JPH0850532A - 三次元方向ジョイスティック - Google Patents

三次元方向ジョイスティック

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JPH0850532A
JPH0850532A JP6204284A JP20428494A JPH0850532A JP H0850532 A JPH0850532 A JP H0850532A JP 6204284 A JP6204284 A JP 6204284A JP 20428494 A JP20428494 A JP 20428494A JP H0850532 A JPH0850532 A JP H0850532A
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JP
Japan
Prior art keywords
operating rod
pressure
pressing
joystick
dimensional
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6204284A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Kameyama
康之 亀山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 三次元六方向の入力検出が可能なジョイステ
ィックを提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一方向に傾倒操作され、またこの
傾倒方向とは異なる方向に伸張、圧縮操作される操作ロ
ッド1と、前記操作ロッド1が傾倒されたときに押圧さ
れ、その押圧力を感知してその押圧力に相関する信号を
出力する感圧素子10と、前記操作ロッド1を支持し、
前記操作ロッドを、前記傾倒方向とは異なる方向に伸
張、圧縮操作可能にするための弾性支持部6とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲーム機器等の入力装
置として、或いは各種機器等の制御操作装置として用い
られ、操作ロッドの傾倒方向に対応した信号を出力する
ように構成されたジョイスティックに関し、特に、操作
ロッドが三次元の自由度を持つジョイスティックに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のジョイスティックには、特開平5
−134804に記載のように、傾倒操作される操作
ロッドと、この操作ロッドの押圧部を囲むようにx方
向及びy方向にそれぞれ二個ずつ配置されていて、操作
ロッドが傾倒されたときに押圧され、その押圧力に相関
するレベルの信号を出力する圧力センサとを有してお
り、操作ロッドを二次元方向に移動させることで、これ
に対応したx方向及びy方向の信号を出力するよう構成
されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のジ
ョイスティックにおいては、上述のように二次元四方向
にしか操作ロッドを移動させることしかできず、三次元
六方向の入力を検出するためには、x方向及びy方向に
加えて、更にz方向に対応したセンサを押圧部を挟んで
二個配置しなければならず、結果として六個のセンサが
必要であった。このため部品点数が嵩み、装置の小型化
に不適当であると同時にコストがかかるという問題があ
った。
【0004】そこで本発明においては、x方向及びy方
向に配置された計4個の圧力センサにより、三次元六方
向の入力検出が可能なジョイスティックを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る三次元方向ジョイスティックは、少な
くとも一方向に傾倒操作され、またこの傾倒方向とは異
なる方向に伸張、圧縮操作される操作ロッドと、前記操
作ロッドが傾倒されたときに押圧され、その押圧力を感
知してその押圧力に相関する信号を出力する感圧素子
と、前記操作ロッドを支持し、前記操作ロッドを、前記
傾倒方向とは異なる方向に伸張、圧縮操作可能にするた
めの弾性支持部とを有する。また、前記傾倒方向は、任
意の方向でもよい。また、前記伸張、圧縮方向は、前記
傾倒方向と垂直な方向でもよい。
【0006】あるいは、本発明に係るジョイスティック
は、互いに交わる第1、第2の軸方向で規定される平面
内で支点を中心に傾倒される操作ロッドと、前記操作ロ
ッドを前記第1、第2の軸方向に直交する第3の軸方向
に伸縮可能に支持する支持手段と、前記第1の軸方向に
前記操作ロッドを挟んで対向する2つの圧力センサから
なる第1のセンサ対と、前記第2の軸方向に前記操作ロ
ッドを挟んで対向する2つの圧力センサからなる第2の
センサ対と、前記第1、第2のセンサ対の4つ圧力セン
サに前記操作ロッドの傾倒に従った押圧を与える押圧部
とを備える。
【0007】
【作用】本発明に係る三次元方向ジョイスティックにお
いては、前記操作ロッドは前記弾性支持部により固定支
持されており、圧縮、伸張操作及び傾倒操作が可能とな
っている。前記操作ロッドが傾倒操作、または/及び伸
縮操作されると、操作ロッドと連接している押圧部によ
り感圧素子が押圧され、感圧素子がその押圧力を感知し
てその押圧力に相関する信号を出力する。
【0008】あるいは、本発明に係るジョイスティック
は、第1、第2のセンサ対が上記のように配置されてい
るので第1、第2のセンサ対どちらから出力が行われる
かにより操作ロッドが伸びたか縮んだかが判定でき、し
たがって操作ロッドの伸縮方向を含めた三次元方向の動
きを検出できる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例における三次元方
向ジョイスティックの構成を示す概略斜視図である。本
実施例における三次元方向ジョイスティックは、xy方
向に傾倒操作され、z方向に伸張、圧縮操作される操作
ロッド1と、操作ロッド1を操作するための把持部2
と、操作ロッド1に連接し筐体11と操作ロッド1とを
接続しており、弾性部3とスライド4とリンク5とから
成り、z方向に伸縮する弾性結合部6(ここでリンク5
は操作ロッド1を支持し、操作ロッド1が傾倒操作され
るときの円運動の支点となる。)と、操作ロッド1の胴
体部から操作ロッド1と垂直に四方向に伸びている押圧
腕7と、押圧腕7の端部に設置されており、球状弾性体
で構成されている押圧部8と、押圧部8が伸びている四
方向にそれぞれ設置されており、容易に押圧部8と面状
に接触するようになっている座9と、座9の押圧部8に
押圧される部分に取り付けられており、押圧部8からの
押圧力に相関するレベルの信号を出力する感圧素子10
とを備えている。また、押圧腕7の代わりに、操作ロッ
ド1と垂直な面を有するボードを操作ロッド1に取り付
けてその四方の縁に押圧部8を設置してもよい。
【0010】操作ロッド1の機構を更に詳しく説明する
と、本実施例においては互いに直交するxyの軸方向で
規定される平面内で支点を中心に傾倒される操作ロッド
1と、操作ロッド1をxy平面に直交するz軸方向に伸
縮可能に支持する弾性結合部6と、x軸方向に操作ロッ
ド1を挟んで対向する2つの感圧素子10b1 、10b
2 、からなる第1のセンサ対10bと、y軸方向に操作
ロッド1を挟んで対向する2つの感圧素子10a1 、1
0a2 、からなる第2のセンサ対10aと、第1、第2
のセンサ対10b、10aの4つの感圧素子に操作ロッ
ドの傾倒に従った押圧を与える押圧部8とを備え、セン
サ対10aは操作ロッド1がz軸方向の伸びる向きに移
動する場合に押圧部8によって押圧され、縮む向きに移
動する場合に押圧部8からの押圧が解除される位置に配
置され、センサ対10bは操作ロッド1がz軸方向の縮
む向きに移動する場合に押圧部8によって押圧され、伸
る向きに移動する場合に押圧部8からの押圧が解除され
る位置に配置される。
【0011】図2は、図1のジョイスティックをAの方
向から見た概略平面図であり、また図3は、Bの方向か
ら見た概略平面図である。図2を用いて本実施例におけ
るジョイスティックの一動作例を説明する。操作ロッド
1が操作されていない状態のとき、押圧部8はそれぞれ
感圧素子10に軽く接触している。+yの方向に把持部
2を傾倒させると、押圧部8はリンク5を中心とする点
線のような円狐に沿って動き出そうとし、それぞれに矢
印の方向の力が加えられる(ただしα>βとする場
合)。するとこの力を座9の被押圧面と垂直な方向に分
解した力Aが感圧素子10a1 に加えられ、感圧素子1
0a1 からこの力Aに対応するレベルの信号が出力され
る。また、把持部2を+yの方向に傾倒させつつ+z方
向に引っぱると、感圧素子10a1 には、力Aと、+z
方向への力を被押圧面と垂直な方向に分解した力Bとの
合成力A+Bとが加えられ、感圧素子10a2 には、力
Bと力−Aとの合成力B−Aが加えられる。なお、z方
向の伸縮は、例えば1〜2mm程度であり、傾倒角度は
z軸から例えば5〜6度程度である。
【0012】次に、図3を用いて本実施例におけるジョ
イスティックの別の動作例を説明する。把持部2を+x
方向に傾倒させつつ−z方向に押すと、感圧素子10b
2 には、押圧部8の円狐に沿った運動を被押圧面と垂直
な方向に分解した力Aと、−z方向への力を被押圧面と
垂直な方向に分解した力Bとの合成力A+Bが加えら
れ、感圧素子10b1 には、力Bと力−Aとの合成力B
−Aが加えられる。また、把持部2を+yと−xとの中
間の方向に前記と同じ力で傾倒させると、感圧素子10
1 にはA/√2の、感圧素子10b1 にはA/√2の
力がそれぞれ加えられる。ここで、把持部2をy軸に沿
って傾倒させながら+z方向に引っぱる場合、B−A>
0でなければならず、x軸に沿って、傾倒させながら−
z方向に押す場合、B−A>0でなくてはならない。な
ぜならば、例えば+y方向と+z方向に動かしたとき、
B−A=0だとすると、感圧素子10a1 は圧力を感知
せず結果として4個の感圧素子10のうち感圧素子10
2 のみが圧力を感知するので、把持部2が+y方向に
のみ傾倒されz方向の変位は0である場合との判別がで
きないという虞れがあるからである。
【0013】図5は、例えば上述のような各方向への操
作時の、加力方向と、各感圧素子に加えられる力の大き
さとの相関を示す図表である。4つの感圧素子10
1 、10b2 、10a1 、10a2 の出力の組み合わ
せは、全部で26通り存在するが、図5はその組み合わ
せのうちの一部を表したものである。このように、従来
の四次元ジョイスティックにおける感圧素子の出力が8
通りであったのに対し、本発明ではそれに加えてあと1
8通りもの出力が可能であるので、装置の機能が増し、
ゲームにおいては娯楽性が向上する。
【0014】図4は、本発明にかかるジョイスティック
の入力検出の機構を示したブロック図である。押圧部8
から圧力を受けると、感圧素子10の抵抗値が変化し、
これにより感圧素子10の電極に印加された電圧あるい
は電流が変化し、これがx方向乃至z方向の信号として
出力される。感圧素子10の抵抗値は、加えられる圧力
にほぼ比例して変化し、これに応じて電圧あるいは電流
等の信号値が変化する。この抵抗値は電圧変換装置21
に送られるが、電圧変換装置21は、その後の信号処理
を電子装置で可能にするために抵抗値を電圧値に変換す
るものであり、低電流回路と電圧検出回路とからなり、
常に定電流が電圧変換装置21から感圧素子10に流さ
れており電圧検出回路により電圧の変化を検出する。
【0015】その後この電圧値は補正回路22に送ら
れ、ゼロ点や線形性の補正が行われる。ゼロ点の補正と
は、操作ロッド1が操作されていない状態のとき、押圧
部8から加えられている圧力を0とすることであり、線
形性の補正とは、抵抗値は完全には圧力に比例していな
いので、完全に比例するようにすることであり、次のテ
ーブル変換処理を容易にするために行われる。そして補
正をかけられた信号値はA/D変換装置23に送られ、
アナログ信号からデジタル信号へと変換される。そして
このデジタル信号はテーブル変換装置24に送られ、表
のテーブルに従っていずれかの方向を示す信号に変換さ
れ、ゲーム機や電子機器等に送られる。
【0016】図6は、本発明に係るジョイスティックの
概略斜視図である筐体の底面部には、弾性結合部6にあ
たるゴム座が固定されており、ゴム座から操作ロッド1
が延びておりその先端には球状の把持部2が取り付けら
れており、操作ロッド1の胴体部からは、四方向にそれ
ぞれ押圧腕7が延びており、各押圧腕7の先端には、ゴ
ム性球状の押圧部8が取り付けられている。各押圧部8
が位置するあたりには、斜面を有する座9が筐体11に
固定されており、座9の斜面上にはシート状の感圧素子
10が取り付けられており、感圧素子10からは信号線
12が延びており信号線は電圧変換装置21に繋がって
いる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作ロッドを傾倒操作してxyの二次元のみで移動させる
だけでなく、xy面と垂直なz方向に伸張、圧縮操作す
ることにより、感圧素子の個数を増やすことなく三次元
の移動が可能になるので、その分制御の種類を増やすこ
とができ、安価で多機能なゲーム機や電子機器等を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る三次元方向ジョイスティックの構
成を示す概略斜視図である。
【図2】図1のジョイスティックをAの方向から見た概
略平面図である。
【図3】図1のジョイスティックをBの方向から見た概
略平面図である。
【図4】本発明に係る三次元方向ジョイスティックの入
力検出の機構を示したブロック図である。
【図5】テーブル変換装置の持つ、加圧方向と、各感圧
素子に加えられる力の大きさとの相関を示す図表であ
る。
【図6】本発明に係る三次元方向ジョイスティックの構
成の一実施例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1 操作ロッド 2 把持部 3 弾性部 4 スライド 5 リンク 6 弾性結合部 7 押圧腕 8 押圧部 9 座 10 感圧素子 11 筐体 12 信号線 21 電圧変換装置 22 補正回路 23 A/D変換装置 24 テーブル変換装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の方向に傾倒操作され、またこの傾
    倒方向とは異なる方向に伸張、圧縮操作される操作ロッ
    ドと、 前記操作ロッドが傾倒されたときに押圧され、その押圧
    力を感知してその押圧力に相関する信号を出力する感圧
    素子と、 前記操作ロッドを支持し、前記操作ロッドを、前記傾倒
    方向とは異なる方向に伸張、圧縮操作可能にするための
    弾性支持部と、を有することを特徴とする三次元方向ジ
    ョイスティック。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記伸張、圧縮方向
    は、前記傾倒方向と垂直な方向であることを特徴とする
    三次元方向ジョイスティック。
  3. 【請求項3】 互いに交わる第1、第2の軸方向で規定
    される平面内で支点を中心に傾倒される操作ロッドと、 前記操作ロッドを前記第1、第2の軸方向に直交する第
    3の軸方向に伸縮可能に支持する支持手段と、 前記第1の軸方向に前記操作ロッドを挟んで対向する2
    つの圧力センサからなる第1のセンサ対と、 前記第2の軸方向に前記操作ロッドを挟んで対向する2
    つの圧力センサからなる第2のセンサ対と、 前記第1、第2のセンサ対の4つの圧力センサに前記操
    作ロッドの傾倒に従った押圧を与える押圧部とを備え、 前記第1、第2のセンサ対の一方のセンサ対は前記操作
    ロッドが前記第3の軸方向の伸びる向きに移動する場合
    に前記押圧部によって押圧され、縮む向きに移動する場
    合に前記押圧部からの押圧が解除される位置に配置さ
    れ、 前記第1、第2のセンサ対の他方のセンサ対は前記操作
    ロッドが前記第3の軸方向の縮む向きに移動する場合に
    前記押圧部によって押圧され、伸びる向きに移動する場
    合に前記押圧部からの押圧が解除される位置に配置され
    ていることを特徴とする三次元方向ジョイスティック。
JP6204284A 1994-08-05 1994-08-05 三次元方向ジョイスティック Withdrawn JPH0850532A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100446236B1 (ko) * 2001-07-02 2004-08-30 엘지전자 주식회사 비접촉식 3차원 무선 조이스틱
US20110127150A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Jog key of portable terminal and operation method thereof
WO2011104846A1 (ja) * 2010-02-25 2011-09-01 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置

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