JP2014002595A - Operation device - Google Patents

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Miyuki Owada
幸 大和田
Toshihiko Saito
俊彦 齊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device capable of obtaining output change in accordance with a tilt angle of an operation shaft in the vicinity of a neutral position.SOLUTION: An operation device 1 includes: a tiltable operation shaft 10; detection means 20 that outputs a voltage value according to a tilt operation state of the operation shaft 10; an output circuit 30 that outputs a control signal calculated on the basis of the voltage value detected by the detection means 20. The operation shaft 10 has a neutral position area where the operation shaft is restored from the tilt operation by a restoration force. The output circuit 30 consecutively changes an output for a return value on a positive side and an output for a return value on a negative side in the neutral position area and can set an output difference between the output for the return value on the positive side and the output for the return value on the negative side to be an arbitrary value.

Description

本発明は、操作装置に関し、特に、操作軸の傾倒角度に応じた出力変化が得られる操作装置に関する。   The present invention relates to an operating device, and more particularly to an operating device capable of obtaining an output change according to the tilt angle of an operating shaft.

従来、操作軸を傾倒操作して、その傾倒角度及び傾倒方向に応じた出力を発生させる操作装置（例えばジョイスティック装置）が使用されている。このような操作装置として、特許文献１に開示されているように、傾倒角度を可変抵抗器により検出するものが知られている。図８は、従来の操作装置であるジョイスティック装置１０１を示す斜視図である。ジョイスティック装置１０１は、スティック部（操作軸）１１５の操作方向及びその傾き具合に応じてボリュームを回動させるように、筐体１１０に第１ボリューム（可変抵抗器）１１３、第２ボリューム１１４を備えている。外部から操作力を加えていないときにスティック部（操作軸）１１５の傾倒角度はゼロであり、ここを中立位置として正方向及び負方向の傾倒角度を検出することができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an operation device (for example, a joystick device) that tilts an operation shaft and generates an output corresponding to the tilt angle and tilt direction is used. As such an operation device, as disclosed in Patent Document 1, a device that detects a tilt angle with a variable resistor is known. FIG. 8 is a perspective view showing a joystick device 101 which is a conventional operation device. The joystick device 101 includes a first volume (variable resistor) 113 and a second volume 114 in the housing 110 so as to rotate the volume in accordance with the operation direction of the stick unit (operation shaft) 115 and the inclination thereof. ing. When no operating force is applied from the outside, the tilt angle of the stick portion (operation shaft) 115 is zero, and the tilt angle in the positive direction and the negative direction can be detected using this as the neutral position.

可変抵抗器を用いた操作装置において、傾倒角度に応じて可変抵抗器の出力電圧が可変され、この可変抵抗器の出力電圧を出力に変換する出力回路を介して、出力が調整される。従来から知られている操作装置では、操作軸の傾倒角度がゼロの中立位置では出力がほぼ中間の値になるように設定され、傾倒角度が負方向の最大で出力が最小値、傾倒角度が正方向の最大で出力が最大値、になるように直線変換されている。操作力に応じた（大きな）傾倒角度に対して、可変抵抗器に伝達する機構の機械的な遊びを小さくすれば、比較的高い精度（電気的精度）の出力を得ることができる。また、２個のボリューム（可変抵抗器）を異なる傾倒方向が検出できるように配置すれば、操作軸の傾倒角度及び傾倒方向が検出可能である。   In an operating device using a variable resistor, the output voltage of the variable resistor is varied according to the tilt angle, and the output is adjusted via an output circuit that converts the output voltage of the variable resistor into an output. In a conventionally known operating device, the output is set to an intermediate value at the neutral position where the tilt angle of the operation shaft is zero, the tilt angle is the maximum in the negative direction, the output is the minimum value, and the tilt angle is Linear conversion is performed so that the output becomes the maximum value at the maximum in the positive direction. If the mechanical play of the mechanism transmitting to the variable resistor is reduced with respect to the (large) tilt angle corresponding to the operating force, an output with a relatively high accuracy (electrical accuracy) can be obtained. Further, if the two volumes (variable resistors) are arranged so that different tilt directions can be detected, the tilt angle and tilt direction of the operation shaft can be detected.

一方、操作軸に操作力を加えた状態から操作力を開放すると、ばね部材等による復元力が操作軸に作用する。操作軸は、この復元力によって、操作力に応じた傾倒角度から中立位置に向かって復帰動作する。このとき、可変抵抗器を用いた操作装置においては、機械的な復帰誤差を生じることが知られている。これは、正方向の傾倒角度から中立位置へ復帰させようとしたときの復帰角度（正側の戻り値）、及び、負方向の傾倒角度から中立位置へ復帰させようとしたときの復帰角度（負側の戻り値）はゼロにならず、中立位置として設定された値からの出力ずれを生じるためである。   On the other hand, when the operating force is released from the state where the operating force is applied to the operating shaft, a restoring force by a spring member or the like acts on the operating shaft. The operating shaft returns to the neutral position from the tilt angle corresponding to the operating force by this restoring force. At this time, it is known that an operating device using a variable resistor causes a mechanical return error. This is because the return angle when returning from the tilt angle in the positive direction to the neutral position (return value on the positive side) and the return angle when trying to return from the tilt angle in the negative direction to the neutral position ( This is because the negative return value does not become zero, and an output deviation from the value set as the neutral position occurs.

正側の戻り値と負側の戻り値との間の傾倒角度領域を中立位置領域と定義する。傾倒角度を出力に直線変換する出力回路の場合、中立位置として設定された値に対し、中立位置領域における出力変化は無視できる大きさを越えてしまう。このため、可変抵抗器を用いた操作装置は精度が低いとされていた。   A tilt angle region between the positive return value and the negative return value is defined as a neutral position region. In the case of an output circuit that linearly converts the tilt angle into an output, the output change in the neutral position region exceeds a negligible magnitude with respect to the value set as the neutral position. For this reason, it has been said that the operating device using a variable resistor has low accuracy.

そこで、中立位置への復帰誤差を出力に反映させないように、中立位置領域での傾倒角度は不検出とする不感帯特性をもたせることがおこなわれた。図８に示す特許文献１のジョイスティック装置１０１では、第１ボリューム１１３の出力電圧を第１処理回路チップ１２１で不感帯特性をもたせた出力に変換し、第２ボリューム１１４の出力電圧を第２処理回路チップ１２２で不感帯特性をもたせた出力に変換している。これにより、中立位置での機械的な誤差や中立位置への復帰誤差が出力に反映されず、中立位置領域の出力は中立位置として設定された値のままになるので、見かけ上は高精度な操作装置が得られる。   Therefore, in order to prevent the return error to the neutral position from being reflected in the output, a dead zone characteristic is provided in which the tilt angle in the neutral position region is not detected. In the joystick device 101 of Patent Document 1 shown in FIG. 8, the output voltage of the first volume 113 is converted to an output having a dead zone characteristic by the first processing circuit chip 121, and the output voltage of the second volume 114 is converted to the second processing circuit. The chip 122 converts the output to a dead band characteristic. As a result, the mechanical error at the neutral position and the return error to the neutral position are not reflected in the output, and the output in the neutral position area remains at the value set as the neutral position. An operating device is obtained.

特開２００３−１７３２１４号公報JP 2003-173214 A

しかしながら、復帰誤差の対策として出力回路に不感帯特性をもたせた出力特性の操作装置であると、操作者が傾倒操作したときにも、中立位置から僅かな角度においては出力が中立位置として設定された値のまま変化しないことになる。   However, in the case of an operation device having an output characteristic in which an output circuit has a dead zone characteristic as a countermeasure against a return error, the output is set as a neutral position at a slight angle from the neutral position even when the operator performs a tilting operation. The value will not change.

このため、中立位置から僅かな角度に傾倒操作して、中立位置付近で微妙な操作を出力させたいアプリケーションのときにも、アプリケーションに適した出力が得られなかった。また、中立位置付近で僅かな角度に傾倒操作しても出力が変化しないため、操作者の操作フィーリングとして好ましいものではなかった。   For this reason, an output suitable for the application cannot be obtained even when the application is intended to output a delicate operation near the neutral position by tilting the neutral position at a slight angle. Further, since the output does not change even if the tilting operation is performed at a slight angle near the neutral position, it is not preferable as an operation feeling for the operator.

本発明は上記課題を解決するためのものであり、特に、操作軸の中立位置付近での傾倒角度に応じた出力変化が得られる操作装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, an object of the present invention is to provide an operating device capable of obtaining an output change corresponding to the tilt angle near the neutral position of the operating shaft.

本発明の操作装置は、傾倒可能な操作軸と、前記操作軸の傾倒操作状態に応じた電圧値を出力する検知手段と、前記検知手段により検出された前記電圧値に基づいて演算した制御信号を出力する出力回路とを備え、前記操作軸は復元力によって傾倒操作から復帰する中立位置領域を有し、前記中立位置領域は、前記傾倒操作から復帰する動作における傾倒角度の正側及び負側の戻り値を測定して、得られた前記正側の戻り値と前記負側の戻り値との間の傾倒角度領域であって、前記出力回路は、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力とを、前記中立位置領域内において連続的に変化させるとともに、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力との出力差を任意の値に設定可能である、ことを特徴とする。   The operating device according to the present invention includes an operation shaft that can be tilted, a detection unit that outputs a voltage value corresponding to a tilting operation state of the operation shaft, and a control signal that is calculated based on the voltage value detected by the detection unit. The operation shaft has a neutral position area that is restored from the tilting operation by a restoring force, and the neutral position area is a positive side and a negative side of a tilt angle in the operation of returning from the tilting operation. Is a tilt angle region between the positive return value and the negative return value obtained by measuring the return value, and the output circuit outputs the output with respect to the positive return value and the The output for the negative return value is continuously changed in the neutral position region, and the output difference between the output for the positive return value and the output for the negative return value is set to an arbitrary value. That is possible To.

これにより、中立位置領域内において、操作軸を僅かな角度で傾倒操作した場合には、出力を連続的に変化させるとともに、正側の戻り値に対する出力と負側の戻り値に対する出力との出力差を任意の値に設定可能であるので、中立位置領域での傾倒操作に対しても出力が追従変化する。   As a result, when the operation shaft is tilted at a slight angle in the neutral position region, the output is continuously changed, and the output for the positive return value and the output for the negative return value are output. Since the difference can be set to an arbitrary value, the output changes following the tilting operation in the neutral position region.

したがって、操作軸の中立位置付近での傾倒角度に応じた出力変化が得られる。   Therefore, an output change corresponding to the tilt angle near the neutral position of the operation shaft can be obtained.

さらに、本発明の操作装置において、前記中立位置領域の出力が、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力とを結ぶ直線上に存するように調整可能であることを特徴とする。   Further, in the operating device of the present invention, the output of the neutral position region can be adjusted so as to be on a straight line connecting the output for the positive return value and the output for the negative return value. And

中立位置領域においては、その傾倒角度の上限（正側の戻り値）と下限（負側の戻り値）との出力差に対応して、正側の戻り値に対する出力と負側の戻り値に対する出力とを結ぶ直線上に存するように出力を調整可能である。中立位置付近で操作軸の傾倒角度を変化させたときに、任意の値に設定された出力差の上下限範囲で直線変換された出力変化が得られるので、不感帯特性では得られない操作フィーリングが得られる。   In the neutral position area, corresponding to the output difference between the upper limit (positive return value) and the lower limit (negative return value) of the tilt angle, the output for the positive return value and the negative return value The output can be adjusted so that it lies on a straight line connecting the output. When the tilt angle of the operation axis is changed near the neutral position, output changes that are linearly converted within the upper and lower limits of the output difference set to an arbitrary value can be obtained, so an operation feeling that cannot be obtained with the dead band characteristics Is obtained.

また、本発明の操作装置において、前記中立位置領域の出力は、前記中立位置領域の領域外の出力に比べて、出力変化が少なくなるように調整可能であることを特徴とする。   In the operation device according to the present invention, the output of the neutral position area can be adjusted so that the output change is smaller than the output outside the neutral position area.

中立位置領域の領域外の傾倒角度が大きい傾倒操作に対して、出力変化を大きくするように、負側の傾倒角度に対する第１増幅率及び正側の傾倒角度に対する第２増幅率を用いて、出力に変換することができる。一方、中立位置領域では、第１増幅率及び第２増幅率に比べて出力変化が少なくなる第３増幅率を用いて出力に変換されるので、中立位置付近での操作フィーリングに優れるとともに、見かけ上の復帰精度を向上させることができる。   For a tilting operation with a large tilt angle outside the neutral position region, using the first gain for the negative tilt angle and the second gain for the positive tilt angle to increase the output change, Can be converted to output. On the other hand, in the neutral position region, since it is converted into an output using the third amplification factor, the output change is smaller than the first amplification factor and the second amplification factor, the operation feeling near the neutral position is excellent, Apparent return accuracy can be improved.

また、本発明の操作装置において、前記傾倒操作における負側の傾倒角度の最大値を、所定の出力の最小値以下に変換し、前記傾倒操作における正側の傾倒角度の最大値を、所定の出力の最大値以上に変換することを特徴とする。   Further, in the operating device of the present invention, the maximum value of the negative tilt angle in the tilt operation is converted to be equal to or less than the minimum value of a predetermined output, and the maximum value of the positive tilt angle in the tilt operation is converted to a predetermined value. It is characterized in that it is converted to the maximum output value or more.

中立位置領域の領域外の傾倒角度が大きい傾倒操作に対して、負側の傾倒角度の最大値を所定の出力の最小値以下に変換し、正側の傾倒角度の最大値を所定の出力の最大値以上に変換すれば、出力のダイナミックレンジとして最大になるので、見かけ上の分解能が向上し、高精度な操作装置を得ることができる。   For tilting operations with a large tilt angle outside the neutral position area, the maximum negative tilt angle value is converted to the predetermined minimum output value or less, and the maximum positive tilt angle value is converted to the predetermined output. If converted to the maximum value or more, the output dynamic range is maximized, so that the apparent resolution is improved and a highly accurate operating device can be obtained.

本発明の操作装置によれば、中立位置領域内において、操作軸を僅かな角度で傾倒操作した場合には、出力を連続的に変化させるとともに、正側の戻り値に対する出力と負側の戻り値に対する出力との出力差を任意の値に設定可能であるので、操作軸の中立位置付近での傾倒角度に応じた出力変化が得られる。   According to the operating device of the present invention, when the operating shaft is tilted at a slight angle in the neutral position region, the output is continuously changed, and the output with respect to the positive return value and the negative return Since the output difference with respect to the value can be set to an arbitrary value, an output change corresponding to the tilt angle near the neutral position of the operation axis can be obtained.

本実施形態の操作装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operating device of this embodiment. 図１に示す操作装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the operating device shown in FIG. 図１に示す操作装置を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operating device shown in FIG. 図１に示す操作装置の出力特性を示したグラフである。It is the graph which showed the output characteristic of the operating device shown in FIG. 図４に示す出力特性における中立位置領域を説明するグラフである。It is a graph explaining the neutral position area | region in the output characteristic shown in FIG. 第１の比較例として従来の操作装置の出力特性を説明するグラフである。It is a graph explaining the output characteristic of the conventional operating device as a 1st comparative example. 第２の比較例として不感帯特性をもたせた出力特性を説明するグラフである。It is a graph explaining the output characteristic which gave the dead zone characteristic as a 2nd comparative example. 従来の操作装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional operating device.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示すように、操作装置１は、傾倒操作可能な操作軸１０と、操作軸１０の傾倒操作状態に応じた電圧値を出力する検知手段２０と、検出された前記電圧値に基づいて演算した制御信号を出力する出力回路３０と、を備えている。また、操作装置１は筐体１５を有しており、筐体１５の内部に操作軸１０の傾倒角度及び傾倒方向を検知手段２０に伝達する機構を備えている。さらに、検知手段２０として、Ｘ１−Ｘ２方向の傾倒角度を検出する可変抵抗器２１ａと、Ｙ１−Ｙ２方向の傾倒角度を検出する可変抵抗器２１ｂと、を設けている。操作装置１は、検知手段２０として可変抵抗器２１ａ、２１ｂを有しているので、Ｘ１−Ｘ２方向の傾倒角度とＹ１−Ｙ２方向の傾倒角度とを同時に出力することができる。このような操作装置１は、ＸＹ平面の３６０度全方向に亘って、傾倒操作された傾倒角度及び傾倒方向を検出可能である。   As shown in FIG. 1, the controller device 1 includes an operation shaft 10 that can be tilted, a detection unit 20 that outputs a voltage value corresponding to the tilting operation state of the operation shaft 10, and the detected voltage value. And an output circuit 30 for outputting the calculated control signal. Further, the controller device 1 has a housing 15 and is provided with a mechanism for transmitting the tilt angle and tilt direction of the operation shaft 10 to the detection means 20 inside the housing 15. Furthermore, as the detection means 20, a variable resistor 21a for detecting the tilt angle in the X1-X2 direction and a variable resistor 21b for detecting the tilt angle in the Y1-Y2 direction are provided. Since the operating device 1 includes the variable resistors 21a and 21b as the detecting means 20, the tilt angle in the X1-X2 direction and the tilt angle in the Y1-Y2 direction can be output simultaneously. Such an operating device 1 can detect the tilt angle and the tilt direction in which the tilt operation has been performed over all 360 degrees on the XY plane.

可変抵抗器２１ａ、２１ｂは、ケース内に摺動部と抵抗体とを備えて、摺動部が抵抗体に接する位置を可変できるように設けられて、その摺動位置により操作軸１０の傾倒操作状態に応じた電圧値を検出して出力する。筐体１５の内部には、ばね部材（図示しない）が設けられており、操作軸１０は、外力が作用していないときに、Ｚ１−Ｚ２の向きに起立した姿勢を維持できるようになっている。この姿勢を操作軸１０の中立位置と定義している。ばね部材は、ばね状に形成された金属だけでなく、ゴム等の弾性材料であってもよい。   The variable resistors 21a and 21b are provided with a sliding portion and a resistor in the case so that the position where the sliding portion comes into contact with the resistor can be varied, and the operation shaft 10 is tilted by the sliding position. A voltage value corresponding to the operation state is detected and output. A spring member (not shown) is provided inside the housing 15 so that the operation shaft 10 can maintain a standing posture in the direction of Z1-Z2 when no external force is applied. Yes. This posture is defined as a neutral position of the operation shaft 10. The spring member may be not only a metal formed in a spring shape but also an elastic material such as rubber.

なお、図１では、出力回路３０が一体化された外形形状を示しているが、操作装置１の態様はこれに限定されるものではない。出力回路３０を、別部品として実装基板上で電気配線によって接続してもよい。また、他の電気部品の処理回路を兼用した回路モジュールとして、出力回路３０を備えていてもよい。   In addition, in FIG. 1, although the external shape with which the output circuit 30 was integrated is shown, the aspect of the operating device 1 is not limited to this. The output circuit 30 may be connected by electric wiring on the mounting board as a separate component. Further, the output circuit 30 may be provided as a circuit module that also serves as a processing circuit for other electrical components.

さらに、操作装置１は、操作軸１０に固定されて操作者が操作する操作部材と、操作軸１０を突出させるように筐体１５を収納する収納部材と、を有して、操作しやすい形状にデザインされたものであってもよい。   Furthermore, the controller device 1 has an operation member that is fixed to the operation shaft 10 and operated by an operator, and a storage member that stores the housing 15 so that the operation shaft 10 protrudes, so that it is easy to operate. It may be designed.

次に、本実施形態の操作装置１の出力について説明する。   Next, the output of the controller device 1 of this embodiment will be described.

図２に示すように、検知手段２０として配置された可変抵抗器２１ａ、２１ｂが出力回路３０に電気接続されており、出力回路３０から、後述する出力が得られる。ここでは、図示しない電源回路から所定の電圧（電源電圧）が可変抵抗器２１ａ、２１ｂの抵抗体の両端に印加されており、摺動部の摺動位置での電圧値（出力電圧）が出力回路３０の入力信号になっている。また、図２に示すように、出力回路３０は出力変換手段３１と記憶手段３２とを備えているが、ＡＤ変換回路を有するマイクロコンピュータで構成されていてもよい。出力回路３０の出力は、可変抵抗器２１ａ、２１ｂのそれぞれに対応した別々の出力信号にする方式、所定の時間間隔で出力信号を順次送信する方式、等のどのような方式であってもよい。   As shown in FIG. 2, variable resistors 21 a and 21 b arranged as the detection means 20 are electrically connected to the output circuit 30, and an output described later is obtained from the output circuit 30. Here, a predetermined voltage (power supply voltage) is applied to both ends of the resistors of the variable resistors 21a and 21b from a power supply circuit (not shown), and a voltage value (output voltage) at the sliding position of the sliding portion is output. This is an input signal of the circuit 30. As shown in FIG. 2, the output circuit 30 includes the output conversion means 31 and the storage means 32, but may be constituted by a microcomputer having an AD conversion circuit. The output of the output circuit 30 may be any method such as a method of making separate output signals corresponding to the variable resistors 21a and 21b, a method of sequentially transmitting the output signals at a predetermined time interval, and the like. .

なお、本明細書で「出力」とは、操作対象を制御するために出力回路３０から出力される制御信号としての出力であり、電圧出力もしくは電流出力またはデジタル出力の形態である。この「出力」と区別するため、可変抵抗器２１ａ、２１ｂから出力回路３０に入力される電圧値は「出力電圧」と呼称する。   In this specification, “output” is an output as a control signal output from the output circuit 30 in order to control an operation target, and is in the form of a voltage output, a current output, or a digital output. In order to distinguish from this “output”, the voltage value input to the output circuit 30 from the variable resistors 21a and 21b is referred to as “output voltage”.

操作軸１０を所定の方向（たとえばＸ２方向）に最大に傾倒したときに、最大の出力が得られるように、検知手段２０の出力電圧に対する補正値を用いて演算した出力に変換される。操作軸１０の傾倒角度がゼロの中立位置では出力がほぼ中間の値になるように設定されて、中立位置に対して出力が増加する傾倒方向（たとえばＸ２方向）と出力が減少する傾倒方向（たとえばＸ１方向）との出力を得ることができる。操作力に応じた（大きな）傾倒角度に対して、機械的な遊びを小さくすれば、比較的高い精度（電気的精度）の出力を得ることができる。本実施形態では、Ｘ１−Ｘ２方向の傾倒角度を検出する可変抵抗器２１ａと、Ｙ１−Ｙ２方向の傾倒角度を検出する可変抵抗器２１ｂと、を備えているので、それぞれの可変抵抗器の製造ばらつきや取り付けばらつきを考慮する。すなわち、Ｘ１−Ｘ２方向（以下、Ｘ方向と称する）での出力電圧とＹ１−Ｙ２方向（以下、Ｙ方向と称する）での出力電圧は異なる。したがって、補正値を決めるための測定がＸ方向、Ｙ方向、それぞれ別々に行われて、測定値を記憶手段３２に記憶させている。   When the operation shaft 10 is tilted to the maximum in a predetermined direction (for example, the X2 direction), the output is converted into an output calculated using the correction value for the output voltage of the detection means 20 so that the maximum output is obtained. At the neutral position where the tilt angle of the operation shaft 10 is zero, the output is set to have an almost intermediate value. The tilt direction (for example, the X2 direction) in which the output increases with respect to the neutral position and the tilt direction in which the output decreases ( For example, an output of X1 direction) can be obtained. If the mechanical play is reduced with respect to the (large) tilt angle corresponding to the operating force, an output with a relatively high accuracy (electrical accuracy) can be obtained. In this embodiment, since the variable resistor 21a for detecting the tilt angle in the X1-X2 direction and the variable resistor 21b for detecting the tilt angle in the Y1-Y2 direction are provided, the manufacture of each variable resistor is provided. Consider variations and mounting variations. That is, the output voltage in the X1-X2 direction (hereinafter referred to as the X direction) is different from the output voltage in the Y1-Y2 direction (hereinafter referred to as the Y direction). Therefore, the measurement for determining the correction value is separately performed in the X direction and the Y direction, and the measurement value is stored in the storage unit 32.

一方、操作軸１０に操作力を加えた状態から操作力を開放すると、復元力によって操作軸１０は操作力に応じた傾倒角度の状態から中立位置に復帰する。このとき、可変抵抗器２１ａ、２１ｂを用いた操作装置１においては、機械的な復帰誤差を生じることが知られている。これは、正方向の傾倒角度から中立位置へ復帰させたときの復帰角度、及び、負方向の傾倒角度から中立位置へ復帰させたときの復帰角度はゼロにならず、中立位置として設定した値からの出力ずれを生じるためである。   On the other hand, when the operating force is released from the state in which the operating force is applied to the operating shaft 10, the operating shaft 10 returns to the neutral position from the tilt angle state corresponding to the operating force by the restoring force. At this time, it is known that the operating device 1 using the variable resistors 21a and 21b causes a mechanical return error. This is because the return angle when returning from the tilt angle in the positive direction to the neutral position and the return angle when returning from the tilt angle in the negative direction to the neutral position are not zero, and are the values set as the neutral position. This is to cause an output deviation from.

以下、Ｘ方向について詳細に説明する。あらじめ、可変抵抗器２１ａの出力電圧Ｖｘを、Ｘ方向の最大傾倒角度である正負の２点で測定する。本実施形態においては、負側の傾倒角度の最大値と、正側の傾倒角度の最大値と、で出力電圧Ｖｘを測定している。これに加えて、あらかじめ、負側の傾倒角度の最大値から操作力を開放して中立位置に向けて戻った復帰角度に対する出力電圧Ｖｘ（負側の戻り値Ａ）、及び、正側の傾倒角度の最大値から操作力を開放して中立位置に向けて戻った復帰角度に対する出力電圧Ｖｘ（正側の戻り値Ｂ）を測定する。これにより、負側の傾倒角度の最大値での出力電圧Ｖｘ（以下の説明では負側最大値Ｃと称する）と、負側の戻り値Ａと、正側の傾倒角度の最大値での出力電圧Ｖｘ（正側最大値Ｄと称する）と、正側の戻り値Ｂと、が出力電圧Ｖｘの測定値として得られる。本明細書では、負側の戻り値Ａでの傾倒角度と正側の戻り値Ｂでの傾倒角度との間の領域を中立位置領域と定義する。   Hereinafter, the X direction will be described in detail. In summary, the output voltage Vx of the variable resistor 21a is measured at two positive and negative points which are the maximum tilt angle in the X direction. In this embodiment, the output voltage Vx is measured with the maximum value of the negative tilt angle and the maximum value of the positive tilt angle. In addition to this, the output voltage Vx (negative return value A) with respect to the return angle when the operating force is released from the maximum value of the negative tilt angle and returned to the neutral position in advance, and the positive tilt The output voltage Vx (return value B on the positive side) with respect to the return angle when the operating force is released from the maximum value of the angle and returned toward the neutral position is measured. Accordingly, the output voltage Vx at the maximum value of the negative tilt angle (hereinafter referred to as the negative maximum value C), the return value A on the negative side, and the output at the maximum value of the positive tilt angle. A voltage Vx (referred to as a positive maximum value D) and a positive return value B are obtained as measured values of the output voltage Vx. In this specification, a region between the tilt angle at the negative return value A and the tilt angle at the positive return value B is defined as a neutral position region.

これら出力電圧の測定値をあらかじめ記憶手段３２に記憶させ、出力変換手段３１において操作装置１の使用時における操作軸１０の傾倒角度が出力ｘに変換される。このとき、負側最大値Ｃ〜負側の戻り値Ａの出力電圧範囲に対して、第１増幅率を用いた出力ｘに変換される。また、正側の戻り値Ｂ〜正側最大値Ｄの出力電圧範囲に対して、第２増幅率を用いた出力ｘに変換される。一方、中立位置領域における負側の戻り値Ａ〜正側の戻り値Ｂの出力電圧範囲に対しては、第１増幅率及び第２増幅率とは異なる、第３増幅率を用いた出力ｘに変換される。   These measured values of the output voltage are stored in advance in the storage means 32, and the output conversion means 31 converts the tilt angle of the operating shaft 10 when the operating device 1 is used into the output x. At this time, the output voltage range of the negative maximum value C to the negative return value A is converted into an output x using the first amplification factor. Further, the output voltage range from the positive return value B to the positive maximum value D is converted into an output x using the second amplification factor. On the other hand, for the output voltage range of the negative return value A to the positive return value B in the neutral position region, the output x using the third gain, which is different from the first gain and the second gain. Is converted to

図３に示すように、操作装置１の操作軸１０を操作することによって、ステップＳＴ１で、Ｘ方向の傾倒角度が可変抵抗器２１ａの出力電圧Ｖｘとして出力回路３０に入力される。ステップＳＴ２で、出力電圧Ｖｘが負側の戻り値Ａより小さい電圧であるか判定され、負側の戻り値Ａ以上の場合はステップＳＴ３に、負側の戻り値Ａより小さい場合はステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ３では、正側の戻り値Ｂより大きい電圧であるか判定され、ステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ４では、上記の判定結果によって、第１増幅率、第２増幅率、または第３増幅率を用いた出力ｘに変換される。この結果、ステップＳＴ５で、変換後の出力ｘが得られる。これらの電気的処理はデジタル回路でおこなうことが実際的である。出力ｘはデジタル信号であるほうが好ましい。   As shown in FIG. 3, by operating the operating shaft 10 of the controller device 1, in step ST1, the tilt angle in the X direction is input to the output circuit 30 as the output voltage Vx of the variable resistor 21a. In step ST2, it is determined whether or not the output voltage Vx is smaller than the negative return value A. If the output voltage Vx is greater than or equal to the negative return value A, the process proceeds to step ST3. move on. In step ST3, it is determined whether the voltage is higher than the positive return value B, and the process proceeds to step ST4. In step ST4, the output is converted into an output x using the first amplification factor, the second amplification factor, or the third amplification factor depending on the determination result. As a result, the converted output x is obtained in step ST5. It is practical to perform these electrical processes using digital circuits. The output x is preferably a digital signal.

これにより、図４に示すように、操作軸１０のＸ方向の傾倒角度θｘと出力ｘとの関係が得られる。傾倒角度は負側最大値Ｃでの角度θ１、負側の戻り値Ａでの角度θ２、正側の戻り値Ｂでの角度θ３、及び、正側最大値Ｄでの角度θ４によって、３つの領域に分けられている。操作軸１０は、外力が作用していない中立位置での傾倒角度θｘが０度であるが、傾倒操作後は中立位置付近にある負側の戻り値Ａでの角度θ２または正側の戻り値Ｂでの角度θ３に復帰する。 Thus, as shown in FIG. 4, the relationship between the tilt angle theta x and the output x of the X direction of the operating shaft 10 is obtained. Tilt angle is the angle theta 1 at the negative side maximum value C, the angle theta 2 at the negative side of the return value A, the angle theta 3 at the positive side of the return value B, and the angle theta 4 in the positive maximum value D Is divided into three regions. The operation shaft 10 has a tilt angle θ x at the neutral position where no external force is applied, which is 0 degree. However, after the tilt operation, the angle θ 2 at the negative return value A near the neutral position or the positive side Return to the angle θ 3 at the return value B.

負側最大値Ｃでの角度θ１では変換後に、所定の出力の最小値（０）になるように補正される。同様に、正側最大値Ｄでの角度θ４では変換後に、所定の出力の最大値（Ｍａｘ）になるように補正される。中立位置での出力ｘは、前記所定の出力の最大値（Ｍａｘ）の１／２になるよう設定される。一方、図５に示すように、負側の戻り値Ａでの角度θ２と正側の戻り値Ｂでの角度θ３との出力差は、所望の出力差Ｓに変換される。すなわち、第３増幅率は、負側の戻り値Ａでの角度θ２での出力電圧と、正側の戻り値Ｂでの角度θ３での出力電圧と、の電圧差が所望の出力差Ｓになるように変換される値に設定される。このような設定はアナログ増幅回路やデジタル回路で調整することができる。負側の戻り値Ａでの角度θ２と正側の戻り値Ｂでの角度θ３との間の傾倒角度θｘが中立位置領域である。図４及び図５に示した中立位置領域は分かりやすいように広くしているが、実際の操作装置１における傾倒角度θｘでは数度程度である。中立位置領域においては、出力差Ｓに対応して、正側の戻り値Ｂに対する出力と負側の戻り値Ａに対する出力とを結ぶ直線上に存するように調整されて、出力ｘが変化する。 The angle θ 1 at the negative maximum value C is corrected to be a predetermined minimum output value (0) after conversion. Similarly, the angle θ 4 at the positive maximum value D is corrected so as to have a predetermined maximum value (Max) after conversion. The output x at the neutral position is set to be 1/2 of the maximum value (Max) of the predetermined output. On the other hand, as shown in FIG. 5, the output difference between the angle theta 3 at an angle theta 2 and the positive return value B of the negative side of the return value A, it is converted to the desired output difference S. In other words, the third amplification factor is a desired output difference between the output voltage at the angle θ 2 at the negative return value A and the output voltage at the angle θ 3 at the positive return value B. It is set to a value that is converted to be S. Such a setting can be adjusted by an analog amplifier circuit or a digital circuit. Tilt angle theta x between the angle theta 3 at an angle theta 2 and the positive return value B of the negative side of the return value A is a neutral position area. The neutral position region shown in FIG. 4 and FIG. 5 is widened for easy understanding, but the tilt angle θ x in the actual operating device 1 is about several degrees. In the neutral position region, the output x changes corresponding to the output difference S so as to be on a straight line connecting the output for the positive return value B and the output for the negative return value A.

上述の電気的処理をデジタル回路でおこなう事例について詳述する。ここでは、デジタル回路として、可変抵抗器２１ａの出力電圧Ｖｘをデジタル変換するＡＤ変換部が８ｂｉｔのＡＤコンバータである場合を示す。一般的に、出力電圧Ｖｘの上限値と下限値は印加されている電源電圧（Ｖ）と接地電位（０）であり、ＡＤコンバータの入力電圧の上限値と下限値も同じものが選ばれる。説明上、最小分解能（ＬＳＢ）を用いて、８ｂｉｔのデジタル値を０〜２５５で表わすことにする。あらかじめ、測定された負側の戻り値Ａ、正側の戻り値Ｂ、負側最大値Ｃ、正側最大値Ｄ、をＡＤ変換されたデジタル値として記憶しておく。また、所望の出力差Ｓをデジタル値で設定しておく。たとえば、出力差Ｓは６（ＬＳＢ）に設定され、Ｓ／２をＲと表わすことにする。出力ｘへの変換は以下の数式によって算出できる。   An example in which the above-described electrical processing is performed by a digital circuit will be described in detail. Here, a case is shown in which the AD converter that digitally converts the output voltage Vx of the variable resistor 21a is an 8-bit AD converter as the digital circuit. Generally, the upper limit value and lower limit value of the output voltage Vx are the applied power supply voltage (V) and the ground potential (0), and the same upper limit value and lower limit value of the input voltage of the AD converter are selected. For the sake of explanation, an 8-bit digital value is represented by 0 to 255 using the minimum resolution (LSB). The measured negative return value A, positive return value B, negative maximum value C, and positive maximum value D are stored in advance as AD-converted digital values. Further, a desired output difference S is set as a digital value. For example, the output difference S is set to 6 (LSB), and S / 2 is represented as R. The conversion to the output x can be calculated by the following equation.

この場合、第１増幅率は、（１２８−Ｒ）／（Ａ−Ｃ）に相当する。同様に、第２増幅率は、{２５５−（１２８＋Ｒ）}／（Ｄ−Ｂ）に相当する。また、第３増幅率は、Ｓ／（Ｂ−Ａ）に相当する。   In this case, the first amplification factor corresponds to (128-R) / (AC). Similarly, the second amplification factor corresponds to {255− (128 + R)} / (D−B). The third amplification factor corresponds to S / (B−A).

これにより、図４〜図５に示すように、中立位置での出力ｘは、所定の出力の最大値の１／２である１２８（デジタル値）に補正されて出力される。また、負側最大値Ｃは０（デジタル値）に、正側最大値Ｄは２５５（デジタル値）に補正されて出力される。さらに、中立位置領域は測定された負側の戻り値Ａ、正側の戻り値Ｂの値によらず、所望の出力差Ｓ（＝２×Ｒ）に補正されて出力される。負側の戻り値Ａ及び正側の戻り値Ｂで３つの傾倒角度領域に区分され、それぞれの領域での傾倒角度θｘと出力ｘとの関係は一次関数で表わされる。 As a result, as shown in FIGS. 4 to 5, the output x at the neutral position is corrected to 128 (digital value), which is 1/2 of the maximum value of the predetermined output, and is output. The negative maximum value C is corrected to 0 (digital value), and the positive maximum value D is corrected to 255 (digital value). Further, the neutral position region is output after being corrected to a desired output difference S (= 2 × R) regardless of the measured values of the negative return value A and the positive return value B. Is divided into three slant angle region in the negative return value A and the positive return value B, the relationship between the tilt angle theta x and the output x in each region is expressed by a linear function.

比較のために、従来の出力特性を、図６及び図７を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、図４で説明した操作装置１に対して、出力回路３０での変換処理のみが異なるものとした。   For comparison, conventional output characteristics will be described with reference to FIGS. Here, in order to simplify the description, it is assumed that only the conversion process in the output circuit 30 is different from the controller device 1 described in FIG.

第１の比較例である図６では、負側最大値Ｃでの角度θ１では変換後に、所定の出力の最小値（０）になるように補正される。同様に、正側最大値Ｄでの角度θ４では変換後に、所定の出力の最大値（Ｍａｘ）になるように補正される。しかしながら、中立位置領域を含む傾倒角度θｘ全体に亘って、一定の増幅率が設定されるため、傾倒角度θｘと出力ｘとの関係は一次関数で表わされる。このとき負側の戻り値Ａでの角度θ２での出力電圧と、正側の戻り値Ｂでの角度θ３での出力電圧と、の電圧差は出力差Ｓ０に変換されている。 In FIG. 6, which is the first comparative example, the angle θ 1 at the negative maximum value C is corrected to be a predetermined minimum output value (0) after conversion. Similarly, the angle θ 4 at the positive maximum value D is corrected so as to have a predetermined maximum value (Max) after conversion. However, since a constant amplification factor is set over the entire tilt angle θ x including the neutral position region, the relationship between the tilt angle θ x and the output x is expressed by a linear function. At this time, the voltage difference between the output voltage at the angle θ 2 at the negative return value A and the output voltage at the angle θ 3 at the positive return value B is converted into an output difference S 0 .

操作軸１０は、外力が作用していないときに、Ｚ１−Ｚ２の向きに起立した姿勢を維持できるようになっているが、傾倒状態から操作力が開放されただけでは、傾倒角度θｘは０度に復帰しない。摺動操作可能な機械的な機構を用いているため、この復帰精度の向上には限界がある。図６に示すように、従来から知られている操作装置の出力特性では、出力差Ｓ０が大きいため復帰精度が悪いと見なされ、高精度な制御に適用することができなかった。 Operating shaft 10, when an external force is not acting, although enabled to maintain a standing posture in the direction of Z1-Z2, only the operation force from the inclined state is opened, tilt angle theta x is Does not return to 0 degrees. Since a mechanical mechanism capable of sliding operation is used, there is a limit to improving the return accuracy. As shown in FIG. 6, the output characteristic of the operating device is conventionally known, the return accuracy for large output difference S 0 is considered bad, could not be applied to high-precision control.

これに対し、復帰精度を見かけ上改善するために不感帯特性をもたせることが、特許文献２に開示されている。「不感帯特性」とは、中立位置領域での傾倒角度θｘは不検出とした出力特性である。この場合の特性は、第２の比較例として図７に示すように、中立位置領域の傾倒角度θｘ（θ２〜θ３）では所定の出力の最大値の１／２（Ｍａｘ／２）が出力される。したがって、実際の機械的な復帰精度は悪いにも関わらず、見かけ上の復帰精度が向上する。 On the other hand, Patent Document 2 discloses that a dead zone characteristic is provided to apparently improve the return accuracy. The “dead zone characteristic” is an output characteristic in which the tilt angle θ x in the neutral position region is not detected. As shown in FIG. 7 as a second comparative example, the characteristic in this case is 1/2 (Max / 2) of the maximum value of the predetermined output at the tilt angle θ x (θ 2 to θ 3 ) of the neutral position region. Is output. Therefore, although the actual mechanical return accuracy is poor, the apparent return accuracy is improved.

しかしながら、図７に示すように、不感帯特性をもたせた場合には、中立位置領域で操作軸１０を中立位置から僅かな角度θｘに傾倒操作したとき、操作者が操作軸１０を操作した感覚を生じているにも関わらず、出力ｘはＭａｘ／２のまま変化しない。このように、中立位置付近で僅かな角度θｘに傾倒操作しても出力ｘが変化しないため、操作者の操作フィーリングとして好ましいものではなかった。ゲーム等の、操作軸１０を中立位置から僅かな角度θｘに傾倒操作して、中立位置付近で微妙な操作を出力させたいアプリケーションのときにも、そのようなアプリケーションに適した出力が得られなかった。また、傾倒角度θｘが中立位置領域を越えたときに、急に出力ｘが変化し始めるので、中立位置と中立位置領域を越える傾倒角度θｘとの間で操作するアプリケーションにも不向きであった。 However, as shown in FIG. 7, when remembering dead band characteristics, when tilting operation in slight angle theta x from the neutral position to the operating shaft 10 in a neutral position area, sense an operator operates the operating lever 10 However, the output x remains Max / 2. Thus, since even if the tilting operation in slight angle theta x near neutral position output x unchanged, were not preferred as an operation feeling of the operator. For applications such as games where the operation axis 10 is tilted from the neutral position to a slight angle θ x and a delicate operation is to be output near the neutral position, an output suitable for such an application can be obtained. There wasn't. Also, when the tilt angle theta x exceeds the neutral position area, so suddenly output x begins to change, it is not suitable for applications to operate with the tilt angle theta x beyond the neutral position area and the neutral position It was.

不感帯特性をもたせた第２の比較例に対して、本実施形態の操作装置１においては、操作軸を大きく傾倒操作して中立位置領域よりも大きい傾倒角度θｘであるときに、第１増幅率または第２増幅率を用いて検知手段２０からの出力電圧が変換され、正側の戻り値に対する出力と負側の戻り値に対する出力とに連続して出力変化する出力を得ることができる。この出力精度は第２の比較例とほぼ同じである。さらに、操作軸１０を僅かな角度θｘに傾倒操作して中立位置領域にあるときは、不感帯特性ではなく、正側の戻り値に対する出力と負側の戻り値に対する出力との出力差を任意の値に設定可能であるので、中立位置領域での傾倒操作に対しても出力ｘが追従変化する。したがって、操作軸１０の傾倒量の中立位置付近での傾倒角度θｘに応じた出力ｘの変化が得られる。図５に示すように、中立位置付近で操作軸の傾倒角度θｘを変化させたときに、任意の値に設定された出力差Ｓの上下限範囲で直線変換された出力変化が得られるので、不感帯特性では得られない操作フィーリングが得られる。 To the second comparative example remembering dead band characteristics, in the operating device 1 of the present embodiment, when by increasing incline the operation shaft is larger tilt angle theta x from the neutral position area, the first amplifier The output voltage from the detection means 20 is converted using the rate or the second amplification factor, and an output whose output continuously changes between an output for the positive return value and an output for the negative return value can be obtained. This output accuracy is almost the same as in the second comparative example. Furthermore, when in the operating shaft 10 in the neutral position region by tilting operation in slight angle theta x is not a dead band characteristics, any output difference between the output to the output and the negative side of the return value for the positive return value Therefore, the output x changes following the tilting operation in the neutral position region. Therefore, a change in the output x corresponding to the tilt angle θ x near the neutral position of the tilt amount of the operation shaft 10 is obtained. As shown in FIG. 5, when changing the tilt angle theta x of the operating shaft in the vicinity of the neutral position, the linear transformed output change at the lower range on the output difference S set to any value is obtained An operation feeling that cannot be obtained with the dead zone characteristics is obtained.

なお、以上の説明においては、出力ｘの範囲を０〜Ｍａｘで同じであるとしたが、より狭い出力範囲だけを用いている場合もあり、そのような場合には、所定の出力ｘとして、増幅率を上げた出力電圧の変換がなされて、出力ｘの範囲を大きくすることが好ましい。中立位置領域の領域外の傾倒角度θｘが大きい傾倒操作に対して、出力変化を大きくするように、負側の傾倒角度に対する第１増幅率及び正側の傾倒角度に対する第２増幅率を用いて、出力に変換することができる。こうすれば、傾倒角度θｘの変化Δθｘに対する出力の変化Δｘが大きくできる。一方、中立位置領域では、第１増幅率及び第２増幅率に比べて出力変化が少なくなる第３増幅率を用いて出力に変換されるので、中立位置付近での操作フィーリングに優れるとともに、見かけ上の復帰精度を向上させることができる。 In the above description, the range of the output x is 0 to Max, but only a narrower output range may be used. In such a case, as the predetermined output x, It is preferable to increase the range of the output x by converting the output voltage with an increased amplification factor. The first amplification factor for the negative tilt angle and the second amplification factor for the positive tilt angle are used so as to increase the output change for a tilt operation with a large tilt angle θ x outside the neutral position region. Can be converted to output. In this way, the output change Δx with respect to the change Δθ x in the tilt angle θ x can be increased. On the other hand, in the neutral position region, since it is converted into an output using the third amplification factor, the output change is smaller than the first amplification factor and the second amplification factor, the operation feeling near the neutral position is excellent, Apparent return accuracy can be improved.

また、操作装置１の使用環境における温湿度の変化があり、操作装置１の機械的及び電気的な経時変化もあることから、負側最大値Ｃ、正側最大値Ｄ、負側の戻り値Ａ、及び、正側の戻り値Ｂの測定値に対して、変動誤差を見込んでおくことが好ましい。たとえば、負側最大値Ｃでの角度θ１では変換後に、所定の出力の最小値（０）以下になり、負側の戻り値Ａでの角度θ２より変動分だけ負側最大値Ｃでの角度θ１側に中立位置領域を広げて、第１増幅率を設定することができる。こうすれば、傾倒角度θｘの出力範囲が少し狭まるが、使用環境や経時変化の影響を受ける心配が少ない。 Further, since there is a change in temperature and humidity in the operating environment of the operating device 1 and there are also mechanical and electrical changes over time of the operating device 1, the negative maximum value C, the positive maximum value D, and the negative return value. It is preferable to allow for a variation error with respect to the measured values of A and the return value B on the positive side. For example, the angle θ 1 at the negative maximum value C becomes equal to or smaller than the predetermined minimum output value (0) after conversion, and the negative maximum value C is equal to the variation from the angle θ 2 at the negative return value A. to expand the angular θ neutral position area 1 side, it is possible to set the first amplification factor. In this way, the output range of the tilt angle θ x is narrowed a little, is less worried about the influence of the use environment and changes over time.

第１増幅率及び第２増幅率は、それぞれの領域での傾倒角度θｘと出力ｘとの関係を一次関数以外の出力特性に変換するように設定することもできるが、一次関数の出力特性に変換するように一定値の増幅率であることが好ましい。また、第１増幅率と第２増幅率とが同じ大きさであってもよい。傾倒角度θｘが正方向と負方向では対称であることが好ましいので、傾倒角度θｘの変化Δθｘに対する出力ｘの変化Δｘが同じ大きさになるように設定されていることが好ましい。 The first amplification factor and a second amplification factor, although the relationship between the tilt angle theta x and the output x of the respective areas can also be configured to convert the output characteristics of the non-linear function, the output characteristics of the linear function It is preferable that the gain is a constant value so as to convert to. Further, the first amplification factor and the second amplification factor may be the same size. Since it is preferable slant angle theta x is a positive and negative directions are symmetrical, it is preferable to change Δx of the output x with respect to the change [Delta] [theta] x of the tilt angle theta x is set to be the same size.

また、第３増幅率は、第１増幅率及び第２増幅率に比べて、出力変化が小さくなるように選択することが好適である。傾倒角度θｘが大きい傾倒操作に対して、出力変化を大きくするように、負側の傾倒角度θｘに対する第１増幅率、及び、正側の傾倒角度θｘに対する第２増幅率を用いて、出力ｘに変換することができる。一方、第３増幅率は第１増幅率及び第２増幅率に比べて出力変化が少なくなるように（小さな増幅率で）設定して、出力ｘに変換すれば、第１増幅率及び第２増幅率の大きさに関わらず、中立位置領域での見かけ上の復帰精度を向上させることができる。従来の不感帯特性とは異なり、中立位置領域でも第３増幅率を用いて出力ｘを変化させることができるので、操作者の操作フィーリングに優れている。 In addition, it is preferable to select the third amplification factor so that the change in output is smaller than the first amplification factor and the second amplification factor. Relative tilt angle theta x is large tilting operation, so as to increase the output change, the first gain for the tilt angle theta x negative side, and, using a second gain for the positive tilting angle theta x , Can be converted to output x. On the other hand, if the third amplification factor is set so that the output change is smaller (with a smaller amplification factor) than the first amplification factor and the second amplification factor, and converted to the output x, the first amplification factor and the second amplification factor are obtained. Regardless of the magnitude of the amplification factor, the apparent return accuracy in the neutral position region can be improved. Unlike the conventional dead zone characteristics, the output x can be changed using the third amplification factor even in the neutral position region, which is excellent in the operator's operation feeling.

また、負側最大値Ｃでの傾倒角度θｘを出力ｘの最小値に合わせて、正側最大値Ｄでの傾倒角度θｘを出力ｘの最大値に合わせて、出力ｘに変換する補正値にしているので、出力ｘのダイナミックレンジとして最大になる。なお、上述の変動ばらつきを考慮しても出力ｘのダイナミックレンジが最大にできるように、第１増幅率と第２増幅率とを上述したより大きめに設定することが、好ましい。すなわち、第１増幅率は、傾倒操作における負側最大値Ｃを、所定の出力ｘの最小値以下に変換する補正値であり、第２増幅率は、傾倒操作における正側最大値Ｄを、所定の出力ｘの最大値以上に変換する補正値であることが好ましい。中立位置領域の領域外の傾倒角度θｘが大きい傾倒操作に対して、負側最大値Ｃを所定の出力の最小値（０）以下に変換し、正側最大値Ｄを所定の出力の最大値（Ｍａｘ）以上に変換すれば、出力ｘのダイナミックレンジとして最大になる。こうすれば、傾倒角度θｘが最大になる前に出力ｘが飽和するので、操作者には変動ばらつきによる影響が感じられない。さらに、見かけ上の分解能が向上し、高精度な操作装置１を得ることができる。 Further, the tilt angle θ x at the negative maximum value C is adjusted to the minimum value of the output x, and the tilt angle θ x at the positive maximum value D is adjusted to the maximum value of the output x and converted to the output x. Since it is a value, the dynamic range of output x is maximized. Note that it is preferable to set the first amplification factor and the second amplification factor larger than those described above so that the dynamic range of the output x can be maximized even in consideration of the variation variation described above. That is, the first amplification factor is a correction value that converts the negative maximum value C in the tilting operation to be equal to or less than the minimum value of the predetermined output x, and the second amplification factor is the positive maximum value D in the tilting operation, It is preferable that the correction value be converted to be equal to or greater than the maximum value of the predetermined output x. For a tilting operation with a large tilt angle θ x outside the neutral position region, the negative maximum value C is converted to a predetermined output minimum value (0) or less, and the positive maximum value D is converted to a predetermined maximum output. If converted to a value (Max) or more, the dynamic range of the output x is maximized. By doing so, the output x is saturated before the tilt angle θ x becomes maximum, so that the operator does not feel the influence due to the variation variation. Furthermore, the apparent resolution is improved and the highly accurate operating device 1 can be obtained.

図５を参照して説明したように、操作装置１において、第３増幅率は、正側の戻り値Ｂと負側の戻り値Ａとの差を所望の出力差Ｓに調整する補正値であることが好ましい。中立位置領域において、変換後の出力差Ｓは第３増幅率によって調整可能である。なお、図５に示した中立位置領域は分かりやすいように広くしているが、実際の操作装置１における傾倒角度θｘでは数度程度である。したがって、第３増幅率を選定する際に、第１増幅率及び第２増幅率をほとんど変更する必要がない。第３増幅率は不感帯特性ではなく、また、出力差Ｓは適度な出力差に調整されるように第３増幅率が選ばれているので、操作フィーリングと中立位置付近での出力精度の向上とを両立させることができる。この効果は、不感帯特性では得られないものである。 As described with reference to FIG. 5, in the controller device 1, the third amplification factor is a correction value that adjusts the difference between the positive return value B and the negative return value A to the desired output difference S. Preferably there is. In the neutral position region, the converted output difference S can be adjusted by the third amplification factor. Although the neutral position region shown in FIG. 5 is widened so as to be easily understood, the tilt angle θ x in the actual operating device 1 is about several degrees. Therefore, when selecting the third gain, it is not necessary to change the first gain and the second gain. The third gain is not a dead band characteristic, and the third gain is selected so that the output difference S is adjusted to an appropriate output difference. Therefore, the operation feeling and the output accuracy near the neutral position are improved. Can be made compatible. This effect cannot be obtained with the dead zone characteristics.

なお、中立位置領域の傾倒角度θｘは、操作装置１の機械的な組み立てばらつきや使用材料のばらつきによって、個体差を有している。また、検知手段２０は製造ばらつきによる電気的な個体差も有している。このとき、個体差によっては、出力差Ｓに調整されていない状態でも、中立位置領域の出力変化が少ない場合がある。そのような場合も含めて、所定の出力差Ｓになるように調整すれば、操作装置１の個体差による出力ｘの差異を小さくできるので、操作フィーリングの個体差を小さくする効果を有している。ゲーム機のように、複数の操作者が同時に操作するアプリケーションでは、操作フィーリングの個体差が小さいことが有効である。 Incidentally, the tilt angle theta x neutral position area, the variation of the mechanical assembly variations and using materials of the operating device 1 has an individual difference. The detection means 20 also has electrical individual differences due to manufacturing variations. At this time, depending on the individual difference, the output change in the neutral position region may be small even when the output difference S is not adjusted. Including such a case, if the output difference S is adjusted so as to be a predetermined output difference S, the difference in the output x due to the individual difference of the controller device 1 can be reduced, so that there is an effect of reducing the individual difference in the operation feeling. ing. In an application such as a game machine that is operated simultaneously by a plurality of operators, it is effective that an individual difference in operation feeling is small.

上述の説明においては、操作装置１の組み立てばらつきによる中立位置のずれを省略した。しかし、中立位置がずれている場合にも、中立位置領域内に含まれているように設定すれば、本発明の効果が損なわれることはない。また、中立位置から対称な角度範囲を中立位置領域として設定するように、第３増幅率を適用する出力電圧の範囲を設定することが、より好ましい。こうすれば、操作装置１の中立位置がずれている感覚をほとんど感じないで、操作者が操作することが可能である。   In the above description, the neutral position shift due to the assembly variation of the controller device 1 is omitted. However, even when the neutral position is deviated, the effect of the present invention is not impaired if the neutral position is set so as to be included. In addition, it is more preferable to set the range of the output voltage to which the third amplification factor is applied so that a symmetric angle range from the neutral position is set as the neutral position region. In this way, the operator can operate with little feeling of the neutral position of the controller device 1 being shifted.

また、負側の戻り値Ａと正側の戻り値Ｂとを測定して、傾倒角度θｘを３つの領域に分割して補正したが、分割領域をさらに増加させてもよい。その場合においても、負側の戻り値Ａと正側の戻り値Ｂとの間の中立位置領域は第３増幅率を用いて出力ｘに変換することが好ましい。なお、この場合も傾倒角度θｘのほとんどの範囲で、第１増幅率と第２増幅率は一定値の増幅率としておくことが好ましい。一定値の増幅率を用いた演算は処理速度が速く、記憶手段３２も小規模でよい。 Also, by measuring the negative side of the return value A and the positive return value B, and corrected by dividing the tilt angle theta x into three regions, it may further increase the divided regions. Even in this case, it is preferable that the neutral position region between the negative return value A and the positive return value B is converted into the output x using the third amplification factor. In most of the scope of this case tilt angle theta x, a first gain and the second gain it is preferable that the amplification factor of the constant value. Calculation using a constant amplification factor has a high processing speed, and the storage means 32 may be small.

以上のＸ方向における詳細な説明内容は、Ｙ方向においても同様である。なお、Ｘ方向とＹ方向とは独立に演算することができ、一方の出力に対して他方の出力の大きさを考慮する必要はない。   The detailed description in the X direction is the same in the Y direction. Note that the X direction and the Y direction can be calculated independently, and it is not necessary to consider the magnitude of the other output for one output.

本発明の操作装置は、ゲーム用コントローラや電子機器の入力装置に利用できる。   The operation device of the present invention can be used for a game controller or an input device of an electronic device.

１ 操作装置
１０ 操作軸
１５ 筐体
２０ 検知手段
２１、２１ａ、２１ｂ 可変抵抗器
３０ 出力回路
３１ 出力変換手段
３２ 記憶手段
１０１ 従来の操作装置（ジョイスティック装置）
１０２ 従来の操作制御装置の操作部
１１０ 筐体
１１３ 第１ボリューム
１１４ 第２ボリューム
１１５ スティック部
１２１ 第１処理回路チップ
１２２ 第２処理回路チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation apparatus 10 Operation shaft 15 Case 20 Detection means 21, 21a, 21b Variable resistor 30 Output circuit 31 Output conversion means 32 Storage means 101 Conventional operation apparatus (joystick apparatus)
102 Operation Unit 110 of Conventional Operation Control Device Case 113 First Volume 114 Second Volume 115 Stick Unit 121 First Processing Circuit Chip 122 Second Processing Circuit Chip

Claims (4)

傾倒可能な操作軸と、
前記操作軸の傾倒操作状態に応じた電圧値を出力する検知手段と、
前記検知手段により検出された前記電圧値に基づいて演算した制御信号を出力する出力回路とを備え、
前記操作軸は復元力によって傾倒操作から復帰する中立位置領域を有し、
前記中立位置領域は、前記傾倒操作から復帰する動作における傾倒角度の正側及び負側の戻り値を測定して、得られた前記正側の戻り値と前記負側の戻り値との間の傾倒角度領域であって、
前記出力回路は、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力とを前記中立位置領域内において連続的に変化させるとともに、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力との出力差を任意の値に設定可能である、
ことを特徴とする操作装置。 A tiltable operating axis,
Detecting means for outputting a voltage value corresponding to the tilting operation state of the operation shaft;
An output circuit that outputs a control signal calculated based on the voltage value detected by the detection means;
The operating shaft has a neutral position region that returns from the tilting operation by a restoring force,
The neutral position region is measured by measuring the positive and negative return values of the tilt angle in the operation of returning from the tilt operation, and between the obtained positive return value and the negative return value. Tilt angle area,
The output circuit continuously changes the output for the positive return value and the output for the negative return value in the neutral position region, and outputs the positive return value and the negative return value. The output difference with the output for the return value can be set to any value.
An operating device characterized by that. 前記中立位置領域の出力が、前記正側の戻り値に対する出力と前記負側の戻り値に対する出力とを結ぶ直線上に存するように調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。   2. The operation according to claim 1, wherein the output of the neutral position region is adjustable so as to be on a straight line connecting an output for the positive return value and an output for the negative return value. apparatus. 前記中立位置領域の出力は、前記中立位置領域の領域外の出力に比べて、出力変化が少なくなるように調整可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作装置。   3. The operating device according to claim 1, wherein the output of the neutral position area can be adjusted so that an output change is smaller than an output outside the neutral position area. 4. 前記傾倒操作における負側の傾倒角度の最大値を、所定の出力の最小値以下に変換し、前記傾倒操作における正側の傾倒角度の最大値を、所定の出力の最大値以上に変換することを特徴とする請求項３に記載の操作装置。   Converting the maximum value of the negative tilt angle in the tilting operation to be equal to or less than the minimum value of the predetermined output, and converting the maximum value of the positive tilt angle in the tilting operation to be equal to or greater than the maximum value of the predetermined output. The operating device according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104492080A (en) * 2014-11-17 2015-04-08 深圳雷柏科技股份有限公司 Method for adjusting sensitivity of rocker of game controller and game controller

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