JPH11232968A - Stick controller - Google Patents

Stick controller

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Publication number
JPH11232968A
JPH11232968A JP10036874A JP3687498A JPH11232968A JP H11232968 A JPH11232968 A JP H11232968A JP 10036874 A JP10036874 A JP 10036874A JP 3687498 A JP3687498 A JP 3687498A JP H11232968 A JPH11232968 A JP H11232968A
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JP
Japan
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lever
magnet
axis
magnetic
magnetic sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP10036874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Kai
勲 甲斐
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SENSOR TEC KK
Original Assignee
SENSOR TEC KK
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Filing date
Publication date
Application filed by SENSOR TEC KK filed Critical SENSOR TEC KK
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Publication of JPH11232968A publication Critical patent/JPH11232968A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stick controller which is capable of mainly reducing cost and prolonging lifetime. SOLUTION: An axis 11 in a x-axial direction and an axis 12 in a y-axis direction are arranged at right angles, supported swingably by projected parts 23, 24, respectively, a lever 1 is attached to the axis 12 by a journalling pin 18, while being inserted into through-holes 21, 22 of the axes 11, 12, magnets MY, MX are installed in the rear face side of the axes 11, 12, and magnetic sensors SX, SY are installed in the magnets MY, MX on the located opposite to each other. When a lever 1 is inclined, the axis 11 and/or the axis 12 is oscillated corresponding to the inclination direction, the magnet MY and/or the magnet MX is displaced with respect to the magnetic sensor SY, SX, and the magnetic sensors SX, SY detect the magnetic alteration and give outputs corresponding to the inclination angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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13に示すよう
な概略構成である。図13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14参
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. 13, the 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 a pulse form (see FIG. 14).
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】その他、磁石と磁気センサを用いた入力装
置もある。例えば特公平2−43293号に記載された
ジョイスティックは、操作レバーにボールを取付け、こ
のボールにリング状の永久磁石を埋設し、ボールの周囲
に磁気センサとして2つのホール素子を90°の角度を
置いて配置したものである。このジョイスティックで
は、操作レバーの操作によりボールが回転し、ホール素
子に対して永久磁石が変位し、ホール素子が回転磁界の
変化を検出することで、操作レバーの傾斜方向と傾斜角
度が検出される。
[0005] There is also an input device using a magnet and a magnetic sensor. For example, in a joystick described in Japanese Patent Publication No. 43293/1990, a ball is attached to an operation lever, a ring-shaped permanent magnet is embedded in the ball, and two Hall elements are provided as magnetic sensors around the ball at an angle of 90 °. It is placed and placed. In this joystick, the ball is rotated by operating the operation lever, the permanent magnet is displaced with respect to the Hall element, and the Hall element detects a change in the rotating magnetic field, thereby detecting the inclination direction and the inclination angle of the operation lever. .

【0006】磁石と磁気センサを用いた入力装置の別例
として、例えば実開昭58−150234号に記載され
た非接触型ジョイスティックがある。このジョイスティ
ックは、プラスチック磁石体で形成した球状部材に操作
桿を取付け、球状部材の周囲に2つの磁気センサを90
°の角度を置いて配置したものであり、前記と同様に操
作桿の操作により球状部材が回転し、その磁界の変化を
磁気センサで検出するものである。
As another example of an input device using a magnet and a magnetic sensor, there is, for example, a non-contact joystick described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 58-150234. In this joystick, an operation rod is attached to a spherical member formed of a plastic magnet, and two magnetic sensors are mounted around the spherical member.
The spherical member is rotated by operating the operation rod in the same manner as described above, and a change in the magnetic field is detected by a magnetic sensor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
13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. 13 has the following problems. 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.

【0008】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.

【0009】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。
A switching type input device using a conductive rubber has 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.

【0010】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100
0万回であり、特にゲーム機器に用いるには短い。
A switching type input device is also provided,
There are the following problems to those using a microswitch. Since four very expensive microswitches are used, the cost increases. 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. Lifespan is several tens to several hundreds of clicks
It is 100,000 times, which is short especially for use in game machines.

【0011】更に、特公平2−43293号に記載され
た入力装置には、次のような問題点,がある。 ジョイスティックの一番重要な機能は、操作レバーの
傾斜角度に対する出力がリニア(直線的)であることで
あるが、構造的に直線的特性が得られない。つまり、例
えば3次元のシューティングゲームでは、ジョイスティ
ックを前後左右等に倒す度合に応じてその方向に飛行機
等のキャラクタがスムーズに移動する必要があり、そう
でないとキャラクタの移動が不自然になり、ゲーム機器
には不向きとなる。 精確な傾斜角度及び傾斜方向を検出するためには、構
造的に或る程度強い磁力の磁石を必要とする。しかし、
フロッピィディスク等の磁気を利用した記憶媒体を多用
する現在では、強い磁力の影響で記憶媒体の情報が消去
されてしまう危険が大きい。
Further, the input device described in Japanese Patent Publication No. 2-43293 has the following problems. The most important function of the joystick is that the output with respect to the tilt angle of the operation lever is linear (linear), but a linear characteristic cannot be obtained structurally. In other words, for example, in a three-dimensional shooting game, it is necessary for a character such as an airplane to smoothly move in the direction according to the degree of tilting the joystick back and forth, left and right, or the movement of the character becomes unnatural otherwise. Not suitable for equipment. In order to accurately detect the tilt angle and the tilt direction, a magnet having a somewhat strong magnetic force is structurally required. But,
At present, when a storage medium using magnetism such as a floppy disk is frequently used, there is a great risk that information on the storage medium is erased due to a strong magnetic force.

【0012】一方、実開昭58−150234号に記載
された入力装置には、次のような問題点〜がある。 球状部材全体が磁石体であり、高価な磁石を多量に使
用するため、経済的な問題が大きい。 球状部材全体が磁石となるため、前記した通り磁気を
利用した記憶媒体等の機器に与える影響が大きい。 球状部材(磁石)全体を磁性体で覆っても、磁気の漏
れを完全に防ぐことができない。 操作桿に鉄等の金属が近づくと出力が変化する。
On the other hand, the input device described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-150234 has the following problems. Since the whole spherical member is a magnet body and a large amount of expensive magnets are used, there is a great economic problem. Since the whole spherical member becomes a magnet, as described above, the influence on a device such as a storage medium using magnetism is large. Even if the whole spherical member (magnet) is covered with a magnetic material, it is not possible to completely prevent leakage of magnetism. The output changes when a metal such as iron approaches the operating rod.

【0013】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、次の
項目a〜hを達成するスティックコントローラを提供す
ることを目的とする。 a)低コスト化・長寿命化を図る。 b)スティックレバーの傾斜角度に対して直線的な特性
で出力したり、或いは直線的な特性を利用して精度の良
いスイッチング出力を得る。 c)簡素な構造・高精度・高信頼性を実現する。 d)出力ゼロの絶対位置を出す。 e)小さな磁石でも、傾斜角度及び傾斜方向を精確に検
出する。 f)磁気を利用した記憶媒体等の機器に影響を極力与え
ない。 g)スティックレバーに鉄等の磁性金属が接近しても出
力が変化しない。 h)ゲーム機器に最適である。
Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of such various conventional input devices, and has as its object to provide a stick controller that achieves the following items a to h. a) Reduce cost and extend service life. b) Output with a linear characteristic with respect to the inclination angle of the stick lever, or obtain a highly accurate switching output using the linear characteristic. c) A simple structure, high accuracy and high reliability are realized. d) Find the absolute position of the output zero. e) Even with a small magnet, the inclination angle and the inclination direction are accurately detected. f) A device such as a storage medium using magnetism is not affected as much as possible. g) The output does not change even when a magnetic metal such as iron approaches the stick lever. h) Suitable for game machines.

【0014】[0014]

【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、互いに略90°の角度を置いて交差すると共に、そ
れぞれ回転可能に支持された2つの軸と、両軸の交差部
で両軸を上下方向に貫通すると共に、一方の軸に取付け
られた操作用のレバーと、各軸にそれぞれ少なくとも1
つずつ設けられた磁石と、各磁石に対向して配置された
磁気センサ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 a first aspect of the present invention intersects with each other at an angle of about 90 ° and is rotatably supported. A shaft, an operation lever attached to one of the shafts, and an operation lever attached to one of the shafts at the intersection of the two shafts;
It is characterized by comprising a magnet provided one by one and a magnetic sensor arranged opposite to each magnet.

【0015】このスティックコントローラでは、例えば
レバーを一方の軸の延伸方向に傾斜させたときに、その
レバーにより他方の軸がレバーの傾斜方向とは反対方向
に回転(揺動)する(請求項2)。従って、レバーを一
方の軸の延伸方向に傾斜させると、他方の軸がレバーの
傾斜方向とは反対方向に揺動する結果、他方の軸の磁石
が対応の磁気センサに対して変位する。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。レバーを他方の軸の延伸方
向に傾斜させた場合は、一方の軸がレバーの傾斜方向と
は反対方向に揺動し、同様に傾斜角度と傾斜方向が検出
される。
In this stick controller, for example, when the lever is tilted in the direction of extension of one axis, the other axis is rotated (oscillated) by the lever in the direction opposite to the direction of tilt of the lever. ). Therefore, when the lever is tilted in the extension direction of one axis, the other axis swings in the direction opposite to the direction in which the lever is tilted, so that the magnet of the other axis is displaced with respect to the corresponding 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 movement amount (inclination angle) and the movement direction (inclination direction) are detected. When the lever is inclined in the extension direction of the other axis, one axis swings in the direction opposite to the inclination direction of the lever, and the inclination angle and the inclination direction are similarly detected.

【0016】この構成及び作用により、本発明のスティ
ックコントローラは、前記項目a〜hを達成することが
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。
With this configuration and operation, the stick controller of the present invention can achieve the items a to h. In the present invention, as the magnetic sensor,
Any element can be used as long as it can extract the change in the strength of the magnetic field as an electric signal, and examples thereof include a Hall element and a magnetoresistive element (for example, a magnetic resistance sensor (MR sensor)).

【0017】[0017]

【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(シールドカバーとシールド筐体を
除いた状態の図)を図1に、図1の線X−Xにおける断
面図を図2に、図1の線Y−Yにおける断面図を図3
(シールドカバーとシールド筐体を除いた状態の図)
に、主要部(スティックレバー及び軸)の連結構造を図
4〔斜視図(a)、(a)の裏面図(b)〕に示す。
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 shield cover and a shield housing), FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the line YY.
(Figure with the shield cover and shield housing removed)
FIG. 4 (perspective view (a), rear view (b) of FIG. 4 (a)) shows the connection structure of the main part (stick lever and shaft).

【0018】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と共に内部磁石の磁気が外部に漏
れるのを少なくするために、磁性体からなるシールド筐
体3と、同様に磁性体からなり、筐体3に取付けられた
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SX,SYが設けられ、操作用のスティッ
クレバー1が外部に突出している。
The stick controller 3 is made of a magnetic material, and is also made of a magnetic material. The stick controller 3 is made of a magnetic material to reduce the influence of external magnetism and to reduce the leakage of the magnetism of the internal magnet to the outside. Two magnetic sensors SX and SY are provided in a housing constituted by a shield cover 4 attached to the body 3, and a stick lever 1 for operation projects outside.

【0019】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、軸11,12等が配置されてい
る。プリント基板10は、図5に平面図を示すように、
中央にレバー1及び軸11の中央部分を挿通する円形穴
10aを有し、この円形穴10aの周囲において、一方
向(X軸方向)に磁気センサSYが、当該方向に垂直な
方向(Y軸方向)に磁気センサSX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15(図5には示さず、図2参照)が取付けられ、
コネクタ15は、下ケース6の開口6aに位置し、シー
ルド筐体3の開口3aを通じて例えばシールドケーブル
等を接続することができる。又、プリント基板10に
は、各種電子部品16が実装されている。
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. The substrate 10, the shafts 11, 12 and the like are arranged. As shown in the plan view of FIG.
At the center, there is a circular hole 10a through which the lever 1 and the central part of the shaft 11 are inserted. Around this circular hole 10a, the magnetic sensor SY is moved in one direction (X axis direction) in a direction perpendicular to the direction (Y axis (Direction), the magnetic sensor SX is mounted.
A connector 15 (not shown in FIG. 5, not shown in FIG. 2) for connecting an external circuit is attached to one end of the printed circuit board 10.
The connector 15 is located at the opening 6 a of the lower case 6, and can connect, for example, a shielded cable or the like through the opening 3 a of the shield case 3. Various electronic components 16 are mounted on the printed circuit board 10.

【0020】スティックレバー1は、上ケース7の開口
7a及びシールドカバー4の開口4aを通じて外部に突
出している。軸12は、角柱状を呈し、その中央部にレ
バー1を挿通するための楕円状の貫通孔22を有する。
レバー1は、軸12の貫通孔22の中央に挿通された状
態で支軸ピン18により軸12に取付けられている。一
方、軸11は、軸12の中央部分を受容する形状を呈
し、同様に中央部にレバー1を挿通するための楕円状の
貫通孔21を有する。軸11,12の貫通孔21,22
は、各々の長軸方向が軸11,12の長手方向となるよ
うに位置決めされ、各々の短軸方向の開口幅がレバー1
の直径よりも幾分大きく設定されている。
The stick lever 1 projects outside through an opening 7a of the upper case 7 and an opening 4a of the shield cover 4. The shaft 12 has a prismatic shape, and has an elliptical through hole 22 in the center thereof for inserting the lever 1.
The lever 1 is attached to the shaft 12 with the support pin 18 while being inserted into the center of the through hole 22 of the shaft 12. On the other hand, the shaft 11 has a shape for receiving the central portion of the shaft 12, and similarly has an elliptical through hole 21 for inserting the lever 1 in the central portion. Through holes 21 and 22 of shafts 11 and 12
Are positioned so that the major axis direction is the longitudinal direction of the shafts 11 and 12, and the opening width in the minor axis direction is the lever 1.
It is set somewhat larger than the diameter of.

【0021】ここでは、軸11はX軸方向に、軸12は
Y軸方向に位置決めされ、両軸11,12は直交してい
る。各軸11,12の両端面にはそれぞれ凸部23,2
4が突設され、この凸部23,24が下ケース6と上ケ
ース7との間に形成される穴に嵌合することで、軸1
1,12が揺動可能に支持される。勿論、支軸ピン1
8、軸11の凸部23及び軸12の凸部24は、同一平
面上に位置する。
Here, the shaft 11 is positioned in the X-axis direction, the shaft 12 is positioned in the Y-axis direction, and both shafts 11, 12 are orthogonal. Protrusions 23, 2 are provided on both end surfaces of each shaft 11, 12, respectively.
4 is projected, and the projections 23 and 24 are fitted into holes formed between the lower case 6 and the upper case 7, thereby forming the shaft 1.
1 and 12 are swingably supported. Of course, the spindle pin 1
8. The projection 23 of the shaft 11 and the projection 24 of the shaft 12 are located on the same plane.

【0022】このようなレバー1、軸11,12の連結
構造により、レバー1は、360°の全方向に傾斜させ
ることができ、その傾斜可能な角度は、貫通孔21,2
2の長軸方向の開口幅の範囲である。例えば、レバー1
をY軸方向に傾斜させると、軸12は揺動せずにそのま
まであるが、軸11はレバー1により押されてレバー1
の傾斜方向とは反対方向(マイナスY軸方向の場合はプ
ラスY軸方向、プラスY軸方向の場合はマイナスY軸方
向)に凸部23を支点として揺動する。レバー1をX軸
方向に傾斜させた場合は、軸11が動かず、軸12が凸
部24を支点としてレバー1の傾斜方向とは反対方向に
揺動する。
With such a connection structure of the lever 1 and the shafts 11 and 12, the lever 1 can be tilted in all directions of 360 °, and the tiltable angle is the through holes 21 and 12.
2 is the range of the opening width in the long axis direction. For example, lever 1
Is tilted in the Y-axis direction, the shaft 12 remains unchanged without swinging, but the shaft 11 is pushed by the lever 1
(In the plus Y-axis direction in the case of the minus Y-axis direction, and in the minus Y-axis direction in the case of the plus Y-axis direction). When the lever 1 is tilted in the X-axis direction, the shaft 11 does not move, and the shaft 12 swings about the convex portion 24 in a direction opposite to the tilt direction of the lever 1.

【0023】レバー1を挟む軸11,12の一方部分に
は、それぞれ磁石MY,MXが取付けられている。図2
及び図3から明らかなように、磁石MX,MYは、軸1
2,11の裏面から幾分突出するように軸12,11に
埋設され、それぞれプリント基板10上の磁気センサS
X,SYに僅かな空隙を置いて対向する。磁石MX,M
Yは、N極とS極が軸12,11の揺動方向を向き(図
4参照)、軸12,11の揺動によりN極とS極が磁気
センサSX,SYに対して変位するように配置されてい
る。磁気センサSX,SYと磁石MX,MYは、レバー
1が非操作時における中位(基準位置)に位置するとき
に、磁気センサSX,SYの感磁部が磁石MX,MYの
N極とS極との境界(無磁力ライン)に対面するように
位置決めされている。従って、レバー1が基準位置にあ
るときは、磁気センサSX,SYは磁気変化を検知せ
ず、出力しない。
Magnets MY and MX are mounted on one of the shafts 11 and 12 which sandwich the lever 1, respectively. FIG.
3 and FIG. 3, the magnets MX and MY are
The magnetic sensors S on the printed circuit board 10 are embedded in the shafts 12 and 11 so that
X and SY are opposed to each other with a slight gap. Magnet MX, M
Y is such that the north and south poles are oriented in the swing direction of the shafts 12 and 11 (see FIG. 4), and the swing of the shafts 12 and 11 causes the north and south poles to be displaced with respect to the magnetic sensors SX and SY. Are located in When the lever 1 is located at the middle position (reference position) when the lever 1 is not operated, the magnetic sensors SX, SY and the magnets MX, MY are arranged such that the magnetically sensitive portions of the magnetic sensors SX, SY and the N pole of the magnets MX, MY It is positioned so as to face the boundary with the pole (line of no magnetic force). Therefore, when the lever 1 is at the reference position, the magnetic sensors SX and SY do not detect a magnetic change and do not output.

【0024】磁石MX,MYの形状について、図6〔平
面図(a)、側面図(b)、別形態の平面図(c)〕を
参照してもう少し詳しく説明する。図6の(a)におい
て、磁石MX,MYは、磁気センサSX,SYとの対向
面30が軸11,12の揺動の中心Oをほぼ同心とする
曲面(円弧面)であり、軸11,12の揺動により位置
が変化しても、対向面30と磁気センサSX,SYとの
距離が一定に保たれるようになっている。この場合、レ
バー1の傾斜角度に対する磁気センサSX,SYの出力
は、図9に実線で示すように直線的であり、傾斜角度に
比例して出力が変化する。
The shapes of the magnets MX and MY will be described in more detail with reference to FIG. 6 (a plan view (a), a side view (b), and another form of a plan view (c)). In FIG. 6A, the magnets MX and MY are curved surfaces (arc surfaces) whose surfaces 30 facing the magnetic sensors SX and SY are substantially concentric with the center O of the swing of the shafts 11 and 12. , 12, the distance between the opposing surface 30 and the magnetic sensors SX, SY is kept constant even if the position changes. In this case, the output of the magnetic sensors SX and SY with respect to the tilt angle of the lever 1 is linear as shown by the solid line in FIG. 9, and the output changes in proportion to the tilt angle.

【0025】但し、直線的な出力特性を得る場合は磁石
の対向面30を図6の(a)のように曲面にすればよい
が、例えば図6の(c)に示すように、凹状の曲面3
0′とすれば、図9に点線で示すような出力特性が得ら
れる。この出力特性は、傾斜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ものである。このよう
に、直線的な特性以外の特性を得る場合には、それに応
じて磁石の対向面の形状を変更すればよい。
However, in order to obtain a linear output characteristic, the facing surface 30 of the magnet may be curved as shown in FIG. 6A. For example, as shown in FIG. Curved surface 3
If it is set to 0 ', an output characteristic as shown by a dotted line in FIG. 9 is obtained. This output characteristic is such that when the inclination angle exceeds a certain fixed value, the output voltage rapidly changes. As described above, when characteristics other than the linear characteristics are obtained, the shape of the facing surface of the magnet may be changed accordingly.

【0026】ここで、磁石MX,MYの具体的な大きさ
について付言する。一般的に磁気センサSX,SYの感
磁部の大きさは、およそφ1mmであるため、磁石の厚
みhもそれに対応して1.5mm位で十分である。レバ
ー1の一般的な最大傾斜角は約30°であるので、レバ
ー1の傾斜可能な角度範囲θは約60°となる。軸1
1,12の揺動の中心Oから磁石の対向面30までの距
離(半径)rを約3mmとすると、(2π×3×60
°)÷360°≒3.14となるから、磁石の幅wは4
mmもあれば十分である。又、磁石の奥行きdは、2m
m程度あれば、軸に設けられた磁石埋込用の溝にしっか
りと固定することができる。
Here, the specific size of the magnets MX and MY will be additionally described. In general, the size of the magnetic sensing portion of the magnetic sensors SX and SY is approximately φ1 mm, and accordingly, the thickness h of the magnet is sufficient to be about 1.5 mm. Since the general maximum tilt angle of the lever 1 is about 30 °, the tiltable angle range θ of the lever 1 is about 60 °. Axis 1
Assuming that the distance (radius) r from the center O of the rocking motion of the magnets 1 and 12 to the facing surface 30 of the magnet is about 3 mm, (2π × 3 × 60
°) ÷ 360 ° ≒ 3.14, so the magnet width w is 4
mm is enough. The depth d of the magnet is 2 m
If it is about m, it can be firmly fixed in the magnet embedding groove provided on the shaft.

【0027】このように、磁石MX,MYは極めて小さ
な磁石であっても、磁気センサSX,SYは磁気の変化
を精確に検知することができる。しかも、磁石MX,M
Yは、軸12,11に確実に保持されているので、軸1
2,11の揺動時に横ずれを起こしたりするようなこと
はなく、磁気センサSX,SYに非常に接近させること
ができる。このため、磁石MX,MYとしては、ゴム磁
石等で十分である。又、それほど磁力の強い磁石を必要
としないので、コントローラの外部に及ぼす磁気の影響
は極めて少ない。
As described above, even if the magnets MX and MY are extremely small magnets, the magnetic sensors SX and SY can accurately detect a change in magnetism. Moreover, the magnets MX, M
Since Y is securely held on the shafts 12 and 11, the shaft 1
There is no occurrence of lateral displacement when the rockers 2 and 11 swing, and the magnetic sensors SX and SY can be brought very close to each other. Therefore, rubber magnets and the like are sufficient as the magnets MX and MY. Further, since a magnet having a strong magnetic force is not required, the influence of magnetism on the outside of the controller is extremely small.

【0028】次に、上記のように構成したスティックコ
ントローラの作用について、図7及び図8を参照して説
明する。図7において、レバー1を操作しないときは、
レバー1は直立の基準位置に位置する。このとき、レバ
ー1の中心軸(一点鎖線)、軸11,12の揺動の中心
O、磁石MX,MYのN極とS極との境界、磁気センサ
SX,SYの感磁部の中心は、一直線上に並ぶ。又、前
記したように、磁石MX,MYのN極とS極との境界が
感磁部に対面するため、磁気センサSX,SYは磁気変
化を検知せず、出力しない。
Next, the operation of the stick controller configured as described above will be described with reference to FIGS. In FIG. 7, when the lever 1 is not operated,
The lever 1 is located at an upright reference position. At this time, the center axis of the lever 1 (dashed line), the center O of the swing of the shafts 11 and 12, the boundary between the N pole and the S pole of the magnets MX and MY, and the center of the magnetic sensing part of the magnetic sensors SX and SY are , Lined up in a straight line. Further, as described above, since the boundary between the N pole and the S pole of the magnets MX, MY faces the magnetic sensing portion, the magnetic sensors SX, SY do not detect a magnetic change and do not output.

【0029】ここで、図8の(a)に示すように、レバ
ー1をプラスY軸方向に傾斜させると、レバー1は軸1
2に取付けられた支軸ピン18を支点Oとして回転し、
それに伴って、軸11がレバー1に押されてレバー1の
傾斜方向とは反対方向(マイナスY軸方向)に凸部23
を支点Oとして揺動する。軸12は、レバー1が貫通孔
22を長軸方向に移動するだけで、レバー1に押されな
いため揺動しない。軸11が揺動すると、軸11の磁石
MYも同方向に回転変位するので、レバー1の傾斜角度
に応じて、磁石MYのN極とS極との境界よりN極が徐
々に磁気センサSYに接近する。従って、磁気センサS
Yは磁石MYのN極の接近度合(傾斜角度)に比例した
電圧を出力する(図9参照)。磁気センサSXは、軸1
2が揺動しないため、磁石MXの磁気変化を検知せず、
出力しない。
Here, as shown in FIG. 8A, when the lever 1 is inclined in the plus Y-axis direction, the lever 1
2 rotates about the pivot pin 18 attached to the fulcrum O as a fulcrum O,
Accordingly, the shaft 11 is pushed by the lever 1 and the convex portion 23 is moved in a direction (minus Y-axis direction) opposite to the inclination direction of the lever 1.
Swing as a fulcrum O. The shaft 12 does not swing because the lever 1 only moves through the through hole 22 in the long axis direction and is not pushed by the lever 1. When the shaft 11 swings, the magnet MY of the shaft 11 is also rotationally displaced in the same direction. Therefore, according to the inclination angle of the lever 1, the N pole of the magnet MY gradually increases from the boundary between the N pole and the S pole of the magnetic sensor SY. Approach. Therefore, the magnetic sensor S
Y outputs a voltage proportional to the degree of approach (inclination angle) of the N pole of the magnet MY (see FIG. 9). The magnetic sensor SX is
2 does not swing, so it does not detect the magnetic change of the magnet MX,
Do not output.

【0030】反対に、レバー1をマイナスY軸方向に傾
斜させると、同様に軸12は揺動しないが、軸11はプ
ラスY軸方向に揺動し、磁石MYも同方向に回転変位す
る。今度は、レバー1の傾斜角度に応じて、磁石MYの
N極とS極との境界よりS極が徐々に磁気センサSYに
接近し、磁気センサSYは傾斜角度に応じた電圧を出力
し、磁気センサSXは出力しない。
Conversely, when the lever 1 is tilted in the minus Y-axis direction, the shaft 12 does not swing similarly, but the shaft 11 swings in the plus Y-axis direction, and the magnet MY is also rotationally displaced in the same direction. This time, according to the inclination angle of the lever 1, the S pole gradually approaches the magnetic sensor SY from the boundary between the N pole and the S pole of the magnet MY, and the magnetic sensor SY outputs a voltage corresponding to the inclination angle, The magnetic sensor SX does not output.

【0031】一方、図8の(b)に示すように、レバー
1をプラスX軸方向に傾斜させた場合は、軸12がレバ
ー1に押されてマイナスX軸方向に凸部24を支点Oと
して揺動する。軸11は、レバー1が貫通孔21を長軸
方向に移動するだけで、レバー1に押されないため揺動
しない。軸12が揺動すれば、軸12の磁石MXも同方
向に回転変位するので、レバー1の傾斜角度に応じて、
磁石MXのN極とS極との境界よりN極が徐々に磁気セ
ンサSXに接近する。従って、磁気センサSXはレバー
1の傾斜角度に比例した電圧を出力する(図9参照)。
磁気センサSYは、軸11が揺動しないため、磁石MY
の磁気変化を検知せず、出力しない。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the lever 1 is tilted in the plus X-axis direction, the shaft 12 is pushed by the lever 1 and the convex portion 24 is supported by the fulcrum O in the minus X-axis direction. Rocks as The shaft 11 does not swing because the lever 1 only moves in the longitudinal direction of the through hole 21 and is not pushed by the lever 1. When the shaft 12 swings, the magnet MX of the shaft 12 is also rotationally displaced in the same direction.
The N pole gradually approaches the magnetic sensor SX from the boundary between the N pole and the S pole of the magnet MX. Therefore, the magnetic sensor SX outputs a voltage proportional to the tilt angle of the lever 1 (see FIG. 9).
Since the shaft 11 does not swing, the magnetic sensor SY
Does not detect and does not output a magnetic change.

【0032】逆に、レバー1をマイナスX軸方向に傾斜
させると、同様に軸11は揺動しないが、軸12はプラ
スX軸方向に揺動し、磁石MXも同方向に回転変位す
る。今度は、レバー1の傾斜角度に応じて、磁石MXの
N極とS極との境界よりS極が徐々に磁気センサSXに
接近し、磁気センサSXは傾斜角度に応じた電圧を出力
し、磁気センサSYは出力しない。
Conversely, if the lever 1 is tilted in the minus X-axis direction, the shaft 11 does not swing in the same manner, but the shaft 12 swings in the plus X-axis direction, and the magnet MX is also rotationally displaced in the same direction. This time, according to the inclination angle of the lever 1, the S pole gradually approaches the magnetic sensor SX from the boundary between the N pole and the S pole of the magnet MX, and the magnetic sensor SX outputs a voltage corresponding to the inclination angle, The magnetic sensor SY does not output.

【0033】他方、以上より明らかなように、レバー1
を例えばプラスX軸方向とプラスY軸方向との中間方向
に傾斜させると、軸11,12は共にレバー1に押され
て、それぞれマイナスY軸方向及びマイナスX軸方向に
揺動し、磁気センサSX,SYには、磁石MX,MYの
各々のN極が近づき、磁気センサSX,SYは、レバー
1の傾斜角度に比例した電圧を出力する。又、仮にレバ
ー1をプラスX軸方向とマイナスY軸方向との中間方向
に傾斜させれば、磁気センサSXには磁石MXのN極
が、磁気センサSYには磁石MYのS極が近づき、磁気
センサSX,SYは、傾斜角度に応じて出力する。
On the other hand, as is clear from the above, the lever 1
Is tilted in the middle direction between the plus X-axis direction and the plus Y-axis direction, for example, the shafts 11 and 12 are both pushed by the lever 1 and swing in the minus Y-axis direction and the minus X-axis direction, respectively. The N pole of each of the magnets MX, MY approaches SX, SY, and the magnetic sensors SX, SY output a voltage proportional to the tilt angle of the lever 1. If the lever 1 is inclined in the middle direction between the plus X axis direction and the minus Y axis direction, the N pole of the magnet MX approaches the magnetic sensor SX, and the S pole of the magnet MY approaches the magnetic sensor SY. The magnetic sensors SX and SY output according to the inclination angle.

【0034】このように、磁気センサSX,SYの出力
に基づいて、360°の全方向の傾斜方向と傾斜角度を
検出することができる。次に、上記スティックコントロ
ーラにおいて、磁気センサSX,SYに係る回路例につ
いて記載する。図10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SXに対応する
ホール素子SXに係る回路を図10の(a)に、磁気セ
ンサSYに対応するホール素子SYに係る回路を図10
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。
As described above, the tilt direction and the tilt angle in all directions of 360 ° can be detected based on the outputs of the magnetic sensors SX and SY. Next, an example of a circuit related to the magnetic sensors SX and SY in the stick controller will be described. FIG. 10 shows an example in which a Hall element is used as a magnetic sensor. A circuit relating to the Hall element SX corresponding to the magnetic sensor SX is shown in FIG. 10A, and a circuit relating to the Hall element SY corresponding to the magnetic sensor SY is shown in FIG. Fig. 10
(B) of FIG. 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.

【0035】図10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
SXに流れる。ホール素子SXに磁気がない場合、抵抗
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MXのN極
とS極との境界が対面する無磁力の場合も同様である。
ここで、レバー1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. 10A, the voltage applied between V CC and V EE flows to the Hall element SX via the resistors R 1 and R 2 . If the Hall element SX has no magnetism, no voltage is generated at the output connected to the resistors R 3 and R 4 . This is the same in the case of a non-magnetic force in which the boundary between the N pole and the S pole of the magnet MX faces the magnetically sensitive part of the Hall element SX.
Here, when the lever 1 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 the Hall element SX is inputted to the amplifier IC 2, is output as the positive voltage than OUT by an amplification factor determined by the resistor R 5.

【0036】反対に、レバー1の操作により、ホール素
子SXにS極が近づくと、抵抗R3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。
[0036] Conversely, by operating the lever 1, when the S pole approaches the Hall element SX, positive voltage to the terminal side of the connected Hall elements SX to the resistor R 3 is connected to the resistor R 4 a Hall element SX A negative voltage is generated on the terminal side of.
The output voltage of the Hall element SX is to be input to the amplifier IC 2, it is outputted as a negative voltage than OUT by an amplification factor determined by the resistor R 5.

【0037】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
1 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1が基準位置に位置
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 1 is at the reference position.

【0038】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11及び図
12にその回路の一例を示す。図11はX軸方向用の回
路で、図12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10に
示す回路と同様であるため、図10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. 11 and 12 show examples of the circuit. FIG. 11 shows a circuit for the X-axis direction, and FIG. 12 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. Further, since the operation of the basic circuit is the same as that of the circuit shown in FIG. 10, only the portions added to the circuit of FIG. 10 will be described.

【0039】図11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 ,IC
4 に入力される。例えば、GNDに対し、VCC=+5
V、V EE=−5Vとすると、IC2 の出力は、レバー1
が非操作時の基準位置に位置するときは、0Vとなって
いる。このGNDに対する0Vは、VEEを基準にするI
3 ,IC4 で構成されるコンパレータからみると、V
EE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R 9 ,R
10の分圧比でCV2 をVEEに対し+3Vに設定したとす
ると、レバー1が基準位置に位置するときは、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
0Vは、コンパレータの基準であるVEEに対しては+5
Vとなっている。
In the circuit of FIG.TwoMore output
The voltage obtained is the IC that constitutes the analog comparison circuit.Three, IC
FourIs input to For example, for GND, VCC= + 5
V, V EE= −5V, ICTwoOutput of lever 1
Is at 0V when is
I have. 0V for this GND is VEEI based on
CThree, ICFourFrom the perspective of the comparator composed of
EE+ 5V. If the resistance R7, R8Partial pressure of
CV by ratio1To VEEIs set to + 7V, and the resistance R 9, R
TenCV at the partial pressure ratio ofTwoTo VEESuppose you set to + 3V
When lever 1 is at the reference position,
Since the output of the child SX is 0 V, ICTwoInput is 0V
Nari, ICTwoIs 0 V with respect to GND. this
0V is V which is the reference of the comparator.EE+5 for
V.

【0040】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1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+3V
になる。この電圧は、VEEに対し+8Vであるから、I
3 の比較電圧CV1 より大きくなり、IC3 の出力O
UT+X=H(High)であり、また比較電圧CV2
より高いため、IC4 の出力OUT−X=Lとなる。逆
に、レバー1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1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。
[0040] 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 1 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 V with respect to GND.
become. Since this voltage is +8 V with respect to V EE ,
Larger than the comparison voltage CV 1 of C 3, the output O of the IC 3
UT + X = H (High) and the comparison voltage CV 2
For higher, the output OUT-X = L of IC 4. Conversely, when the lever 1 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, because to V EE is + 2V, the output OUT + X = L, the output OUT-X = H. Thus, a switching output according to the tilt direction of the lever 1 can be obtained.

【0041】図11及び図12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IC
103 のOUT+Y又はIC104 のOUT−Y、或いはI
4 の出力OUT−XとIC103 のOUT+Y又はIC
104 のOUT−Y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. 11 and 12 have four directions.
(Front, rear, left and right) output signals.
However, if these four signals are logically processed, the eight
Back and left and right and four oblique directions)
Can be. For example, ICThreeOutput OUT + X and IC
103OUT + Y or IC104OUT-Y or I
C FourOutput OUT-X and IC103OUT + Y or IC
104OUT-Y using AND circuit (logical product)
And can be used as signals in eight directions.

【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11及び図12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。この他、上記実施形態は、2個の磁気センサ
SX,SY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軸方向に各々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MRセンサ
を使用する場合は、その磁気検知特性、即ちN極・S極
の検知能力の点から4個を使用する必要がある。
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 shown in FIGS. 11 and 12 may be processed using exclusive OR. In addition, in the above embodiment, two magnetic sensors SX and SY 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. That is, even if the magnetic sensors are arranged in the plus X axis direction, the minus X axis direction, the plus Y axis direction, and the minus Y axis direction, the inclination angle and the inclination direction of the lever can be detected in the same manner. However, in this case, the number of parts is increased, and the cost is slightly increased. In particular, when an MR sensor is used as a magnetic sensor, it is necessary to use four sensors from the viewpoint of its magnetic detection characteristics, that is, the detection capability of the north pole and the south pole.

【0043】[0043]

【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を問わず、レ
バーの傾斜量と傾斜方向を精度良く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(基準位置)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極めて精度の良い直線
的な出力が得られる。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)特に外部に影響を及ぼす磁石の使用量が極めて少
なくて済み、コストを抑制できると共に、磁気ディスク
等の磁気を利用した機器に対して安心して使用できる。 (8)請求項6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だけでな
く、内部磁石の磁気が外部に漏れ難くなり、磁気を利用
した記憶媒体等の機器に磁気の影響が及ばない。
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) The tilt amount and the tilt direction of the lever can be accurately detected without contact, regardless of the analog amount and the digital amount. (3) The structure is simple, and the reliability and durability are improved. (4) Since the lever has a middle position (reference position), the absolute position can be obtained. (5) An extremely accurate linear output can be obtained according to the tilt angle of the lever. 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) In particular, the amount of magnets that affect the outside can be extremely small, the cost can be reduced, and the magnet can be used with confidence in equipment using magnetism such as a magnetic disk. (8) By adopting the configuration of claim 6, the influence of external magnetism is reduced, not only the reliability of the detection accuracy is further increased, but also the magnetism of the internal magnet is hardly leaked to the outside, and the storage using magnetism is used. There is no magnetic influence on devices such as media.

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

【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(シールドカバーと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 one embodiment (a view with a shield cover and a shield housing removed).

【図2】図1の線X−Xにおける断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1;

【図3】図1の線Y−Yにおける断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line YY of FIG. 1;

【図4】同コントローラにおける主要部の連結構造を示
す斜視図(a)、及び(a)の連結構造の裏面図(b)
である。
4A is a perspective view showing a connection structure of a main part in the controller, and FIG. 4B is a back view of the connection structure shown in FIG.
It is.

【図5】同コントローラにおけるプリント基板の平面図
である。
FIG. 5 is a plan view of a printed circuit board in the controller.

【図6】同コントローラにおける磁石の平面図(a)、
側面図(b)、及び別形態に係る磁石の平面図(c)で
ある。
FIG. 6A is a plan view of a magnet in the controller,
It is a side view (b) and a plan view (c) of a magnet according to another embodiment.

【図7】同コントローラの作用を説明するために、レバ
ーが基準位置に位置するときの図である。
FIG. 7 is a diagram when the lever is located at a reference position for explaining the operation of the controller.

【図8】同コントローラの作用を説明するために、レバ
ーをプラスY軸方向に傾斜させたときの図(a)、及び
レバーをプラスX軸方向に傾斜させたときの図(b)で
ある。
FIG. 8A is a diagram when the lever is tilted in the plus Y-axis direction and FIG. 8B is a diagram when the lever is tilted in the plus X-axis direction to explain the operation of the controller. .

【図9】図6の(a),(c)に示すような形態の磁石
を使用した場合に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. 9 is a graph showing the relationship between the inclination direction angle and the output voltage obtained when a magnet having the form shown in FIGS. 6A and 6C is used.

【図10】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. 10 is a circuit example in the case of using a Hall element for a magnetic sensor and outputting an analog operation of a tilt operation of a lever, which is a circuit (a) in the X-axis direction and a circuit (b) in the Y-axis direction.

【図11】図10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。
FIG. 11 shows a case where a comparator circuit is added to the circuit of FIG.
It is an example circuit concerning an axial direction.

【図12】図10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. 12 is a diagram showing a case where a comparator circuit is added to the circuit of FIG.
It is an example circuit concerning an axial direction.

【図13】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. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional optical input device.

【図14】図13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. 14 is a diagram showing a pulse output obtained by the input device having the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MX,MY 磁石 SX,SY 磁気センサ 1 スティックレバー 3 シールド筐体 4 シールドカバー 6,7 下ケース,上ケース 10 プリント基板 11,12 軸 18 支軸ピン 21,22 貫通孔 MX, MY Magnet SX, SY Magnetic Sensor 1 Stick Lever 3 Shield Housing 4 Shield Cover 6, 7 Lower Case, Upper Case 10 Printed Circuit Board 11, 12 Axis 18 Support Pin 21, 22 Through Hole

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに略90°の角度を置いて交差すると
共に、それぞれ回転可能に支持された2つの軸と、両軸
の交差部で両軸を上下方向に貫通すると共に、一方の軸
に取付けられた操作用のレバーと、各軸にそれぞれ少な
くとも1つずつ設けられた磁石と、各磁石に対向して配
置された磁気センサとを備えることを特徴とするスティ
ックコントローラ。
The present invention is characterized in that two axes intersect each other at an angle of about 90 °, are rotatably supported, penetrate both axes vertically at the intersection of the two axes, and A stick controller, comprising: a mounted operating lever; at least one magnet provided on each axis; and a magnetic sensor arranged to face each magnet.
【請求項2】前記レバーを一方の軸の延伸方向に傾斜さ
せたときに、そのレバーにより他方の軸がレバーの傾斜
方向とは反対方向に回転(揺動)す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. When the lever is tilted in the direction of extension of one axis, the lever causes the other axis to rotate (swing) in the direction opposite to the direction in which the lever is tilted. 1. The stick controller according to 1.
【請求項3】前記磁気センサは、レバーが非操作時にお
ける中位(基準位置)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又は請求項2記載のスティッ
クコントローラ。
3. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensing portion is positioned so as to face a boundary between the north pole and the south pole of the magnet when the lever is located at a middle position (reference position) when the lever is not operated. The stick controller according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】前記磁石は、N極とS極が軸の揺動方向を
向き、軸の揺動によりN極とS極が磁気センサに対して
変位するように配置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。
4. The magnet is characterized in that the N and S poles are oriented in the direction of pivoting of the shaft, and the N and S poles are displaced with respect to the magnetic sensor by the pivoting of the shaft. The stick controller according to claim 1, 2, or 3.
【請求項5】前記磁石は、磁気センサとの対向面が軸の
揺動の中心をほぼ同心とする曲面であることを特徴とす
る請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4記載のス
ティックコントローラ。
5. The magnet according to claim 1, wherein the surface facing the magnetic sensor is a curved surface whose center is substantially concentric with the center of oscillation of the shaft. The described stick controller.
【請求項6】前記磁気センサ、磁石及び軸は、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、
請求項3、請求項4又は請求項5記載のスティックコン
トローラ。
6. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor, the magnet and the shaft are surrounded by a magnetic material.
The stick controller according to claim 3, 4, or 5.
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