JPH11224570A - Stick controller - Google Patents
Stick controllerInfo
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- JPH11224570A JPH11224570A JP2559398A JP2559398A JPH11224570A JP H11224570 A JPH11224570 A JP H11224570A JP 2559398 A JP2559398 A JP 2559398A JP 2559398 A JP2559398 A JP 2559398A JP H11224570 A JPH11224570 A JP H11224570A
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- magnet
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- Switches With Compound Operations (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンやゲーム
機器等の入力装置として使用されるスティックコントロ
ーラに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a stick controller used as an input device of a personal computer, a game machine or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】パソコン等のディスプレイに表示される
絵(キャラクタ)やカーソル等の位置を移動させるため
の入力装置には光学式、ボリューム式、スイッチング式
がある。光学式の入力装置は、例えば図22に示すよう
な概略構成である。図22では、互いに直交するX軸方
向とY軸方向にそれぞれ回転軸70,80が配置され、
各回転軸70,80の端部には、同心円上に複数(ここ
では8つのスリット72,82を有する円板71,81
が取付けられ、回転軸70,80に接触するようにゴム
製のボール90が配置される。ボール90は、ローラ9
1を介してスプリング92により回転軸70,80に押
圧される。又、各円板71,81のスリット72,82
に対面する位置には、それぞれ2個のセンサ73
(X1 ,X2 ),83(Y1 ,Y2 )が位置決めされて
いる。この入力装置では、円板71,81の回転が90
°の位相を持つ2個のセンサ73(X1 ,X2 ),83
(Y1 ,Y 2 )からパルス状に出力され(図23参
照)、その出力から移動量と移動方向が検出される。2. Description of the Related Art Displayed on a display of a personal computer or the like.
To move the position of a picture (character) or cursor
Optical, volume and switching input devices
There is. An optical input device is, for example, as shown in FIG.
It is a simple schematic configuration. In FIG. 22, X-axis directions orthogonal to each other
Rotating shafts 70 and 80 are arranged in the direction and the Y-axis direction, respectively.
A plurality of concentric circles (here
Now, disks 71, 81 having eight slits 72, 82
Is attached, and rubber is
Balls 90 are arranged. The ball 90 is
1 to the rotating shafts 70, 80 by a spring 92.
Pressed. Also, slits 72, 82 of each of the disks 71, 81
In the position facing each other, two sensors 73 are respectively provided.
(X1, XTwo), 83 (Y1, YTwo) Is positioned
I have. In this input device, the rotation of the discs 71, 81 is 90
The two sensors 73 (X1, XTwo), 83
(Y1, Y Two) Is output in pulse form (see FIG. 23).
Then, the movement amount and the movement direction are detected from the output.
【0003】一方、ボリューム式の入力装置は、例えば
2個の回転ボリュームを90°の角度を置いて設け、ス
ティックレバーの動きでボリューム軸を回転させ、その
抵抗値の変化を移動量及び移動方向として出力するもの
である。他方、スイッチング式の入力装置としては、導
電ゴムを使用するものや、マイクロスイッチを使用する
ものがある。導電ゴムを使用する入力装置は、成形ゴム
の一部(接触部)に導電ゴムを設け、この導電ゴムでプ
リント基板上に設けた2つの電極パターンをショートさ
せることにより、移動方向を出力するものである。On the other hand, in a volume type input device, for example, two rotary volumes are provided at an angle of 90 °, the volume axis is rotated by the movement of a stick lever, and the change in the resistance value is determined by the amount and direction of movement. Is output. On the other hand, switching-type input devices include those using conductive rubber and those using microswitches. An input device that uses conductive rubber is a device that outputs conductive direction by providing conductive rubber on a part (contact part) of molded rubber and short-circuiting two electrode patterns provided on a printed circuit board with the conductive rubber. It is.
【0004】又、マイクロスイッチを使用する入力装置
には、例えば特許第2649307号に記載された複合
操作スイッチがある。この複合操作スイッチは、操作レ
バーを包囲するように4個のマイクロスイッチを配置
し、操作レバーを傾斜させた方向に位置するマイクロス
イッチをON(クリック)するように構成したものであ
る。As an input device using a microswitch, there is, for example, a composite operation switch described in Japanese Patent No. 2649307. In this composite operation switch, four micro switches are arranged so as to surround the operation lever, and the micro switch located in the direction in which the operation lever is inclined is turned on (clicked).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
22に示すような光学式の入力装置には次のような問題
点〜がある。 デジタル量しか出力されず、アナログ量の出力は不可
能である。 センサを4個も使用する必要があり、コストが高くな
る。 電気角90°を微細な円板71,81に複数のスリッ
ト72,82として設けるのは、精度的、コスト的、機
械的、技術的に困難である。 長期間の使用により、ボール90が摩滅し、ボール9
0が回転軸70,80の回転に対して滑るようになり、
移動量と移動方向の検出精度が落ちてくる。 スリット72,82が微細なため、スリット72,8
2がゴミや埃で塞がれ易く、検出精度が低下したり、全
く機能しなくなることがある。 回転軸70,80とボール90との接触によるもので
あるため、少しの振動でもよく誤動作する。 出力ゼロの基準点がなく、絶対位置を出すことができ
ない。However, the optical input device as shown in FIG. 22 has the following problems (1) to (4). Only digital quantities are output, and analog quantities cannot be output. It is necessary to use as many as four sensors, which increases the cost. It is difficult to provide an electrical angle of 90 ° in the fine disks 71, 81 as the plurality of slits 72, 82 in terms of accuracy, cost, mechanicalness, and technology. By using the ball 90 for a long time, the ball 90 is worn out and the ball 9 is worn.
0 slips with respect to the rotation of the rotation shafts 70 and 80,
The detection accuracy of the movement amount and the movement direction decreases. Since the slits 72, 82 are minute, the slits 72, 8
2 may be easily blocked by dust or dirt, and the detection accuracy may be reduced or may not function at all. Since the rotation is caused by the contact between the rotating shafts 70 and 80 and the ball 90, even a small vibration often causes a malfunction. There is no reference point for zero output, and the absolute position cannot be obtained.
【0006】ボリューム式の入力装置には次のような問
題点〜がある。 寿命がボリューム軸の往復回数にして1〜2万回と大
変短く、特にゲーム機器等の入力装置としては使用しづ
らい。 ボリュームの接触子が接触不良を起こし易く、信頼性
に劣る。 出力ゼロの基準点がなく、絶対位置が変化し易い。 2個の回転ボリュームを使用し、複雑な機構でボリュ
ーム軸を回転させるため、非常にコストが高い。The volume type input device has the following problems. The service life is very short, that is, the number of reciprocations of the volume axis is 1 to 20,000 times. The contact of the volume is liable to cause poor contact, resulting in poor reliability. There is no reference point for zero output, and the absolute position is likely to change. Since two rotating volumes are used and the volume axis is rotated by a complicated mechanism, the cost is very high.
【0007】スイッチング式の入力装置で、導電ゴムを
使用するものには次のような問題点〜がある。 長期間の使用により、成形ゴムが破れたり、使用中に
接触不良を起こし易くなり、耐久性が良くない。 通常はプラスX軸方向、マイナスX軸方向、プラスY
軸方向、マイナスY軸方向の4方向(前後左右方向)し
か入力することができず、X軸方向とY軸方向との中間
方向(斜め方向)への入力が不可能であり、特にゲーム
機器の入力装置としては不向きである。 中間方向の入力を可能にすると、8個の入力部が必要
になり、方向指示のための操作が複雑になり、特にゲー
ム機器には向かなくなる。 X軸方向とY軸方向を用いて斜め方向を入力できるよ
うにすると、素早い操作や複雑な操作が要求されるゲー
ム機器等には利用できない。[0007] Switching type input devices that use conductive rubber have the following problems. If used for a long period of time, the molded rubber may be broken or a contact failure may easily occur during use, resulting in poor durability. Normally plus X axis direction, minus X axis direction, plus Y axis
Only four directions (front, rear, left and right directions) of the axial direction and the minus Y axis direction can be input, and input in the middle direction (oblique direction) between the X axis direction and the Y axis direction is impossible. Is not suitable as an input device. If the input in the intermediate direction is made possible, eight input units are required, and the operation for indicating the direction becomes complicated, and it is not particularly suitable for game machines. If the diagonal direction can be input using the X-axis direction and the Y-axis direction, it cannot be used for a game machine or the like that requires a quick operation or a complicated operation.
【0008】又、同じくスイッチング式の入力装置で、
マイクロスイッチを使用するものには次のような問題点
〜がある。 大変高価なマイクロスイッチを4個も使用するため、
コストが高くなる。 構造的に部品点数が非常に多く、多くの工数・工賃が
掛かる。 マイクロスイッチは接点を使用するので、接触不良が
起こる場合がある。 寿命がクリック回数にして数10〜数1000万回で
あり、特にゲーム機器に用いるには短い。Also, a switching type input device,
There are the following problems to those using a microswitch. Because it uses four very expensive micro switches,
The cost is high. Structurally, the number of parts is very large, and many man-hours and labor are required. Since the microswitch uses contacts, poor contact may occur. The service life is several tens to several tens of millions of clicks, and especially short for use in game machines.
【0009】従って、本発明は、そのような従来の各種
入力装置が持つ問題点に着目してなされたもので、主に
低コスト化・長寿命化を図り、更にはアナログ及びデジ
タルを問わず使用でき、簡素な構造・高精度・高信頼性
を実現し、絶対位置を出すことができると共に、特にゲ
ーム機器に最適なスティックコントローラを提供するこ
とを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of such various conventional input devices, and has mainly been designed to reduce the cost and extend the life, and furthermore, regardless of whether it is analog or digital. It is an object of the present invention to provide a stick controller which can be used, realizes a simple structure, high accuracy and high reliability, can obtain an absolute position, and is particularly suitable for a game machine.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載のスティックコントローラ
は、互いに間隔を置いて配置された少なくとも2個の磁
気センサと、これらの磁気センサに対向して配置された
磁石と、この磁石を保持すると共に操作用のレバーを有
し、レバーをその操作により任意の方向に傾斜させるこ
とができるように支持された操作部とを備えることを特
徴とする。In order to achieve the above object, a stick controller according to claim 1 of the present invention includes at least two magnetic sensors spaced from each other, and the magnetic sensors include: It is characterized by comprising a magnet arranged oppositely, and an operating unit having a lever for operation while holding the magnet and supported so that the lever can be tilted in an arbitrary direction by the operation. And
【0011】このスティックコントローラは、磁気セン
サと磁石を利用し、磁気(磁界の強さ)の変化を電気信
号に変換して出力するもので、磁気センサと磁石は対向
配置すればよく、互いに接触させる必要はない。即ち、
操作用のレバーを任意の方向に傾斜させると、磁気セン
サに対して磁石が変位する。すると、磁気センサの周囲
の磁界の強さが変化し、磁気センサはその磁界の強さの
変化を電気信号に変換して出力する。この出力信号に基
づいて、移動量(傾斜角度)及び移動方向(傾斜方向)
が検出される。このため、本発明のスティックコントロ
ーラは、低コスト化・長寿命化を図ることができるだけ
でなく、アナログ及びデジタルを問わず使用でき、簡素
な構造・高精度・高信頼性を実現し、絶対位置を出すこ
とができ、特にゲーム機器に最適となる。This stick controller uses a magnetic sensor and a magnet to convert a change in magnetism (magnetic field strength) into an electric signal and outputs the electric signal. You don't have to. That is,
When the operating lever is tilted in an arbitrary direction, the magnet is displaced with respect to the magnetic sensor. Then, the strength of the magnetic field around the magnetic sensor changes, and the magnetic sensor converts the change in the strength of the magnetic field into an electric signal and outputs it. Based on this output signal, the moving amount (inclination angle) and the moving direction (inclination direction)
Is detected. For this reason, the stick controller of the present invention not only can reduce the cost and extend the service life, but also can be used regardless of analog and digital, realizes a simple structure, high accuracy and high reliability, and has an absolute position. And is particularly suitable for game machines.
【0012】このスティックコントローラのより具体的
な構成としては、磁気センサが、同一平面における一方
向(X軸方向)と当該方向に垂直な方向(Y軸方向)に
それぞれ1個ずつ配置され、操作部が、両軸の交差点を
支点としてX軸方向及びY軸方向に傾斜させることがで
きるものであるスティックコントローラ(請求項2)、
或いは磁気センサが、同一平面における一方向(X軸方
向)と当該方向に垂直な方向(Y軸方向)にそれぞれ1
個ずつ配置され、操作部が、両軸の交差点を支点として
X軸方向、Y軸方向及びX軸方向とY軸方向との中間方
向に傾斜させることができるものであるスティックコン
トローラ(請求項3)である。As a more specific configuration of the stick controller, one magnetic sensor is arranged in each of one direction (X-axis direction) and a direction perpendicular to the direction (Y-axis direction) on the same plane. A stick controller (Claim 2) wherein the section can be tilted in the X-axis direction and the Y-axis direction with the intersection of both axes as a fulcrum;
Alternatively, the magnetic sensor may be one in each of one direction (X-axis direction) and a direction perpendicular to the direction (Y-axis direction) on the same plane.
A stick controller which is arranged one by one and which can be tilted in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the intermediate direction between the X-axis direction and the Y-axis direction, with the operation unit as a fulcrum at the intersection of the two axes. ).
【0013】請求項2及び請求項3記載のスティックコ
ントローラは、いずれも2個の磁気センサを使用するも
のであるが、請求項2の構成では、前後左右方向の4方
向にレバーを傾斜させることができ、請求項3の構成で
は、前後左右方向と斜め方向の8方向にレバーを傾斜さ
せることができる。なお、本発明において、磁気センサ
としては、磁界の強さの変化を電気信号として取り出す
ことができるものであればよく、ホール素子、磁気抵抗
素子〔例えばマグネティック・レジスタンス・センサ
(MRセンサ)〕が例示される。The stick controller according to the second and third aspects uses two magnetic sensors, but in the configuration of the second aspect, the lever is inclined in four directions of front, rear, left and right. According to the configuration of the third aspect, the lever can be tilted in eight directions, that is, the front-rear, left-right, and oblique directions. In the present invention, any magnetic sensor may be used as long as it can extract a change in the strength of a magnetic field as an electric signal, and a Hall element and a magnetoresistive element (for example, a magnetic resistance sensor (MR sensor)) Is exemplified.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。その一実施形態に係るスティックコント
ローラの外観斜視図(磁気シールドカバーと磁気シール
ド筐体を除いた状態の図)を図1に、図1の線A−Aに
おける断面図を図2に、図1の線B−Bにおける断面図
を図3に示す。このスティックコントローラは、外部磁
気の影響を受け難くするために磁性材からなる磁気シー
ルド筐体3と、同様に磁性材からなり、筐体3に取付け
られた磁気シールドカバー4とで構成されるハウジング
内に、2個の磁気センサ1X,1Yと操作部2が設けら
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. FIG. 1 is an external perspective view of the stick controller according to the embodiment (a view excluding a magnetic shield cover and a magnetic shield housing), FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. This stick controller comprises a magnetic shield housing 3 made of a magnetic material to make it less susceptible to external magnetism, and a magnetic shield cover 4 also made of a magnetic material and attached to the housing 3. Inside, two magnetic sensors 1X and 1Y and an operation unit 2 are provided.
【0015】ハウジングの内側には、下ケース6と、下
ケース6に嵌合された上ケース7とが内壁に沿って設け
られ、下ケース6と上ケース7とで形成される内部空間
にプリント基板10が配置されている。プリント基板1
0は、図4に平面図を示すように、中央に円形穴11を
有し、この円形穴11の周囲において、一方向(X軸方
向)に磁気センサ1Xが、当該方向に垂直な方向(Y軸
方向)に磁気センサ1Yが実装されている。又、プリン
ト基板10の一端には外部回路接続用のコネクタ12が
取付けられ、コネクタ12は、上ケース7の開口7bに
位置し、磁気シールド筐体3の開口3aを通じて例えば
フラットケーブルを接続することができる。Inside the housing, a lower case 6 and an upper case 7 fitted to the lower case 6 are provided along the inner wall, and printed in an internal space formed by the lower case 6 and the upper case 7. A substrate 10 is provided. Printed circuit board 1
0 has a circular hole 11 in the center as shown in the plan view of FIG. 4, and the magnetic sensor 1X is arranged around the circular hole 11 in one direction (X-axis direction) in a direction perpendicular to the direction (X-axis direction). The magnetic sensor 1Y is mounted in the (Y-axis direction). A connector 12 for connecting an external circuit is attached to one end of the printed circuit board 10. The connector 12 is located in the opening 7 b of the upper case 7 and connects, for example, a flat cable through the opening 3 a of the magnetic shield case 3. Can be.
【0016】操作部2は操作用のレバー21を有し、レ
バー21は上ケース7の開口7a及び磁気シールドカバ
ー4の開口4aを通じて外部に突出している。操作部2
は、中心に円筒状の溝23aが形成された下半球ケース
23と、中心にレバー21が螺合された上半球ケース2
4とを有し、両半球ケース23,24は互いに嵌合する
ことで、内部が空洞の球体を形成し、この球体にリング
状の磁石25が埋設されている。The operating section 2 has an operating lever 21, and the lever 21 projects outside through an opening 7 a of the upper case 7 and an opening 4 a of the magnetic shield cover 4. Operation unit 2
Is a lower hemispherical case 23 in which a cylindrical groove 23a is formed in the center, and an upper hemispherical case 2 in which the lever 21 is screwed in the center.
The two hemispherical cases 23 and 24 are fitted to each other to form a hollow spherical body, and a ring-shaped magnet 25 is embedded in the spherical body.
【0017】リング状の磁石25は、図2及び図3から
明らかなように、その表面が球体(半球ケース23,2
4)の表面と同一平面となるように球面になっており、
磁気センサ1X,1Yに対向するよう位置決めされてい
る。磁石25は上側がN極で、下側がS極であり、N極
とS極との環状の境界Lが磁気センサ1X,1Yの感磁
部の中心に対面している。勿論、境界LはN極とS極の
中間点であるため、境界Lには磁気は存在しない。As is apparent from FIGS. 2 and 3, the ring-shaped magnet 25 has a spherical surface (hemispherical cases 23, 2).
4) It is spherical so as to be flush with the surface of
It is positioned so as to face the magnetic sensors 1X and 1Y. The upper side of the magnet 25 is an N-pole, the lower side is an S-pole, and an annular boundary L between the N-pole and the S-pole faces the center of the magnetic sensing part of the magnetic sensors 1X and 1Y. Of course, since the boundary L is an intermediate point between the north pole and the south pole, there is no magnetism at the boundary L.
【0018】球体(半球ケース23)は、部分的にプリ
ント基板10の円形穴11に挿入され、その挿入部分が
下ケース6に上方向に突設された円筒状の支持部6a上
に載ることで、半球ケース23が支持部6aに対して摺
動可能となり、球体が回転可能に支持される。半球ケー
ス23の溝23aには、先端が球状の支持軸(支持部
材)27が嵌入されている。支持軸27は、プリント基
板10の円形穴11の中心に位置し、下ケース6の中央
に形成された円筒状の溝6bに嵌入されたスプリング2
8により、半球ケース23の溝23a内に常時押圧され
ている。この実施形態では、下半球ケース23の溝23
a、支持軸27及びスプリング28で位置設定手段が構
成される。但し、溝23a、支持軸27及びスプリング
28を設ける位置は、支点上である必要はなく、レバー
21を中位(基準点)に位置決めすることができるので
あれば特定されない。The sphere (hemispherical case 23) is partially inserted into the circular hole 11 of the printed circuit board 10, and the inserted portion rests on the cylindrical support 6a projecting upward from the lower case 6. Thus, the hemispherical case 23 becomes slidable with respect to the support portion 6a, and the sphere is rotatably supported. A support shaft (support member) 27 having a spherical tip is fitted into the groove 23 a of the hemispherical case 23. The support shaft 27 is located at the center of the circular hole 11 of the printed circuit board 10, and is fitted in a cylindrical groove 6 b formed in the center of the lower case 6.
8, it is constantly pressed into the groove 23 a of the hemispherical case 23. In this embodiment, the groove 23 of the lower hemisphere case 23
a, the support shaft 27 and the spring 28 constitute a position setting means. However, the position where the groove 23a, the support shaft 27 and the spring 28 are provided does not need to be on the fulcrum, and is not specified as long as the lever 21 can be positioned at the middle position (reference point).
【0019】従って、半球ケース23,24で形成され
る球体、即ちレバー21は、その操作により、支持軸2
7で支持されつつX軸方向とY軸方向の交差点を支点と
して任意の方向(360°の全方向)に傾斜させること
ができる。又、レバー21を操作しないときは、支持軸
27とスプリング28の作用により、レバー21は中位
(基準点)に位置し、その状態が保持される。Therefore, the sphere formed by the hemispherical cases 23 and 24, that is, the lever 21, is moved by the operation to
7, it can be inclined in an arbitrary direction (all directions of 360 °) with the intersection between the X-axis direction and the Y-axis direction as a fulcrum. When the lever 21 is not operated, the lever 21 is positioned at the middle position (reference point) by the action of the support shaft 27 and the spring 28, and the state is maintained.
【0020】上記のように構成されたスティックコント
ローラにおいて、操作部2の操作による磁石25と磁気
センサ1X(又は1Y)との位置関係について、図5〜
図7及び図16を参照して説明する。まず図5におい
て、レバー21を操作しないときは、前記したように支
持軸27とスプリング28の作用により、レバー21は
基準点に位置する。この状態では、磁石25のN極とS
極の境界Lが磁気センサ1X(又は1Y)の感磁部に対
面するため、磁気センサ1X(又は1Y)は磁気を検知
せず、出力が得られない(図16のグラフ中の0点)。In the stick controller configured as described above, the positional relationship between the magnet 25 and the magnetic sensor 1X (or 1Y) by operating the operation unit 2 is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 5, when the lever 21 is not operated, the lever 21 is positioned at the reference point by the action of the support shaft 27 and the spring 28 as described above. In this state, the N pole of the magnet 25 and the S pole
Since the boundary L of the pole faces the magnetic sensing part of the magnetic sensor 1X (or 1Y), the magnetic sensor 1X (or 1Y) does not detect magnetism and no output is obtained (point 0 in the graph of FIG. 16). .
【0021】図6に示すように、レバー21をマイナス
X軸方向(又はマイナスY軸方向)に傾けたときは、半
球ケース23,24で形成される球体が下ケース6の支
持部6aで支えられつつX軸方向とY軸方向の交差点を
支点として回転する。すると、磁石25のS極が磁気セ
ンサ1X(又は1Y)に対して徐々に強くなるので、磁
気センサ1X(又は1Y)の出力電圧はマイナスに徐々
に大きくなる。As shown in FIG. 6, when the lever 21 is tilted in the minus X-axis direction (or minus Y-axis direction), the sphere formed by the hemispherical cases 23 and 24 is supported by the support 6a of the lower case 6. While rotating at the intersection of the X-axis direction and the Y-axis direction. Then, the S pole of the magnet 25 gradually increases with respect to the magnetic sensor 1X (or 1Y), so that the output voltage of the magnetic sensor 1X (or 1Y) gradually increases in the negative direction.
【0022】反対に、図7に示すように、レバー21を
プラスX軸方向(又はプラスY軸方向)に傾けると、磁
石25のN極が磁気センサ1X(又は1Y)に対して徐
々に強くなり、磁気センサ1X(又は1Y)の出力電圧
はプラスに徐々に大きくなる。このレバー21の傾斜方
向角度と磁気センサ1X(又は1Y)の出力電圧との関
係は、図16に示すように直線的になる。但し、このグ
ラフでは示していないが、図8の回路においてVEEから
VCCの間でバイアスをかけることにより、プラス・マイ
ナスの出力ではなく、全てプラスの電圧で出力させるこ
とも可能である。この点については後述する。又、磁石
25のN極とS極の向きを逆にしたり、磁気センサ1
X,1Yの回路への接続を逆にしたりすることで、プラ
ス・マイナスの出力変化を逆にすることも可能である。Conversely, as shown in FIG. 7, when the lever 21 is tilted in the plus X-axis direction (or plus Y-axis direction), the N pole of the magnet 25 gradually becomes stronger with respect to the magnetic sensor 1X (or 1Y). That is, the output voltage of the magnetic sensor 1X (or 1Y) gradually increases in the positive direction. The relationship between the tilt angle of the lever 21 and the output voltage of the magnetic sensor 1X (or 1Y) is linear as shown in FIG. However, although not shown in this graph, by applying a bias between V EE and V CC in the circuit of FIG. 8, it is possible to output not only plus / minus output but all plus voltages. This will be described later. Further, the direction of the N pole and the S pole of the magnet 25 may be reversed,
It is also possible to reverse the positive and negative output changes by reversing the connection of the X and 1Y circuits.
【0023】以上から明らかなように、レバー21をプ
ラスX軸方向、マイナスX軸方向、プラスY軸方向、マ
イナスY軸方向の各方向に傾けると、それぞれ出力電圧
は、プラスX軸方向では磁気センサ1Xがプラスに、マ
イナスX軸方向では磁気センサ1Xがマイナスに、プラ
スY軸方向では磁気センサ1Yがプラスに、マイナスY
軸方向では磁気センサ1Yがマイナスに出力する。又、
レバー21を例えばプラスX軸方向とプラスY軸方向の
中間方向に徐々に傾けると、出力電圧は両方向ともに徐
々にプラスが大きくなり、レバー21を例えばマイナス
X軸方向とマイナスY軸方向の中間方向に徐々に傾ける
と、出力電圧は両方向ともに徐々にマイナスが大きくな
る。従って、レバー21の全方向への傾斜位置に応じた
出力電圧が磁気センサ1X,1Yから得られることにな
り、この両磁気センサ1X,1Yの出力電圧から、レバ
ー21の傾斜量(傾斜角度)及び傾斜方向を検出するこ
とができる。As is clear from the above, when the lever 21 is tilted in each of the plus X-axis direction, minus X-axis direction, plus Y-axis direction, and minus Y-axis direction, the output voltage becomes magnetic in the plus X-axis direction. The sensor 1X is positive, the magnetic sensor 1X is negative in the minus X-axis direction, the magnetic sensor 1Y is positive in the plus Y-axis direction, and the minus Y
In the axial direction, the magnetic sensor 1Y outputs a minus value. or,
When the lever 21 is gradually inclined in, for example, an intermediate direction between the plus X-axis direction and the plus Y-axis direction, the output voltage gradually increases in both directions, and the lever 21 is moved, for example, in the middle direction between the minus X-axis direction and the minus Y-axis direction. , The output voltage gradually becomes negative in both directions. Therefore, an output voltage corresponding to the tilt position of the lever 21 in all directions is obtained from the magnetic sensors 1X and 1Y. And the inclination direction can be detected.
【0024】次に、上記スティックコントローラにおい
て、磁気センサ1X,1Yに係る回路例について記載す
る。図8は、磁気センサとしてホール素子を用いた場合
の一例であり、磁気センサ1Xに対応するホール素子S
Xに係る回路を図8の(a)に、磁気センサ1Yに対応
するホール素子SYに係る回路を図8の(b)に示す。
X軸方向用、Y軸方向用の各回路は共に全く同様の構成
であるため、ここではX軸方向用の回路についてのみ説
明する。Next, an example of a circuit relating to the magnetic sensors 1X and 1Y in the stick controller will be described. FIG. 8 shows an example in which a Hall element is used as the magnetic sensor, and the Hall element S corresponding to the magnetic sensor 1X is used.
FIG. 8A shows a circuit related to X, and FIG. 8B shows a circuit related to the Hall element SY corresponding to the magnetic sensor 1Y.
Since the circuits for the X-axis direction and the circuits for the Y-axis direction have exactly the same configuration, only the circuit for the X-axis direction will be described here.
【0025】図8の(a)において、VCC−VEE間に印
加された電圧は、抵抗R1 ,R2 を経て、ホール素子S
Xに流れる。ホール素子SXに磁気がない場合、抵抗R
3 ,R4 に接続される出力部には、電圧は発生しない。
これは、ホール素子SXの感磁部に磁石25のN極とS
極の境界Lが対面する無磁力の場合も同様である。ここ
で、レバー21が操作され、ホール素子SXにN極が近
づくと、抵抗R4 に接続されたホール素子SXの端子側
にプラス電圧が、抵抗R3 に接続された端子側にマイナ
ス電圧が発生する。このホール素子SXの出力電圧は、
増幅器IC2 に入力され、抵抗R5 により定められた増
幅率によってOUTよりプラス電圧として出力される。In FIG. 8A, the voltage applied between V CC and V EE passes through resistors R 1 and R 2 ,
Flow to X. If the Hall element SX has no magnetism, the resistance R
3, the output connected to R 4, the voltage is not generated.
This is because the N pole of the magnet 25 and the S pole
The same applies to a case where the pole boundary L faces no-magnetic force. Here, when the lever 21 is operated and the N pole approaches the Hall element SX, a positive voltage is applied to the terminal side of the Hall element SX connected to the resistor R 4 , and a negative voltage is applied to the terminal side connected to the resistor R 3. Occur. The output voltage of this Hall element SX is
Is input to the amplifier IC 2, is output as the positive voltage than OUT by an amplification factor determined by the resistor R 5.
【0026】反対に、レバー21の操作により、ホール
素子SXにS極が近づくと、抵抗R 3 に接続されたホー
ル素子SXの端子側にプラス電圧が、抵抗R4 に接続さ
れたホール素子SXの端子側にマイナス電圧が発生す
る。このホール素子SXの出力電圧は、増幅器IC2 に
入力されるため、抵抗R5 により定められた増幅率によ
ってOUTよりマイナス電圧として出力される。On the contrary, the operation of the lever 21 causes the hole
When the south pole approaches the element SX, the resistance R ThreeHo connected to
A positive voltage is applied to the terminal side of theFourConnected to
A negative voltage is generated on the terminal side of the Hall element SX
You. The output voltage of the Hall element SX is determined by an amplifier ICTwoTo
Input, the resistance RFiveAccording to the amplification rate determined by
Is output as a negative voltage from OUT.
【0027】勿論、ホール素子SXの出力端子を入れ換
えれば、N極とS極の検知を逆にすることも可能であ
る。又、ホール素子SXの出力を増幅器IC2 の入力部
のプラス・マイナスに逆に入力することによっても、逆
の出力を取り出すことが可能である。なお、可変抵抗V
R1 は、増幅器IC2 のオフセットやホール素子SXの
バランスを調整するもので、レバー21が基準点に位置
するときOUTを0Vに調整するためのものである。Of course, it is also possible to reverse the detection of the N pole and the S pole by exchanging the output terminals of the Hall element SX. Also, by inputting reversing the output of the Hall element SX to positive and negative input of the amplifier IC 2, it is possible to retrieve the reverse output. Note that the variable resistance V
R 1 adjusts the offset of the amplifier IC 2 and the balance of the Hall element SX, and adjusts OUT to 0 V when the lever 21 is located at the reference point.
【0028】次に、プラスX軸方向、プラスY軸方向、
マイナスX軸方向、マイナスY軸方向の4方向を入力す
るスイッチ機能に関して説明する。勿論、磁気センサそ
のものにスイッチング機能を持たせたICでもよいが、
ここでは一般的なものについて説明する。図9及び図1
0にその回路の一例を示す。図9はX軸方向用の回路
で、図10はY軸方向用の回路であり、両回路は共に全
く同一の構成であるため、X軸方向用の回路についての
み説明する。又、基本的な回路の働きは前記図8に示す
回路と同様であるため、図8の回路に追加された部分に
ついて説明する。Next, the plus X axis direction, plus Y axis direction,
A switch function for inputting four directions of the minus X axis direction and the minus Y axis direction will be described. Of course, an IC in which the magnetic sensor itself has a switching function may be used,
Here, general ones will be described. 9 and 1
0 shows an example of the circuit. FIG. 9 shows a circuit for the X-axis direction, and FIG. 10 shows a circuit for the Y-axis direction. Since both circuits have exactly the same configuration, only the circuit for the X-axis direction will be described. The operation of the basic circuit is the same as that of the circuit shown in FIG. 8, so that only the parts added to the circuit of FIG. 8 will be described.
【0029】図9の回路において、IC2 より出力され
た電圧は、アナログ比較回路を構成するIC3 ,IC4
に入力される。例えば、GNDに対し、VCC=+5V、
VEE=−5Vとすると、IC2 の出力は、レバー21が
非操作時の基準点に位置するときは、0Vとなってい
る。このGNDに対する0Vは、VEEを基準にするIC
3 ,IC4 で構成されるコンパレータからみると、VEE
に対して+5Vとなる。仮に、抵抗R7 ,R8 の分圧比
でCV1 をVEEに対し+7Vに設定し、抵抗R9,R10
の分圧比でCV2 をVEEに対し+3Vに設定したとする
と、レバー21が基準点に位置するときは、ホール素子
SXの出力は0Vであるから、IC2 の入力は0Vとな
り、IC2 の出力はGNDに対して0Vとなる。この0
Vは、コンパレータの基準であるVEEに対しては+5V
となっている。In the circuit shown in FIG.TwoOutput
Voltage is the IC that constitutes the analog comparison circuitThree, ICFour
Is input to For example, for GND, VCC= + 5V,
VEE= −5V, ICTwoThe output of the lever 21
When it is located at the reference point during non-operation, the voltage is 0V.
You. 0V for this GND is VEEIC based on
Three, ICFourFrom the perspective of the comparator composed ofEE
+ 5V. If the resistance R7, R8Partial pressure ratio
With CV1To VEEIs set to + 7V, and the resistance R9, RTen
CV at the partial pressure ratio ofTwoTo VEEIs set to + 3V
When the lever 21 is located at the reference point, the Hall element
Since the output of SX is 0V, ICTwoInput is 0V
, ICTwoIs 0 V with respect to GND. This 0
V is V which is the reference of the comparator.EE+ 5V for
It has become.
【0030】従って、この出力+5Vは、IC3 の比較
電圧CV1 =+7Vより低いため、IC3 の出力OUT
+X=L(Low)であり、また比較電圧CV2 =+3
Vより高いため、IC4 の出力OUT−X=Lとなる。
次に、レバー21をプラスX軸方向に操作し、ホール素
子SXにN極が近づくと、ホール素子SXの出力はプラ
スとなり、IC2 で増幅された電圧がGNDに対し+3
Vになる。この電圧は、VEEに対し+8Vであるから、
IC3 の比較電圧CV1 より大きくなり、IC3 の出力
OUT+X=H(High)であり、また比較電圧CV
2 より高いため、IC4 の出力OUT−X=Lとなる。
逆に、レバー21をマイナスX軸方向に操作すると、ホ
ール素子SXにS極が近づき、ホール素子SXの出力が
マイナスになる。ここで、仮にIC2 の出力がGNDに
対して−3Vになると、この電圧は、VEEに対し+2V
であるから、出力OUT+X=L、出力OUT−X=H
となる。このように、レバー21の傾斜方向に従ったス
イッチング出力を得ることができる。[0030] Accordingly, the output + 5V is lower than the comparison voltage CV 1 = + 7V of IC 3, the output OUT of the IC 3
+ X = L (Low), and the comparison voltage CV 2 = + 3
Since V is higher than V, the output OUT-X of IC 4 becomes L.
Next, when the lever 21 is operated in the plus X-axis direction and the N pole approaches the Hall element SX, the output of the Hall element SX becomes positive, and the voltage amplified by the IC 2 is +3 with respect to GND.
V. Since this voltage is +8 V with respect to V EE ,
It becomes larger than the comparison voltage CV 1 of IC 3 , the output OUT + X = H (High) of IC 3, and the comparison voltage CV 1
Since it is higher than 2 , the output OUT-X of IC 4 becomes L.
Conversely, when the lever 21 is operated in the minus X-axis direction, the S pole approaches the Hall element SX, and the output of the Hall element SX becomes negative. Here, if the output of IC 2 becomes -3V against GND, the voltage with respect to V EE + 2V
Therefore, the output OUT + X = L and the output OUT−X = H
Becomes Thus, a switching output according to the tilt direction of the lever 21 can be obtained.
【0031】図9及び図10に示す回路は、4方向(前
後左右)の出力信号が得られるよううにしたものである
が、それら4種の信号を論理処理すれば、8方向(前後
左右方向と4つの斜め方向)の信号として処理すること
ができる。例えば、IC3 の出力OUT+XとIC4 の
出力OUT−Xを、AND回路(論理積)を用いること
によって8方向の信号として利用することができる。The circuits shown in FIGS. 9 and 10 are designed to obtain output signals in four directions (front, rear, left and right). And four oblique directions). For example, the output OUT-X of the output OUT + X and IC 4 of IC 3, by using an AND circuit (logical product) can be used as 8 directions of the signal.
【0032】ところで、このスティックコントローラを
ゲーム機器に適用する場合、操作部2のレバー21の位
置と電気的アナログ量の値との関連に対しては、ゲーム
性や操作の難易度等の様々な条件が必要になる。その
他、コスト的には、材料費や組立生産性等も大変重要な
条件となる。従って、それらの条件を満足するように種
々の形態変化を採用することができ、次にその各種形態
について説明する。When this stick controller is applied to a game machine, various relations between the position of the lever 21 of the operation section 2 and the value of the electric analog amount, such as game characteristics and difficulty of operation, are considered. Conditions are required. In terms of cost, material costs and assembly productivity are also very important conditions. Therefore, various form changes can be adopted so as to satisfy those conditions, and the various forms will be described below.
【0033】まず、上記実施形態のスティックコントロ
ーラにおける操作部2では、リング状の磁石25が下半
球ケース23と上半球ケース24で形成される球体に保
持されているが、球体全体を磁石とした場合を図11の
(a)に示す。即ち、磁石30は球体であり、この磁石
30の中心にレバー21が取付けられている。この操作
部2を使用すれば、磁気センサの出力電圧は、レバー2
1の傾斜角度に応じた直線的な値として出力され、また
レバー21の傾斜可能な角度範囲が大きくなる。First, in the operation unit 2 of the stick controller of the above embodiment, the ring-shaped magnet 25 is held by a sphere formed by the lower hemisphere case 23 and the upper hemisphere case 24, but the whole sphere is formed as a magnet. The case is shown in FIG. That is, the magnet 30 is a sphere, and the lever 21 is attached to the center of the magnet 30. If this operation unit 2 is used, the output voltage of the magnetic sensor
1 is output as a linear value corresponding to the tilt angle of 1, and the angle range in which the lever 21 can be tilted becomes large.
【0034】図11の(b)に示す操作部2では、磁石
31が円板状である。即ち、磁石31は、図5の操作部
2におけるリング状の磁石25の内側も磁石としたもの
で、前記球体の磁石30のうち、レバー21の傾斜角度
に対して磁気センサの磁気検出に必要な部分のみの形状
としたものである。この場合も、前記磁石30と同様
に、レバー21の傾斜角度に対して、磁気センサの出力
が直線的となる。In the operation unit 2 shown in FIG. 11B, the magnet 31 has a disk shape. That is, the magnet 31 is also a magnet inside the ring-shaped magnet 25 in the operation unit 2 of FIG. 5 and is necessary for the magnetic detection of the magnetic sensor with respect to the inclination angle of the lever 21 among the spherical magnets 30. It is a shape of only a portion. Also in this case, similarly to the magnet 30, the output of the magnetic sensor is linear with respect to the inclination angle of the lever 21.
【0035】しかしながら、図11の(a),(b)に
示す磁石30,31は、いずれも磁石の使用量が多いた
め、構造が簡単であるが、材料費が多少高くなる。そこ
で、レバー21の傾斜角度に対する磁気センサの出力電
圧を直線的特性にしたまま、磁石の使用量をより少なく
したのが、前記実施形態に示す磁石25(図5参照)で
ある。However, the magnets 30 and 31 shown in FIGS. 11A and 11B are simple in structure because of the large amount of magnets used, but the material cost is slightly higher. Therefore, the magnet 25 (see FIG. 5) according to the above-described embodiment reduces the usage amount of the magnet while keeping the output voltage of the magnetic sensor with respect to the inclination angle of the lever 21 linear characteristics.
【0036】又、半球ケース23,24と磁石25のみ
を示す図13の(a)において、磁気センサに対面する
磁石25の表面は球面であるが、こうすることで直線的
な出力を得ることができる。これに加えて、レバー21
の傾斜角度に対して磁気センサの磁気検出に必要な部分
のみをリング状の磁石25としてあるので、前記の通り
コストも非常に安くなる。In FIG. 13A showing only the hemispherical cases 23 and 24 and the magnet 25, the surface of the magnet 25 facing the magnetic sensor is a spherical surface. Can be. In addition to this, lever 21
Since only the portion necessary for the magnetic detection of the magnetic sensor with respect to the inclination angle is formed as the ring-shaped magnet 25, the cost is extremely reduced as described above.
【0037】一方、磁石になる材料には、フェライト、
ゴム、金属等があるが、スティックコントローラを特に
ゲーム機器に使用する場合には、レバー21の傾斜操作
回数として数千万から数億回程度の耐久性・耐摩耗性が
磁石に要求される。この耐久性・耐摩耗性は、磁石だけ
でなく半球ケース23,24の他に、操作部2(下半球
ケース23)が摺動する下ケース6の支持部6a等にも
要求される。そこで、半球ケース23,24や下ケース
6等を耐摩耗性樹脂製とするのに加えて、図13の
(b)に示すように、半球ケース23,24の径より少
し小さい径のリング状の磁石34を使用し、磁気センサ
に対面する磁石34の表面が半球ケース23,24の表
面より内側に位置するようにする。こうすることで、磁
石34は他の部分に全く接触しなくなり、安価な耐摩耗
性樹脂を使用するだけでよいため、低コストで耐久性・
耐摩耗性を向上させることができる。或いは、図面には
示していないが、図13の(a)の場合、半球ケース2
3,24及び磁石25の表面を耐摩耗性且つ非磁性材で
被覆しても、同等の作用効果が得られる。On the other hand, ferrite,
Although there are rubber, metal, and the like, when the stick controller is used particularly for a game machine, the magnet is required to have durability and wear resistance of about tens to hundreds of millions of times as the number of times the lever 21 is tilted. The durability and abrasion resistance are required not only for the magnets but also for the supporting portions 6a of the lower case 6 on which the operating portion 2 (the lower hemispherical case 23) slides, in addition to the hemispherical cases 23 and 24. Therefore, in addition to making the hemispherical cases 23 and 24, the lower case 6 and the like made of a wear-resistant resin, as shown in FIG. 13B, a ring shape having a diameter slightly smaller than the diameter of the hemispherical cases 23 and 24. Is used so that the surface of the magnet 34 facing the magnetic sensor is located inside the surfaces of the hemispherical cases 23 and 24. By doing so, the magnet 34 does not come into contact with other parts at all, and it is only necessary to use an inexpensive wear-resistant resin.
Wear resistance can be improved. Alternatively, although not shown in the drawing, in the case of FIG.
Even if the surfaces of the magnets 3 and 24 and the magnet 25 are coated with a wear-resistant and non-magnetic material, the same function and effect can be obtained.
【0038】他方、ゲーム機器においては、例えば画像
表示用のCRTの画像中心部付近では、レバーの多少の
傾斜変化では入力を余り変化させず、画像端部では、レ
バーの少しの傾斜変化でも入力を大きく変化させる必要
があることが多い。これは、入力装置に構造上、操作性
上、或いはデザイン上の制約が多く、レバーの傾斜角度
を一定以上に取れない場合が多いからである。On the other hand, in a game device, for example, near the center of the image of a CRT for displaying an image, the input does not change much with a slight change in the tilt of the lever, and at the end of the image, the input does not change even with a slight change in the tilt of the lever. Often needs to be changed significantly. This is because the input device has many structural, operability, or design restrictions, and the inclination angle of the lever cannot be more than a certain value in many cases.
【0039】これに対応した出力曲線を得るための形状
を持つ磁石を図12の(a)に示すと共に、更に前記耐
久性・耐摩耗性を向上させるための形状を持つ磁石を図
12の(b)に示す。図12の(a)の磁石32は、磁
気センサに対面する表面が平坦面になったもので、図1
2の(b)の磁石33は、平坦な表面が半球ケース2
3,24の表面より内側に位置するものである。又、上
記特性をより強調した出力曲線を得るための形状を持つ
磁石を図14に示す。図14の磁石35は、表面が内側
に球面状に凹んだものである。FIG. 12A shows a magnet having a shape for obtaining an output curve corresponding to this, and FIG. 12A shows a magnet having a shape for further improving the durability and wear resistance. It is shown in b). The magnet 32 shown in FIG. 12A has a flat surface facing the magnetic sensor.
The flat surface of the magnet 33 of FIG.
It is located inside the surface of 3, 24. FIG. 14 shows a magnet having a shape for obtaining an output curve in which the above characteristics are further emphasized. The surface of the magnet 35 in FIG. 14 is concave in a spherical shape inside.
【0040】図12及び図14に示す磁石32(3
3),35を有する操作部を備えるスティックコントロ
ーラにより得られる出力特性曲線を図17に示す。図1
7において、磁石32(33)に係る特性曲線が点線
で、磁石35に係る特性曲線が実線である。図17から
明らかなように、これらの点線及び実線で示す特性曲線
によると、図16に示す直線的特性に比べて、傾斜方向
角度が或る一定値以上になると、出力電圧が急激に変化
することになる。このような特性曲線が得られる操作部
を用いることで、レバーの操作難易度をソフト上で自由
に変えることができる。The magnet 32 (3) shown in FIGS.
FIG. 17 shows output characteristic curves obtained by a stick controller having an operation unit having 3) and 35. FIG.
7, the characteristic curve of the magnet 32 (33) is a dotted line, and the characteristic curve of the magnet 35 is a solid line. As is clear from FIG. 17, according to the characteristic curves shown by the dotted line and the solid line, the output voltage changes abruptly when the inclination direction angle exceeds a certain value as compared with the linear characteristic shown in FIG. Will be. By using the operation unit that can obtain such a characteristic curve, the degree of difficulty in operating the lever can be freely changed on software.
【0041】又、そのような特性曲線を更に強調する場
合は、図18に示すような形状の磁石36を用いればよ
い。磁石36は、その表面が凹字状に凹んだもので、こ
の磁石36により得られる特性曲線では、図19に示す
ように、傾斜方向角度が或る一定値以上になると、出力
電圧の変化が顕著になる。この場合、磁力は距離の2乗
に反比例することを利用できる。例えば図9、図10の
回路において、スイッチングを行うレバーの傾斜角度付
近で磁力が大きく変化するようにすることで、安定的に
精度良く入力することが可能となる。In order to further emphasize such a characteristic curve, a magnet 36 having a shape as shown in FIG. 18 may be used. The magnet 36 has a concave surface in a concave shape. According to the characteristic curve obtained by the magnet 36, as shown in FIG. 19, when the inclination direction angle becomes a certain value or more, the output voltage changes. Become noticeable. In this case, the fact that the magnetic force is inversely proportional to the square of the distance can be used. For example, in the circuits shown in FIGS. 9 and 10, by making the magnetic force largely change near the inclination angle of the switching lever, it is possible to stably and accurately input.
【0042】ところで、特にゲーム機器においては、4
方向の信号のうち、2つの信号が同期出力してはいけな
い場合も多い。この場合は、図9及び図10の回路の信
号を排他的論理和(Exclusive OR)を用いて処理すれ
ばよいが、ゲーム機器のソフトや構成上の都合も多く、
無理な場合もある。このような場合に対応するには、例
えば図15〔レバーを除いた操作部の平面図(a)、側
面図(b)〕に示すような形態の操作部を使用する。こ
こでは、下半球ケース23とレバー21を取付けるため
の穴24aを有する上半球ケース24とで形成される球
体のX軸方向及びY軸方向のそれぞれ2箇所に、緯度方
向に延びる案内溝40が形成され、各案内溝40に、下
ケース6(又は上ケース7)に突設されたガイド41が
摺動可能に嵌入することで、操作部の傾斜移動が案内さ
れるようになっている。従って、この構造では、レバー
21はガイド41に沿った90°毎の方向(前後左右方
向)にしか傾斜させることができない。By the way, particularly in game machines, 4
In many cases, two signals in the direction must not be synchronously output. In this case, the signals of the circuits in FIG. 9 and FIG. 10 may be processed using exclusive OR (Exclusive OR).
It may not be possible. To cope with such a case, for example, an operation unit having a form as shown in FIG. 15 (a plan view (a) and a side view (b) of the operation unit excluding the lever) is used. Here, guide grooves 40 extending in the latitudinal direction are provided at two places in the X-axis direction and the Y-axis direction of a sphere formed by the lower hemisphere case 23 and the upper hemisphere case 24 having a hole 24a for mounting the lever 21. The guide 41 projecting from the lower case 6 (or the upper case 7) is slidably fitted into each of the guide grooves 40 so that the tilting movement of the operation unit is guided. Therefore, in this structure, the lever 21 can be tilted only in directions (front, rear, left and right) at every 90 ° along the guide 41.
【0043】更に、上記図2及び図3に示す実施形態で
は、操作部2のレバー21を操作時以外の時に中位(基
準点)に位置決めする位置設定手段が、下半球ケース2
3の溝23a、支持軸27及びスプリング28で構成さ
れる場合であるが、その他の形態について図20及び図
21を参照して説明する。図20の(a)に示す形態で
は、下半球ケース23の中心に図20の(b)に示すよ
うな椀状の磁性体50が取付けられ、この磁性体50に
僅少の間隙を置いて図20の(c)に示すような形状の
磁石51が対向配置されている。磁石51は、外側の円
筒状部分がS極に、内側の円柱状部分がN極になってお
り、保持部材52に保持されている。磁性体50と磁石
51との位置関係は、レバー21を最大に傾斜させたと
きに、磁性体50の一部分が磁石51に僅かに重なり合
う程度に設定されている。なお、保持部材52は、下ケ
ース6の適所に固定すればよい。又、磁性体50及び磁
石51の位置は、前記したように支点上である必要はな
く、支点からずれた位置でも構わない。Further, in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the position setting means for positioning the lever 21 of the operation unit 2 to the middle position (reference point) except when the operation is performed is performed by the lower hemispherical case 2.
Although the third embodiment includes the groove 23a, the support shaft 27, and the spring 28, other embodiments will be described with reference to FIGS. In the embodiment shown in FIG. 20A, a bowl-shaped magnetic body 50 as shown in FIG. 20B is attached to the center of the lower hemisphere case 23, and a small gap is provided between the magnetic bodies 50. A magnet 51 having a shape as shown in FIG. The magnet 51 has an outer cylindrical portion as an S pole and an inner cylindrical portion as an N pole, and is held by a holding member 52. The positional relationship between the magnetic body 50 and the magnet 51 is set such that a part of the magnetic body 50 slightly overlaps the magnet 51 when the lever 21 is tilted to the maximum. Note that the holding member 52 may be fixed to an appropriate position of the lower case 6. Further, the positions of the magnetic body 50 and the magnet 51 do not need to be on the fulcrum as described above, and may be shifted from the fulcrum.
【0044】この構成によると、磁性体50は空気に対
し数千倍も透磁率が高いため、レバー21を操作しない
ときは、最短の磁路を形成しようとして磁性体50が磁
石51に引きつけられ、レバー21が基準点に位置する
状態が保持される。但し、磁性体50を磁石に代えても
よいし、或いは下半球ケース23に磁石を取付け、保持
部材52に磁性体を固定してもよい。According to this configuration, since the magnetic body 50 has a magnetic permeability several thousand times higher than that of air, when the lever 21 is not operated, the magnetic body 50 is attracted to the magnet 51 in order to form the shortest magnetic path. , The state where the lever 21 is located at the reference point is maintained. However, the magnetic body 50 may be replaced with a magnet, or a magnet may be attached to the lower hemispherical case 23 and the magnetic body may be fixed to the holding member 52.
【0045】図21に示す形態では、下半球ケース23
の中央部に、内側に球面状に凹んだ溝23bが形成さ
れ、この溝23bに支持部材としての球60が転動可能
に配置され、更に球60が下ケース6に係止されたスプ
リング61により溝23bに押圧されている。この構成
では、球60は常に溝23bの中心に位置しようとする
ので、レバー21を操作しないときは、レバー21は基
準点に位置することになる。ここでも、溝23bやスプ
リング61の位置は支点上に特定されない。In the embodiment shown in FIG.
A groove 23b is formed in the center of the inner surface of the inner case. The groove 23b is formed into a spherical shape inside. A ball 60 as a support member is rollably disposed in the groove 23b. Is pressed by the groove 23b. In this configuration, since the ball 60 always tries to be located at the center of the groove 23b, when the lever 21 is not operated, the lever 21 is located at the reference point. Also in this case, the positions of the groove 23b and the spring 61 are not specified on the fulcrum.
【0046】なお、上記実施形態では、2個の磁気セン
サ1X,1Yを90°の角度間隔で配置してあるが、特
に90°に設定する必要はなく、90°以外の角度間隔
であっても、2個の磁気センサ1X,1Yの出力を演算
することにより、レバーの傾斜角度と傾斜方向を検出す
ることができる。又、磁石がレバーと一体である必要も
なく、レバーの操作を磁石に間接的に伝達してもよい。
更には、磁石は磁気センサ1X,1Yに対向していれば
よいので、必ずしもリング状等の一体形態である必要は
なく、磁気センサ1X,1Yにそれぞれ対向する個別の
磁石であっても構わない。In the above embodiment, the two magnetic sensors 1X and 1Y are arranged at an angular interval of 90 °. However, it is not necessary to set the magnetic sensors to 90 °. Also, by calculating the outputs of the two magnetic sensors 1X and 1Y, the tilt angle and the tilt direction of the lever can be detected. Further, the magnet need not be integral with the lever, and the operation of the lever may be indirectly transmitted to the magnet.
Further, since the magnets need only be opposed to the magnetic sensors 1X and 1Y, they need not necessarily be formed in an integrated form such as a ring, and may be individual magnets opposed to the magnetic sensors 1X and 1Y. .
【0047】この他、上記実施形態は、2個の磁気セン
サ1X,1Yを使用する場合であるが、4個の磁気セン
サを使用してもよい。この場合、同一平面において例え
ばX軸方向及びY軸方向にそれぞれ2個の磁気センサを
配置する。即ち、プラスX軸方向、マイナスX軸方向、
プラスY軸方向、マイナスY軸方向にそれぞれ磁気セン
サを配置しても、同様にレバーの傾斜角度及び傾斜方向
を検出できる。但し、この場合は、部品点数が多くな
り、コストもやや高くなる。特に、磁気センサとしてM
Rセンサを使用する場合は、その磁気検知特性から4個
を使用する必要がある。In the above embodiment, two magnetic sensors 1X and 1Y are used, but four magnetic sensors may be used. In this case, two magnetic sensors are arranged on the same plane, for example, in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. That is, plus X axis direction, minus X axis direction,
Even if the magnetic sensors are arranged in the plus Y-axis direction and the minus Y-axis direction, the inclination angle and the inclination direction of the lever can be similarly detected. However, in this case, the number of parts is increased, and the cost is slightly increased. In particular, M as a magnetic sensor
When using an R sensor, it is necessary to use four sensors based on its magnetic sensing characteristics.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明のスティックコントローラは、以
上説明したように構成されるので、次の効果を有する。 (1)磁石と磁気センサとの組合せにより、レバーの傾
斜量(傾斜角度)と傾斜方向を検出するので、マイクロ
スイッチや接触子(ボリューム)等を使用する従来の各
種入力装置に比べて、大幅な低コスト化・長寿命化を実
現できる。 (2)無接点でアナログ量及びデジタル量で問わず、レ
バーの傾斜量と傾斜方向を検出することができる。 (3)簡素な構造であり、信頼性及び耐久性が向上す
る。 (4)レバーの中位(基準点)が存在するため、絶対位
置を出すことができる。 (5)レバーの傾斜角度に応じて直線的な出力が得られ
るようにすることにより、レバーの操作性を簡単にした
り、或いは極端に誇張された出力が得られるようにする
ことにより、レバーの操作難易度を向上させたりするこ
とが可能である。従って、各種ゲーム機器に最適な入力
装置を提供できる。 (6)レバーの傾斜量と傾斜方向をアナログ量及びデジ
タル量のいずれでも検出できるので、4方向(前後左右
方向)は勿論のこと、8方向(前後左右及び斜め方向)
や360°の全方向の検出も可能である。 (7)請求項12の構成とすることで、磁石の使用量が
少なくて済み、コストを抑制できる。 (8)請求項13の構成とすることで、耐久性をより一
層向上させることができる。 (9)請求項14の構成とすることで、外部磁気の影響
を受け難くなり、検出精度の信頼性が一層増す。 (10)請求項15〜17の構成とすることで、レバーを
操作しないときは、レバーが中位(基準点)に位置する
ので、レバーの基準点設定を自動的且つ容易に行うこと
ができる。The stick controller of the present invention has the following effects because it is configured as described above. (1) The combination of a magnet and a magnetic sensor detects the amount of inclination (inclination angle) and the direction of inclination of the lever, which is significantly greater than conventional input devices that use microswitches or contacts (volumes). Low cost and long life can be realized. (2) It is possible to detect the inclination amount and the inclination direction of the lever irrespective of analog amount and digital amount without contact. (3) The structure is simple, and the reliability and durability are improved. (4) Since the middle position (reference point) of the lever exists, the absolute position can be obtained. (5) By making it possible to obtain a linear output in accordance with the inclination angle of the lever, the operability of the lever is simplified, or by making an extremely exaggerated output, It is possible to improve the operation difficulty. Therefore, an input device optimal for various game machines can be provided. (6) Since the inclination amount and the inclination direction of the lever can be detected by any of the analog amount and the digital amount, not only four directions (front-rear, left-right directions) but also eight directions (front-rear, left-right, and oblique directions).
And 360 ° detection in all directions. (7) With the configuration of claim 12, the amount of magnet used can be reduced, and the cost can be reduced. (8) With the configuration of claim 13, the durability can be further improved. (9) With the configuration of claim 14, the influence of external magnetism is reduced, and the reliability of the detection accuracy is further increased. (10) With the configuration of claims 15 to 17, the lever is located at the middle position (reference point) when the lever is not operated, so that the reference point of the lever can be automatically and easily set. .
【図1】一実施形態に係るスティックコントローラの外
観斜視図(磁気シールドカバーと磁気シールド筐体を除
いた状態の図)である。FIG. 1 is an external perspective view of a stick controller according to an embodiment (a state in which a magnetic shield cover and a magnetic shield housing are removed).
【図2】図1の線A−Aにおける断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図3】図1の線B−Bにおける断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;
【図4】図1のスティックコントローラの内部に配置さ
れるプリント基板の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a printed circuit board arranged inside the stick controller of FIG. 1;
【図5】図1のスティックコントローラにおいて、操作
部の磁石と磁気センサとの位置関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a magnet of an operation unit and a magnetic sensor in the stick controller of FIG. 1;
【図6】図5の状態において、操作部のレバーをマイナ
スX軸方向(又はマイナスY軸方向)に傾けた場合の図
である。6 is a diagram when the lever of the operation unit is tilted in the minus X-axis direction (or minus Y-axis direction) in the state of FIG. 5;
【図7】図5の状態において、操作部のレバーをプラス
X軸方向(又はプラスY軸方向)に傾けた場合の図であ
る。FIG. 7 is a diagram when the lever of the operation unit is tilted in the plus X-axis direction (or plus Y-axis direction) in the state of FIG. 5;
【図8】磁気センサにホール素子を用い、レバーの傾斜
操作をアナログ出力する場合の回路例で、X軸方向に係
る回路(a)、及びY軸方向に係る回路(b)である。FIG. 8 is a circuit example in the case of using a Hall element as a magnetic sensor and outputting an analog signal of a tilt operation of a lever.
【図9】図8の(a)の回路にコンパレータ回路を追加
し、レバーの傾斜操作をスイッチ出力する場合のX軸方
向に係る一例の回路である。9 is an example of a circuit related to the X-axis direction when a comparator circuit is added to the circuit of FIG.
【図10】図8の(b)の回路にコンパレータ回路を追
加し、レバーの傾斜操作をスイッチ出力する場合のY軸
方向に係る一例の回路である。FIG. 10 is an example of a circuit in the Y-axis direction when a comparator circuit is added to the circuit of FIG.
【図11】操作部の形態の別例を示し、磁石自身を球体
とした場合の図(a)、及び磁石を円板状とした場合の
図(b)である。11A and 11B show another example of the form of the operation unit, and are a diagram (a) when the magnet itself is a sphere and a diagram (b) when the magnet is a disk.
【図12】操作部における磁石の表面形態の別例を示
し、表面が平坦面である場合の図(a)、及び平坦な表
面が内側に位置する場合の図(b)である。12A and 12B show another example of the surface configuration of the magnet in the operation unit, and are a diagram (a) when the surface is a flat surface and a diagram (b) when the flat surface is located inside.
【図13】図2及び図5に示す操作部(レバーを除く)
を示す図(a)、及び磁石の表面が内側に位置する場合
の図(b)である。FIG. 13 shows an operation unit (excluding a lever) shown in FIGS. 2 and 5;
(A) and (b) when the surface of the magnet is located inside.
【図14】操作部における磁石の表面形態の更に別例を
示し、表面が内側に球面状に凹んだ場合の図である。FIG. 14 is a view showing still another example of the surface configuration of the magnet in the operation unit, in a case where the surface is inwardly spherically recessed.
【図15】レバーの傾斜移動を4方向(前後左右方向)
に限定する場合の形態例を示す平面図(a)、及び側面
図(b)である。FIG. 15 shows four directions of tilt movement of the lever (front-back, left-right directions)
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a side view showing an example of a case where the present invention is limited to FIGS.
【図16】図11に示すような表面形態の磁石を有する
操作部により得られる傾斜方向角度と出力電圧との関係
を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing a relationship between an inclination direction angle and an output voltage obtained by an operation unit having a magnet having a surface configuration as shown in FIG. 11;
【図17】図12及び図14に示すような表面形態の磁
石を有する操作部により得られる傾斜方向角度と出力電
圧との関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing a relationship between an inclination direction angle and an output voltage obtained by an operation unit having a magnet having a surface configuration as shown in FIGS. 12 and 14;
【図18】操作部における磁石の表面形態の更に別例を
示し、表面が内側に凹字状に凹んだ場合の図である。FIG. 18 is a view showing still another example of the surface configuration of the magnet in the operation unit, in a case where the surface is recessed in a concave shape inward.
【図19】図18に示すような表面形態の磁石を有する
操作部により得られる傾斜方向角度と出力電圧との関係
を示すグラフである。19 is a graph showing a relationship between an output voltage and a tilt angle obtained by an operation unit having a magnet having a surface configuration as shown in FIG. 18;
【図20】操作部のレバーを中位(基準点)に位置決め
するための構造の一例を示す図(a)、操作部側に設け
られる磁性体を示す図(b)、及び下ケース側に配置さ
れる磁石を示す図(c)である。20A is a diagram illustrating an example of a structure for positioning a lever of an operation unit at a middle position (reference point), FIG. 20B is a diagram illustrating a magnetic body provided on the operation unit side, and FIG. It is a figure (c) which shows a magnet arranged.
【図21】操作部のレバーを中位(基準点)に位置決め
するための構造の別例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing another example of the structure for positioning the lever of the operation unit at the middle position (reference point).
【図22】従来の光学式の入力装置の一例を示す概略構
成図である。FIG. 22 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional optical input device.
【図23】図22の構成を備える入力装置で得られるパ
ルス出力を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a pulse output obtained by the input device having the configuration of FIG. 22;
1X,1Y 磁気センサ 2 操作部 3 磁気シールド筐体 4 磁気シールドカバー 6,7 下ケース,上ケース 10 プリント基板 21 レバー 23,24 下半球ケース,上半球ケース 25 磁石 30〜36 磁石 L N極とS極との境界 1X, 1Y magnetic sensor 2 operation unit 3 magnetic shield case 4 magnetic shield cover 6, 7 lower case, upper case 10 printed circuit board 21 lever 23, 24 lower hemisphere case, upper hemisphere case 25 magnet 30 to 36 magnet L N pole and Boundary with S pole
Claims (17)
2個の磁気センサと、これらの磁気センサに対向して配
置された磁石と、この磁石を保持すると共に操作用のレ
バーを有し、レバーをその操作により任意の方向に傾斜
させることができるように支持された操作部とを備える
ことを特徴とするスティックコントローラ。At least two magnetic sensors spaced apart from each other, a magnet arranged opposite to the magnetic sensors, and a lever for holding and operating the magnet, And an operation unit supported so that the device can be tilted in an arbitrary direction by the operation.
向(X軸方向)と当該方向に垂直な方向(Y軸方向)に
それぞれ1個ずつ配置され、前記操作部は、両軸の交差
点を支点としX軸方向及びY軸方向に傾斜させることが
できるものであることを特徴とする請求項1記載のステ
ィックコントローラ。2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein one magnetic sensor is arranged in one direction (X-axis direction) and one magnetic sensor in a direction perpendicular to the direction (Y-axis direction) on the same plane. The stick controller according to claim 1, wherein the stick controller can be tilted in the X-axis direction and the Y-axis direction as a fulcrum.
向(X軸方向)と当該方向に垂直な方向(Y軸方向)に
それぞれ1個ずつ配置され、前記操作部は、両軸の交差
点を支点としてX軸方向、Y軸方向及びX軸方向とY軸
方向との中間方向に傾斜させることができるものである
ことを特徴とする請求項1記載のスティックコントロー
ラ。3. The magnetic sensor is disposed one in each of one direction (X-axis direction) and a direction perpendicular to the direction (Y-axis direction) on the same plane. The stick controller according to claim 1, wherein the fulcrum can be inclined in the X-axis direction, the Y-axis direction, and an intermediate direction between the X-axis direction and the Y-axis direction.
量(傾斜角度)に応じたアナログ量を出力することを特
徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載のスティ
ックコントローラ。4. The stick controller according to claim 1, wherein the magnetic sensor outputs an analog amount according to an inclination amount (inclination angle) of a lever of the operation unit.
量(傾斜角度)が一定量以上になった場合にスイッチン
グ出力することを特徴とする請求項1、請求項2又は請
求項3記載のスティックコントローラ。5. The switching device according to claim 1, wherein the magnetic sensor outputs a switching signal when an amount of inclination (inclination angle) of a lever of the operation unit becomes a predetermined amount or more. Stick controller.
ラスX軸方向、マイナスX軸方向、プラスY軸方向及び
マイナスY軸方向の4種であることを特徴とする請求項
4記載のスティックコントローラ。6. A stick according to claim 4, wherein said magnetic sensor outputs four kinds of analog amounts in a plus X-axis direction, a minus X-axis direction, a plus Y-axis direction and a minus Y-axis direction. controller.
方向のものであることを特徴とする請求項4記載のステ
ィックコントローラ。7. The stick controller according to claim 4, wherein the output of the analog amount of the magnetic sensor is in all directions.
ラスX軸方向、マイナスX軸方向、プラスY軸方向及び
マイナスY軸方向の4種であることを特徴とする請求項
5記載のスティックコントローラ。8. The stick controller according to claim 5, wherein the switching outputs of the magnetic sensor are of four types: a plus X axis direction, a minus X axis direction, a plus Y axis direction, and a minus Y axis direction.
ラスX軸方向、マイナスX軸方向、プラスY軸方向、マ
イナスY軸方向及びX軸方向とY軸方向との4つの中間
方向の8種であることを特徴とする請求項5記載のステ
ィックコントローラ。9. The switching output of the magnetic sensor is of eight kinds in a plus X-axis direction, a minus X-axis direction, a plus Y-axis direction, a minus Y-axis direction, and four intermediate directions between the X-axis direction and the Y-axis direction. 6. The stick controller according to claim 5, wherein:
位(基準点)に位置するときに感磁部が磁石のN極とS
極の境界に対面するように位置決めされていることを特
徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載のスティ
ックコントローラ。10. The magnetic sensor, wherein when the lever of the operation unit is located at the middle position (reference point), the magnetic sensing unit is connected to the N pole of the magnet and the S pole.
4. The stick controller according to claim 1, wherein the stick controller is positioned so as to face a boundary between the poles.
面する表面が球面であることを特徴とする請求項1、請
求項2又は請求項3記載のスティックコントローラ。11. The stick controller according to claim 1, wherein at least a surface of the magnet facing the magnetic sensor is a spherical surface.
とする請求項1、請求項2又は請求項3記載のスティッ
クコントローラ。12. The stick controller according to claim 1, wherein the magnet has a ring shape.
面する表面が耐摩耗性且つ非磁性材で被覆されているこ
とを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載の
スティックコントローラ。13. The stick controller according to claim 1, wherein at least a surface of the magnet facing the magnetic sensor is coated with a wear-resistant and non-magnetic material.
ーを除く)は、磁性材で包囲されていることを特徴とす
る請求項1、請求項2又は請求項3記載のスティックコ
ントローラ。14. The stick controller according to claim 1, wherein the magnetic sensor, the magnet, and the operation unit (excluding the lever) are surrounded by a magnetic material.
中位位置に位置決めする位置設定手段を備えることを特
徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載のスティ
ックコントローラ。15. The stick controller according to claim 1, further comprising a position setting means for positioning the lever of the operation unit at a middle position except when the operation is performed.
た磁石又は磁性体と、この磁石又は磁性体に対向配置さ
れた磁石又は磁性体とで構成されることを特徴とする請
求項15記載のスティックコントローラ。16. The apparatus according to claim 15, wherein said position setting means comprises a magnet or a magnetic body provided on an operation unit, and a magnet or a magnetic body disposed opposite to said magnet or said magnetic body. The described stick controller.
た溝と、この溝に押圧されると共に操作部に対して相対
的に移動可能に支持された支持部材とで構成されること
を特徴とする請求項15記載のスティックコントロー
ラ。17. The apparatus according to claim 17, wherein said position setting means comprises a groove provided in said operating portion, and a supporting member pressed by said groove and movably supported relative to said operating portion. The stick controller according to claim 15, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2559398A JPH11224570A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Stick controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2559398A JPH11224570A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Stick controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11224570A true JPH11224570A (en) | 1999-08-17 |
Family
ID=12170215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2559398A Pending JPH11224570A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Stick controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11224570A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1167109A3 (en) * | 2000-06-30 | 2003-04-09 | AB Elektronik GmbH | Selecting and switching apparatus |
US6606085B1 (en) | 1999-09-22 | 2003-08-12 | Fujitsu Takamisawa Component Limited | Coordinate input device |
JP2006187431A (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Sensatec Co Ltd | Operation switch for game machine |
JP2018146292A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 株式会社東海理化電機製作所 | Position detector |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP2559398A patent/JPH11224570A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018146292A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 株式会社東海理化電機製作所 | Position detector |
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