JP2022119390A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲームコントローラ等に使用可能で、部材の摩擦を抑制して耐久性を向上させることが可能な検出装置及び操作装置を提供する。【解決手段】操作装置は、操作部を介して外部からの操作を受け付ける。操作部に組み込まれた検出装置２は、外部からの操作を受けて動作する軸部材２０の動作を検出する。軸部材２０は、外形が略球状に形成された中空の球面体２１に挿通されている。球面体２１は、内側で、軸部材２０の動作に連動する位置に固定された磁石（第１磁石２４、第２磁石２５）と、中心近傍の固定位置に固定され、磁石が形成した磁界を検出する第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３を有する磁界検出ユニット２３とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、外部からの操作を受けて動作する軸部材の動作を検出する検出装置、及びそのような検出装置を備える操作装置に関する。

コンピュータゲーム、各種玩具、産業用ロボット等の各種装置を操作する操作装置として、ジョイスティックと呼ばれる操作装置が普及している。ジョイスティックと呼ばれる形態の操作装置では、様々な方向にスティックを傾倒することにより、傾倒方向へ操作対象が動作するので、直感的な操作を可能としている。このような操作装置として、例えば、特許文献１では、ＸＹ各軸に配置した可変抵抗で傾きを検知する可変抵抗式ポインティングデバイスが提案されている。

台湾実用新案第３７１５０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された可変抵抗式ポインティングデバイスでは、可変抵抗の摺動部分が摩擦により劣化し易いため信頼性が低いという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、信頼性を向上させることが可能な検出装置の提供を主たる目的とする。

また、本発明は、そのような検出装置を備える操作装置の提供を他の目的とする。

上記課題を解決するため、本願記載の検出装置は、外部からの操作を受けて動作する軸部材の動作を検出する検出装置であって、前記軸部材が挿通され、外形が略球状に形成された球面体と、磁石と、前記磁石が形成した磁界を検出する磁界検出ユニットとを備え、前記磁石及び前記磁界検出ユニットのうちの一方は前記軸部材の動作の影響を受ける位置に固定され、他方は前記軸部材の動作の影響を受けない固定位置に固定されていることを特徴とする。

更に、本願記載の検出装置は、前記軸部材が挿通され、外形が略球状に形成された中空の球面体と、前記球面体の内側で、前記軸部材の動作に連動する位置に固定された磁石と、前記球面体の中心近傍の位置に固定され、前記磁石が形成した磁界を検出する磁界検出ユニットとを備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記軸部材は、長手方向に平行で、かつ前記球面体の中心を通る仮想上の中心軸に対して動作し、前記球面体内は、前記中心軸方向に並ぶ第１磁界室及び第２磁界室に区分されており、前記磁石は、前記第１磁界室内に挿通された前記軸部材に固定された第１磁石と、前記第２磁界室内に固定された第２磁石とを含み、前記磁界検出ユニットは、前記第１磁界室内の磁界を検出する第１磁界センサと、前記第２磁界室内の磁界を検出する第２磁界センサとを有することを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記第１磁界室及び前記第２磁界室の境界となる位置に
配置された遮磁板を備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記遮磁板及び前記第１磁界センサの間を離隔する第１離隔部材と、前記遮磁板及び前記第２磁界センサの間を離隔する第２離隔部材とのうち、少なくとも一方を備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記第１磁石は、前記中心軸に対して直交する方向に磁極が向くように配置されており、前記第２磁石は、前記中心軸に対して平行な方向に磁極が向くように配置されていることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作、前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作及び前記中心軸の延伸方向へ移動する動作のうち、少なくとも一の動作であることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記軸部材は、少なくとも前記中心軸の延伸方向に動作可能であり、前記軸部材の延伸方向の動作に連動して、前記球面体は延伸方向に動作し、前記球面体の延伸方向の動作に連動して移動する可動部材と、前記可動部材を動作可能に保持する固定部材と、前記固定部材に固定され、前記可動部材の移動に基づく押圧を検出する感圧センサとを備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記感圧センサとして、又は前記感圧センサとは別に、前記可動部材の移動に基づく押圧を受けるタクタイルスイッチを備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記軸部材は、少なくとも前記中心軸の延伸方向に動作可能であり、前記軸部材の延伸方向の動作に連動して、前記球面体は延伸方向に動作し、前記球面体の軸方向の動作に連動して移動する可動部材と、前記可動部材を動作可能に保持する固定部材と、前記可動部材に固定された第３磁石と、前記固定部材に固定された第３磁界センサとを備えることを特徴とする。

また、前記検出装置において、前記磁界検出ユニットに取り付けられた接続線を備え、前記球面体には、前記接続線を内外に通す開口部が開設されており、前記開口部は、前記球面体及び前記中心軸の交点を通る大円に沿って長尺状に開設されていることを特徴とする。

更に、本願記載の操作装置は、前記検出装置と、前記検出装置が備える前記球面体を動作させる操作を受け付ける操作部とを備えることを特徴とする。

また、前記操作装置において、前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作及び前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作を含み、傾倒する動作の検出値に基づいて、回転する動作の検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。

また、前記操作装置において、前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作及び前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作を含み、回転する動作の検出値に基づいて、傾倒する動作の検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。

本願記載の検出装置及び操作装置は、磁石及び磁界検出ユニットにて軸部材の動作を検出する。

本発明に係る検出装置及び操作装置は、磁石及び磁界検出ユニットにて、外部からの操作を受けて動作する軸部材の動作を検出する。このため、例えば、動作の検出に摺動する可変抵抗を用いる必要がない。従って、摩擦劣化を抑制し、信頼性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。

本願記載の操作装置の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の操作装置の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置が備える磁界検出ユニットの一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の組立方法の一例を概念的に示す概略説明図である。 本願記載の検出装置の組立方法の一例を概念的に示す概略説明図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略断面図である。 本願記載の検出装置の一部の例を示す概略分解斜視図である。 本願記載の検出装置の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置２が備える磁界検出ユニットの一例を示す概略斜視図である。 第１磁石により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。 第１磁石により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。 第１磁石により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。 本願記載の検出装置が備える磁界検出ユニットの一例を示す概略斜視図である。 本願記載の検出装置が備える第１磁石と、第１磁界センサと、第１磁石による磁界との関係の一例を模式的に示す概略説明図である。 本願記載の検出装置が備える第１磁石と、第１磁界センサと、第１磁石による磁界との関係の一例を模式的に示す概略説明図である。 本願記載の検出装置の動作の説明に用いる仮想上の座標軸を示す説明図である。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の動作の説明に用いる仮想上の座標軸を示す説明図である。 本願記載の検出装置の動作の説明に用いる仮想上の座標軸を示す説明図である。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置の軸部材等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサが検出する磁力線（磁極ベクトル）の角度の検出値の傾倒による差異の一例を比較して示す図表である。 本願記載の操作装置の機能構成例を示すブロック図である。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサ及び第２磁界センサが検出する第１磁石及び第２磁石の磁力線の一例を模式的に示す概略説明図である。 本願記載の検出装置が備える第１磁石及び第２磁石による磁力線の方向を示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサが検出する第１磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサが検出する第１磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第２磁界センサが検出する第２磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第２磁界センサが検出する第２磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサが検出する第１磁石に起因する磁束密度及び第２磁界センサが検出する第２磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の検出装置が備える第１磁界センサが検出する第１磁石に起因する磁束密度及び第２磁界センサが検出する第２磁石に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。 本願記載の操作装置の機能構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本願記載の操作装置は、例えば、操作対象を操作するジョイスティック型のコントローラとして用いられる。また、本願記載の検出装置は、ジョイスティック型のコントローラである操作装置に組み込まれ、操作に基づく部材の動作を検出する。本願記載の操作装置は、ジョイスティック型のコントローラ等の操作装置として用いることにより、コンピュータゲーム用の操作装置、その他、各種玩具、各種移動体、各種測定装置、産業用ロボット等の様々な操作対象の操作に用いることが可能である。以下では、図面を参照し、本願記載の操作装置をジョイスティック型のコントローラに適用した操作装置１及び操作装置１に組み込まれた検出装
置２を例示して説明する。

＜第１実施形態＞
＜操作装置１＞
図１は、本願記載の操作装置１の外観の一例を示す概略斜視図である。操作装置１は、筐体１０を備え、筐体１０には、右手及び左手でそれぞれ把持する把持部１１が両端に形成されている。両端の把持部１１をそれぞれ把持した場合において、上面の指が当たる位置は、略円形状に開口しており、開口を通って、操作対象を操作するための操作部１２が筐体１０内から突出している。操作部１２は、操作装置１の内部に組み込まれた検出装置２が備える後述の軸部材２０（図３等参照）に取り付けられている。更に、上面側には、操作者の指にて押下可能な位置に複数の操作ボタン１３が配置されている。図１に例示する操作装置１内には、右手の操作に基づく動作を検出する検出装置２及び左手の操作に基づく動作を検出する検出装置２の２台の検出装置２が、一つの筐体１０内に組み込まれている。なお、本願では、説明の便宜上、操作者が、一般的な姿勢で操作する場合に上方に位置する側、即ち、操作ボタン１３が配置され、操作部１２が突出している側を上側として説明する。

図２は、本願記載の操作装置１の外観の一例を示す概略斜視図である。図２は、操作装置１の他の形態を示している。図２に例示する操作装置１は、一つの筐体１０内に一つの検出装置２等の各種機構が組み込まれており、片手操作用のコントローラとして形成されている。例えば、産業用ロボットのコントローラに適用する場合、一方の手で本発明に係る操作装置１を操作し、他方の手で他の作業をする形態も考えられるため、このような形態は特に有効である。また、左右の手で異なる操作装置１を把持するゲームのコントローラとしても有効である。

＜検出装置２＞
＜構造＞
図３は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略斜視図である。図３は、本願記載の操作装置１に組み込まれた検出装置２を示している。検出装置２は、操作部１２が取り付けられる軸部材２０を備え、軸部材２０は、操作者の操作を受けて動作する。軸部材２０は、外形が略球状に形成された中空の球面体２１に挿通されている。球面体２１の上端には、軸部材２０が挿通される略円筒状の挿通部２１０が形成されており、軸部材２０は、長尺の棒状をなし、挿通部２１０の中心に開設された挿通孔２１０ａを通って球面体２１の内部まで挿通されている。球面体２１は、保持部材２２に動作可能に保持されている。保持部材２２の内面は、球面体２１の外形に合わせた球面状に形成されており、後述する保護部２２０（図６等参照）が内側へ延びている。保護部２２０は、第１接続線２３０を保護している。

操作者の操作に基づく軸部材２０の動作は、長手方向に平行で、球面体２１の中心を通る仮想上の中心軸に対する動作である。具体的には、軸部材２０の動作は、球面体２１の中心を支点に中心軸が傾倒する動作、中心軸を中心に周方向へ回転する動作及び上下方向（中心軸の延伸方向）へ移動する動作である。軸部材２０が傾倒する動作を行った場合、球面体２１は、軸部材２０の動作に連動して、中心を支点に傾倒する動作を行う。軸部材２０が上下に移動する動作を行った場合、球面体２１は、軸部材２０の動作に連動して、上下に移動する動作を行う。軸部材２０が回転する動作に対しては、球面体２１は連動しない。なお、第１実施形態では、軸部材２０が傾倒する動作及び回転する動作を行うが、上下に移動する動作は行わない形態を例示している。上下に移動する動作については、第３実施形態等の他の実施形態を参照するものとする。

図４は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略斜視図である。図４は、図３に例示し
た検出装置２から保持部材２２を外した状態を示している。球面体２１の内部には、後述する磁界検出ユニット２３が配置されており、磁界検出ユニット２３には、電気を通す媒体となる第１接続線２３０が接続されている。球面体２１の側面には、第１接続線２３０を通す開口部２１ａが開設されており、第１接続線２３０は、開口部２１ａを通って外部に延伸されている。開口部２１ａは、球面体２１及び中心軸の上下の交点を通る大円に沿って縦方向に延びる長尺状に開設されている。第１接続線２３０は、保持部材２２の内面に形成された内側へ延びる保護部２２０（図４では図示せず／図６等参照）に覆われて球面体２１の内部から外部へと延伸されている。保護部２２０に覆われた第１接続線２３０の位置は固定されているが、球面体２１に開口部２１ａが形成されていることにより、球面体２１が、傾倒する動作又は上下に移動する動作をした場合であっても、球面体２１が第１接続線２３０に干渉することはない。なお、様々な方向へ傾倒する軸部材２０に連動する球面体２１は、様々な方向（平面視で３６０度の全ての方向）への傾倒動作を行うが、いずれの方向へ傾倒した場合でも、球面体２１が第１接続線２３０に干渉することはない。

図５は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略分解斜視図である。図６は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図５は、検出装置２が備える球面体２１及び球面体２１の内部に収容される各種部材を示している。図６は、図４に示すＡ－Ｂを通る垂直面で切断した検出装置２の内部構造の断面を概略断面図として示している。前述のように、検出装置２が備える球面体２１の内部は、中空となっている。球面体２１は、上部の上半体２１ｂと下部の下半体２１ｃとがネジ止め等の方法にて固定して組み立てられている。球面体２１内は、磁界検出ユニット２３及び中央遮磁板２３１によって、上半体２１ｂ内の空間である第１磁界室２１ｄと、下半体２１ｃ内の空間である第２磁界室２１ｅとに上下に区分されている。

球面体２１内の略中心近傍の固定位置には、磁界検出ユニット２３が固定されている。磁界検出ユニット２３には第１接続線２３０が接続され、第１接続線２３０は、球面体２１の外部へ延伸している。

球面体２１の挿通部２１０に挿通された軸部材２０は、長尺の棒状をなし、長手方向が上下方向となるように挿通部２１０に挿通されている。軸部材２０の上部は、操作部１２を取り付け可能な形状に加工された取付部２０ａとなっている。軸部材２０の下端の縁部は、径方向へ張り出した形状のフランジ部２０ｂとして、球面体２１の内面近傍に位置している。軸部材２０の下端のフランジ部２０ｂは、球面体２１内の天面に形成された円柱形状の凹部に若干の遊びを持って遊嵌している。軸部材２０の中央近傍には、嵌着溝２０ｃが周方向に刻設されており、嵌着溝２０ｃには、略Ｕ字形状をなす金属製の留め具２００が嵌められている。軸部材２０は、下端のフランジ部２０ｂが、球面体２１内の凹部に遊嵌して上方への移動を規制され、中央近傍の留め具２００が、球面体２１の挿通部２１０の上端に当接して下方への移動を規制されている。軸部材２０が球面体２１に挿通されているため、検出装置２は、軸部材２０が傾倒すると、球面体２１も連動して傾倒する。なお、球面体２１の開口部２１ａに保持部材２２の保護部２２０が挿通されているため、軸部材２０が周方向に回転しても、球面体２１は連動しない構成となっている。

球面体２１の第１磁界室２１ｄの内面近傍に位置する軸部材２０の下端には、略円柱形状をなす永久磁石を用いた第１磁石２４が固定されている。第１磁石２４は、中心軸に対して直交する方向に磁極が向くように配置されている。球面体２１の第２磁界室２１ｅの内面近傍で中心軸と交差する位置には、略円柱形状をなす永久磁石を用いた第２磁石２５が固定されている。第２磁石２５は、中心軸に対して平行な方向に磁極が向くように配置されている。本願において、磁極の方向とは、両磁極を結ぶ方向のことを示す。従って、例えば、第１磁石２４の配置は、Ｎ極が左方等の水平の第１方向を向き、Ｓ極が第２方向
の反対側となる右方等の水平の第２方向を向くように固定された形態を例示することができる。また、例えば、第２磁石２５の配置は、Ｎ極が上方を向き、Ｓ極が下方を向くように固定された形態を例示することができる。

球面体２１の第１磁界室２１ｄと第２磁界室２１ｅとの境界となる位置には、磁界検出ユニット２３の側方を囲うように、磁界を遮蔽する側部遮磁板２１１が配置されており、球面体２１内は、側部遮磁板２１１により第１磁界室２１ｄと第２磁界室２１ｅとに区分される。側部遮磁板２１１は、外形が、球面体２１内の形状に合わせた略円板状をなし、内側に、磁界検出ユニット２３を配置するため切り欠きが形成されている。

図７は、本願記載の検出装置２が備える磁界検出ユニット２３の一例を示す概略斜視図である。磁界検出ユニット２３について更に説明する。磁界検出ユニット２３は、球面体２１内の中心近傍の固定位置に固定される。磁界検出ユニット２３は、球面体２１の第１磁界室２１ｄと第２磁界室２１ｅとの境界となる位置に配置され、磁界を遮蔽する中央遮磁板２３１を備えている。中央遮磁板２３１は、扁平な板状をなしており、上面が第１磁界室２１ｄに面し、下面が第２磁界室２１ｅに面している。

開口部２１ａを通って球面体２１の内部に延伸する第１接続線２３０は、中央遮磁板２３１の上面に固着され、更に、先端側が回り込んで、中央遮磁板２３１の下面に固着されている。中央遮磁板２３１の上面には、第１接続線２３０を挟んで第１磁界センサ２３２が配置されている。中央遮磁板２３１の下面には第１接続線２３０を挟んで第２磁界センサ２３３が配置されている。第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３は、第１接続線２３０に電気的に接続するように配線されている。

第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３は、磁界を検出し、検出した磁界に基づく電気信号を出力するホールＩＣ等の電子素子である。第１磁界センサ２３２は、第１磁界室２１ｄ側で、第１磁石２４により発生した磁界を検出する。第２磁界センサ２３３は、第２磁界室２１ｅ側で、第２磁石２５により発生した磁界を検出する。第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３にて検出された磁界は、電気信号として、第１接続線２３０を介して外部へ出力される。

図８は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図８は、図４に示すＣ－Ｄを通る水平面で切断した内部構造の断面を上からの視点の概略断面図として示している。球面体２１が傾倒していない姿勢にある場合、側部遮磁板２１１及び中央遮磁板２３１は、第１磁界室２１ｄ及び第２磁界室２１ｅを区分する水平面を形成する。側部遮磁板２１１及び中央遮磁板２３１にて形成された水平面にて磁界を遮蔽することにより、第１磁石２４にて発生した第１磁界室２１ｄの磁界と、第２磁石２５にて発生した第２磁界室２１ｅの磁界との干渉による悪影響を防止する。側部遮磁板２１１及び中央遮磁板２３１は、それぞれ異なる部材として構成することにより、一つの部材として構成する場合と比較して、組立性の向上、遮磁性の向上等の効果を奏する。

＜組立方法＞
次に、検出装置２の組立方法の概略について説明する。図９及び図１０は、本願記載の検出装置２の組立方法の一例を概念的に示す概略説明図である。図９は、本願記載の検出装置２を構成する部材のうち、球面体２１、保持部材２２及び磁界検出ユニット２３の相対的な位置の関係を斜視図として示している。図１０は、球面体２１、保持部材２２の一部及び磁界検出ユニット２３の相対的な位置の関係を斜視図として示している。図１０において、保持部材２２は、２分割された組立前の状態で示している。先ず、図９に例示するように、磁界検出ユニット２３の第１接続線２３０を保持部材２２の保護部２２０に内側から差し込む。次に、図１０に例示するように、磁界検出ユニット２３の第１磁界セン
サ２３２及び第２磁界センサ２３３を、球面体２１の開口部２１ａから挿入し、球面体２１内の中心近傍の固定位置に固定する。そして、分割されていた保持部材２２を組み合わせて、球面体２１を動作可能に保持し、軸部材２０の取付部２０ａに操作部１２（図示せず）を取り付けることで、検出装置２が完成する。

＜検出方法＞
次に、検出装置２による軸部材２０の動作の検出方法について説明する。図１１は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１１は、検出装置２の軸部材２０が基準位置にある状態を示している。軸部材２０の基準位置とは、操作装置１が操作者の操作を受けておらず、軸部材２０の長手方向が上下方向となる位置である。図１１中において、第１磁石２４又は第２磁石２５を通る矢印は、それぞれ第１磁石２４又は第２磁石２５により発生した磁界を概念的に示している。

図１２は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１２は、操作者の傾倒操作を受けて、検出装置２の軸部材２０及び球面体２１が、図１１に例示する基準位置から傾倒した状態を示している。操作部１２が傾倒操作を受けた場合、検出装置２の軸部材２０及び球面体２１は、球面体２１の中心を支点に傾倒する。軸部材２０及び球面体２１が傾倒した場合、第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４による磁界及び第２磁界センサ２３３が検出する第２磁石２５による磁界が変化する。本願では、傾倒による磁界の変化を、第２磁界センサ２３３にて検出する形態を例示している。

図１３は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１３は、操作者の回転操作を受けて、検出装置２の軸部材２０が、図１１に例示する基準位置から中心軸を中心に周方向へ１８０°回転した状態を示している。操作部１２が回転操作を受けた場合、検出装置２の軸部材２０は、中心軸を中心に周方向へ回転する。なお、軸部材２０の回転動作に球面体２１は連動しない。軸部材２０が回転した場合、第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４による磁界が変化する。図１３に例示するように、１８０°回転した場合、第１磁界センサ２３２は、磁界の向きが反対方向となったことを検出する。本願では、回転による磁界の変化を、第１磁界センサ２３２にて検出する形態を例示している。

以上のように、本願記載の第１実施形態に係る操作装置１及び検出装置２は、操作部１２に対する操作を、軸部材２０に対する動作として受け付ける。軸部材２０に対する傾倒動作及び回転動作は、第１磁石２４及び第２磁石２５により発生される磁界の変化として検出され、第１接続線２３０を介して伝達され、電気信号として出力される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、基準位置から傾倒した軸部材２０を基準位置に自動的に復帰させる機能を付加した形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１４は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１５は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略分解斜視図である。第２実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態と略同様である。第２実施形態に係る検出装置２は、球面体２１の下端に被押圧部材２１２を備えており、保持部材２２の下部に下部機構２６を備えている。

球面体２１の下端に取り付けられた被押圧部材２１２は、略円板状をなし、中心近傍が平坦で周縁部が球面体２１側へ反るように形成されている。

保持部材２２の下部に取り付けられた下部機構２６は、球面体２１下端の被押圧部材２１２を下方から上方へ押圧する押圧部材２６０を備えている。押圧部材２６０は、上部が円板状をなし、下部が円筒状に下方へ延びている。下部機構２６には、押圧部材２６０が、若干の遊びをもって遊嵌する遊嵌溝２６１が形成されている。押圧部材２６０は、遊嵌溝２６１に遊嵌し、上下に移動する。また、遊嵌溝２６１には、圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた第１付勢部材２６２が配置されている。第１付勢部材２６２は、下端が遊嵌溝２６１の内底面に固定されており、上端で押圧部材２６０に当接し、押圧部材２６０を上方へ付勢する。第１付勢部材２６２が押圧部材２６０を上方へ付勢することにより、押圧部材２６０は、上面で、球面体２１の下端に取り付けられた被押圧部材２１２に当接し、被押圧部材２１２を上方へ押圧する。

次に、本願記載の検出装置２の動作について説明する。図１６及び図１７は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１６は、検出装置２の軸部材２０が基準位置にある状態を示しており、図１７は、操作者の傾倒操作を受けて軸部材２０及び球面体２１が基準位置から傾倒した状態を示している。図１６に例示するように軸部材２０が基準位置に位置する場合、押圧部材２６０は、被押圧部材２１２の平坦な中心近傍に対して、球面体２１の中心が位置する上方へ向けて押圧するため、軸部材２０及び球面体２１は安定した姿勢となる。図１７に例示するように、軸部材２０及び球面体２１が傾倒すると、被押圧部材２１２は、周縁部で押圧部材２６０を下方へ押下する。図１７に例示する状態において、押圧部材２６０は、被押圧部材２１２の周縁部に対して、球面体２１の中心が位置する上方へ向けて押圧するため、球面体２１が基準位置に復帰する回転方向に力が働く。図１６に例示するように、軸部材２０及び球面体２１が基準位置に位置する場合、軸部材２０及び球面体２１は安定している。図１７に例示するように、軸部材２０及び球面体２１が基準位置から傾倒した場合、基準位置に復帰する方向に力が働き不安定となる。このため操作者による傾倒させる力が解除されると、軸部材２０及び球面体２１は基準位置に復帰する。

以上のように、本願記載の第２実施形態に係る検出装置２等は、球面体２１の下端に被押圧部材２１２を取り付け、上方へ向けて押圧する。これにより、球面体２１及び球面体２１の傾倒動作に連動する軸部材２０が基準位置に復帰する方向に力が働く検出装置２等を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態において、操作部１２を下方へ押下する操作に対応する機能を追加し、軸部材２０が中心軸の延伸方向へ移動する動作を行う形態である。第３実施形態において、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については、第１実施形態及び第２実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１８は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図１９は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略分解斜視図である。図１９は、検出装置２が備える下部機構２６を分解して示している。第３実施形態に係る検出装置２は、操作部１２を押下する操作を受けて、軸部材２０は、中心軸の延伸方向となる下方へ動作し、軸部材２０が取り付けられた球面体２１及び球面体２１を保持する保持部材２２は、軸部材２０に連動して下方へ動作する。即ち、第３実施形態に係る検出装置２は、所謂、クリック操作に対応する機能を有している。第３実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態等の実施形態と略同様である。

検出装置２が備える下部機構２６は、保持部材２２の下端に固定された可動部材２６３と、可動部材２６３を上下に動作可能に保持する固定部材２６４と、可動部材２６３及び
固定部材２６４の間で、固定部材２６４に固定され、可動部材２６３の下方への移動に基づく押圧を受けるタクタイルスイッチ２６５とを備えている。タクタイルスイッチ２６５には、タクタイルスイッチ２６５が検出した押圧に基づく電気信号を伝達する第２接続線２６６が接続されている。

第３実施形態に係る検出装置２において、操作部１２に対する押下操作に基づく軸部材２０の下方への移動に連動して、可動部材２６３は固定部材２６４に案内されて、下方へ移動し、タクタイルスイッチ２６５を押圧する。タクタイルスイッチ２６５は、可動部材２６３による押圧を検出し、検出した押圧を、軸部材２０が下方へ移動する動作を示す電気信号として、第２接続線２６６を介して出力する。また、タクタイルスイッチ２６５は、押下操作に基づく操作感触、所謂、クリック感を発生させる。

以上のように、本願記載の第３実施形態に係る検出装置２等は、下部機構２６が、可動部材２６３、固定部材２６４及びタクタイルスイッチ２６５を備える。これにより、押下操作に基づいて軸部材２０が下方へ移動する動作を検出する検出装置２等を実現することが可能である。

＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第２実施形態において、操作部１２を下方へ押下する操作に対応する機能を追加し、軸部材２０が中心軸の延伸方向へ移動する動作を行う形態である。第４実施形態において、第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第３実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２０は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。第４実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態等の実施形態と略同様である。第４実施形態に係る検出装置２は、球面体２１の下端に被押圧部材２１２を備えており、保持部材２２の下端に下部機構２６を備えている。下部機構２６は、可動部材２６３と、固定部材２６４と、タクタイルスイッチ２６５と、第２接続線２６６とを備え、可動部材２６３は、押圧部材２６０と、第１付勢部材２６２とを備えている。

第４実施形態は、第２実施形態及び第３実施形態を組み合わせた形態であるので、操作者の操作に基づく各種部材の動作及び機能は、第２実施形態及び第３実施形態を参照するものとし、説明を省略する。

＜第５実施形態＞
第５実施形態は、第１実施形態において、操作部１２を下方へ押下する操作に対応する機能を追加した形態であって、第３実施形態と異なる構造で、軸部材２０の動作を検出する形態である。

図２１は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図２２は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略分解斜視図である。図２１は、検出装置２が備える下部機構２６を分解して示している。第５実施形態に係る検出装置２は、操作部１２を押下する操作を受けて、軸部材２０は、中心軸の延伸方向となる下方へ動作し、軸部材２０が取り付けられた球面体２１及び球面体２１を保持する保持部材２２は、軸部材２０に連動して下方へ動作する。即ち、第３実施形態に係る検出装置２は、所謂、クリック操作に対応する機能を有している。第５実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態等の実施形態と略同様である。

検出装置２が備える下部機構２６は、保持部材２２の下端に固定された可動部材２６３と、可動部材２６３を揺動可能に保持する固定部材２６４と、可動部材２６３及び固定部材２６４の間に配置され、可動部材２６３の下方への移動に基づく押圧を受けるタクタイルスイッチ２６５及び感圧センサ２６７とを備えている。感圧センサ２６７には、感圧センサ２６７が検出した押圧に基づく電気信号を伝達する第２接続線２６６が接続されている。更に、固定部材２６４は、可動部材２６３を揺動自在に軸支する軸支ピン２６４０と、可動部材２６３を上方へ付勢する圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた２個の第２付勢部材２６４１とを有している。

第５実施形態に係る検出装置２において、操作部１２に対する押下操作に基づく軸部材２０の下方への移動に連動して、可動部材２６３は、軸支ピン２６４０を揺動軸として下方へ揺動し、タクタイルスイッチ２６５及び感圧センサ２６７を押圧する。第５実施形態に係る検出装置２において、押下操作により可動部材２６３が揺動する角度は微小であるため、軸部材２０の動作は、微小な上下動と実質的に同一と見做すことができる。感圧センサ２６７は、可動部材２６３による押圧を検出し、軸部材２０が下方へ移動する動作を示す電気信号として、第２接続線２６６を介して出力する。タクタイルスイッチ２６５は、可動部材２６３からの押圧を受けて、押下操作に基づく操作感触、所謂、クリック感を発生させる。操作部１２に対する押下が解除されると、第２付勢部材２６４１に付勢されて、軸部材２０、球面体２１、可動部材２６３等の部材は、基準位置に復帰する。なお、クリック感を必要としない場合、又はタクタイルスイッチ２６５以外に操作感触を発生させる機構を設ける場合、第５実施形態に係る検出装置２は、タクタイルスイッチ２６５を省いて構成することも可能である。

以上のように、本願記載の第５実施形態に係る検出装置２等では、下部機構２６が感圧センサ２６７を備える。これにより、押下操作に基づいて軸部材２０が下方へ移動する動作を検出する検出装置２等を実現することが可能である。

＜第６実施形態＞
第６実施形態は、第２実施形態において、操作部１２を下方へ押下する操作に対応する機能を追加した形態であって、第４実施形態と異なる構造で、軸部材２０の動作を検出する形態である。第６実施形態において、第１実施形態乃至第５実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第５実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２３は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。第６実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態等の実施形態と略同様である。第６実施形態に係る検出装置２は、球面体２１の下端に被押圧部を備えており、保持部材２２の下端に下部機構２６を備えている。下部機構２６は、可動部材２６３と、固定部材２６４と、タクタイルスイッチ２６５と、感圧センサ２６７と、第２接続線２６６とを備えている。固定部材２６４は、軸支ピン２６４０と、２個の第２付勢部材２６４１とを備えている。

第６実施形態は、第２実施形態及び第５実施形態を組み合わせた形態であるので、操作者の操作に基づく各種部材の動作及び機能は、第２実施形態及び第５実施形態を参照するものとし、説明を省略する。

＜第７実施形態＞
第７実施形態は、第４実施形態において、操作部１２を下方へ押下する機能に加えて、上方へ引き上げる機能を追加した形態である。第７実施形態において、第１実施形態乃至第６実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第６実施形態と同様
の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２４は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図２５は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略分解斜視図である。第７実施形態に係る検出装置２が備える軸部材２０、球面体２１、球面体２１の内部、保持部材２２等の各種部材の構成は、第１実施形態等の実施形態と略同様である。第７実施形態に係る検出装置２は、保持部材２２の下端に下部機構２６を備えている。

下部機構２６は、保持部材２２の下端に固定された可動部材２６３と、可動部材２６３を上下動可能に保持する固定部材２６４と、可動部材２６３及び固定部材２６４の間に位置する第３磁石２６８及び第３磁界センサ２６９とを備えている。第３磁石２６８は、可動部材２６３の下面に固定されている。第３磁界センサ２６９は、第３磁石２６８と対向するように固定部材２６４に固定されている。第３磁界センサ２６９には、第３磁界センサ２６９が検出した磁界に基づく電気信号を伝達する第２接続線２６６が接続されている。第３磁界センサ２６９は、可動部材２６３及び固定部材２６４の間の空間で、第３磁石２６８により発生した磁界を検出する。

可動部材２６３は、略直方体状の外形をなしており、４側面のうち、対向する２側面には、外側へ張り出した円板状の張出部２６３０が形成されている。張出部２６３０は、可動部材２６３の上下動に伴い上下に移動する。固定部材２６４には、可動部材２６３の張出部２６３０を上下に移動可能に収容する円筒状の案内部２６４２が形成されている。固定部材２６４の案内部２６４２の内部では、収容された張出部２６３０の上方に圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた第３付勢部材２６４３が配置されており、張出部２６３０の下方に圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた第４付勢部材２６４４が配置されている。案内部２６４２の上底部分は、取り外し可能な蓋部２６４５となっている。下部機構２６の組立の際には、可動部材２６３の張出部２６３０を固定部材２６４の案内部２６４２に上底側の開口から遊嵌させた後、蓋部２６４５により、案内部２６４２の開口が閉じられる。

以上のように構成された本願記載の検出装置２において、操作部１２が押下された場合、軸部材２０及び球面体２１に連動して可動部材２６３が下方へ移動する。押下が解除されると、可動部材２６３の張出部２６３０の下方に配置された第４付勢部材２６４４が、張出部２６３０を上方へ付勢し、可動部材２６３が元の位置へ復帰する。操作部１２が引き上げられた場合、軸部材２０及び球面体２１に連動して可動部材２６３が上方へ移動する。引き上げが解除されると、可動部材２６３の張出部２６３０の上方に配置された第３付勢部材２６４３が、張出部２６３０を下方へ付勢し、可動部材２６３が元の位置へ復帰する。案内部２６４２が、張出部２６３０の上下動を案内するため、可動部材２６３の動作は安定する。可動部材２６３が上下に移動すると、第３磁石２６８と第３磁界センサ２６９との間の距離が変化する。第３磁界センサ２６９は、第３磁石２６８により発生した磁界を検出し、検出した磁界を示す電気信号を、第３接続線を介して出力する。第３磁界センサ２６９が検出した磁界により、可動部材２６３の上下方向への移動が検出される。

以上のように、本願記載の第７実施形態に係る検出装置２等は、下部機構２６に第３磁石２６８及び第３磁界センサ２６９を備える。これにより、軸部材２０の下方への移動だけでなく、上方へ移動する動作も検出する検出装置２等を実現することができる。

＜第８実施形態＞
第８実施形態は、第７実施形態と異なる構成で、操作部１２の上下の操作を検出する機能を実現する形態である。第８実施形態において、第１実施形態乃至第７実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第７実施形態と同様の符号を付し、詳細
な説明を省略する。

図２６は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略断面図である。図２７は、本願記載の検出装置２の一部の例を示す概略分解斜視図である。図２７は、検出装置２が備える球面体２１の上半体２１ｂと、軸部材２０及び周辺の部材についての分解斜視図である。図２７に例示した球面体２１の上半体２１ｂ、軸部材２０及び周辺の部材以外の部材については、第４実施形態と同様であるので、第４実施形態を参照するものとし、説明を省略する。

球面体２１の上端に形成された略円筒状の挿通部２１０は、中心を通る挿通孔２１０ａの周囲に上環状溝２１０ｂ及び下環状溝２１０ｃが刻設されている。上環状溝２１０ｂ及び下環状溝２１０ｃは、挿通孔２１０ａと中心を一にし、挿通孔２１０ａより半径が大きい環状の溝である。上環状溝２１０ｂは、挿通部２１０の上端から中央近傍までの深さに刻設されており、下環状溝２１０ｃは挿通部２１０の下端から中央近傍までの深さに刻設されている。上環状溝２１０ｂの下端は、下環状溝２１０ｃの上端近傍までの深さを有しているが、上環状溝２１０ｂと下環状溝２１０ｃとは繋がっておらず、仕切られている。

上環状溝２１０ｂには、圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた第５付勢部材２１００が挿入されている。上環状溝２１０ｂの上端の開口には、環状板２０１が配置されており、環状板２０１を介して軸部材２０の留め具２００に下方から当接している。第５付勢部材２１００は、下端が上環状溝２１０ｂの底に取り付けられ、上端で環状板２０１及び留め具２００を介して軸部材２０を上方へ付勢している。

下環状溝２１０ｃには、圧縮コイルバネ等の復帰バネを用いた第６付勢部材２１０１が挿入されている。第６付勢部材２１０１は、上端が下環状溝２１０ｃの底に取り付けられ、下端でフランジ部２０ｂを介して軸部材２０を下方へ付勢している。

第８実施形態に係る検出装置２は、球面体２１の挿通部２１０の上端から下端までの長さに対して、軸部材２０の環状板２０１の下面からフランジ部２０ｂの上面までの長さが若干長く形成されている。このように形成された検出装置２は、軸部材２０が、球面体２１から独立して上下に移動する。

以上のように構成された本願記載の検出装置２において、操作部１２が押下された場合、軸部材２０が下方へ移動する。押下が解除されると、第５付勢部材２１００が環状板２０１及び留め具２００を介して軸部材２０を上方へ付勢し、軸部材２０が基準位置へ復帰する。操作部１２材が引き上げられた場合、軸部材２０が上方へ移動する。引き上げが解除されると、第６付勢部材２１０１がフランジ部２０ｂを介して軸部材２０を下方へ付勢し、軸部材２０が基準位置へ復帰する。軸部材２０が上下に移動した場合、軸部材２０の下端に固定された第１磁石２４と、第１磁界センサ２３２との間の距離が変化する。第１磁界センサ２３２は、第１磁石２４により発生した磁界を検出し、検出した磁界を示す電気信号を、第１接続線２３０を介して出力する。第１磁界センサ２３２が検出した磁界により、軸部材２０の上下方向への移動が検出される。即ち、第８実施形態に係る検出装置２は、第１磁界センサ２３２が検出した磁界により、軸部材２０の回転だけでなく、上下動も検出することになる。

以上のように、本願記載の第８実施形態に係る検出装置２等は、球面体２１の挿通部２１０に第５付勢部材２１００及び第６付勢部材２１０１を収容し、更に、軸部材２０が、球面体２１から独立して上下動するように構成する。これにより、軸部材２０の上下の方向への動作を検出する検出装置２等を実現することができる。

＜第９実施形態＞
第９実施形態は、第４実施形態において、他の形態とは異なる構成で、球面体２１を様々な方向へ傾倒可能に保持する機能を有する形態である。第９実施形態において、第１実施形態乃至第８実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第８実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２８は、本願記載の検出装置２の一例を示す概略斜視図である。第９実施形態に係る検出装置２は、保持部材２２に、長尺板を弧状に湾曲させた弧状フレーム２７が取り付けられている。弧状フレーム２７は、略球状をなす保持部材２２の外面に沿って弧状に湾曲している。長尺板状をなす弧状フレーム２７の両端部は、保持部材２２の外面に揺動自在に軸支されている。両端部の揺動軸は、球面体２１の中心を水平方向に通る仮想線上に位置している。弧状フレーム２７の中央近傍には、長円状の案内孔２７０が開設されており、球面体２１の挿通部２１０が案内孔２７０を貫通している。

球面体２１が、弧状フレーム２７の長手方向に傾倒した場合、挿通部２１０は案内孔２７０に案内されて傾倒する。球面体２１が弧状フレーム２７の長手方向と直交する方向に傾倒した場合、挿通部２１０は、揺動軸を揺動中心として揺動する弧状フレーム２７と共に傾倒する。球面体２１が、弧状フレーム２７の長手方向及び長手方向と直交する方向以外の方向に傾倒する場合、長手方向への傾倒動作及び直交方向への傾倒動作を複合した動作となる。軸部材２０が回転する場合、球面体２１の挿通部２１０と、弧状フレーム２７の案内孔２７０とが平面部分で接しているため、球面体２１が回転することはない。従って、第９実施形態において、保持部材２２の保護部２２０は不要となる。

以上のように、本願記載の第９実施形態に係る検出装置２等は、弧状フレーム２７にて様々な方向に傾倒可能に支持される。

＜第１０実施形態＞
第１０実施形態は、第１実施形態乃至第９実施形態において、磁界検出ユニット２３の形状を変更した形態である。第１０実施形態において、第１実施形態乃至第９実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第９実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２９は、本願記載の検出装置２が備える磁界検出ユニット２３の一例を示す概略斜視図である。第１０実施形態に係る磁界検出ユニット２３には、中央遮磁板２３１の上面及び第１接続線２３０の間に、スペーサとして機能する第１離隔部材２３４が配置されており、第１接続線２３０の上面に、第１磁界センサ２３２が配置されている。また、中央遮磁板２３１の下面及び第１接続線２３０の間に第２離隔部材２３５が配置されており、第１接続線２３０の下面に、第２磁界センサ２３３が配置されている。第１離隔部材２３４及び第２離隔部材２３５は、磁力線に影響を与えない絶縁体等の材質で形成されている。第１離隔部材２３４は、第１磁界センサ２３２にて検出する磁界に、中央遮磁板２３１が影響を与えることを防止する。第２離隔部材２３５は、第２磁界センサ２３３にて検出する磁界に、中央遮磁板２３１が影響を与えることを防止する。

図３０は、第１磁石２４により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。図３０は、中央遮磁板２３１がなく、第１接続線２３０の上面に第１磁界センサ２３２が配置された仮想モデルを概念的に示している。図３０に示す仮想モデルにおいて、第１磁石２４にて形成される磁界は、他の部材から大きな影響を受けることがない。

図３１は、第１磁石２４により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。図３１は、中央遮磁板２３１の上面に直接配置された第１接続線２３０が配置され、第１接
続線２３０の上面に第１磁界センサ２３２が配置された仮想モデルを概念的に示している。中央遮磁板２３１の材質によっては、図３１に示す仮想モデルに示すように、第１磁石２４にて形成される磁界は、中央遮磁板２３１によって磁界が歪む恐れがある。中央遮磁板２３１の近傍で磁界が歪んだ場合、中央遮磁板２３１の近傍に位置する第１磁界センサ２３２が検出する磁界に影響を与える可能性があり、検出精度を低下させる外乱要因となり得る。

図３２は、第１磁石２４により形成される磁界の一例を概念的に示す説明図である。図３２は、中央遮磁板２３１と、第１接続線２３０及び第１磁界センサ２３２との間隔を離隔させた仮想モデルを概念的に示している。図３２に例示するように、中央遮磁板２３１と、第１磁界センサ２３２との間を離隔した場合、仮に、中央遮磁板２３１の近傍で磁界が歪んだとしても、中央遮磁板２３１から離隔した第１磁界センサ２３２が検出する磁界に与える影響を抑制することが可能となる。

以上のように、本願記載の第１０実施形態に係る検出装置２等は、第１離隔部材２３４及び第２離隔部材２３５により、中央遮磁板２３１と第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３との間を離隔する。これにより、本願記載の検出装置２等は、中央遮磁板２３１に起因する磁界の歪みによる影響を抑制することが可能となる。

図３３は、本願記載の検出装置２が備える磁界検出ユニット２３の一例を示す概略斜視図である。図３３は、第１０実施形態に係る検出装置２の変形例を示している。図３３に例示する磁界検出ユニット２３では、中央遮磁板２３１の上面及び第１接続線２３０の間に第１離隔部材２３４が配置されており、第１接続線２３０の上面に第１磁界センサ２３２が配置されている。また、中央遮蔽板２３１の下面には、第２離隔部材２３５が配置されている。更に、第２離隔部材２３５の下面に、補助遮蔽板２３６が配置されており、補助遮蔽板２３６の下面に第３離隔部材２３７が配置され、更に、第３離隔部材２３７の下面に第１接続線２３０を介して第２磁界センサ２３３が配置されている。

以上のように、本願記載の第１０実施形態に係る検出装置２等は、様々な形態に変形し、中央遮磁板２３１に起因する磁界の歪みによる影響を抑制することが可能となる等、優れた効果を奏する。

＜補正処理＞
次に、本願記載の操作装置１及び検出装置２の補正処理の例について説明する。図３４及び図３５は、本願記載の検出装置２が備える第１磁石２４と、第１磁界センサ２３２と、第１磁石２４による磁界との関係の一例を模式的に示す概略説明図である。図３４は、軸部材２０が基準位置にあり、中心軸が垂直な状態を示しており、図３５は、軸部材２０が基準位置から傾倒して中心軸が垂直でない状態を示している。図３４及び図３５中で矢印は磁界を形成する磁力線の向きを示している。図３４に例示しているように、軸部材２０が基準位置にあり、第１磁石２４の磁極の方向と、中心軸の方向とが直交している場合、第１磁界センサ２３２は、検出した磁界から、正確に軸部材２０の回転角度を検出することができる。しかしながら、図３５に例示するように、軸部材２０の傾倒に伴い第１磁石２４の磁極方向が傾倒し、発生した磁界が傾くと、軸部材２０の回転角度の検出に誤差が生じ得る。従って、軸部材２０が傾倒した状態で回転角度を検出する場合には、補正が必要となる。

図３６は、本願記載の検出装置２及びその動作の説明に用いる仮想上の座標軸を示す説明図である。図３７及び図３８は、本願記載の検出装置２の軸部材２０等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。図３６は、検出装置２の軸部材２０及び球面体２１が基準位置に位置する状態を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸にて示される仮想上の座標軸に重畳して示し
ている。図３７は、図３６から検出装置２を除外した座標軸を示している。図３８は、軸部材２０及び球面体２１の傾倒をベクトルとして示している。図３８では、軸部材２０の傾倒中心から操作部１２側（上側）へ向くベクトルを、図３７に示す仮想上の座標軸に軸ベクトルとして重畳し、軸部材２０及び球面体２１を基準位置から傾倒させた状態を示している。

図３６乃至図３８を用いて、補正について説明する。図３６及び図３７に例示するように、以降の説明では、水平面をＸ軸及びＹ軸にて規定される平面とし、垂直方向をＺ軸方向として定義する。図３８に示すように、軸部材２０及び球面体２１を傾倒させた場合、軸ベクトルにて示される傾倒に係る角度は、ＸＹ平面に投影したＸ軸から左回りの角度Φと、Ｚ軸からの傾斜を示す角度θとにより示される。

図３９及び図４０は、本願記載の検出装置２の動作の説明に用いる仮想上の座標軸を示す説明図である。図３９及び図４０は、本願で定義する仮想上の座標系をＺ軸の正方向（上方）からの視点で示しており、第１磁石２４の磁極を座標軸に重畳して示している。図３９は、検出装置２の軸部材２０が基準位置に位置する状態を示しており、図４０は、軸部材２０を基準位置から回転させた状態を示している。図４０に示すように、軸部材２０を回転位置の角度を左回り（反時計回り）を基準に角度Ｄｉとして定義する。回転に係る角度は、磁力線の出射方向に近似できる第１磁石２４のＮ極側の法線ベクトル（以降、磁極ベクトルと称する。）の方向の変化にて規定する。

図４１及び図４２は、本願記載の検出装置２の軸部材２０等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。図４１及び図４２は、軸部材２０及び球面体２１の動作を一般化したモデルであり、図４１は、軸部材２０等が傾倒していない初期状態を示し、図４２は、傾倒状態を示している。図４２に示すように、傾倒状態の軸ベクトルは、ＸＹ平面に投影したＸ軸から左回りに角度Φの方向へ、Ｚ軸から角度θに傾倒している。図４１及び図４２において、実線で示す矢印は、軸ベクトルであり、一点鎖線で示す矢印は、磁極ベクトルである。図４１に示す磁極ベクトルの初期状態の座標は、（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）として規定し、図４２に示す磁極ベクトルの傾倒状態の座標は、（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）として規定する。図４２に示すように、軸部材２０等の傾倒の角度は、ＸＹ平面に投影したＸ軸から左回りの角度Φと、Ｚ軸からの傾斜を示す角度θとで示す。また、図４１に示す初期状態において、第１磁界センサ２３２にて検出する磁極ベクトルの角度をＸＹ平面上のＸ軸からの左回りの角度Ｄｉとして示し、図４２に示す傾倒状態において、第１磁界センサ２３２にて検出する磁極ベクトルの角度を角度Ｄｏとして示す。

本願では、図４１から図４２への動作において、軸部材２０等の動作に伴う軸ベクトルの変化を分解して、磁極ベクトルの変化を導出する方法を例示して説明する。図４３乃至図４６は、本願記載の検出装置２の軸部材２０等の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。

図４３は、初期状態を示しており、軸ベクトルは、Ｚ軸に沿った基準位置に位置している。図４４は、図４２に例示した傾倒状態の軸ベクトル及び磁極ベクトルへの変化のうち、磁極ベクトルがＸＹ平面上を右回りに角度Φ分の回転をした成分を抽出して示している。図４３の状態から図４４の状態への動作を、以降、第１動作と称する。図４５は、図４２に例示した傾倒状態の軸ベクトル及び磁極ベクトルの変化のうち、軸ベクトルがＸＺ平面上でＺ軸に対してＸ軸方向へ角度θ分の傾倒をした成分を、図４４からの変化として示している。軸ベクトルが傾倒することにより、ＸＹ平面上に投影される磁極ベクトルもＹ軸に対して右回りに回転する。図４４の状態から図４５の状態への動作を、以降、第２動作と称する。図４６は、図４２に例示した傾倒状態の軸ベクトル及び磁極ベクトルの変化のうち、軸ベクトルがＺ軸を中心として左回り方向に角度Φ分の回転をした成分を、図４
５からの変化として示している。軸ベクトルがＺ軸を中心として回転することにより、ＸＹ平面上に投影される磁極ベクトルも左回りに回転する。図４５の状態から図４６の状態への動作を、以降、第３動作と称する。以上のように、図４１から図４２への動作は、図４３から図４６への第１動作、第２動作及び第３動作の組み合わせに分解することができる。

図４１に示した初期状態における磁極ベクトルの座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）から図４２に示した傾倒状態の磁極ベクトルの座標（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）への変換は、行列式として示した下記の式１として示すことができる。下記の式１のうち右辺４番目の行列は、初期状態の座標を示している。右辺３番目の行列は、Ｚ軸に対して右回りに角度Φ回転させる第１動作を表した変換行列を示している。式１のうち右辺２番目の行列は、Ｙ軸に対して右回りに角度θ回転させる第２動作を表した変換行列を示している。式１のうち右辺１番目の行列は、Ｚ軸に対して左回りに角度Φ回転させる第３動作を表した変換行列を示している。以上のように式１は、初期状態における磁極ベクトルの座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を第１動作、第２動作及び第３動作に係る変換をして、傾倒状態の磁極ベクトルの座標（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）に変換する行列式となっている。

磁極ベクトルの傾きが求まると、逆三角関数を用いることにより、第１磁界センサ２３２にて検出するＸＹ平面上に投影した磁極ベクトルの角度を下記の式２及び式３で求めることができる。

Ｄｉ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙｉ／Ｘｉ） ・・・式２
Ｄｏ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙｏ／Ｘｏ） ・・・式３

上記式２にて求められる初期状態における磁極ベクトルの角度Ｄｉと、式３にて求められる傾倒状態における磁極ベクトルの角度Ｄｏとの差異により測定誤差が生じる。

図４７は、本願記載の検出装置２が備える第１磁界センサ２３２が検出する磁力線（磁極ベクトル）の角度の検出値の傾倒による差異の一例を比較して示す図表である。図４７は、軸部材２０等の長手方向を示す軸ベクトルがＺ軸に合致する初期状態にて検出される磁極ベクトルの計算値である角度Ｄｉと、軸ベクトルが傾倒状態にて検出される磁極ベク
トルの計算値である角度Ｄｏとの関係を比較して示している。図４７は、傾倒した軸部材２０のＸ軸からの角度θが３０°で、Ｚ軸からの角度θが４５°の場合における角度Ｄｉと角度Ｄｏとの関係を示している。図４７では、上段に第１磁界センサ２３２が検出する磁極ベクトルの角度Ｄｉを示しており、下段に角度Ｄｏを示している。図４７に例示するように、Ｄｉ及びＤｏの値には差異が生じているため、差異を補正する処理が必要となる。

図４８は、本願記載の操作装置１の機能構成例を示すブロック図である。操作装置１は、各種電子素子、各種電気回路、マイクロコンピュータ等の電子部品を用いて構成された制御部３を備えている。制御部３は、第１磁界センサ２３２からの入力を受け付ける第１入力部３１と、第２磁界センサ２３３からの入力を受け付ける第２入力部３２とを備えており、回転角度を補正する補正部３０として機能する。

第１入力部３１は、磁力ベクトルに基づく磁界の変化を軸部材２０の回転角度として検出する第１磁界センサ２３２から、回転角度の測定値（Ｄｏ）の入力を受け付ける。第２入力部３２は、軸ベクトルに基づく磁界の変化を軸部材２０の傾倒角度として検出する第２磁界センサ２３３から、傾倒角度の測定値（θ，φ）の入力を受け付ける。

補正部３０は、前述の行列式及び計算式に基づいて、回転角度の測定値（Ｄｏ）及び傾倒角度の測定値（θ，φ）から、回転角度の補正値（Ｄｉ）を導出する。回転角度の測定値（Ｄｏ）及び傾倒角度の測定値（θ，φ）から、回転角度の補正値（Ｄｉ）を導出は、例えば、式１として示した行列式の逆算を行うことで算出される。式４は、式１として示した行列式の逆算式である。

補正部３０は、例えば、式４を用いて導出した回転角度の補正値（Ｄｉ）を出力部４へ出力する。補正部３０では、補正値に基づく操作信号を、出力部４からゲーム機、パーソナルコンピュータ、産業用ロボット等の操作対象となる装置へ出力する。補正部３０での補正は、行列式及び計算式に基づく計算で補正してもよく、予め図４７に例示したような図表を示すテーブルを傾倒角度毎に作成しておき、テーブルを用いて換算することにより補正するようにしてもよい。なお、制御部３自体は、検出装置２に組み込む形態であっても、操作装置１に組み込む形態であってもよい。

次に、本願記載の操作装置１及び検出装置２の他の補正処理の例について説明する。図４９は、本願記載の検出装置２が備える第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３が検出する第１磁石２４及び第２磁石２５の磁力線の一例を模式的に示す概略説明図である。図５０は、本願記載の検出装置２が備える第１磁石２４及び第２磁石２５による磁力線の方向を示すモデルである。図４９及び図５０では、第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３が検出する磁力線のうち、第１磁石２４に起因する磁力線を実線で示し、第２磁石２５に起因する磁力線を一点鎖線で示している。図４９は、軸部材２０及び球面
体２１が傾倒した状態を示している。図５０は、図４９に示す状態から、軸部材２０等の回転動作の検出に用いる第１磁石２４に起因する磁力線に基づく磁束密度Ｂｒ及び軸部材２０等の傾倒動作の検出に用いる第２磁石２５に起因する磁力線に基づく磁束密度Ｂｔを示したモデルを示している。図５０に示すように、第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４に起因する磁束密度Ｂｒは、傾倒角度θの影響を受けるため、磁束密度についても補正処理が必要となる。

図５１及び図５２は、本願記載の検出装置２が備える第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。図５１は、検出装置２の軸部材２０及び球面体２１が基準位置に位置する初期状態を示しており、図５２は、軸部材２０等が傾倒した傾倒状態を示している。第１磁界センサ２３２が検出する磁束密度のＸ軸方向の成分のうち、軸部材２０の回転の検出に用いる第１磁石２４に起因する磁束密度のＸ軸方向の成分について説明する。

図５１の初期状態において、第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４による磁束密度ＢｒのＸ軸方向の成分Ｂｒｘは、第１磁界センサ２３２にて－Ｂｒの大きさとして検出される。即ち、Ｂｒｘ＝－Ｂｒとなる。

図５２の傾倒状態において、第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４による磁束密度ＢｒのＸ軸方向の成分Ｂｒｘは、第１磁界センサ２３２にて、Ｘ軸からの角度Φ及びＸＹ平面からの角度θを用いた－Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦの大きさとして検出される。即ち、Ｂｒｘ＝－Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦとなる。

図５３及び図５４は、本願記載の検出装置２が備える第２磁界センサ２３３が検出する第２磁石２５に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。図５３は、初期状態を示しており、図５４は、傾倒状態を示している。第２磁界センサ２３３が検出する磁束密度のＸ軸方向の成分のうち、軸部材２０の傾倒の検出に用いる第２磁石２５に起因する磁束密度のＸ軸方向の成分について説明する。

図５３の初期状態において、第２磁界センサ２３３が検出する第２磁石２５による磁束密度ＢｔのＸ軸方向の成分Ｂｔｘは、第２磁界センサ２３３にて０の大きさとして検出される。即ち、Ｂｔｘ＝０となる。

図５４の傾倒状態において、第２磁界センサ２３３が検出する第２磁石２５による磁束密度ＢｔのＸ軸方向の成分Ｂｔｘは、第２磁界センサ２３３にて、Ｘ軸からの角度Φ及びＸＹ平面からの角度θを用いたＢｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦの大きさとして検出される。即ち、Ｂｒｘ＝Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦとなる。

図５５及び図５６は、本願記載の検出装置２が備える第１磁界センサ２３２が検出する第１磁石２４に起因する磁束密度及び第２磁界センサ２３３が検出する第２磁石２５に起因する磁束密度の方向を仮想上の座標軸に示すモデルである。図５５は、初期状態を示しており、図５６は、傾倒状態を示している。図５５及び図５６は、第１磁界センサ２３２及び第２磁界センサ２３３により、第１磁石２４に起因する磁束密度及び第２磁石２５に起因する磁束密度の重なりを検出する。

図５５の初期状態において、第１磁石２４の磁束密度のＸ軸方向の成分Ｂｒｘ及び第２磁石２５の磁束密度のＸ軸方向の成分Ｂｔｘが重なった磁束密度Ｂｘは、－Ｂｒとして検出される。即ち、Ｂｘ＝－Ｂｒとなる。

図５６の傾倒状態において、第１磁石２４の磁束密度のＸ軸方向の成分Ｂｒｘ及び第２
磁石２５の磁束密度のＸ軸方向の成分Ｂｔｘが重なった磁束密度Ｂｘは、Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦ－Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦとなる。即ち、Ｂｘ＝Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦ－Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦとなる。

以上のように、初期状態と、傾倒状態において、磁束密度Ｂｘに差異が生じているため、差異を補正する処理が必要となる。

図５７は、本願記載の操作装置１の機能構成例を示すブロック図である。操作装置１は、制御部３を備えており、制御部３は、第１入力部３１及び第２入力部３２、更に、回転角度を補正する第１補正部３０ａ及び傾倒角度を補正する第２補正部３０ｂとして機能する。

第１入力部３１は、回転の検出に用いる第１磁界センサ２３２から第１磁石２４に起因する磁束密度Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦの入力を受け付ける。第２入力部３２は、傾倒の検出に用いる第２磁界センサ２３３から第２磁石２５に起因する磁束密度Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦの入力を受け付ける。

第１補正部３０ａは、第１磁界センサ２３２が検出した回転に係る磁束密度Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦ及び第２磁界センサ２３３が検出した傾倒に係る磁束密度Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦに基づいて、回転に係るＸ軸方向の補正値Ｂｒｘを導出する。第２補正部３０ｂは、第２磁界センサ２３３が検出した回転に係る磁束密度Ｂｒｃｏｓθ・ｃｏｓΦ及び第２磁界センサ２３３が検出した傾倒に係る磁束密度Ｂｔｓｉｎθ・ｃｏｓΦに基づいて、傾倒に係るＸ軸方向の補正値Ｂｔｘを導出する。

第１補正部３０ａ及び第２補正部３０ｂは、導出した回転に係る補正値Ｂｒｘ及び傾倒に係る補正値Ｂｔｘを出力部４へ出力する。補正部３０では、補正値に基づく操作信号を、出力部４からゲーム機、パーソナルコンピュータ、産業用ロボット等の操作対象となる装置へ出力する。補正部３０での補正は、前述の計算式に基づく計算で補正してもよく、予め計算結果を記録したテーブルを傾倒角度毎に作成しておき、テーブルを用いて換算することにより補正するようにしてもよい。

以上のように、本願記載の検出装置２及び操作装置１は、第１磁石２４、第２磁石２５等の磁石及び磁界検出ユニット２３を備え、磁石にて発生した磁界による磁力線を、磁界検出ユニット２３が備える磁界センサにて検出する。そして、検出した磁界に基づいて、軸部材２０の傾倒、回転、上下移動等の様々な動作を検出する。本願記載の検出装置２等は、磁界に基づいて動作を検出するので、例えば、動作の検出に摺動する可変抵抗を用いる必要がなく、摩擦劣化を抑制し、信頼性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。

また、本願記載の検出装置２等は、動作する球面体２１側に、第１磁石２４、第２磁石２５等の磁石を配置し、球面体２１内の固定された位置に配線が必要な第１磁界センサ２３２、第２磁界センサ２３３等の磁界センサを配置する。従って、本願記載の検出装置２等は、球面体２１の動作による断線等の異常が生じ難く、信頼性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

例えば、第１実施形態乃至第１０実施形態として例示したそれぞれの実施形態は、それぞれ独立して実施する場合に限らず、適宜組み合わせることが可能である。

例えば、前記実施形態では、ゲームのコントローラに適用する形態について説明したが、本発明はこれに限らず、各種玩具、各種移動体、各種測定装置、産業用ロボット等の様々な操作対象の操作に用いることが可能である。更に、本願記載の検出装置２は、操作装置１への適用に限らず、産業用ロボットの関節等の球状の関節を組込可能な様々な装置に適用することが可能である。

また、前記実施形態では、第１磁石２４を球面体２１の中央近傍に固定し、第１磁界センサ２３２を軸部材２０に固定する形態を示したが、軸部材２０の回転動作を検出することができるのであれば、本発明はこれに限るものではなく、適宜固定位置を変更することが可能である。例えば、軸部材２０の動作の影響を受ける位置に磁界検出ユニット２３を固定し、軸部材２０の動作の影響を受けない固定位置に第１磁石２４を固定する等、様々な形態に展開することが可能である。具体的には、球面体２１の中央近傍に第１磁界センサ２３２を固定し、軸部材２０に第１磁石２４を固定する等、様々な形態に展開することが可能である。このような形態として構成する場合、前記実施形態で例示したように磁界検出ユニット２３から第１接続線２３０を介して外部へ電気信号を出力する形態に限らず、無線で電気信号を出力する等、様々な形態に展開することが可能である。第２磁石２５及び第２磁界センサ２３３についても同様であり、軸部材２０の傾倒動作を検出することができるのであれば、様々な形態に展開することが可能である。

１ 操作装置
１２ 操作部
２ 検出装置
２０ 軸部材
２１ 球面体
２１ａ 開口部
２１ｄ 第１磁界室
２１ｅ 第２磁界室
２１１ 側部遮磁板
２２ 保持部材
２２０ 保護部
２３ 磁界検出ユニット
２３１ 中央遮磁板
２３２ 第１磁界センサ
２３３ 第２磁界センサ
２３４ 第１離隔部材
２３５ 第２離隔部材
２３６ 補助遮磁板
２３７ 第３離隔部材
２４ 第１磁石
２５ 第２磁石
２６ 下部機構
２６０ 押圧部材
２６３ 可動部材
２６４ 固定部材
２６５ タクタイルスイッチ
２６７ 感圧センサ
２６９ 第３磁界センサ
２７ 弧状フレーム
２７０ 案内孔
３ 制御部
３０ 補正部
４ 出力部

Claims (14)

1. 外部からの操作を受けて動作する軸部材の動作を検出する検出装置であって、
   前記軸部材が挿通され、外形が略球状に形成された球面体と、
   磁石と、
   前記磁石が形成した磁界を検出する磁界検出ユニットと
   を備え、
   前記磁石及び前記磁界検出ユニットのうちの一方は前記軸部材の動作の影響を受ける位置に固定され、他方は前記軸部材の動作の影響を受けない固定位置に固定されている
   ことを特徴とする検出装置。
2. 外部からの操作を受けて動作する軸部材の動作を検出する検出装置であって、
   前記軸部材が挿通され、外形が略球状に形成された中空の球面体と、
   前記球面体の内側で、前記軸部材の動作に連動する位置に固定された磁石と、
   前記球面体の中心近傍の位置に固定され、前記磁石が形成した磁界を検出する磁界検出ユニットと
   を備える
   ことを特徴とする検出装置。
3. 請求項２に記載の検出装置であって、
   前記軸部材は、
   長手方向に平行で、かつ前記球面体の中心を通る仮想上の中心軸に対して動作し、
   前記球面体内は、
   前記中心軸方向に並ぶ第１磁界室及び第２磁界室に区分されており、
   前記磁石は、
   前記第１磁界室内に挿通された前記軸部材に固定された第１磁石と、
   前記第２磁界室内に固定された第２磁石と
   を含み、
   前記磁界検出ユニットは、
   前記第１磁界室内の磁界を検出する第１磁界センサと、
   前記第２磁界室内の磁界を検出する第２磁界センサと
   を有する
   ことを特徴とする検出装置。
4. 請求項３に記載の検出装置であって、
   前記第１磁界室及び前記第２磁界室の境界となる位置に配置された遮磁板を備える
   ことを特徴とする検出装置。
5. 請求項４に記載の検出装置であって、
   前記遮磁板及び前記第１磁界センサの間を離隔する第１離隔部材と、前記遮磁板及び前記第２磁界センサの間を離隔する第２離隔部材とのうち、少なくとも一方を備える
   ことを特徴とする検出装置。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の検出装置であって、
   前記第１磁石は、前記中心軸に対して直交する方向に磁極が向くように配置されており、
   前記第２磁石は、前記中心軸に対して平行な方向に磁極が向くように配置されている
   ことを特徴とする検出装置。
7. 請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の検出装置であって、
   前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作、前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作及び前記中心軸の延伸方向へ移動する動作のうち、少なくとも一の動作である
   ことを特徴とする検出装置。
8. 請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の検出装置であって、
   前記軸部材は、少なくとも前記中心軸の延伸方向に動作可能であり、
   前記軸部材の延伸方向の動作に連動して、前記球面体は延伸方向に動作し、
   前記球面体の延伸方向の動作に連動して移動する可動部材と、
   前記可動部材を動作可能に保持する固定部材と、
   前記固定部材に固定され、前記可動部材の移動に基づく押圧を検出する感圧センサと
   を備える
   ことを特徴とする検出装置。
9. 請求項８に記載の検出装置であって、
   前記感圧センサとして、又は前記感圧センサとは別に、前記可動部材の移動に基づく押圧を受けるタクタイルスイッチを備える
   ことを特徴とする検出装置。
10. 請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の検出装置であって、
    前記軸部材は、少なくとも前記中心軸の延伸方向に動作可能であり、
    前記軸部材の延伸方向の動作に連動して、前記球面体は延伸方向に動作し、
    前記球面体の軸方向の動作に連動して移動する可動部材と、
    前記可動部材を動作可能に保持する固定部材と、
    前記可動部材に固定された第３磁石と、
    前記固定部材に固定された第３磁界センサと
    を備える
    ことを特徴とする検出装置。
11. 請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載の検出装置であって、
    前記磁界検出ユニットに取り付けられた接続線を備え、
    前記球面体には、前記接続線を内外に通す開口部が開設されており、
    前記開口部は、前記球面体及び前記中心軸の交点を通る大円に沿って長尺状に開設されている
    ことを特徴とする検出装置。
12. 請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記検出装置が備える前記球面体を動作させる操作を受け付ける操作部と
    を備える
    ことを特徴とする操作装置。
13. 請求項１２に記載の操作装置であって、
    前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作及び前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作を含み、
    傾倒する動作の検出値に基づいて、回転する動作の検出値を補正する手段を備える
    ことを特徴とする操作装置。
14. 請求項１２に記載の操作装置であって、
    前記軸部材の動作は、前記球面体の中心を支点に中心軸が傾倒する動作及び前記中心軸を中心に周方向へ回転する動作を含み、
    回転する動作の検出値に基づいて、傾倒する動作の検出値を補正する手段を備える
    ことを特徴とする操作装置。

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