JPH09179680A

JPH09179680A - 多方向位置入力装置と多方向位置検出装置

Info

Publication number: JPH09179680A
Application number: JP7349530A
Authority: JP
Inventors: Hideo Goto; 英夫後藤; Manabu Fujita; 学藤田
Original assignee: DATA STREAM KK
Current assignee: DATA STREAM KK
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】光学的に光源の相対回転角を検出することが
できる多方向位置検出装置と、簡単な構成で操作スティ
ックの多方向の偏位を検出することができる多方向位置
入力装置を提供する。【解決手段】光源と光源から発光される放射光を受光
する受光手段を備え、光源と受光手段とをそれぞれ発光
側偏光シートと受光側偏光シートで覆う。発光側偏光シ
ートが光源とともに回動すると、発光側偏光シートと受
光側偏光シートの互いの偏光方向のなす角度が変化し、
これに伴って受光手段の受光量も変化する。この受光量
の変化を検出することによって、光源の相対回転角を検
出することができる。また、光源を操作スティックに取
り付け、光源の偏位による受光手段での受光量の変化に
よって偏位を検出することができるので、簡単な構成で
操作スティックの多方向の偏位を検出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】この発明は、多方向に移動する光源の偏位
を検出する多方向位置検出装置と、操作スティックを操
作したときの偏位を多方向の各成分毎に検出して、それ
ぞれ多方向位置入力信号として出力する多方向位置入力
装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、コンピュータを用いたゲームにお
いては、ディスプレー上に投影されたキャラクタ（人、
スペースシップ、カーソル等）を、多方向に簡単な操作
で移動させるため、例えば、ジョイスティックコントロ
ーラなど、ゲーム専用の多方向位置入力装置が用いられ
ている。特に近年は、バーチャルリアリティのあるゲー
ムが多数開発され、キャラクタを、単にディスプレー上
の２次元で移動させるだけでなく、奥行き方向や三次元
の各軸回りの回転方向に簡単な操作で制御できるような
多方向位置入力装置が求められている。

【０００４】図１２は、特公平３−４４３２６号に示さ
れた従来の多方向位置入力装置１００を示すもので、互
いに直交するＸ，Ｙ軸と操作スティクの操作軸回りに回
転する操作スティック１０１について、その相対回転角
（ＲＯＬＬ），（ＰＩＴＣＨ），（ＹＡＷ）を検出し、
多方向位置入力信号として出力するものである。

【０００５】同図において１０２は、操作スティック１
０１を貫通させた球状体であり、筺体１０３に対して操
作スティック１０１を、Ｘ，Ｙ軸と操作軸のいずれの軸
回りにも独立して回動可能となるように支持するもので
ある。筺体１０３の下端には、互いに交差する内側アー
ム板１０４と外側アーム板１０５が回動自在に支持さ
れ、操作スティック１０１がこれを貫通している。

【０００６】従って、操作スティック１０１を図中のＸ
軸回りに回転させると、内側アーム板１０４が回転し、
そのＸ軸回りの相対回転角（ＰＩＴＣＨ）が内側アーム
１０４の一端に装着された可変抵抗器１０６によって検
出される。

【０００７】同様に、操作スティック１０１をＹ軸（図
中紙面と直交する方向）回りに回転させると、外側アー
ム板１０５が回転し、そのＹ軸回りの相対回転角（ＲＯ
ＬＬ）が外側アーム１０５の一端に装着された可変抵抗
器（図示せず）によって検出される。

【０００８】また、外側アーム１０５には、アダプタ１
０７によって操作スティック１０１の下端部を挿通させ
る可変抵抗器１０８が取り付けられ、操作スティック１
０１の操作軸回りの相対回転角（ＹＡＷ）を検出できる
ようになっている。

【０００９】従って、この多方向位置入力装置１００に
よれば、操作スティック１０１を任意の方向に傾斜、若
しくは旋回させたときに、この操作に対応する操作ステ
ィック１０１の相対回転角（ＲＯＬＬ），（ＰＩＴＣ
Ｈ），（ＹＡＷ）を可変抵抗器で検出することができ、
検出した相対回転角から多方向位置入力信号を出力する
ことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の多方向位置入力装置１００にあっては、相対回転
角を検出する為の可変抵抗器１０６、１０８を、検出し
ようとするＸ，Ｙ軸および操作軸毎に取り付ける必要が
あり、構成する部品点数が多くコストアップの原因とな
っていた。

【００１１】また、このように可変抵抗器１０６、１０
８を各軸毎に設け、更に操作スティック１０１の回転を
伝達する内側アーム１０４と外側アーム１０５を取り付
ける必要があるため、装置全体が大型化してゲーム機器
などの入力装置として適さないという問題があった。

【００１２】更に、このように装置全体が大型化するた
めに、別に検出機構を設けて、操作スティック１０１の
Ｘ，Ｙ軸方向の相対移動量（ｘ）（ｙ）や、操作軸方向
の相対移動量（ｚ）を、３方向の相対回転角とともに検
出するようなことは、余剰の取付スペースがなく困難な
ものであった。

【００１３】例えば、上記特公平３−４４３２６号にお
いては、操作軸方向の相対移動量（ｚ）を検出しようと
するときには、操作軸回りの相対回転角（ＹＡＷ）を検
出する可変抵抗器１０８に換えて、図１３に示すような
摺動型可変抵抗器１０９をアダプタ１１０によって取り
付けるもので、相対移動量（ｚ）と相対回転角（ＹＡ
Ｗ）を１台の多方向位置入力装置１００によって検出す
ることができない。

【００１４】更に、操作スティック１０１の偏位を機械
的に可変抵抗器１０６、１０８へ伝達するために、操作
スティックの操作が重くなり操作性が悪いという問題が
あった。

【００１５】この発明は、以上の問題点を解決するため
になされたもので、軽操作力で操作スティックを操作す
ることができ、操作スティックを操作させたときのＸ，
Ｙ軸および操作軸回りの相対回転角を、簡単な構成で検
出することができる多方向位置入力装置を提供する。

【００１６】更に、簡単な構成で、Ｘ，Ｙ軸および操作
軸回りの相対回転角の外に、操作軸方向の相対移動量を
検出することができる多方向位置入力装置を提供する。

【００１７】更に、簡単な構成で、Ｘ，Ｙ軸および操作
軸回りの相対回転角の外に、Ｘ，Ｙ軸および操作軸方向
の相対移動量を検出することができる多方向位置入力装
置を提供する。

【００１８】また、光源と受光手段を結ぶ軸回りの相対
回転角を簡単な構成で光学的に検出でき、上記多方向位
置入力装置に用いて好適な多方向位置検出装置を提供す
る。

【００１９】更に、光源と受光手段を結ぶ軸回りの相対
回転角の外に、軸方向の相対移動量を簡単な構成で光学
的に検出でき、上記多方向位置入力装置に用いて好適な
多方向位置検出装置を提供する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ため、請求項１の多方向位置入力装置は、上方が開口す
るケース本体と、上端部がケース本体から突出して手動
操作部となり、下端部に放射光を発光する光源が取り付
けられた操作スティックと、ケース本体に対し、操作ス
ティックを、互いに直交するＸ，Ｙ軸と操作スティック
の操作軸方向のいずれの軸回りにも独立して回動可能と
なるように支持する支持機構と、操作スティックに取り
付けられ、光源を覆う発光側偏光シートと、互いに独立
して放射光の受光量を検出する複数のセグメントからな
り、各セグメントがケース本体の内底面にＸ方向とＹ方
向にｉ行ｊ列のマトリックス状となるように配設された
受光手段と、受光手段の少なくとも１個のセグメントを
覆う受光側偏光シートと、アパーチャが穿設され、放射
光をアパーチャを通過させたスポット光として受光手段
に導光する遮蔽板とを備え、操作スティックをＸ軸回り
に回転させたときに、Ｙ方向の異なる列に配設された少
なくとも２個のセグメント間の受光量の差を回転の前後
で比較することによって、Ｘ軸回りの相対回転角（ＰＩ
ＴＣＨ）を検出し、操作スティックをＹ軸回りに回転さ
せたときに、Ｘ方向の異なる行に配設された少なくとも
２個のセグメント間の受光量の差を回転の前後で比較す
ることによって、Ｙ軸回りの相対回転角（ＲＯＬＬ）を
検出し、操作スティックを操作軸回りに回転させたとき
に、受光側偏光シートで覆われたセグメントの受光量を
回転の前後で比較することによって、操作軸回りの相対
回転角（ＹＡＷ）を検出し、操作スティックの操作に対
応して検出した相対回転角（ＲＯＬＬ），（ＰＩＴＣ
Ｈ），（ＹＡＷ）を、それぞれ多方向位置入力信号とし
て出力することを特徴とする。

【００２１】操作スティックをＸ軸回りに回転させる
と、受光手段上のスポット光による照射部分は、Ｙ方向
に移動する。従って、Ｙ方向の異なる列に配設されたセ
グメント間の受光量の差は、Ｘ軸回りの操作ステッィク
の回転に伴って変化し、この受光量の差を回転の前後で
比較してＸ軸回りの相対回転角（ＰＩＴＣＨ）を検出す
ることができる。

【００２２】同様に、操作スティックをＹ軸回りに回転
させると、受光手段上のスポット光による照射部分は、
Ｘ方向に移動する。従って、Ｘ方向の異なる行に配設さ
れたセグメント間の受光量の差は、Ｙ軸回りの回転に伴
って変化し、この受光量の差を回転の前後で比較してＹ
軸回りの相対回転角（ＲＯＬＬ）を検出することができ
る。

【００２３】受光側偏光シートで覆われたセグメントに
よるスポット光の受光量は、受光側偏光シートの偏光方
向と発光側偏光シートの偏光方向とがなす角度によって
変化する。従って、操作スティックを操作軸回りに回転
させると、発光側偏光シートが回転し、受光側偏光シー
トで覆われたセグメントの受光量が変化し、この受光量
を回転の前後で比較して、操作軸回りの相対回転角（Ｙ
ＡＷ）を検出することができる。

【００２４】請求項２の多方向位置入力装置は、操作ス
ティックを操作スティックの操作軸方向に移動させたと
きに、少なくとも１個のセグメントの受光量を移動の前
後で比較することによって、操作軸方向の移動量（ｚ）
を検出し、操作スティックの操作に対応して検出した相
対移動量（ｚ）を、多方向位置入力信号として出力する
ことを特徴とする。

【００２５】操作スティックを操作軸方向に移動させる
と、受光手段上のスポット光による照射強度が変化す
る。従って、受光手段のセグメントの受光量は、操作ス
ティックの操作軸方向の移動に伴って変化し、この受光
量を移動の前後で比較して操作軸方向の相対移動量
（ｚ）を検出することができる。

【００２６】請求項３の多方向位置入力装置は、ケース
本体は、Ｘ，Ｙガイド機構によって、アウターケース内
でＸ，Ｙ方向にのみ移動可能に案内され、操作スティッ
クをＸ，Ｙ方向に移動させたときに、連動してアウター
ケース内を移動するケース本体の移動量から操作スティ
ックのＸ，Ｙ方向の相対移動量（ｘ），（ｙ）を検出
し、操作スティックの操作に対応して検出した移動量
（ｘ），（ｙ）を、多方向位置入力信号として出力する
ことを特徴とする。

【００２７】操作スティックをＸ，Ｙ方向に移動させる
と、ケース本体が、アウターケース内をＸ，Ｙガイド機
構に案内されながら、同方向に移動する。従って、ケー
ス本体のＸ，Ｙ方向の移動量は、操作スティックのＸ，
Ｙ方向の移動量に等しく、このケース本体のＸ，Ｙ方向
の移動量を検出することによって、操作スティックの
Ｘ，Ｙ方向の相対移動量（ｘ）（ｙ）を検出することが
できる。

【００２８】請求項４の多方向位置検出装置は、放射光
を発光する光源と、複数のセグメントに分割され、各セ
グメントが互いに独立して放射光の受光量を検出する受
光手段と、アパーチャが穿設され、放射光をアパーチャ
を通過させたスポット光として受光手段に導光する遮蔽
板とからなり、各セグメントにおけるスポット光の受光
量から受光手段に対する光源の位置を検出する多方向位
置検出装置において、光源と少なくとも１個のセグメン
トをそれぞれ発光側偏光シートと受光側偏光シートで覆
い、受光手段と光源を結ぶ軸回りに、発光側偏光シート
と光源が回転したときに、偏光シートで覆われたセグメ
ントの受光量を回転の前後で比較することによって、受
光手段と光源を結ぶ軸回りの光源の相対回転角（ＹＡ
Ｗ）を検出することを特徴とする。

【００２９】受光側偏光シートで覆われたセグメントに
よるスポット光の受光量は、受光側偏光シートの偏光方
向と発光側偏光シートの偏光方向とがなす角度によって
変化する。従って、光源とともに発光側偏光シートが回
転すると、受光側偏光シートで覆われたセグメントの受
光量が変化し、この受光量を回転の前後で比較して、光
源の相対回転角（ＹＡＷ）を検出することができる。

【００３０】請求項５の多方向位置検出装置は、受光手
段と光源を結ぶ軸方向に光源が移動したときに、少なく
とも１個のセグメントの受光量を移動の前後で比較する
ことによって、受光手段と光源を結ぶ軸方向の光源の相
対移動量（ｚ）を検出することを特徴とする。

【００３１】光源を、受光手段と光源を結ぶ軸方向に移
動させると、受光手段上のスポット光による照射強度が
変化する。従って、受光手段の受光量は、光源の前記軸
方向の移動に伴って変化し、この受光量を移動の前後で
比較して前記軸方向の相対移動量（ｚ）を検出すること
ができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態に係
る多方向位置入力装置１を図１乃至図１１で説明する。

【００３３】図１は、多方向位置入力装置１を示し、操
作スティック２の上端部に一体に取り付けられた操作摘
み３を、図のようにＸ、Ｙ方向及び操作スティックの操
作軸Ｚ方向と、Ｙ、Ｘ、Ｚ軸回りのそれぞれＲＯＬＬ、
ＰＩＴＣＨ、ＹＡＷの回転方向に自由に操作したとき
に、操作スティック２のこれら各方向の偏位を検出し、
検出した各偏位を多方向位置入力信号として、ＲＳ２３
２Ｃのシリアルケーブル４によって図示しないコンピュ
ータ装置へ出力するものである。多方向位置入力装置１
は、本発明に係る多方向位置検出装置を備え、このう
ち、ＹＡＷと操作軸Ｚ方向の相対移動量（ｚ）は、この
多方向位置検出装置によって検出する。

【００３４】図２と図３は、多方向位置入力装置１をＹ
方向とＸ方向に沿ってそれぞれ切断した縦断面図であ
り、これらの図に示すように、上ケース５ａと下ケース
５ｂを嵌着させてなるアウターケース５内にケース本体
であるインナーケース６が収容されている。インナーケ
ース６は、上方が開口し、この開口部は、上ケース５ａ
から上方に突出する半球状のカバー６ａによって施蓋さ
れている。カバー６ａは、頂部が開口して操作スティッ
ク２と後述する復帰バネ２１を挿通させている。

【００３５】アウターケース５の内底面と、インナーケ
ース６の下面との間には、ＸＹスライドプレート７が積
層配置され、ＸＹスライドプレート７は、下ケース５ｂ
の内底面中央部に凹設されたＸ方向ガイド溝８ａに下面
に突設されたＸ方向ガイド凸条８ｂが嵌合し、Ｘ方向に
のみ摺動するように構成されている。また、インナーケ
ース６は、ＸＹスライドプレート７の上面に凹設された
Ｙ方向ガイド凸条９ａに下面のＹ方向ガイド溝９ｂが嵌
合し、ＸＹスライドプレート７上をＹ方向にのみ摺動す
るようになっている。従って、インナーケース６は、
Ｘ、Ｙガイド機構であるＸＹスライドプレート７に案内
されてアウターケース５に対して、Ｘ、Ｙ方向にのみ移
動可能となっている。

【００３６】アウターケース５のＸ方向と平行な内側面
には、対向するインナーケース６の外側面に向けて放射
光を発光する発光ダイオード１０ａとインナーケース６
で反射されたこの放射光を受光するフォトダイオード１
０ｂをユニット化したＹ方向移動検出ユニット１０が取
り付けられている（図２、図５参照）。

【００３７】また、同様にアウターケース５のＹ方向と
平行な内側面には、対向するインナーケース６の外側面
に向けて放射光を発光する発光ダイオード１１ａとイン
ナーケース６で反射されたこの放射光を受光するフォト
ダイオード１１ｂをユニット化したＸ方向移動検出ユニ
ット１１が取り付けられている（図３、図５参照）。

【００３８】それぞれの発光ダイオード１０ａ、１１ａ
と対向するインナーケース６の外側面は、これらの素子
から発光された放射光を高い反射率で、かつムラなく反
射させるために、白色のプラスチック板（図示せず）が
接着剤により固着されている。

【００３９】本実施の形態では、白色のプラスチック板
を用いるが、銀色の粘着テープその他の反射シートを貼
り付けてもよく、また、インナーケース６自体が同様の
効果を奏するものであれば、特に別に設ける必要はな
い。

【００４０】インナーケース６の内底面中央部には、イ
ンナーケース６と一体の受光ユニットホルダー１２によ
って支持された受光ユニット１３が備えられている。こ
の受光ユニット１３は、図６に示すようにベース基板１
４上に、４個のセグメント３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３
１Ｄに分割されたフォトダイオード３１が取り付けられ
ている。この４個のセグメント３１Ａ、３１Ｂ、３１
Ｃ、３１Ｄは、それぞれほぼ正方形の受光面を備え、同
図（ａ）のようにＸＹ方向に２行２列のマトリックス状
となるように配列されている。各セグメントは、互いに
独立して受光面で受光した放射光の受光量を検出するこ
とができるようになっていて、検出した受光量は光電変
換され、後述する中央処理回路５０へ出力される。

【００４１】４個のセグメントの内の１個のセグメント
３１Ａは、受光側偏光シートである偏光フィルタ２７に
よってその受光面が覆われている。偏光フィルタ２７
は、図中破線で示す右上がり４５度の方向の偏光方向の
放射光を透過するので、同方向に偏光された放射光を受
光する。

【００４２】４分割フォトダイオード３１の受光面は、
矩形のアパーチャ２８が穿設された遮蔽板２９で覆われ
ている。この遮蔽板２９は、導電性の金属板で形成さ
れ、入力インピーダンスが高い４分割フォトダイオード
３１の周囲も覆うもので、後述する光源２５から発光さ
れる放射光以外の光を遮断するとともに、外部からの電
磁ノイズを遮断するシールド作用を兼ねている。

【００４３】正方形のアパーチャ２８と４分割フォトダ
イオード３１の受光面は、互いに平行で、アパーチャ２
８を構成する各辺は、それぞれセグメントの配列方向で
あるＸ方向若しくは、Ｙ方向と平行となっている。

【００４４】図４に示すように、インナーケース６の内
底面には、更に、両端から一対の支持板部１５ａ、１５
ｂを上方に向けて直角に折り曲げて形成したピッチ方向
支点ホルダー１５が取り付けられている。

【００４５】このピッチ方向支点ホルダー１５は、取り
付けネジ１６によってインナーケース６の内底面にＸ方
向に沿って取り付けられ、前述の受光ユニット１３との
干渉を避ける為、中央に逃げ孔１７が穿設されている。
また、一対の支持板部１５ａ、１５ｂには、それぞれ対
向位置にピッチ軸受け孔１５ｃ、１５ｄが穿設され、ロ
ールピッチ支点リング１８のピッチ軸１８ａ、１８ｂを
遊嵌させることによって、支持板部１５ａ、１５ｂ間で
ロールピッチ支点リング１８をＸ軸回り、すなわちＰＩ
ＴＣＨ方向に回動自在に支持している。

【００４６】ロールピッチ支点リング１８は、図７に示
すように、ドーナツ板状に形成され、その中央の貫通孔
１８ｅに操作スティック２が挿通するようになってい
る。また、その周縁には、ピッチ軸１８ａ、１８ｂの突
出方向と直交するＹ方向に一対のロール軸１８ｃ、１８
ｄが突設され、ロール方向可動アーム１９の両端部に穿
設されたロール軸受け孔１９ａ、１９ｂに遊嵌すること
によって、ロール方向可動アーム１９をＹ軸回り、すな
わちＲＯＬＬ方向に回動自在に支持している（図２参
照）。

【００４７】ロール方向可動アーム１９は、側面が半円
の円弧状となるように上方に湾曲され、その中央頂部に
は、操作スティック２を旋回自在に緩挿させるスリーブ
２０が固着されている。

【００４８】従って、スリーブ２０を挿通する操作ステ
ィック２は、インナーケース６に対し、ピッチ方向支点
ホルダー１５、ロールピッチ支点リング１８、ロール方
向可動アーム１９及びスリーブ２０を介して支持される
ことにより、互いに直交するＸ、Ｙ軸と操作スティック
２の操作軸（Ｚ軸）のいずれの軸回りにも独立して回動
が可能で、これらの部材が操作スティック２の支持機構
を構成している。これらの支持機構は、例えば引っ張り
バネなどにより構成される図示しない中立位置復帰機構
を備え、操作スティック２をＲＯＬＬ方向若しくはＰＩ
ＴＣＨ方向に傾斜させた後に、操作を解除すると、操作
スティック２は、中立位置復帰機構の作用によって、Ｘ
Ｙ平面に対して垂直に起立した待機位置に自動的に復帰
するようになっている。

【００４９】また、操作スティック２は、スリーブ２０
に遊嵌されることによって、その操作軸（Ｚ）方向にも
移動可能であり、操作摘み３とロール方向可動アーム１
９との間に挟入された復帰バネ２１によって、操作ステ
ィック２は、操作摘み３がインナーケース６の上方に突
出するように支持されている。

【００５０】図４に示すように、操作スティック２の下
端部には、取付ネジ２２によって支持プレート２３が水
平に取り付けられ、この支持プレート２３の下面に更に
発光ユニット２４が取り付けられている。発光ユニット
２４は、図６（ｂ）に示すように、放射光を発光する光
源である発光ダイオード２５と、発光ダイオード２５を
支持する基板２５ａと、発光ダイオード２５を覆う発光
側偏光シートである偏光フィルタ２６とからなってい
る。偏光フィルタ２６は、操作スティック２が待機位置
にあるときに、偏光方向はＸ方向と平行であり、発光ダ
イオード２５から発光される放射光をこの偏光方向に偏
光した放射光として透過させる。

【００５１】支持プレート２３の周囲とピッチ方向支点
ホルダー１５との間には、４本の引っ張りバネ３０が等
間隔で掛け渡され、操作スティック２が操作軸Ｚ回りに
回動したときに、操作スティック２を待機位置へ復帰さ
せる。

【００５２】また、待機位置で発光ダイオード２５は、
前述のアパーチャ２８と４分割フォトダイオード３１の
中心を通る鉛直線上の上方に位置するように構成されて
いる（図８（ａ）参照）。

【００５３】図１１は、上述の各回路素子を駆動して、
操作スティック２の多方向の偏位を検出し、検出した各
偏位を多方向位置入力信号として出力する為の回路図で
ある。

【００５４】同図に示すように、Ｘ方向移動検出ユニッ
ト１１の発光ダイオード１１ａと、Ｙ方向移動検出ユニ
ット１０の発光ダイオード１０ａ及び光源である発光ダ
イオード２５のカソード側は、マイクロプロセッサーユ
ニットである中央処理回路５０の出力ポートに接続し、
中央処理回路から出力される制御信号によって駆動制御
される。

【００５５】発光ダイオード１０ａと発光ダイオード１
１ａからの放射光を受光するフォトダイオード１０ｂ、
１１ｂの出力側は、それぞれ対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、
３３の入力に接続して受光量を表す出力信号が増幅さ
れ、更に対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、３３の出力は、ゲイ
ン調整用アンプ３４、３５を介して、中央処理回路５０
の入力ポートに接続している。

【００５６】また、４分割フォトダイオード３１の各セ
グメント３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの出力もそれ
ぞれＩ／Ｖアンプ３６、３７、３８、３９に接続し、各
セグメントの受光量を表す出力信号が増幅され、中央処
理回路５０の入力ポートに出力するようになっている。

【００５７】これらのアンプも電源制御ラインが、それ
ぞれ中央処理回路５０の出力ポートに接続し、中央処理
回路５０で駆動制御される。すなわち、中央処理回路５
０は、後述するいずれかの方向の偏位を検出する際にの
み、対応する発光ダイオードとフォトダイオードの出力
側に接続されたアンプを駆動させ、省電力化を図るもの
である。本実施の形態においては、このようにして、約
７ｍＡ以下で装置１全体を動作させることができ、本装
置を接続するコンピュータ側からＲＳ２３２Ｃのポート
のデータラインを介して電源の供給を受けることができ
る。従って、別電源を用意する必要がない。

【００５８】この為に、シリアルケーブル４と接続する
ＲＳ２３２Ｃインターフェース部４０のＤＴＲ及びＲＴ
Ｓデータラインを電圧レギュレータ４１に接続し、これ
らのライン上の電圧（＋６Ｖ〜＋１５Ｖ）を５Ｖの電源
に安定化して各回路に供給している。電圧レギュレータ
４１の出力は、中央処理回路５０とリファレンス電圧生
成回路４２に接続し、リファレンス電圧生成回路４２の
出力は、各セグメント３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ
カソードに接続し、基準電圧によって各セグメントの受
光量を表す信号を出力するようにしている。

【００５９】中央処理回路５０は、既述の各制御を行う
とともに、各フォトダイオードから出力された受光量を
表す出力信号をＡ／Ｄ変換し、これを基に後述する方法
によって操作スティック２の各方向の偏位を算出し、算
出結果を多方向位置入力信号として、出力ドライバ４３
を経てＲＳ２３２Ｃインターフェース部４０へ出力す
る。

【００６０】尚、図中４４乃至４８は、アウターケース
５に取り付けられた押釦スイッチで、リセット信号やト
リガー信号などを手動で発生させる為のオプションスイ
ッチである。

【００６１】次に、このように構成された多方向位置入
力装置１と多方向位置検出装置によって、操作スティッ
ク２の各方向の偏位を検出する方法を説明する。

【００６２】上述のように、待機位置で光源である発光
ダイオード２５は、アパーチャ２８と４分割フォトダイ
オード３１の中心を通る鉛直線上の上方に位置するの
で、４分割フォトダイオード３１の受光面中央には、こ
の放射光によって、図９（ａ）のように、アパーチャ２
８と相似形である正方形の光スポットが形成される。

【００６３】この光スポットは、操作スティック２の操
作とともに、操作スティック２の操作方向と同方向に移
動する。すなわち、図８（ａ）の待機位置から、Ｙ軸回
りで図中時計方向に同図（ｂ）に示す位置まで操作ステ
ィック２を回転させたときの相対回転角ＲＯＬＬをφ、
反時計方向に同図（ｃ）に示す位置まで回転させたとき
の相対回転角ＲＯＬＬを−φとすると、光スポットは、
操作スティック２をＲＯＬＬ方向でφ回転させたときに
は、図９の（ａ）の位置から図９（ｂ）の位置に、−φ
回転させたときには図９（ｃ）の位置に移動する。

【００６４】同様に、図８（ａ）の待機位置から、Ｘ軸
回りで図中紙面の奥行き方向に操作スティック２を回転
させたときの相対回転角ＰＩＴＣＨをψ、紙面の手前方
向に回転させたときの相対回転角ＰＩＴＣＨを−ψとす
ると、光スポットは、操作スティック２をＰＩＴＣＨ方
向でψ回転させたときには、図９の（ａ）の位置から図
９（ｄ）の位置に、−ψ回転させたときには図９（ｅ）
の位置に移動する。

【００６５】従って、マトリックス状に配置された各セ
グメントの行若しくは列毎の光スポットによる受光量の
差を求めれば、これらの相対回転角を求めることができ
る。

【００６６】本実施の形態において、受光面は、２行２
列に配列された４個のセグメントに分割されているが、
ＲＯＬＬ、ＰＩＴＣＨの検出には、偏光フィルタ２６で
覆われたセグメント３１Ａは用いない。

【００６７】ＲＯＬＬ方向の待機位置からの相対回転角
φは、移動後の１行目の１列目のセグメント３１Ｂと２
列目のセグメント３１Ｃ間の受光量の差を回転の前後で
比較して求めることができ、ｔａｎ φ＝α｛（Ｃ−Ｂ）／（Ｂ＋Ｃ）｝……（１）によって求める。

【００６８】また、ＰＩＴＣＨ方向の待機位置からの相
対回転角ψは、２列目の１行目のセグメント３１Ｃと２
行目のセグメント３１Ｄ間の受光量の差を回転の前後で
比較して求めることができ、ｔａｎ ψ＝β｛（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）｝……（２）によって求める。

【００６９】これらの（１）（２）式において、α、β
は、検出する相対角度の倍率となる補正係数であり、操
作スティック２を操作軸Ｚ方向に操作し、光スポットが
受光面から外れないように光源２５を最も接近させた状
態で最大の角度分解能が得られるように調整するもので
ある。アパーチャ２８が正方形である場合には、通常α
とβは、等しく設定する。尚、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ
セグメント３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄで受光したスポット
光の受光量である。

【００７０】待機位置では、光スポットが４分割フォト
ダイオード３１の受光面中央にあるので、Ｂ＝Ｃ＝Ｄで
あり、上記（１）（２）式からφ、ψは、０である。従
って、待機位置に対するＲＯＬＬ方向とＰＩＴＣＨ方向
の相対回転角φ、ψは、上記（１）（２）式により直接
求めることができる。

【００７１】中央処理回路５０は、セグメント３１Ｂ、
３１Ｃ、３１Ｄから出力され、Ｉ／Ｖアンプ３６、３
７、３８で増幅された各出力信号をＡ／Ｄ変換して、上
記（１）（２）式によってＲＯＬＬ方向の相対回転角φ
とＰＩＴＣＨ方向の相対回転角ψを算出し、多方向位置
入力信号としてＲＳ２３２Ｃインターフェース部４０へ
出力する。

【００７２】次に、操作スティック２を、操作スティッ
ク２の操作軸（Ｚ軸）回り（ＹＡＷ方向）に回転させる
と、操作スティックとともに光源である発光ダイオード
２５と、発光ダイオード２５を覆う偏光フィルタ２６が
旋回し、図１０に示すように、光スポットの偏光方向
も、操作スティック２の操作方向と同方向に回転する。

【００７３】図１０（ａ）の待機位置から、ＹＡＷ方向
で図中時計方向に同図（ｂ）に示す位置まで操作スティ
ック２を４５度回転させると、光スポットの偏光方向
は、セグメント３１Ａを覆う偏光フィルタ２７の偏光方
向と直交し、セグメント３１Ａでの受光量は最小とな
り、反時計方向の同図（ｃ）に示す位置まで４５度回転
させると、光スポットの偏光方向が偏光フィルタ２７の
偏光方向と一致して、セグメント３１Ａの受光量は最大
となる。

【００７４】従って、セグメント３１Ａでの受光量の変
化を求めれば、これらの相対回転角を求めることができ
る。

【００７５】本実施の形態においては、セグメント３１
Ａを含む対角線上のセグメントの受光量の和を、セグメ
ント３１Ａを含まない対角線上のセグメントの受光量の
和と比較して、セグメント３１Ａでの受光量の変化を求
める。

【００７６】すなわち、待機位置からＹＡＷ方向にθ回
転したとすると、待機位置からの相対回転角θは、 θ＝γ｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）｝−Ｋ₀……（３）によって求める。

【００７７】この（３）式において、Ｋ₀は、待機位置
における初期値でＫ₀＝γ｛（Ａ₀＋Ｃ₀）−（Ｂ₀＋Ｄ₀）／（Ａ₀＋Ｂ₀＋Ｃ₀＋Ｄ₀）｝…（４）より求める。

【００７８】上記（３）（４）式において、γは補正定
数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ待機位置からθ回転し
たときのセグメント３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの
受光量、Ａ₀、Ｂ₀、Ｃ₀、Ｄ₀は、待機位置でのセグメン
ト３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの受光量である。

【００７９】待機位置で、発光側の偏光シート２６の偏
光方向と、受光側の偏光シート２７の偏光方向を一致さ
せれば、待機位置でセグメント３１Ａの受光量は最大と
なり、（Ａ₀＋Ｃ₀）−（Ｂ₀＋Ｄ₀）＝０よりＫ₀＝０と
なる。従って、（３）式は、 θ＝γ｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）｝……（５）と置き換えることができる。

【００８０】対角線上のセグメントの受光量の和（Ａ＋
Ｃ）とこれに直交する対角線上のセグメントの和（Ｂ＋
Ｄ）との差でセグメント３１Ａの受光量の変化を比較す
るのは、ＹＡＷ方向の回転と同時に、操作スティック２
が、ＰＩＴＣＨ方向若しくはＲＯＬＬ方向に偏位したと
きに、光スポットの移動による受光量の変化が、いずれ
の和にも等しく加わり、その影響を上記（３）（５）式
の算出において無視することができるからである。

【００８１】中央処理回路５０は、上記相対回転角φ、
ψの算出と同様に、セグメント３１Ａ、３１Ｂ、３１
Ｃ、３１Ｄから出力され、Ｉ／Ｖアンプ３６、３７、３
８、３９で増幅された各出力信号をＡ／Ｄ変換して、上
記（３）若しくは（５）式によってＹＡＷ方向の相対回
転角θを算出し、多方向位置入力信号としてＲＳ２３２
Ｃインターフェース部４０へ出力する。

【００８２】操作スティック２の操作軸（Ｚ軸）方向の
相対移動量（ｚ）は、フォトダイオード３１が受光した
光スポットの受光量で求めることができる。すなわち、
光源２５がフォトダイオード３１より遠ざかれば、受光
量（受光レベル）は、低下し、接近すれば増加するもの
で、フォトダイオード３１の受光量は、光源２５とフォ
トダイオード３１間の距離の２乗に反比例する。本実施
の形態においては、偏光方向の相違による受光量の変化
による影響を除くため、セグメント３１Ａを除く他のセ
グメント３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄでの受光量の総和を基
に、Ｚ軸方向の相対移動量ｚを求める。

【００８３】すなわち、セグメント３１Ｂ、３１Ｃ、３
１Ｄの待機位置での受光量をＢ₀、Ｃ₀、Ｄ₀、Ｚ軸方向
にｚ相対移動したときの受光量をＢ_z、Ｃ_z、Ｄ_zとすれ
ば、相対移動量ｚは、ｚ＝｛δ（Ｂ_z＋Ｃ_z＋Ｄ_z）｝^1/2−（Ｂ₀＋Ｃ₀＋Ｄ₀）^1/2……（６）により表される。

【００８４】δは、相対移動位置において操作スティッ
ク２が傾けられているときの補正定数である。すなわ
ち、操作スティック２が、同時にＰＩＴＣＨ方向若しく
はＲＯＬＬ方向に偏位したときに、上述のように光スポ
ットの移動によって、また、フォトダイオード２５の放
射特性によって、セグメント３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄで
受ける総受光量が変化するもので、これを補正するもの
である。

【００８５】中央処理回路５０は、セグメント３１Ｂ、
３１Ｃ、３１Ｄから出力され、Ｉ／Ｖアンプ３７、３
８、３９で増幅された各出力信号をＡ／Ｄ変換して、上
記（６）式によってＺ方向の相対移動量ｚを算出し、多
方向位置入力信号としてＲＳ２３２Ｃインターフェース
部４０へ出力する。

【００８６】操作スティック２のＸ、Ｙ方向の相対移動
量（ｘ）（ｙ）は、アウターケース５の内側面に取り付
けられたＸ方向移動検出ユニット１１とＹ方向移動検出
ユニット１０によって検出する。操作スティック２をＸ
方向若しくはＹ方向に操作すると、ＸＹスライドプレー
ト７によってインナーケース６が同方向に同量移動し、
前記移動検出ユニット１０、１１とインナーケース６の
外側面との距離が変化する。一方、このインナーケース
６との距離は、インナーケース６の外側面で反射される
発光ダイオード１０ａ、１１ａの放射光をフォトダイオ
ード１０ｂ、１１ｂで受光することによって求めること
ができる。すなわち、フォトダイオード１０ｂ、１１ｂ
の受光量は、インナーケース６の外側面との往復距離の
２乗に反比例し、この受光量の変化によって、それぞれ
Ｘ、Ｙ方向の相対移動量（ｘ）（ｙ）を求める。

【００８７】発光ダイオード１０ａと発光ダイオード１
１ａからの放射光を受光するフォトダイオード１０ｂ、
１１ｂの出力側は、それぞれ対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、
３３の入力に接続して受光量を表す出力信号が増幅さ
れ、更に対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、３３の出力は、ゲイ
ン調整用アンプ３４、３５を介して、中央処理回路５０
の入力ポートに接続している。

【００８８】中央処理回路５０は、フォトダイオード１
０ｂ、１１ｂから出力され、対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、
３３とゲイン調整用アンプ３４、３５でそれぞれ増幅さ
れた出力信号をＡ／Ｄ変換して、上記によってＸ方向と
Ｙ方向の相対移動量ｘ、ｙを算出し、多方向位置入力信
号としてＲＳ２３２Ｃインターフェース部４０へ出力す
る。上述の通り、フォトダイオード１０ｂ、１１ｂの出
力信号は、インナーケース６との往復距離の２乗に反比
例して変化するが、対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、３３のダ
イオード電圧−電流対数特性を利用することによって、
対数型Ｉ／Ｖアンプ３２、３３の出力を、ほぼインナー
ケース６との距離に比例するように出力し、中央処理回
路５０における処理を容易にしている。

【００８９】上記実施の形態においては、各フォトダイ
オード１０ａ、１１ａ、２５から発光される放射光は、
可視光に限らず、赤外領域など他の波長の光であっても
よい。

【００９０】また、この発明は、上記実施の形態に限ら
ず、種々の変形が可能である。例えば受光手段には、フ
ォトダイオードを用いた例で説明したが、光の強度変化
を検出することができる素子であれば、これに限らず例
えばＣｄｓセル（光導電セル）など他の光電変換素子で
あってもよい。

【００９１】また、操作スティック２をケース本体に対
して、ＲＯＬＬ、ＰＩＴＣＨ、ＹＡＷの各方向及び操作
軸（Ｚ軸）方向に自由に操作させる機構としては、上記
実施の形態で詳述した支持機構に限らず、例えば、従来
例に示す様な球状体１０２を筺体１０３に対していずれ
の方向にも回動できるように支持し、球状体１０２に操
作スティック１０１を緩挿させるような支持機構であっ
てもよい。

【００９２】更に、Ｘ、Ｙ相対移動量の検出には、光学
的な検知手段を用いたが、インナーケース６自体の相対
移動量を検出できるものであれば、公知の他の移動距離
検出手段を用いてもよい。

【００９３】更に、上記実施の形態では、受光手段に４
分割フォトダイオード３１の２行２列に配列された４個
のセグメントを用いて光スポットを検出したが、これに
限らず更に多くのセグメントに分割された受光素子を用
いてもよい。分割したセグメント数が増加すれば、操作
スティック若しくは光源の偏位の検出精度が向上する。

【００９４】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
光学的に操作スティック２のＲＯＬＬ、ＰＩＴＣＨ、Ｙ
ＡＷの各操作方向の相対回転角を検出することかできる
ので、角度検出素子を検出方向の軸毎に取り付ける必要
がなく、構成する部品点数を減らし、装置全体の小型化
が可能となる。従って、ゲーム機器などの入力装置に用
いることができる。

【００９５】更に、光学的に各操作方向の偏位を検出す
るために、操作スティックの操作に負荷が加わらず軽操
作で操作することができる。

【００９６】また、請求項２の発明によれば、請求項１
の発明に加えて、同じ光学検出素子である受光手段を用
いて、操作スティック２の操作軸（Ｚ軸）方向の相対移
動量を検出できるので、部品点数を増加させずに、更に
入力する自由度を増加させることができる。

【００９７】請求項３の発明によれば、請求項１若しく
は２の発明に加えて、ＲＯＬＬ、ＰＩＴＣＨ、ＹＡＷ方
向の相対回転角の外に、更にＸ、Ｙ、Ｚの角軸方向の相
対移動量も同じ装置で検出することができ、６つの自由
度の操作入力について多方向位置入力信号を出力するこ
とができ、３次元の表示に対して更に細かい制御が可能
となる。

【００９８】請求項４の発明によれば、光源の相対回転
角（θ）を光学的に検出することができるので、多方向
位置検出装置が小型化できる。特に、操作スティックに
光源を取り付ければ、操作スティックの旋回回転角
（θ）を操作スティックに負荷をかけずに検出すること
ができ、ゲーム機器などの入力装置に適用することがで
きる。

【００９９】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
に加えて、同じ光学検出素子である受光手段を用いて、
光源と受光手段との相対移動量（ｚ）を検出できるの
で、部品点数を増加させずに、別の方向から光源の偏位
を検出することができる。

【０１００】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る多方向位置入力装置
１全体の構成を示す斜視図である。

【図２】多方向位置入力装置１をＹ方向に沿って切断し
た縦断面図である。

【図３】多方向位置入力装置１をＸ方向に沿って切断し
た縦断面図である。

【図４】図３の組立分解図である。

【図５】多方向位置入力装置１の部分破断概略図であ
る。

【図６】受光ユニット１３の（ａ）は、平面図、（ｂ）
は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】支持機構の斜視図である。

【図８】操作スティック２のＲＯＬＬ方向の回動を表し
た説明図である。

【図９】４分割したフォトダイオード３１の光スポット
の位置を示し、それぞれ（ａ）は、操作スティック２が
待機位置にあるときの、（ｂ）は、操作スティック２を
ＲＯＬＬ方向にφ回転させたときの、（ｃ）は、操作ス
ティック２をＲＯＬＬ方向に−φ回転させたときの、
（ｄ）は、操作スティック２をＰＩＴＣＨ方向にψ回転
させたときの、（ｅ）は、操作スティック２をＰＩＴＣ
Ｈ方向に−ψ回転させたときの平面図である。

【図１０】操作スティック２をＹＡＷ方向に回転したと
きのセグメント３１Ａと発光ユニット２４との関係を示
すもので、（ａ）は、操作スティック２が待機位置にあ
るときの、（ｂ）は、操作スティック２をＹＡＷ方向に
４５度回転させたときの、（ｃ）は、操作スティック２
をＹＡＷ方向に−４５度回転させたときの、操作スティ
ック２と発光ユニット２４と４分割フォトダイオード３
１の平面図である。

【図１１】多方向位置入力装置１の回路図である。

【図１２】従来の多方向位置入力装置１００の断面図で
ある。

【図１３】他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２操作スティック３手動操作部５アウターケース６ケース本体７Ｘ，Ｙガイド機構２５フォトダイオード（光源）２６偏光フィルタ（発光側偏光シート）２７偏光フィルタ（受光側偏光シート）２８アパーチャ２９遮蔽板３１４分割フォトダイオード（受光手段）３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１ＤセグメントＲＯＬＬＹ軸回りの回転角ＰＩＴＣＨＸ軸回りの回転角ＹＡＷＺ軸回りの回転角ｘＸ方向の相対移動量ｙＹ方向の相対移動量ｚＺ軸方向の相対移動量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方が開口するケース本体（６）と、上端部がケース本体（６）から突出して手動操作部
（３）となり、下端部に放射光を発光する光源（２５）
が取り付けられた操作スティック（２）と、ケース本体（６）に対し、操作スティック（２）を、互
いに直交するＸ，Ｙ軸と操作スティック（２）の操作軸
方向のいずれの軸回りにも独立して回動可能となるよう
に支持する支持機構と、操作スティック（２）に取り付けられ、光源（２５）を
覆う発光側偏光シート（２６）と、互いに独立して放射光の受光量を検出する複数のセグメ
ント（３１Ａ〜３１Ｄ）からなり、各セグメントがケー
ス本体（６）の内底面にＸ方向とＹ方向にｉ行ｊ列のマ
トリックス状となるように配設された受光手段（３１）
と、受光手段（３１）の少なくとも１個のセグメントを覆う
受光側偏光シート（２７）と、アパーチャ（２８）が穿設され、放射光をアパーチャ
（２８）を通過させたスポット光として受光手段（３
１）に導光する遮蔽板（２９）とを備え、操作スティック（２）をＸ軸回りに回転させたときに、
Ｙ方向の異なる列に配設された少なくとも２個のセグメ
ント間の受光量の差を回転の前後で比較することによっ
て、Ｘ軸回りの相対回転角（ＰＩＴＣＨ）を検出し、操作スティック（２）をＹ軸回りに回転させたときに、
Ｘ方向の異なる行に配設された少なくとも２個のセグメ
ント間の受光量の差を回転の前後で比較することによっ
て、Ｙ軸回りの相対回転角（ＲＯＬＬ）を検出し、操作スティック（２）を操作軸回りに回転させたとき
に、受光側偏光シート（２７）で覆われたセグメントの
受光量を回転の前後で比較することによって、操作軸回
りの相対回転角（ＹＡＷ）を検出し、操作スティック（２）の操作に対応して検出した相対回
転角（ＲＯＬＬ），（ＰＩＴＣＨ），（ＹＡＷ）を、そ
れぞれ多方向位置入力信号として出力することを特徴と
する多方向位置入力装置。
【請求項２】操作スティック（２）を操作スティック
（２）の操作軸（Ｚ）方向に移動させたときに、少なく
とも１個のセグメントの受光量を移動の前後で比較する
ことによって、操作軸方向の移動量（ｚ）を検出し、操作スティック（２）の操作に対応して検出した相対移
動量（ｚ）を、多方向位置入力信号として出力すること
を特徴とする請求項１記載の多方向位置入力装置。
【請求項３】ケース本体（６）は、Ｘ，Ｙガイド機構
（７）によって、アウターケース（５）内でＸ，Ｙ方向
にのみ移動可能に案内され、操作スティック（２）をＸ，Ｙ方向に移動させたとき
に、連動してアウターケース（５）内を移動するケース
本体（６）の移動量から操作スティック（２）のＸ，Ｙ
方向の相対移動量（ｘ），（ｙ）を検出し、操作スティック（２）の操作に対応して検出した移動量
（ｘ），（ｙ）を、多方向位置入力信号として出力する
ことを特徴とする請求項１又は、２記載の多方向位置入
力装置。
【請求項４】放射光を発光する光源（２５）と、複数のセグメント（３１Ａ〜３１Ｄ）に分割され、各セ
グメントが互いに独立して放射光の受光量を検出する受
光手段（３１）と、アパーチャ（２８）が穿設され、放射光をアパーチャ
（２８）を通過させたスポット光として受光手段（３
１）に導光する遮蔽板（２９）とからなり、各セグメントにおけるスポット光の受光量から受光手段
（３１）に対する光源（２５）の位置を検出する多方向
位置検出装置において、光源（２５）と少なくとも１個のセグメントをそれぞれ
発光側偏光シート（２６）と受光側偏光シート（２７）
で覆い、受光手段（３１）と光源（２５）を結ぶ軸回り
に、発光側偏光シート（２６）と光源（２５）が回転し
たときに、偏光シートで覆われたセグメントの受光量を
回転の前後で比較することによって、受光手段（３１）
と光源（２５）を結ぶ軸回りの光源（２５）の相対回転
角（ＹＡＷ）を検出することを特徴とする多方向位置検
出装置。
【請求項５】受光手段（３１）と光源（２５）を結ぶ
軸方向に光源（２５）が移動したときに、少なくとも１
個のセグメントの受光量を移動の前後で比較することに
よって、受光手段（３１）と光源（２５）を結ぶ軸方向
の光源（２５）の相対移動量（ｚ）を検出することを特
徴とする請求項４記載の多方向位置検出装置。