CN102023726B - 操作设备 - Google Patents

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Abstract

一种操作设备，是使用者单手握持使用的操作设备，包括：拇指操作区域(12)，其在该操作设备的框体表面配置有当使用者握持该操作设备时拇指进行操作的操作部件；倾倒操作部件(14)，其包含从拇指操作区域(12)突出的棒状部分并且使用者用拇指对该棒状部分进行倾斜操作；操作按钮(18)，其在框体表面被配置在与拇指操作区域(12)相对的位置，利用使用者的其他手指能够被向与朝向倾倒操作部件(14)的方向交叉的方向按压。

Description

操作设备
技术领域
本发明涉及单手握持使用的操作设备。
背景技术
作为用于操作信息处理装置所使用的操作设备而有各种提案。其中例如有家庭用游戏机的控制器等使用者用手握持使用的装置。例如专利文献1公开有：具备用于使用者用两手握持两个握持部，具备用两手的拇指能够操作的模拟操作杆和按钮并且用两手的食指和中指能够操作的按钮的操作设备。
专利文献1：美国专利第6231444号说明书
这种操作设备中也有使用者用单手握持操作的操作设备。这时，操作输入能够使用的手指例如仅限于拇指和食指等。另一方面，为了实现多种操作输入而有时要求在操作设备的框体表面配置模拟操作杆等倾倒操作部件和其他的按钮等各种操作部件。为了用单手来操作这种操作设备，使用者就需要使某个手指(例如拇指)在比较宽的范围移动来操作多个操作部件。特别是在这种操作部件中当包括有倾倒操作部件时，使用者为了进行使倾倒操作部件倾斜的操作，在使拇指在宽的范围内移动并且还需要有各种姿势的变化。但当拇指这样在宽的范围内有各种运动，则还可能由于拇指的姿势和位置而使其他手指难于操作别的操作部件。
发明内容
本发明是考虑到上述实际情况而开发的，其目的之一在于提供一种操作设备，在使用者单手握持使用时能够容易操作多种操作部件。
本发明的操作设备是使用者单手握持使用的操作设备，其中，包括：拇指操作区域，其在该操作设备的框体表面配置有当所述使用者握持该操作设备时用拇指进行操作的操作部件；倾倒操作部件，其包含从所述拇指操作区域突出的棒状部分并且使用者用拇指对该棒状部分进行倾斜操作；操作按钮，其在所述框体表面被配置在与所述拇指操作区域相对的位置，利用所述使用者的其他手指能够被向与朝向所述倾倒操作部件的方向交叉的方向按压。
附图说明
图1是包含本发明实施例操作设备的信息处理***的概要图；
图2是第一操作设备的主视图；
图3是第一操作设备的后视图；
图4是第一操作设备的左侧视图；
图5是从正面侧看第一操作设备的立体图；
图6是从背面侧看第一操作设备的立体图；
图7是表示使用者握持第一操作设备样子的图；
图8是第二操作设备的主视图；
图9是第二操作设备的左侧视图；
图10是第二操作设备的仰视图；
图11是表示把第二操作设备沿图8的XI-XI线剖切样子的局部放大剖视图；
图12是表示把第二操作设备沿图9的XII-XII线剖切样子的局部放大剖视图。
具体实施方式
以下，按照附图详细说明本发明的实施例。
[信息处理***的概要]
图1是表示包含本发明一实施例操作设备的信息处理***1整体概要的概要图。本发明的一实施例中，信息处理***1包括有第一操作设备10和第二操作设备30这两个操作设备以及信息处理装置50。第一操作设备10和第二操作设备30各自被使用者用一侧的手握持，是使用者用于对信息处理装置50进行操作输入使用。信息处理装置50例如是家庭用游戏机和电脑等，与摄像装置51和显示装置52连接。
第一操作设备10和第二操作设备30都能够经由蓝牙规格等的无线通信接口而与信息处理装置50通信连接。信息处理***1的使用者单手握持第一操作设备10和第二操作设备30的某一个来操作设置在该操作设备的操作部件。相应地，表示该操作内容的信息经由无线通信接口而向信息处理装置50发送。且使用者也可以两手各握持一个第一操作设备10和第二操作设备30这两个，把这两个操作设备组合而对信息处理装置50进行操作输入。
本实施例中，第二操作设备30具备发光部32，发光部32按照来自信息处理装置50的指示发光。摄像装置51对从该发光部32发出的光进行摄像，信息处理装置50通过解析该被摄像的图像来特定从摄像装置51看到的第二操作设备30的位置。由此，使用者不仅通过操作设置在第二操作设备30的操作部件，而且通过移动第二操作设备30自身就能够进行对于信息处理装置50的操作输入。
[第一操作设备]
以下，说明本实施例第一操作设备10的结构。
图2～图6是表示第一操作设备10外观的图，图2是第一操作设备10的主视图、图3是后视图、图4是左侧视图、图5是从正面侧看的立体图、图6是从背面侧看的立体图。图7是表示使用者单手握持第一操作设备10样子的图。该图中使用者是右手握持第一操作设备10，但使用者也可以左手握持第一操作设备10。
如这些图所示，第一操作设备10的框体作为整体被形成圆柱状，朝向其长度方向的中央附近而稍微向内侧弯曲。第一操作设备10的上端和下端各自被形成半球状。在第一操作设备10的下端附近设置有用于通过带状等线的通孔。
在第一操作设备10的框体下方设置有使用者操作输入时握持的握持部分11，在第一操作设备10的框体上方配置有在使用者握持着握持部分11的状态下用于进行各种操作输入的操作部件。使用者用手掌和小指等手指来握持握持部分11，用拇指和食指等来对设置在第一操作设备10的框体侧面的各种操作部件进行操作输入。
具体的就是在第一操作设备10的框体上方正面侧设置有拇指操作区域12。拇指操作区域12是在第一操作设备10的框体正面占据沿第一操作设备10的长度方向延伸的纵长范围的区域。在该拇指操作区域12内配置有在使用者握持握持部分11的状态下由拇指操作的各种操作部件。且在第一操作设备10的框体上方背面侧与拇指操作区域12相对地设置有背面操作区域13。在该背面操作区域13内配置有在使用者握持握持部分11的状态下主要由食指和/或中指操作的操作部件。
下面，详细说明配置在拇指操作区域12的操作部件。
如图2所示，拇指操作区域12包括有上下方向并列的第一部分区域12a和第二部分区域12b。第一部分区域12a位于拇指操作区域12的上侧(即握持部分11的相反侧)，第二部分区域12b位于拇指操作区域12的下侧(即握持部分11侧)。第二部分区域12b与邻接的第一操作设备10的框体表面部分(即包围第二部分区域12b的拇指操作区域12的外侧部分)连续相连。
另一方面，第一部分区域12a是把构成第一操作设备10框体的圆柱上端侧的侧面倾斜切口的圆形的区域，构成相对第二部分区域12b而向第一操作设备10的框体内侧倾斜的面。即也如图4所示那样，从第一操作设备10的侧面看，第一部分区域12a和第二部分区域12b相互成为钝角地邻接。且在第一部分区域12a的中心部分设置有圆形的开口12c，其周边部分相对第一部分区域12a的外侧部分被形成朝向开口12c凹下的碗状。
在第一部分区域12a内通过开口12c而配置有倾倒操作部件14。具体的就是，倾倒操作部件14包括：使其前端部分从开口12c突出地配置的半球状基部14b、从该基部14b突出的棒状(圆柱状)的柄部14a、与柄部14a的前端部分连接而具有比柄部14a大的径的圆盘状头部14c。如图5所示，头部14c的表面被形成向柄部14a侧稍微凹下。柄部14a在其基准状态(从外部没有施加力的状态)而维持相对第一部分区域12a的表面大致垂直的姿势，在被开口12c限制的范围内能够以基部14b为旋转中心而向360°任意方向倾斜。
使用者把拇指放置在头部14c表面的凹状部分，在第一部分区域12a的表面通过向平行方向用拇指向头部14c加力来进行使柄部14a向上下左右和斜向等任意方向倾斜的操作。由此，使用者能够进行指示方向的操作输入。另外，倾倒操作部件14成为能够检测柄部14a从基准状态开始的倾斜量(倾斜角度)的模拟操作杆。由此，使用者通过把倾倒操作部件14稍微倾斜或大的倾斜，就能够进行不仅单单根据倾斜的方向而且根据倾斜量的模拟的操作输入。
倾倒操作部件14能够进行把其整体向与第一部分区域12a表面垂直的方向按压的点击操作。由此，使用者在把拇指放置在头部14c的状态下向拇指加力，通过把头部14c向第一操作设备10的框体按压，还能够把倾倒操作部件14整体作为按压按钮使用。
在第二部分区域12b的中心部分设置有大致圆形的凹部12d，沿该凹部12d的外周配置有四个方向指示按钮15a～15d。具体的就是，在凹部12d的上方配置有方向指示按钮15a、从第一操作设备10的正面看在右侧配置有方向指示按钮15b、在下方配置有方向指示按钮15c、从正面看在左侧配置有方向指示按钮15d。
这四个方向指示按钮15a～15d是用于使用者的指示方向。即四个方向指示按钮15a～15d分别与从凹部12d中心看的方向对应，使用者通过按压这些方向指示按钮15a～15d的一个，或同时按压两个以上来指示方向。例如使用者按压方向指示按钮15a是指示上方向、按压方向指示按钮15b是指示右方向、同时按压方向指示按钮15c和15d是指示左下方向，而能够进行指示这些方向的操作输入。
从第一操作设备10的正面看，方向指示按钮15a～15d都是整体把正方形和等腰三角形组合的五边形形状，该等腰三角形的顶角被配置成朝向凹部12d的中心位置。五边形外侧(凹部12d中心的相反侧)的边与凹部12d的形状相一致地被形成圆弧状。且各个方向指示按钮15a～15d与凹部12d的形状相一致而被形成随着朝向凹部12d的中心侧而高度变低。因此，即使使用者不直接用眼看确认方向指示按钮15a～15d的位置，而通过用拇指接触方向指示按钮15a～15d的某一个，并把手指向高度变低的方向移动就能够探察到凹部12d的中心位置。且通过仅把手指稍微从凹部12d的中心位置错开就能够按压方向指示按钮15a～15d中希望的按钮。
这样，第一操作设备10作为使用者用于指示方向的操作输入机构而把倾倒操作部件14和方向指示按钮15a～15d这两种操作部件设置在拇指操作区域12内。使用者例如根据喜好而通过使用这些操作部件的任一个，就能够以符合自身的方法来实行指示方向的操作输入。按照信息处理装置50所实行的应用程序内容，使用者也可以通过把这些多个操作输入机构分开使用，则能够进行例如使用者目标的移动和菜单项目的选择的操作等相互指示对象不同的多种方向指示。
如上所述，配置有倾倒操作部件14的第一部分区域12a相对配置有方向指示按钮15a～15d的第二部分区域12b而向第一操作设备10框体的内侧倾斜。且倾倒操作部件14在其基准状态下被设置成相对第一部分区域12a的面而向大致正交的方向突出。因此，与没有这种倾斜的情况比较，使用者不必把拇指向跟前侧翘起或把手掌从第一操作设备10的框体大地抬起，就能够以自然的姿势操作从第一操作设备10的框体突出的倾倒操作部件14。且由于把方向指示按钮15a～15d配置在该倾倒操作部件14与握持部分11之间的第二部分区域12b内，所以在使用者把拇指放置在倾倒操作部件14的头部14c来操作倾倒操作部件14期间，不易产生由于手掌和拇指根侧部分的失误而按压方向指示按钮15a～15d的误动作。且使用者仅通过把拇指从倾倒操作部件14的位置笔直地向下方向运动，就能够对于方向指示按钮15a～15d进行与以对倾倒操作部件14进行情况同样方向的方向指示。
且在第二部分区域12b内配置有两个操作按钮16a和16b。这些操作按钮16a和16b例如在决定使用倾倒操作部件14和方向指示按钮15a～15d而选择的菜单项目和指示取消等时使用。操作按钮16a和16b从第一操作设备10的正面侧看被配置成左右对称，其上下方向的位置是在方向指示按钮15a的上端与第一部分区域12a的下端之间。从第一操作设备10的正面侧看，操作按钮16a的左右方向位置是位于方向指示按钮15d稍微靠左，操作按钮16b的左右方向位置是位于方向指示按钮15b稍微靠右。使用者通过把放置在倾倒操作部件14的拇指向右下或左下方向错动，或者把位于方向指示按钮15a～15d中心附近位置的拇指向右上或左上方向错动，就能够容易操作操作按钮16a和16b。
接着，说明配置在背面操作区域13的操作部件。
在背面操作区域13配置有两个操作按钮17和18。具体的就是，在背面操作区域13内的上方配置有大致矩形形状的操作按钮17。如图4所示，该操作按钮17在第一操作设备10的上端附近位置被配置成向斜上方突出。操作按钮17是能够检测使用者按压该操作按钮17的量的模拟按钮。图4中，操作按钮17的按压方向由空心箭头表示。
在背面操作区域13内的下侧形成有从侧面看把第一操作设备10的框体弧状切口而成的凹部13a。在该凹部13a的稍微靠下配置有操作按钮18。操作按钮18被配置成：从第一操作设备10的侧面看，操作按钮18整体被包含在与拇指操作区域12相对的背面侧区域。且操作按钮18被配置为跨越与第一部分区域12a和第二部分区域12b的分界位置相对位置的高度。
如图4所示，操作按钮18是从第一操作设备10的侧面看相对凹部13a而成三角形突出的形状。如图7所示，使用者把食指(或中指)放置在操作按钮18朝向上方的面18a上，进行把操作按钮18向下方按压的操作。由此，操作按钮18把其上端作为大致中心旋转而被向斜下方按压。图4中，把该按压方向由空心箭头表示。操作按钮18与操作按钮17同样地也是能够检测使用者按压该操作按钮18的量的模拟按钮。
如图4所示，操作按钮18的按压方向与操作按钮17的按压方向大致平行，所有操作按钮的按压方向都是与从各操作按钮朝向倾倒操作部件14的方向交叉的方向，成为朝向握持部分11侧的方向。特别是操作按钮18的按压方向，与从该操作按钮18朝向倾倒操作部件14的方向大致正交，相对设置有操作按钮18的第一操作设备10的框体表面而成为有不到45°角度的方向(即比与框体表面正交的方向而接近与框体表面平行的方向)。由此，在倾倒操作部件14处于基准状态的情况下，柄部14a沿从操作按钮18向倾倒操作部件14的直线延伸，即使把柄部14a如何倾斜，柄部14a和操作按钮18的按压方向也是交叉的。另外，假设操作按钮18的按压方向与基准状态的柄部14a方向不正交的情况下，只要成为至少比柄部14a的最大倾斜角(例如45°)大的角度地使基准状态的柄部14a方向与操作按钮18的按压方向交叉，则即使如何倾斜柄部14a，也能够向与柄部14a方向交叉的方向来按压操作操作按钮18。
例如在用拇指使倾倒操作部件14倾斜地进行操作期间，使用者难于利用食指等向拇指侧(即向倾倒操作部件14方向)加力。但本实施例如上所述，由于操作按钮17和18都是从该操作按钮向与倾倒操作部件14方向交叉的方向按压，所以使用者能够容易地一边用拇指进行使倾倒操作部件14倾斜的操作，一边操作操作按钮17和18。特别是本实施例中，由于能够把操作按钮17和18向握持部分11的方向按压，所以使用者能够向操作按钮17和18稳定地加力。且如前所述，本实施例中由于操作按钮17和18是模拟按钮，且这样容易向操作按钮17和18加力，所以使用者轻按压操作按钮17和18或重按压等容易进行按压量的微妙调整。且由于把这种操作按钮17和18配置在与拇指操作区域12相对的背面侧位置，所以即使使用者用拇指一边操作倾倒操作部件14、方向指示按钮15a～15d等拇指操作区域12内的任意操作部件，也能够一边容易地操作操作按钮17和18。
在第一操作设备10框体表面的拇指操作区域12下方设置有电源按钮19。该电源按钮19用于把第一操作设备10的电源接通而使其开始动作或把电源切断而使其动作结束时使用。即与其他按钮不同，电源按钮19通常在信息处理装置50的应用程序等实行中不***作。
倾倒操作部件14、方向指示按钮15a～15d的中心位置和电源按钮19，从第一操作设备10的正面看是沿其左右方向的中心线在上下方向直线状并列配置。并且随此配置，用于上下方向指示的方向指示按钮15a和15c也被配置在中心线上。
如以上所说明的，通过单手握持使用第一操作设备10，使用者能够一边用拇指使用包含倾倒操作部件14的各种操作部件来进行操作输入，一边用食指和中指等拇指以外的手指来容易地操作操作按钮17和18。特别是在进行倾斜操作倾倒操作部件14期间，也能够实现一边自由调整力的加减一边按压操作按钮17和18的操作。
[第二操作设备]
下面说明第二操作设备30的结构。
图8～图12是表示第二操作设备30外观的图，图8是第二操作设备30的主视图、图9是左侧视图、图10是仰视图。图11是表示把第二操作设备30沿图8的XI-XI线剖切样子的局部放大剖视图，图12是表示把第二操作设备30沿图9的XII-XII线剖切样子的局部放大剖视图。
如这些图所示，第二操作设备30具备本体部31和发光部32。在本体部31的表面设置有多个按钮。使用者握持本体部31并用手指按下各按钮来进行操作输入。
本体部31作为整体而被形成圆柱状，向其长度方向的中央附近稍微向内侧弯曲。本体部31的上端侧被形成平面状，在该平面安装有发光部32。下端侧(第二操作设备30的底面侧)被形成大致半球状，其前端部分是平坦的。在本体部31下端侧形成的半球状部分与本体部31主体部分的边界处形成有槽31a。该槽31a沿本体部31的侧面在横向围绕一周地被形成环状。在第二操作设备30的下端附近设置有用于通过带状等软线的通孔31b。
发光部32包括：由硅酮树脂等透光的材料形成的球状外壳和配置在其内部的多个LED。本实施例中，与光的三原色对应的三个LED分别以按照来自信息处理装置50的指示的强度发光，由此，发光部32能够以各种颜色发光。通过摄像装置51对于该发光部32发出的光进行摄像，则信息处理装置50来特定第二操作设备30相对摄像装置51的方向。利用所摄像图像内的发光部32的光的大小，计算从摄像装置51到第二操作设备30的距离。信息处理装置50按照这些有关第二操作设备30方向和距离的信息来进行各种信息处理。由此，使用者通过用手握持第二操作设备30运动而能够对于信息处理装置50进行操作输入。
本体部31的框体表面中，在正面侧配置有主按钮33、辅助按钮34a～34d和电源按钮35。在背面侧配置有模拟按钮36，在侧面分别配置有起动按钮37和选择按钮38。使用者通过操作电源按钮35而把第二操作设备30的电源接通而使其开始动作或把电源切断而使其动作结束。在用手掌和小指等手指握持本体部31的状态下，通过用拇指和食指等来操作主按钮33、辅助按钮34a～34d、起动按钮37和选择按钮38，进行对于信息处理装置50的各种操作输入。
且如图10所示，本实施例在第二操作设备30的底面设置有小型B形式的USB插口40和扩充插口41。USB插口40经由USB电缆而与USB主机连接，扩充插口41则与各种扩充机器连接。如图11所示，扩充插口41在第二操作设备30的底面有矩形的开口，成为进深d1深度的孔。扩充机器设置有与该扩充插口41的形状和进深对应的形状和高度的插头，通过把该插头***到扩充插口41内而把扩充机器与第二操作设备30连接。
在本体部31的底面，在隔着USB插口40和扩充插口41在左右两侧设置有两个被卡合部42和43。这两个被卡合部42和43在扩充机器与第二操作设备30连接时，与设置在扩充机器的两个卡合部卡合。被卡合部42和43都是与该卡合部对应形状的孔，通过把设置在扩充机器的卡合部分别向该被卡合部42和43***并使卡合，而把扩充机器固定在第二操作设备30。
具体的就是，被卡合部42包括：在其最深处形成的爪收容部42a、中间部分的引导部42b、跟前侧(第二操作设备30的底面侧)的开口部42c。引导部42b沿第二操作设备30的长度方向而被形成直线状，爪收容部42a被形成相对于该引导部42b而向第二操作设备30的外侧鼓出，通过设置在扩充机器的卡合部前端的爪部被该鼓出部分底面侧的面42d挂住而使卡合部与被卡合部42卡合。
开口部42c被形成相对于引导部42b而向第二操作设备30的内侧鼓出。由此，被卡合部42在其入口附近比引导部42b的部分扩展而在第二操作设备30的底面侧开口。且在该鼓出部分内侧的面配置有用于第二操作设备30充电的电源端子42e。如图10所示，该电源端子42e从第二操作设备30的底面侧看被露出。
被卡合部43相对被卡合部42而被配置成以第二操作设备30的左右方向中心线为对称轴成为左右对称。即被卡合部43也包括：爪收容部43a、引导部43b、开口部43c。爪收容部43a被形成相对于引导部43b而向第二操作设备30的外侧鼓出，设置在扩充机器的卡合部前端的爪部则被该鼓出部分底面侧的面43d挂住。开口部43c被形成相对于引导部43b而向第二操作设备30的内侧鼓出，在该鼓出部分的内侧配置有用于第二操作设备30充电的电源端子43e。在把第二操作设备30充电时，通过使充电器的连接端子与该电源端子42e和43e接触，经由电源端子42e和43e从充电器向第二操作设备30来供给电力。
如图12所示，被卡合部42和43整体的深度(进深)是d2、爪收容部42a和43a的进深是d3、引导部42b和43b的进深是d4、开口部42c和43c的进深是d5。是
d2＝d3+d4+d5
被卡合部42和43的进深d2与扩充机器所设置的卡合部的长度(卡合部从扩充机器本体突出部分的长度)对应，爪收容部42a和43a的进深d3与在卡合部前端设置的爪部的长度对应，开口部42c和43c的进深d5与从第二操作设备30底面的扩充插口41的开口位置到引导部42b和43b的第二操作设备30底面侧端部的距离对应。
本实施例中，被卡合部42和43的进深d2比扩充插口41的进深d1大。相对应地，在扩充机器侧也是与被卡合部42和43卡合的卡合部的长度比向扩充插口41***的插头的长度长。因此，把扩充机器向第二操作设备30连接时，卡合部开始向被卡合部42和43***早于插头开始向扩充插口41***。
且本实施例中
(d3+d5)＜(d2-d1)
的关系成立。在此，d2-d1与从扩充机器侧的插头前端部分到卡合部前端部分的距离对应。通过使该距离比爪收容部42a的进深d3和开口部42c的进深d5的合计大，在卡合部前端设置的爪部***到比开口部42c更靠内侧的引导部42b内时，插头的前端部分不与扩充插口41接触。
本发明的实施例仅限于对以上的说明，而能够有各种变形实施。例如第一操作设备10和第二操作设备30的形状和在各操作设备框体表面的各种操作部件的配置位置也可以与以上说明的不同。

Claims (5)

1.一种操作设备，是使用者单手握持使用的操作设备，其特征在于，
包括：拇指操作区域，其在该操作设备的框体表面配置有当所述使用者握持该操作设备时用拇指进行操作的操作部件；
倾倒操作部件，其包含从所述拇指操作区域突出的棒状部分并且所述使用者用拇指对该棒状部分进行倾斜操作；
操作按钮，其在所述框体表面被配置在与所述拇指操作区域相对的位置，利用所述使用者的其他手指能够被向与朝向所述倾倒操作部件的方向交叉的方向按压，
所述拇指操作区域是沿所述框体长度方向延伸的区域，包括：所述框体中位于与被所述使用者手掌握持的握持部分相反侧的第一部分区域和位于所述握持部分侧的第二部分区域，
所述倾倒操作部件被配置在所述第一部分区域内，
在所述倾倒操作部件与所述握持部分之间的第二部分区域内配置有用于由所述使用者进行的方向指示的方向指示按钮，
从所述操作设备的侧面看，所述第一部分区域和所述第二部分区域相互成为钝角地邻接，
在第二部分区域(12b)的中心部分设置有大致圆形的凹部(12d)，沿该凹部(12d)的外周配置有四个方向指示按钮(15a～15d)。
2.如权利要求1所述的操作设备，其特征在于，
所述操作按钮能够向在所述框体中被所述使用者手掌握持的握持部分方向按压。
3.如权利要求1所述的操作设备，其特征在于，
所述操作按钮是能够检测使用者按压该操作按钮的量的按钮。
4.如权利要求1所述的操作设备，其特征在于，
所述操作按钮被配置在与所述第一部分区域和所述第二部分区域的分界位置相对的位置。
5.如权利要求1所述的操作设备，其特征在于，
所述第一部分区域构成相对所述第二部分区域而向所述框体内侧倾斜的面，
所述倾倒操作部件被设置成向与所述倾斜的面正交的方向突出。
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