DD253496A1

DD253496A1 - Eingabegeraet fuer steuerbefehle

Info

Publication number: DD253496A1
Application number: DD29537686A
Authority: DD
Inventors: Martin Kollmeyer; Wolfgang Abe; Uwe Loreit; Fritz Dettmann; Stephan Linke; Peter Pertsch; Winfried Eulenberger
Original assignee: Mikroelektronik Wilh Pieck Mue
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1988-01-20

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Eingabegeraet in Form eines Steuerhebels, das mit einem aeusserst geringen Teil an mechanischen Bauelementen auskommt und aus einem Steuerhebel, einer Aufnahme fuer selbigen und zwei magnetoresistiven Sensoren, die die Bewegung des Steuerhebels durch die Auslenkung eines Magneten im Steuerhebel aufnehmen, besteht. Die Erfindung findet Anwendung als Steuerhebel bei Videospielen und als grafisches Eingaberaet im computergestuetzten Entwurf. Fig. 3

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann eingesetzt werden als Steuerhebel bei elektronischen Videospielen, aber auch als grafisches Eingabegerät für Computer, unter anderem beim computerunterstützten Entwurf. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Fernsteuerung von Spielfahrzeugen und Modellfahrzeugen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei Steuervorrichtungen mit Steuerhebel, auch „Joystick" genannt, sind bisher zwei Prinzipien bekannt, um die Auslenkung des Steuerhebels aus einer Nullstellung heraus meßtechnisch aufzunehmen: einmal durch Verwendung von Potentiometern und zum anderen durch Ausnutzung des allgemein bekannten Hall-Effektes. Die US-PS 4469330 der Firma ATARI beschreibt einen Steuerhebel, der zwei Potentiometer steuert. Ein drehbar gelagerter Steuerhebel endet in zwei parallelen Platten, die sich entsprechend der Hebelbewegung entlang zweier Achsen bewegen und mit je einem Potentiometer verbunden sind, die einen Analogausgang entsprechend der Steuerhebelbewegung liefern. Diese Vorrichtung ist mechanisch aufwendig aufgebaut und einem gewissen Verschleiß unterworfen.

In der DE-OS 2942 003 der Firma DANFOSS wird ein Steuerhebel beschrieben, dereinen Signalgeber betätigt, der richtungsabhängig ein elektrisches Signal abgibt. Der Signalgeber besteht hierbei aus einem magnetfeldabhängigen Differentialfühler, der zwei im Steuerhebel fest montierte Fühlerelemente, vorzugsweise Feldplatten, Hall-Generatoren oder auch Induktionsspulen, und ein deren Magnetfeld beeinflussendes, mit dem Steuerhebel bewegbares Erregerelement, insbesondere einen Permanentmagneten, aufweist. Die als Feldplatten ausgeführten Fühlerelemente bestehend aus einem Halbleiterelement, das unter dem Einfluß eines sich ändernden Magnetfeldes seinen ohmschen Widerstand ändert.

In der JP-PS 59-53936 der Firma NEC werden zwei Permanentmagnete überlagert und daraus die Winkelauslenkung des

Steuerhebels abgeleitet. ,

Die US-PS 4489303 der Firmal VALVO beschreibt eine Joystick-Steuerung, bei der der Hall-Effekt ausgenutzt wird. Hierbei wird ein Magnet über vier kreisförmig angeordnete Sensoren geführt, die digital schalten, so daß nur eine Auswertung in zwei Richtungen möglich ist.

Diese zwar verschleißfreien Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sie für die möglichen vier Richtungen nur einen bestimmten Spannungspegel abgeben, die vier Richtungen nur digital anzeigen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein verschleißarmes Eingabegerät zu entwickeln, das eine hohe Lebensdauer hat und wenig störanfällig gegen äußere Einflüsse ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zuschaffen, die ohne aufwendige Mechanik herstellbar ist und ein in jeder Steuerhebelposition proportionales Signal abgibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stabmagnet zwei magnetoresistive Sensoren aussteuert. Der Stabmagnet befindet sich im drehbar gelagerten Teil des Steuerhebels und die magnetoresistiven Sensoren sind an zwei benachbarten Seiten der Aufnahme für den Steuerhebel in Höhe des Mittelpunktes des Stabmagneten angebracht. Dabei ist die Aufnahme für den Steuerhebel auf einer Leiterplatte montiert, die die Auswertelogik enthält. Je nach Stellung des Steuerhebels wird die auftretende Auslenkung des Stabmagneten von den magnetoresistiven Sensoren registriert und ein entsprechender Spannungswert an die Auswertelogik gegeben.

Der Steuerhebel kann in jeder beliebigen Stellung stehen bleiben oder auch nach Umschaltung durch Rückstellkräfte in eine insbesondere senkrechte Vorzugsstellung gebracht werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert

Es zeigen:

Figur 1: Draufsicht des erfindungsgemäßen Eingabegerätes

Figur 2: Vorderansicht

Figur 3: perspektivische Ansicht.

Der Steuerhebel 3 des erfindungsgemäßen Eingabegerätes endet mit einem drehbar gelagertem, kugelförmigen Teil 4 in einer Aufnahme 2. In die Mitte des drehbar gelagerten Teiles 4 ist ein Stabmagnet 5 eingelassen, der nicht mehr als 4mm im Durchmesser und 10mm in der Länge mißt. Der Magnet 5 kann eingeklebt oder auch eingepaßt sein.

Der Steuerhebel 3 ist in einer Ecke der Aufnahme 2 angebracht. An den dort anstoßenden Seitenflächen der Aufnahme 2 sind zwei magnetoresistive Sensor-Bauelemente 6 und 7 so angeordnet, daß die Sensoren in den Bauelementen 6 und 7 direkt dem Mittelpunkt des Stabmagneten 5 gegenüberstehen.

Das gesamte Eingabegerät mit Aufnahme 2, Steuerhebel 3 und magnetoresistiven Sensoren 6 und 7 ist mit der Leiterplatte 1 mechanisch und elektrisch verbunden. Dabei liegen die Anschlüsse 8 der magnetoresistiven Sensoren 6 und 7 auf den zur Auswertelogik führenden Leiterzügen der Leiterplatte 1.

Eine Bewegung des Steuerhebelgriffs 3 und eine damit verbundene Auslenkung des Stabmagneten 5 in x-Richtung wird vom magnetoresistiven Sensor6 registriert und eine der jeweiligen Winkelauslenkung des Magneten 5 entsprechende Spannung an die Auswertelogik gegeben. Entsprechend verhält es sich bei einer Bewegung des Steuerhebelgriffs 3 in y-Richtung. Bei jeder anderen Steuerhebelbewegung reagieren beide magnetoresistiven Sensoren 6 und 7 entsprechend.

Durch geeignete Rückstellkräfte, wie zum Beispiel Federn, ist es möglich, dem Steuerhebel 3 eine Neutralstellung, vorzugsweise senkrecht, zu geben, die er nach Loslassen des Steuerhebels 3 selbst einnimmt, was vor allem bei Videospielen von Vorteil ist.

Bei grafischen Eingaben, wie zum Beispiel beim computergestützten Entwurf, ist es günstiger, die Rückstellkräfte unwirksam zu machen, so daß der Steuerhebel 3 in der Stellung, in der er losgelassen wird, verbleibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Eingabegerät, bestehend aus einem drehbar gelagerten Steuerhebel, gekennzeichnet dadurch, daß sich im drehbar gelagerten Teil (4) eines Hebels (3) ein Magnet (5) befindet und an zwei benachbarten Seiten einer Aufnahme (2) je ein magnetoresistiver Sensor (6) bzw. (7) angeordnet ist.
2. Eingabegerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die magnetoresistiven Sensoren (6) und (7) in Höhe des Mittelpunktes des Magneten (5) befinden.
3. Eingabegerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Mittelpunkt des Magneten (5) sich im Schnittpunkt der Sensornormalen befindet.
4. Eingabegerät nach Anspruch 1 und 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die magnetoresistiven Sensoren (6) und (7) zueinander rechtwinklig angeordnet sind.
5. Eingabegerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Magnet (5) in den drehbar gelagerten Teil (4) des Hebels (3) eingeklebt oder eingepaßt ist.
6. Eingabegerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Aufnahme (2) auf einer Leiterplatte (1), die gleichzeitig die Auswertelogik enthält, montiert ist.
7. Eingabegerät, bestehend aus einem drehbar gelagerten Steuerhebel, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuerhebel durch Rückstelikräfte eine Vorzugsstellung einnimmt.
8. Eingabegerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß eine Umschaltung zwischen Vorzugsund NichtVorzugsstellung und umgekehrt möglich ist.
9. Eingabegerät, bestehend aus einem drehbar gelagerten Steuerhebel, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuerhebel in jeder beliebigen Stellung stehen bleibt.