光電式數位搖杆的製作方法
2023-04-24 02:31:16 1
專利名稱:光電式數位搖杆的製作方法
本發明涉及一種遊戲機搖杆，尤其是一種光電式數位搖杆。
自電視遊戲機問世以來，因其具有高度的趣味性及挑戰性，而廣受消費者的喜愛，並且經久不衰。傳統的遊戲機大都用按鍵進行功能操作控制，但因按鍵在高級的局部戲劇效果中，無法發揮較細膩的反應，而由可輕易撥動的搖杆取代。現有的搖杆均以可變電阻作為得知座標的主要元件，如
圖1和圖2所示，搖杆的可變電阻11連接主機12的控制電路，當PC發出觸發命令時，電流經由可變電阻VR1，電阻R1向電容C1充電。當電容C1的電壓達到參考電壓Vres時，即由三極體TR1放電，而完成一單擊發周期。而當搖杆撥動改變VR1的阻值時，將影響可變電容C1達到參考電壓Vres所需的時間，PC機即由該段延遲時間的不同而得知搖杆所控制的座標值。由於這種方式的延遲時間的準確度取決於電阻VR1、電阻R1和電容C1的值，而這些元件均易因溫度變化而引起設定值產生偏差，所以將直接造成控制座標值的嚴重誤差，明顯降低其操作控制的準確度。而且其中的可變電阻VR1亦因長期摩擦而損耗，影響其使用壽命。
本發明的主要目的是針對現有的技術不同而提供一種光電式數位搖杆，其主要是在搖杆的X、Y軸上設有遮光片，並在遮光片的周緣設有數個光遮斷孔，孔的相對側分別設有發射及接收的光電元件，使遮片隨搖杆的撥動而移動時，光電元件能透過遮斷孔的透射，形成接收信號的輸出變化，再經由一微處理電路判斷，而得知搖杆所操作控制的座標值。
本發明的另一目是取代傳統的機械式感測搖杆位置方式的，而利用一除頻電路將光遮斷所產生的數位信號轉換成傳統介面電路的可讀信號(類比信號)。
本發明的目的是這樣實現的一種光電式數位搖杆，它包括帶有X、Y軸的搖杆和一控制主機，其特徵在於所述的X、Y軸上分別設有遮光片，遮光片的周緣設有多個透光孔，透光孔兩相對側分別設有兩組發光元及光電接收元件，其輸出接一單擊發除頻電路。所述的單擊發除頻電路通過時序電路，依搖杆操作控制座標信號值變化除頻進行單擊發延遲計時。
本發明設計合理，結構簡單，由於採用無接點式偵測結構，而使操作精確度較高，使用壽命延長。
下面結合附圖及具體實施方案對本發明做進一步的詳細說明。
圖1為搖杆介面電路等效和可變電阻式搖杆電路圖；圖2為現有的可變電阻式搖杆的動作時序圖；圖3為本發明的立體示意圖；圖4為本發明的立體側視圖；圖5為本發明的光遮斷孔示意圖；圖6為本發明的較佳實施例電路圖；圖7為本發明的動作時序圖。
參見圖3、4，搖杆2下方的X、Y軸21、22，分別設有光遮斷片23、24，並在遮片23、24的周緣設有數個光遮斷孔231、241，而且遮斷孔231、241的相對側設有兩組發射及接收光電元件25、26，當搖杆2撥動時，弧形遮片23、24能隨之移動，使光電元件透過光遮斷孔231、241發送接收信號，而形成輸出值的變化，並將變化的信號轉換後輸至主機，以得知搖杆2操作控制的座標值。
參見圖5，遮片23、24上所設的光遮斷孔231、241是為使光電接收元件形成約50％佔波比的間隔設置，使光電元件25、26能經由光遮斷孔231、241的移動使輸出值發生變化，再由IC1測知搖杆所操作控制的座標值。參見圖6、7，為本發明的較佳實施例電路及其動作時序示意圖。其中三極體TR1的基極與發射極之間接電阻R2，電阻R1的一端接TR1的基板，電阻R3的一端接TR1的集電極，另一端的接地而構成電壓值偵測電路，當主機發出觸發信號後，接口端P的電壓由原來的零電壓往上增加，並在電壓達到電壓偵測的通過電壓時，觸發IC1，IC1依據S0及S1所獲得的信號轉換為座標值後再轉換為除頻依據，待所設定相對於電阻電容式延遲電路的延遲時間結束時，即由輸出端輸出一電壓Vcc，而完成一數位式除頻的單觸發延遲周期，且由於該延遲周期的準確度是根據石英晶體、陶瓷振器或較陶瓷容準確的發振器X1的準確度而定，因此可提供比現有的信號更準確的座標信號。
DT1、DT2為發光元件，DR1、DR2為光電接收元件，當光遮斷孔231、241因搖杆的撥動而移動時，DR1和DR2輸出發生變化，IC1依下列公式而獲得所操作控制的座杆值S0mem＝S0的原始記錄S1mem＝S1的原始記錄S0＝發電接收元件(DR1)的回報信號S1＝發電接收元件(DR2)的回報信號S0chg＝S0memeS0S1chg＝S0memeS1啟動(Enable)＝S0chg＋S1chg方式(Direction)＝(S0memS1mem)S0chg遞增(increment)＝啟動(Enable)和(方向(Direction)＝0)遞減(Decrement)＝啟動(Enable)和(方向(Direction)＝1)為按位加門(Exdusiveor Gate)。
遞增、遞減為移動座標的增量及減量。
權利要求
1.一種光電式數位搖杆，它包括設在上部搖杆本體以及搖杆下部連設的坐標信號產生裝置，其特徵在於所述的坐標信號產生裝置為光電式的產生裝置，光電式的產生裝置包括X、Y軸兩個方位的部件，X、Y軸上分別設有遮光片，遮光片的周緣設有多個透光孔，透光孔兩相對側分別設有兩組發光和接收組件，接收組件的輸出接有信號處理電路，該處理電路為包括時序電路的單擊發除頻電路。
專利摘要
本發明公開了一種光電式數位搖杆，它包括帶有X、Y軸的搖杆和一控制主機，所述的X、Y軸上分別設有遮光片，遮光片的周緣設有多個透光孔，透光孔兩相對側分別設有兩組發光元及光電接收元件，其輸出接一單擊發除頻電路，其結構簡單，操作精度較高，使用壽命較長。
文檔編號G06F3/038GKCN1081812SQ96102685
公開日2002年3月27日 申請日期1996年2月28日
發明者劉聖彥 申請人:齊聖彥導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan