калибровки для этого случая, показана на блок-схеме по фиг.9.

Вначале после установки в основной игровой блок 100 оптического диска (шаг S10) проверяется, установлена или нет в основной игровой блок 100 плата 112 памяти (шаг S11), и в том случае, когда плата 112 памяти не установлена в основной игровой блок, пользователь с помощью меню выбора выбирает чувствительность настройки (калибровки), блока управления (шаг S12) и на шаге S13 на экран телевизора 120 выводится изображение экрана настройки. На экране настройки появляется сообщение о том, что пользователь должен, например, до конца нажать на управляющий элемент 11 определенного блока управления. При выполнении указания, содержащегося в этом сообщении, и нажатии до конца на соответствующий управляющий элемент 11 чувствительный к давлению элемент 12 выдает имеющий определенный уровень аналоговый сигнал, который поступает (шаг S14) в основной игровой блок 100 и записывается (шаг S15) в имеющееся в нем ПЗУ 111. Указанная выше процедура повторяется (шаг S16) для каждого делителя 15 уровня блока управления пульта 200 управления и на этом весь первый этап процесса настройки чувствительности блока управления заканчивается.

Если на шаге S11 будет установлено, что к основному игровому блоку подсоединена плата 112 памяти, а на шаге S17 будет установлено, что в плате 112 памяти уже записаны связанные с калибровкой параметры настройки, то на этом настройка чувствительности блока управления заканчивается. После этого во всех делителях 15 уровня, имеющихся в пульте 200 управления, на основании данных настройки, которые записаны в плату 112 памяти, происходит установка уровня диапазона выходных аналоговых сигналов, которые равномерно делятся по уровню на соответствующее количество диапазонов.

Если же при проверке платы 112 памяти окажется, что в ней отсутствуют связанные с калибровкой параметры настройки блоков управления, то процедура калибровки переходит к шагу S12 и затем выполняется в описанной выше последовательности. При этом уровни выходных аналоговых сигналов, выдаваемых чувствительным к давлению элементом 12, определенные на шаге S15, записываются на шаге S16 в плату 112 памяти.

На фиг.10 показана схема блока управления, в котором калибровка делителя уровня выполняется в соответствии с третьим вариантом. В этом варианте калибровка делителя уровня осуществляется с помощью двух последовательно соединенных регулирующих элементов 21 и 22, которые установлены в линии питания чувствительного к давлению элемента 12 блока управления пульта 200 управления и позволяют регулировать промежуточное напряжение в линии 13 питания, которое подается на чувствительный к давлению элемент.

В этой схеме калибровка делителя 15 уровня и настройка диапазонов уровня выходных аналоговых сигналов происходит, как показано на фиг.11, по промежуточным значениям напряжений V1 и V2 в линии 13 питания, которые регулируются этими регулирующими элементами 21 и 22. При этом в качестве максимальной величины уровня диапазона выходных аналоговых сигналов, разделяемого делителем 15 уровня на соответствующее количество диапазонов, выбирается промежуточное значение напряжения V1, измеренное на регулирующем элементе 21, который расположен ближе к источнику питания Vcc, а в качестве минимальной величины уровня диапазона выходных аналоговых сигналов, разделяемых им по уровню на соответствующее количество диапазонов, выбирается промежуточное значение напряжения V2, измеренное на другом регулирующем элементе 22, и уровень выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 равномерно делится на определенное количество диапазонов во всем интервале напряжений между этими промежуточными значениями V1 и V2. Регулировка регулирующих элементов 21 и 22 должна выполняться, например, при отправке заказчику готовых пультов.

Описанную выше схему можно выполнить таким образом, чтобы регулирование промежуточных значений V1 и V2 напряжения осуществлялось непосредственно самим делителем 15 уровня и чтобы при изменении этих значений V1 и V2 по истечении определенного времени или по какой-либо другой причине диапазон уровня выходных аналоговых сигналов, которые равномерно делятся делителем по уровню на определенное количество диапазонов, корректировался в соответствии с изменениями этих промежуточных значений напряжения. Такая автоматическая калибровка, осуществляемая с помощью делителя уровня, во время которой диапазон уровня выходных аналоговых сигналов, которые равномерно делятся по уровню на определенное количество диапазонов, регулируется в соответствии с измененными значениями V1 и V2 напряжения, позволяет постоянно поддерживать оптимальным образом выбранные параметры настройки даже при возможных изменениях промежуточных значений V1 и V2 напряжения, обусловленных старением чувствительного к давлению элемента 12 и регулирующих элементов 21 и 22, а также изменениями напряжения источника питания.

Однако при постоянной и автоматической калибровке делителя 15 уровня выходной сигнал может попадать в основной игровой блок 100 с некоторой задержкой. Поэтому в схеме целесообразно предусмотреть возможность проверки делителем 15 уровня промежуточных значений напряжения в линии 13 питания непосредственно в момент включения пульта 200 управления и последующей регулировки с учетом этих значений диапазона уровня разделяемых выходных аналоговых сигналов.

На фиг.12 показана схема блока управления, в котором калибровка делителя уровня выполняется в соответствии с четвертым вариантом. В этом варианте калибровка делителя уровня осуществляется с помощью двух последовательно соединенных регулирующих элементов 21 и 22, которые установлены в линии 13 питания чувствительного к давлению элемента 12 блока управления пульта 200 управления, и с помощью входящих в состав МП 14 компаратора 23 и памяти 24.

В памяти 24 предварительно сохранены предельные значения диапазона уровня выходных аналоговых сигналов, которые равномерно делятся делителем по уровню на определенное количество диапазонов. В памяти 24 в качестве предельной величины можно, например, сохранить допустимое с учетом возможных отклонений напряжение МП 14. Компаратор 23 постоянно контролирует промежуточные значения V1 и V2 напряжения, определяемые регулирующими элементами 21 и 22, сравнивает эти промежуточные значения V1 и V2 напряжения (в частности, напряжение V1) с предельной величиной, которая хранится в памяти 24, и принудительно настраивает делитель 15 уровня на предельное напряжение в том случае, когда промежуточное напряжение превышает предельное напряжение. При настройке делителя 15 уровня компаратором 23 на предельную величину напряжения делитель 15 уровня осуществляет деление диапазона уровня выходных аналоговых сигналов на отдельные диапазоны на основании этой предельной величины напряжения.

Такая схема даже в том случае, когда чувствительный к давлению элемент 12 выдает аналоговые сигналы слишком большого уровня, которые превышают возможности МП 14, тем не менее обеспечивает работу МП 14 в нормальном режиме.

Ниже более подробно со ссылкой на соответствующие чертежи на конкретных примерах рассмотрено устройство блоков управления пульта 200 управления, выполненного по первому варианту.

На фиг.13-15 показан первый пример конструктивного выполнения второго блока управления предлагаемого в изобретении пульта управления.

Показанный на фиг.14 второй блок 220 управления имеет четыре командные кнопки 221, представляющие собой управляющие элементы 11, упругий элемент 222 и пластину 223 с чувствительными к давлению элементами 12. Командные кнопки 221 вставляются с обратной стороны внутрь установочных отверстий 201а в верхней стенке основного корпуса 201 пульта управления, как это видно на фиг.13. Командные кнопки 221, расположенные в установочных отверстиях 201а, могут перемещаться в этих отверстиях в осевом направлении.

Упругий элемент 222 изготовлен из изоляционной резины или другого аналогичного материала и имеет упругие выступающие вверх участки 222а, верхние стенки которых служат опорами, в которые упираются своими нижними торцами командные кнопки 221. При нажатии на командную кнопку 221 наклонная часть упругого выступа 222а изгибается, и его верхняя стенка вместе с командной кнопкой опускается вниз. При отпускании командной кнопки 221 наклонная часть упруго деформированного выступа 222а распрямляется и выталкивает командную кнопку 221 вверх. Таким образом, упругий элемент 222 выполняет по существу функцию пружины сжатия и возвращает за счет своей упругости опускаемую вниз усилием прижатия командную кнопку в исходное положение.

Пластина 223 изготовлена из тонкого листового упругого материала, обладающего электроизоляционными свойствами, и выполняется в виде мембраны или другой аналогичной детали. В определенных местах на тонкой пластине 223 расположены чувствительные к давлению элементы 12, непосредственно напротив которых находятся, как показано на фиг.15, отделенные от них упругим элементом 222 командные кнопки 221.

В рассматриваемом примере командные кнопки 221 или управляющие элементы 11 имеют расположенные на нижних торцах выступы 221а, которые входят в углубления 222b, выполненные в упруго деформируемых выступах 222а упругого элемента 222. При нажатии на командную кнопку 221 ее выступ 221а, который входит в углубление 222b, прижимается через упругий элемент 222а к чувствительному к давлению элементу 12.

Как уже было отмечено выше, электрическое сопротивление чувствительного к давлению элемента 12 изменяется в зависимости от усилия прижатия, приложенного к нему командной кнопкой 221. Наличие выступа 221а на нижнем торце командной кнопки 221, которым она прижимается к чувствительному к давлению элементу 12, позволяет передать усилие прижатия, приложенное к командной кнопке, чувствительному к давлению элементу 12 с высокой точностью.

Однако при нажатии на чувствительный к давлению элемент 12 выполненным на торце командной кнопки выступом 221а усилие, которое воспринимается чувствительным к давлению элементом и передается на него через углубление 222b упругого элемента 222, может оказаться слишком большим, что, как очевидно, снижает долговечность чувствительного к давлению элемента 12 и упругого элемента 222.

На фиг.16 и 17 показан другой пример конструкции второго блока управления пульта управления, в котором нижний торец командной кнопки 221 или управляющего элемента 11 выполнен плоским, и поэтому усилие прижатия передается чувствительному к давлению элементу 12 по существу по всей площади поверхности торца нажимной командной кнопки. В этом варианте выполнения блока управления на упругодеформируемых выступах 222а упругого элемента 222 не предусмотрены углубления, а командная кнопка 221 упирается в него по всей плоской поверхности своего нижнего торца. Преимущество такой конструкции, несмотря на некоторое снижение чувствительности в части передачи усилия прижатия, приложенного к командной кнопке 221, на чувствительный к давлению элемент 12, состоит в более высокой долговечности чувствительного к давлению элемента 12 и упругого элемента 222.

На фиг.18 и 19 изображен третий вариант конструкции второго блока управления.

В изображенном на этих чертежах третьем варианте выполнения второго блока управления чувствительные к давлению элементы 12 расположены в определенных местах непосредственно на плате 204, встроенной в пульт управления 200. Выполнение чувствительных к давлению элементов 12 непосредственно на встроенной в пульт управления плате 204 позволяет отказаться от применения пластины и соответственно сократить количество деталей, из которых состоит блок управления. Очевидно, что чувствительные к давлению элементы 12 должны быть расположены на плате в таких местах, чтобы на них передавалось приложенное к командным кнопкам 221 усилие прижатия.

На фиг.20 и 21 показан пример конструктивного выполнения первого блока управления.

Показанный на фиг.20 первый блок 210 управления имеет крестообразный управляющий элемент 211, промежуточную шайбу 212, фиксирующую положение управляющего элемента, и упругий элемент 213, служащий упругой опорой управляющего элемента 211, и, как показано на фиг.21, чувствительные к давлению элементы 12, расположенные напротив командных клавиш 211а (управляющих элементов 11) управляющего элемента 211 и отделенные от них упругим элементом 213.

Конструкция первого блока 210 управления, которая в принципе уже известна и подробно рассмотрена в заявке JP 8-163672 и в других публикациях, не требует подробного описания, при этом следует, однако, отметить, что управляющий элемент 211 установлен на полусферическом выступе 212а, выполненном в центре промежуточной шайбы 212 и образующем шарнирную точку опоры, позволяющую прижимать командные клавиши 211a (управляющие элементы 11) крестообразного управляющего блока к расположенным сбоку от его оси или опоры чувствительным к давлению элементам 12 (см. фиг.21).

При нажатии на командные клавиши 211а или управляющие элементы 11 усилие прижатия передается через упругий элемент 213 чувствительным к давлению элементам 12, электрическое сопротивление которых меняется в зависимости от величины усилия прижатия. В рассматриваемом варианте конструкции чувствительные к давлению элементы 12 выполнены, как показано на чертежах, непосредственно на встроенной в пульт 200 управления плате 204 и расположены на ней в определенных местах, хотя в принципе возможно и другое конструктивное решение, показанное на фиг.14 и 15 на примере второго блока 220 управления, с использованием специальной пластины 223 с расположенными на ней чувствительными к давлению элементами 12.

На фиг.22 и 23 показан пример конструктивного выполнения третьего блока управления.

Третий бок 230 управления имеет две командные кнопки 231, промежуточную шайбу 232, фиксирующую положение командных кнопок внутри пульта 200 управления, держатель 232, служащий опорой для командных кнопок 231, упругий элемент 234 и встроенную в пульт управления плату 235, на которой в определенных местах расположены чувствительные к давлению элементы 12.

Конструкция третьего блока 230 управления, которая также в принципе уже известна и рассмотрена в заявке JP 8-163672 и в других публикациях, не требует подробного описания, при этом, однако, командные кнопки 231, нажимаемые пользователем при работе с третьим блоком управления, расположены в направляющей промежуточной шайбе 232 и передают усилие прижатия чувствительным к давлению элементам 12 через упругий элемент 234. Величина электрического сопротивления чувствительного к давлению элемента 12 меняется с изменением величины усилия прижатия, передаваемого на него командной кнопкой 231. В рассматриваемом варианте конструкции чувствительные к давлению элементы 12 выполнены, как показано на чертежах, непосредственно на встроенной в пульт 200 управления плате 235 и расположены на ней в определенных местах, хотя в принципе возможно и другое конструктивное решение, показанное на фиг.14 и 15 на примере второго блока 220 управления, с использованием специальной пластины 223 с расположенными на ней чувствительными к давлению элементами 12.

Четвертый блок 240 пульта управления имеет такую же конструкцию, что и описанный выше третий блок 230 управления.

Выше были рассмотрены некоторые примеры конструктивного выполнения предлагаемых в изобретении первого, второго, третьего и четвертого блоков 210, 220, 230 и 240 управления пульта управления, конструкция которого не ограничена использованием в нем всех описанных выше блоков управления и который может иметь произвольно выбранные блоки управления, включая блоки управления обычной конструкции.

Второй вариант выполнения

Ниже более подробно рассмотрен второй вариант выполнения предлагаемого в настоящем изобретении устройства управления. При этом отдельные элементы такого устройства управления в этом варианте, которые аналогичны соответствующим элементам согласно первому варианту выполнения изобретения, обозначены теми же позициями и повторно подробно не рассматриваются.

Если в выполненном по первому варианту пульте 200 управления и многобитовые, и однобитовые цифровые сигналы получали путем преобразования выходных аналоговых сигналов чувствительных к давлению элементов 12, то в устройстве управления, выполненном по второму варианту, подобные многобитовые цифровые сигналы получают после соответствующего преобразования выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12, а однобитовые цифровые сигналы получают в зависимости от состояния ("включено-выключено") двухпозиционного переключателя.

На показанной на фиг.24 схеме изображены основные элементы устройства управления, выполненного по второму варианту.

Имеющиеся в рассматриваемом в этом варианте изобретения пульте 200 управления блоки 210, 220, 230 и 240 управления содержат управляющие элементы 211 с командными клавишами 211а и командные кнопки 221, 231 и 241 (управляющие элементы 11), чувствительные к давлению элементы 12 (детекторные элементы) и двухпозиционный переключатель 30. Упомянутые выше управляющие элементы 11 и чувствительные к давлению элементы 12 имеют такую же конструкцию, что и аналогичные элементы в рассмотренном выше первом варианте выполнения предлагаемого в изобретении блока управления.

Двухпозиционный переключатель 30 имеет первый и второй неподвижные контакты 31 и 32 и подвижный контакт 33, которым можно замкнуть нормально разомкнутые неподвижные контакты 31 и 32. Подвижный контакт 33 перемещается при нажатии на управляющий элемент 11 и замыкает между собой первый и второй неподвижные контакты 31 и 32. При этом первый неподвижный контакт 31 двухпозиционного переключателя 30 соединен с линией 13 питания и на него, как показано на фиг.24, подается заданное напряжение (Vcc) источника питания.

МП 14, смонтированный на плате внутри пульта 200 управления, имеет помимо делителя 15 уровня и АЦП 16 генератор 35 цифровых сигналов (обозначенный на чертеже как D), который в зависимости от состояния упомянутого выше двухпозиционного переключателя 30 ("включен-выключен") выдает однобитовые цифровые сигналы, переключатель 18а, который соединяет с выходом блока управления либо генератор 35 цифровых сигналов, либо АЦП 16, и переключающее устройство 18, управляющее работой этого переключателя 18а.

В данном варианте АЦП 16 используется только для преобразования выходных аналоговых сигналов чувствительного к давлению элемента 12 в многобитовые цифровые сигналы с выхода блока управления.

Генератор 35 цифровых сигналов, вход которого соединен со вторым неподвижным контактом 32 двухпозиционного переключателя 30, выдает цифровой сигнал в зависимости от напряжения на этом неподвижном контакте. Когда переключатель 30 находится в замкнутом состоянии, потенциал на его втором неподвижном контакте 32 равен напряжению в линии 13 питания, а когда он находится в разомкнутом состоянии, напряжение на его втором неподвижном контакте 32 равно нулю. При этом генератор 35 цифровых сигналов выдает в зависимости от меняющегося напряжения на втором неподвижном контакте 32 однобитовые сигналы "0" или "1".

В этом варианте управление переключающим устройством 18 осуществляется по сигналам управления, поступающим в него из основного игрового блока 100 на основании игровых программ, записанных на оптический диск. При запуске игровой программы, записанной на оптический диск, в зависимости от ее содержания из основного игрового блока 100 в переключающее устройство поступают сигналы управления, в соответствии с которыми выходной контакт переключателя 18а должен соединиться либо с АЦП 16, либо с генератором 35 цифровых сигналов. Срабатывание переключателя 18а происходит по командам, которые выдает ему на основании этих сигналов управления переключающее устройство 18.

В принципе работой переключающего устройства 18 можно управлять и вручную. Для этой цели можно, например, использовать имеющийся в пульте 200 управления переключатель 252 выбора аналогового режима работы, переключая который вручную можно через переключающее устройство 18 вручную управлять и работой переключателя 18а.

В пульте 200 управления, выполненном по второму варианту, подвижный контакт 33 двухпозиционного переключателя 30 при нажатии на управляющий элемент 11 замыкает между собой его первый и второй неподвижные контакты 31 и 32 и при нажатии подвижного элемента 11 на чувствительный к давлению элемент 12 его выходные аналоговые сигналы поступают в делитель уровня. При этом генератор 35 цифровых сигналов выдает однобитовые сигналы, которые определяются состоянием двухпозиционного переключателя 30 и меняются при изменении его состояния, а АЦП 16 выдает многобитовые цифровые сигналы, которые зависят от величины усилия нажатия, приложенного к чувствительному к давлению элементу 12.

Таким образом, используя переключатель 18а, можно передавать из пульта 200 управления в основной игровой блок 100 тот или иной однобитовый цифровой сигнал или многобитовые цифровые сигналы.

В выполненном по этому варианту изобретения пульте управления, схема которого показана на фиг.25, первый, второй, третий и четвертый блоки 210, 220, 230 и 240 управления имеют конструкцию, показанную в виде схемы на фиг.24. Поэтому эти блоки управления могут выборочно использоваться и для работы в дискретном (цифровом) режиме, и для работы в аналоговом режиме. В этой связи следует отметить, что в другом варианте, схема которого показана на фиг.26, только один из четырех блоков 210, 220, 230 и 240 управления, выбранный произвольно, выполнен конструктивно по схеме, показанной на фиг.24.

В пульте управления 200, выполненном по этому варианту, можно также осуществлять калибровку делителей уровня (с помощью устройства настройки диапазона уровней деления) и индивидуальную настройку диапазонов уровня выходных аналоговых сигналов, которые равномерно делятся по уровню делителем 15 на определенное количество диапазонов, как показано на фиг.6, 7, 10 и 12.

Ниже на конкретных примерах со ссылкой на соответствующие чертежи более подробно рассмотрена конструкция второго блока управления описанного выше и выполненного по второму варианту пульта 200 управления.

На фиг.27 и 28 показан первый пример выполнения второго блока управления по изобретению.

Показанный на фиг.27 второй блок 220 управления имеет четыре командные кнопки 221 или четыре управляющих элемента 11, упругий элемент 222, пластину 224 с чувствительными к давлению элементами 12 и пластину 225 с первым и вторым неподвижными контактами 31 и 32 двухпозиционного переключателя 30. Командные кнопки 221 устанавливаются с задней стороны в установочные отверстия 201а, выполненные в верхней стенке корпуса 201 пульта управления, аналогично описанному выше первому варианту (см. фиг.13).

Командные кнопки 221, расположенные в установочных отверстиях 201а, могут перемещаться в них в осевом направлении.

Упругий элемент 222, изготовленный из изоляционной резины или другого аналогичного материала, имеет на лицевой поверхности упругодеформируемые выступы 222а, в верхние стенки которых упираются своими нижними торцами командные кнопки 221. При нажатии на командную кнопку 221 наклонная стенка выступа 222а упруго деформируется и его верхняя стенка перемещается вниз вместе с упирающейся в нее командной кнопкой 221. При отпускании командной кнопки 221 наклонная стенка упругодеформированного выступа 222а распрямляется и выталкивает командную кнопку 221 вверх. Иными словами, упругий элемент 222 выполняет функции пружины сжатия и возвращает опущенную вниз под действием усилия прижатия и освобожденную затем от этого усилия командную кнопку 221 в исходное положение.

Подвижный контакт 33 двухпозиционного переключателя 30 расположен на внутренней стороне верхней стенки упругодеформируемого выступа 222а (см. фиг.28). Этот подвижный контакт 33 изготовлен из электропроводного материала и может перемещаться вниз при упругой деформации упругодеформируемого выступа 222а вместе с опускающейся вниз под действием усилия прижатия командной кнопкой 221.

Пластина 225 изготовлена из тонкого листового материала, обладающего определенной упругостью и изолирующими свойствами и выполненного, например, в виде мембраны или другой аналогичной детали. На этой пластине 225 в определенных местах напротив подвижного контакта 33 расположены, как показано на фиг.28, первый и второй неподвижные контакты 31 и 32. В выполненном таким образом устройстве управления подвижный контакт 33, расположенный на верхней стенке упругодеформируемого выступа 222а, перемещается вместе с командной кнопкой 221 (управляющим элементом 11) под действием приложенного к ней усилия прижатия и, упираясь в первый и второй неподвижные контакты 31 и 32, замыкает их и электрически соединяет друг с другом.

Пластина 224 также изготовлена из тонкого листового материала, обладающего изоляционными свойствами. На этой пластине 224 в определенных местах напротив командных кнопок 221 расположены, как показано на фиг.28, отделенные от них изготовленным из упругого листового материала элементом 222 и пластиной 225 чувствительные к давлению элементы 12.

Как уже было отмечено выше, пластина 225 изготавливается из упругого материала, и поэтому усилие прижатия, приложенное к командной кнопке 221, передается через верхнюю стенку упругодеформируемого выступа 222а и подвижный контакт 33 чувствительному к давлению элементу 12 практически без всякого искажения.

На фиг.29 и 30 показан другой пример выполнения предлагаемого в изобретении второго блока управления.

В выполненном по этому варианту втором блоке управления чувствительные к давлению элементы 12 выполнены в соответствующих местах платы 204, встроенной в пульт 200 управления. Выполнение чувствительных к давлению элементов 12 на встроенной в пульт управления плате 204 позволяет отказаться от применения пластины 224 и соответствующим образом уменьшить количество деталей, из которых состоит пульт управления. Очевидно, что чувствительные к давлению элементы 12 должны быть расположены в таких местах платы, чтобы они могли воспринимать приложенное к командным кнопкам 221 усилие прижатия.

На фиг.31 и 32 показан третий вариант выполнения предлагаемого в настоящем изобретении второго блока управления.

В выполненном по этому варианту втором блоке управления первый и второй неподвижные контакты 31 и 32 двухпозиционного переключателя 30 расположены на лицевой стороне пластины 225, а чувствительный к давлению элемент 12 расположен на обратной стороне этой же пластины. Очевидно, что первый и второй неподвижные контакты 31 и 32 и чувствительный к давлению элемент 12, расположенные на разных сторонах пластины, должны находиться точно друг против друга. Кроме того, пластина 225 должна быть расположена внутри пульта управления таким образом, чтобы чувствительный к давлению элемент 12 по всей своей плоскости точно прилегал к внутренней поверхности стенки 200а пульта управления 200 с выполненной на ней монтажной схемой (см. фиг.32).

Такое выполнение второго блока управления позволяет отказаться от применения в нем одной из пластин.

На фиг.33 показан четвертый вариант выполнения второго блока управления по изобретению.

В выполненном по четвертому варианту втором блоке управления подвижный контакт 33 двухпозиционного переключателя 30 расположен на обратной стороне пластины 224, на лицевой стороне которой расположен чувствительный к давлению элемент 12. В выполненном таким образом втором блоке управления изменено взаимное расположение пластин 224 и 225, при этом расположенная сверху пластина 224 находится между пластиной 225, на которой расположены первый и второй неподвижные контакты 31 и 32, и упругим элементом 222. Пластина 225 по всей своей плоскости прилегает к внутренней поверхности стенки 200а пульта управления 200 с выполненной на ней монтажной схемой (см. фиг.33).

Необходимо отметить, что хотя в приведенном выше описании речь шла о различных примерах конструктивного выполнения второго блока 220 управления пульта управления, тем не менее аналогичную конструкцию могут иметь и другие его блоки 210, 230 и 240 управления.

Третий вариант выполнения

Ниже рассмотрен третий вариант выполнения предлагаемого в настоящем изобретении устройства управления. Отдельные элементы такого устройства управления в этом варианте изобретения, аналогичные элементам устройства управления, выполненного по первому варианту, обозначены такими же позициями и повторно подробно не рассматриваются.

Если в описанном выше пульте 200 управления, выполненном по первому варианту, в качестве детекторного элемента используется чувствительный к давлению элемент 12, то в третьем, рассмотренном ниже варианте детекторный элемент выполнен в виде резистора 40 и электропроводного элемента 50.

На фиг.34 показан пример выполнения предлагаемого в изобретении второго блока управления. Следует отметить, что помимо варианта, в котором все командные кнопки 221 второго блока 220 управления и соответствующие связанные с ними детали устройства управления конструктивно можно выполнить одинаковыми аналогично описанной ниже и показанной на чертежах в единственном числе командной кнопке 221 и другим связанным с ней деталям, возможен и другой вариант, в котором такую конструкцию будут иметь только некоторые произвольно выбранные командные кнопки.

Предлагаемый в этом варианте изобретения второй блок 220 управления имеет командные кнопки 221 или управляющие элементы 11, упругий элемент 222, электропроводный элемент 50 и резистор 40. Электропроводный элемент 50 изготовлен, например, из электропроводной резины, обладающей определенной упругостью, и в показанном на фиг.34 варианте имеет форму заостренного выступа с расположенной в центре вершиной. Электропроводный элемент 50 приклеен к верхней поверхности внутреннего углубления, выполненного на нижней стороне упругодеформируемого выступа 222а упругого элемента 222.

Резистор 40 можно выполнить, например, на встроенной в пульт управления плате 204, расположив его напротив электропроводного элемента 50, который при нажатии на командную кнопку 221 прижимается к резистору 40. Под действием приложенного к командной кнопке 221 усилия прижатия (т.е. под действием давления, возникающего при его контакте с резистором 40) электропроводный элемент 50 деформируется, при этом соответствующим образом изменяется, как показано на фиг.34Б и 34В, площадь пятна контакта между ним и резистором 40. При небольшом усилии прижатия, приложенном к командной кнопке 221, к резистору прижимается, как показано на фиг.34Б, только вершина имеющего форму заостренного выступа электропроводного элемента 50. По мере увеличения приложенного к командной кнопке 221 усилия прижатия электропроводный элемент 50 постепенно деформируется, начиная от вершины, и площадь пятна контакта постепенно возрастает.

На фиг.35 показана электрическая схема резистора. Показанный на этой схеме резистор 40 включен последовательно в линию питания 13, и напряжение, создаваемое источником питания, приложено к электродам 40а и 40b. Разделив внутреннее сопротивление резистора на две части, его условно можно представить в виде двух показанных на схеме резисторов - резистора 41 с постоянным сопротивлением и резистора 42 с переменным сопротивлением (варистора). При этом величина сопротивления варистора 42 определяется площадью пятна контакта резистора с электропроводным элементом 50 и поэтому соответственно меняется с ее изменением. Иными словами, при соприкосновении электропровоного элемента 50 с резистором 40 этот электропроводный элемент образует на резисторе токопроводящую перемычку, наличие которой снижает электрическое сопротивление пятна контакта. Поэтому по мере увеличения площади пятна контакта резистора с электропроводным элементом 50 величина сопротивления резистора 40 падает.

В рассматриваемом варианте выходные аналоговые сигналы резистора 40, соответствующие усилию прижатия, приложенному к командной кнопке 221 (управляющему элементу 11), снимаются с его вывода 40с, который расположен в центре резистора.

На фиг.36 показана зависимость свойств (напряжения) выходных аналоговых сигналов, снимаемых с вывода резистора 40, от усилия прижатия.

Вначале, когда при включении источника питания на резистор 40 подается напряжение источника и когда командная кнопка 221 не нажата, с вывода 40с резистора снимается постоянный аналоговый сигнал (напряжение) Vmin (положение "а" на графике). Затем по мере нажатия на командную кнопку 221 до тех пор, пока электропроводный элемент 50 не упрется в резистор 40, никаких изменений в выходном сигнале резистора не происходит, и он попрежнему остается равным Vmin. По мере дальнейшего нажатия на командную кнопку 221, после того как электропроводный элемент 50 упрется в резистор 40 (положение "b" на графике), площадь контакта электропроводного элемента 50 и резистора 40 увеличивается соответственно усилию прижатия, приложенному к командной кнопке 221, внутреннее сопротивление резистора 40 начинает падать, а аналоговые сигналы или напряжение, снимаемое с вывода 40с резистора 40, начинает возрастать. При предельной величине усилия прижатия и максимальной деформации электропроводного элемента 50 аналоговые сигналы или напряжение, снимаемое с вывода 40с резистора 40, достигает максимального значения Vmax (положение "с" на графике, соответствующее такому усилию прижатия).

На схеме, показанной на фиг.37, изображены основные элементы устройства управления, выполненного по третьему варианту.

В данном варианте МП 14, смонтированный на встроенной в пульт 200 управления плате, имеет делитель 15 уровня, АЦП 16 и переключающее устройство 18. Аналоговые сигналы или напряжение, снимаемое в этом варианте изобретения с вывода 40с резистора 40, подаются в делитель 15 уровня, в котором уровень выходного сигнала резистора делится на множество диапазонов, а выходные сигналы, полученные в делителе уровня, поступают в АЦП 16, который преобразует выходные аналоговые сигналы резистора 40 в цифровые сигналы, которые зависят от уровня разделенных на диапазоны выходных сигналов делителя.

Делитель 15 уровня и АЦП 16 выполняют такие же функции, что и в описанном выше первом варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства управления, и, в частности, делитель 15 уровня предназначен по существу для равномерного деления всего диапазона уровня выходных аналоговых сигналов (напряжения) резистора 40 на отдельные равные по ширине диапазоны, как это показано на фиг.36. Количество диапазонов, на которые делится выходной аналоговый сигнал резистора, выбирается произвольно, и в данном случае, как показано на фиг.36, выходной аналоговый сигнал резистора равномерно делится на восемь равных по ширине диапазонов. Каждый аналоговый сигнал, полученный после деления уровня выходного сигнала резистора на L1-L8 равных по ширине диапазонов, поступает в АЦП 16. Настраивая делитель 15, можно произвольно менять диапазон уровня равномерно разделяемых в нем аналоговых сигналов.

АЦП 16 преобразует входные аналоговые сигналы в выходные цифровые сигналы в соответствии с уровнем аналоговых сигналов, которые делятся на отдельные диапазоны в делителе 15 уровня. При этом в зависимости от уровня аналогового сигнала в диапазонах L1-L8 на выходе АЦП 16 получают различные по значению многобитовые цифровые сигналы.

В АЦП 16 обеспечивается соответствие между уровнями аналоговых сигналов, полученных в результате деления, и значениями многобитовых сигналов, получаемых на его выходе. В частности, выходным уровням сигналов, полученных в делителе, соответствуют 16-битовые цифровые сигналы, имеющие значения "1f" для диапазона 1, "3f" для диапазона 2 и т.д. вплоть до значения "ff" для диапазона 8.

Многобитовые цифровые сигналы с выхода АЦП 16 поступают в основной игровой блок 100 через интерфейс 17, предусмотренный на встроенной в пульт управления 200 плате, и используются для управления процессом игры, в том числе и для того, чтобы во время игры по этим сигналам игровые персонажи могли совершать те или иные действия.

Изменение уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с вывода 40 с резистора 40, соответствует, как описано выше, изменению усилия прижатия, приложенного к командной кнопке 221 (управляющему элементу 11). Поэтому многобитовые цифровые сигналы, выдаваемые АЦП 16, будут соответствовать усилию прижатия, приложенному пользователем к командной кнопке 221 (управляющему элементу 11). Управление действиями игровых персонажей или другими связанными с игрой событиями с помощью таких многобитовых цифровых сигналов, соответствующих усилию прижатия, создаваемому пользователем, позволяет создать условия для того, чтобы все происходящие на экране движения носили по сравнению с дискретным управлением однобитовыми цифровыми сигналами "1" или "0" более плавный характер, максимально приближенный к аналоговому режиму управления.

В данном варианте выполнения АЦП 16, который используется также в качестве устройства, выдающего двоичные цифровые сигналы и позволяющего при изменении аналоговых выходных сигналов или напряжения, снимаемого с вывода 40с резистора 40, получить на выходе однобитовые цифровые сигналы (т.е. "1" или "0"), выдает при срабатывании переключающего устройства 18 те или иные многобитовые цифровые сигналы и однобитовые цифровые сигналы.

В рассматриваемом варианте управление переключающим устройством 18 осуществляется по сигналам управления, поступающим в него из основного игрового блока 100 на основании программ, записанных на оптический диск. Сигналы, управляющие работой переключающего устройства и определяющие, в каком режиме должен работать АЦП 16 и какие цифровые сигналы - многобитовые или однобитовые - он должен выдавать, зависят от содержания игровой программы, запускаемой с оптического диска, установленного в основной игровой блок 100. Переключающее устройство 18 при получении сигнала управления выдает соответствующий сигнал в АЦП 16, который в зависимости от этого сигнала меняет режим своей работы.

АЦП 16, получив соответствующий сигнал управления от переключающего устройства 18, преобразует поступающие на его вход выходные аналоговые сигналы или напряжение, снимаемое с вывода 40с резистора 40, в те или иные многобитовые цифровые выходные сигналы или в однобитовые цифровые выходные сигналы. В том случае, когда АЦП выдает многобитовые цифровые сигналы, значение этих сигналов определяется, как описано выше, работой делителя 15 уровня, который равномерно делит уровень поступающего на его вход аналогового сигнала на множество равных по ширине диапазонов, уровень которых затем и определяет значение получаемых цифровых сигналов, поступающих из пульта управления в основной игровой блок 100.

В другом случае, т.е. когда АЦП выдает однобитовые цифровые сигналы, в основной игровой блок 100 из пульта управления подаются однобитовые цифровые сигналы "1" или "0", значение которых определяется изменением выходных аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с вывода 40с резистора 40. При этом в том случае, когда в АЦП 16 с вывода 40с резистора 40 поступает аналоговый сигнал с напряжением Vmin, которое соответствует не нажатому состоянию командной кнопки, цифровой сигнал на выходе пульта управления будет равен "0". Если же аналоговый сигнал или напряжение, снимаемое с вывода 40с резистора 40, или сигнал на входе АЦП будет выше минимального значения напряжения Vmin, что соответствует наличию усилия, приложенного к командной кнопке, то цифровой сигнал на выходе пульта управления будет равен "1".

В принципе работой переключающего устройства 18 можно управлять и вручную. Для этой цели можно, например, использовать имеющийся в пульте 200 управления переключатель 252 выбора аналогового режима работы, переключая который вручную можно через переключающее устройство 18 вручную управлять и режимом работы АЦП 16.

Как уже было отмечено выше, делитель 15 уровня аналогового сигнала равномерно делит уровень выходных аналоговых сигналов, выдаваемых резистором 40, на определенным образом заданные диапазоны, при этом, однако, может оказаться, что из-за возможного рассогласования уровней аналоговых сигналов (напряжения), фактически выдаваемых резистором 40, и заданных диапазонов деления уровня аналогового сигнала цифровые сигналы, выдаваемые пультом управления, не будут точно соответствовать рабочему состоянию управляющего элемента 11.

Кроме того, из-за некоторой разницы характеристик резисторов 40 и электропроводных элементов 50 и нестабильности источника питания диапазоны выходных аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с резистора 40, будут варьироваться для каждого конкретного пульта 200 управления.

Решить эту проблему в данном варианте можно с помощью имеющегося в пульте 200 управления блока 25 настройки диапазонов деления, который используется для индивидуальной настройки диапазонов уровня выходных аналоговых сигналов, обрабатываемых в блоке 15 деления (см. фиг.37), и позволяет осуществить калибровку диапазона уровня аналоговых сигналов (напряжения), которые равномерно делятся делителем 15 уровня на отдельные диапазоны.

На фиг.38 показан график, поясняющий работу блока настройки диапазонов деления.

Сначала в блоке 25 настройки диапазонов деления предварительно задаются показанные на фиг.38 значения Vmin и Vmax минимального и максимального напряжения или уровня выходных сигналов резистора 40. Одновременно заранее произвольно задается и величина α предельно допустимого отклонения от номинала максимального значения Vmax напряжения, выдаваемого резистором. Эта произвольно заданная величина α учитывает возможное несоответствие выходного напряжения резистора (т.е. аналоговых сигналов) и информации, полученной из АЦП 16. Кроме того, предварительно задается и величина у возможного отклонения от номинала минимального значения Vmin напряжения резистора, по которому можно судить о том, в каком состоянии - нажатом или отпущенном - находится командная кнопка.

При заданных таким образом начальных параметрах блока 25 настройки диапазонов деления процедура калибровки происходит следующим образом,

Вначале после включения имеющегося в пульте управления 200 источника питания блок 25 настройки диапазонов деления по информации, полученной от АЦП 16, определяет фактический уровень Vmin (факт.) аналогового сигнала или напряжения, выдаваемого резистором 40, и по этому уровню регулирует величину Vmin минимального аналогового сигнала или напряжения, выдаваемого резистором 40.

Одновременно пользователь, нажимая на командную кнопку 221, проверяет, лежит ли величина Vmin (факт.) в диапазоне, ограниченном допуском α, на возможные отклонения величины Vmin. Если величина Vmin(факт.) выходит за пределы заданного диапазона

(Vmin+γ)>Vmin(факт.)>(Vmin-γ), то выполняется определенное действие, предупреждающее пользователя о необходимости продолжения процесса калибровки и повторного задания первоначальных параметров настройки.

Предупредить пользователя о необходимости продолжения калибровки можно, например, с помощью имеющегося на пульте 200 управления индикатора 253, который при этом либо загорается, либо начинает мигать, или с помощью специального встроенного в пульт 200 управления создающего вибрации механизма или же каким-либо иным соответствующим способом.

В том случае, когда величина Vmin(факт.) не выходит за пределы заданного диапазона, т.е. при соблюдении условия (Vmin+γ)>Vmin(факт.)>(Vmin-γ), она сравнивается с величиной Vmin. Если в результате сравнения окажется, что Vmin(факт.)>Vmin, то в качестве минимального значения уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 задается первоначально заданное в блоке настройки значение Vmin. В противном случае, т.е. когда Vmin(факт.)<Vmin, в качестве минимального значения уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 задается новая величина, равная фактическому выходному минимальному напряжению Vmin(факт.) резистора 40.

После этого, когда пользователь до конца нажимает на командную кнопку 221, по выходной информации, выдаваемой АЦП 16, определяется фактический уровень Vmax(факт.) выходного аналогового сигнала или напряжения резистора 40 при максимальной величине приложенного к командной кнопке усилия.

В том случае, когда окажется, что Vmах(факт.) превышает значение (Vmax-α), в которое включен допуск α на допустимое отклонение максимального напряжения от заданной величины, т.е. в том случае, когда пользователь нажимает командную кнопку 221 до упора, величина Vmax(факт.) сравнивается с величиной Vmax. Если при таком сравнении окажется, что Vmax(факт.)<Vmax, то в качестве максимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается первоначально заданная величина Vmax максимального уровня выходного сигнала резистора. Если же при сравнении указанных выше величин окажется, что Vmах(факт.)>Vmax, то в качестве максимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается величина Vmax(факт.) фактически определенного максимального выходного напряжения резистора 40.

Блок 25 настройки диапазона деления управляет работой делителя 15 уровня, который при этом осуществляет равномерное по уровню деление на определенное количество равных по ширине диапазонов всего уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения на выходе резистора 40 в пределах от установленного описанным выше образом минимального значения Vmin до установленного описанным выше образом максимального значения Vmax.

На фиг.39 показан пример конструкции первого блока управления, выполненного по этому варианту.

Имеющиеся в показанном на этом чертеже первом блоке управления электропроводные элементы 50 приклеены к верхней поверхности углублений на нижней стороне упругого элемента 213 командных клавиш 211а (управляющих элементов 11) крестообразного управляющего элемента 211. Имеющиеся в этом блоке управления резисторы 40 расположены по одному напротив каждого из электропроводных элементов 50.

На фиг.40 показана электрическая схема резистора. Показанный на фиг.40 резистор 40 включен последовательно в линию питания 13, и напряжение, создаваемое источником питания, приложено к электродам 40а и 40b. Разделив внутреннее сопротивление резистора на две части, его условно можно представить в виде двух показанных на схеме резисторов 43 и 44 с переменным сопротивлением (варисторов). Первый варистор 43, сопротивление которого изменяется при изменении площади пятна контакта варистора с электропроводными элементами 50, используется, например, для перемещения вверх игрового персонажа (символа), которое происходит при нажатии на соответствующую клавишу 211a (клавишу перемещения вверх) и перемещении связанного с ней электропроводного элемента 50, и для перемещения влево игрового персонажа (символа), которое происходит при перемещении электропроводного элемента 50, связанного с другой командной клавишей 211a (клавиша перемещения влево). Аналогичным образом и второй варистор 44, сопротивление которого изменяется при изменении площади пятна контакта варистора с электропроводными элементами 50, используется, например, для перемещения вниз игрового персонажа (символа), которое происходит при нажатии на соответствующую клавишу 211a (клавишу перемещения вниз) и перемещении связанного с ней электропроводного элемента 50, и для перемещения вправо игрового персонажа (символа), которое происходит при перемещении электропроводного элемента 50, связанного с другой командной клавишей 211a (клавиша перемещения вправо).

Вывод 40с резистора расположен в его средней точке между варисторами 43 и 44, и снимаемые с нее выходные аналоговые сигналы определяются усилием прижатия, приложенным к соответствующим командным клавишам 211а (управляющим элементам 11).

Выходное напряжение на выводе 40с можно вычислить, зная отношение сопротивлений первого и второго варисторов 43 и 44. Так, в частности, обозначив через R1 сопротивление первого вариатора 43, через R2 - сопротивление второго варистора 44, а через Vcc - напряжение источника питания, выходное напряжение V на выводе 40с можно определить по следующей формуле:

V=Vcc×R2/(R1+R2)

Из этой формулы следует, что при уменьшении сопротивления первого варистора 43 напряжение на выходе резистора возрастает, а при уменьшении сопротивления второго варистора 44, наоборот, падает.

На фиг.41 показана зависимость свойств выходных аналоговых сигналов резистора или напряжения на его выводе.

После подачи на резистор 40 напряжения от источника питания и в отсутствие усилия прижатия, приложенного к командным клавишам 211a управляющего элемента 211 (положение "о" на графике), резистор выдает постоянный аналоговый сигнал или напряжение V0, которое снимается с его вывода 40с.

При нажатии на командную клавишу 211а вплоть до момента соприкосновения резистора 40 с электропроводным элементом 50 сопротивление резистора не меняется, и его выходное напряжение остается равным V0.

После того, как электропроводный элемент 50, приклеенный к командной клавише перемещения вверх или командной клавише перемещения влево, упрется в первый варистор 43 резистора 40 (положение "р" на графике), в дальнейшем по мере увеличения усилия прижатия, приложенного к командной клавише 211а (управляющему элементу 11), площадь пятна контакта первого варистора 43 с электропроводным элементом увеличивается, а сопротивление первого варистора падает, и в результате выходные аналоговые сигналы резистора 40 или напряжение на его выводе 40с возрастают. При максимальной деформации электропроводного элемента 50, упирающегося в первый варистор, выходные аналоговые сигналы резистора 40 или напряжение на его выводе 40с достигают своего максимального значения Ушах (положение "q" на графике).

С другой стороны, при нажатии на командную клавишу перемещения вниз или командную клавишу перемещения вправо приклеенный к ней электропроводный элемент 50 упирается во второй варистор 44 резистора 40 (положение "r" на графике), и в дальнейшем по мере увеличения усилия прижатия, приложенного к командной клавише 211а, площадь пятна контакта второго варистора с электропроводным элементом 50 увеличивается, а сопротивление второго варистора падает, и в результате выходные аналоговые сигналы резистора 40 или напряжение на его выводе 40с снижаются. При максимальной деформации электропроводного элемента 50, упирающегося во второй варистор, выходные аналоговые сигналы резистора 40 или напряжение на его выводе достигают своего минимального значения Vmax (положение "s" на графике).

Выходные аналоговые сигналы резистора 40 или напряжение на его выводе 40с подаются, как показано на фиг.42, сначала на вход делителя 15 уровня, в котором уровень выходных аналоговых сигналов резистора делится на множество диапазонов, а затем поступают в АЦП 16, который преобразует выходные аналоговые сигналы резистора 40 в зависящие от уровня разделенного на диапазоны выходного аналогового сигнала цифровые сигналы. Показанные на фиг.42 делитель 15 уровня, АЦП 16 и переключающее устройство 18 по конструкции и по принципу работы не отличаются от аналогичных устройств, рассмотренных выше и показанных на фиг.37, и поэтому не требуют подробного описания.

На графике, приведенном на фиг.43, показаны предварительно заданные в блоке 25 настройки диапазона деления уровня начальные значения напряжения V0, соответствующего отсутствию усилия прижатия на командной клавише, минимального напряжения Vmin и максимального напряжения Vmax выходных аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с резистора 40 во время работы, которые используются для индивидуальной (для каждого элемента управления) настройки (калибровки) диапазона уровня выходных аналоговых сигналов, которые делятся на отдельные диапазоны делителем 15 уровня. Помимо этих напряжений предварительно произвольным образом задаются величина α допустимого отклонения от номинала максимального напряжения Vmax и величина β допустимого отклонения от номинала минимального напряжения Vmin. Эти произвольно заданные величины α и β учитывают возможное несоответствие выходного напряжения резистора (т.е. аналоговых сигналов) и информации, полученной из АЦП 16. Кроме того, предварительно задается и величина γ возможного отклонения от номинала напряжения V0 резистора, по которому можно судить о том, в каком состоянии - нажатом или отпущенном - находится командная кнопка.

При заданных таким образом начальных параметрах блока 25 настройки диапазонов деления процедура калибровки происходит следующим образом.

Вначале после включения имеющегося в пульте управления источника питания блок 25 настройки диапазонов деления на основании информации, полученной от АЦП 16, определяет фактичесий уровень V0(факт.) аналогового сигнала или напряжения, выдаваемого резистором 40, и по этому уровню регулирует величину V0 аналогового сигнала или напряжения, выдаваемого резистором 40, при ненажатой командной кнопке.

Одновременно пользователь, нажимая на командную кнопку, проверяет, лежит ли величина V0(факт.) в пределах, ограниченных произвольно заданным допуском γ на возможные отклонения величины V0. Если величина V0(факт.) выходит за заданные пределы, т.е. если (V0+γ)>V0(факт.)>(V0-γ), то выполняется определенное действие, предупреждающее пользователя о необходимости продолжения процесса калибровки и повторного задания первоначальных параметров настройки.

Предупредить пользователя о необходимости продолжения калибровки можно, например, с помощью имеющегося на пульте управления индикатора 253, который при этом либо загорается, либо начинает мигать, или с помощью специального встроенного в пульт управления создающего вибрации механизма или же каким-либо иным соответствующим способом.

В том случае, когда величина V0(факт.) не выходит за заданные пределы, т.е. при соблюдении условия (V0+γ)>V0(факт.)>(V0-γ), она сравнивается с величиной V0. Если в результате сравнения окажется, что V0(факт.)>V0, то в качестве значения уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 при не нажатой кнопке задается первоначально заданное в блоке настройки значение V0. В противном случае, т.е. при условии V0(факт.)<V0, в качестве минимального значения уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 при не нажатой кнопке задается новая величина, равная фактическому выходному напряжению V0(факт.) резистора 40 при не нажатой кнопке.

После этого, когда пользователь до конца вручную или каким-либо иным способом нажимает на командную клавишу перемещения вверх игрового персонажа (символа), по выходной информации, выдаваемой АЦП 16, определяется фактический уровень Vmax(факт.) выходного аналогового сигнала или напряжения резистора 40 при максимальной величине приложенного к этой командной кнопке усилия.

В том случае, когда окажется, что Vmax(факт.) превышает значение (Vmax-α), в которое включен допуск α на допустимое отклонение максимального напряжения от предварительно заданной величины, т.е. в том случае, когда пользователь нажимает командную кнопку перемещения вверх игрового персонажа до упора, величина Vmах(факт.) сравнивается с величиной Vmax. Если при таком сравнении окажется, что Vmax(факт.)<Vmax, то в качестве максимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается предварительно заданная величина Vmax максимального уровня выходного сигнала резистора. Если же при сравнении указанных выше величин окажется, что Vmах(факт.)>Vmax, то в качестве максимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается величина Vmax(факт.) фактически определенного максимального выходного напряжения резистора 40.

Аналогичная операция выполняется и для командной кнопки, управляющей перемещениями влево игрового персонажа (символа), после чего задается максимальное значение Vmax аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с резистора 40 и соответствующего максимальному усилию прижатия, приложенному к этой командной кнопке перемещения влево игровых персонажей.

Затем, когда пользователь до конца вручную или каким-либо иным способом нажимает на командную клавишу перемещения вниз игрового персонажа (символа), по выходной информации, выдаваемой АЦП 16, определяется фактический уровень Vmin(факт.) выходного аналогового сигнала или напряжения резистора 40 при максимальной величине приложенного к этой командной кнопке усилия.

В том случае, когда окажется, что Vmin(факт.) превышает значение (Vmin-β), в которое включен допуск β на допустимое отклонение минимального напряжения от предварительно заданной величины, т.е. в том случае, когда пользователь нажимает командную кнопку перемещения вниз игрового персонажа до упора, величина Vmin(факт.) сравнивается с величиной Vmin. Если при таком сравнении окажется, что Vmin(факт.)>Vmin, то в качестве минимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается предварительно заданная величина Vmin минимального уровня выходного сигнала резистора при нажатой до конца кнопке, управляющей перемещениями вниз игровых персонажей (символов). Если же при сравнении указанных выше величин окажется, что Vmin(факт.)<Vmin, то в качестве минимального уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения резистора 40 принимается величина Vmin(факт.) фактически определенного минимального выходного напряжения резистора 40 при нажатой до конца кнопке, управляющей перемещениями вниз игровых персонажей (символов).

Аналогичная операция выполняется и для командной кнопки, управляющей перемещениями вправо игрового персонажа (символа), после чего задается минимальное значение Vmin аналоговых сигналов или напряжения, снимаемого с резистора 40 и соответствующего максимальному усилию прижатия, приложенному к этой командной кнопке перемещения вправо игровых персонажей.

Блок 25 настройки диапазона деления управляет работой делителя 15 уровня для командных клавиш, управляющих перемещениями вверх и влево игровых персонажей (символов), осуществляет равномерное по уровню деление на определенное количество равных по ширине диапазонов всего уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения на выходе резистора 40 этих клавиш в пределах от установленного описанным выше способом значения V0 до установленного описанным выше способом максимального значения Vmax при не нажатой кнопке. Блок 25 настройки диапазона деления также управляет работой делителя 15 уровня для командных клавиш, управляющих перемещениями вниз и вправо игровых персонажей (символов), осуществляет равномерное по уровню деление на определенное количество равных по ширине диапазонов всего уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения на выходе резистора 40 этих клавиш в пределах от установленного описанным выше способом значения V0 до установленного описанным выше способом минимального значения Vmin.

Следует отметить, что рассмотренный выше вариант выполнения устройства управления, в котором предполагалось, что командные клавиши, управляющие перемещениями вверх и влево игровых персонажей (символов), связаны с первым варистором резистора 40, а командные клавиши, управляющие перемещениями вниз и вправо игровых персонажей (символов), связаны со вторым варистором резистора 40, не ограничивает объем изобретения, поскольку в устройстве управления командные клавиши могут быть связаны с произвольно выбираемыми варисторами.

Описанный выше первый блок 210 управления и, в частности, его управляющий элемент 211 можно выполнить таким образом, чтобы каждый электропроводный элемент 50, расположенный в соответствующей командной клавише 211а, взаимодействовал с отдельным резистором 40, работающим по схеме, показанной на фиг.35. В этом случае, зависимость уровня выходных аналоговых сигналов или напряжения на выводе 40с резистора 40 от усилия прижатия, приложенного к командной клавише, будет иметь вид, показанный на фиг.36.

Варианты выполнения детекторного элемента

Ниже рассмотрены несколько конкретных вариантов выполнения детекторного элемента, состоящего из резистора 40 и электропроводного элемента 50. Необходимо отметить, что хотя в приведенном ниже описании рассмотрен детекторный элемент второго блока 220 управления, фактически такие же детекторные элементы могут использоваться и в других блоках управления предлагаемого в изобретении устройства управления, соответственно пульта управления.

На фиг.44-47 показаны детекторные элементы с различными по форме электропроводными элементами 50. При этом на фиг.44А-47А показаны поперечные сечения блока управления с детекторным элементом, на фиг.44Б-47Б показаны электропроводные элементы в виде спереди, на фиг.44В-47В электропроводные элементы показаны снизу, а на фиг.44Г-47Г изображены графики зависимости снимаемых с резистора выходных аналоговых сигналов детекторного элемента от приложенного к нему усилия прижатия.

Показанные на этих чертежах электропроводные элементы 50 выполнены по форме таким образом, что при изменении усилия, с которым электропроводный элемент прижимается к резистору 40, происходит изменение площади пятна контакта между электропроводным элементом и резистором 40.

В показанном на фиг.44А-44Г детекторном элементе электропроводный элемент 40 имеет в поперечном сечении трапециевидную форму и выполнен в виде усеченного конуса с трапециевидным поперечным сечением. Вначале в тот момент, когда при нажатии на командную кнопку 221 заостренная вершина 50а имеющего такую коническую форму электропроводного элемента 50 упирается в резистор 40 и становится плоской, электрическое сопротивление детекторного элемента резко падает, в результате чего происходит скачкообразное обозначенное на фиг.44Г буквой "а" увеличение выходного напряжения (аналогового выходного сигнала) детекторного элемента, после чего выходное напряжение детекторного элемента плавно увеличивается по мере увеличения усилия прижатия.

Такой детекторный элемент можно использовать для работы по принципу "включено-выключено" для получения дискретных сигналов, возникающих в моменты замыкания и размыкания контакта между электропроводным элементом 50 и резистором 40. При этом электропроводный элемент 50 может иметь не только показанную на фиг.44А-47А форму усеченного конуса с трапециевидным поперечным сечением, но и любую другую соответствующую форму, в частности форму пирамиды с трапециевидным поперечным сечением и треугольным, квадратным или многоугольным основанием.

В детекторном элементе, показанном на фиг.45А-45Г, используется электропроводный элемент 50 с вертикальными ребрами 50b, расположенными по периметру на его заостренной средней части. В отличие от показанного на фиг.24 заостренного имеющего вершину электропроводного элемента 50, склонного к потере устойчивости при его нагружении усилием, направленным под углом к его центральной оси, электропроводный элемент 50, показанный на фиг.45А-45Г, благодаря наличию ребер 50b обладает существенно большей устойчивостью. В наибольшей степени этот эффект проявляется при использовании имеющего такую форму электропроводного элемента в крестообразном управляющем элементе 211, конструкция которого показана на фиг.39.

Рабочая поверхность электропроводного элемента 50 детекторного элемента, показанного на фиг.46А-46Г, имеет сферическую форму. Такая сферическая форма рабочей поверхности электропроводного элемента 50 обеспечивает его высокую устойчивость.

Рабочая поверхность электропроводного элемента 50 детекторного элемента, показанного на фиг.47А-47Г, выполнена ступенчатой и состоит из ряда уступов, поперечное сечение которых уменьшается по мере приближения к обращенной к резистору 40 вершине. Деформация имеющего такую форму электропроводного элемента 50 возрастает по мере увеличения приложенного к нему усилия прижатия, при этом в те моменты, когда в соприкосновение с резистором 40 последовательно входят образованные уступами ступеньки 50с площадь пятна контакта электропроводного элемента с резистором резко возрастает и также скачкообразно падает электрическое сопротивление детекторного элемента. Поэтому у выполненного таким образом детекторного элемента выходные аналоговые сигналы или напряжение на выводе резистора 40 меняется с увеличением усилия прижатия ступенчато, как это показано на фиг.47Г. Такое ступенчатое изменение выходного аналогового сигнала детекторного элемента позволяет легко определить границы скачкообразного изменения уровня выходного сигнала и создает условия для более легкого и стабильного деления уровня выходного сигнала на отдельные диапазоны. Кроме того, происходящее с изменением усилия прижатия ступенчатое изменение уровня аналогового выходного сигнала позволяет пользователю достаточно просто регулировать создаваемое им усилие прижатия.

На фиг.48А-50Г показаны различные варианты выполнения детекторного элемента с различными по форме резисторами 40. При этом на фиг.48А-50А показаны поперечные сечения блока управления с детекторным элементом, на фиг.48Б-50Б имеющиеся в детекторных элементах резисторы показаны в виде спереди, на фиг.48В-50В эти же резисторы показаны в виде сверху, а на фиг.48Г-50Г показаны графики, иллюстрирующие зависимость выходных аналоговых сигналов или напряжения на выводе резистора от усилия прижатия.

Каждый из показанных на этих чертежах резисторов 40 имеет форму с площадью поперечного сечения, постепенно уменьшающейся в направлении вершины, обращенной к электропроводному элементу 50. В детекторном элементе, показанном на фиг.48А-48Г, резистор имеет заостренную в направлении вершины форму, и при опускании вместе с командной кнопкой 221 закрепленного на ней электропроводного элемента 50 этот элемент упирается в резистор 40 и деформируется. Благодаря заостренной в направлении вершины форме резистора 40 площадь пятна контакта резистора с электропроводным элементом 50 по мере увеличения усилия прижатия непрерывно возрастает, что обеспечивает, как показано на фиг.48Г, непрерывное изменение выходных аналоговых сигналов или напряжения на выводе резистора.

В детекторном элементе, показанном на фиг.49А-49Г, резистор 40 имеет в поперечном сечении трапециевидную форму (выполнен в виде усеченного конуса). У выполненного таким образом резистора 40 вначале в соприкосновение с перемещаемым вместе с нагруженной усилием прижатия командной кнопкой 221 электропроводным элементом 50 входит вершина 40а конуса, которая выполнена плоской, в результате чего в момент соприкосновения резистора с электропроводным элементом происходит скачкообразное увеличение выходного напряжения детекторного элемента (участок "а" на фиг.49Г), которое затем меняется плавно по мере возрастания усилия прижатия.

Такой детекторный элемент можно использовать для работы по принципу "включено-выключено" для получения дискретных сигналов, возникающих в моменты замыкания и размыкания контакта между электропроводным элементом 50 и резистором 40. При этом резистор 40 может иметь не только показанную на фиг.49А-49Г форму усеченного конуса с трапециевидным поперечным сечением, но и любую другую соответствующую форму, в частности форму пирамиды с трапециевидным поперечным сечением и треугольным, квадратным или многоугольным основанием.

Резистор 40, который используется в детекторном элементе, показанном на фиг.50А-50Г, имеет сферическую форму. Такой детекторный элемент с резистором 40 сферической формы по своим свойствам практически не отличается от детекторного элемента, показанного на фиг.46А-46Г.

В детекторном элементе, показанном на фиг.51А-51Г, используется резистор 40, выполненный в виде сужающегося выступа ступенчатой формы, поперечное сечение которого постепенно уменьшается в направлении вершины, обращенной к электропроводному элементу 50. При нажатии на командную кнопку закрепленный на ней деформируемый электропроводный элемент 50 упирается в имеющий такую форму резистор 40 и в тот момент, когда в соприкосновение с электропроводным элементом 50 входит ступенька 40b резистора 40, площадь пятна контакта резистора с электропроводным элементом резко возрастает, а электрическое сопротивление детекторного элемента падает. Поэтому, как показано на фиг.51Г, изменение выходных аналоговых сигналов или напряжения на выводе резистора 40 происходит по мере нажатия на командную кнопку ступенчато. Такое ступенчатое изменение выходного аналогового сигнала детекторного элемента позволяет легко определить границы резкого изменения уровня выходного сигнала и создает условия для более легкого и стабильного деления уровня выходного сигнала на отдельные диапазоны. Кроме того, происходящее с изменением усилия прижатия ступенчатое изменение уровня аналогового выходного сигнала позволяет пользователю достаточно просто регулировать создаваемое им усилие прижатия.

В детекторном элементе, показанном на фиг.52А-52Г, электропроводный элемент 50 выполнен в виде выступа с заостренной вершиной, и при его соприкосновении с резистором 40 образуется зона контакта, состоящая из отделенных друг от друга зазорами 41 участков, и поэтому увеличение размеров зоны контакта, происходящее по мере деформации перемещаемого при нажатии на командную кнопку электропроводного элемента 50, происходит в таком детекторном элементе ступенчато. Форма резисторов 40, которые можно использовать в таком детекторном элементе, показана на фиг.52Б-52Г.

В выполненном таким образом детекторном устройстве при нажатии на командную кнопку 221 вначале в соприкосновение с центральным участком 40с резистора 40 входит вершина электропроводного элемента 50. Затем по мере увеличения усилия прижатия происходит постепенная деформация электропроводного элемента 50 и сопровождающееся ступенчатым увеличением размера зоны контакта и уменьшением электрического сопротивления детекторного устройства замыкание внешних участков 40d, 40e и 40f резистора 40.

Отдельные участки 40a-40f резистора 40 отделены друг от друга зазорами 41 и в те моменты, когда в процессе деформации электропроводный элемент 50 перекрывает эти зазоры 41, электрическое сопротивление детекторного элемента не изменяется, и поэтому его выходное напряжение (аналоговый сигнал) остается в это время по существу постоянным.

Выходные аналоговые сигналы или напряжение на выводе резистора 40 в выполненном таким образом детекторном элементе меняются ступенчато. Такое ступенчатое изменение выходного аналогового сигнала детекторного элемента позволяет легко определить границы резкого изменения уровня выходного сигнала и создает условия для более легкого и стабильного деления уровня выходного сигнала на отдельные диапазоны.

В рассмотренных выше детекторных элементах резистор 40 и упругий элемент 50 можно по их расположению в устройстве управления поменять местами. В качестве примера выполненного таким образом устройства управления можно назвать показанное на фиг.53 устройство, в котором резистор 40 приклеен к внутренней поверхности верхней стенки упругодеформируемого выступа 222а упругого элемента 222, а электропроводный элемент 50 расположен напротив резистора 40 на плате пульта и которое обладает всеми преимуществами устройств управления с детекторными элементами описанных выше конструкций.

Необходимо подчеркнуть, что настоящее изобретение не ограничено рассмотренными выше вариантами его выполнения.

Так, например, предлагаемое в настоящем изобретении устройство управления не ограничено его применением в качестве пульта 200 управления видеоигровой аппаратуры, показанной на фиг.2, и может быть использовано в качестве устройства управления в различных иных целях, возможности которого можно расширить за счет работы и в дискретном (цифровом), и в аналоговом режиме.

В приведенном выше описании изобретения рассмотрена конструкция, в которой нажатие на один и тот же командный элемент (управляющий элемент) позволяет с помощью устройства, выдающего многобитовые цифровые сигналы, осуществлять по этим сигналам управление в аналоговом режиме, а с помощью устройства, выдающего двоичные цифровые сигналы, осуществлять по однобитовым цифровым сигналам управление в дискретном (цифровом) режиме, при этом для выбора режима работы, которая и в том, и в другом случае осуществляется с помощью одного и того же управляющего элемента, и для переключения с дискретного (цифрового) управления на аналоговое управление используется переключающее устройство, которое позволяет получить на выходе либо однобитовые, либо многобитовые цифровые сигналы соответственно для дискретного или аналогового управления.

Изобретение относится к устройствам управления, используемым в качестве периферийных устройств аппаратуры для развлечений, в частности видеоигровой и иной аналогичной аппаратуры. Техническим результатом является повышение удобства использования устройства управления за счет использования управляющих нажимных элементов для обычного дискретного управления и для аналогового управления. Указанный результат достигается за счет того, что устройство имеет детекторные элементы, которые в зависимости от усилия, приложенного к нажимным управляющим элементам, выдают аналоговые сигналы, причем указанные сигналы детекторных элементов делятся делителем уровня на отдельные диапазоны и преобразуются аналого-цифровым преобразователем в многобитовые цифровые сигналы, кроме того, устройство одновременно позволяет получить на выходе однобитовые цифровые сигналы, соответствующие изменениям выходных аналоговых сигналов детекторного элемента. Используя переключающее устройство, можно подавать на выход те или иные многобитовые цифровые сигналы или однобитовые цифровые сигналы. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 53 ил.

1. Устройство управления для аппаратуры для развлечений, имеющее нажимной управляющий элемент, детекторный элемент, предназначенный для выдачи аналоговых сигналов, соответствующих усилию, приложенному к нажимному управляющему элементу, первое устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое предназначено для преобразования выходных аналоговых сигналов детекторного элемента, возникающих при воздействии на нажимной управляющий элемент, в цифровые многобитовые сигналы, соответствующие уровню выходного аналогового сигнала детекторного элемента, второе устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое предназначено для выдачи однобитовых цифровых сигналов в соответствии с изменениями выходных аналоговых сигналов детекторного элемента, и переключающее устройство, которое позволяет получить на выходе устройства управления либо цифровые сигналы, получаемые в первом устройстве формирования выходных цифровых сигналов, либо цифровые сигналы, получаемые во втором устройстве формирования выходных цифровых сигналов.2. Устройство управления по п.1, в котором детекторный элемент представляет собой чувствительный к давлению элемент, расположенный таким образом, чтобы на него передавалось усилие, приложенное к нажимному управляющему элементу.3. Устройство управления по п.1, в котором детекторный элемент имеет электропроводный элемент, перемещаемый вместе с нажимным управляющим элементом и обладающий упругостью, и резистор, расположение которого обеспечивает возможность образования и разрыва его контакта с подвижным электропроводным элементом, при этом указанный резистор позволяет выдавать выходные аналоговые сигналы, зависящие от площади пятна его контакта с электропроводным элементом.4. Устройство управления по п.1, в котором детекторный элемент имеет резистор, перемещаемый одновременно с перемещением нажимного управляющего элемента, и электропроводный элемент, который обладает упругостью и расположение которого обеспечивает возможность образования и разрыва его контакта с резистором, при этом резистор позволяет выдавать выходные аналоговые сигналы, зависящие от площади пятна его контакта с электропроводным элементом.5. Устройство управления по п.3 или 4, в котором электропроводный элемент выполнен таким образом, что под действием давления, приложенного к нему упирающимся в него резистором, его обращенная к резистору поверхность деформируется и в результате этого происходит изменения площади пятна его контакта с резистором.6. Устройство управления по п.5, в котором электропроводный элемент в поперечном сечении имеет форму сужающегося к вершине выступа.7. Устройство управления по п.5, в котором электропроводный элемент в поперечном сечении имеет форму трапеции.8. Устройство управления по п.5, в котором электропроводный элемент выполнен таким образом, что площадь его поперечного сечения ступенчато уменьшается в направлении обращенной к резистору вершины.9. Устройство управления по п.5, в котором обращенная к резистору поверхность электропроводного элемента имеет сферическую форму.10. Устройство управления по п.3 или 4, в котором резистор выполнен таким образом, что площадь его поперечного сечения уменьшается в направлении обращенной к электропроводному элементу вершины.11. Устройство управления по п.10, в котором резистор в поперечном сечении имеет форму сужающегося к вершине выступа.12. Устройство управления по п.10, в котором резистор в поперечном сечении имеет форму трапеции.13. Устройство управления по п.10, в котором обращенная к электропроводному элементу поверхность резистора имеет сферическую форму.14. Устройство управления по п.3 или 4, в котором резистор выполнен таким образом, что площадь его поперечного сечения ступенчато уменьшается в направлении обращенной к электропроводному элементу вершины.15. Устройство управления по п.3 или 4, в котором электропроводный элемент выполнен таким образом, что под действием давления, приложенного к нему упирающимся в него резистором, его обращенная к резистору поверхность деформируется и в результате этого происходит изменение площади пятна его контакта с резистором, при этом зона контакта резистора с электропроводным элементом разделена на резисторе на отделенные друг от друга зазорами участки, в результате чего увеличение площади зоны контакта резистора с электропроводным элементом в процессе его деформации происходит ступенчато.16. Устройство управления для аппаратуры для развлечений, имеющее нажимной управляющий элемент, детекторный элемент, предназначенный для выдачи аналоговых сигналов, соответствующих усилию, приложенному к нажимному управляющему элементу, первое устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое предназначено для преобразования выходных аналоговых сигналов детекторного элемента, возникающих при воздействии на нажимной управляющий элемент, в цифровые многобитовые сигналы, соответствующие уровню выходного аналогового сигнала детекторного элемента, двухпозиционный переключатель, который имеет возможность включения или выключения в зависимости от нажатия на нажимной управляющий элемент, второе устройство формирования выходных цифровых сигналов, которое предназначено для формирования и выдачи однобитовых цифровых сигналов в зависимости от состояния двухпозиционного переключателя (включен или выключен), и переключающее устройство, которое позволяет получить на выходе устройства управления либо цифровые сигналы, получаемые в первом устройстве формирования выходных цифровых сигналов, либо цифровые сигналы, получаемые во втором устройстве формирования выходных цифровых сигналов.17. Устройство управления по п.16, в котором детекторный элемент представляет собой чувствительный к давлению элемент, расположенный таким образом, чтобы на него передавалось усилие, приложенное к нажимному управляющему элементу, при этом двухпозиционный переключатель имеет первый и второй неподвижные контакты и подвижный электропроводный элемент, который при перемещении нажимного управляющего элемента обеспечивает замыкание и размыкание неподвижных контактов.18. Устройство управления по п.17, в котором первый и второй неподвижные контакты двухпозиционного переключателя выполнены на обладающей упругостью пластине из листового материала, через которую усилие, приложенное к нажимному управляющему элементу, передается чувствительному к давлению элементу.19. Устройство управления по п.17, в котором чувствительный к давлению элемент расположен на лицевой стороне обладающей упругостью пластины, подвижный элемент двухпозиционного переключателя расположен на обратной стороне этой пластины, а первый и второй неподвижные контакты двухпозиционного переключателя обращены в сторону подвижного элемента двухпозиционного переключателя.20. Устройство управления по п.17, в котором первый и второй неподвижные контакты двухпозиционного переключателя расположены на лицевой стороне обладающей упругостью пластины, а чувствительный к давлению элемент расположен на обратной стороне этой пластины.21. Устройство управления по любому из пп.1-20, имеющее также делитель уровня, который при нажатии на нажимной управляющий элемент делит уровень выходных аналоговых сигналов детекторного элемента на множество диапазонов.22. Устройство управления по п.21, в котором делитель уровня при нажатии на нажимной управляющий элемент равномерно делит уровень выходных аналоговых сигналов детекторного элемента на множество диапазонов.