JP3857549B2 - ジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法に係り、特に、操作軸を操作する度に、操作軸の原点位置を順次更新するようにしているジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ジョイステックは、ゲーム機等と組み合わせて使用するものであり、ゲーム機等の表示画面に表示される移動可能なキャラクタを、操作者の意志によって任意方向に移動することができるものである。ジョイステックは、操作者の操作によって原点位置（非操作位置）を基準とする任意角度方向に操作することができる操作軸と、操作軸の基部を揺動自在に支持し、操作軸の非操作時に操作軸を原点位置に弾性的に復帰させる揺動部材と、揺動部材に対して直交方向に配置され、前記揺動部材の揺動位置に応じて抵抗値が調整され、抵抗値の調整による可変電圧を出力する２つの可変分圧器とを備える入力装置、及び、２つの可変分圧器の出力可変電圧を別個に検出する検出部と、予設定電圧を記憶している記憶部と、操作軸の揺動角度に対応した位置情報を出力する情報発生部とを備える制御装置とを備えている。
【０００３】
そして、既知のジョイステックは、入力装置において、操作者が操作軸を手動操作し、操作軸を任意角度方向に揺動させると、操作軸を支持している揺動部材が操作軸の揺動に伴って揺動し、揺動部材の揺動角度に対応して２つの可変分圧器の抵抗値が調整され、それらの可変分圧器の出力可変電圧が変動する。また、制御装置において、変動した出力可変電圧が検出部で検出され、位置情報発生部に供給されると、位置情報発生部が操作軸の揺動角度に対応した位置情報を形成し、形成した位置情報をゲーム機等の制御部に制御信号として供給する。
【０００４】
ここで、図５（ａ）乃至（ｃ）は、既知のジョイステックにおける入力装置の構成の一例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸ−Ｚ平面の断面図、（ｃ）はＹ−Ｚ平面の断面図である。
【０００５】
図５（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、入力装置５０は、箱型のハウジング５１と、ハウジング５１のＹ軸方向の一方の側面に装着された第１可変抵抗器５２と、ハウジング５１のＸ軸方向の一方の側面に装着された第２可変抵抗器５３と、一端部がハウジング５１内からＺ軸方向に突出し、一端部を手動操作することにより原点位置（基準位置）から適宜揺動する操作軸５４と、操作軸５４の他端部を支持し、延長した第１及び第２の端部がハウジング５１に回動自在に軸止され、第１の端部が第１可変抵抗器５２の可動部に結合された支持体５５と、操作軸５４及び支持体５５に挿通され、操作軸５４を支持体５５に揺動可能に支持する支軸５６と、操作軸５４の中間部分が挿通し、延長した第１及び第２の端部がハウジング５１に回動自在に軸止され、第１の端部が第２可変抵抗器５３にの可動部に結合された揺動部材５７と、支持体５５の位置規制部材５５Ｄの下部に当接配置されるバネ受け部５８と、バネ受け部５８の下部に配置され、バネ圧によってバネ受け部５８を上側（位置規制部材５５Ｄ側）に押圧する圧縮バネ５９とを備えている。
【０００６】
そして、入力装置５０の操作時には、操作者が操作軸５４の突出した一端部を任意方向に任意角度量だけ傾倒操作すると、その傾倒操作方向及び任意角度量に従って支持体５５及び／または揺動部材５７が回動する。また、バネ受け部５８は位置規制部材５５Ｄに押圧されて下方に移動する。このとき、支持体５５の回動によって、その第１の端部に結合された第１可変抵抗器５２が回動して第１分圧抵抗器５２の抵抗値が変化し、揺動部材５７の回動によって、その第１の端部に結合された第２可変抵抗器５３が回動して第２可変抵抗器５３の抵抗値が変化する。制御装置（図５に図示なし）は、第１可変抵抗器５２の抵抗値の変化により得られる出力可変電圧、及び、第２可変抵抗器５３の抵抗値の変化により得られる出力可変電圧をそれぞれで検出し、検出した可変電圧を用いて操作軸５４の傾倒操作方向及び任意角度量に対応した位置情報を形成する。この場合、操作者が操作軸５４の一端部の傾倒操作を停止すると、圧縮バネ５９のバネ圧によってバネ受け部５８を上側（位置規制部材５５Ｄ側）に押圧し、バネ受け部５８の上面が支持体５５の位置規制部材５５Ｄの山型頂上部分に彈接するので、操作軸５４は自動的に立設状態になり、操作前の原点位置（基準位置）に復帰する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知のジョイステックは、入力装置５０を構成している各種部品の構成精度や、第１及び第２可変抵抗器５２、５３をハウジング５１に取り付ける際の取付精度のバラツキ、各種部品を組立てる際の組立て精度のバラツキ等により、操作軸５４の非操作時における原点位置（基準位置）を表す原点座標値にバラツキが発生するようになる。原点座標値にバラツキが発生した場合には、操作軸５４の有効調整範囲にもバラツキが発生し、入力装置５０の操作性能に差を生じるようになる。そして、入力装置５０の操作性能に差を生じた場合には、操作軸５４の操作角度位置と操作軸５４の操作時に得られる位置情報との間に相違が生じていることから、入力装置５０によっては、操作者の操作上の感覚が異なり、操作者に違和感を与えることになる。
【０００８】
ジョイステックにおけるこのような操作上の不具合を除くため、操作軸５４の非操作時における第１及び第２可変抵抗器５２、５３の出力可変電圧の基準値、例えば５０％をそのままゼロ角度電圧（基準電圧）として用いずに、所定の調整形態に従って調整したゼロ角度電圧（基準電圧）を用いるようにしたジョイステックの原点補正手段が既に幾つか提案されている。
【０００９】
前記提案によるジョイステックの原点補正手段の例としては、以下に述べる第１乃至第３の手段がある。その第１の手段においては、操作軸５４が非操作状態にあるとき、基準用可変抵抗器を準備し、基準用可変抵抗器の中立位置における出力電圧をゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものであり、その第２の手段においては、中立位置にした状態において制御装置の電源投入時に得られる第１可変抵抗器５２の出力可変電圧と第２可変抵抗器５３の出力可変電圧とをゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものであり、その第３の手段においては、基準電圧の設定に際して操作軸を最大に倒して、時計回りあるいは反時計回りに回転させ、第１可変抵抗器５２の出力可変電圧と第２可変抵抗器５３の出力可変電圧のそれぞれの最大電圧と最小電圧との平均値をゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものである。
【００１０】
前記ジョイステックの原点補正手段は、いずれも、原点補正手段を備えていないジョイステックと比べると、ジョイステックの入力装置５０の出力バラツキによる操作性能の差が少なくなり、操作者の操作上の感覚が良好になるものであるが、それでも得られたゼロ角度電圧（基準電圧）に若干のバラツキを生じていたり、操作軸の有効調整範囲にバラツキを生じていたり、調整が容易にできなかったりすることがある。また、可変抵抗器の中立位置の電圧値が、例えば出力電圧比５５％というように基準出力電圧比の５０％からずれていた場合、特定の方向に操作軸を末端まで傾倒させた場合は５５％の範囲変化し、前記操作軸を挾んだ前記特定の方向と反対側に前記操作軸を傾倒させた場合は１００−５５＝４５％の範囲だけ変化するもので、いわゆる有効動作範囲が異なっていることにより、互いに反対方向への操作性が異なって操作性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、動作初期時に生じる操作軸の原点位置のバラツキを、操作軸を操作する度に順次補正するようにして正確な原点位置を得るとともに有効動作範囲もこれに伴って変更するようにしたジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明によるジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法は、操作軸、操作軸を揺動自在に支持する支持体、操作軸の非操作時に操作軸を原点位置に弾性復帰させる弾性部材、操作軸に対して直交したＸ軸及びＹ軸方向に配置され、操作軸の揺動位置に対応して抵抗値が調整される２つの可変分圧器をそれぞれ備える入力装置と、２つの可変分圧器の出力電圧比を検出する検出部、２つの可変分圧器の有効調整範囲に基づいて予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を記憶する記憶部、操作軸の揺動位置を表す位置情報を出力する情報発生部をそれぞれ備える制御装置とからなり、所定インターバルで原点位置の補正及び補正した原点位置に対応した有効動作範囲の設定を行うものであって、ジョイステックの電源投入時に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、記憶部に記憶している予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を用いて操作軸の初期原点位置及び初期原点位置を通る初期角度対電圧特性を算出する第１処理工程と、操作軸を揺動した時に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、２つの可変分圧器の出力電圧比の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出し、算出した新たな原点位置に対応する新たな角度対電圧特性を算出する第２処理工程と、操作軸の揺動に伴って新たな原点位置を基準とした新たな有効動作範囲を設定する第３処理工程と、この第２処理工程及び第３処理工程を一定のインターバルで繰返し実行する第４処理工程とを経ることにより原点位置の補正及び有効動作範囲の設定を行う手段を具備する。
【００１３】
前記手段によれば、ジョイステックの電源投入時に、記憶部から読み出した予設定出力電圧比の最小値及び最大値を用いて操作軸の初期時の原点位置及びその原点位置を通る角度対電圧特性を算出し、次いで、操作軸が揺動されたとき、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出補正し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出補正し、また、原点位置の算出補正に伴って有効動作範囲を算出補正するようにしているもので、一定のインターバルが経過する度に操作軸の原点位置の算出値及び有効動作範囲の算出値が補正され、正確な原点位置が算出補正されるとともに、正確な原点位置の算出補正に基づいて有効動作範囲も正確な範囲が算出設定されるので、有効動作範囲にバラツキが生じることがなく、操作者の操作上の感覚が異なったり、操作者に違和感を与えることがなくなる。
【００１４】
また、前記手段における第２処理工程は、前回算出した原点位置と今回算出した原点位置との差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、設定した新たな角度対電圧特性を用いて新たな最大電圧動作点及び新たな最小電圧動作点を決定する工程を含んでいるものである。
【００１５】
このような構成にすれば、算出した初期時の原点位置と新たな原点位置の差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出し、算出した前回の原点位置と最新の原点位置の差に基づいて最新の原点位置を通る最新の角度対電圧特性を決定するようにしているので、原点位置のバラツキが補正されると同時に有効調整範囲のバラツキが補正され、前記手段よりもさらに操作者の操作上の感覚の異なりや操作者に違和感を与えることがなくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるジョイステックの原点補正方法の１つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示されるように、この実施の形態によるジョイステックは、入力装置（ＩＮ）１と制御装置（ＣＰＵ）２とを備え、制御装置（ＣＰＵ）２にゲーム機１１が接続されている。この場合、入力装置１は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示されるような構成を有するものであって、図１にはその構成の中の第１可変抵抗器３1 と第２可変抵抗器３2 と第１直流電源４1 と第２直流電源４2 だけが図示されている。制御装置２は、アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）５と、制御部６と、基準メモリ７と、書替メモリ８と、電圧領域決定部９と、デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）１０とを備える。また、ゲーム機１１は、主制御部１２を備えている。
【００１９】
そして、入力装置１において、第１可変抵抗器３1 は、一端に第１直流電源４1 の正極端子が接続され、他端に第１直流電源４1 の負極端子が接続され、出力端子が制御装置２のアナログ−デジタル変換部５の第１入力端に接続される。第２可変抵抗器３2 は、一端に第２直流電源４2 の正極端子が接続され、他端に第２直流電源４2 の負極端子が接続され、出力端子が制御装置２のアナログ−デジタル変換部５の第２入力端に接続される。制御装置２において、アナログ−デジタル変換部５は、出力端が制御部６の入力端に接続される。制御部６は、第１制御端が基準メモリ７に接続され、第２制御端が書替メモリ８に接続され、出力端が電圧領域決定部９の入力端に接続される。電圧領域決定部９は、出力端がデジタル−アナログ変換部１０の入力端に接続される。デジタル−アナログ変換部１０は、制御端が書替メモリ８に接続され、出力端がゲーム機１１の主制御部１２に接続される。
【００２０】
ここで、図２は、図１に図示のジョイステックに用いられる可変抵抗器の各々が示す角度と出力電圧との関係の一例を示す特性図であり、いずれの値も基準値を示したものである。
【００２１】
図２において、第１番目（１）の数値列は、操作軸の傾倒に伴って回転する可変抵抗器の末端からの動作角度（度）を示すものであり、第２番目（２）の数値列は、操作軸の中央位置における可変抵抗器の動作角度の中点を０度としたときの動作角度（度）、すなわち振分け角度を示すものであって、図５のＸ軸方向あるいはＹ軸方向に操作軸を傾倒させた場合の中立位置からの傾倒角度に相当し、本例の場合は第１番目（１）の数値列に−３０．５５を加えた数値列である。第３番目（３）の数値列は、印加電圧にＶｃｃに対する動作角度毎の出力電圧Ｖｏの電圧比（％）の基準値を示すもので、この出力電圧比Ｖｒは、本例の場合、可変抵抗器が６１度回転する際に、印加電圧に対する出力電圧比が０％から１００％まで直線的に変化するように設定しているので、可変抵抗器の末端からの動作角度をθとしたとき、（θ／６１）×１００（％）で表される。また、第４番目（４）の数値列は、全動作角度の中点位置がプラス（＋）方向に１２％変移したときの動作角度毎の出力電圧比（％）を示すものであり、第５番目（５）の数値列は、全動作角度の中点位置がマイナス（−）方向に１２％変移したときの動作角度毎の出力電圧比（％）を示すものであり、本例において基準電圧が最大にずれた場合の動作角度毎の出力電圧比を示す。すなわち、本例における各種部品の精度や組立て精度のバラツキは、最大で出力電圧比の１２％に相当する寸法であり、可変抵抗器の動作角度に対する出力電圧比の変化率は、これらのバラツキに殆ど影響されないため、第４番目（４）の数値列は、第３番目（３）の数値列に１２％を加算したものであり、第５番目（５）の数値列は、第３番目（３）の数値列から１２％を減算したものである。ただし、第４番目（４）の数値列及び第５番目（５）の数値列は、１００％以上の数値を１００％、０％以下の数値を０％としている。また、本例の場合、実際上、操作軸は、中立位置から２５度の範囲内でしか傾倒できないようにストッパ等により規制されており、動作角度における５．５５（度）から５５．５５（度）までの範囲内が可変抵抗器の有効調整範囲であって、その有効調整範囲に対応する出力電圧比９．１（％）から９０．９（％）までの範囲内が操作軸を傾倒した際の可変抵抗器の有効出力電圧比範囲の設計基準値である。
【００２２】
また、図３は、図２に図示された第２番目（２）乃至第５番目（５）の数値列の間の関係を特性曲線として表した特性図である。
【００２３】
図３において、横軸は度で表した動作角度の振分け角度、縦軸は％で表した出力電圧比であって、特性曲線ａは、動作角度の中点位置が変移しないときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線、特性曲線ｂは、動作角度の中点位置がプラス（＋）方向に１２％変移したときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線、特性曲線ｃは、動作角度の中点位置がマイナス（−）方向に１２％変移したときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線である。
【００２４】
図３に示されるように、動作角度の振分け角度は、振分け角度０度を中点とした５０度の範囲、すなわち０度に対してプラス（＋）側２５度からマイナス（−）側２５度に至る範囲が有効調整範囲に設定されており、出力電圧比は、有効調整範囲に対応する出力電圧比５０％を中心とした８１．８％の範囲、すなわち９０．９％から９．１％に至る範囲が有効出力電圧比範囲に設定されている。また、振分け角度０度を中点とした２０度の範囲、すなわち０度に対してプラス（＋）側２０度からマイナス（−）側２０度に至る範囲が有効動作範囲に設定されており、出力電圧比５０％を中心とした６５．４％の範囲、すなわち８２．７％から１７．３％に至る範囲が有効動作範囲に設定されている。ここにおいて、有効出力電圧比範囲の意味は、操作軸を傾倒させた場合に取り得る値の範囲を示すものであり、有効動作範囲の意味は、その範囲を超えた値が出力されてもその範囲の最大値と判断し、また、その範囲より小さい値が出力されてもその範囲の最小値と判断する範囲を示すものである。
【００２５】
ところで、操作軸の中立状態を基準として可変抵抗器の出力電圧比が基準値、すなわち５０％からプラス（＋）方向に１２％変移しているような特性曲線ｂを示す可変抵抗器、あるいは、５０％からマイナス（−）方向に１２％変移しているような特性曲線ｃを示す可変抵抗器を、その有効動作範囲を特性曲線ａで設定した値から変更しない状態でジョイステックに用いた場合は、中点位置から有効動作範囲の最大値に至るまでの電圧の変化分と、中点位置から有効動作範囲の最小値に至るまでの電圧の変化分とが異なっているため、操作軸の中立位置における出力電圧比を基準電圧とするだけでは、プラス（＋）方向に最大に操作軸を傾倒させた場合と、マイナス（−）方向に最大に操作軸を傾倒させた場合におけるキャラクタの移動速度が異なるようになり、操作性が悪くなってしまう。
【００２６】
この実施の形態によるジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法は、可変抵抗器の中点位置が最大変位限界内にあった場合に、ジョイステックの原点位置をその中点位置に固定して使用するものでなく、実使用に伴って一定のインターバルで得られるデータを用いて前回の中点位置を順次新たな中点位置に補正し、また、この中点位置の補正に合わせて有効動作範囲も変更することにより、ジョイステックを操作する操作者の操作上の感覚が異なったり、操作時に操作者に違和感を与えることをなくすようにしているもので、次のような動作経緯により中点位置の補正及び有効動作範囲の設定を行っているものである。
【００２７】
図４は、図１に図示されたジョイステックの動作経緯を示すフローチャートであり、このフローチャートを用いてこの実施の形態によるジョイステックの原点補正方法について説明する。
【００２８】
始めに、ステップＳ１において、ジョイステックに電源が投入され、入力装置１及び制御装置２の各部が動作可能状態になる。
【００２９】
次に、ステップＳ２において、制御部６は、基準メモリ７に予め設定記憶されている出力電圧比、例えば、入力装置１の操作軸（図１に図示なし）を−２５度転倒した際に取り得る出力電圧比の最大値、換言すると、特性曲線ｂにおける振分け角度が−２５度のときの出力電圧比である２１．１％を読み出し、その出力電圧比２１．１％を書替メモリ８に書き込む。
【００３０】
次いで、ステップＳ３において、制御部６は、基準メモリ７に予め設定記憶されている出力電圧比、例えば、操作軸を＋２５度転倒した際に取り得る出力電圧比の最小値、換言すると、特性曲線ｃにおける振分け角度が＋２５度のときの出力電圧比である７８．９％を読み出し、その出力電圧比７８．９％を書替メモリ８に書き込む。
【００３１】
続く、ステップＳ４において、制御部６は、ステップＳ２及びステップＳ３で読み出し、書替メモリ８に書き込んだ最大出力電圧比と最小出力電圧比の和の平均値（２１．１＋７９．９）／２＝５０（％）を求め、１回目の原点位置を設定する。また、１回目の原点位置が設定されたとき、全動作角度６１．１を用いて１００／６１．１＝１．６３７を求め、角度対電圧特性の傾斜を算出し、１回目の原点位置を通る角度対電圧特性を設定し、また、有効動作範囲として５０−（１．６３×２０）＝１７．３（％）から５０＋（１．６３×２０）＝８２．７（％）までを電圧領域決定部９で設定し、設定した有効動作範囲をデジタル−アナログ変換部１０でデジタル信号に変換した後、書替メモリ８に供給し、そこに書き込む。なお、この角度対電圧特性は、原点位置の５０％の両側にそれぞれ７．５％の範囲の不感帯が設定されており、中立位置における操作軸の多少のガタつきによって、あるいは、誤って操作軸に触れただけでは、キャラクタ等が画面上を移動しないようにしている。これらの設定が行われたことにより、初期設定工程である第１処理工程が終了する。
【００３２】
次に、ステップＳ５において、制御部６は、操作者がの操作軸を操作した際に第１可変抵抗器３1 及び第２可変抵抗器３2 から出力された電圧をアナログ−デジタル変換部５を通してデジタル信号として取得する。
【００３３】
次いで、ステップＳ６において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 からの出力電圧に基づいてその最小値である最小出力電圧比、例えば、１０．０％を取得する。
【００３４】
続いて、ステップＳ７において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 からの出力電圧に基づいてその最大値である最大出力電圧比、例えば、８１．０％を取得する。
【００３５】
続く、ステップＳ８において、制御部６は、ステップＳ６で取得した最小出力電圧比が初期設定した最小出力電圧比２１．１％よりも小さいか否かを判断する。そして、最小出力電圧比が２１．１％よりも小さい場合は操作軸が−２５度に傾倒あるいはそれに近い状態まで傾倒されたものと判断し、書替メモリ８を１０．０％に書き替える。一方、最小出力電圧比が初期設定した２１．１％よりも小さくない場合は操作軸の傾倒角度が少ないものと判断し、書替メモリ８の書き替えを行わない。また、制御部６は、ステップＳ７で取得した最大出力電圧比が初期設定した７８．９％よりも大きいか否かを判断する。そして、最大出力電圧比が７８．９％よりも大きい場合は操作軸が＋２５度に傾倒あるいはそれに近い状態まで傾倒されたものと判断し、書替メモリ８を８１．０％に書き替える。一方、最大出力電圧比が初期設定した７８．９％よりも大きくない場合は操作軸の傾倒角度が少ないものと判断し、書替メモリ８の書き替えは行わない。そして、制御部６は、書替メモリ８に書き込まれた最小出力電圧比と最大出力電圧比の和の平均値（１０．０＋８１．０）／２＝４５．５（％）を求め、Ｘ軸方向の原点位置を設定する。
【００３６】
次に、ステップＳ９において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 に対するステップＳ５乃至ステップＳ８で行っている動作と同じ動作を第２可変抵抗器３2 について実行する。この場合、第２可変抵抗器３2 についての動作は第１可変抵抗器３1 で行った前記動作と同じであるので、この動作についてはこれ以上の説明を省略する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１０において、制御部６は、１回目のＸ軸方向の原点位置５０．０％と、今回のＸ軸方向の原点位置４５．５％との差５０．０−４５．５＝４．５（％）に基づき、Ｘ軸方向の原点位置を前の原点位置からプラス（＋）方向に４．５％だけシフトした位置に設定する。そして、今回、Ｘ軸方向の原点位置が設定されると、この原点位置を通る角度対電圧特性を同様にプラス（＋）方向に４．５％分だけシフトした状態に設定する。なお、シフトして設定した角度対電圧特性においても、出力電圧比の原点位置の両側にそれぞれ７．５％の範囲の不感帯が設定される。
【００３８】
続く、ステップＳ１１において、制御部６は、ステップＳ１０で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の原点位置の設定、角度対電圧特性の設定、不感帯の設定を行う。これらの設定を行ったことにより、最初の第２処理工程が終了する。
【００３９】
また、ステップＳ１２において、電圧領域設定部９は、今回設定したＸ軸方向の原点位置４５．５％と角度対電圧特性の傾斜１．６３７とを用い、４５．５−（１．６３７×２０）＝１２．７６（％）を算出してＸ軸方向の有効動作範囲の最小電圧比を設定する。
【００４０】
次に、ステップＳ１３において、電圧領域設定部９は、今回設定したＸ軸方向の原点位置４５．５（％）と角度対電圧特性の傾斜１．６３７とを用い、４５．５＋（１．６３７×２０）＝７８．２３（％）を算出してＸ軸方向の有効動作範囲の最大電圧比を設定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ１４において、制御部６は、ステップＳ１２で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の有効動作範囲の最小電圧比を設定する。
【００４２】
続いて、ステップＳ１５において、制御部６は、ステップＳ１３で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の有効動作範囲の最大電圧比を設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１４及びステップＳ１５で設定されたＸ軸方向の有効出力電圧比範囲の最小電圧比及び最大電圧比、Ｙ軸方向の有効出力電圧比範囲の最小電圧比及び最大電圧比、それに有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比は、デジタル／アナログ変換部１０によりデジタル信号に変換された後、書替メモリ８に供給され、ステップＳ４を実行したことにより、それまで記憶されていた有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比に代わって、新たな有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比が記憶される。
【００４４】
また、可変抵抗器の出力信号及び原点位置信号、有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の信号データは、デジタル−アナログ変換部１０を通してゲーム機の主制御部１２に供給される。主制御部１２は、供給された出力信号が有効動作範囲内にあるか否かを判断し、有効動作範囲内にある場合は出力信号との差出力を求め、一方、有効動作範囲外にある場合は有効動作範囲の最大電圧比あるいは最小電圧比を可変抵抗器の出力信号と見做して原点信号との差出力を求め、既知のこの種のジョイステックで行なわれているのと同様に、その時点に得られた差出力に基づき、ゲーム機１１の表示部（図１に図示なし）に表示されるキャラクタをＸ方向及びＹ方向に適宜移動させる。
【００４５】
この後、ステップＳ１６において、制御部６は、ジョイステックの電源が切断されたか否かを判断する。そして、ジョイステックの電源が既に切断されたと判断した（Ｙ）ときはこの一連の動作を終了させ、一方、ジョイステックの電源が未だ切断されていないと判断した（Ｎ）ときは前のステップＳ５に戻り、前回ステップＳ５乃至Ｓ１５の各動作が行われてから、一定のインターバル、例えば１秒が経過した後、再びステップＳ５以降の動作が繰り返し実行され、第３処理工程に進む。
【００４６】
なお、次回にジョイステックに電源が投入されたとき、ステップＳ１から動作を開始するようにしてもよいが、ジョイステックが決められた場合、そのジョイステックにおける各種のバラツキは固有の値を示すことが多いので、ステップＳ５から動作を開始するようにしてもよい。
【００４７】
また、本例においては、有効動作範囲が原点位置に対してプラス（＋）２０度からマイナス（−）２０度の範囲になるように設定しているが、本発明における有効動作範囲はそれらの角度範囲に設定する場合に限定されるものでなく、プラス（＋）側とマイナス（−）側のバランスが取れていれば、他の角度範囲に設定するようにしてもよい。
【００４８】
この場合、本例においては、ステップＳ１乃至ステップＳ３で行った処理によって基準メモリに予め設定記憶した値に基づいて原点位置を設定している。このため、電源投入時に得られた出力電圧比を用いて原点位置を設定した場合には、操作軸が傾いた状態で電源が投入されたとき、原点位置が大きく狂ってしまうことがあるが、前述のような原点位置の設定を行えばこのような事態が生じることはない。
【００４９】
また、本例においては、ステップＳ８において、操作軸の操作に伴って出力される値の最小値あるいは最大値が初期設定値よりも小さいかあるいは大きいかを判断して書替メモリ８の書き込み値を書き替えているので、原点位置が大きく狂ってしまうことはない。
【００５０】
さらに、本例においては、ステップＳ２またはステップＳ３において初期設定値を前記バラツキがあった場合の最小値あるいは最大値としているので、順次正規の値に近づけることが可能になるだけでなく、その場合の書替メモリ８の書き込みの回数を少なくすることができ、操作軸が末端まで操作されたとき確実に更新される。
【００５１】
また、本例においては、初期時にある程度信頼性のある基準点を仮設定し、操作に伴って順次基準点が更新され、ある程度の時間操作すれば、末端位置まで操作されるようになるものと考えられる。よって、基準点の設定を行うために、特別な操作を行う必要はなく、しかも、初期時において実使用上大きな問題に遭遇することなく、使用に伴って基準点の精度を順次高めて行くことができるものである。
【００５２】
さらに、本例においては、基準点が再設定されることに伴って有効動作範囲を変更しているので、プラス（＋）方向とマイナス（−）方向に対する、例えばキャリアの最大移動速度を揃えることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、ジョイステックの電源投入時に、記憶部から読み出した予設定出力電圧比の最小値及び最大値を用いて操作軸の初期時の原点位置及びその原点位置を通る角度対電圧特性を算出し、次いで、操作軸が揺動されたとき、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の和の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出するようにし、これを基準にして有効動作範囲を設定しているので、一定のインターバルが経過する度に操作軸の原点位置の算出値が補正され、正確な原点位置の算出値を得ることができるもので、得られた原点位置の算出値や有効調整範囲にバラツキが生じることがなくなり、操作者の操作上の感覚が異なったり、操作者に違和感を与えることがなくなるという効果がある。
【００５４】
また、請求項２に記載の発明によれば、算出した初期時の原点位置と新たな原点位置の差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値の和から操作軸の最新の原点位置を算出し、算出した前回の原点位置と最新の原点位置の差に基づいて最新の原点位置を通る最新の角度対電圧特性を決定するようにしているので、原点位置のバラツキが補正されると同時に有効調整範囲のバラツキが補正され、請求項１に記載の発明よりもさらに操作者の操作上の感覚の異なりや操作者に違和感を与えることがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるジョイステックの原点補正方法の１つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に図示のジョイステックに用いられる可変抵抗器が示す角度と出力電圧との関係の一例を示す特性図である。
【図３】図２に図示された（１）乃至（５）の数値列の間の関係を特性曲線として表した特性図である。
【図４】図１に図示されたジョイステックの動作経緯を示すフローチャートである。
【図５】既知のジョイステックにおける入力装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 入力装置（ＩＮ）
２ 制御装置（ＣＰＵ）
３1 第１可変抵抗器
３2 第２可変抵抗器
４1 第１直流電源
４2 第２直流電源
５ アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）
６ 制御部
７ 基準メモリ
８ 書替メモリ
９ 電圧領域決定部
１０ デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
１１ ゲーム機
１２ 主制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法に係り、特に、操作軸を操作する度に、操作軸の原点位置を順次更新するようにしているジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ジョイステックは、ゲーム機等と組み合わせて使用するものであり、ゲーム機等の表示画面に表示される移動可能なキャラクタを、操作者の意志によって任意方向に移動することができるものである。ジョイステックは、操作者の操作によって原点位置（非操作位置）を基準とする任意角度方向に操作することができる操作軸と、操作軸の基部を揺動自在に支持し、操作軸の非操作時に操作軸を原点位置に弾性的に復帰させる揺動部材と、揺動部材に対して直交方向に配置され、前記揺動部材の揺動位置に応じて抵抗値が調整され、抵抗値の調整による可変電圧を出力する２つの可変分圧器とを備える入力装置、及び、２つの可変分圧器の出力可変電圧を別個に検出する検出部と、予設定電圧を記憶している記憶部と、操作軸の揺動角度に対応した位置情報を出力する情報発生部とを備える制御装置とを備えている。
【０００３】
そして、既知のジョイステックは、入力装置において、操作者が操作軸を手動操作し、操作軸を任意角度方向に揺動させると、操作軸を支持している揺動部材が操作軸の揺動に伴って揺動し、揺動部材の揺動角度に対応して２つの可変分圧器の抵抗値が調整され、それらの可変分圧器の出力可変電圧が変動する。また、制御装置において、変動した出力可変電圧が検出部で検出され、位置情報発生部に供給されると、位置情報発生部が操作軸の揺動角度に対応した位置情報を形成し、形成した位置情報をゲーム機等の制御部に制御信号として供給する。
【０００４】
ここで、図５（ａ）乃至（ｃ）は、既知のジョイステックにおける入力装置の構成の一例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸ−Ｚ平面の断面図、（ｃ）はＹ−Ｚ平面の断面図である。
【０００５】
図５（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、入力装置５０は、箱型のハウジング５１と、ハウジング５１のＹ軸方向の一方の側面に装着された第１可変抵抗器５２と、ハウジング５１のＸ軸方向の一方の側面に装着された第２可変抵抗器５３と、一端部がハウジング５１内からＺ軸方向に突出し、一端部を手動操作することにより原点位置（基準位置）から適宜揺動する操作軸５４と、操作軸５４の他端部を支持し、延長した第１及び第２の端部がハウジング５１に回動自在に軸止され、第１の端部が第１可変抵抗器５２の可動部に結合された支持体５５と、操作軸５４及び支持体５５に挿通され、操作軸５４を支持体５５に揺動可能に支持する支軸５６と、操作軸５４の中間部分が挿通し、延長した第１及び第２の端部がハウジング５１に回動自在に軸止され、第１の端部が第２可変抵抗器５３にの可動部に結合された揺動部材５７と、支持体５５の位置規制部材５５Ｄの下部に当接配置されるバネ受け部５８と、バネ受け部５８の下部に配置され、バネ圧によってバネ受け部５８を上側（位置規制部材５５Ｄ側）に押圧する圧縮バネ５９とを備えている。
【０００６】
そして、入力装置５０の操作時には、操作者が操作軸５４の突出した一端部を任意方向に任意角度量だけ傾倒操作すると、その傾倒操作方向及び任意角度量に従って支持体５５及び／または揺動部材５７が回動する。また、バネ受け部５８は位置規制部材５５Ｄに押圧されて下方に移動する。このとき、支持体５５の回動によって、その第１の端部に結合された第１可変抵抗器５２が回動して第１分圧抵抗器５２の抵抗値が変化し、揺動部材５７の回動によって、その第１の端部に結合された第２可変抵抗器５３が回動して第２可変抵抗器５３の抵抗値が変化する。制御装置（図５に図示なし）は、第１可変抵抗器５２の抵抗値の変化により得られる出力可変電圧、及び、第２可変抵抗器５３の抵抗値の変化により得られる出力可変電圧をそれぞれで検出し、検出した可変電圧を用いて操作軸５４の傾倒操作方向及び任意角度量に対応した位置情報を形成する。この場合、操作者が操作軸５４の一端部の傾倒操作を停止すると、圧縮バネ５９のバネ圧によってバネ受け部５８を上側（位置規制部材５５Ｄ側）に押圧し、バネ受け部５８の上面が支持体５５の位置規制部材５５Ｄの山型頂上部分に彈接するので、操作軸５４は自動的に立設状態になり、操作前の原点位置（基準位置）に復帰する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知のジョイステックは、入力装置５０を構成している各種部品の構成精度や、第１及び第２可変抵抗器５２、５３をハウジング５１に取り付ける際の取付精度のバラツキ、各種部品を組立てる際の組立て精度のバラツキ等により、操作軸５４の非操作時における原点位置（基準位置）を表す原点座標値にバラツキが発生するようになる。原点座標値にバラツキが発生した場合には、操作軸５４の有効調整範囲にもバラツキが発生し、入力装置５０の操作性能に差を生じるようになる。そして、入力装置５０の操作性能に差を生じた場合には、操作軸５４の操作角度位置と操作軸５４の操作時に得られる位置情報との間に相違が生じていることから、入力装置５０によっては、操作者の操作上の感覚が異なり、操作者に違和感を与えることになる。
【０００８】
ジョイステックにおけるこのような操作上の不具合を除くため、操作軸５４の非操作時における第１及び第２可変抵抗器５２、５３の出力可変電圧の基準値、例えば５０％をそのままゼロ角度電圧（基準電圧）として用いずに、所定の調整形態に従って調整したゼロ角度電圧（基準電圧）を用いるようにしたジョイステックの原点補正手段が既に幾つか提案されている。
【０００９】
前記提案によるジョイステックの原点補正手段の例としては、以下に述べる第１乃至第３の手段がある。その第１の手段においては、操作軸５４が非操作状態にあるとき、基準用可変抵抗器を準備し、基準用可変抵抗器の中立位置における出力電圧をゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものであり、その第２の手段においては、中立位置にした状態において制御装置の電源投入時に得られる第１可変抵抗器５２の出力可変電圧と第２可変抵抗器５３の出力可変電圧とをゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものであり、その第３の手段においては、基準電圧の設定に際して操作軸を最大に倒して、時計回りあるいは反時計回りに回転させ、第１可変抵抗器５２の出力可変電圧と第２可変抵抗器５３の出力可変電圧のそれぞれの最大電圧と最小電圧との平均値をゼロ角度電圧（基準電圧）に設定しているものである。
【００１０】
前記ジョイステックの原点補正手段は、いずれも、原点補正手段を備えていないジョイステックと比べると、ジョイステックの入力装置５０の出力バラツキによる操作性能の差が少なくなり、操作者の操作上の感覚が良好になるものであるが、それでも得られたゼロ角度電圧（基準電圧）に若干のバラツキを生じていたり、操作軸の有効調整範囲にバラツキを生じていたり、調整が容易にできなかったりすることがある。また、可変抵抗器の中立位置の電圧値が、例えば出力電圧比５５％というように基準出力電圧比の５０％からずれていた場合、特定の方向に操作軸を末端まで傾倒させた場合は５５％の範囲変化し、前記操作軸を挾んだ前記特定の方向と反対側に前記操作軸を傾倒させた場合は１００−５５＝４５％の範囲だけ変化するもので、いわゆる有効動作範囲が異なっていることにより、互いに反対方向への操作性が異なって操作性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、動作初期時に生じる操作軸の原点位置のバラツキを、操作軸を操作する度に順次補正するようにして正確な原点位置を得るとともに有効動作範囲もこれに伴って変更するようにしたジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明によるジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法は、操作軸、操作軸を揺動自在に支持する支持体、操作軸の非操作時に操作軸を原点位置に弾性復帰させる弾性部材、操作軸に対して直交したＸ軸及びＹ軸方向に配置され、操作軸の揺動位置に対応して抵抗値が調整される２つの可変分圧器をそれぞれ備える入力装置と、２つの可変分圧器の出力電圧比を検出する検出部、２つの可変分圧器の有効調整範囲に基づいて予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を記憶する記憶部、操作軸の揺動位置を表す位置情報を出力する情報発生部をそれぞれ備える制御装置とからなり、所定インターバルで原点位置の補正及び補正した原点位置に対応した有効動作範囲の設定を行うものであって、ジョイステックの電源投入時に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、記憶部に記憶している予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を用いて操作軸の初期原点位置及び初期原点位置を通る初期角度対電圧特性を算出する第１処理工程と、操作軸を揺動した時に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、２つの可変分圧器の出力電圧比の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出し、算出した新たな原点位置に対応する新たな角度対電圧特性を算出する第２処理工程と、操作軸の揺動に伴って新たな原点位置を基準とした新たな有効動作範囲を設定する第３処理工程と、この第２処理工程及び第３処理工程を一定のインターバルで繰返し実行する第４処理工程とを経ることにより原点位置の補正及び有効動作範囲の設定を行う手段を具備する。
【００１３】
前記手段によれば、ジョイステックの電源投入時に、記憶部から読み出した予設定出力電圧比の最小値及び最大値を用いて操作軸の初期時の原点位置及びその原点位置を通る角度対電圧特性を算出し、次いで、操作軸が揺動されたとき、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出補正し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出補正し、また、原点位置の算出補正に伴って有効動作範囲を算出補正するようにしているもので、一定のインターバルが経過する度に操作軸の原点位置の算出値及び有効動作範囲の算出値が補正され、正確な原点位置が算出補正されるとともに、正確な原点位置の算出補正に基づいて有効動作範囲も正確な範囲が算出設定されるので、有効動作範囲にバラツキが生じることがなく、操作者の操作上の感覚が異なったり、操作者に違和感を与えることがなくなる。
【００１４】
また、前記手段における第２処理工程は、前回算出した原点位置と今回算出した原点位置との差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、設定した新たな角度対電圧特性を用いて新たな最大電圧動作点及び新たな最小電圧動作点を決定する工程を含んでいるものである。
【００１５】
このような構成にすれば、算出した初期時の原点位置と新たな原点位置の差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出し、算出した前回の原点位置と最新の原点位置の差に基づいて最新の原点位置を通る最新の角度対電圧特性を決定するようにしているので、原点位置のバラツキが補正されると同時に有効調整範囲のバラツキが補正され、前記手段よりもさらに操作者の操作上の感覚の異なりや操作者に違和感を与えることがなくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるジョイステックの原点補正方法の１つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示されるように、この実施の形態によるジョイステックは、入力装置（ＩＮ）１と制御装置（ＣＰＵ）２とを備え、制御装置（ＣＰＵ）２にゲーム機１１が接続されている。この場合、入力装置１は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示されるような構成を有するものであって、図１にはその構成の中の第１可変抵抗器３1 と第２可変抵抗器３2 と第１直流電源４1 と第２直流電源４2 だけが図示されている。制御装置２は、アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）５と、制御部６と、基準メモリ７と、書替メモリ８と、電圧領域決定部９と、デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）１０とを備える。また、ゲーム機１１は、主制御部１２を備えている。
【００１９】
そして、入力装置１において、第１可変抵抗器３1 は、一端に第１直流電源４1 の正極端子が接続され、他端に第１直流電源４1 の負極端子が接続され、出力端子が制御装置２のアナログ−デジタル変換部５の第１入力端に接続される。第２可変抵抗器３2 は、一端に第２直流電源４2 の正極端子が接続され、他端に第２直流電源４2 の負極端子が接続され、出力端子が制御装置２のアナログ−デジタル変換部５の第２入力端に接続される。制御装置２において、アナログ−デジタル変換部５は、出力端が制御部６の入力端に接続される。制御部６は、第１制御端が基準メモリ７に接続され、第２制御端が書替メモリ８に接続され、出力端が電圧領域決定部９の入力端に接続される。電圧領域決定部９は、出力端がデジタル−アナログ変換部１０の入力端に接続される。デジタル−アナログ変換部１０は、制御端が書替メモリ８に接続され、出力端がゲーム機１１の主制御部１２に接続される。
【００２０】
ここで、図２は、図１に図示のジョイステックに用いられる可変抵抗器の各々が示す角度と出力電圧との関係の一例を示す特性図であり、いずれの値も基準値を示したものである。
【００２１】
図２において、第１番目（１）の数値列は、操作軸の傾倒に伴って回転する可変抵抗器の末端からの動作角度（度）を示すものであり、第２番目（２）の数値列は、操作軸の中央位置における可変抵抗器の動作角度の中点を０度としたときの動作角度（度）、すなわち振分け角度を示すものであって、図５のＸ軸方向あるいはＹ軸方向に操作軸を傾倒させた場合の中立位置からの傾倒角度に相当し、本例の場合は第１番目（１）の数値列に−３０．５５を加えた数値列である。第３番目（３）の数値列は、印加電圧にＶｃｃに対する動作角度毎の出力電圧Ｖｏの電圧比（％）の基準値を示すもので、この出力電圧比Ｖｒは、本例の場合、可変抵抗器が６１度回転する際に、印加電圧に対する出力電圧比が０％から１００％まで直線的に変化するように設定しているので、可変抵抗器の末端からの動作角度をθとしたとき、（θ／６１）×１００（％）で表される。また、第４番目（４）の数値列は、全動作角度の中点位置がプラス（＋）方向に１２％変移したときの動作角度毎の出力電圧比（％）を示すものであり、第５番目（５）の数値列は、全動作角度の中点位置がマイナス（−）方向に１２％変移したときの動作角度毎の出力電圧比（％）を示すものであり、本例において基準電圧が最大にずれた場合の動作角度毎の出力電圧比を示す。すなわち、本例における各種部品の精度や組立て精度のバラツキは、最大で出力電圧比の１２％に相当する寸法であり、可変抵抗器の動作角度に対する出力電圧比の変化率は、これらのバラツキに殆ど影響されないため、第４番目（４）の数値列は、第３番目（３）の数値列に１２％を加算したものであり、第５番目（５）の数値列は、第３番目（３）の数値列から１２％を減算したものである。ただし、第４番目（４）の数値列及び第５番目（５）の数値列は、１００％以上の数値を１００％、０％以下の数値を０％としている。また、本例の場合、実際上、操作軸は、中立位置から２５度の範囲内でしか傾倒できないようにストッパ等により規制されており、動作角度における５．５５（度）から５５．５５（度）までの範囲内が可変抵抗器の有効調整範囲であって、その有効調整範囲に対応する出力電圧比９．１（％）から９０．９（％）までの範囲内が操作軸を傾倒した際の可変抵抗器の有効出力電圧比範囲の設計基準値である。
【００２２】
また、図３は、図２に図示された第２番目（２）乃至第５番目（５）の数値列の間の関係を特性曲線として表した特性図である。
【００２３】
図３において、横軸は度で表した動作角度の振分け角度、縦軸は％で表した出力電圧比であって、特性曲線ａは、動作角度の中点位置が変移しないときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線、特性曲線ｂは、動作角度の中点位置がプラス（＋）方向に１２％変移したときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線、特性曲線ｃは、動作角度の中点位置がマイナス（−）方向に１２％変移したときの振分け角度と出力電圧比との関係を示す曲線である。
【００２４】
図３に示されるように、動作角度の振分け角度は、振分け角度０度を中点とした５０度の範囲、すなわち０度に対してプラス（＋）側２５度からマイナス（−）側２５度に至る範囲が有効調整範囲に設定されており、出力電圧比は、有効調整範囲に対応する出力電圧比５０％を中心とした８１．８％の範囲、すなわち９０．９％から９．１％に至る範囲が有効出力電圧比範囲に設定されている。また、振分け角度０度を中点とした２０度の範囲、すなわち０度に対してプラス（＋）側２０度からマイナス（−）側２０度に至る範囲が有効動作範囲に設定されており、出力電圧比５０％を中心とした６５．４％の範囲、すなわち８２．７％から１７．３％に至る範囲が有効動作範囲に設定されている。ここにおいて、有効出力電圧比範囲の意味は、操作軸を傾倒させた場合に取り得る値の範囲を示すものであり、有効動作範囲の意味は、その範囲を超えた値が出力されてもその範囲の最大値と判断し、また、その範囲より小さい値が出力されてもその範囲の最小値と判断する範囲を示すものである。
【００２５】
ところで、操作軸の中立状態を基準として可変抵抗器の出力電圧比が基準値、すなわち５０％からプラス（＋）方向に１２％変移しているような特性曲線ｂを示す可変抵抗器、あるいは、５０％からマイナス（−）方向に１２％変移しているような特性曲線ｃを示す可変抵抗器を、その有効動作範囲を特性曲線ａで設定した値から変更しない状態でジョイステックに用いた場合は、中点位置から有効動作範囲の最大値に至るまでの電圧の変化分と、中点位置から有効動作範囲の最小値に至るまでの電圧の変化分とが異なっているため、操作軸の中立位置における出力電圧比を基準電圧とするだけでは、プラス（＋）方向に最大に操作軸を傾倒させた場合と、マイナス（−）方向に最大に操作軸を傾倒させた場合におけるキャラクタの移動速度が異なるようになり、操作性が悪くなってしまう。
【００２６】
この実施の形態によるジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法は、可変抵抗器の中点位置が最大変位限界内にあった場合に、ジョイステックの原点位置をその中点位置に固定して使用するものでなく、実使用に伴って一定のインターバルで得られるデータを用いて前回の中点位置を順次新たな中点位置に補正し、また、この中点位置の補正に合わせて有効動作範囲も変更することにより、ジョイステックを操作する操作者の操作上の感覚が異なったり、操作時に操作者に違和感を与えることをなくすようにしているもので、次のような動作経緯により中点位置の補正及び有効動作範囲の設定を行っているものである。
【００２７】
図４は、図１に図示されたジョイステックの動作経緯を示すフローチャートであり、このフローチャートを用いてこの実施の形態によるジョイステックの原点補正方法について説明する。
【００２８】
始めに、ステップＳ１において、ジョイステックに電源が投入され、入力装置１及び制御装置２の各部が動作可能状態になる。
【００２９】
次に、ステップＳ２において、制御部６は、基準メモリ７に予め設定記憶されている出力電圧比、例えば、入力装置１の操作軸（図１に図示なし）を−２５度転倒した際に取り得る出力電圧比の最大値、換言すると、特性曲線ｂにおける振分け角度が−２５度のときの出力電圧比である２１．１％を読み出し、その出力電圧比２１．１％を書替メモリ８に書き込む。
【００３０】
次いで、ステップＳ３において、制御部６は、基準メモリ７に予め設定記憶されている出力電圧比、例えば、操作軸を＋２５度転倒した際に取り得る出力電圧比の最小値、換言すると、特性曲線ｃにおける振分け角度が＋２５度のときの出力電圧比である７８．９％を読み出し、その出力電圧比７８．９％を書替メモリ８に書き込む。
【００３１】
続く、ステップＳ４において、制御部６は、ステップＳ２及びステップＳ３で読み出し、書替メモリ８に書き込んだ最大出力電圧比と最小出力電圧比の和の平均値（２１．１＋７９．９）／２＝５０（％）を求め、１回目の原点位置を設定する。また、１回目の原点位置が設定されたとき、全動作角度６１．１を用いて１００／６１．１＝１．６３７を求め、角度対電圧特性の傾斜を算出し、１回目の原点位置を通る角度対電圧特性を設定し、また、有効動作範囲として５０−（１．６３×２０）＝１７．３（％）から５０＋（１．６３×２０）＝８２．７（％）までを電圧領域決定部９で設定し、設定した有効動作範囲をデジタル−アナログ変換部１０でデジタル信号に変換した後、書替メモリ８に供給し、そこに書き込む。なお、この角度対電圧特性は、原点位置の５０％の両側にそれぞれ７．５％の範囲の不感帯が設定されており、中立位置における操作軸の多少のガタつきによって、あるいは、誤って操作軸に触れただけでは、キャラクタ等が画面上を移動しないようにしている。これらの設定が行われたことにより、初期設定工程である第１処理工程が終了する。
【００３２】
次に、ステップＳ５において、制御部６は、操作者がの操作軸を操作した際に第１可変抵抗器３1 及び第２可変抵抗器３2 から出力された電圧をアナログ−デジタル変換部５を通してデジタル信号として取得する。
【００３３】
次いで、ステップＳ６において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 からの出力電圧に基づいてその最小値である最小出力電圧比、例えば、１０．０％を取得する。
【００３４】
続いて、ステップＳ７において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 からの出力電圧に基づいてその最大値である最大出力電圧比、例えば、８１．０％を取得する。
【００３５】
続く、ステップＳ８において、制御部６は、ステップＳ６で取得した最小出力電圧比が初期設定した最小出力電圧比２１．１％よりも小さいか否かを判断する。そして、最小出力電圧比が２１．１％よりも小さい場合は操作軸が−２５度に傾倒あるいはそれに近い状態まで傾倒されたものと判断し、書替メモリ８を１０．０％に書き替える。一方、最小出力電圧比が初期設定した２１．１％よりも小さくない場合は操作軸の傾倒角度が少ないものと判断し、書替メモリ８の書き替えを行わない。また、制御部６は、ステップＳ７で取得した最大出力電圧比が初期設定した７８．９％よりも大きいか否かを判断する。そして、最大出力電圧比が７８．９％よりも大きい場合は操作軸が＋２５度に傾倒あるいはそれに近い状態まで傾倒されたものと判断し、書替メモリ８を８１．０％に書き替える。一方、最大出力電圧比が初期設定した７８．９％よりも大きくない場合は操作軸の傾倒角度が少ないものと判断し、書替メモリ８の書き替えは行わない。そして、制御部６は、書替メモリ８に書き込まれた最小出力電圧比と最大出力電圧比の和の平均値（１０．０＋８１．０）／２＝４５．５（％）を求め、Ｘ軸方向の原点位置を設定する。
【００３６】
次に、ステップＳ９において、制御部６は、第１可変抵抗器３1 に対するステップＳ５乃至ステップＳ８で行っている動作と同じ動作を第２可変抵抗器３2 について実行する。この場合、第２可変抵抗器３2 についての動作は第１可変抵抗器３1 で行った前記動作と同じであるので、この動作についてはこれ以上の説明を省略する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１０において、制御部６は、１回目のＸ軸方向の原点位置５０．０％と、今回のＸ軸方向の原点位置４５．５％との差５０．０−４５．５＝４．５（％）に基づき、Ｘ軸方向の原点位置を前の原点位置からプラス（＋）方向に４．５％だけシフトした位置に設定する。そして、今回、Ｘ軸方向の原点位置が設定されると、この原点位置を通る角度対電圧特性を同様にプラス（＋）方向に４．５％分だけシフトした状態に設定する。なお、シフトして設定した角度対電圧特性においても、出力電圧比の原点位置の両側にそれぞれ７．５％の範囲の不感帯が設定される。
【００３８】
続く、ステップＳ１１において、制御部６は、ステップＳ１０で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の原点位置の設定、角度対電圧特性の設定、不感帯の設定を行う。これらの設定を行ったことにより、最初の第２処理工程が終了する。
【００３９】
また、ステップＳ１２において、電圧領域設定部９は、今回設定したＸ軸方向の原点位置４５．５％と角度対電圧特性の傾斜１．６３７とを用い、４５．５−（１．６３７×２０）＝１２．７６（％）を算出してＸ軸方向の有効動作範囲の最小電圧比を設定する。
【００４０】
次に、ステップＳ１３において、電圧領域設定部９は、今回設定したＸ軸方向の原点位置４５．５（％）と角度対電圧特性の傾斜１．６３７とを用い、４５．５＋（１．６３７×２０）＝７８．２３（％）を算出してＸ軸方向の有効動作範囲の最大電圧比を設定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ１４において、制御部６は、ステップＳ１２で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の有効動作範囲の最小電圧比を設定する。
【００４２】
続いて、ステップＳ１５において、制御部６は、ステップＳ１３で行ったのと同様の設定をＹ軸方向についても行い、Ｙ軸方向の有効動作範囲の最大電圧比を設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１４及びステップＳ１５で設定されたＸ軸方向の有効出力電圧比範囲の最小電圧比及び最大電圧比、Ｙ軸方向の有効出力電圧比範囲の最小電圧比及び最大電圧比、それに有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比は、デジタル／アナログ変換部１０によりデジタル信号に変換された後、書替メモリ８に供給され、ステップＳ４を実行したことにより、それまで記憶されていた有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比に代わって、新たな有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の最小電圧比及び最大電圧比が記憶される。
【００４４】
また、可変抵抗器の出力信号及び原点位置信号、有効出力電圧比範囲、有効動作範囲の信号データは、デジタル−アナログ変換部１０を通してゲーム機の主制御部１２に供給される。主制御部１２は、供給された出力信号が有効動作範囲内にあるか否かを判断し、有効動作範囲内にある場合は出力信号との差出力を求め、一方、有効動作範囲外にある場合は有効動作範囲の最大電圧比あるいは最小電圧比を可変抵抗器の出力信号と見做して原点信号との差出力を求め、既知のこの種のジョイステックで行なわれているのと同様に、その時点に得られた差出力に基づき、ゲーム機１１の表示部（図１に図示なし）に表示されるキャラクタをＸ方向及びＹ方向に適宜移動させる。
【００４５】
この後、ステップＳ１６において、制御部６は、ジョイステックの電源が切断されたか否かを判断する。そして、ジョイステックの電源が既に切断されたと判断した（Ｙ）ときはこの一連の動作を終了させ、一方、ジョイステックの電源が未だ切断されていないと判断した（Ｎ）ときは前のステップＳ５に戻り、前回ステップＳ５乃至Ｓ１５の各動作が行われてから、一定のインターバル、例えば１秒が経過した後、再びステップＳ５以降の動作が繰り返し実行され、第３処理工程に進む。
【００４６】
なお、次回にジョイステックに電源が投入されたとき、ステップＳ１から動作を開始するようにしてもよいが、ジョイステックが決められた場合、そのジョイステックにおける各種のバラツキは固有の値を示すことが多いので、ステップＳ５から動作を開始するようにしてもよい。
【００４７】
また、本例においては、有効動作範囲が原点位置に対してプラス（＋）２０度からマイナス（−）２０度の範囲になるように設定しているが、本発明における有効動作範囲はそれらの角度範囲に設定する場合に限定されるものでなく、プラス（＋）側とマイナス（−）側のバランスが取れていれば、他の角度範囲に設定するようにしてもよい。
【００４８】
この場合、本例においては、ステップＳ１乃至ステップＳ３で行った処理によって基準メモリに予め設定記憶した値に基づいて原点位置を設定している。このため、電源投入時に得られた出力電圧比を用いて原点位置を設定した場合には、操作軸が傾いた状態で電源が投入されたとき、原点位置が大きく狂ってしまうことがあるが、前述のような原点位置の設定を行えばこのような事態が生じることはない。
【００４９】
また、本例においては、ステップＳ８において、操作軸の操作に伴って出力される値の最小値あるいは最大値が初期設定値よりも小さいかあるいは大きいかを判断して書替メモリ８の書き込み値を書き替えているので、原点位置が大きく狂ってしまうことはない。
【００５０】
さらに、本例においては、ステップＳ２またはステップＳ３において初期設定値を前記バラツキがあった場合の最小値あるいは最大値としているので、順次正規の値に近づけることが可能になるだけでなく、その場合の書替メモリ８の書き込みの回数を少なくすることができ、操作軸が末端まで操作されたとき確実に更新される。
【００５１】
また、本例においては、初期時にある程度信頼性のある基準点を仮設定し、操作に伴って順次基準点が更新され、ある程度の時間操作すれば、末端位置まで操作されるようになるものと考えられる。よって、基準点の設定を行うために、特別な操作を行う必要はなく、しかも、初期時において実使用上大きな問題に遭遇することなく、使用に伴って基準点の精度を順次高めて行くことができるものである。
【００５２】
さらに、本例においては、基準点が再設定されることに伴って有効動作範囲を変更しているので、プラス（＋）方向とマイナス（−）方向に対する、例えばキャリアの最大移動速度を揃えることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、ジョイステックの電源投入時に、記憶部から読み出した予設定出力電圧比の最小値及び最大値を用いて操作軸の初期時の原点位置及びその原点位置を通る角度対電圧特性を算出し、次いで、操作軸が揺動されたとき、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧の最大値及び最小値の平均値を求めて操作軸の新たな原点位置を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、前の場合と同様に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の和の平均値から操作軸の最新の原点位置を算出するようにし、これを基準にして有効動作範囲を設定しているので、一定のインターバルが経過する度に操作軸の原点位置の算出値が補正され、正確な原点位置の算出値を得ることができるもので、得られた原点位置の算出値や有効調整範囲にバラツキが生じることがなくなり、操作者の操作上の感覚が異なったり、操作者に違和感を与えることがなくなるという効果がある。
【００５４】
また、請求項２に記載の発明によれば、算出した初期時の原点位置と新たな原点位置の差に基づいて新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、その後、一定のインターバルが経過する度に、Ｘ軸及びＹ軸方向別に、出力電圧比の最大値及び最小値の平均値の和から操作軸の最新の原点位置を算出し、算出した前回の原点位置と最新の原点位置の差に基づいて最新の原点位置を通る最新の角度対電圧特性を決定するようにしているので、原点位置のバラツキが補正されると同時に有効調整範囲のバラツキが補正され、請求項１に記載の発明よりもさらに操作者の操作上の感覚の異なりや操作者に違和感を与えることがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるジョイステックの原点補正方法の１つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に図示のジョイステックに用いられる可変抵抗器が示す角度と出力電圧との関係の一例を示す特性図である。
【図３】図２に図示された（１）乃至（５）の数値列の間の関係を特性曲線として表した特性図である。
【図４】図１に図示されたジョイステックの動作経緯を示すフローチャートである。
【図５】既知のジョイステックにおける入力装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 入力装置（ＩＮ）
２ 制御装置（ＣＰＵ）
３1 第１可変抵抗器
３2 第２可変抵抗器
４1 第１直流電源
４2 第２直流電源
５ アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）
６ 制御部
７ 基準メモリ
８ 書替メモリ
９ 電圧領域決定部
１０ デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
１１ ゲーム機
１２ 主制御部
Claims (3)
- 操作軸、前記操作軸を揺動自在に支持する支持体、前記操作軸の非操作時に前記操作軸を原点位置に弾性復帰させる弾性部材、前記操作軸に対して直交したＸ軸及びＹ軸方向に配置され、前記操作軸の揺動位置に対応して抵抗値が調整される２つの可変分圧器をそれぞれ備える入力装置と、前記２つの可変分圧器の出力電圧比を検出する検出部、前記２つの可変分圧器の有効調整範囲に基づいて予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を記憶する記憶部、前記操作軸の揺動位置を表す位置情報を出力する情報発生部をそれぞれ備える制御装置とからなり、所定インターバルで原点位置の補正及び補正した原点位置に対応した有効動作範囲の設定を行うジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法であって、前記ジョイステックの電源投入時に、前記Ｘ軸及びＹ軸方向別に、前記記憶部に記憶している予設定した最小出力電圧比及び最大出力電圧比を用いて前記操作軸の初期原点位置及び前記初期原点位置を通る初期角度対電圧特性を算出する第１処理工程と、前記操作軸を揺動した時に、前記Ｘ軸及びＹ軸方向別に、前記２つの可変分圧器の出力電圧比の最大値及び最小値の平均値を求めて前記操作軸の新たな原点位置を算出し、算出した新たな原点位置に対応する新たな角度対電圧特性を算出する第２処理工程と、前記操作軸の揺動に伴って前記新たな原点位置を基準とした新たな有効動作範囲を設定する第３処理工程と、この第２処理工程及び第３処理工程を一定のインターバルで繰返し実行する第４処理工程とを経ることにより原点位置の補正及び有効動作範囲の設定を行うことを特徴とするジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法。
- 前記第２処理工程は、前回算出した原点位置と今回算出した原点位置との差に基づいて得られた新たな原点位置を通る新たな角度対電圧特性を算出し、算出した新たな角度対電圧特性を用いて新たな最大電圧動作点及び新たな最小電圧動作点を決定する工程を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法。
- 前記制御装置から出力される位置情報は、前記Ｘ軸及びＹ軸方向別に、前記原点位置を表す原点座標値に対して前記２つの可変分圧器で検出した出力電圧比が示す座標値の変位状態に基づいて設定されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のジョイステックの原点補正及び有効動作範囲の設定方法。
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