JP6839462B1

JP6839462B1 - Joystick controller

Info

Publication number: JP6839462B1
Application number: JP2019231310A
Authority: JP
Inventors: 下田　達郎; 達郎下田; 正二丸山
Original assignee: 栄通信工業株式会社
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: JP2021099678A

Abstract

【課題】ジョイスティックコントローラにおいて、電気的出力範囲の変更が簡単にできるようにする。【解決手段】レバー１２０が傾動することで、レバー１２０の傾動角度が可変抵抗器１４０，１５０のシャフト回転角度に変換され、シャフト回転角度が印加電圧の電圧比で出力されるジョイスティックコントローラである。可変抵抗器１４０，１５０の両端もしくは片側には、直列にデジタルポテンショメータを接続する。そして、レバー１２０に配置したスイッチ１３１を有し、そのスイッチ１３１の操作によって、デジタルポテンショメータの抵抗値を変更して、レバー１２０の傾動範囲に対する電気的出力範囲を変更する。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To easily change an electric output range in a joystick controller. SOLUTION: When a lever 120 is tilted, the tilt angle of the lever 120 is converted into a shaft rotation angle of variable resistors 140 and 150, and the shaft rotation angle is output as a voltage ratio of an applied voltage. A digital potentiometer is connected in series to both ends or one side of the variable resistors 140 and 150. Then, it has a switch 131 arranged on the lever 120, and by operating the switch 131, the resistance value of the digital potentiometer is changed to change the electrical output range with respect to the tilt range of the lever 120. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、ロボット操作用、クレーン操作用、産業車両、土木建設機械等に使用されるジョイスティックコントローラに関する。 The present invention relates to a joystick controller used for robot operation, crane operation, industrial vehicles, civil engineering and construction machinery, and the like.

図８に従来のジョイスティックコントローラの一例を示す。図８（ａ）は、ジョイスティックコントローラ１０の正面図、図８（ｂ）は、ジョイスティックコントローラ１０の上面図である。
図８に示すジョイスティックコントローラ１０は、筐体ケース１１内にコントローラの本体が収められ、筐体ケース１１の上部にレバー１２が配置されている。レバー１２は、設定された傾動範囲内で傾斜が可能である。例えば、図８の例では、レバー１２が直立した状態から±２４°の傾斜が可能である。 FIG. 8 shows an example of a conventional joystick controller. FIG. 8A is a front view of the joystick controller 10, and FIG. 8B is a top view of the joystick controller 10.
In the joystick controller 10 shown in FIG. 8, the main body of the controller is housed in the housing case 11, and the lever 12 is arranged on the upper portion of the housing case 11. The lever 12 can be tilted within a set tilt range. For example, in the example of FIG. 8, the lever 12 can be tilted by ± 24 ° from the upright state.

図８（ｂ）に示すように、筐体ケース１１には、Ｘ軸用可変抵抗器１３とＹ軸用可変抵抗器１４とが配置され、それぞれ３つの端子１３ａ〜１３ｃ，１４ａ〜１４ｃが、各可変抵抗器１３，１４の表面に取り付けられている。 As shown in FIG. 8B, an X-axis variable resistor 13 and a Y-axis variable resistor 14 are arranged in the housing case 11, and three terminals 13a to 13c and 14a to 14c are provided, respectively. It is attached to the surface of each of the variable resistors 13 and 14.

このようなジョイスティックコントローラ１０は、レバー１２を傾斜させる操作があると、内部機構によってレバー傾動角度が可変抵抗器１３，１４のシャフト回転角度に変換され、シャフト回転位置に応じた電圧を出力として取り出すものである。 In such a joystick controller 10, when the lever 12 is tilted, the lever tilt angle is converted into the shaft rotation angles of the variable resistors 13 and 14 by the internal mechanism, and the voltage corresponding to the shaft rotation position is taken out as an output. It is a thing.

可変抵抗器１３，１４は、印加電圧と出力電圧の比が、有効電気角に対するシャフト回転角度の比となるため、印加電圧と出力電圧の比からレバー１２の傾動角度が算出可能であり、したがって、レバー１２の傾動範囲は電気的出力範囲と１対１の関係となる。すなわち、図９に示すように、レバー１２の傾動範囲における可変抵抗器１３，１４のシャフト回転が有効電気角以上であれば、出力範囲は０％〜１００％になる。 In the variable resistors 13 and 14, since the ratio of the applied voltage to the output voltage is the ratio of the shaft rotation angle to the effective electric angle, the tilt angle of the lever 12 can be calculated from the ratio of the applied voltage to the output voltage. , The tilt range of the lever 12 has a one-to-one relationship with the electrical output range. That is, as shown in FIG. 9, if the shaft rotation of the variable resistors 13 and 14 in the tilt range of the lever 12 is equal to or greater than the effective electric angle, the output range is 0% to 100%.

図９（ａ）は、可変抵抗器１３，１４を構成する抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒと各端子１３ａ〜１３ｃ，１４ａ〜１４ｃとの関係を示す。図９（ｂ）は、レバー１２のＸ軸方向及びＹ軸方向の傾斜角（横軸）と、それぞれの軸の可変抵抗器１３，１４の出力電圧比（縦軸）との関係を示す。２つの可変抵抗器１３，１４は同じ構成であり、２つの可変抵抗器１３，１４の特性は図９に示すように同じである。 FIG. 9A shows the relationship between the resistance elements 13R and 14R constituting the variable resistors 13 and 14 and the terminals 13a to 13c and 14a to 14c. FIG. 9B shows the relationship between the inclination angles (horizontal axis) of the lever 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the output voltage ratios (vertical axis) of the variable resistors 13 and 14 on the respective axes. The two variable resistors 13 and 14 have the same configuration, and the characteristics of the two variable resistors 13 and 14 are the same as shown in FIG.

図９（ａ）に示すように、それぞれの可変抵抗器１３，１４は、１端子１３ａ，１４ａと３端子１３ｃ，１４ｃが、各抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒの一端及び他端に接続される。１端子１３ａ，１４ａは、接地電位（ＧＮＤ）であり、３端子１３ｃ，１４ｃは、所定の直流電源（＋Ｖ）に接続される。
そして、２端子１３ｂ，１４ｂが各抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒに接続される位置が、レバー１２の傾斜角度によって変化する。この２端子１３ｂ，１４ｂが、各可変抵抗器１３，１４の出力端子となる。 As shown in FIG. 9A, in each of the variable resistors 13 and 14, 1 terminal 13a, 14a and 3 terminals 13c, 14c are connected to one end and the other end of each resistance element 13R, 14R. The 1 terminals 13a and 14a are ground potentials (GND), and the 3 terminals 13c and 14c are connected to a predetermined DC power supply (+ V).
The position where the two terminals 13b and 14b are connected to the resistance elements 13R and 14R changes depending on the inclination angle of the lever 12. These two terminals 13b and 14b serve as output terminals for the variable resistors 13 and 14.

図９（ｂ）に示すように、レバー１２の傾動範囲を−方向の最大値である−２４°から＋方向の最大値である＋２４°の範囲で動かすことで、出力電圧比が０％から１００％まで変化する。レバー１２が操作されていないセンターのときは、出力電圧比が５０％である。傾動範囲が−２４°から＋２４°とするのは一例である。 As shown in FIG. 9B, by moving the tilt range of the lever 12 in the range of -24 °, which is the maximum value in the − direction, to + 24 °, which is the maximum value in the + direction, the output voltage ratio starts from 0%. It changes up to 100%. When the lever 12 is not operated at the center, the output voltage ratio is 50%. It is an example that the tilt range is from −24 ° to + 24 °.

図９で説明した例では、０％〜１００％出力に変化させたが、０％〜１００％出力ではなく、１０％〜９０％出力のようにレバーの傾動端で、出力を飽和させる使い方も一般的である。このレバーの傾動端で、出力を飽和させることで、電気的入出力ラインの断線を検知することができる。 In the example described in FIG. 9, the output was changed from 0% to 100%, but instead of 0% to 100% output, the output is saturated at the tilted end of the lever such as 10% to 90% output. It is common. By saturating the output at the tilted end of this lever, disconnection of the electrical input / output line can be detected.

図１０は、傾動範囲が−２４°から＋２４°のときに、出力を１０％〜９０％の範囲で変化させる例を示す。
図１０（ａ）は、各抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒと１端子１３ａ，１４ａとの間に、１端子側固定抵抗器１３ｄ，１４ｄを接続し、各抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒと３端子１３ｃ，１４ｃとの間に、３端子側固定抵抗器１３ｅ，１４ｅを接続する。ここで、１端子側固定抵抗器１３ｄ，１４ｄの抵抗値と、抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒの抵抗値と、３端子側固定抵抗器１３ｅ，１４ｅの抵抗値との比を、１：８：１にすることで、図１０（ｃ）に示すように、傾動範囲が−２４°から＋２４°での出力範囲を１０％〜９０の範囲にすることができる。 FIG. 10 shows an example in which the output is changed in the range of 10% to 90% when the tilt range is from −24 ° to + 24 °.
In FIG. 10A, 1-terminal side fixed resistors 13d and 14d are connected between the respective resistance elements 13R and 14R and the 1-terminal 13a and 14a, and the respective resistance elements 13R and 14R and the 3-terminal 13c and 14c are connected. Connect the fixed resistors 13e and 14e on the 3-terminal side between the two. Here, the ratio of the resistance values of the 1-terminal side fixed resistors 13d and 14d, the resistance values of the resistance elements 13R and 14R, and the resistance values of the 3-terminal side fixed resistors 13e and 14e is set to 1: 8: 1. By doing so, as shown in FIG. 10 (c), the output range when the tilt range is −24 ° to + 24 ° can be set to the range of 10% to 90.

図１０（ｂ）は、Ｘ軸用可変抵抗器１３とＹ軸用可変抵抗器１４の、点線で示したエレメント上に、各抵抗素子１３Ｒ，１４Ｒと１端子側固定抵抗器１３ｄ，１４ｄと３端子側固定抵抗器１３ｅ，１４ｅとを形成した例である。この場合にも、図１０（ａ）の例と同様に、各抵抗器の抵抗値の比を、１：８：１にすることで、図１０（ｃ）に示すように、出力範囲を１０％〜９０％の範囲にすることができる。
図１０の例の場合でも、傾動範囲が−２４°から＋２４°とするのは一例である。 FIG. 10B shows the resistance elements 13R, 14R and the 1-terminal side fixed resistors 13d, 14d, and 3 on the elements shown by the dotted lines of the X-axis variable resistor 13 and the Y-axis variable resistor 14. This is an example in which the terminal-side fixed resistors 13e and 14e are formed. Also in this case, as in the example of FIG. 10 (a), by setting the ratio of the resistance values of each resistor to 1: 8: 1, the output range is set to 10 as shown in FIG. 10 (c). It can be in the range of% to 90%.
Even in the case of the example of FIG. 10, it is an example that the tilt range is from −24 ° to + 24 °.

さらに、図１０に示す構成とする代わりに、シャフト回転角度に対する出力を任意に設定できるホールＩＣを使った無接触式ポテンショメータを用いれば、１０％〜９０％等の飽和出力は容易に実現可能である。 Further, instead of the configuration shown in FIG. 10, if a non-contact potentiometer using a Hall IC capable of arbitrarily setting the output with respect to the shaft rotation angle is used, a saturated output of 10% to 90% or the like can be easily realized. is there.

特許文献１には、ジョイスティックコントローラにおいて、レバーの操作に対する出力範囲を１０％〜９０％に制限する例が記載されている。 Patent Document 1 describes an example of limiting the output range for lever operation to 10% to 90% in a joystick controller.

特開２０１０−２１１３２１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-21321

ジョイスティックコントローラで、１０％〜９０％等の飽和出力を実現する方法は上述した通りであるが、そのいずれの方法もジョイスティックコントローラが完成し、ユーザが使用を開始した後にその飽和出力レベルを変更することは容易ではない。また、ジョイスティックコントローラの作動中にレバーの傾動範囲に対する出力範囲を変更したいという要望もあるが、これに対してもその対応が難しいという課題がある。 The methods for achieving a saturated output of 10% to 90%, etc. with the joystick controller are as described above, but any of these methods changes the saturated output level after the joystick controller is completed and the user starts using it. It's not easy. There is also a request to change the output range with respect to the tilt range of the lever while the joystick controller is operating, but there is also a problem that it is difficult to deal with this.

本発明は、電気的出力範囲の変更が簡単にできるジョイスティックコントローラを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a joystick controller that can easily change the electrical output range.

本発明のジョイスティックコントローラは、レバーが傾動することで、レバーの傾動角度が可変抵抗器のシャフト回転角度に変換され、シャフト回転角度が印加電圧の電圧比で出力されるジョイスティックコントローラであって、可変抵抗器の両端に直列に接続した２つのデジタルポテンショメータと、レバーに配置したスイッチとを備え、スイッチの操作によって、デジタルポテンショメータの抵抗値を変更して、レバーの傾動範囲に対する電気的出力範囲を変更するものであり、スイッチは、−方向側プッシュスイッチと＋方向側プッシュスイッチとを有し、−方向側プッシュスイッチのプッシュで、両端に接続した２つのデジタルポテンショメータの抵抗値を増加方向に１段階変化させ、＋方向側プッシュスイッチのプッシュで、両端に接続した２つのデジタルポテンショメータの抵抗値を減少方向に１段階変化させることを特徴とする。 The joystick controller of the present invention is a joystick controller in which the tilt angle of the lever is converted into the shaft rotation angle of the variable resistor by tilting the lever, and the shaft rotation angle is output by the voltage ratio of the applied voltage. It is equipped with two digital potentiometers connected in series at both ends of the resistor and a switch placed on the lever. By operating the switch, the resistance value of the digital potentiometer is changed to change the electrical output range with respect to the tilt range of the lever. The switch has a-direction side push switch and a + direction side push switch, and the resistance value of the two digital potentiometers connected to both ends is increased by one step in the increasing direction by pushing the-direction side push switch. It is characterized in that the resistance values of the two digital potentiometers connected to both ends are changed by one step in the decreasing direction by changing and pushing the push switch on the + direction side.

本発明によれば、レバーに配置したスイッチの操作によって、ジョイスティックコントローラのレバーの傾動範囲に対する電気的出力範囲を、ジョイスティックコントローラが作動中であっても任意の値に変更することができる。 According to the present invention, the electric output range with respect to the tilt range of the lever of the joystick controller can be changed to an arbitrary value even when the joystick controller is operating by operating a switch arranged on the lever.

本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラの概略の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic appearance of the joystick controller according to the example of one Embodiment of this invention. 図１に示すジョイスティックコントローラのつまみ部を拡大して示す斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a knob portion of the joystick controller shown in FIG. 1. 本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラの内部構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the joystick controller by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラの電気的出力関係の例（１０％〜９０％出力の例）を示す図である。It is a figure which shows the example (example of 10% to 90% output) of the electric output relation of the joystick controller by the example of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラの電気的出力関係の例（０％〜１００％出力の例）を示す図である。It is a figure which shows the example (example of 0% to 100% output) of the electric output relation of the joystick controller by the example of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラの電気的出力関係の例（１６．７％〜８３．３％出力の例）を示す図である。It is a figure which shows the example (example of 16.7% to 83.3% output) of the electric output relation of the joystick controller by the example of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態例によるジョイスティックコントローラにスイッチを追加した場合の内部構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the internal structure when the switch is added to the joystick controller according to the example of one Embodiment of this invention. 従来のジョイスティックコントローラの正面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。It is a front view (a) and a top view (b) of a conventional joystick controller. 従来のジョイスティックコントローラの電気的出力関係の例（０％〜１００％出力の例）を示す図である。It is a figure which shows the example (example of 0% to 100% output) of the electric output relation of the conventional joystick controller. 従来のジョイスティックコントローラの電気的出力関係の例（１０％〜９０％出力の例）を示す図である。It is a figure which shows the example (example of 10% to 90% output) of the electric output relation of the conventional joystick controller.

以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本例」と称する）を、図１〜図７を参照して説明する。
［ジョイスティックコントローラの外観の構成］
図１は、本例のジョイスティックコントローラ１００の外観を示した斜視図である。また、図２は、図１のＡ部を拡大して示す部分拡大図である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “this example”) will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
[Appearance configuration of joystick controller]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the joystick controller 100 of this example. Further, FIG. 2 is a partially enlarged view showing the part A of FIG. 1 in an enlarged manner.

図１に示すジョイスティックコントローラ１００は、筐体ケース１１０の上に直立した状態で配置されたレバー１２０を備え、レバー１２０は所定の傾動範囲で傾動させることできる。レバー１２０の頂部のつまみ１３０には、十字型押しボタンスイッチ１３１が配置されている。十字型押しボタンスイッチ１３１の構成は後述する。 The joystick controller 100 shown in FIG. 1 includes a lever 120 arranged upright on the housing case 110, and the lever 120 can be tilted within a predetermined tilt range. A cross-shaped push button switch 131 is arranged on the knob 130 at the top of the lever 120. The configuration of the cross-shaped push button switch 131 will be described later.

筐体ケース１１０には、Ｘ軸用可変抵抗器１４０とＹ軸用可変抵抗器１５０とが配置される。図１では、Ｘ軸用可変抵抗器１４０は隠れた位置に配置され、図示されていない。
Ｙ軸用可変抵抗器１５０は、Ｙ軸出力端子１５１を有する。Ｘ軸用可変抵抗器１４０も、Ｘ軸出力端子１４１（不図示）を有する。 An X-axis variable resistor 140 and a Y-axis variable resistor 150 are arranged in the housing case 110. In FIG. 1, the X-axis variable resistor 140 is arranged in a hidden position and is not shown.
The Y-axis variable resistor 150 has a Y-axis output terminal 151. The X-axis variable resistor 140 also has an X-axis output terminal 141 (not shown).

Ｘ軸用可変抵抗器１４０とＹ軸用可変抵抗器１５０は、それぞれ不図示のシャフトを備え、レバー１２０の傾動角度が、各可変抵抗器１４０，１５０のシャフト回転角度に変換されるように、レバー１２０とシャフトとが接続されている。
ここで、レバー１２０をＸ軸方向に傾動させたとき、Ｘ軸方向の傾動角度がＸ軸用可変抵抗器１４０のシャフト回転角度に変換され、レバー１２０をＹ軸方向に傾動させたとき、Ｙ軸方向の傾動角度がＹ軸用可変抵抗器１５０のシャフト回転角度に変換される。Ｘ軸とＹ軸は、図１に示すように直交する角度である。ここでは、レバー１２０が直立した状態からＸ軸又はＹ軸に沿って一方に傾斜した方向を（＋）方向とし、（＋）方向とは反対側に傾斜した方向を（−）方向とする。レバー１２０の最大傾動角度は、ここでは±２４°とする。この２４°はあくまでも一例であり、ジョイスティックコントローラ１００の構成によって最大傾動角度は異なる。 The X-axis variable resistor 140 and the Y-axis variable resistor 150 each have a shaft (not shown), and the tilt angle of the lever 120 is converted into the shaft rotation angle of the variable resistors 140 and 150, respectively. The lever 120 and the shaft are connected.
Here, when the lever 120 is tilted in the X-axis direction, the tilt angle in the X-axis direction is converted into the shaft rotation angle of the variable resistor 140 for the X-axis, and when the lever 120 is tilted in the Y-axis direction, Y The tilt angle in the axial direction is converted into the shaft rotation angle of the Y-axis variable resistor 150. The X-axis and the Y-axis are angles orthogonal to each other as shown in FIG. Here, the direction in which the lever 120 is tilted in one direction along the X-axis or the Y-axis from the upright state is defined as the (+) direction, and the direction tilted in the direction opposite to the (+) direction is defined as the (−) direction. The maximum tilt angle of the lever 120 is ± 24 ° here. This 24 ° is just an example, and the maximum tilt angle differs depending on the configuration of the joystick controller 100.

図２は、レバー１２０の頂部のつまみ１３０に配置した十字型押しボタンスイッチ１３１の構成を示す。十字型押しボタンスイッチ１３１は、２個のＸ軸用スイッチと２個のＹ軸用スイッチを有する。すなわち、十字型押しボタンスイッチ１３１は、Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１、Ｘ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２、Ｙ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１、及びＹ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２を備える。 FIG. 2 shows the configuration of the cross-shaped push button switch 131 arranged on the knob 130 at the top of the lever 120. The cross-shaped pushbutton switch 131 has two X-axis switches and two Y-axis switches. That is, the cross-shaped push button switch 131 includes an X-axis switch (-) input 131-X1, an X-axis switch (+) input 131-X2, a Y-axis switch (-) input 131-Y1, and a Y-axis switch (+). It has inputs 131-Y2.

Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１とＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２を結ぶ方向は、図１で説明したＸ軸方向と一致させている。また、Ｙ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１とＹ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２を結ぶ方向は、図１で説明したＹ軸方向と一致させている。このような十字型押しボタンスイッチ１３１を配置したことで、十字型押しボタンスイッチ１３１の４つの入力１３１−Ｘ１，１３１−Ｘ２，１３１−Ｙ１，１３１−Ｙ２の操作を行う際に、どのスイッチを押したら良いかが、感覚的に分かりやすくなり、操作性が向上する。 The direction connecting the X-axis switch (−) input 131-X1 and the X-axis switch (+) input 131-X2 coincides with the X-axis direction described with reference to FIG. Further, the direction connecting the Y-axis switch (−) input 131-Y1 and the Y-axis switch (+) input 131-Y2 coincides with the Y-axis direction described with reference to FIG. By arranging such a cross-shaped push button switch 131, which switch is used when operating the four inputs 131-X1, 131-X2, 131-Y1, 131-Y2 of the cross-shaped push button switch 131. It becomes easier to understand intuitively whether to press it, and operability is improved.

［ジョイスティックコントローラの内部構成］
図３は、ジョイスティックコントローラ１００の内部構成を示す。
ジョイスティックコントローラ１００は、信号処理回路１６０と、Ｘ軸処理部１７０とＹ軸処理部１８０とを備える。 [Internal configuration of joystick controller]
FIG. 3 shows the internal configuration of the joystick controller 100.
The joystick controller 100 includes a signal processing circuit 160, an X-axis processing unit 170, and a Y-axis processing unit 180.

信号処理回路１６０は、十字型押しボタンスイッチ１３１の操作状況を検出する回路であり、Ｘ軸±方向判別部１６１と、Ｘ軸プッシュ回数出力部１６２と、Ｙ軸±方向判別部１６３と、Ｙ軸プッシュ回数出力部１６４とを内蔵する。信号処理回路１６０は、十字型押しボタンスイッチ１３１とリード線で接続されている。このリード線は、例えばレバー１２０（図１）の内部に配置されたレバー保持用の中空シャフト（不図示）の貫通穴を通過させて、十字型押しボタンスイッチ１３１と信号処理回路１６０とを接続する。 The signal processing circuit 160 is a circuit for detecting the operation status of the cross-shaped push button switch 131, and includes an X-axis ± direction determination unit 161, an X-axis push count output unit 162, a Y-axis ± direction determination unit 163, and Y. It has a built-in shaft push count output unit 164. The signal processing circuit 160 is connected to the cross-shaped pushbutton switch 131 by a lead wire. This lead wire connects the cross-shaped push button switch 131 and the signal processing circuit 160, for example, by passing through a through hole of a hollow shaft (not shown) for holding the lever arranged inside the lever 120 (FIG. 1). To do.

Ｘ軸±方向判別部１６１は、Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１と、Ｘ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２のいずれかがプッシュされる操作があったとき、そのプッシュされた箇所が（−）方向か（＋）方向かを判別する。例えば、プッシュされた箇所がＸ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１であるとき、Ｘ軸±方向判別部１６１はＬレベル信号を出力する。また、プッシュされた箇所がＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２であるとき、Ｘ軸±方向判別部１６１はＨレベル信号を出力する。
Ｘ軸プッシュ回数出力部１６２は、Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１及びＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２がプッシュされた回数に応じたパルスを出力する。 When either the X-axis switch (-) input 131-X1 or the X-axis switch (+) input 131-X2 is pushed, the X-axis ± direction determination unit 161 determines the pushed portion. Determine whether it is in the (-) direction or the (+) direction. For example, when the pushed portion is the X-axis switch (−) input 131-X1, the X-axis ± direction determination unit 161 outputs an L level signal. Further, when the pushed portion is the X-axis switch (+) input 131-X2, the X-axis ± direction determination unit 161 outputs an H level signal.
The X-axis push count output unit 162 outputs pulses according to the number of times the X-axis switch (−) input 131-X1 and the X-axis switch (+) input 131-X2 are pushed.

Ｙ軸±方向判別部１６３は、Ｙ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１と、Ｙ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２のいずれかがプッシュされる操作があったとき、そのプッシュされた箇所が（−）方向か（＋）方向かを判別する。例えば、プッシュされた箇所がＹ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１であるとき、Ｌレベル信号を出力する。また、プッシュされた箇所がＹ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２であるとき、Ｈレベル信号を出力する。
Ｙ軸プッシュ回数出力部１６４は、Ｙ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１及びＹ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２がプッシュされた回数に応じたパルスを出力する。 When either the Y-axis switch (-) input 131-Y1 or the Y-axis switch (+) input 131-Y2 is pushed, the Y-axis ± direction determination unit 163 determines the pushed portion. Determine whether it is in the (-) direction or the (+) direction. For example, when the pushed portion is the Y-axis switch (−) input 131-Y1, the L level signal is output. Further, when the pushed portion is the Y-axis switch (+) input 131-Y2, the H level signal is output.
The Y-axis push count output unit 164 outputs pulses according to the number of times the Y-axis switch (−) input 131-Y1 and the Y-axis switch (+) input 131-Y2 are pushed.

Ｘ軸±方向判別部１６１の出力と、Ｘ軸プッシュ回数出力部１６２の出力は、Ｘ軸処理部１７０に供給される。
Ｘ軸処理部１７０は、Ｘ軸用可変抵抗器１４０と、１端子側デジタルポテンショメータ１７１と、３端子側デジタルポテンショメータ１７２とを備える。Ｘ軸用可変抵抗器１４０は、コンダクティブプラスチックエレメントよりなる抵抗素子１４０Ｒを有する。抵抗素子１４０Ｒは、一端が１端子１４０ａに接続され、他端が３端子１４０ｃに接続され、可動点が２端子１４０ｂに接続される。この２端子１４０ｂが抵抗素子１４０Ｒに接続される位置が、レバー１２０のＸ軸方向の傾動角度によって決まる。 The output of the X-axis ± direction determination unit 161 and the output of the X-axis push count output unit 162 are supplied to the X-axis processing unit 170.
The X-axis processing unit 170 includes an X-axis variable resistor 140, a 1-terminal side digital potentiometer 171 and a 3-terminal side digital potentiometer 172. The variable resistor 140 for the X-axis has a resistance element 140R made of a conductive plastic element. One end of the resistance element 140R is connected to the 1 terminal 140a, the other end is connected to the 3 terminal 140c, and the movable point is connected to the 2 terminal 140b. The position where the two terminals 140b are connected to the resistance element 140R is determined by the tilt angle of the lever 120 in the X-axis direction.

Ｘ軸用可変抵抗器１４０の１端子１４０ａと接地端子１９２との間には、１端子側デジタルポテンショメータ１７１の抵抗素子１７１Ｒが接続される。
抵抗素子１７１Ｒの一端（Ａ端子）は、Ｘ軸用可変抵抗器１４０の１端子１４０ａに接続され、抵抗素子１７１Ｒの他端（Ｂ端子）と可動点（Ｗ端子）は、接地端子（ＧＮＤ）１９２に接続される。 A resistance element 171R of the 1-terminal side digital potentiometer 171 is connected between the 1-terminal 140a of the X-axis variable resistor 140 and the ground terminal 192.
One end (A terminal) of the resistance element 171R is connected to the 1 terminal 140a of the variable resistor 140 for the X axis, and the other end (B terminal) and the movable point (W terminal) of the resistance element 171R are ground terminals (GND). Connected to 192.

Ｘ軸用可変抵抗器１４０の３端子１４０ｃと、電源端子（＋Ｖ）１９１との間には、３端子側デジタルポテンショメータ１７２の抵抗素子１７２Ｒが接続される。
抵抗素子１７２Ｒの一端（Ａ端子）は、電源端子（＋Ｖ）１９１に接続され、抵抗素子１７２Ｒの他端（Ｂ端子）と可動点（Ｗ端子）は、Ｘ軸用可変抵抗器１４０の３端子１４０ｃに共通に接続される。 A resistance element 172R of the digital potentiometer 172 on the 3-terminal side is connected between the 3-terminal 140c of the variable resistor 140 for the X-axis and the power supply terminal (+ V) 191.
One end (A terminal) of the resistance element 172R is connected to the power supply terminal (+ V) 191 and the other end (B terminal) and the movable point (W terminal) of the resistance element 172R are three terminals of the variable resistor 140 for the X axis. Commonly connected to 140c.

両デジタルポテンショメータ１７１，１７２のアップダウン入力（Ｕ／Ｄ）には、Ｘ軸±方向判別部１６１の出力が供給される。また、両デジタルポテンショメータ１７１，１７２のクロック入力（ＣＬＫ）には、Ｘ軸プッシュ回数出力部１６２の出力パルスが供給される。
なお、両デジタルポテンショメータ１７１，１７２のチップセレクト端子ＣＳは、Ｌレベル信号でアクティブ状態となるように、接地電位（ＧＮＤ）に固定され、常にアクティブ状態に設定されている。 The output of the X-axis ± direction determination unit 161 is supplied to the up / down inputs (U / D) of both digital potentiometers 171 and 172. Further, the output pulse of the X-axis push number output unit 162 is supplied to the clock inputs (CLK) of both digital potentiometers 171 and 172.
The chip select terminals CS of both digital potentiometers 171 and 172 are fixed to the ground potential (GND) so as to be in the active state by the L level signal, and are always set to the active state.

このように構成したデジタルポテンショメータ１７１，１７２は、クロック入力（ＣＬＫ）に１回のパルスが供給されるごとに、抵抗素子１７１Ｒ，１７２Ｒの可動点（Ｗ端子）の接続位置が１段階ずつ変化し、抵抗値が変化する。すなわち、デジタルポテンショメータ１７１，１７２は、クロック入力（ＣＬＫ）に供給されるパルス信号の立下がりエッジを検出して、スイッチが押された回数をカウントし、そのカウント数によって抵抗素子１７１Ｒ，１７２Ｒの可動点（Ｗ端子）の接続位置が変化する。
このとき、接続位置が変化する方向は、アップダウン入力（Ｕ／Ｄ）に得られる信号のレベル（Ｌレベル信号又はＨレベル信号）によって決まる。 In the digital potentiometers 171 and 172 configured in this way, the connection positions of the movable points (W terminals) of the resistance elements 171R and 172R change step by step each time a pulse is supplied to the clock input (CLK). , The resistance value changes. That is, the digital potentiometers 171 and 172 detect the falling edge of the pulse signal supplied to the clock input (CLK), count the number of times the switch is pressed, and the resistance elements 171R and 172R are movable according to the count number. The connection position of the point (W terminal) changes.
At this time, the direction in which the connection position changes is determined by the signal level (L level signal or H level signal) obtained at the up / down input (U / D).

ここで、デジタルポテンショメータ１７１，１７２の動作によって生じる抵抗値の変化の例について説明する。
まず、可変抵抗器１４０の抵抗素子１４０Ｒの全抵抗値（１端子１４０ａと３端子１４０ｃの間の抵抗値）をＶＲ、デジタルポテンショメータ１７１，１７２のＢ端子とＷ端子が未短絡状態での、Ａ端子とＢ端子の間の抵抗値をＲ_ＡＢ、デジタルポテンショメータ１７１，１７２のＡ端子とＷ端子の間の抵抗値をＲ_ＡＷ、デジタルポテンショメータ１７１，１７２の分解能をｎビット、デジタルポテンショメータ１７１，１７２のクロックパルス信号１回分による抵抗値変化の差分である増減ステップ抵抗値をＲ_Ｓとする。 Here, an example of the change in the resistance value caused by the operation of the digital potentiometers 171 and 172 will be described.
First, the total resistance value (resistance value between the 1st terminal 140a and the 3rd terminal 140c) of the resistance element 140R of the variable resistor 140 is set to VR, and the B terminal and the W terminal of the digital potentiometers 171 and 172 are not short-circuited. The resistance value between the terminals is R _AB , the resistance value between the A and W terminals of _{the digital potential meters 171 and 172 is R AW} , the resolution of the digital potential meters 171 and 172 is n bits, and the resolution of the digital potential meters 171 and 172 is 171 and 172. _{Let RS} be the increase / decrease step resistance value, which is the difference between the resistance value changes due to one clock pulse signal.

本例のデジタルポテンショメータ１７１，１７２は、電源投入直後には、Ｗ端子はＡ端子とＢ端子の中間に位置するものを使用する。
したがって、初期状態では、Ｒ_ＡＷ＝Ｒ_ＡＢ／２（仮にＲ_ＡＢ＝１０ｋΩであればＲ_ＡＷ＝５ｋΩ）になる。デジタルポテンショメータ１７１，１７２と可変抵抗器１４０の直列接続からなる抵抗値は、Ｒ_ＡＢ／２＋ＶＲ＋Ｒ_ＡＢ／２になる。
また、デジタルポテンショメータ１７１，１７２の分解能がｎビットであることから、増減ステップ抵抗値Ｒ_Ｓ＝Ｒ_ＡＢ／２^ｎになる。すなわち、仮にＲ_ＡＢ＝１０ｋΩ、ｎ＝７とすれば、Ｒ_Ｓ＝１０ｋΩ／１２８≒７８Ωになる。 As the digital potentiometers 171 and 172 of this example, the W terminal is located between the A terminal and the B terminal immediately after the power is turned on.
Therefore, in the initial state, R _AW = R _AB / 2 (if R _AB = 10 kΩ, R _AW = 5 kΩ). The resistance value of the digital potentiometers 171 and 172 and the variable resistor 140 connected in series is R _AB / 2 + VR + R _AB / 2.
Further, since the resolution of the digital potentiometers 171 and 172 is n bits, the increase _{/ decrease step resistance value R S} = R _AB / 2 ⁿ . That is, if R _AB = 10 kΩ and n = 7, then _RS = 10 kΩ / 128 ≈ 78 Ω.

そして、Ｘ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２が１回押されると、デジタルポテンショメータ１７１，１７２のＷ端子ポジションは、Ａ端子方向に向かって分解能の１ビット分移動する。したがって、のＡ端子とＷ端子の間の抵抗値は、Ｒ_ＡＷ＝Ｒ_ＡＢ／２−Ｒ_Ｓ、Ｎ回押した場合はＲ_ＡＷ＝Ｒ_ＡＢ／２−Ｒ_Ｓ×Ｎになる。
Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１がＮ回押された場合は、これとは逆にＲ_ＡＷ＝Ｒ_ＡＢ／２＋Ｒ_Ｓ×Ｎになる。
なお、Ｒ_ＡＷが取り得る範囲は最大値Ｒ_ＡＢΩ、最小値０ΩでありＸ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１やＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２がその範囲を超える方向に押されてもＲ_ＡＷは変化しない。 Then, when the X-axis switch (+) input 131-X2 is pressed once, the W terminal position of the digital potentiometers 171 and 172 moves in the direction of the A terminal by one bit of resolution. Therefore, the resistance value between the A terminal and the W terminal is R _AW = R _AB / 2- _RS , and when pressed N times, R _AW = R _AB / 2- _RS × N.
When the X-axis switch (-) input 131-X1 is pressed N times, the opposite is true: R _AW = R _AB / 2 + R _S × N.
The range that R _AW can take is the maximum value R _AB Ω and the minimum value 0 Ω, and the X-axis switch (-) input 131-X1 and the X-axis switch (+) input 131-X2 are pushed in a direction exceeding the range. _{But the RAW} does not change.

次に、Ｙ軸処理部１８０の構成について説明する。
信号処理回路１６０のＹ軸±方向判別部１６３の出力と、Ｙ軸プッシュ回数出力部１６４の出力は、Ｙ軸処理部１８０に供給される。
Ｙ軸処理部１８０は、Ｙ軸用可変抵抗器１５０と、１端子側デジタルポテンショメータ１８１と、３端子側デジタルポテンショメータ１８２とを備える。Ｙ軸用可変抵抗器１５０は、コンダクティブプラスチックエレメントよりなる抵抗素子１５０Ｒを有する。抵抗素子１５０Ｒは、一端が１端子１５０ａに接続され、他端が３端子１５０ｃに接続され、可動点が２端子１５０ｂに接続される。この２端子１５０ｂが抵抗素子１５０Ｒに接続される位置が、レバー１２０のＹ軸方向の傾動角度によって決まる。 Next, the configuration of the Y-axis processing unit 180 will be described.
The output of the Y-axis ± direction determination unit 163 of the signal processing circuit 160 and the output of the Y-axis push count output unit 164 are supplied to the Y-axis processing unit 180.
The Y-axis processing unit 180 includes a Y-axis variable resistor 150, a 1-terminal side digital potentiometer 181 and a 3-terminal side digital potentiometer 182. The Y-axis variable resistor 150 has a resistance element 150R made of a conductive plastic element. One end of the resistance element 150R is connected to the 1 terminal 150a, the other end is connected to the 3 terminal 150c, and the movable point is connected to the 2 terminal 150b. The position where the two terminals 150b are connected to the resistance element 150R is determined by the tilt angle of the lever 120 in the Y-axis direction.

Ｙ軸±方向判別部１６３の出力とＹ軸プッシュ回数出力部１６４の出力パルスが、Ｙ軸処理部１８０の１端子側デジタルポテンショメータ１８１と、３端子側デジタルポテンショメータ１８２に供給される構成は、Ｘ軸±方向判別部１６１の出力とＸ軸プッシュ回数出力部１６２の出力パルスが、Ｘ軸処理部１７０の各デジタルポテンショメータ１７１，１７２に供給される構成及び動作と同じであり、図示と説明は省略する。
また、接地端子（ＧＮＤ）１９２が１端子側デジタルポテンショメータ１８１を介してＹ軸用可変抵抗器１５０に接続される構成と、電源端子（＋Ｖ）１９１が３端子側デジタルポテンショメータ１８２を介してＹ軸用可変抵抗器１５０に接続される構成も、Ｘ軸処理部１７０と同じ構成であり、説明を省略する。 The configuration in which the output of the Y-axis ± direction determination unit 163 and the output pulse of the Y-axis push count output unit 164 are supplied to the 1-terminal side digital potentiometer 181 and the 3-terminal side digital potentiometer 182 of the Y-axis processing unit 180 is X. The output of the axis ± direction determination unit 161 and the output pulse of the X-axis push count output unit 162 are the same as the configuration and operation supplied to the digital potentiometers 171 and 172 of the X-axis processing unit 170, and the illustration and description are omitted. To do.
Further, the ground terminal (GND) 192 is connected to the Y-axis variable resistor 150 via the 1-terminal side digital potentiometer 181 and the power supply terminal (+ V) 191 is connected to the Y-axis via the 3-terminal side digital potentiometer 182. The configuration connected to the variable resistor 150 is also the same as that of the X-axis processing unit 170, and the description thereof will be omitted.

［スイッチの操作による特性変化の説明］
次に、図４〜図６を参照して、十字型押しボタンスイッチ１３１の操作によって設定される各デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値と、ジョイスティックコントローラ１００のレバー１２０の傾動範囲と出力電圧比の例について説明する。ここで出力電圧比とは、既に説明したように、印加電圧（＋Ｖ）に対する出力電圧の比である。 [Explanation of characteristic changes due to switch operation]
Next, with reference to FIGS. 4 to 6, the resistance value of each digital potentiometer 171, 172, 181 and 182 set by the operation of the cross-shaped push button switch 131, and the tilt range of the lever 120 of the joystick controller 100. An example of the output voltage ratio will be described. Here, the output voltage ratio is the ratio of the output voltage to the applied voltage (+ V) as described above.

図４〜図６は、レバー１２０をＸ軸方向に傾動させた場合のデジタルポテンショメータ１７１，１７２の状態及び出力電圧比の変化を示す。図４（ａ），図５（ａ），図６（ａ）は、デジタルポテンショメータ１７１，１７２の状態を示し、図４（ｂ），図５（ｂ），図６（ｂ）のグラフは、そのデジタルポテンショメータ１７１，１７２の状態によって決まる、レバー１２０の傾動角度（横軸）と出力電圧比（縦軸）との関係を示す。
なお、図４〜図６では、レバー１２０をＸ軸方向に傾動させた場合のデジタルポテンショメータ１７１，１７２の状態及び出力電圧比の変化を示すが、レバー１２０をＹ軸方向に傾動させた場合のデジタルポテンショメータ１８１，１８２の状態及び出力電圧比の変化も全く同じである。 4 to 6 show the states of the digital potentiometers 171 and 172 and the changes in the output voltage ratio when the lever 120 is tilted in the X-axis direction. 4 (a), 5 (a), and 6 (a) show the states of the digital potentiometers 171 and 172, and the graphs of FIGS. 4 (b), 5 (b), and 6 (b) are shown. The relationship between the tilt angle (horizontal axis) of the lever 120 and the output voltage ratio (vertical axis), which is determined by the state of the digital potentiometers 171 and 172, is shown.
4 to 6 show the states of the digital potentiometers 171 and 172 and the changes in the output voltage ratio when the lever 120 is tilted in the X-axis direction, but when the lever 120 is tilted in the Y-axis direction. The states of the digital potentiometers 181 and 182 and the changes in the output voltage ratio are exactly the same.

デジタルポテンショメータ１７１，１７２は、図３で説明したように、Ｂ端子とＷ端子が短絡したレオスタッド式にすることで、各デジタルポテンショメータ１７１，１７２のＡ端子とＷ端子の間の抵抗値が可変可能になる。したがって、図４（ａ），図５（ａ），図６（ａ）に示すように、１端子側デジタルポテンショメータ１７１と可変抵抗器１４０と３端子側デジタルポテンショメータ１７２とが直列に接続された状態になる。この接続状態では、各デジタルポテンショメータ１７１，１７２は、可変抵抗器１４０の両端に接続された補正抵抗としての役割を果たすことになる。
この補正抵抗であるデジタルポテンショメータ１７１，１７２の抵抗値は、十字型押しボタンスイッチ１３１のプッシュ操作によって変化する。 As described in FIG. 3, the digital potentiometers 171 and 172 are of the leostud type in which the B terminal and the W terminal are short-circuited, so that the resistance value between the A terminal and the W terminal of each digital potentiometer 171 and 172 can be changed. It will be possible. Therefore, as shown in FIGS. 4A, 5A, and 6A, the 1-terminal side digital potentiometer 171, the variable resistor 140, and the 3-terminal side digital potentiometer 172 are connected in series. become. In this connected state, each digital potentiometer 171 and 172 will serve as a correction resistor connected to both ends of the variable resistor 140.
The resistance value of the digital potentiometers 171 and 172, which is the correction resistance, is changed by the push operation of the cross-shaped push button switch 131.

以下、具体的な変化例を説明するにあたり、一例として可変抵抗器１４０の全抵抗値ＶＲ＝４０ｋΩ、デジタルポテンショメータ１７１，１７２のＲ_ＡＢ＝１０ｋΩ、分解能ｎ＝７ビット、電源電圧（＋Ｖ、ＧＮＤ間）＝５Ｖ、レバー１２０の傾動範囲を±２４°、３端子側デジタルポテンショメータ１７２、可変抵抗器１４０、１端子側デジタルポテンショメータ１７１を直列接続した状態での両端の抵抗値をＴＲとする。
この場合、ＴＲ＝３端子側Ｒ_ＡＷ＋ＶＲ＋１端子側Ｒ_ＡＷの関係にある。 Hereinafter, in explaining a specific example of change, as an example, the total resistance value VR = 40 _{kΩ of the variable resistor 140, the R AB} = 10 kΩ of the digital potentiometers 171 and 172, the resolution n = 7 bits, and the power supply voltage (+ V, between GND). ) = 5V, the tilt range of the lever 120 is ± 24 °, and the resistance value at both ends when the digital potentiometer 172 on the 3-terminal side, the variable resistor 140, and the digital potentiometer 171 on the 1-terminal side are connected in series is TR.
In this case, TR = 3 terminal side _RAW + VR + 1 terminal side _RAW .

図４は、電源投入時の初期状態を示す。
このときの抵抗値Ｒ_ＡＷ及びＴＲは、Ｒ_ＡＷ＝Ｒ_ＡＢ／２＝５ｋΩ、ＴＲ＝５ｋΩ＋４０ｋΩ＋５ｋΩ＝５０ｋΩとなり、レバー１２０の傾動範囲に対する可変抵抗器１４０の出力電圧は、以下のようになる。
５Ｖ×（５ｋΩ／ＴＲ）〜５Ｖ×（（５ｋΩ＋４０ｋΩ）／ＴＲ）＝０．５Ｖ〜４．５Ｖ
したがって、この場合の出力電圧比は１０％（５／５０）〜９０％（４５／５０）になる。 FIG. 4 shows an initial state when the power is turned on.
The resistance values R _AW and TR at _{this time are R AW} = R _AB / 2 = 5 kΩ, TR = 5 kΩ + 40 kΩ + 5 kΩ = 50 kΩ, and the output voltage of the variable resistor 140 with respect to the tilt range of the lever 120 is as follows.
5V x (5kΩ / TR) to 5V x ((5kΩ + 40kΩ) / TR) = 0.5V to 4.5V
Therefore, the output voltage ratio in this case is 10% (5/50) to 90% (45/50).

図５は、十字型押しボタンスイッチ１３１のＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２が押され続け、抵抗値Ｒ_ＡＷが最小値になった状態を示す。
このときの抵抗値Ｒ_ＡＷ及びＴＲは、Ｒ_ＡＷ＝０Ω、ＴＲ＝０Ω＋４０ｋΩ＋０Ω＝４０ｋΩとなり、レバー１２０の傾動範囲に対する可変抵抗器１４０の出力電圧は、以下のようになる。
５Ｖ×（０Ω／ＴＲ）〜５Ｖ×（（０Ω＋４０ｋΩ）／ＴＲ）＝０Ｖ〜５Ｖ
したがって、この場合の出力電圧比は０％（０／４０）〜１００％（４０／４０）となる。 FIG. 5 shows a state in which the X-axis switch (+) input 131-X2 of the cross-shaped push button switch 131 is continuously pressed and the resistance value _{RAW becomes the minimum value.}
Resistance _{R AW} and TR in this _case, the output voltage of the _{R AW = 0Ω, TR = 0Ω} + 40kΩ + 0Ω = 40kΩ , and the variable resistor 140 for tilting range of the lever 120 is as follows.
5V x (0Ω / TR) ~ 5V x ((0Ω + 40kΩ) / TR) = 0V ~ 5V
Therefore, the output voltage ratio in this case is 0% (0/40) to 100% (40/40).

図６は、十字型押しボタンスイッチ１３１のＸ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１が押され続け、抵抗値Ｒ_ＡＷが最大値になった状態を示す。
このときの抵抗値Ｒ_ＡＷ及びＴＲは、Ｒ_ＡＷ＝１０ｋΩ、ＴＲ＝１０ｋΩ＋４０ｋΩ＋１０ｋΩ＝６０ｋΩとなるため、レバー１２０の傾動範囲に対して可変抵抗器１４０の出力電圧は、以下のようになる。
５Ｖ×（１０ｋΩ／ＴＲ）〜５Ｖ×（（１０ｋΩ＋４０ｋΩ）／ＴＲ）＝０．８３５Ｖ〜０４．１６５Ｖ
したがって、この場合の出力電圧比は１６．７％（１０／６０）〜８３．３％（５０／６０）となる。 FIG. 6 shows a state in which the X-axis switch (-) input 131-X1 of the cross-shaped push button switch 131 is continuously pressed and the resistance value _{RAW becomes the maximum value.}
Since the resistance values R _AW and TR at _{this time are R AW} = 10 kΩ and TR = 10 kΩ + 40 kΩ + 10 kΩ = 60 kΩ, the output voltage of the variable resistor 140 with respect to the tilt range of the lever 120 is as follows.
5V x (10kΩ / TR) to 5V x ((10kΩ + 40kΩ) / TR) = 0.835V to 04.165V
Therefore, the output voltage ratio in this case is 16.7% (10/60) to 83.3% (50/60).

図５（出力電圧比０％〜１００％）と図６（出力電圧比１６．７％〜８３．３％）の間の状態において、Ｘ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１もしくはＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２が１回押されると、増減ステップ抵抗値Ｒ_Ｓに相当する出力電圧比分だけレバー１２０の傾動範囲に対する出力範囲が狭まるもしくは広がることになる。
増減ステップ抵抗値Ｒ_Ｓの値は分解能７ビットより、Ｒ_Ｓ＝Ｒ_ＡＢ／２^７＝１０ｋΩ／１２８≒７８Ωである。
但し、計算上の分母であるＴＲが常に一定とはならないため、増減ステップ抵抗値Ｒ_Ｓに相当する出力電圧比は、出力範囲が広くなるほど少しずつ大きくなるが、実用的には特に問題になることはない。 X-axis switch (-) Input 131-X1 or X-axis switch (in the state between FIG. 5 (output voltage ratio 0% to 100%) and FIG. 6 (output voltage ratio 16.7% to 83.3%). +) When the input 131-X2 is pressed once, the output range with respect to the tilt range of the lever 120 is narrowed or widened by the output voltage ratio corresponding to _{the increase / decrease step resistance value RS.}
The value of the increase or decrease step resistance _{R S} is than the resolution 7 _bits, _{^{R S = R AB / 2 7}} = 10kΩ / 128 ≒ 78Ω.
However, since TR, which is the calculated denominator, is not always constant, _{the output voltage ratio corresponding to the increase / decrease step resistance value RS} gradually increases as the output range becomes wider, which is a particular problem in practical use. There is no such thing.

以上説明したように、本例のジョイスティックコントローラ１００によると、レバー１２０のつまみ１３１に配置したＸ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｘ１もしくはＸ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｘ２をユーザが意図する回数押すことで、レバー１２０のＸ軸方向の傾動範囲に対する出力範囲を自在に可変可能である。Ｙ軸スイッチ（−）入力１３１−Ｙ１もしくはＹ軸スイッチ（＋）入力１３１−Ｙ２を押した場合も、同様にレバー１２０のＹ軸方向の傾動範囲に対する出力範囲を自在に可変可能である。 As described above, according to the joystick controller 100 of this example, the number of times the user intends the X-axis switch (-) input 131-X1 or the X-axis switch (+) input 131-X2 arranged on the knob 131 of the lever 120. By pressing, the output range with respect to the tilt range of the lever 120 in the X-axis direction can be freely changed. Similarly, when the Y-axis switch (−) input 131-Y1 or the Y-axis switch (+) input 131-Y2 is pressed, the output range with respect to the tilt range of the lever 120 in the Y-axis direction can be freely changed.

これらの出力範囲の調整は、ジョイスティックコントローラ１００が作動中であっても行うことができ、ジョイスティックコントローラ１００を操作中のユーザが、任意のタイミングで調整を行うことができ、従来よりも高度な操作が可能になる。 These output ranges can be adjusted even when the joystick controller 100 is operating, and the user who is operating the joystick controller 100 can make adjustments at arbitrary timings, which is a more advanced operation than before. Will be possible.

［有効／無効設定用スイッチを追加した例］
ジョイスティックコントローラ１００のつまみ１３０上、もしくは、レバー１２０の任意の位置にスイッチを追加して、そのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を、信号処理回路１６０経由で、デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２のＣＳ端子に伝達することで、十字型押しボタンスイッチ１３１からの伝達信号を有効にしたり無効にすることも可能である。 [Example of adding a switch for enabling / disabling]
A switch is added on the knob 130 of the joystick controller 100 or at an arbitrary position of the lever 120, and the ON / OFF signal of the switch is sent to the CS of the digital potentiometer 171, 172, 181 and 182 via the signal processing circuit 160. By transmitting to the terminal, it is also possible to enable or disable the transmission signal from the cross-shaped pushbutton switch 131.

この場合、ＣＳ端子の入力がＬレベル信号であれば、十字型押しボタンスイッチ１３１からの伝達信号で、デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値Ｒ_ＡＷは変更可能になる。すなわちレバー１２０の傾動範囲に対する出力範囲の変更を許可する。また、ＣＳ端子の入力がＨレベル信号であれば、十字型押しボタンスイッチ１３１からの伝達信号を受けても、デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値Ｒ_ＡＷは変更できない。すなわちレバー１２０の傾動範囲に対する出力範囲の変更は許可されず、それまでの値を保持し続けることになる。
この追加のスイッチを設けることで、意図せずに十字型押しボタンスイッチ１３１が押されるなどの誤操作を防止することができる。 In this case, if the input of the CS pin is L level signal, a transfer signal from the button switch 131 pressed cross resistance value _{R AW} digital potentiometer 171,172,181,182 becomes changeable. That is, the change of the output range with respect to the tilt range of the lever 120 is permitted. The input of the CS terminal if H level signal, even when receiving transmission signals from the button switch 131 pressed cross resistance value _{R AW} digital potentiometer 171,172,181,182 can not be changed. That is, the change of the output range with respect to the tilt range of the lever 120 is not permitted, and the value up to that point is maintained.
By providing this additional switch, it is possible to prevent an erroneous operation such as the cross-shaped push button switch 131 being unintentionally pressed.

図７は、この有効／無効を設定するスイッチを追加した場合の例を示す。
図７において、図３の構成と同一の部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
図７では、レバー１２０のつまみ１３０（図１，図２）には、十字型押しボタンスイッチ１３１の他に、有効／無効設定用スイッチ１３２を配置している。
そして、信号処理回路１６０は、Ｘ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６５と、Ｙ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６６とを有する。 FIG. 7 shows an example when a switch for setting this enable / disable is added.
In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
In FIG. 7, the knob 130 (FIGS. 1 and 2) of the lever 120 is provided with an enable / disable setting switch 132 in addition to the cross-shaped push button switch 131.
The signal processing circuit 160 includes an X-axis digital potentiometer valid / invalid selection output unit 165 and a Y-axis digital potentiometer valid / invalid selection output unit 166.

有効／無効設定用スイッチ１３２をオン状態としたとき、Ｘ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６５とＹ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６６は、ＯＮ信号（Ｌレベル信号）を出力する。このＯＮ信号は、デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２のＣＳ端子へ供給される。そして、十字型押しボタンスイッチ１３１の操作によって、各デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値が変化し、出力電圧比の範囲を変更することができる。 When the enable / disable setting switch 132 is turned on, the X-axis digital potentiometer enable / disable selection output unit 165 and the Y-axis digital potentiometer enable / disable selection output unit 166 output an ON signal (L level signal). This ON signal is supplied to the CS terminals of the digital potentiometers 171, 172, 181 and 182. Then, by operating the cross-shaped push button switch 131, the resistance value of each digital potentiometer 171, 172, 181, 182 is changed, and the range of the output voltage ratio can be changed.

一方、有効／無効設定用スイッチ１３２をオフ状態としたとき、Ｘ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６５とＹ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部１６６は、ＯＦＦ信号（Ｈレベル信号）を出力する。このＯＦＦ信号は、デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２のＣＳ端子へ供給される。このとき、十字型押しボタンスイッチ１３１の操作があっても、各デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値は固定され、出力電圧比の範囲は固定された状態になる。 On the other hand, when the enable / disable setting switch 132 is turned off, the X-axis digital potentiometer enable / disable selection output unit 165 and the Y-axis digital potentiometer enable / disable selection output unit 166 output an OFF signal (H level signal). To do. This OFF signal is supplied to the CS terminals of the digital potentiometers 171, 172, 181 and 182. At this time, even if the cross-shaped push button switch 131 is operated, the resistance values of the digital potentiometers 171, 172, 181 and 182 are fixed, and the range of the output voltage ratio is fixed.

なお、有効／無効設定用スイッチ１３２をオフ状態にしたときの各デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値は、例えば図４に示すような初期状態の値にする。あるいは、有効／無効設定用スイッチ１３２をオフ状態にする直前の各デジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２の抵抗値をそのまま維持するようにしてもよい。 The resistance value of each digital potentiometer 171, 172, 181 and 182 when the enable / disable setting switch 132 is turned off is set to the value in the initial state as shown in FIG. 4, for example. Alternatively, the resistance value of each digital potentiometer 171, 172, 181, 182 immediately before the enable / disable setting switch 132 is turned off may be maintained as it is.

［変形例］
上述した実施の形態例では、Ｘ軸とＹ軸の２軸の操作が可能なジョイスティックコントローラに適用した例とした。これに対して、いずれか１つの軸方向にだけ操作が可能な１軸型のジョイスティックコントローラ、あるいは３軸以上の軸方向に操作が可能なジョイスティックコントローラに本発明を適用してもよい。 [Modification example]
In the above-described embodiment, the example is applied to a joystick controller capable of operating two axes, the X-axis and the Y-axis. On the other hand, the present invention may be applied to a uniaxial joystick controller that can be operated in only one of the axial directions, or a joystick controller that can be operated in three or more axial directions.

また、上述した実施の形態例では、可変抵抗器１４０，１５０として、コンダクティブプラスチックエレメントを使ったポテンショメータを使用した。これに対して、巻線型ポテンショメータや、巻線上にコンダクティブプラスチックを塗布したハイブリッド型ポテンショメータであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, potentiometers using conductive plastic elements were used as the variable resistors 140 and 150. On the other hand, a winding type potentiometer or a hybrid type potentiometer in which a conductive plastic is coated on the winding may be used.

また、図３や図７に示す構成では、デジタルポテンショメータを軸ごとに２個用意して、可変抵抗器１４０，１５０の両端に直列に接続する構成とした。これに対して、各可変抵抗器１４０，１５０の一方の端に、１個のデジタルポテンショメータだけを接続した直列接続としてもよい。この場合、デジタルポテンショメータの接続位置は、可変抵抗器１４０，１５０の３端子側、１端子側のどちらであってもよい。 Further, in the configuration shown in FIGS. 3 and 7, two digital potentiometers are prepared for each axis and connected in series to both ends of the variable resistors 140 and 150. On the other hand, a series connection may be made in which only one digital potentiometer is connected to one end of each of the variable resistors 140 and 150. In this case, the connection position of the digital potentiometer may be either the 3-terminal side or the 1-terminal side of the variable resistors 140 and 150.

また、上述した実施の形態例では、スイッチとして十字型押しボタンスイッチ１３１を使用した。これに対して、十字型押しボタンスイッチ１３１の代わりに、一般的な押しボタンスイッチを必要数配置してもよく、本発明が意図する機能を有するスイッチであれば、スイッチの種類は問わない。 Further, in the above-described embodiment, the cross-shaped push button switch 131 was used as the switch. On the other hand, instead of the cross-shaped push button switch 131, a required number of general push button switches may be arranged, and any type of switch may be used as long as it has the function intended by the present invention.

さらに、図３や図７に示す構成では、Ｘ軸側のデジタルポテンショメータ１７１，１７２への信号伝達を行うラインと、Ｙ軸側のデジタルポテンショメータ１８１，１８２への信号伝達を行うラインは、独立したラインとした。これに対して、Ｘ軸とＹ軸のスイッチ入力を共通化して、４個のデジタルポテンショメータ１７１，１７２，１８１，１８２への信号伝達を行うラインを共通化してもよい。 Further, in the configurations shown in FIGS. 3 and 7, the line for transmitting signals to the digital potentiometers 171 and 172 on the X-axis side and the line for transmitting signals to the digital potentiometers 181 and 182 on the Y-axis side are independent. It was a line. On the other hand, the switch inputs of the X-axis and the Y-axis may be shared, and the lines for transmitting signals to the four digital potentiometers 171, 172, 181 and 182 may be shared.

また、図７で説明した有効／無効設定用スイッチ１３２を設ける場合にも、この有効／無効設定用スイッチ１３２の操作に応じた信号を伝達するラインを、Ｘ軸側とＹ軸側で共通化してもよい。さらに、有効／無効設定用スイッチ１３２の構成や、この有効／無効設定用スイッチ１３２を配置する位置についても、様々な構成が適用可能である。 Further, even when the enable / disable setting switch 132 described with reference to FIG. 7 is provided, the line for transmitting a signal corresponding to the operation of the enable / disable setting switch 132 is shared between the X-axis side and the Y-axis side. You may. Further, various configurations can be applied to the configuration of the enable / disable setting switch 132 and the position where the enable / disable setting switch 132 is arranged.

１００…ジョイスティックコントローラ、１１０…筐体ケース、１２０…レバー、１３０…つまみ、１３１…十字型押しボタンスイッチ、１３１−Ｘ１…Ｘ軸スイッチ（−）入力、１３１−Ｘ２…Ｘ軸スイッチ（＋）入力、１３１−Ｙ１…Ｙ軸スイッチ（−）入力、１３１−Ｙ２…Ｙ軸スイッチ（＋）入力、１３２…有効／無効設定用スイッチ、１４０…Ｘ軸用可変抵抗器、１４０Ｒ…抵抗素子、１４１…Ｘ軸出力端子、１５０…Ｙ軸用可変抵抗器、１５１…Ｙ軸出力端子、１６０…信号処理回路、１６１…Ｘ軸±方向判別部、１６２…Ｘ軸プッシュ回数出力部、１６３…Ｙ軸±方向判別部、１６４…Ｙ軸プッシュ回数出力部、１６５…Ｘ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部、１６６…Ｙ軸デジタルポテンショメータ有効／無効選択出力部、１７０…Ｘ軸処理部、１７１…１端子側デジタルポテンショメータ、１７１Ｒ…抵抗素子、１７２…３端子側デジタルポテンショメータ、１７２Ｒ…抵抗素子、１８０…Ｙ軸処理部、１８１…１端子側デジタルポテンショメータ、１８２…３端子側デジタルポテンショメータ、１９１…電源端子、１９２…接地端子 100 ... Joystick controller, 110 ... Housing case, 120 ... Lever, 130 ... Knob, 131 ... Cross-shaped push button switch, 131-X1 ... X-axis switch (-) input, 131-X2 ... X-axis switch (+) input , 131-Y1 ... Y-axis switch (-) input, 131-Y2 ... Y-axis switch (+) input, 132 ... Enable / disable setting switch, 140 ... X-axis variable resistor, 140R ... Resistor element, 141 ... X-axis output terminal, 150 ... Y-axis variable resistor, 151 ... Y-axis output terminal, 160 ... Signal processing circuit, 161 ... X-axis ± direction discriminator, 162 ... X-axis push count output unit, 163 ... Y-axis ± Direction determination unit, 164 ... Y-axis push count output unit, 165 ... X-axis digital potentiometer valid / invalid selection output unit, 166 ... Y-axis digital potentiometer valid / invalid selection output unit, 170 ... X-axis processing unit, 171 ... 1 terminal Side digital potentiometer, 171R ... resistance element, 172 ... 3 terminal side digital potentiometer, 172R ... resistance element, 180 ... Y-axis processing unit, 181 ... 1 terminal side digital potentiometer, 182 ... 3 terminal side digital potentiometer, 191 ... power supply terminal, 192 ... Ground terminal

Claims

A joystick controller in which the tilt angle of the lever is converted into the shaft rotation angle of the variable resistor by tilting the lever, and the shaft rotation angle is output by the voltage ratio of the applied voltage.
Two digital potentiometers connected in series at both ends of the variable resistor,
A switch arranged on the lever is provided.
By operating the switch, the resistance value of the digital potentiometer is changed to change the electrical output range with respect to the tilt range of the lever .
The switch has a-direction side push switch and a + direction side push switch.
The resistance value of the two digital potentiometers connected to both ends is changed by one step in the increasing direction by pushing the negative push switch, and the resistance values of the two digital potentiometers connected to both ends are changed by pushing the positive push switch. A joystick controller that changes the resistance value of the device by one step in the decreasing direction.

The variable resistor includes a variable resistor for the X-axis whose resistance value is variable by tilting the lever in the X-axis direction, and a variable resistor whose resistance value is variable by tilting the lever in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. It has a variable resistor for Y-axis and
The switch is the resistance of the X-axis switch that changes the resistance value of the two digital potentiometers connected in series with the X-axis variable resistor and the resistance of the two digital potentiometers connected in series with the Y-axis variable resistor. The joystick controller according to claim 1 , further comprising a Y-axis switch that changes the value.

The joystick controller according to any one of claims 1 to 2 , further comprising an enable / disable setting switch for setting the enable / disable of the operation by the switch.