JP2964254B2 - Coordinate position input device - Google Patents

Coordinate position input device

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JP2964254B2 JP1136398A JP13639889A JP2964254B2 JP 2964254 B2 JP2964254 B2 JP 2964254B2 JP 1136398 A JP1136398 A JP 1136398A JP 13639889 A JP13639889 A JP 13639889A JP 2964254 B2 JP2964254 B2 JP 2964254B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は支点から短小の操作棒長を備えるジョイステ
ィックを画像表示面上のカーソル位置に対応してデジタ
ル値により移動長を検出演算することのできる全方位を
円滑自在に操作可能な座標位置入力装置として有用であ
り、近時のOA、教育訓練、娯楽等の電子機器に広く用途
をもつものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to detecting and calculating a moving length of a joystick having a short and long operation rod length from a fulcrum by a digital value corresponding to a cursor position on an image display surface. It is useful as a coordinate position input device that can smoothly operate all possible directions, and is widely used in recent electronic devices such as OA, educational training, and entertainment.

「従来の技術」 ジョイスティックの基本構成は、互いに近傍直交させ
た可変抵抗器の調整軸である回動軸心を串差しにした操
作棒が支点を中心にX,Y軸方向はもとより全方位に自在
な操作ができるようになっており、上記操作棒の操作終
了後は上記回動軸心に懸架した戻しバネの弾発力によっ
て垂直姿勢に操作棒を保持しているが、上記操作棒に加
わる荷重が上記戻しバネ2本の弾発力と回動支承部での
摺動摩擦抵抗とを合算したものとなって、上記操作棒を
斜方向に操作したときに上記2本の戻しバネの弾発力が
ともに作用して操作棒に加わる荷重は操作棒の倒れ角や
その方角によって不均一になり、操作棒長が短小になる
程、受ける荷重が大きくバラック欠点を有している。
`` Conventional technology '' The basic configuration of a joystick consists of an operating rod with a rotary axis, which is the adjustment axis of a variable resistor that is orthogonal to each other, skewed around the fulcrum, in all directions, not only in the X and Y axis directions. The operation rod can be freely operated, and after the operation of the operation rod is completed, the operation rod is held in a vertical position by the elastic force of a return spring suspended on the rotation axis. The applied load is the sum of the resilience of the two return springs and the sliding frictional resistance at the rotary support. When the operating rod is operated in the oblique direction, the elasticity of the two return springs is obtained. The load applied to the operating rod due to both the acting forces becomes non-uniform depending on the inclination angle and the direction of the operating rod, and the shorter the operating rod length is, the larger the load received is, which has a barrack defect.

従って前記の欠点を解決する提案として例えば昭和62
年実用新案登録願第81969号が知られているが、これと
て支点からの短小操作棒が全方位で受ける荷重を均一に
して静止時には垂直姿勢に復帰させる複雑な構造を採っ
ており、ジョイスティックの円滑な操作性の点で問題が
ある。
Therefore, as a proposal for solving the above-mentioned disadvantage, for example,
Japanese Utility Model Registration Application No. 81969 is known, but it has a complex structure that makes the load received by the short and small operation rod from the fulcrum in all directions uniform and returns to the vertical posture at rest, and the joystick There is a problem in the smooth operability.

他方、ジョイスティックを操作して画像表示面上の座
標位置を換えるためX,Y軸方向の移動量に対応させた可
変抵抗器の電圧値をA/Dコンバータによりデジタル値に
変換し、更にコンデンサを上記可変抵抗器に組合わせて
その所定電気容量に達するまでの時定数に基いて座標位
置を割出すものにあっては、上記時定数の変動による検
出時間のバラツキが避けられないという欠点がある。
On the other hand, in order to change the coordinate position on the image display surface by operating the joystick, the voltage value of the variable resistor corresponding to the amount of movement in the X and Y axis directions is converted to a digital value by an A / D converter, and the capacitor is further changed. In the case where the coordinate position is determined based on the time constant required to reach the predetermined electric capacity in combination with the variable resistor, there is a disadvantage that the variation of the detection time due to the fluctuation of the time constant cannot be avoided. .

そこで上記欠点を改良する案として例えば特開昭61−
33529号の文献に開示されているところによれば、座標
位置をデジタル値により検出するものでありながら縦及
び横座標位置指示器が横断する複数の微細な識別線数に
基いて移動方向とその量を検出する方法を採っているた
め、検出後の入力データ処理に数多くの工程を経なくて
はならず結局時間がかかるという難点を有している。
Therefore, as a proposal for improving the above-mentioned disadvantage, for example,
According to the document disclosed in No. 33529, the moving direction and the moving direction are determined based on a plurality of fine identification lines traversed by the vertical and horizontal coordinate position indicators while detecting the coordinate position by a digital value. Since the method of detecting the amount is employed, the input data processing after the detection has to go through a number of steps, which has the disadvantage that it takes time.

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は前記縦前の障害に鑑み、画像表示面上のカー
ソルの動きと関連して、X,Y軸方向に夫夫全方位をカバ
ーするジョイスティックの接触スイッチ部を僅少な回動
によって、直接デジタルデータを送出できて演算処理速
度が速く、総合的に部品点数が少ない座標位置入力装置
を得んとするものである。
"Problems to be Solved by the Invention" In view of the obstacle in front of the vertical, the present invention relates to the movement of the cursor on the image display surface, and the contact of the joystick covering all directions in the X and Y axis directions. It is an object of the present invention to obtain a coordinate position input device in which digital data can be directly transmitted by a slight rotation of a switch portion, a calculation processing speed is high, and a total number of components is small.

「問題点を解決するための手段」 しかして本発明はジョイスティックの操作棒の傾角と
プロセッサの処理容量との関係が、画像表示面上のカー
ソル位置を表示する分解能に関連することに注目し、X,
Y軸に関して直交配置する環状のスイッチ基板の中心角
を狭めても180度カバーできるようにCPUがカーソルの移
動量を時間の函数として演算処理できる構成としたもの
である。
"Means for solving the problem" The present invention focuses on the fact that the relationship between the inclination of the operation stick of the joystick and the processing capacity of the processor is related to the resolution for displaying the cursor position on the image display surface, X,
The configuration is such that the CPU can calculate the amount of movement of the cursor as a function of time so that it can cover 180 degrees even if the center angle of the annular switch board arranged orthogonally to the Y axis is narrowed.

以下に本発明の一実施例について図面により詳述す
る。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

「実施例」 先づ第1図は本発明の座標位置入力装置におけるX,Y
座標いづれか1軸分のジョイスティック要部側面図、第
2図はX,Y軸夫夫についてジョイスティックと抵抗器を
組合わせたエンコーダと演算を司どるCPUとの回路構成
図である。
"Embodiment" First, FIG. 1 shows X, Y in the coordinate position input device of the present invention.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an encoder combining a joystick and a resistor for each of the X and Y axes, and a CPU for performing calculations, for each of the X and Y axes.

第1図において1はスイッチ基板、2は回動軸心0と
4ビット分のトラック4のT1,T2,T3,T4とコモントラッ
クTcとが回転中心に対して同心円周上に等しいピッチP
で配列した導電パターンであり、全体として最大ビット
数まで設けられる。θは上記導電パターンを備えるスイ
ッチ基板の最大中心角、3は上記スイッチ基板上の非導
電領域、60,61,62,63,64は支持部材5上に取付けた固定
アーム端子、50,51,52,53,54の各々の先端が可撓性で上
記各トラック上を導電パターン及び非導電領域に摺接す
る摺動接触子、6はジョイスティック10の操作棒であ
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a switch substrate, and 2 denotes a rotation axis 0 and T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 of a track 4 for 4 bits and a common track Tc on a concentric circle with respect to the rotation center. Equal pitch P
The conductive patterns are arranged up to the maximum number of bits as a whole. θ is the maximum central angle of the switch board having the conductive pattern, 3 is a non-conductive area on the switch board, 60, 61, 62, 63, 64 are fixed arm terminals mounted on the support member 5, 50, 51, A sliding contact 6 is an operating rod of the joystick 10. The sliding contact 52 has a flexible tip at each end and slides on the tracks on the conductive pattern and the non-conductive area.

上記スイッチ基板はジョイスティックの外筐壁面に支
承され、上記指示部材が本実施例では中心角最大60度以
内を回動するよになっている。
The switch board is supported on the outer casing wall surface of the joystick, and the pointing member rotates within a maximum central angle of 60 degrees in this embodiment.

また上記操作棒を矢示の全方位方向bに回転させると
上記外筐壁に両端を支承したX軸シャフト7とY軸クラ
ンク8がともに一定角を往復回動し、操作棒を矢示のa
方向に倒すとY軸クランク8の中空部をX軸がC方向に
往復移動する。
When the operating rod is rotated in the omnidirectional direction b as indicated by the arrow, both the X-axis shaft 7 and the Y-axis crank 8 supported on both ends of the outer casing wall reciprocate at a fixed angle, and the operating rod is moved in the direction indicated by the arrow. a
When tilted in the direction, the X axis reciprocates in the C direction in the hollow portion of the Y axis crank 8.

ここにスイッチ基板の中心角を例えば60度とすると、
X,Y軸夫夫について180度づつカバーするためには、夫夫
3回スイッチ基板を60度づつ送ってオン,オフデータを
採取しなくてはならないが、X軸シャフト及びY軸クラ
ンクの回動角が小さくできて操作速度にとって有利にな
る。すなわち、摺動接触子の数およびトラックの数を少
なくすることができるために、演算処理速度が速くな
る。
If the central angle of the switch board is, for example, 60 degrees,
In order to cover each of the X and Y axes by 180 degrees, the switch board must be sent 60 degrees at a time and the ON and OFF data must be collected three times each, but the rotation of the X axis shaft and Y axis crank must be performed. The moving angle can be reduced, which is advantageous for the operation speed. That is, since the number of sliding contacts and the number of tracks can be reduced, the processing speed is increased.

上記スイッチ基板は固定されていて動かないので、摺
動接触子がスイッチ基板上の端縁に到達すると各トラッ
クと一定の短時間接触を保っていることをCPUが判断し
て次の60度分に移ってデータ検出するように作動する。
Since the switch board is fixed and does not move, when the sliding contact reaches the edge on the switch board, the CPU determines that the track is kept in contact with each track for a certain short time, and the next 60 degrees It moves to and operates to detect data.

上記の中心角が例えば20度といった挾い角度になる
と、同一トラック上の導電パターン列がオンオフ信号と
して検出しえなくなるので、実用上適当な導電,非導電
領域のパターン列で構成できる角度に設定することが好
ましい。
If the above-mentioned central angle is an angle of, for example, 20 degrees, the conductive pattern line on the same track cannot be detected as an on / off signal, so that the angle is set to a practically suitable conductive and non-conductive region pattern line. Is preferred.

従って摺動接触子がスイッチ基板表面と摺接回動し、
時点t1における電気的スイッチとしての機能から得られ
る信号は、トラックT1から順に1−0−0−0のデジタ
ル出力となり、t2においては0−1−1−0というデジ
タル出力となる。
Therefore, the sliding contact slides and rotates on the switch substrate surface,
Signal obtained from the functions as an electrical switch at time t 1 becomes the digital output of 1-0-0-0 from the track T 1 in order, the digital output of 0-1-1-0 in t 2.

かくしてジョイスティックの操作棒を画像表示用ディ
スプレイにおけるカーソルの動きを見ながら追従操作し
ていくと、その時点におけるX,Y軸方向夫夫に設けた電
気的スイッチがオン,オフのデジタル信号を送出するエ
ンコーダとしてデータを送出させることになる。
Thus, when the operation stick of the joystick is followed while observing the movement of the cursor on the display for image display, the electric switches provided in the respective X and Y-axis directions at that time transmit digital signals of ON and OFF. The data will be transmitted as an encoder.

次に第2図によりデジタルスイッチSW1及びSW2を構成
するジョイステイックと電圧発生部として各摺動接触子
に接続される抵抗器111−114及び211〜214からなるX,Y
軸夫夫に専用のエンコーダ20と、データ処理機能を担う
CPU30との作用について説明する。図では摺動接触子が
いずれも導電パターンと接触していない“1"の状態であ
ることを表わしている。
Then X consisting of resistors 111-114 and 211-214 are connected to the respective sliding contact as the joystick and the voltage generating unit constituting the digital switch SW 1 and SW 2 by Figure 2, Y
Dedicated encoder 20 for each axis and data processing function
The operation with the CPU 30 will be described. In the drawing, it is shown that all the sliding contacts are in a state of “1”, which is not in contact with the conductive pattern.

導電パターンと摺動接触子との各トラックの導通,非
導通によって得られる“0"又は“1"によるデジタル信号
は、各摺動接触子に接がれた抵抗器への通電に基づく電
圧降下を夫夫例えば5ボルトと設定しておけば、“1"出
力に対応して5ボルト出力が得られ、CPUに入力として
印加される。
The digital signal of "0" or "1" obtained by the conduction and non-conduction of each track between the conductive pattern and the sliding contact is a voltage drop due to the energization of the resistor connected to each sliding contact. Is set to, for example, 5 volts, a 5 volt output is obtained corresponding to the "1" output, and applied to the CPU as an input.

なおジョイステイックのスイッチ基板上に設けたコモ
ントラックTCY又はTCXは連続した導電パターンであるた
めに、座標位置にかかわらず常に摺動接触子と接触状態
を保ち、電気的に接地の機能を果している。
Since the common track T CY or T CX provided on the joystick switch board is a continuous conductive pattern, it always maintains contact with the sliding contact regardless of the coordinate position, and has the function of electrical grounding. It's done.

従ってCPUは画像表示面のカーソル位置にX,Y各軸の原
点を合わせておくことにより、ジョイステイックによる
オン,オフ信号に対応して0か例えば5ボルトの入力を
受け、内臓の基準クロックに照比して取込んだデータを
処理し、時間の函数としてのカーソルの移動量を検出
し、例えば赤外線によってデータを端子31から出力させ
ることができる。
Therefore, the CPU receives the input of 0 or, for example, 5 volts in response to the ON / OFF signal by the joystick by aligning the origins of the X and Y axes with the cursor position on the image display surface, and outputs the reference clock to the internal reference clock. By processing the captured data by comparing, the amount of movement of the cursor as a function of time is detected, and the data can be output from the terminal 31 by, for example, infrared rays.

ここに画面上にカーソルがA点からB点に移動したと
すると、X,Y軸の原点もA点からB点に移動することに
なり、その移動量を時間の尺度で演算処理して求めるこ
とができる。
If the cursor moves from point A to point B on the screen, the origin of the X and Y axes also moves from point A to point B, and the amount of movement is calculated and processed on a time scale. be able to.

「効 果」 かくて本座標位置入力装置によれば、ジョイステイッ
クの操作棒の傾角をデータプロセッサの処理容量で除し
て画像表示面上でのカーソル位置を表示するための分解
能を求めるとともに、X,Y軸に関して180度の数分の1の
中心角を有するスイッチ基板を設けるだけで足りるの
で、全方位を円滑に均圧荷重をもって回動角並びに部品
点数の少ない直接にデジタルデータ処理を可能ならし
め、長寿命を期待することができる。
[Effect] According to the present coordinate position input device, the resolution for displaying the cursor position on the image display surface is obtained by dividing the tilt angle of the joystick operation rod by the processing capacity of the data processor, and It is enough to provide a switch board with a center angle of a fraction of 180 degrees with respect to the X and Y axes, so digital data processing can be performed directly in all directions with a smooth equalizing load and with a small rotation angle and a small number of parts. You can expect a long life.

本座標位置入力装置によれば、X,Y軸に関して180度の
数分の1の中心角を有するスイッチ基板を設けること
で、トラックの数が少なくなってスイッチ基板自体が小
さくなり、かつa方向に操作棒を倒す角度が小さくなる
ために、操作棒の動作範囲が狭くなってバネの弾発力の
最大荷重が小さくなり、ゼロ荷重と最大荷重との差が小
さいことから均圧荷重となる。
According to the present coordinate position input device, by providing a switch board having a center angle of a fraction of 180 degrees with respect to the X and Y axes, the number of tracks is reduced, the switch board itself is reduced, and the direction a Since the angle at which the operating rod is tilted becomes smaller, the operating range of the operating rod becomes narrower and the maximum load of the spring resilience decreases, and the difference between the zero load and the maximum load is small, resulting in a uniform pressure load. .

またカーソルの移動時間をCPUに設定するプログラム
を可変することにより任意に変更することができるなど
従来に見られない優れた効果を発揮することができる。
In addition, an excellent effect not seen in the past can be exhibited, for example, the cursor moving time can be arbitrarily changed by changing a program to be set in the CPU.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の座標位置入力装置におけるX,Y軸のい
ずれか1軸分のジョイステイック要部側面図、第2図は
X,Y軸夫夫にジョイステイックと抵抗器を組合わせたエ
ンコーダと演算処理するCPUとの回路構成図である。 1……スイッチ基板、2……導電パターン、3……非導
電部、4……トラック、5……支持部材、6……操作
棒、50〜54……固定アーム端子、60〜64……摺動接触
子、7……X軸シャフト、8……Y軸クランク、20……
エンコーダ、30……CPU、31……データ出力、111〜114
及び211〜214……抵抗器。
FIG. 1 is a side view of a joystick main part for one of the X and Y axes in the coordinate position input device of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an encoder that combines a joystick and a resistor for each of the X and Y axes and a CPU that performs arithmetic processing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switch board, 2 ... Conductive pattern, 3 ... Non-conductive part, 4 ... Track, 5 ... Support member, 6 ... Operation rod, 50-54 ... Fixed arm terminal, 60-64 ... Sliding contact, 7 ... X-axis shaft, 8 ... Y-axis crank, 20 ...
Encoder, 30 CPU, 31 Data output, 111 to 114
And 211-214 ... resistors.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ジョイスティックの操作棒が水平面となす
傾斜角をプロセッサの情報処理能力2nビットにより除し
て画像表示面上を移動するカーソルの移動時間の関数と
して移動量を演算するCPUと、上記画像表示面上のカー
ソル静止点に原点を有するX,Y軸により4区分される象
限のうち、上記X,Y軸夫夫に対応する2つの象限に亘
り、上記原点を回転中心として上記操作棒の回動に連動
するn個の摺動接触子と、上記摺動接触子が摺接する上
記回転中心に対してn本のトラックを等ピッチに同心配
置し且つ全トラック数を最大2n個に区分して導電パター
ンを形成した180度の約数となる角度の円弧形状のスイ
ッチ基板とからなり、上記摺動接触子と上記スイッチ基
板上の各トラックとの同時点での接触、非接触により
“0"または“1"のデジタル信号を変換送出するようにし
たことを特徴とする座標位置入力装置。
A CPU for calculating a moving amount as a function of a moving time of a cursor moving on an image display surface by dividing an inclination angle formed by a joystick operating bar with respect to a horizontal plane by 2 n bits of information processing capability of a processor; Of the four quadrants divided by the X and Y axes having the origin at the cursor stationary point on the image display surface, the operation using the origin as the center of rotation is performed over two quadrants corresponding to the X and Y axes respectively. N sliding contacts interlocked with the rotation of the rod, and n tracks concentrically arranged at an equal pitch with respect to the rotation center on which the sliding contacts slide, and the total number of tracks is at most 2 n A switch substrate having an arc shape having an angle of a divisor of 180 degrees and having a conductive pattern formed by dividing the conductive contact into contact and non-contact at the same point of the sliding contact and each track on the switch substrate Digital signal of “0” or “1” A coordinate position input device characterized in that it is converted and transmitted.
JP1136398A 1988-05-31 1989-05-30 Coordinate position input device Expired - Fee Related JP2964254B2 (en)

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