最近兴起一种使用足部切换器的快速反应性能游戏机(诸如跳舞机、 锻炼游戏机等)。例如，跳舞机使游戏操作者根据来自游戏机的步伐指令 调整步伐，并根据指令步伐和实际步伐之间的符合程度评价跳步成绩。 尤其是，跳舞机包含用于向游戏操作者提供所选音乐声的声音发生器、 用于向游戏操作者给出步伐指令的步伐指示器、用于检测游戏操作者的 步伐的足部切换器和用于集中控制发生器、指示器和切换器的操作的控 制器。
在此类的快速反应性能游戏机中，为了下面的原因，为了满足多方 面的更加娱乐的游戏要求正需要对其进行改进。在此游戏中，通过足部 切换器检测游戏操作者的步伐。游戏操作者在足部切换器上快速的移动 其脚步以跟随由指示器所给出的步伐指令。相应的，但存在很大的可能 性使游戏操作者滑倒在足部切换器上。同时，游戏操作者热烈的在足部 切换器上运动，这样会造成不需要的噪声。
日本专利No.2816837中揭示了一种足部切换器，其包含多个用于检 测游戏者表演的步伐的压力开关。足部切换器具有多层的结构，其包含 上部电极层、隔离层和下部电极层。提供多个开关区用于向计算机装置 输入多个数据项。然而，此足部切换器不具有用于防止游戏者滑倒的方 法。相应的，已经对足部切换器提出了一种要求，其可使得游戏操作者 无滑动的可靠接触步伐检测开关。
同时，对噪声问题也必须进行解决，以使游戏机可在家中使用。可 看出通过应用个人计算机可保证此种游戏机在家中使用。为此，需要大 大的降低由于踏步所产生的噪声。如果由踏步所产生的噪声不被抑制， 结果无法在家中进行热烈的游戏。相应的，还热切的要求足部切换器可 大大的降低由于踏步所产生的噪声。
另外，足部切换器通常具有与步伐检测开关对应的感应区和不与步 伐检测开关对应的非感应区。游戏操作者注意力集中在观看来自步伐指 示器的步伐指令。相应的，对游戏操作者而言在踏步时很难判断所要追 踪的感应区。相应的，对足部切换器有强烈的要求使得游戏者在不用看 足部切换器的情况下感觉或识别目标感应区。

本发明的目的在于提供一种足部切换器、足部切换片和不存在现有 技术中的问题的垫。
根据本发明的一个方面，提供了一种垫，包含：垫体，其采用整体 结构，并具有多个分割区，该垫体可支持具有多个用于检测步伐的压力 开关的足部切换片，并且特定数目的分割区分别与上述多个压力开关逐 一对应，所述特定数目的分割区与其他分割区之间的硬度不同。
在所述垫中，彼此相邻的分割区的硬度彼此不同。
所述垫体包括九个分割区，每个分割区具有长方形的形状，而九个 分割区被设置成三行和三列。
在所述垫中，所述足部切换片具有四个压力开关，分别与位于中心 位置的上述分割区周围的四个分割区逐一对应，且以两个压力开关为一 组分成两组，各组的两个压力开关以位于中心位置的上述分割区为基准 相互对应，并且对应上述四个压力开关的四个分割区具有低于其他的分 割区的硬度。
所述垫还包含一个连接器，用于将足部切换片和垫可拆卸的相连。
上述垫体由可以分离的垫片构成，通过上述垫片限定出上述各个分 割区。
上述垫体包括九个垫片，每个垫片为长方形，将上述九个垫片设置 成三行和三列，中心的垫片具有三个形成有相同的接合形状的边。
根据本发明的另外一个方面，提供一种足部切换器，包含：足部切 换片，其具有多个用于检测步伐的压力开关；及设置在足部切换片下面 的垫，该垫包含垫体，该垫体采用整体结构，并具有多个分割区，特定 数目的分割区分别与上述多个压力开关逐一对应，所述特定数目的分割 区与其他分割区之间的硬度不同。
在所述足部切换器中，彼此相邻的分割区的硬度彼此不同。
所述足部切换器还包含一个用于可拆卸的将足部切换片和垫相连的 连接器。
所述足部切换器还包含一个盖体，用于包住足部切换片和垫。
通过下面结合相应附图的详细描述会对本发明的上述的和其他的目 的、特征和优点有更清楚的了解。

图1为根据本发明的一个实施例的使用平面足部切换器的家庭中使 用的游戏机的透视图；
图2为游戏机结构的方框图；
图3为足部切换器的足部切换片的透视图；
图4为足部切换器的垫的整体结构的透视图；
图5A为足部切换片的俯视图；
图5B为沿图5A中的足部切换片的线VB-VB的横剖面图；
图6为第一层表面上的槽图形的俯视图；
图7为垫结构的俯视图；
图8为垫的中心片的透视图；
图9为足部切换片的剖面图；
图10为所示出的另外的一个足部切换片的剖面图；
图11为游戏机的主要部分的结构的方框图；
图12A为根据不同的难度其中存储有多组步伐位置数据的存储图形 的状态示意图；
图12B为根据不同的难度其中存储有多组跳舞图形的存储图形的状 态示意图；
图13为监视器显示图形的示意图；
图14A为评价的示意图；
图14B为评价的示意图；
图15为游戏机操作的主要线路的流程图；
图16为在主游戏操作线路的步骤ST11中监控器处理操作的流程 图；及
图17为在主游戏操作线路的步骤ST15中评价操作处理的流程图。

图1为根据本发明的实施例的使用平面足部切换器的家中使用游戏 机的整体结构的透视图。游戏机包含主控制器100、与主控制器100相 连的用于输入各种指令的手控制器22、与主控制器100相连的用于在跳 舞游戏中检测游戏者的步伐的足部切换器200和用于显示跳舞游戏图象 的监控器12。在主控制器100中，其中被记录有诸如跳舞游戏程序数据 的记录媒体30被从加载器101中进行更换。
在此结构中，存在两个接口20和22a，而足部切换器200与其中的 一个相连，即接口20a(图2中所示)。然而，在必须要连接两个手控制 器22的结构中，两个接口20和20a都要与手控制器22相连。在此情况 下，足部切换器200可与主控制器100中的另外一个接口电路4(图2 中所示)相连，将在下面描述。
图2为游戏机结构的方框图。游戏机的主控制器100具有CPU1； 总线2包含地址总线、数据总线和单独与CPU1相连的控制总线；而各 个元件与总线2相连。
总线2与图象数据发生器3、接口电路4、主存储器5、ROM6、解 压缩电路7、并行接口8、串行接口9、具有缓冲器11的再现处理器10、 具有缓冲器14的声音处理器13、具有缓冲器18的解码器17和具有存 储器21和21a的接口电路20和20a相连。
监控器12与再现处理器10相连。扬声器16通过放大电路15与声 音处理器13相连。记录媒体驱动器19与解码器17相连。存储器21和 手控制器22与接口电路20相连。存储器21a和足部切换器200与接口 电路20a相连。
游戏机的结构根据不同的用途而进行变化。对于家用的主控制器100 的结构，监控器2和扬声器16与主控制器分开。对于商用的上述游戏机 的结构，图2中所示的所有的元件都被一起容纳在一个单个的壳体中。
当在作为主要部分的个人计算机或工作站的基础上构成游戏机时， 监控器2对应于计算机的显示装置。再现处理器10、声音处理器13和 解压缩电路7对应被固定在计算机的扩展槽中的扩展板上的硬件或记录 媒体30中的所存储的程序数据部分。接口电路4、并行接口8、串行接 口9和接口电路20对应被固定在计算机的扩展槽中的扩展板上的硬件。 同样，缓冲器11、14和18对应主存储器5或扩展存储器(未示出)的 各个区域。在此实施例中，游戏机的结构适合家中使用。
(家用游戏机的结构)
下面描述图2中所示出的各个元件。图象数据发生器3的作用在于 作为CPU1的共同处理器。具体地说，图象数据发生器3进行并行处理 以用于转换坐标和计算光源，例如，矢量和固定点矩阵数据串的运算。 图象数据发生器3所进行的主要运算包含计算图象的亮度。图象数据发 生器3在从CPU发送的图象数据中的二维或三维表面中的各个顶点存取 坐标数据、翻译数据和旋转数据，并获得显示区中的处理目标图象的地 址。在此情况下，按照与实际设置的光源的距离计算图象的亮度。
接口电路4与外围设备相接，尤其是诸如鼠标和追踪球等点击装置。 ROM6包含作为游戏机的操作系统的程序数据。程序数据对应个人计算 机的基本输入输出系统(BIOS)。
解压缩电路7根据用于移动图象的运动图象专家组(MPEG)和用 于静止图象的联合图象专家组(JPEG)对通过帧内编码进行压缩的图象 进行解压缩。解压缩包含解码(对通过可变长度码(VLC)进行编码的 数据进行解码)、逆量化、方向离散余弦变换(IDCT)处理和帧内图象 解码。
再现处理器10响应CPU1发出的再现命令在缓冲器11中再现图象。 缓冲器11包含显示区和非显示区。显示区用于生成在监控器12上显示 的数据。
在此实施例中，非显示区所存储的数据包含用于限定框架的数据、 用于限定多边形的数据、用于移动模型的动画数据、表示各个动画特性 的图形数据、结构数据和颜色调色数据。结构数据为二维图象数据。颜 色调色数据为用于确定诸如结构数据的数据颜色的数据。CPU1将被存 储在记录媒体30中的这些数据项根据游戏进展状态一次或多次预先记录 进缓冲器11的非显示区中。
再现命令包含用于通过使用多边形再现二维图象的命令和用于再现 标准二维图象的命令。在此实施例中，多边形为多边二维图象，并使用 了三角形或矩形。
通过使用三维图象用于再现图象的再现命令包含位于缓冲器11中的 显示区内的多边形顶点地址数据、为了使结构数据粘贴到多边形上的表 示缓冲器11中的存储位置的结构地址数据、用于表示结构数据的颜色的 颜色调色数据的的表示缓冲器11中的存储位置的颜色调色地址数据、和 表示结构数据的亮度的亮度数据。
在这些数据项中，多边形顶点地址数据为二维空间中的多边形顶点 坐标数据，通过这些数据使得图象数据发生器3可替代三维空间中的多 边形顶点坐标数据，多边形顶点地址数据是通过根据翻译数据和图象的 旋转数据通过进行坐标变换而从CPU1进行发送的。
多边形顶点地址数据表示缓冲器11中的显示区中的地址。再现处理 器10写入与缓冲器11中的显示区的范围对应的结构数据，用多边形顶 点地址数据的三段或四段进行表示。一个物体由多个多边形构成。CPU1 将用于三维空间中的各个多边形的坐标数据与相应的构架矢量数据相 关，并将相关的数据存储进缓冲器11中。对应于在手控制器22上进行 的操作执行下面的过程用于移动人物，即用于表示人物的移动或用于改 变可视人物的位置。
CPU1向图象数据发生器3提供用于各个多边形的顶点三维坐标数 据，其被保留在缓冲器11的非显示区中，并同时提供各个多边形上的翻 译数据和旋转数据，已经通过坐标上的数据和构架的旋转量获得这些数 据。
在各个多边形上的顶点三维数据和各个多边形上的翻译数据和旋转 数据的基础上，图象数据发生器3在移动和旋转各个多边形后顺序的获 得三维坐标数据。在各个多边形上的三维坐标数据中，将水平和竖直方 向中的坐标数据提供给再现处理器10作为缓冲器11中的显示区内的地 址数据，即作为多边形顶点地址数据。
再现处理器10将用预先定位结构地址数据表示的结构数据写入到缓 冲器11中的三角形或矩形的显示区中，用三段或四段多边形顶点地址数 据表示该结构数据。其结果，在监控器12上显示由多个多边形构成的物 体，在多边形上粘贴有结构数据。
用于再现标准二维图象的再现命令包含顶点地址数据、结构地址数 据、表示缓冲器11中的存储位置的用于表示结构数据的颜色的颜色调色 数据的颜色调色地址数据、表示结构数据的亮度的亮度数据。在这些数 据项中，顶点地址数据为坐标数据，该坐标数据是图象数据发生器3根 据从CPU1发送的翻译数据和旋转数据对二维表面中的顶点坐标数据进 行坐标变换而获得的。
声音处理器13将从记录媒体30读取的ADPCM(自适应差分式脉 冲编码调制)写入到缓冲器14中并使用被存储在缓冲器14中的ADPCM 数据作为声源。同时，声音处理器13使用诸如具有4.1KHz频率的时钟 读出ADPCM数据。声音处理器13对从缓冲器14所读出的ADPCM数 据进行音调转换、加入噪声、包络设置、级别设置、加入回声等处理。 当从记录媒体30读出的声音数据为PCM(脉冲编码调制)数据时，诸 如压缩盘数字声频(CD-DA)，声音处理器13将该数据转换为ADPCM数 据。同时，直接通过程序数据在主存储器5中对PCM数据进行处理。 将在主存储器5中处理的PCM数据提供给声音处理器13然后转化为 ADPCM数据。此后，对ADPCM数据进行上述的其他的处理并通过扬 声器16作为声音数据输出。    
记录媒体驱动器19为诸如CD-ROM驱动器、硬盘驱动器、光盘驱 动器、柔性盘驱动器、硅盘驱动器、磁带媒体读取机等。至于记录媒体 30，其可为CD-ROM、硬盘、光盘、柔性盘或半导体存储器。记录媒体 驱动器19从记录媒体30读取图象、声音和程序数据，并将所读取的数 据输送到解码器17。解码器17通过使用错误矫正码(ECC)对从记录媒体 驱动器19发送的再现数据进行错误矫正处理并将被矫正的数据发送到主 存储器5或声音处理器13。
存储器21和21a由一个托架和一个卡存储器构成。卡存储器保留对 于各个游戏的参数从而存储例如游戏完成状态等。
手控制器22为游戏操作者进行控制的外设控制装置。手控制器22 具有第一左按钮22L1、第二左按钮22L2、第一右按钮22R1、第二右按 钮22R2、上键22U、下键22D、左键22L、右键22R、启始键22a、选 择按钮22b、第一按钮22c、第二按钮22d、第三按钮22e和第四按钮22f。
上键22U、下键22D、左键22L和右键22R为游戏者使用用于请求 CPU1移动人物，例如向上、向下、向左和向右。启始键22a为使用者 用于联系CPU1从而开始从记录媒体30所下载的游戏程序。游戏者使用 选择按钮22b请求CPU1从而针对从记录媒体30下载的游戏程序对主存 储器5进行选择。第一左按钮22L1、第二左按钮22L2、第一右按钮22R1 和第二右按钮22R2的功能依据从记录媒体30所下载的游戏程序数据的 不同而有所区别。
足部切换器200与上述的手控制器22类似，为外设的控制装置。其 保证游戏者对在其上的步伐进行控制。
(足部切换器的结构)
如图3和图4中所示，足部切换器200包含具有长方形形状的平面 足部切换片210和具有长方形形状的垫220。垫220被放置在足部切换 片210的下面。足部切换片210具有六层的结构，包含由透明EMMA(乙 烯丙烯酸甲酯)构成的第一层211、由印刷软PVC构成的第二层212、 由软PVC构成的第三层213、由氨基甲酸乙酯构成的第四层214、由PET 构成的第五层215、由EVA构成的第六层。用碳层覆盖第三层213的整 个底面。第五层215的顶面的特定的位置形成有亮点碳层。同样，如图 5A和5B所示，通过用聚酯带218缠绕在层211到216的周围将各层保 持在固定的位置。上述的材料只是一个实例，可用具有类似特性的其他 的材料进行替代。
在上述的层中，由于第一层211直接被游戏者所踩踏，其必须耐久， 另外，其具有防滑的功能，从而保证游戏者进行适宜的步伐。在此实施 例中，第一层211由EMMA材料构成，该材料具有高的防滑性。另外， 在第一层211的整个表面中形成有浅槽。第一层211通过热辊、碾压和 切割而形成槽。至于槽的模式，如图6中所示，与足部切换片210的一 个对角线方向平行的形成线性槽211a(防滑结构)。使用上述的对角线 方向的原因如下。
在下面的跳舞机中，脚步的位置相对原始位置进行前、后、左、右 的进行变换。因此，通过使用平行于前后方向或左右方向的线性槽，当 游戏者平行于槽进行踏步时，存在滑倒的可能性。然而，在平行于足部 切换片210的对角线的方向上形成线性槽，脚步的方向与前、后、左、 右的各个方向相交。可明显的看出，这些槽具有防滑的功能。可在两个 对角线方向形成槽。同时，对于防滑的效果而言，所形成的槽的间距最 好为大约2mm，深度为0.02mm，截面形状为楔形或长方形。
在层212上印上通过透明的第一层211可识别出步伐检测开关(压 力开关)的位置。例如，相对中央部分在前、后、左、右上面设置的足 部切换器上的位置印上表示相对中心位置的箭头标识(→、←、↑和↓)。 由于在第二层212上进行印刷，即使当游戏者重复进行踏步时，也可防 止印刷的标记被磨损。
第三层213的整个的底面形成有碳层，而碳层形成一个公共电极 213a。碳材料可进行薄膜涂覆，并由于其好的电导性和持久性而适合作 为步伐检测开关电极。
第四层214被用做隔离层，其具有弹性，从而当游戏者进行踏步时 其厚度较薄。另外，在相对中央部分的前、后、左、右的方块中适宜的 位置穿过层形成多个小的开孔214a，从而至少其中的一个孔对应于人脚 的底面。
在第五层215的顶面的特定的位置形成亮点碳层，特别是在相对中 央部分的前、后、左、右部分上的特定的位置。这些亮点碳层可充当步 伐检测开关的电极215a到215d。当游戏者已经进行踏步时，第三层213 的公共电极213a通过第四层214的小开孔214a与第五层215的至少其 中一个特定的电极215a到215d进行电短路。预先确定小开孔214a的尺 寸，从而当游戏者已经进行踏步时不会完全压住或封住开孔，例如直径 为10mm。为了生产的方便，可对第四层214设置小开孔214a，从而在 第四层214的整个表面上均匀的进行分布。
在此情况下，在对应上述的印刷箭头的方块的位置中形成由第三层 213的公共电极213a、第四层214、和第五层215的特定电极215a到215d 构成的各个步伐检测开关。
第六层216必须持久的适合游戏者进行重复的踏步。其同样必须具 有足够的强度，以防止步伐检测开关的塑性变形。因此，ETV被用做第 六层216的材料。同时，对布线进行加工图形并进行印刷，从而从第五 层215的四个特定电极215a到215d向上到达连接部分217a以与主控制 器100的接口电路20a进行电连接。并且，在连接部分217a的左侧上设 置一个起始开关219a，在连接部分217a的右侧上设置一个选择开关 219b。可打开起始开关219a以开始游戏。可启动选择开关219b以从多 个可选的游戏中选择想要的游戏。另外，连接电缆217b与连接部分217a 进行连接。图2中所示的接口电路20a和连接插头217c被设置在连接电 缆217b的端头上。
除了上述的四个步伐检测开关外，还设置有游戏选择开关(压力开 关)。在此情况下，在未设置步伐检测开关的部分设置游戏选择开关，例 如在相对中央部分的前对角部分中的两个方块中。在第二层212的方块 上印上表示游戏选择开关的位置的标记(例如和×标记)；在第四层214 中设置小的开孔214a；在第五层215上形成特定的电极215e和215f。 这些特定的电极215e和215f与第三层213的公共电极213a形成两个游 戏选择开关。
垫220由九个(3×3)长方形垫片构成，每个垫片稍微大于游戏者 的脚后跟。如图7中所示，对应于步伐检测开关位置的垫片222到225 被设置在中心片221的前、后、左和右方；垫片226到229被设置在剩 余的四个部分中，通过相反形状的梯形突起和凹陷而彼此的接合。
如图8中所示，在中心片221中，只形成在四边的一边的接合部分 221a，从而形状不同于其他的接合部分221b到221c。这是因为，在直 接与中心片221接合的四个垫片222到225中，被设置在前部的垫片222 的形状不同于其他的垫片。这是因为，由于所形成的垫片222的长度必 须长出上述的连接接口217a的长度，而其他的垫片223到225形状相同， 即使当接合部分形状相同时也不会产生问题，另外，可进行公用，从而 便于组装。尤其是，通过设置接合部分221a的相反梯形突起和凹陷的元 件的形状，从而其他各个接合部分221b到221d的接合部分221a的相反 梯形突起和凹陷的形状被旋转。通过将突起和槽设置成适宜的尺寸从而 使其具有足够的强度承受游戏者的重复踏步。
与步伐检测开关相对的所有的垫片221到229由树脂构成，从而保 证获得隔声效果。在这些垫片中，垫片222到225由相对较软的材料构 成，诸如海绵或聚乙烯。另一方面，其他的垫片226到229由相对刚性 的材料构成，诸如EVA。垫片的硬度依据其是否相对步伐检测开关而有 所区别，由此产生不同的接触强度，从而当在对应步伐检测开关的方块 位置上踏步时游戏者感觉下陷而在其他的方块位置上游戏者几乎不感觉 到下陷。
因此，上述的结构可保证游戏者容易的识别其是否已经踏在了对应 步伐检测开关的方块位置上，而不用在游戏期间为了确认位置而看脚。 硬度的不同不仅可通过材料实现，同时可通过表面处理或形状实现。例 如，可形成多个半圆形的突起，从而保证脚感觉到不规则的接触，由此 获得基本的硬度感觉。
如图9中所示，在垫220的上表面上通过连接器230在四个位置上 固定足部切换片210，从而可防止在游戏期间两个元件产生偏移。另外， 如图10中所示，用盖240包上由固定器230固定到垫220的顶面上的足 部切换片210的组件。结果，在两个元件之间没有位移。此时，为了生 产的目的，垫220最好为一个整体部分，即使在上述的被包裹组件的部 分中片也可被接合。另外，在透明盖240的表面上形成防滑槽。
(家用游戏机的操作)
参考图2，将对家用游戏机的操作顺序进行描述。当电源开关(未 示出)被接通时，游戏机1被接通。此时，如果记录媒体30存在于记录 媒体驱动器19中，操作系统保证CPU1向记录媒体驱动器19发出一个 命令以从记录媒体30读出程序数据。响应此命令，记录媒体驱动器19 从记录媒体30读出图象、声音和程序数据。
将被读出的图象数据、声音数据和程序数据发送到解码器17，对其 中的数据进行错误矫正处理。将被进行了错误矫正处理的图象数据发送 到解压缩电路7，然后对其中的数据进行上述的解压缩过程。然后，将 数据发送到再现处理器10，由此被写入到缓冲器11的非显示区中。在 解码器17中被进行了错误矫正处理的声音数据被发送到主存储器5和声 音处理器13中的一个并被写入到主存储器5和缓冲器14中的一个中。 被在解码器17中进行了错误矫正的程序数据被发送到主存储器5并被写 入到其中。
接着，CPU1根据游戏机通过手控制器22和足部切换器200发出的 命令的类型进行游戏。特别是，CPU1根据游戏者通过手控制器22和足 部切换器200发出的命令的类型进行需要的图象处理控制、声音处理控 制和内部处理控制。
在此实施例中，图象处理包含在对应动画的图形数据的基础上计算 各个框架的坐标和计算多边形的顶点坐标，该动画是指人物；将所计算 的三维坐标数据和可视位置数据提供到图象数据发生器3；并发出再现 命令，该命令包含缓冲器11的非显示区中的诸如地址数据和亮度数据等 数据。
声音处理控制包含向声音处理器13发出声音输出命令，并确定其程 度和回声等。内部处理控制包含根据在手控制器22上完成的操作而进行 控制。
(游戏机的功能)
图11为图2中所示的游戏机的主要部分的结构方框图。正如所看到 的，控制部分完全的控制游戏机的操作。控制部分由音乐标题选择部分 103、音乐数据存储器104、步伐位置指示数据存储器105、偏差检测/补 充部分106、节奏设置部分107、舞步图象存储器108、舞步设置部分109、 滚动显示控制部分110、标记存储器111、和步伐监控部分112。同样， 控制部分与外设监控器12、扬声器16、手控制器22和足部切换器200 相连。
音乐标题选择部分103对应从足部切换器200和手控制器22接收到 的指令信号选择音乐标题。音乐数据存储器104存储每个音乐标题的音 乐数据，即与音乐标题相关的各个音乐段的音乐数据。根据此结构，响 应来自音乐标题选择部分103的选择信号，按时间顺序将特定的音乐数 据输出到扬声器16。
步伐位置指示数据存储器105根据图12A中所示的表的格式中的难 度程度存储与诸如节拍数(如四拍和八拍)等节奏相对应的多段步伐位 置指示数据。根据节拍数的类型准备足够数量的表用于存储步伐位置指 示数据，另外，具有相同数目节拍的节奏类型，例如，音乐和各个音乐 段的类型。
对于四拍而言，每段的步伐位置指示数据由用于四个时间顺序指示 类型的一组数据构成。对于八拍而言，每段的步伐位置指示数据由用于 八个时间顺序指示类型的一组数据构成。一组数据被写入到图12A中所 示的表的每个区域中。同样，对于节奏而言，对于四拍，准备不同的类 型，包含例如所有的四拍具有相同的音调的类型或第一个两拍为短而后 面的两拍为快的类型。至于在相同难度程度中的步伐位置指示数据，最 好准备多种的类型。本实施例选择了一个表，其对应由音乐标题选择部 分103所确定的音乐并将所选表中的一组数据输出到扬声器16。
偏差检测/补充部分106在执行步伐指示和实际的步伐中获得所形成 的偏差量。本实施例通过使用内部计时器等测量上面两个之间的时间偏 差，并获得一组数据的除了步伐位置指示数据以外的偏差量。根据通过 偏差检测/补充部分106已经获得的对第一步伐位置指示数据的补充结 果，节奏设置部分107为了增加或降低一个级别，如下面所述，为第三 或后续一组数据中的一组数据对第二次预先确定的一组数据进行评价， 并将其作为确定信号进行输出。同时，将来自节奏设置部分107的确定 信号输出到舞步设置部分109。
舞步图象存储器108以一组数据为单位存储在监控器12的显示屏上 进行显示的舞步图象，并具有用于存储对应音乐标题和节奏的舞步图象 的表。如图12B中所示，根据难度程度在每个表中存储多个舞步图象。 同时，在同一难度程度中最好制备多个类型的舞步图象。在从节奏设置 部分107接收到对应难度程度的确定信号后，舞步设置部分109读取表， 用针对第三或后续一组数据所选择的舞步图象开始。
滚动显示控制部分110在监控器12的显示屏上进行滚动显示。在节 奏设置部分107中确定的并从步伐位置指示数据存储器105读出的对于 一组数据的步伐位置指示数据(下面称为“步伐位置指示标记”)被图象 数据所替代并被暂时存储到标记存储器111中。标记存储器111保证一 组数据的两个连续的段被进行写入，从而在滚动显示期间，步伐位置指 示标记可不间断的被显示到监控器12的显示屏上。滚动显示控制部分110 可保证将步伐位置指示标记作为滚动图象以在预定的时间间隔顺序移动 所读出的地址的方式从标记存储器111写到缓冲器11(图2)。在此情况 下，除了非-滚动舞步图象外，滚动步伐位置指示标记同样被顺序的转换 到缓冲器11。另外，以周期的间隔(例如通过通用的显示扫描装置的1/60 秒)重复的读出缓冲器11的内容并进行显示，步伐位置指示标记被滚动 并显示，另外，在监控器12的显示屏上舞步图象被作为背景图象而被动 画的显示。
图13示出了监控器12上的显示图象(四拍一组数据的模式)。图中 示出了这样一种情况，即游戏者在足部切换器200上表演游戏，而舞步 图象D的背景和从显示屏的上部向下部以预定的速度进行滚动和移动的 步伐位置指示标记M1到M4被以M1、M4、M2和M3的顺序进行显示。 在显示屏的下端显示的静止标记S1到S4并表示向左、向下、向上和向 右的标记提供时间指示。滚动标记M完全覆盖(符合)静止标记S的 情况表示指导游戏者进行步伐计时。在当标记M完全覆盖静止标记S的 时刻，显示亮度或静止标记S的颜色瞬时改变，从而明确的表示出时间 的一致。在本实施例中，向左的箭头标记1对应步伐检测开关200c，向 下的箭头标记M2对应步伐检测开关200b，向上的箭头标记M3对应步 伐检测开关200a，向右的箭头标记M4对应步伐检测开关200d。作为参 考，图中示出了具有相对低难度的舞步图象。
步伐监控部分112检查设置在足部切换器200中的四个步伐检测开 关200a到200d是否从关状态切换到开状态。步伐监控部分112在当四 个步伐检测开关200a到200d中的第一个被作为检测数据而接通时被接 通，另外，可识别的检测每个步伐检测开关的接通状态。
(游戏操作)
下面，参考图14和图15到17中的流程图，将对游戏机的游戏操 作进行描述。
图15示出了游戏机操作的主要线路的流程图。首先，在检测到手控 制器22的启始按钮22a的接通状态时，监控器12显示音乐标题选择图 象(步骤ST3)。在此图象上，例如，音乐标题被竖直和水平排列。当从 表中通过使用例如手控制器22的向上的键22U或通过使用游戏选择开 关200e选择所需的音乐段时，音乐标题选择部分103对应从音乐数据存 储器104中所选的音乐标题读出音乐数据，并暂时的将数据存储到缓冲 器14中(图2中所示)，并同时将数据输出到扬声器16(步骤ST5)。 在开始播放音乐时，从步伐位置指示数据存储器105，其确定一个表， 该表包含对应节拍数中的所选音乐的节奏。同时，作为一组数据的前两 段，其将数据限定在表的预定的位置上，例如，具有中等难度程度的步 伐位置指示数据。同时，根据上述的节奏，其对应所限定的步伐位置指 示数据的难度程度选择一个舞步图象(步骤ST7)。
在确定了步伐位置指示数据的一组数据的前两段后，如图13中所 示，滚动一组数据的一段并作为步伐位置指示标记M显示在显示屏31 上(步骤ST9)。在开始滚动显示各个步伐位置指示标记时，节奏设置部 分106开始监控过程(步骤ST11)。以一组数据为单位进行监控过程(步 骤ST13)。同时，在对一组数据进行监控结果的转换时，偏差检测/补充 部分107根据监控结果进行评价(步骤ST15)。
在接收到评价结果时，其开始确定下一组数据。尤其是，在接收到 根据对第一个一组数据的监控结果而进行的评价结果后，其确定第三个 一组数据。同时，对应所确定的一组数据确定一个舞步图象D(步骤ST17 和ST19)。尤其是，由于对于被确定作为评价目标的一组数据的步伐位 置指示标记已经从显示屏31进行了滚动，根据下一组数据的步伐位置指 示标记被滚动并显示在显示屏31上，根据评价结果要被确定的一组数据 被延迟一个数据组进行确定。
其决定是否结束游戏，即从游戏开始计算是否已经过去了预定的时 间；或所被评价的舞步是否超过了预定的水平(步骤ST21)。如果舞步 未结束，控制返回到步骤ST9，并在显示屏31上连续显示舞步图象D 和步伐位置指示标记M。同时，对每组数据重复执行步骤ST9到ST19。
如果决定结束游戏，其在显示屏31上显示节奏设置部分107的最后 的内容(即对游戏者的跳舞评价结果)。
图16为步骤ST11中的“监控过程”的辅线路的流程图。在此辅线 路中，变量“i”被设定为“1”(步骤ST31)。在从步伐检测开关200a 到200d(图11)检测到接通信号后，其实际上可从用于第一拍的步伐位 置指示标记M的步伐监控部分112获得，其相对标记M完全覆盖静止 标记S的时间进行对正负时间偏差的测量作为偏差时间数据(步骤 ST33)。在此辅线路中，参照静止标记S将一个时间方向(标记M的活 动方向)中的一拍循环周期划分为正负1/2循环周期。在被分割的周期 中，通过测量从标记M完全覆盖静止标记S时的所检测的实际踏步时间 的偏差而对时间偏差进行测量。通过一拍循环周期的计算可获得标记M 完全覆盖静止标记S的时间，从而产生从检测到来自步伐检测部分112 的接通信号时开始的时间偏差数据，该信号是当相应的步伐检测开关 200a到200d被踩踏的情况下而输入的。为了控制非正确的步伐检测开 关200a到200d被踩踏的情况的发生，通过设置游戏机从而提供一个更 严格(stricter)评价，即反评价，判断未进行踩踏动作。另外，可通过 设置游戏机从而计算非正确的步伐，并当计数达到预定的数目时，游戏 被强行终止。
接着，将1/2循环周期的时间偏差和当标记M和S完全彼此重合时 的时间之间的间隙被转换为一个适当的数值，即“0”到“100”中的一 个值(步骤ST35)进行表示。例如，分数“0”被用于表示在相反的方 向上偏差1/2循环周期的情况下所进行的实际步伐；而分数“100”表示 当两个标记M和S完全彼此重合时所进行的实际步伐。
在相对标记M完成一拍时间偏差的分数转换后，变量“i”被增加 “1”(步骤ST37)，并确定变量“i”是否小于预定的数值“K”(步骤 ST39)。对应于节拍数确定预定的数“K”，将该数据保存在在步伐位置 指示数据存储器105中所选择的表中，诸如在由四拍构成一组数据时将 该值设置成“5”，而在一组数据由八拍构成的情况下将该值设置成“9”。 当一组数据由四拍构成且如果变量“i”被确定小于“5”时，控制返回 到步骤ST33，按照上面相同的程序获得下一个标记M的分数。如果变 量“i”达到了“5”(步骤ST39中为是)，由于获得了四拍的分数，进行 评分过程，从而通过将具有变量“i＝1到4”的各个分数与权重系数相乘 而获得对一组数据的评价(步骤ST41)。例如，与第一和第三拍相比， 在形成节奏上第三和第四拍难，对第一拍和第三拍乘以12.5％的权重系 数，而对第二拍乘以25％的权重系数，对第四拍乘以50％的权重系数， 从而在满分“100”分的基础上计算出分数。为了参考，对于由八拍构成 的一组数据，通过适当的确定权重系数从而总数为100％。同样，可按 照所需要的设置权重系数，或设定等于例如25％(在四拍模式的情况下) 和12.5％(在八拍的情况下)。
图17为用于步骤ST15的“评价过程”的辅线路的流程图。在此辅 线路中，其确定在步骤ST41中所获得的分数是高、中间还是低。高分 的范围从80到100点，中间的分数范围从21到79点，低分的范围从0 到20点。
现在对于下一个要被设置的具有20点分数的一组数据，确定一个难 度水平低于当前设定难度一个级别的一组数据(步骤ST53)，舞步图象 D的难度同样低于当前一个级别(步骤ST55)。随着分数从21到79的 变化，对于下一个要被设置的一组数据，确定一个与当前级别相同的一 组数据(步骤ST57)，而舞步图象D同样具有与当前级别相同的难度级 别(步骤ST59)。对于相同的难度级别，对步伐位置指示数据和舞步图 象存储多种类型的表。因此，为了确定相同级别的数据，最好设置尽量 多种不同类型的数据。例如，如图12A和12B中所示，在相同级别数据 段的范围中，最好难度水平的方向上进行变化。另外，在相同级别中进 行随机定义。相反的，对于具有80到100点范围中的分数，针对下一个 要被设置的一组数据，确定高于当前数据一个级别的一组数据(步骤 ST61)，而舞步图象D的难度级别同样比当前的级别高一个级别(步骤 ST63)。
在完成对下一个步伐位置指示数据和舞步图象的确定过程后，将当 前的分数转化为评价分数(步骤ST65)，并将此分数加到刚刚前面的评 价分数中(步骤ST67)。
图14A和14B为用于描述评价分数的示意图。图14A示出了评价 分数增大并稳定在高值的情况。图14B示出了评价分数稍微增大但此后 稳定在低值的情况。水平轴表示时间，细线表示一组数据段的时间宽度。 竖直轴表示级别，细线表示从最高级别S到最低级别D的范围变化的各 个级别的宽度。如图14A和14B所示，对每个一组数据顺序的进行评价， 并将评价结果加入到每次的评价中。这样可获得最终的评价，从而可将 游戏者的节奏感和跳舞能力有效的传递到游戏机。
将垫放置在足部切换片的下面。垫具有多个分割区。多个分割区的 硬度彼此不同。此种硬度上的区别可使得游戏者在踩踏时可识别出每个 步伐检测开关的位置。相应的，对于试图根据显示屏上的指示进行表演 的游戏者，可通过感应垫的每个分割区的硬度而无须看足部切换片就可 识别出在足部切换片中设置的步伐检测开关的位置。另外，垫的好处在 于可抑制在踏步时所产生的噪声。
在通过由可分离的垫片所构成的垫中，中心垫片的形状为长方形， 并在中心垫片的三侧上具有相同的结构形状。此结构使得其便于将多个 垫片组装或构成为单一的垫，这是因为于中心垫片接合的三个垫片具有 相同的接合形状，从而可自由的与中心垫片三边中的任何一个边进行连 接，而剩余的具有不同接合形状的垫片被连接到中心垫片的剩余的一个 边上。
在上述的实施例中，通过9个垫片构成垫，即3×3片。垫的整个的 形状为正方形。然而，由3×3垫片所构成的垫的整个的形状也可为圆形。 同时，不仅为3×3垫片，可形成包含中心片的所需数目的垫片。
在上述的实施例中，根据硬度将垫片分类为两组，换句话说，表示 步伐检测开关位置的硬度和表示其他位置的硬度。然而，可提供三个或 多个硬度组，用于给游戏者提供更多的位置信息，例如，步伐检测开关。
在上述的实施例中，垫片的三边的形状彼此相同而剩余的一边的形 状不同。然而，所形成的垫片的四边的形状也可相同。同时，在垫的四 边也可分别提供四个连接部分。
在上述的实施例中，通过将梯形突起和梯形凹陷进行组合而进行垫 片的连接，其形成在垫的竖直方向上。然而，也可使用下面的连接方式： 将一个垫片的每个边的上半部切除，在一个垫片上形成一个下部突缘。 将另外一个垫片的每个边的下半部切除，在另一个垫片上形成一个上部 突缘。在一个垫片的下部突缘的顶面上形成一个竖直延伸的突起，并在 另外一个垫片的上部突缘的底面中形成一个竖直延伸的凹陷。通过将一 个垫片的突起插入到另外一个垫片的凹陷中而完成将两个垫片的连接。
需注意的是，本发明的垫不仅可用于游戏机的足部切换片，而且可 用在其他的设备中，例如快速反应性能测量装置、锻炼机等。
另外，本发明的足部切换片在通过分割片而形成的多个区域中的至 少一个区域中包含内部设置的步伐检测压力开关。至少在顶层的表面上 的区域中设置防滑结构。至少在顶层的表面上的设置了压力开关的区域 中设置防滑结构，从而可解决了游戏者在踩踏期间在片上滑倒等问题。 结果，游戏者通过在设置了压力开关的片的表面上区域中的踩踏而可靠 的进行切换操作。
在第一层的表面上设置一个原始位置，其中在与从原始位置到设置 各个压力开关的位置的方向成对角线的方向上形成槽。可仅在设置压力 开关的区域设置这些槽，且形成槽的方向可依据区域的不同而有所不同。 在此情况下，槽永远和出步的方向相交；因此，可有效并可靠的防止滑 倒。同时，当形成槽的方向为基本上45度的对角线方向或基本上正负45 度的方向时，在踏步期间可有效的防止滑倒。
在上述的实施例中，设置了四个步伐检测开关。然而，也可提供两 个或三个步伐检测开关，或多于四个。同时，可提供所需数目的游戏选 择开关。
在上述的实施例中，用于防滑的形成在足部切换片的顶面上的槽平 行于足部切换片的对角线的方向呈线性的形成。然而，也可形成其他模 式的槽，例如，间断线、曲线、多边形线或多种线的组合、或网状图形。
在上述的实施例中，主要针对用于家中游戏机的足部切换器进行了 描述。然而，本发明并不限于上述的实施例，也可用于其他的装置，例 如用于残疾人的辅助开关工具。
如上所述，本发明的垫包含具有多个分割区的垫体。分割区之间的 硬度彼此不同。垫可包含一个足部切换片，该片具有多个用于检测步伐 的压力开关，和分别与压力开关对应的特定数目的分割区。彼此相邻的 分割区之间的硬度彼此不同。
垫可由九个分割区构成，每个分割区具有长方形的形状，将九个分 割区排列成3行和3列。足部切换片可具有四个压力开关，其中的两个 在第一条线的相对的位置上，而另外的两个在与第一条线垂直相交的第 二条线的相对的位置上，对应四个压力开关的四个分割区的硬度比其他 的分割区低。
可通过可分离的垫片限定出多个分割区中的每一个。垫可由九个垫 片构成，每个垫片具有长方形的形状，将九个分割区设置成三行和三列， 中心垫片的三个边形成有相同的接合形状。
同样，本发明的足部切换片包含：多个设置在特定的图形中的用于 检测步伐的压力开关；用于覆盖多个压力开关的顶层，顶层形成有防滑 结构。可通过形成在顶层的表面中的多个槽限定出防滑结构。顶层可由 乙烯甲基丙烯酸甲酯构成。
多个槽与将相对的压力开关相连的线相交。另外，可只在对应压力 开关的区域中形成多个槽，且在一个区域中的槽的方向与在其他的区域 中的槽的方向不同。在一个区域中的槽与将相对的压力开关相连的线相 交成正45度角，而在与其相对的另外一个区域中的槽与线相交成负45 度角。
足部切换片可为长方形，槽平行于长方形足部切换片的对角线方向 进行延伸。
特定的图形可由3×3个区域构成，每个区域具有长方形的形状，四 个压力开关被设置与中心区的四个边相邻的区域中。
另外，本发明的足部切换器包含：具有多个用于检测步伐的压力开 关的足部切换片；和设置在足部切换片下面的垫，并包含一个具有多个 分割区的垫体，每个分割区之间的硬度彼此不同，而特定数目的分割区 对应于多个压力开关。
通过连接器或固定器将足部切换片和垫以可拆卸的方式彼此进行连 接，或通过盖体进行整体的包住。
由于在不脱离本发明的实质精神的情况下可对本发明进行各种形式 的修改，本实施例仅是示意性的，而不构成一种限定，由于本发明的范 围由所附的权利要求进行限定而不是通过前面的描述进行限定，所有的 变化和修改都在由所附的权利要求所限定的范围之内。