Игровой контроллер

Игровой контроллер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Игровой контроллер предназначен для использования в качестве устройства ввода информации и управления ЭВМ и игровыми консолями. Помимо этого может применяться для управления беспилотной техникой (строительной, военной, летательной и плавающей).

Известны многочисленные конструкции игровых манипуляторов (геймпадов и джойстиков), на конструкции которых были выданы патенты, например: «Mobile telephone gamepad controller» US D544481 S1, «Universal mobile gaming clocking station and controller» US 7580728 B2, «Game controller with multi-positional state controller element» US D658179 S1, «Controller for video game console» US 8641525 B2, «Operating device for game machine» US 7377851 B2, «Game controller» US D659140 S1, однако, как показывает практика, все они обладают значительными недостатками. В частности, недостаточной точностью управления курсором, которая вынуждает разработчиков компьютерных игр для игровых консолей идти на значительное упрощение игрового процесса и снижение напряженности сюжетов в компьютерных играх, т.к. при разработке игр для консолей в основном ориентируются на использование геймпадов и джойстиков, оснащенных аналоговыми стиками и тачпадами (сенсорными поверхностями), ограниченными двумя степенями свободы, которые рассчитаны на управление пальцами рук, не обладающими достаточной координацией, в сравнении с кистью руки.

В отличие от аналоговых стиков, которые применяются преимущественно на игровых консолях, игры, выпускаемые для персональных компьютеров, в основном предполагают использование клавиатуры (патенты: «Computer keyboard layout US 5584588 A», «Computer keyboard WO 2005067597 A2» и компьютерной мыши (патенты: «Computer mouse US 20120262375 A1», intelligent boundless computer mouse system US 6295051 B1»), которая обладает значительно более высокой точностью наведения курсора по сравнению с аналоговым стиком, т.к. управляется всей рукой. Этим обстоятельством обусловлено почти полное отсутствие на игровых консолях, совместимых с джойстиками и геймпадами, некоторых жанров игр, например стратегии в реальном времени.

Помимо перечисленных аналогов, существуют более близкие аналоги, например «Track ball structure», US 20050184962, «Video game controller having user swappable control components» US 20110105231, «Optical trackball» US 20080142690 A1. Эти аналоги, как и перечисленные выше, также управляются пальцами рук или с помощью ладони и поэтому недостаточно удобны и точны.

Предлагаемый игровой контроллер лишен всех вышеперечисленных недостатков присущих всевозможным геймпадам и джойстикам, т.к. является гибридом геймпада, клавиатуры и компьютерной мыши, который представлен на чертежах.

Фигура 1 - общий вид игрового контроллера, где 1 - корпус, 2 - игровой манипулятор – устройство, заменяющее компьютерную мышь, 3 - набор программируемых клавиш, 4 - устройство для фиксации игрового контроллера на руке пользователя (может быть съемной и иметь дополнительные приспособления для фиксации на руке), 5 - стандартная компьютерная клавиатура, 6 - программируемая клавиша, 23 - рукоятка игрового контроллера.

Фигура 2 - общий вид игрового контроллера.

Фигура 3 - общий вид игрового контроллера.

Фигура 4 - общий вид игрового контроллера, где 7 и 8 - программируемые клавиши.

Фигура 5 - общий вид игрового контроллера.

Фигура 6 - общий вид игрового манипулятора, где 9 - соединительный шток, 10 - гибкий гофрированный кожух для защиты от пыли, 11, 12, 13 - программируемые клавиши, 14 - ролик горизонтальной прокрутки, совмещенный с программируемой клавишей.

На фигуре 7 представлен игровой манипулятор в разрезе, где 9 - соединительный шток, 15 - внутренняя шарообразная опора, 16 - оболочка шарообразной опоры, внутренняя поверхность которой используется для функционирования оптического датчика, 17 - внешняя часть оболочки шарообразной опоры, 18 - оптический датчик, 19 - фокусирующая линза, 20 - светодиод для подсветки поверхности для оптического датчика, 21 - внешние индукционные катушки, 22 - внутренняя индукционная катушка.

На фигуре 8 представлена другая конструкция игрового манипулятора в разрезе, где 18 - оптический датчик, 19 - фокусирующая линза, 20 - светодиод для подсветки поверхности для оптического датчика, 22 - внутренняя индукционная катушка, 24 - внутренняя полусфера, являющаяся поверхностью для функционирования оптического датчика.

На фигуре 9 представлена другая конструкция игрового манипулятора в разрезе, где 15 - внутренняя шарообразная опора, наружная поверхность которой используется для функционирования оптического датчика, 16 - оболочка шарообразной опоры, 17 - внешняя часть оболочки шарообразной опоры, 18 - оптический датчик, 19 - фокусирующая линза, 20 - светодиод для подсветки поверхности для оптического датчика, 21 - внешние индукционные катушки, 22 - внутренняя индукционная катушка.

Игровой контроллер работает следующим образом: пользователь кистью левой руки удерживает игровой контроллер за рукоятку 23, при этом предплечье левой руки располагает в устройстве фиксации 4, при этом правая рука располагается на игровом манипуляторе, пальцами левой руки использует набор программируемых клавиш 3, при этом большой палец левой руки используется для нажатия программируемых клавиш 7 и 8. Также правой рукой можно использовать клавиатуру 5, сохраняя вышеописанное положение левой руки.

Одним из основных элементов игрового контроллера является игровой манипулятор, который работает следующим образом: т.к. внутренняя шарообразная опора 15, соединенная соединительным штоком 9 с корпусом игрового контроллера 1, является неподвижной, оболочка шарообразной опоры 16 свободно вращается вокруг центра внутренней шарообразной опоры 15 в любой плоскости. Оптический датчик 18 использует в качестве рабочей поверхности внутреннюю поверхность оболочки шарообразной опоры 16 (Фигура - 7) либо внутреннюю поверхность внутренней полусферы 24 (Фигура - 8).

Через отверстие соединительного штока 9 внутрь шарообразной опоры 15 проложены электрические провода (на изображениях не показаны), соединенные с оптическим датчиком 18 и внутренней индукционной катушкой 22, через которую происходит обмен электрическими сигналами. Внутренняя индукционная катушка 22 возбуждает внешние индукционные катушки 21, в результате чего осуществляется работа программируемых клавиш 11, 12, 13 и ролика горизонтальной прокрутки 14, и работает на индукционном принципе.

Таким образом, игровой манипулятор, в отличие от компьютерной мыши, не нуждается в отдельной ровной поверхности.

На фигуре 8 показан другой вариант конструкции игрового манипулятора. В нем изменено расположение внутренних деталей, таких как оптический датчик 18, фокусирующая линза 19, светодиод для подсветки поверхности для оптического датчика 20, внутренняя индукционная катушка 22 и добавлена внутренняя полусфера 24, внутренняя поверхность которой используется в качестве поверхности для считывания информации оптическим датчиком 18.

На фигуре 9 показан другой вариант конструкции игрового манипулятора. В нем изменено расположение внутренних деталей, таких как оптический датчик 18, фокусирующая линза 19, светодиод для подсветки поверхности для оптического датчика 20. В данном варианте необходимой рабочей поверхностью для оптического датчика 18 является наружная поверхность внутренней шарообразной опоры 15, причем функционирование всех электронных элементов в данной конструкции игрового манипулятора (18 и 20), электронной схемы (на изображении не показана), а также функционирование программируемых клавиш 11-12-13 и ролика горизонтальной прокрутки, совмещенного с программируемой клавишей 14, осуществляется посредством индукционного обмена между внутренней индукционной катушкой 22 и внешними индукционными катушками 21.

Работа оптического датчика ничем не отличается от работы оптического датчика в обычной оптической компьютерной мыши, с той разницей, что в отличие от оптической мыши оптический датчик 18 неподвижен, а поверхность, необходимая для его работы, движется вокруг него, представляет собой внутреннюю поверхность оболочки шарообразной опоры 16 (фигура 7) или поверхность внутренней полусферы 24 (фигура 8).

Вместо оптического датчика в конструкции игрового манипулятора может применяться принцип работы лазерной мыши. Также могут быть использованы гироскоп, акселерометр, либо можно использовать радиолокацию для определения положения оболочки шарообразной опоры 16 по установленным на ней датчикам и эксцентрично расположенному центральному излучателю.

Игровой контроллер может быть подключен к любому вычислительному устройству как проводным, так и беспроводным способом.

Игровой контроллер может производиться в зеркальном (леворуком) варианте. Дизайн игрового контроллера может отличаться от представленного на изображениях.

Вместо клавиатуры 5 может быть установлен сенсорный экран.

Ролик горизонтальной прокрутки, совмещенный с программируемой клавишей 14, также может быть размещен вместо одной из клавиш 11-12-13.

На корпусе 1 игрового контроллера также может быть предусмотрено универсальное крепление для фиксации на нем смартфона или планшетного компьютера.

Игровой контроллер состоит из корпуса, включающего в себя игровой манипулятор с набором программируемых клавиш и колесом прокрутки, клавиатуры и отличается тем, что: игровой контроллер представляет собой единый корпус с рукояткой, объединяющий в себе функции геймпада, клавиатуры, оптической компьютерной мыши, и управляется кистями рук, а также наличием устройства для фиксации игрового контроллера на руке пользователя, наличием игрового манипулятора, наличием оптического датчика, наличием внутренней шарообразной опоры, оболочки шарообразной опоры или наличием внутренней полусферы, при этом оптический датчик выполнен с возможностью считывания информации с внутренней поверхности внутренней полусферы, или с поверхности внутренней шарообразной опоры, или с внутренней поверхности оболочки шарообразной опоры, а также тем, что информация о положении внешней оболочки по отношению к оси внутренней шарообразной опоры может быть получена при помощи гироскопов, акселерометров либо с использованием радиолокации и передана на игровое устройство или компьютер проводным или беспроводным способом, также с помощью индукции.