WO2022131078A1 - 入力装置、コントローラおよびエラー検知方法 - Google Patents

入力装置、コントローラおよびエラー検知方法 Download PDF

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WO2022131078A1
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magnet
sensor
input device
magnetic field
operation unit
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PCT/JP2021/044961
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French (fr)
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昂佑 高垣
和之 井口
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旭化成エレクトロニクス株式会社
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/24—Constructional details thereof, e.g. game controllers with detachable joystick handles
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/06—Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being along the axis of angular movement

Definitions

  • the present invention relates to an input device, a controller and an error detection method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-221342
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-065398
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-207634
  • a magnet that generates a magnetic field
  • a sensor for detecting the magnetic field generated by the magnet
  • a magnet moving unit for moving the position of the magnet in a predetermined first plane.
  • the magnet includes the first magnet and the second magnet, the sensor is provided in a region different from the region where the magnet moves in the top view with respect to the first plane, and the magnet moving portion is provided in the first plane.
  • the first magnet is moved in a predetermined first direction
  • the second magnet is moved in a second direction different from the first direction in the first plane, and the first direction and the second direction are the first. Orthogonal in one plane, the sensor provides an input device commonly provided for the first and second magnets.
  • a controller provided with the input device according to the first aspect of the present invention is provided.
  • a third aspect of the present invention is an error detection method for an input device including a magnet that moves in response to an operation of the operation unit and a sensor for detecting a magnetic field generated by the magnet, wherein the operation unit is previously operated.
  • An abnormality in the orientation of the magnet, an abnormality in the strength of the magnet, or an abnormality in the input device based on the stage of operating with a predetermined pattern, the stage of acquiring magnetic field data based on a predetermined pattern, and the acquired magnetic field data.
  • an error detection method including a step of determining at least one of whether or not a mounting error is within an allowable range.
  • An example of the side view of the input device 100 is shown.
  • An example of the top view of the input device 100 is shown.
  • An example of a side view of the input device 100 in a state where the operation unit 15 is tilted is shown.
  • An example of the operation of the input device 100 in a state where the operation unit 15 is tilted is shown.
  • An example of the operation of the input device 100 is shown.
  • An example of the sensor 40 capable of detecting a three-axis magnetic field is shown.
  • a modification of the input device 100 is shown.
  • a modification of the input device 100 is shown.
  • a modification of the input device 100 is shown.
  • FIG. 1A shows an example of a side view of the input device 100.
  • the input device 100 includes a housing 10, an operation unit 15, a magnet 20, a magnet moving unit 30, and a sensor 40.
  • the input device 100 is a device mounted on a controller for a video game or the like and for inputting a signal corresponding to the operation of the operation unit 15.
  • the plane on which the operation unit 15 moves is defined as the first plane (that is, the XY plane), and the direction perpendicular to the first plane (Z-axis direction) is defined as the height direction of the input device 100.
  • the viewpoint from the positive side to the negative side in the Z-axis direction may be referred to as a top view.
  • the housing 10 houses the magnet 20, the magnet moving portion 30, and the sensor 40.
  • the shape of the housing 10 in this example is a rectangular parallelepiped, but the shape is not limited to this.
  • the housing 10 has a shape that can be embedded depending on the controller to be mounted.
  • the operation unit 15 is a protruding member that can be operated up, down, left, and right.
  • the operation unit 15 can be tilted in any direction by operation.
  • the operation unit 15 operates the magnet 20 by the magnet moving unit 30 according to the tilting operation.
  • the operation unit 15 may be pushed in the Z-axis direction in addition to the up / down / left / right tilting operation corresponding to the XY plane.
  • the material of the operating unit 15 is an insulating resin.
  • the magnet 20 has a first pole 21 and a second pole 22, and generates a magnetic field having a predetermined size.
  • the first pole 21 is the S pole and the second pole 22 is the N pole.
  • the magnet 20 may be a magnet such as a neodymium magnet or a ferrite magnet.
  • the magnet 20 is fixed to the end of the magnet moving portion 30.
  • the first pole 21 is arranged at a position close to the sensor 40
  • the second pole 22 is arranged at a position away from the sensor 40, but the first pole 21 and the second pole 22 are conversely the same. It may be arranged.
  • the shape of the magnet 20 in this example is a rectangular parallelepiped, but the shape is not limited to this.
  • the first pole 21 and the second pole 22 are arranged in a predetermined direction in the XY plane.
  • the first pole 21 and the second pole 22 may be arranged in the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the first pole 21 and the second pole 22 may be arranged in the Z-axis direction.
  • the X-axis direction is an example of the first direction
  • the Y-axis direction is an example of the second direction.
  • the magnet moving unit 30 moves the magnet 20 in conjunction with the operation by the operating unit 15.
  • the magnet moving unit 30 of this example moves the magnet 20 in a direction and a position corresponding to the inclination of the operating unit 15.
  • the magnet moving unit 30 of this example functions as a slider that converts the tilting operation of the operating unit 15 into the movement of the magnet 20 in the XY plane.
  • the sensor 40 detects the magnetic field generated by the magnet 20.
  • the sensor 40 of this example outputs a change in the magnetic field according to the movement of the magnet 20 as magnetic field data. By processing the magnetic field data output by the sensor 40, the movement of the magnet 20 can be detected.
  • the sensor 40 may be a 3-axis magnetic sensor capable of detecting a 3-axis magnetic field, or may be a 1-axis or 2-axis magnetic sensor.
  • the sensor 40 of this example is arranged on the bottom surface of the housing 10, it may be arranged above the bottom surface of the housing 10. When the sensor 40 is arranged on the bottom surface of the housing 10, the workability at the time of mounting is more likely to be improved than when the sensor 40 is arranged on the side surface of the housing 10.
  • FIG. 1B shows an example of a top view of the input device 100.
  • the shape of the operation unit 15 is substantially circular in the top view.
  • the operation unit 15 of this example has a shape suitable for being operated by a finger, but the shape of the operation unit 15 is not limited to this example.
  • the center C1 refers to the center position of the operation unit 15 at the reference position.
  • the reference position of the operation unit 15 is the position of the operation unit 15 in a non-tilted state.
  • the center C1 of the operation unit 15 may be arranged so as to coincide with the center of the housing 10 in the XY plane, or may be arranged so as to be offset from the center of the housing 10 in the XY plane.
  • FIG. 2A shows an example of a side view of the input device 100 in a state where the operation unit 15 is tilted.
  • the input device 100 of this example shows a state in which the operation unit 15 is tilted to the negative side in the X-axis direction.
  • the magnet 20 moves to the positive side in the X-axis direction and slides in a direction away from the sensor 40.
  • the sensor 40 acquires magnetic field data of a magnetic field weakened by the separation of the magnet 20.
  • the input device 100 can know that the operation unit 15 is tilted to the negative side in the X-axis direction.
  • FIG. 2B shows an example of the operation of the input device 100 in a state where the operation unit 15 is tilted.
  • the input device 100 of this example shows a state in which the operation unit 15 is tilted to the positive side in the X-axis direction.
  • the magnet 20 moves to the negative side in the X-axis direction and slides in a direction approaching the sensor 40.
  • the sensor 40 acquires the magnetic field data of the magnetic field strengthened by the magnet 20 approaching.
  • the input device 100 can know that the operation unit 15 is tilted to the positive side in the X-axis direction.
  • the distance between the magnet 20 and the sensor 40 is set so that the sensor 40 can detect the change in the magnetic field generated by the magnet 20 even if the distance changes due to the tilting operation of the operation unit 15.
  • the distance between the magnet 20 and the sensor 40 may be appropriately adjusted according to the magnitude of the magnetic field generated by the magnet 20, the characteristics required for the input device 100, the measurement range of the sensor 40, and the like.
  • the input device 100 of this example is a non-contact type that detects magnetic field data corresponding to the tilting operation of the operation unit 15 by magnetic detection using the sensor 40, the sensor unit and the movable unit are non-contact, and both are non-contact. No mechanical wear occurs between parts. Further, since the configuration for detecting magnetic data has dust resistance and water resistance that are not easily affected by dust and water, there is no problem even if a lubricant or the like for smoothly moving a moving portion is injected. In this example, the case where the operation unit 15 moves the magnet 20 by the magnet moving unit 30 according to the component tilted in the X-axis direction has been described, but the same applies to other directions such as the Y-axis direction. It's okay.
  • FIG. 3A is a top view of the input device 100 showing the internal structure of the housing 10.
  • the input device 100 of this example detects the movement of two magnets 20 moving in the X-axis direction or the Y-axis direction with one sensor 40.
  • the input device 100 of this example includes two magnets 20a and a magnet 20b, and two magnet moving portions 30a and a magnet moving portion 30b.
  • the magnet 20a is an example of the first magnet.
  • the magnet 20b is an example of the second magnet.
  • the input device 100 of this example includes a detection unit 50.
  • the housing 10 has a substantially square shape in the XY plane.
  • a magnet 20, a magnet moving unit 30, a sensor 40, and a detection unit 50 are arranged around an operation unit 15 provided near the center of the housing 10.
  • the layout inside the housing 10 is not limited to this example, and may be changed in consideration of wiring for connecting the sensor 40 or the detection unit 50 to the outside.
  • the magnet moving portion 30a moves the magnet 20a in the X-axis direction in the XY plane.
  • the magnet moving portion 30a of this example slides the magnet 20a in the X-axis direction in conjunction with the movement of the operating portion 15 in the X-axis direction.
  • the magnet moving portion 30a of this example is arranged along the positive side of the housing 10 in the Y-axis direction with respect to the center C1 of the operating portion 15.
  • the magnet moving portion 30b moves the magnet 20b in the Y-axis direction on the XY plane.
  • the magnet moving portion 30b of this example slides the magnet 20b in the Y-axis direction in conjunction with the movement of the operating portion 15 in the Y-axis direction.
  • the magnet moving portion 30b of this example is arranged along the negative side of the housing 10 in the X-axis direction with respect to the center C1 of the operating portion 15.
  • the first direction (that is, the X-axis direction) and the second direction (that is, the Y-axis direction) are orthogonal to each other in the first plane (that is, the XY plane).
  • the angle formed by the first direction and the second direction may be an acute angle or an obtuse angle. Even in such a case, the state of the operation unit 15 can be acquired from the magnetic field data by changing the method of processing the magnetic field data of the sensor 40.
  • the sensor 40 is commonly provided on the magnet 20a and the magnet 20b. That is, the sensor 40 of this example detects a magnetic field corresponding to the position of the magnet 20a and a magnetic field corresponding to the position of the magnet 20b, respectively.
  • the sensor 40 is provided on the negative side of the magnet moving portion 30a in the X-axis direction and on the positive side of the magnet moving portion 30b in the Y-axis direction. For example, the sensor 40 detects the position of the magnet 20a from the change in the magnetic field in the X-axis direction, and detects the position of the magnet 20b from the change in the magnetic field in the Y-axis direction.
  • the sensor 40 of this example is provided at the intersection P1 between the first direction in which the magnet 20a moves and the second direction in which the magnet 20b moves in the top view.
  • the sensor 40 may be arranged at the center of the intersection P1 or may be arranged so as to include at least the intersection P1 in the top view.
  • the input device 100 of this example can realize the miniaturization of the input device 100 by providing the sensor 40 in common to the plurality of magnets 20.
  • the sensor 40 of this example is provided in a region different from the region where the magnet 20 moves in the top view.
  • the sensor 40 is not provided directly below the operation unit 15 in the top view, but is provided at a position deviated from the center C1 in the XY plane. Therefore, the input device 100 is less susceptible to the pushing operation of the operation unit 15 in the Z-axis direction. As a result, the input device 100 of this example does not need to be thicker than the pushing operation in the Z-axis direction, so that the thickness can be reduced.
  • the sensor when the sensor is provided below the center C1 of the operation unit 15, it may be affected by the pushing operation of the operation unit 15 in the Z-axis direction, and it is difficult to reduce the thickness.
  • the detection unit 50 detects a component in the Z-axis direction corresponding to the pushing operation of the operation unit 15.
  • the detection unit 50 includes a tact switch for push detection, and outputs detection data according to the pushing operation. If the pushing operation of the operation unit 15 is not detected, the detection unit 50 may be omitted.
  • the detection data from the detection unit 50 may be processed by the same processing unit as the magnetic field data processing unit of the sensor 40.
  • the first pole 21a is arranged at a position close to the sensor 40, and the second pole 22a is arranged at a position away from the sensor 40.
  • the second pole 22b is arranged at a position close to the sensor 40, and the first pole 21b is arranged at a position away from the sensor 40. That is, in the input device 100 of this example, the attractive force arrangement is such that the magnets 20 attract each other when they approach the sensor 40, but the repulsive force arrangement described later may be used.
  • FIG. 3B shows an example of the operation of the input device 100. It shows how the position of the magnet 20 changes according to the operation of the operation unit 15.
  • the magnet 20a and the magnet 20b are also arranged in the respective reference positions.
  • the position of the magnet 20 changes in conjunction with the tilt of the operation unit 15. For example, when the operation unit 15 is tilted to the positive side in the X-axis direction, the magnet 20a moves to the negative side in the X-axis direction. Further, when the operation unit 15 is tilted to the positive side in the Y-axis direction, the magnet 20b moves to the negative side in the Y-axis direction.
  • the operation unit 15 is tilted in either the X-axis direction or the Y-axis direction, but the operation unit 15 is tilted diagonally with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. It's okay.
  • the magnet 20a and the magnet 20b can move according to each of the component in the X-axis direction and the component in the Y-axis direction, and the operation of the operation unit 15 can be detected.
  • FIG. 4 shows an example of a sensor 40 capable of detecting a three-axis magnetic field.
  • the sensor 40 of this example functions as a three-axis magnetic sensor for detecting a three-axis magnetic field. If the sensor 40 detects a magnetic field of at least two axes in the XY plane, the sensor 40 can acquire magnetic field data corresponding to the two-dimensional operation by the operation unit 15. Therefore, when the sensor 40 is a 3-axis magnetic sensor, the 2-axis can be used for detecting the operation of the operation unit 15, and the remaining axis can be used for other purposes such as disturbance detection.
  • the sensor 40 may be configured to include two uniaxial magnetic sensors that detect a uniaxial magnetic field, or may be configured to include one biaxial magnetic sensor that detects a biaxial magnetic field.
  • FIG. 5A shows a modified example of the input device 100.
  • the input device 100 of this example differs from the embodiment of FIG. 3A in that it includes two sensors 40a and a sensor 40b.
  • the input device 100 of this example detects the movement of two magnets 20 moving in the X-axis direction or the Y-axis direction by two sensors 40.
  • the sensor 40a is provided on the positive side of the magnet moving portion 30a in the X-axis direction, and detects a change in the magnetic field according to the position of the magnet 20a.
  • the sensor 40a may be a single-axis sensor for detecting a change in the magnetic field according to the position of the magnet 20a, or may be a multi-axis sensor.
  • the sensor 40a is an example of a first sensor for detecting the magnetic field of the magnet 20a.
  • the sensor 40b is provided on the negative side of the magnet moving portion 30b in the Y-axis direction, and detects a change in the magnetic field according to the position of the magnet 20b.
  • the sensor 40b may be a single-axis sensor for detecting a change in the magnetic field according to the position of the magnet 20b, or may be a multi-axis sensor.
  • the sensor 40b is an example of a second sensor for detecting the magnetic field of the magnet 20b.
  • the sensor 40a and the sensor 40b of this example are provided in a region different from the region in which the magnet 20a or the magnet 20b moves in the top view. Further, the sensor 40a and the sensor 40b are provided at positions asymmetrical with respect to the center C1 of the operation unit 15 in the top view. That is, the sensor 40a and the sensor 40b are not provided below the center C1 of the operation unit 15. As a result, the input device 100 can be made thinner.
  • the plurality of magnets 20 of this example are provided at positions separated from each other in the top view. Therefore, the input device 100 of this example can reduce the influence of the attractive force and the repulsive force between the magnets 20 and suppress the influence of the operation unit 15 on the operation feeling.
  • FIG. 5B shows a modified example of the input device 100.
  • the positions of the two sensors 40a and the sensor 40b are different from those of the embodiment of FIG. 5A.
  • the sensor 40a is arranged on the side of the moving magnet 20a.
  • the sensor 40a of this example is arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the magnet 20a when the magnet 20a moves in the X-axis direction. That is, the sensor 40a is arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the magnet moving portion 30a.
  • the sensor 40b is arranged on the side of the moving magnet 20b.
  • the sensor 40b of this example is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the magnet 20b when the magnet 20b moves in the Y-axis direction. That is, the sensor 40b is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the magnet moving portion 30b.
  • FIG. 5C shows a modified example of the input device 100.
  • the input device 100 of this example includes one sensor 40 and one magnet 20 provided on the outer periphery of the sensor 40.
  • the input device 100 of this example detects the movement of one magnet 20 moving in the XY plane with one sensor 40.
  • the sensor 40 of this example is provided in a region different from the region where the magnet 20 moves in the top view.
  • the sensor 40 is provided in the vicinity of the operation unit 15 in the top view, but is not limited thereto.
  • the sensor 40 of this example is provided in the vicinity of a predetermined circle C2 in which the magnet 20 is arranged in the top view.
  • the magnet 20 is provided in a predetermined circle C2 in the top view.
  • the magnet 20 of this example moves on the outer circumference and the inside of the circle C2 according to the tilting operation of the operation unit 15. However, the magnet 20 may deviate from the circle C2 and move in any region in the XY plane.
  • the magnet moving portion 30 of this example is not shown.
  • the input device 100 of this example is provided with one magnet 20 and one sensor 40, so that the movement of the operation unit 15 can be detected.
  • FIG. 5D shows a modified example of the input device 100.
  • the input device 100 of this example includes two sensors 40a and a sensor 40b, and one magnet 20.
  • the input device 100 of this example detects the movement of one magnet 20 moving in the XY plane by two sensors 40a and the sensor 40b.
  • the magnet 20 is arranged so as to move within a predetermined circle C2 in a top view.
  • the magnet 20 of this example moves on the outer circumference and the inside of the circle C2 according to the tilting operation of the operation unit 15.
  • the magnet 20 of this example includes a first pole 21 and a second pole 22 arranged in a predetermined direction in the XY plane.
  • the sensor 40a and the sensor 40b are arranged outside the circle C2 in which the magnet 20 moves in the top view.
  • the sensor 40a of this example is provided on the positive side of the circle C2 in which the magnet 20 moves in the X-axis direction
  • the sensor 40b is provided on the negative side of the circle C2 in which the magnet 20 moves in the Y-axis direction.
  • the positions of the sensor 40a and the sensor 40b are not limited to this example as long as the magnetic field of the magnet 20 can be detected.
  • the input device 100 can arbitrarily determine the number and position of the magnet 20 and the sensor 40, the degree of freedom in layout is high and it is easy to realize miniaturization.
  • the degree of freedom in layout is high and it is easy to realize miniaturization.
  • simple wiring can be realized and workability at the time of mounting can be improved.
  • the mounting error can be reduced.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing a modified example of the input device 100.
  • the heights of the magnet 20 and the sensor 40 are adjusted so as to overlap each other.
  • the sensor 40 is arranged at the same height as the magnet 20 in the Z-axis direction.
  • the same height may mean that at least one part of the magnet 20 and the sensor 40 overlap in the Z-axis direction.
  • the heights of the magnet 20 and the sensor 40 of this example are adjusted so that the centers in the Z-axis direction coincide with each other. By aligning the heights of the magnet 20 and the sensor 40 in the Z-axis direction, the magnetic field input in the Z-axis direction of the sensor 40 is less likely to change even if the magnet 20 moves. As a result, the input device 100 can improve the accuracy of disturbance detection by detecting the magnetic field in the Z-axis direction.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing a modified example of the input device 100.
  • the magnetic field generation unit 60 is arranged above the sensor 40.
  • the magnetic field generating unit 60 has a first pole 61 and a second pole 62, and generates a magnetic field having a predetermined size.
  • the first pole 61 is the S pole and the second pole 62 is the N pole.
  • the magnetic field generating unit 60 of this example is fixed above the housing 10, and applies a magnetic field of a predetermined strength to the sensor 40.
  • the shape of the magnetic field generating portion 60 of this example is a rectangular parallelepiped, but the shape is not limited to this.
  • the first pole 61 is arranged at a position close to the sensor 40, and the second pole 62 is arranged at a position away from the sensor 40, but the first pole 61 and the second pole 62 are conversely the same. It may be arranged. That is, the magnetic field generating unit 60 only needs to be able to apply a magnetic field to the sensor 40 in the Z-axis direction, and its magnetizing direction is not limited.
  • FIG. 6C is a top view showing a modified example of the input device 100.
  • the magnetic field generating unit 60 is arranged directly above the sensor 40, but it does not necessarily have to be arranged directly above the sensor 40.
  • the position of the magnetic field generating unit 60 may be above the sensor 40 and may be a position partially overlapping the sensor 40 in the top view.
  • the position of the magnetic field generator 60 depends, for example, on the placement position of other components of the input device 100, or on the strength of the magnetic field desired to be applied in the X and Y axis directions of the sensor 40, or the measurement range of the sensor 40. Depending on the situation, they may be arranged so as to be offset in the X, Y and Z axis directions. Since the magnetic field generating portion 60 is a fixed magnet, a magnet moving portion is unnecessary and there is no limitation on the thinness. Therefore, it can be added within a range that does not affect the thinning of the housing 10.
  • the input device 100 of this example can correct the magnetic field data when the temperature changes by applying a magnetic field to the sensor 40 in the Z-axis direction using the magnetic field generating unit 60.
  • B x and B z can be expressed by the following equation 1. ..
  • B x (20) and B x (60) are the magnitudes of the magnetic fields in the X-axis direction given to the sensor 40 by the magnet 20 and the magnetic field generating unit 60, respectively
  • B z (60) is the magnitude of the magnetic field in the X-axis direction. It is the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction applied to the sensor 40.
  • the magnet 20 and the sensor 40 are at the same height in the Z-axis direction, the magnet 20 does not apply a magnetic field in the Z-axis direction to the sensor 40.
  • the following equation 2 is obtained.
  • Equation 2 When the temperature changes by ⁇ T, the magnitude of the magnetic field changes linearly with the temperature, so that Equation 2 is transformed as in Equation 3 below.
  • ⁇ 20 and ⁇ 20 are coefficients determined by the magnet material of the magnet 20
  • ⁇ 60 and ⁇ 60 coefficients determined by the magnet material of the magnetic field generating unit 60.
  • Equation 4 does not include ⁇ T, it can be seen that the displacement of the position coordinates due to the temperature characteristics of the magnet 20 can be prevented by applying the magnetic field in the Z-axis direction using the magnetic field generating unit 60.
  • the magnetic field data output by the sensor 40 can be corrected by the above calculation with reference to the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnetic field generating unit 60 having the same temperature characteristics. As a result, it is possible to prevent the position coordinates of the detected operation unit 15 from being displaced due to the temperature characteristics of the magnet 20.
  • the magnet 20 and the sensor 40 in the Z-axis direction are the same has been described, but the magnet 20 may have a height different from that of the sensor 40 in the Z-axis direction.
  • the magnitude of the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnetic field generating unit 60 may be larger than the magnitude of the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnet 20. That is, when the magnitude of the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnet 20 in the Z-axis direction is B z (20), B z (60) may be larger than B z (20).
  • the distance between the magnetic field generating unit 60 and the sensor 40 may be smaller than the distance when the magnet 20 and the sensor 40 are in close contact with each other.
  • the magnitude of the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnetic field generating unit 60 can be made larger than the magnitude of the magnetic field applied to the sensor 40 by the magnet 20. More specifically, as will be described later, in one example, the minimum distance from the intersection P1 to the magnet 20 is 2.5 mm, so that the distance from the upper surface of the sensor 40 to the bottom surface of the magnetic field generating portion 60 is less than 2.5 mm. Therefore, B z (60) can be made larger than B z (20).
  • Equation 2 the variable on the right side is only B x (20), whereas in Equation 5, a variable called B z (20) is added, which complicates the calculation. Therefore, for example, by adjusting the arrangement of the magnetic field generating unit 60 and the magnet 20 to make B z (60) larger than B z (20), the above equation 5 is approximated as the following equation 6. As a result, it becomes possible to handle as in the above equation 4.
  • FIG. 6D shows an example of a disturbance detection method by the input device 100.
  • the input device 100 of this example sets a predetermined threshold value B1 and a threshold value B2 of the magnetic flux density (mT), and when the detected magnetic field in the Z-axis direction exceeds the range from the threshold value B1 to the threshold value B2. Judge that a disturbance has been detected.
  • the input device 100 can easily suppress the influence of the movement of the magnet 20 on the magnetic flux density in the Z-axis direction. This makes it possible to improve the accuracy of disturbance detection.
  • the threshold value B1 may be a value obtained by subtracting a magnetic field equivalent to the geomagnetism from the minimum value of the magnetic field applied to the sensor 40 when the operation unit 15 is operated in a predetermined pattern.
  • the threshold value B2 may be a value obtained by adding a magnetic field equivalent to the geomagnetism to the maximum value of the magnetic field applied to the sensor 40 when the operation unit 15 is operated in a predetermined pattern.
  • the value subtracted from the maximum value and the minimum value may be a value having a margin larger than the magnetic flux density due to the geomagnetism. This makes it possible to suppress the influence of the magnetic field generated by the metal component (for example, a spring) magnetized by the magnet 20. In addition, the influence of the magnetic field generated by the movement of the magnet 20 due to the mounting error can be suppressed.
  • the threshold B1 and the threshold B2 are ⁇ 500 ⁇ T and +500 ⁇ T, respectively.
  • FIG. 6E shows an example of a flowchart of the threshold setting method.
  • the flowchart of this example is an example of the process for setting the threshold value for detecting the disturbance in the normal process state.
  • step S100 acquisition of magnetic field data is started.
  • the acquisition of the magnetic field data may be executed by a processing unit provided inside the input device 100, or may be executed by a processing unit provided outside the input device 100.
  • step S102 the operation unit 15 is operated in a predetermined pattern.
  • the operation is performed so as to go around the outer circumference of the operation unit 15.
  • the user may operate the operation unit 15 in a predetermined pattern by displaying a guidance such as "Please tilt the stick straight up and slowly turn it clockwise over 5 seconds.”
  • the threshold value is set based on the magnetic field data acquired in step S102.
  • the maximum value and the minimum value may be extracted from the magnetic field data acquired in step S102.
  • the threshold is set based on the maximum and minimum values of the magnetic field data acquired in step S102 and the geomagnetism. For example, the value obtained by subtracting the magnetic field corresponding to the geomagnetism from the minimum value of the magnetic field data acquired in step S102 is set to the threshold value B1, and the value obtained by adding the magnetic field equivalent to the geomagnetism to the maximum value is set to the threshold value B2. This makes it possible to avoid erroneous detection of disturbance due to the movement of the magnet 20 during normal operation.
  • the threshold setting method of this example may be executed at the time of manufacturing the input device 100, may be executed after the input device 100 is mounted on the controller, or may be executed by a user who uses the input device 100. You may. For example, the user may reset the threshold value after setting the threshold value at the time of factory shipment of the input device 100.
  • FIG. 6F shows an example of an operation flowchart for processing magnetic field data.
  • the processing unit acquires the magnetic field data.
  • the magnetic field data in the normal processing state may be acquired.
  • the normal processing state refers to a state in which a game is being played using the input device 100, for example, when the input device 100 is a controller for a game.
  • the threshold value set in step S104 may be used. If the magnetic field exceeds the threshold value, error processing is executed in step S204, and if the magnetic field does not exceed the threshold value, normal processing is continued in step S206.
  • the error processing may be a processing that does not adopt the magnetic field data that exceeds the threshold value, or may be a processing that notifies the user that a disturbance has been detected. In this way, by detecting the disturbance using the 3-axis magnetic sensor for the sensor 40, it is possible to realize the error processing of the disturbance.
  • FIG. 7A is an operation flowchart of the system for confirming the normal operation of the sensor 40.
  • the processing unit starts communication with the sensor 40.
  • the processing unit acquires the magnetic field data from the sensor 40. If the communication is not normal, report an operation error. The specific method for determining the magnetic field data in step S320 will be described later.
  • step S330 it is determined whether or not the magnetic field data is normal, the confirmation is completed when the magnetic field data is normal, and when the magnetic field data is not normal, an operation abnormality is reported.
  • the input device 100 can confirm that the magnet 20 and the sensor 40 are correctly arranged and that the sensor 40 is operating normally.
  • the determination of whether or not the communication in step S310 is normal may be executed by an authentication operation between the processing unit and the input device 100.
  • the processing unit designates the sensor 40 by the slave address and determines the read value of a specific register (device ID). After determining the read value of the device ID, the processing unit may execute a self-diagnosis function (that is, a self-test) and determine whether or not communication is normal based on the result.
  • a self-diagnosis function that is, a self-test
  • FIG. 7B shows an example of an operation flowchart for acquiring magnetic field data.
  • the operation flowchart of this example shows a specific method for determining whether or not the magnetic field data is normal in step S320.
  • step S322 the operation unit 15 is operated in a predetermined pattern.
  • the processing unit may instruct the user to operate in a predetermined pattern.
  • step S324 it is determined whether or not there is an abnormality in the direction of the magnet 20. If there is an abnormality in the orientation of the magnet 20, it is determined that there is an abnormality in the magnetic field data, and if there is no abnormality in the orientation of the magnet 20, it is determined in step S326 whether there is an abnormality in the strength of the magnet 20. If there is an abnormality in the strength of the magnet 20, it is determined that there is an abnormality in the magnetic field data, and if there is no abnormality in the strength of the magnet 20, it is determined in step S328 whether or not the mounting error of the input device 100 is within the allowable range.
  • each step is determined using at least one of the magnitude of the magnetic field output, the polarity of the magnetic field output, or the distortion of the magnetic field output obtained by the operation of step S322.
  • the order in which steps S324 to S328 are executed may be changed as appropriate. After step S322, at least one of steps S324 to S328 may be executed.
  • FIG. 8 is an example of the input device 100 when the magnet 20 is arranged in a repulsive force.
  • the input device 100 of this example has the same basic configuration as the embodiment of FIG. 3A.
  • the polarities of the input device 100 are arranged so that when the magnet 20a and the magnet 20b approach the sensor 40, they repel each other. In this way, in the case of the repulsive force arrangement in which the magnets 20a and the magnets 20b repel each other, the repulsive force between the two magnets acts in the direction of returning the operating portion 15 to the reference position. Since the return force to the reference position by the spring is applied in the direction of returning the operation unit 15 to the reference position, it is difficult for the user to feel the repulsive force between the magnets 20.
  • the attractive force arrangement in which the magnets 20 attract each other, the attractive force acts in the direction of canceling the return force to the reference position by the spring, so that the user can return the operation unit 15 only when the operation unit 15 is tilted in a specific direction. You may get the impression that it is bad. Therefore, by arranging the magnets 20 to repel each other, the operability of the input device 100 can be easily improved.
  • the magnet 20 in the case of the attractive force arrangement, it is necessary to attach the magnet 20 to the magnet moving portion 30 in the opposite directions, whereas in the case of the repulsive force arrangement, the magnet 20 may be attached to the magnet moving portion 30 in the same direction. .. Therefore, in the repulsive force arrangement, the same member can be reused for the magnet moving portion 30a and the magnet moving portion 30b, so that mass productivity can be improved.
  • FIG. 9A shows an example of an enlarged view in the vicinity of the sensor 40.
  • an example of the layout design method of the input device 100 is shown.
  • the distance L is the distance between the intersection P1 and the center C1 in the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the distance La indicates the distance between the intersection P1 and the center C1 in the X-axis direction.
  • the distance Lb indicates the distance between the intersection P1 and the center C1 in the Y-axis direction.
  • the magnet moving unit 30 may move the magnet 20 within the range of the distance L.
  • the distance L is 5 mm or more and 8 mm or less.
  • the distance La in this example is the same as the distance Lb, but may be different.
  • the width W is the width of the magnet 20 in the direction in which the magnet 20 moves. That is, the width W corresponds to one side of the magnet 20.
  • the width Wa indicates the width of the magnet 20a in the X-axis direction.
  • the width Wb indicates the width of the magnet 20b in the Y-axis direction.
  • the magnet 20 may have sides having a length of 10% or more and 50% or less of the distance L. In one example, the magnet 20 has sides of 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the width W1 of this example is 2 mm.
  • the width Wa of this example is the same as the width Wb, but may be different.
  • the volume of the magnet 20 is, for example, 8 mm 3 .
  • the Distance D indicates the distance between the intersection P1 and the magnet 20.
  • the distance D changes depending on the position of the magnet 20.
  • the distance Dmin is the minimum distance of the distance D
  • the distance Dmax is the maximum distance of the distance D. In one example, the distance Dmin is 2.5 mm and the distance Dmax is 4.5 mm.
  • the minimum length that can be perceived as a human moving a finger is about 0.1 mm.
  • the input device 100 tries to detect 0.1 mm, it is necessary to divide the stroke S1 of about 6 mm of the operation unit 15 into about 60. That is, it is necessary to divide the stroke S1 of the magnet 20 interlocking with the operation unit 15 into about 60.
  • the stroke S1 will be described later.
  • the magnitude of the geomagnetism is 30 ⁇ T to 60 ⁇ T, and it is necessary to prevent this from affecting the normal operation as much as possible.
  • the distance D satisfying such a condition is set to 2.5 mm or more and 4.5 mm or less. This makes it possible to suppress the influence of the geomagnetism during use.
  • FIG. 9B shows a cross-sectional view of the input device 100.
  • the width W1 indicates the width of the housing 10 in the X-axis direction.
  • the width W1 is, for example, 15 mm or more and 25 mm or less.
  • the height H indicates the height of the input device 100 from the bottom surface of the housing 10 to the top surface of the operation unit 15.
  • the height H is, for example, 12 mm or more and 16 mm or less.
  • the stroke S1 is the maximum distance that the operation unit 15 moves due to the inclination of the operation unit 15.
  • the stroke S1 of this example is the apex of the operation unit 15 when the operation unit 15 is moved from the position when the operation unit 15 is most inclined to the positive side in the X-axis direction to the position when the operation unit 15 is most inclined to the negative side in the X-axis direction.
  • the operation unit 15 may have the same stroke S1 in any direction of the XY plane.
  • FIG. 10 shows an example of the input device 500 according to the comparative example.
  • the input device 500 slides the drive unit 510 connected to the operation unit 515 to move the contact portion 525 of the metal electrode in contact with the sheet resistance portion 520.
  • a sheet resistance unit 520 is arranged at one end of the drive unit 510, and an electrode 530 is arranged at the other end.
  • the input device 500 outputs an output voltage according to the inclination of the operation unit 515.
  • the contact between the sheet resistance portion 520 and the contact portion 525 may cause the surface 522 of the sheet resistance portion 520 to wear and the output of the input device 500 to become unstable. If the output of the input device 500 becomes unstable, the controller equipped with the input device 500 may malfunction.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of the controller 200.
  • the controller 200 of this example includes two input devices 100a and an input device 100b.
  • the number of input devices 100 is not limited to this.
  • the user can operate the operation unit 15a and the operation unit 15b with their thumbs to play a video game.

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Abstract

磁場を発生する磁石と、磁石が発生した磁場を検出するためのセンサと、予め定められた第１平面において、磁石の位置を移動させるための磁石移動部とを備え、磁石は、第１磁石および第２磁石を含み、センサは、第１平面に対する上面視において、磁石が移動する領域と異なる領域に設けられ、磁石移動部は、第１平面において、予め定められた第１方向に第１磁石を移動させ、第１平面において、第１方向と異なる第２方向に第２磁石を移動させるように構成され、第１方向および第２方向は、第１平面において直交し、センサは、第１磁石および第２磁石に共通に設けられる入力装置を提供する。

Description

入力装置、コントローラおよびエラー検知方法
　本発明は、入力装置、コントローラおよびエラー検知方法に関する。
　従来、操作部の操作に応じた信号を入力するための入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１　特開２０１２－２２１３４２号公報
　特許文献２　特開２０１３－０６５３９８号公報
　特許文献３　特開２０１６－２０７６３４号公報
解決しようとする課題
　従来、小型で耐久性のある入力装置を提供することが困難であった。
一般的開示
　本発明の第１の態様においては、磁場を発生する磁石と、磁石が発生した磁場を検出するためのセンサと、予め定められた第１平面において、磁石の位置を移動させるための磁石移動部とを備え、磁石は、第１磁石および第２磁石を含み、センサは、第１平面に対する上面視において、磁石が移動する領域と異なる領域に設けられ、磁石移動部は、第１平面において、予め定められた第１方向に第１磁石を移動させ、第１平面において、第１方向と異なる第２方向に第２磁石を移動させるように構成され、第１方向および第２方向は、第１平面において直交し、センサは、第１磁石および第２磁石に共通に設けられる入力装置を提供する。
　本発明の第２の態様においては、本発明の第１の態様に係る入力装置を備えたコントローラを提供する。
　本発明の第３の態様においては、操作部の操作に応じて移動する磁石と、磁石が発生した磁場を検出するためのセンサとを備える入力装置のエラー検知方法であって、操作部を予め定められたパターンで操作する段階と、予め定められたパターンに基づいて磁場データを取得する段階と、取得した磁場データに基づいて、磁石の向きの異常、磁石の強度の異常、または入力装置の実装誤差が許容範囲であるか否かの少なくとも１つを判定する段階とを備えるエラー検知方法を提供する。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
入力装置１００の側面図の一例を示す。 入力装置１００の上面図の一例を示す。 操作部１５が傾倒した状態での入力装置１００の側面図の一例を示す。 操作部１５が傾倒した状態での入力装置１００の動作の一例を示す。 筐体１０の内部の構造を示す入力装置１００の上面図である。 入力装置１００の動作の一例を示す。 ３軸の磁場を検出可能なセンサ４０の一例を示す。 入力装置１００の変形例を示す。 入力装置１００の変形例を示す。 入力装置１００の変形例を示す。 入力装置１００の変形例を示す。 入力装置１００の変形例を示す断面図である。 入力装置１００の変形例を示す断面図である。 入力装置１００の変形例を示す上面図である。 入力装置１００による外乱検知方法の一例を示す。 閾値設定方法のフローチャートの一例を示す。 磁場データを処理するための動作フローチャートの一例を示す。 センサ４０の正常動作を確認するシステムの動作フローチャートである。 磁場データを取得する動作フローチャートの一例を示す。 磁石を斥力配置にした場合の入力装置１００の一例である。 センサ４０の近傍の拡大図の一例を示す。 入力装置１００の断面図を示す。 比較例に係る入力装置５００の一例を示す。 コントローラ２００の構成の一例を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１Ａは、入力装置１００の側面図の一例を示す。入力装置１００は、筐体１０と、操作部１５と、磁石２０と、磁石移動部３０と、センサ４０とを備える。入力装置１００は、テレビゲーム用のコントローラなどに搭載され、操作部１５の操作に応じた信号を入力するための装置である。
　本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書では、操作部１５が移動する面を第１平面（即ち、ＸＹ平面）とし、第１平面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）を入力装置１００の高さ方向とする。なお、本明細書において、Ｚ軸方向の正側から負側への視点を上面視と称する場合がある。
　筐体１０は、磁石２０と、磁石移動部３０と、センサ４０とを収容している。本例の筐体１０の形状は、直方体であるがこれに限定されない。筐体１０は、搭載されるコントローラに応じて埋め込み可能な形状を有する。
　操作部１５は、上下左右に操作することができる突起状の部材である。操作部１５は、操作によって任意の方向に傾倒することができる。操作部１５は、傾倒動作に応じて、磁石移動部３０によって磁石２０を操作する。操作部１５は、ＸＹ平面に対応する上下左右の傾倒動作に加えて、Ｚ軸方向に押込まれてもよい。一例において、操作部１５の材料は、絶縁樹脂である。
　磁石２０は、第１極２１および第２極２２を有し、予め定められた大きさの磁場を発生する。本例では、第１極２１がＳ極であり、第２極２２がＮ極である。磁石２０は、ネオジウム磁石またはフェライト磁石などの磁石であってよい。磁石２０は、磁石移動部３０の端部に固定されている。本例では、センサ４０と近い位置に第１極２１が配置され、センサ４０から離れた位置に第２極２２が配置されているが、第１極２１および第２極２２はこれと逆に配置されてもよい。本例の磁石２０の形状は、直方体であるがこれに限定されない。
　第１極２１および第２極２２は、ＸＹ平面内の予め定められた方向に配列される。第１極２１および第２極２２は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に配列されてよい。なお、第１極２１および第２極２２は、Ｚ軸方向に配列されてもよい。Ｘ軸方向は、第１方向の一例であり、Ｙ軸方向は、第２方向の一例である。
　磁石移動部３０は、操作部１５による操作と連動して磁石２０を移動させる。本例の磁石移動部３０は、操作部１５の傾きに応じた方向および位置に、磁石２０を移動させる。本例の磁石移動部３０は、操作部１５の傾倒動作を磁石２０のＸＹ平面内の動きに変換するスライダとして機能する。
　センサ４０は、磁石２０が発生した磁場を検出する。本例のセンサ４０は、磁石２０の動きに応じた磁場の変化を磁場データとして出力する。センサ４０が出力した磁場データを処理することにより、磁石２０の動きを検出できる。センサ４０は、３軸の磁場を検出可能な３軸磁気センサであってよいし、１軸または２軸の磁気センサであってよい。本例のセンサ４０は、筐体１０の底面に配置されているが、筐体１０の底面よりも上方に配置されてよい。センサ４０を筐体１０の底面に配置すると、筐体１０の側面に配置する場合よりも実装時の作業性が改善しやすくなる。
　図１Ｂは、入力装置１００の上面図の一例を示す。操作部１５の形状は、上面視において、略円形である。本例の操作部１５は、指で操作されるのに適した形状を有するが、操作部１５の形状は本例に限られない。中心Ｃ１は、操作部１５の基準位置における中心位置を指す。操作部１５の基準位置とは、傾倒されていない状態の操作部１５の位置である。操作部１５の中心Ｃ１は、筐体１０のＸＹ平面における中心と一致するように配置されてもよいし、筐体１０のＸＹ平面における中心からずれて配置されてもよい。
　図２Ａは、操作部１５が傾倒した状態での入力装置１００の側面図の一例を示す。本例の入力装置１００は、操作部１５がＸ軸方向の負側に傾倒した状態を示している。操作部１５がＸ軸方向の負側に傾倒することにより、磁石２０がＸ軸方向の正側に移動して、センサ４０と離れる方向にスライドしている。センサ４０は、磁石２０が離れたことにより弱められた磁場の磁場データを取得する。これにより、入力装置１００は、操作部１５がＸ軸方向の負側に傾いていることを知ることができる。
　図２Ｂは、操作部１５が傾倒した状態での入力装置１００の動作の一例を示す。本例の入力装置１００は、操作部１５がＸ軸方向の正側に傾倒した状態を示している。操作部１５がＸ軸方向の正側に傾倒することにより、磁石２０がＸ軸方向の負側に移動して、センサ４０と近づく方向にスライドしている。センサ４０は、磁石２０が近づくことにより強められた磁場の磁場データを取得する。これにより、入力装置１００は、操作部１５がＸ軸方向の正側に傾いていることを知ることができる。
　磁石２０とセンサ４０との距離は、このような操作部１５の傾倒動作によって距離が変化しても、センサ４０によって磁石２０の発生する磁場の変化を検知できるように設定される。磁石２０とセンサ４０との距離は、磁石２０の発生する磁場の大きさまたは入力装置１００に要求される特性、またはセンサ４０の測定レンジ等に応じて適宜調整されてよい。
　本例の入力装置１００は、センサ４０を用いた磁気検出によって操作部１５の傾倒動作に応じた磁場データを検出する非接触式であることから、センサ部と可動部は非接触であり、両部間での機械的な摩耗が発生しない。また、磁気データを検出する構成は埃や水の影響を受けにくい耐塵性および耐水性をもつため、例えば可動部を滑らかに動かすための潤滑剤等を注入しても問題ない。なお、本例では、操作部１５がＸ軸方向に傾倒された成分に応じて磁石移動部３０によって磁石２０を移動させる場合について説明したが、Ｙ軸方向等のその他の方向についても同様であってよい。
　図３Ａは、筐体１０の内部の構造を示す入力装置１００の上面図である。本例の入力装置１００は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に移動する２つの磁石２０の動きを１つのセンサ４０で検出する。本例の入力装置１００は、２つの磁石２０ａおよび磁石２０ｂと、２つの磁石移動部３０ａおよび磁石移動部３０ｂとを備える。磁石２０ａは、第１磁石の一例である。磁石２０ｂは、第２磁石の一例である。本例の入力装置１００は、検知部５０を備える。
　筐体１０は、ＸＹ平面において、略正方形の形状を有する。筐体１０の中心付近に設けられた操作部１５の周囲に、磁石２０、磁石移動部３０、センサ４０および検知部５０が配置されている。筐体１０内のレイアウトは、本例に限定されず、センサ４０または検知部５０を外部に接続するための配線等を考慮して変更されてよい。
　磁石移動部３０ａは、ＸＹ平面において、Ｘ軸方向に磁石２０ａを移動させる。本例の磁石移動部３０ａは、操作部１５のＸ軸方向の動きと連動して磁石２０ａをＸ軸方向にスライドさせる。本例の磁石移動部３０ａは、操作部１５の中心Ｃ１よりも筐体１０のＹ軸方向の正側の辺に沿って配置される。
　磁石移動部３０ｂは、ＸＹ平面において、Ｙ軸方向に磁石２０ｂを移動させる。本例の磁石移動部３０ｂは、操作部１５のＹ軸方向の動きと連動して磁石２０ｂをＹ軸方向にスライドさせる。本例の磁石移動部３０ｂは、操作部１５の中心Ｃ１よりも筐体１０のＸ軸方向の負側の辺に沿って配置される。
　本例では、第１方向（即ち、Ｘ軸方向）と第２方向（即ち、Ｙ軸方向）は、第１平面（即ち、ＸＹ平面）において直交している。但し、第１平面において、第１方向および第２方向がなす角度は、鋭角であってもよく、鈍角であってもよい。このような場合であっても、センサ４０の磁場データの処理の方法を変えることにより、磁場データから操作部１５の状態を取得することができる。
　センサ４０は、磁石２０ａおよび磁石２０ｂに共通に設けられる。即ち、本例のセンサ４０は、磁石２０ａの位置に応じた磁場と、磁石２０ｂの位置に応じた磁場をそれぞれ検出する。センサ４０は、磁石移動部３０ａのＸ軸方向の負側であって、磁石移動部３０ｂのＹ軸方向の正側に設けられる。例えば、センサ４０は、Ｘ軸方向における磁場の変化から磁石２０ａの位置を検出して、Ｙ軸方向における磁場の変化から磁石２０ｂの位置を検出する。
　本例のセンサ４０は、上面視において、磁石２０ａが移動する第１方向と、磁石２０ｂが移動する第２方向との交点Ｐ１に設けられる。センサ４０は、上面視において、交点Ｐ１を中心に配置されてもよいし、交点Ｐ１を少なくとも含むように配置されてもよい。本例の入力装置１００は、センサ４０を複数の磁石２０に対して共通に設けることで、入力装置１００の小型化を実現することができる。
　また、本例のセンサ４０は、上面視において、磁石２０が移動する領域と異なる領域に設けられている。センサ４０は、上面視において、操作部１５の真下に設けられず、中心Ｃ１からＸＹ平面にてずれた位置に設けられる。したがって、入力装置１００は、操作部１５のＺ軸方向の押し込み動作の影響を受けにくくなる。これにより、本例の入力装置１００は、Ｚ軸方向における押し込み動作以上の厚みを確保する必要がないので、薄型化することができる。一方、操作部１５の中心Ｃ１の下方にセンサを設ける場合、操作部１５のＺ軸方向の押し込み動作の影響を受ける恐れがあり、薄型化が困難である。
　検知部５０は、操作部１５の押し込み動作に対応するＺ軸方向の成分を検知する。例えば、検知部５０は、プッシュ検知用のタクトスイッチを備え、押し込み動作に応じた検出データを出力する。操作部１５の押し込み動作を検出しない場合は、検知部５０を省略してもよい。検知部５０からの検出データは、センサ４０の磁場データの処理部と同一の処理部で処理されてもよい。
　なお、本例の磁石２０ａでは、センサ４０と近い位置に第１極２１ａが配置され、センサ４０から離れた位置に第２極２２ａが配置されている。また、本例の磁石２０ｂでは、センサ４０と近い位置に第２極２２ｂが配置され、センサ４０から離れた位置に第１極２１ｂが配置されている。即ち、本例の入力装置１００では、磁石２０がセンサ４０に近づいたときに互いに引き寄せ合う引力配置であるが、後述する斥力配置であってもよい。
　図３Ｂは、入力装置１００の動作の一例を示す。操作部１５の操作に応じた磁石２０の位置の変化の様子を示している。操作部１５が基準位置にある場合、磁石２０ａおよび磁石２０ｂもそれぞれの基準位置に配置されている。操作部１５が傾倒されると、操作部１５の傾倒に連動して磁石２０の位置が変化する。例えば、操作部１５がＸ軸方向の正側に傾倒されると、磁石２０ａがＸ軸方向の負側に移動する。また、操作部１５がＹ軸方向の正側に傾倒されると、磁石２０ｂがＹ軸方向の負側に移動する。
　なお、本例では、操作部１５がＸ軸方向またはＹ軸方向のいずれかに傾倒された場合について図示しているが、操作部１５がＸ軸方向およびＹ軸方向に対して斜めに傾倒されてよい。この場合も同様に、Ｘ軸方向の成分とＹ軸方向の成分のそれぞれに応じて、磁石２０ａおよび磁石２０ｂが移動して、操作部１５の操作を検知することができる。
　図４は、３軸の磁場を検出可能なセンサ４０の一例を示す。本例のセンサ４０は、３軸の磁場を検出するための３軸磁気センサとして機能する。センサ４０は、ＸＹ平面内の少なくとも２軸の磁場を検出すれば、操作部１５による２次元での操作に応じた磁場データを取得できる。そのため、センサ４０が３軸磁気センサの場合、２軸を操作部１５の操作の検出に使用して、残りの軸を外乱検出用などの他の用途に使用することができる。なお、センサ４０は、１軸の磁場を検出する１軸磁気センサを２つ含む構成でもよいし、２軸の磁場を検出する２軸磁気センサを１つ含む構成であってもよい。
　図５Ａは、入力装置１００の変形例を示す。本例の入力装置１００は、２つのセンサ４０ａおよびセンサ４０ｂを備える点で図３Ａの実施例と相違する。本例の入力装置１００は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に移動する２つの磁石２０の動きを２つのセンサ４０で検出する。
　センサ４０ａは、磁石移動部３０ａのＸ軸方向の正側に設けられ、磁石２０ａの位置に応じた磁場の変化を検出する。センサ４０ａは、磁石２０ａの位置に応じた磁場の変化を検出するための１軸センサであってもよいし、多軸センサであってもよい。センサ４０ａは、磁石２０ａの磁場を検出するための第１センサの一例である。
　センサ４０ｂは、磁石移動部３０ｂのＹ軸方向の負側に設けられ、磁石２０ｂの位置に応じた磁場の変化を検出する。センサ４０ｂは、磁石２０ｂの位置に応じた磁場の変化を検出するための１軸センサであってもよいし、多軸センサであってもよい。センサ４０ｂは、磁石２０ｂの磁場を検出するための第２センサの一例である。
　本例のセンサ４０ａおよびセンサ４０ｂは、上面視において、磁石２０ａまたは磁石２０ｂが移動する領域と異なる領域に設けられている。また、センサ４０ａおよびセンサ４０ｂは、上面視において、操作部１５の中心Ｃ１に対して非対称な位置にそれぞれ設けられる。即ち、センサ４０ａおよびセンサ４０ｂは、操作部１５の中心Ｃ１の下方に設けられていない。これにより、入力装置１００の薄型化を実現することができる。
　また、本例の複数の磁石２０は、上面視において、互いに離れた位置に設けられている。したがって、本例の入力装置１００は、磁石２０同士の引力および斥力の影響を小さくして、操作部１５による操作感への影響を抑制することができる。
　図５Ｂは、入力装置１００の変形例を示す。本例の入力装置１００は、２つのセンサ４０ａおよびセンサ４０ｂの位置が図５Ａの実施例と相違する。
　センサ４０ａは、移動する磁石２０ａの側方に配置される。本例のセンサ４０ａは、磁石２０ａがＸ軸方向に移動する場合に、磁石２０ａよりもＹ軸方向の負側に配置される。即ち、センサ４０ａは、磁石移動部３０ａよりもＹ軸方向の負側に配置される。
　同様に、センサ４０ｂは、移動する磁石２０ｂの側方に配置される。本例のセンサ４０ｂは、磁石２０ｂがＹ軸方向に移動する場合に、磁石２０ｂよりもＸ軸方向の正側に配置される。即ち、センサ４０ｂは、磁石移動部３０ｂよりもＸ軸方向の正側に配置される。これにより、磁石２０のストロークを長くすることができ、入力装置１００のレイアウトの自由度が高くなり、入力装置１００の小型化を実現しやすくなる。
　図５Ｃは、入力装置１００の変形例を示す。本例の入力装置１００は、１つのセンサ４０と、センサ４０の外周に設けられた１つの磁石２０を備える。本例の入力装置１００は、ＸＹ平面内を移動する１つの磁石２０の動きを１つのセンサ４０で検出する。
　本例のセンサ４０は、上面視において、磁石２０が移動する領域と異なる領域に設けられている。センサ４０は、上面視において、操作部１５の近傍に設けられているが、これに限定されない。本例のセンサ４０は、上面視において、磁石２０が配置される予め定められた円Ｃ２の近傍に設けられている。
　磁石２０は、上面視において、予め定められた円Ｃ２内に設けられる。本例の磁石２０は、操作部１５の傾倒動作に応じて円Ｃ２の外周およびその内側を移動する。但し、磁石２０は、円Ｃ２から逸れて、ＸＹ平面内の任意の領域で移動してもよい。なお、本例の磁石移動部３０は不図示である。本例の入力装置１００は、磁石２０およびセンサ４０を１つずつ備えることによって、操作部１５の動きを検知することができる。
　図５Ｄは、入力装置１００の変形例を示す。本例の入力装置１００は、２つのセンサ４０ａおよびセンサ４０ｂと、１つの磁石２０を備える。本例の入力装置１００は、ＸＹ平面内を移動する１つの磁石２０の動きを２つのセンサ４０ａおよびセンサ４０ｂで検出する。
　磁石２０は、上面視において、予め定められた円Ｃ２内を移動するように配置される。本例の磁石２０は、操作部１５の傾倒動作に応じて円Ｃ２の外周およびその内側を移動する。本例の磁石２０は、ＸＹ平面内の予め定められた方向に配列された第１極２１および第２極２２を備える。
　センサ４０ａおよびセンサ４０ｂは、上面視において、磁石２０が移動する円Ｃ２の外側に配置される。本例のセンサ４０ａは磁石２０が移動する円Ｃ２のＸ軸方向の正側に設けられ、センサ４０ｂは磁石２０が移動する円Ｃ２のＹ軸方向の負側に設けられる。これにより、磁石２０の位置に応じた２軸の磁場の変化を検出することができる。センサ４０ａおよびセンサ４０ｂの位置は、磁石２０の磁場を検出可能な位置であれば本例に限られない。
　このように、入力装置１００は、磁石２０およびセンサ４０の個数と位置を任意に決定できるので、レイアウトの自由度が高く、小型化を実現しやすい。入力装置１００に実装するセンサ４０の個数を少なくすることにより、簡潔な配線を実現して、実装時の作業性を改善することができる。また、入力装置１００の内部構造を簡潔にすることで実装誤差を小さくできる。
　図６Ａは、入力装置１００の変形例を示す断面図である。本例では、磁石２０とセンサ４０の高さが重なるように調整されている。
　センサ４０は、Ｚ軸方向において、磁石２０と同一の高さに配置される。同一の高さとは、Ｚ軸方向において、磁石２０およびセンサ４０の少なくとも１部が重複することを指してよい。本例の磁石２０およびセンサ４０は、Ｚ軸方向の中心が一致するように、高さが調整されている。磁石２０とセンサ４０のＺ軸方向の高さを揃えることにより、磁石２０が移動してもセンサ４０においてＺ軸方向に入力される磁場が変化しにくくなる。これにより、入力装置１００は、Ｚ軸方向における磁場を検出することによる外乱検知の精度を向上することができる。
　図６Ｂは、入力装置１００の変形例を示す断面図である。本例では、センサ４０の上方に磁場発生部６０が配置されている。
　磁場発生部６０は、第１極６１および第２極６２を有し、予め定められた大きさの磁場を発生する。本例では、第１極６１がＳ極であり、第２極６２がＮ極である。本例の磁場発生部６０は、筐体１０の上方に固定されており、センサ４０に予め定められた強度の磁場を印加する。本例の磁場発生部６０の形状は、直方体であるがこれに限定されない。
　本例では、センサ４０と近い位置に第１極６１が配置され、センサ４０から離れた位置に第２極６２が配置されているが、第１極６１および第２極６２はこれと逆に配置されてもよい。つまり、磁場発生部６０は、センサ４０に対してＺ軸方向に磁場を印加できればよく、その着磁方向は限定されない。
　図６Ｃは、入力装置１００の変形例を示す上面図である。図６Ｃにおいて、磁場発生部６０はセンサ４０の直上に配置されているが、必ずしも直上に配置される必要はない。磁場発生部６０の位置は、センサ４０の上方であってよく、上面視においてセンサ４０と一部重なる位置であってよい。
　磁場発生部６０の位置は、例えば、入力装置１００の他の構成要素の配置位置に応じて、またはセンサ４０のＸ、Ｙ軸方向に印加したい磁場の強度に応じて、またはセンサ４０の測定レンジに応じて、Ｘ、ＹおよびＺ軸方向にずらして配置してよい。磁場発生部６０は固定磁石であるため、磁石可動部が不要であり、薄さの制限もない。よって、筐体１０の薄型化に影響を及ぼさない範囲で追加可能である。
　ところで、磁石の温度が変化した場合、その残留磁束密度が変化することが知られている。したがって、筐体１０内の温度が変化した場合、磁石２０がセンサ４０に印加する磁場の大きさが変化し、検出される操作部１５の位置座標がずれるといった課題が生じる。本例の入力装置１００は、磁場発生部６０を用いてセンサ４０に対しＺ軸方向に磁場を印加することで、温度が変化した際に磁場データを補正することができる。
　図６Ｂおよび図６Ｃに示した状況において、センサ４０が受けるＸ軸方向の磁場をＢｘ、Ｚ軸方向の磁場をＢｚとすると、ＢｘおよびＢｚは以下の式１で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｂｘ（２０）およびＢｘ（６０）はそれぞれ磁石２０および磁場発生部６０がセンサ４０に与えるＸ軸方向の磁場の大きさであり、Ｂｚ（６０）は磁場発生部６０がセンサ４０に与えるＺ軸方向の磁場の大きさである。図６Ｂに示した状況では磁石２０とセンサ４０はＺ軸方向において同じ高さにあるので、磁石２０はセンサ４０に対してＺ軸方向の磁場を与えない。各軸の比を取ることで、以下の式２を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　温度がΔＴ変化した場合、磁場の大きさは温度に線形に変化するので、式２は以下の式３のように変形される。ここで、α２０およびβ２０は磁石２０の磁石材料によって決まる係数であり、α６０およびβ６０は磁場発生部６０の磁石材料によって決まる係数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ここで、磁石２０と磁場発生部６０の材料が同じであればα２０＝α６０かつβ２０＝β６０となり、式３は以下の式４のように変形できる。式４はΔＴを含まないので、磁場発生部６０を用いてＺ軸方向の磁場を印加することにより、磁石２０の温度特性による位置座標ずれを防ぐことができることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　本例では、磁石２０と磁場発生部６０とで同一材料の磁石が用いられているが、同一材料でなくても、α２０＝α６０かつβ２０＝β６０であればよい。即ち、磁石２０と磁場発生部６０とが同一の温度特性を有していればよい。
　温度特性が同一である磁場発生部６０がセンサ４０に印加する磁場を基準として、上述の計算により、センサ４０により出力される磁場データを補正することができる。これにより、検出される操作部１５の位置座標が、磁石２０の温度特性によりずれることを防ぐことができる。
　ここまでは磁石２０とセンサ４０のＺ軸方向における高さが一致している場合について説明したが、磁石２０は、Ｚ軸方向において、センサ４０と異なる高さであってもよい。
　磁石２０とセンサ４０とがＺ軸方向において異なる高さにある場合、磁場発生部６０がセンサ４０に印加する磁場の大きさは、磁石２０がセンサ４０に印加する磁場の大きさより大きくてよい。即ち、磁石２０がＺ軸方向においてセンサ４０に印加する磁場の大きさをＢｚ（２０）とするとき、Ｂｚ（６０）はＢｚ（２０）より大きくてよい。
　また、磁場発生部６０とセンサ４０との間の距離は、磁石２０とセンサ４０とが最近接した場合の距離より小さくてよい。これにより、磁場発生部６０がセンサ４０に印加する磁場の大きさを、磁石２０がセンサ４０に印加する磁場の大きさよりも大きくできる。より具体的には、後述するが、一例において交点Ｐ１から磁石２０までの距離の最小値は２．５ｍｍであるから、センサ４０の上面から磁場発生部６０の底面までの距離を２．５ｍｍ未満とすることで、Ｂｚ（６０）をＢｚ（２０）より大きくできる。
　磁石２０とセンサ４０のＺ軸方向の中心が一致していない場合、磁石２０はセンサ４０に対してＺ軸方向の磁場を与えることになるので、上記式２は以下の式５のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　式２では右辺の変数はＢｘ（２０）のみであったのに対し、式５ではＢｚ（２０）という変数が加わるので、計算が煩雑になる。そこで、例えば、磁場発生部６０及び磁石２０の配置を調節すること等により、Ｂｚ（６０）をＢｚ（２０）よりも大きくすることで、上記式５は以下の式６のように近似することができ、結果として上記式４のように扱うことが可能になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　図６Ｄは、入力装置１００による外乱検知方法の一例を示す。本例の入力装置１００は、磁束密度（ｍＴ）の予め定められた閾値Ｂ１および閾値Ｂ２を設定しておき、検出したＺ軸方向の磁場が閾値Ｂ１から閾値Ｂ２までの範囲を超えた場合に外乱を検知したと判断する。入力装置１００は、磁石２０とセンサ４０の高さを揃えることにより、磁石２０の移動によるＺ軸方向の磁束密度への影響を抑制しやすくなる。これにより、外乱検知の精度を向上することができる。
　閾値Ｂ１は、操作部１５を予め定められたパターンで操作した場合にセンサ４０に印加される磁場の最小値から地磁気相当の磁場を引いたものであってよい。閾値Ｂ２は、操作部１５を予め定められたパターンで操作した場合にセンサ４０に印加される磁場の最大値に地磁気相当の磁場を足したものであってよい。また最大値・最小値から差し引きする値は、地磁気による磁束密度よりも余裕を持たせた値でもよい。これにより、磁石２０によって磁化された金属部品（例えば、バネ）によって発生する磁場の影響を抑制できる。また、実装誤差に起因する、磁石２０の移動によって発生する磁場の影響を抑制できる。例えば、閾値Ｂ１および閾値Ｂ２は、それぞれ－５００μＴと、＋５００μＴである。
　図６Ｅは、閾値設定方法のフローチャートの一例を示す。本例のフローチャートは、通常処理状態において外乱検知をするための閾値を設定するための処理の一例である。ステップＳ１００において、磁場データの取得を開始する。磁場データの取得は、入力装置１００の内部に設けられた処理部で実行されてもよいし、入力装置１００の外部に設けられた処理部で実行されてもよい。
　ステップＳ１０２において、操作部１５を予め定められたパターンで操作する。例えば、操作部１５の外周を一周するように操作する。また、「スティックを真上に倒して、５秒かけて時計回りにゆっくりと回してください。」といった案内を表示してユーザに予め定められたパターンで操作部１５を操作させてよい。
　ステップＳ１０４において、ステップＳ１０２で取得した磁場データに基づいて、閾値を設定する。ステップＳ１０４において、ステップＳ１０２で取得した磁場データから最大値および最小値を抽出してよい。一例において、閾値は、ステップＳ１０２で取得した磁場データの最大値および最小値と、地磁気とに基づいて設定される。例えば、ステップＳ１０２で取得した磁場データの最小値から地磁気相当の磁場を引いたものを閾値Ｂ１に、最大値に地磁気相当の磁場を足したものを閾値Ｂ２に設定する。これにより、通常動作時の磁石２０の移動による外乱の誤検知を回避することができる。なお、本例の閾値設定方法は、入力装置１００の製造時に実行されてもよいし、入力装置１００がコントローラに実装された後に実行されてもよいし、入力装置１００を使用するユーザによって実行されてもよい。例えば、入力装置１００の工場出荷時に閾値を設定した後に、ユーザが閾値を再設定してもよい。
　図６Ｆは、磁場データを処理するための動作フローチャートの一例を示す。ステップＳ２００において、処理部が磁場データを取得する。ステップＳ２００では、通常処理状態での磁場データを取得してよい。通常処理状態とは、例えば入力装置１００がゲームのコントローラの場合、入力装置１００を用いてゲームをプレイしている状態を指す。ステップＳ２０２において、磁場が閾値を超えた否かを判断する。ステップＳ２０２では、ステップＳ１０４で設定された閾値を用いてもよい。磁場が閾値を超えた場合はステップＳ２０４でエラー処理を実行して、磁場が閾値を超えていない場合はステップＳ２０６で通常処理を継続する。エラー処理は、閾値を超えた磁場データを採用しない処理であってもよく、ユーザに外乱を検知したことを通知する処理であってもよい。このように、センサ４０に３軸磁気センサを用いて外乱検知することにより、外乱のエラー処理を実現できる。
　図７Ａは、センサ４０の正常動作を確認するシステムの動作フローチャートである。ステップＳ３００において、処理部がセンサ４０との通信を開始する。ステップＳ３１０において、処理部とセンサ４０との通信が正常か否かを判断する。通信が正常の場合、ステップＳ３２０において、処理部がセンサ４０から磁場データを取得する。通信が正常でない場合、動作異常を報告する。ステップＳ３２０の具体的な磁場データの判断方法については後述する。
　ステップＳ３３０において、磁場データが正常か否かを判断して、磁場データが正常の場合に確認を終了して、磁場データが正常でない場合、動作異常を報告する。これにより、入力装置１００は、磁石２０およびセンサ４０が正しく配置されており、センサ４０が正常に動作していることを確認することができる。
　なお、ステップＳ３１０における通信が正常か否かの判断は、処理部と入力装置１００との間における認証動作によって実行されてよい。例えば、処理部は、スレーブアドレスでセンサ４０を指定して、特定のレジスタ（デバイスＩＤ）の読み出し値を判定する。処理部は、デバイスＩＤの読み出し値を判定した後に、自己診断機能（即ち、セルフテスト）を実行して、その結果に基づいて通信が正常であるか否かを判断してよい。
　図７Ｂは、磁場データを取得する動作フローチャートの一例を示す。本例の動作フローチャートは、ステップＳ３２０において磁場データが正常か否かを判断するための具体的な方法を示す。
　ステップＳ３２２において、操作部１５を予め定められたパターンで操作する。処理部は、ユーザに予め定められたパターンで操作するように指示を出してもよい。ステップＳ３２４において、磁石２０の向きに異常がないかを判断する。磁石２０の向きに異常がある場合、磁場データに異常ありと判定し、磁石２０の向きに異常がない場合、ステップＳ３２６で磁石２０の強度に異常がないかを判断する。磁石２０の強度に異常がある場合、磁場データに異常ありと判定し、磁石２０の強度に異常がない場合、ステップＳ３２８で入力装置１００の実装誤差が許容範囲であるか否かを判断する。実装誤差が許容範囲でない場合、磁場データに異常ありと判定し、実装誤差が許容範囲である場合、正常であると判定する。ステップＳ３２４～ステップＳ３２８では、ステップＳ３２２の操作で得られる磁場出力の大きさ、磁場出力の極性、または磁場出力の歪の少なくとも１つを用いて、各ステップの判定をする。なお、ステップＳ３２４～ステップＳ３２８を実行する順序は、適宜入れ替えられてもよい。ステップＳ３２２の後に、ステップＳ３２４～ステップＳ３２８の少なくとも１つが実行されてもよい。
　図８は、磁石２０を斥力配置にした場合の入力装置１００の一例である。本例の入力装置１００は、図３Ａの実施例と基本的な構成が同じである。
　入力装置１００は、磁石２０ａおよび磁石２０ｂがセンサ４０に近づいた場合に、互いに反発し合うように極性が配置されている。このように、磁石２０ａおよび磁石２０ｂが反発し合う斥力配置の場合、２つの磁石間の斥力が操作部１５を基準位置に戻す方向に働く。操作部１５を基準位置に戻す方向には、バネによる基準位置への復帰力が加えられているので、ユーザは磁石２０どうしの反発力を実感しにくくなる。
　一方、磁石２０が互いに引き合う引力配置の場合、引力はバネによる基準位置への復帰力を打ち消す方向に働くので、ユーザは、特定の方向に操作部１５を倒したときだけ操作部１５の戻りが悪いといった印象を受ける場合がある。よって、磁石２０を反発し合う配置にすることで、入力装置１００の操作感が向上しやすくなる。
　また、引力配置の場合、磁石移動部３０に対してそれぞれ逆向きに磁石２０を取り付ける必要があるのに対して、斥力配置の場合、磁石移動部３０に対して同じ向きに磁石２０取り付ければよい。よって、斥力配置では、磁石移動部３０ａおよび磁石移動部３０ｂに対して、同一の部材を使いまわすことができるので、量産性を高めることができる。
　図９Ａは、センサ４０の近傍の拡大図の一例を示す。本例では、入力装置１００のレイアウトの設計方法の一例を示す。
　距離Ｌは、Ｘ軸方向またはＹ軸方向における、交点Ｐ１と中心Ｃ１との間の距離である。特に、距離Ｌａは、Ｘ軸方向における交点Ｐ１と中心Ｃ１との間の距離を示す。距離Ｌｂは、Ｙ軸方向における交点Ｐ１と中心Ｃ１との間の距離を示す。磁石移動部３０は、距離Ｌの範囲内で磁石２０を移動させてよい。一例において、距離Ｌは、５ｍｍ以上、８ｍｍ以下である。本例の距離Ｌａは、距離Ｌｂと同一であるが、異なっていてもよい。
　幅Ｗは、磁石２０が移動する方向における磁石２０の幅である。即ち、幅Ｗは、磁石２０の１辺に対応する。特に、幅Ｗａは、磁石２０ａのＸ軸方向における幅を示す。幅Ｗｂは、磁石２０ｂのＹ軸方向における幅を示す。磁石２０は、距離Ｌの１０％以上、５０％以下の長さの辺を有してよい。一例において、磁石２０は、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の辺を有する。本例の幅Ｗ１は、２ｍｍである。本例の幅Ｗａは、幅Ｗｂと同一であるが、異なっていてもよい。磁石２０の体積は、例えば、８ｍｍ３である。
　距離Ｄは、交点Ｐ１と磁石２０との間の距離を示す。距離Ｄは、磁石２０の位置に応じて変化する。距離Ｄｍｉｎは、距離Ｄの最小距離であり、距離Ｄｍａｘは、距離Ｄの最大距離である。一例において、距離Ｄｍｉｎが２．５ｍｍであり、距離Ｄｍａｘは４．５ｍｍである。
　ここで、人間が指を動かしたと感知できる最小の長さがおよそ０．１ｍｍである。入力装置１００が０．１ｍｍを感知しようとすると、操作部１５のおよそ６ｍｍのストロークＳ１をおよそ６０分割する必要がある。即ち、操作部１５と連動する磁石２０のストロークＳ１をおよそ６０分割する必要がある。ストロークＳ１については後述する。一方、地磁気の大きさが３０μＴから６０μＴであり、これが通常動作中になるべく影響しないようにする必要がある。例えば、磁石２０のストロークを予め定められた個数のマスに分割した際に、全てのマスの磁場変化量が６０μＴ以上である必要がある。本例の入力装置１００は、このような条件を満たす距離Ｄとして、２．５ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下に設定した。これにより、使用中の地磁気の影響を抑制することができる。
　図９Ｂは、入力装置１００の断面図を示す。幅Ｗ１は、筐体１０のＸ軸方向における幅を示す。幅Ｗ１は、例えば、１５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下である。高さＨは、筐体１０の底面から操作部１５の上面までの入力装置１００の高さを示す。高さＨは、例えば、１２ｍｍ以上、１６ｍｍ以下である。ストロークＳ１は、操作部１５の傾斜によって操作部１５が移動する最大距離である。本例のストロークＳ１は、操作部１５がＸ軸方向の正側に最も傾斜した場合の位置から、Ｘ軸方向の負側に最も傾斜した場合の位置まで移動した際の操作部１５の頂点の軌跡の距離である。操作部１５は、ＸＹ平面のいずれの方向においても、同一のストロークＳ１を有してよい。
　図１０は、比較例に係る入力装置５００の一例を示す。入力装置５００は、操作部５１５と連結された駆動部５１０をスライドさせて、シート抵抗部５２０と接触した金属電極の接触部５２５を移動させる。駆動部５１０の一端にはシート抵抗部５２０が配置され、他端には電極５３０が配置されている。これにより、入力装置５００は、操作部５１５の傾きに応じた出力電圧を出力する。
　しかしながら、入力装置５００では、シート抵抗部５２０と接触部５２５との接触によって、シート抵抗部５２０の表面５２２が摩耗して入力装置５００の出力が不安定となる場合がある。入力装置５００の出力が不安定となると、入力装置５００を搭載したコントローラの誤動作する場合がある。
　図１１は、コントローラ２００の構成の一例を示す。本例のコントローラ２００は、２つの入力装置１００ａおよび入力装置１００ｂを備える。但し、入力装置１００の個数はこれに限定されない。例えば、ユーザは、操作部１５ａおよび操作部１５ｂをそれぞれ親指で操作して、テレビゲームをプレイすることができる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０・・・筐体、１５・・・操作部、２０・・・磁石、２１・・・第１極、２２・・・第２極、３０・・・磁石移動部、４０・・・センサ、５０・・・検知部、６０・・・磁場発生部、６１・・・第１極、６２・・・第２極、１００・・・入力装置、２００・・・コントローラ、５００・・・入力装置、５１０・・・駆動部、５１５・・・操作部、５２０・・・シート抵抗部、５２２・・・表面、５２５・・・接触部、５３０・・・電極

Claims (20)

  1. 　磁場を発生する磁石と、
    　前記磁石が発生した磁場を検出するためのセンサと、
    　予め定められた第１平面において、前記磁石の位置を移動させるための磁石移動部と
    　を備え、
    　前記磁石は、第１磁石および第２磁石を含み、
    　前記センサは、前記第１平面に対する上面視において、前記磁石が移動する領域と異なる領域に設けられ、
    　前記磁石移動部は、前記第１平面において、予め定められた第１方向に前記第１磁石を移動させ、前記第１平面において、前記第１方向と異なる第２方向に前記第２磁石を移動させるように構成され、
    　前記第１方向および前記第２方向は、前記第１平面において直交し、
    　前記センサは、前記第１磁石および前記第２磁石に共通に設けられる
    　入力装置。
  2. 　前記センサは、上面視において、前記第１方向と前記第２方向との交点に設けられる
    　請求項１に記載の入力装置。
  3. 　前記第１磁石の前記センサ側に配置された極性は、前記第２磁石の前記センサ側に配置された極性と同一である
    　請求項２に記載の入力装置。
  4. 　前記センサは、
    　前記第１磁石の磁場を検出するための第１センサと、
    　前記第２磁石の磁場を検出するための第２センサと
    　を含む請求項１に記載の入力装置。
  5. 　前記磁石は、第１極および第２極を含み、
    　前記第１極および前記第２極は、前記第１平面内の予め定められた方向に配列される
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の入力装置。
  6. 　前記磁石移動部によって前記磁石を操作するための操作部を備え、
    　前記磁石移動部は、前記操作部による操作と連動して前記磁石を移動させる
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の入力装置。
  7. 　前記磁石移動部は、前記第１磁石が移動する第１方向と前記第２磁石が移動する第２方向との交点と、操作部の上面視における中心との間の距離Ｌの範囲内で前記磁石を移動させる
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の入力装置。
  8. 　前記磁石が移動する方向における前記磁石の幅は、前記距離Ｌの１０％以上、５０％以下の長さである
    　請求項７に記載の入力装置。
  9. 　前記磁石が移動する方向における前記磁石の幅は、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下である
    　請求項１から８のいずれか一項に記載の入力装置。
  10. 　前記センサは、上面視において、操作部の中心に対してずれた位置に設けられる
    　請求項６から９のいずれか一項に記載の入力装置。
  11. 　前記センサは、３軸の磁場を検出可能な３軸磁気センサである
    　請求項１から９のいずれか一項に記載の入力装置。
  12. 　前記センサは、前記第１平面と直交する高さ方向において、前記磁石と同一の高さに配置される
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載の入力装置。
  13. 　前記センサは、前記第１平面と直交する高さ方向において、前記磁石と少なくとも一部が重複する
    　請求項１から１２のいずれか一項に記載の入力装置。
  14. 　前記磁石および前記センサは、前記第１平面と直交する高さ方向において、中心が一致する
    　請求項１から１３のいずれか一項に記載の入力装置。
  15. 　前記第１平面に対する側面視において、前記センサの上方に設けられた磁場発生部を更に備える
    　請求項１から１４のいずれか一項に記載の入力装置。
  16. 　前記磁場発生部の材料は、前記磁石の材料と同一である
    　請求項１５に記載の入力装置。
  17. 　前記磁場発生部が前記センサに印加する磁場は、前記磁石が前記センサに印加する磁場より大きい
    　請求項１５または１６に記載の入力装置。
  18. 　前記磁場発生部と前記センサとの間の距離は、前記磁石と前記センサとが最近接した場合の距離より小さい
    　請求項１５から１７のいずれか一項に記載の入力装置。
  19. 　請求項１から１８のいずれか一項に記載の入力装置を備えた
    　コントローラ。
  20. 　操作部の操作に応じて移動する磁石と、前記磁石が発生した磁場を検出するためのセンサとを備える入力装置のエラー検知方法であって、
    　前記操作部を予め定められたパターンで操作する段階と、
    　前記予め定められたパターンに基づいて磁場データを取得する段階と、
    　前記取得した磁場データに基づいて、前記磁石の向きの異常、前記磁石の強度の異常、または前記入力装置の実装誤差が許容範囲であるか否かの少なくとも１つを判定する段階とを備える
    　エラー検知方法。
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