CN116583810A - 输入装置、控制器以及错误探测方法 - Google Patents

输入装置、控制器以及错误探测方法 Download PDF

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CN116583810A CN202180083949.0A CN202180083949A CN116583810A CN 116583810 A CN116583810 A CN 116583810A CN 202180083949 A CN202180083949 A CN 202180083949A CN 116583810 A CN116583810 A CN 116583810A
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sensor
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plane
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高垣昂佑
井口和之
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Asahi Kasei Microdevices Corp
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Abstract

提供一种输入装置，该输入装置具备：磁体，其产生磁场；传感器，其用于检测由磁体产生的磁场；以及磁体移动部，其用于使磁体的位置在预先决定的第一平面内移动，其中，磁体包括第一磁体和第二磁体，在对第一平面俯视观察时，传感器设置于与磁体进行移动的区域不同的区域，磁体移动部构成为：使第一磁体在第一平面内沿预先决定的第一方向移动，使第二磁体在第一平面内沿与第一方向不同的第二方向移动，第一方向和第二方向在第一平面内正交，传感器对第一磁体和第二磁体共用地设置。

Description

输入装置、控制器以及错误探测方法
技术领域
本发明涉及一种输入装置、控制器以及错误探测方法。
背景技术
以往，已知有一种用于输入与操作部的操作相应的信号的输入装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-221342号公报
专利文献2：日本特开2013-065398号公报
专利文献3：日本特开2016-207634号公报
发明内容
发明要解决的问题
以往，难以提供小型且具有耐久性的输入装置。
用于解决问题的方案
在本发明的第一方式中，提供一种输入装置，该输入装置具备：磁体，其产生磁场；传感器，其用于检测由磁体产生的磁场；以及磁体移动部，其用于使磁体的位置在预先决定的第一平面内移动，其中，磁体包括第一磁体和第二磁体，在针对第一平面俯视观察时，传感器设置于与磁体进行移动的区域不同的区域，磁体移动部构成为：使第一磁体在第一平面内沿预先决定的第一方向移动，使第二磁体在第一平面内沿与第一方向不同的第二方向移动，第一方向和第二方向在第一平面内正交，传感器对第一磁体和第二磁体共用地设置。
在本发明的第二方式中，提供一种控制器，该控制器具备本发明的第一方式所涉及的输入装置。
在本发明的第三方式中，提供一种错误探测方法，是具备磁体和传感器的输入装置的错误探测方法，该磁体根据操作部的操作来进行移动，该传感器用于检测由磁体产生的磁场，该错误探测方法包括以下阶段：以预先决定的模式来对操作部进行操作；基于预先决定的模式来获取磁场数据，基于所获取到的磁场数据来判定磁体的朝向的异常、磁体的强度的异常、以及输入装置的安装误差是否在允许范围内中的至少一者。
此外，上述的发明的概要并未列举本发明的特征的全部内容。另外，这些特征组的子组合也能够成为发明。
附图说明
图1A示出输入装置100的侧视图的一例。
图1B示出输入装置100的俯视图的一例。
图2A示出操作部15倾倒的状态下的输入装置100的侧视图的一例。
图2B示出操作部15倾倒的状态下的输入装置100的动作的一例。
图3A是输入装置100的示出壳体10的内部的构造的俯视图。
图3B示出输入装置100的动作的一例。
图4示出能够检测三个轴的磁场的传感器40的一例。
图5A示出输入装置100的变形例。
图5B示出输入装置100的变形例。
图5C示出输入装置100的变形例。
图5D示出输入装置100的变形例。
图6A是示出输入装置100的变形例的截面图。
图6B是示出输入装置100的变形例的截面图。
图6C是示出输入装置100的变形例的俯视图。
图6D示出通过输入装置100进行的干扰探测方法的一例。
图6E示出阈值设定方法的流程图的一例。
图6F示出用于处理磁场数据的动作流程图的一例。
图7A是用于确认传感器40的正常动作的***的动作流程图。
图7B示出获取磁场数据的动作流程图的一例。
图8是对磁体进行了斥力配置的情况下的输入装置100的一例。
图9A示出传感器40的附近的放大图的一例。
图9B示出输入装置100的截面图。
图10示出比较例所涉及的输入装置500的一例。
图11示出控制器200的结构的一例。
具体实施方式
下面，通过发明的实施方式来说明本发明，但是下面的实施方式不对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，在实施方式中说明的特征的组合未必全部是发明的解决方法所必需的。
图1A示出输入装置100的侧视图的一例。输入装置100具备壳体10、操作部15、磁体20、磁体移动部30以及传感器40。输入装置100是搭载于电视游戏用的控制器等且用于输出与操作部15的操作相应的信号的装置。
在本说明书中，有时使用X轴、Y轴以及Z轴的直角坐标轴来说明技术事项。在本说明书中，将操作部15进行移动的面设为第一平面(即XY平面)且将相对于第一平面垂直的方向(Z轴方向)设为输入装置100的高度方向。此外，在本说明书中，有时将从Z轴方向的正侧起朝向负侧的视点称为俯视观察。
壳体10收容着磁体20、磁体移动部30以及传感器40。本例的壳体10的形状是长方体，但是不限定于此。壳体10根据搭载该壳体10的控制器而具有能够嵌入该控制器的形状。
操作部15是能够向上下左右进行操作的突起状的构件。操作部15能够根据操作而向任意的方向倾倒。操作部15根据倾倒动作来通过磁体移动部30操作磁体20。操作部15也可以除与XY平面对应的上下左右的倾倒动作以外，还能够被沿Z轴方向按压。作为一例，操作部15的材料是绝缘树脂。
磁体20具有第一磁极21和第二磁极22，产生预先决定的大小的磁场。在本例中，第一磁极21是S极且第二磁极22是N极。磁体20可以是钕磁体或铁氧体磁体等磁体。磁体20被固定于磁体移动部30的端部。在本例中，第一磁极21配置在靠近传感器40的位置，且第二磁极22配置在远离传感器40的位置，但第一磁极21和第二磁极22也可以与此相反地配置。本例的磁体20的形状是长方体，但是不限定于此。
第一磁极21和第二磁极22沿XY平面内的预先决定的方向排列。第一磁极21和第二磁极22可以沿X轴方向或Y轴方向排列。此外，第一磁极21和第二磁极22也可以沿Z轴方向排列。X轴方向是第一方向的一例，Y轴方向是第二方向的一例。
磁体移动部30使磁体20与操作部15的操作联动地移动。本例的磁体移动部30使磁体20向与操作部15的倾斜相应的方向和位置移动。本例的磁体移动部30作为将操作部15的倾倒动作转换为磁体20的XY平面内的动作的滑动件来发挥功能。
传感器40用于检测由磁体20产生的磁场。本例的传感器40输出与磁体20的动作相应的磁场的变化来作为磁场数据。通过对传感器40输出的磁场数据进行处理，能够检测磁体20的动作。传感器40可以是能够检测三个轴的磁场的三轴磁传感器，也可以是单轴或双轴的磁传感器。本例的传感器40配置于壳体10的底面，但传感器40也可以配置在比壳体10的底面靠上方的位置。当传感器40配置于壳体10的底面时，与配置于壳体10的侧面相比容易改善安装时的作业性。
图1B示出输入装置100的俯视图的一例。操作部15的形状在俯视观察时为大致圆形。本例的操作部15具有适合于通过手指来操作的形状，但是操作部15的形状不限于本例。中心C1是指操作部15的基准位置处的中心位置。操作部15的基准位置是没有倾倒的状态的操作部15的位置。操作部15的中心C1既可以配置为与壳体10在XY平面的中心一致，也可以偏离壳体10在XY平面的中心地配置。
图2A示出操作部15倾倒的状态下的输入装置100的侧视图的一例。本例的输入装置100示出操作部15向X轴方向的负侧倾倒的状态。由于操作部15向X轴方向的负侧倾倒，磁体20向X轴方向的正侧移动从而向远离传感器40的方向滑动。传感器40获取由于磁体20远离而变弱了的磁场的磁场数据。由此，输入装置100能够知晓操作部15倾向X轴方向的负侧这一情况。
图2B示出操作部15倾倒的状态下的输入装置100的动作的一例。本例的输入装置100示出操作部15向X轴方向的正侧倾倒的状态。由于操作部15向X轴方向的正侧倾倒，磁体20向X轴方向的负侧移动从而向靠近传感器40的方向滑动。传感器40获取由于磁体20靠近而变强了的磁场的磁场数据。由此，输入装置100能够知晓操作部15倾向X轴方向的正侧这一情况。
磁体20与传感器40之间的距离设定为：即使由于这样的操作部15的倾倒动作而距离发生变化，也能够通过传感器40来探测由磁体20产生的磁场的变化。磁体20与传感器40之间的距离可以根据由磁体20产生的磁场的大小、或者输入装置100所要求的特性、或者传感器40的测定范围等来适当调整。
本例的输入装置100是通过使用传感器40的磁检测来检测与操作部15的倾倒动作相应的磁场数据的非接触式，因此传感器部与可动部是不接触的，不会产生两个部之间的机械性的磨损。另外，检测磁数据的结构具有不易受尘埃、水的影响的防尘性和防水性，因此即使例如注入用于使可动部顺滑地运动的润滑剂等也没有问题。此外，在本例中，对根据操作部15沿X轴方向倾倒的分量来通过磁体移动部30使磁体20移动的情况进行了说明，但对于Y轴方向等其它的方向也可以是同样的。
图3A是输入装置100的示出壳体10的内部的构造的俯视图。本例的输入装置100通过一个传感器40来检测沿X轴方向或Y轴方向移动的两个磁体20的动作。本例的输入装置100具备两个磁体20a及磁体20b、以及两个磁体移动部30a及磁体移动部30b。磁体20a是第一磁体的一例。磁体20b是第二磁体的一例。本例的输入装置100具备探测部50。
壳体10在XY平面具有大致正方形的形状。在壳体10的中心附近设置的操作部15的周围配置有磁体20、磁体移动部30、传感器40以及探测部50。壳体10内的布局不被本例限定，可以考虑用于将传感器40或探测部50与外部连接的布线等来进行变更。
磁体移动部30a使磁体20a在XY平面内沿X轴方向移动。本例的磁体移动部30a使磁体20a与操作部15的X轴方向的动作联动地沿X轴方向滑动。本例的磁体移动部30a沿着壳体10的比操作部15的中心C1靠Y轴方向的正侧的边配置。
磁体移动部30b使磁体20b在XY平面内沿Y轴方向移动。本例的磁体移动部30b使磁体20b与操作部15的Y轴方向的动作联动地沿Y轴方向滑动。本例的磁体移动部30b沿着壳体10的比操作部15的中心C1靠X轴方向的负侧的边配置。
在本例中，第一方向(即X轴方向)与第二方向(即Y轴方向)在第一平面(即XY平面)内正交。但是，在第一平面内，第一方向与第二方向所成的角度也可以是锐角，还可以是钝角。即使在这种情况下，也能够通过改变对传感器40的磁场数据的处理的方法来根据磁场数据获取操作部15的状态。
传感器40对磁体20a和磁体20b共用地设置。即，本例的传感器40分别检测与磁体20a的位置相应的磁场以及与磁体20b的位置相应的磁场。传感器40设置于磁体移动部30a的X轴方向的负侧的位置且设置于磁体移动部30b的Y轴方向的正侧的位置。例如，传感器40根据X轴方向上的磁场的变化来检测磁体20a的位置，并且根据Y轴方向上的磁场的变化来检测磁体20b的位置。
在俯视观察时，本例的传感器40设置在磁体20a进行移动的第一方向与磁体20b进行移动的第二方向的交点P1处。在俯视观察时，传感器40既可以以交点P1为中心进行配置，也可以以至少包括交点P1的方式配置。本例的输入装置100通过对多个磁体20共用地设置传感器40，能够实现输入装置100的小型化。
另外，在俯视观察时，本例的传感器40设置于与磁体20进行移动的区域不同的区域。在俯视观察时，传感器40不设置于操作部15的正下方，而是设置于XY平面内的偏离中心C1的位置。因而，输入装置100难以受到操作部15的Z轴方向上的按压动作的影响。由此，本例的输入装置100不需要确保Z轴方向上的按压动作以上的动作的厚度，因此能够实现薄型化。另一方面，在将传感器设置于操作部15的中心C1的下方的情况下，存在受到操作部15的Z轴方向上的按压动作的影响的风险，难以实现薄型化。
探测部50探测与操作部15的按压动作对应的Z轴方向的分量。例如，探测部50具备推压探测用的触觉开关，输出与按压动作相应的检测数据。在不检测操作部15的按压动作的情况下，也可以省略探测部50。来自探测部50的检测数据也可以通过与传感器40的磁场数据的处理部相同的处理部来进行处理。
此外，在本例的磁体20a中，在靠近传感器40的位置配置有第一磁极21a，且在远离传感器40的位置配置有第二磁极22a。另外，在本例的磁体20b中，在靠近传感器40的位置配置有第二磁极22b，且在远离传感器40的位置配置有第一磁极21b。即，在本例的输入装置100中，是磁体20在靠近传感器40时彼此相互吸引的引力配置，但也可以是后述的斥力配置。
图3B示出输入装置100的动作的一例。示出与操作部15的操作相应的、磁体20的位置的变化的情况。在操作部15处于基准位置的情况下，磁体20a和磁体20b也配置于各自的基准位置。当操作部15倾倒时，磁体20的位置与操作部15的倾倒联动地变化。例如，当操作部15向X轴方向的正侧倾倒时，磁体20a向X轴方向的负侧移动。另外，当操作部15向Y轴方向的正侧倾倒时，磁体20b向Y轴方向的负侧移动。
此外，在本例中，图示了操作部15沿X轴方向和Y轴方向中的某一方倾倒的情况，但操作部15可以相对于X轴方向和Y轴方向斜向倾倒。在该情况下也同样地，磁体20a根据X轴方向的分量而移动，且磁体20b根据Y轴方向的分量而移动，从而能够探测操作部15的操作。
图4示出能够检测三个轴的磁场的传感器40的一例。本例的传感器40作为用于检测三个轴的磁场的三轴磁传感器来发挥功能。传感器40如果检测XY平面内的至少两个轴的磁场，则能够获取与操作部15的二维操作相应的磁场数据。因此，在传感器40是三轴磁传感器的情况下，能够将两个轴使用于操作部15的操作的检测，并将其余的轴使用于干扰检测用等其它用途。此外，传感器40也可以是包括两个用于检测一个轴的磁场的单轴磁传感器的结构，还可以是包括一个用于检测两个轴的磁场的双轴磁传感器的结构。
图5A示出输入装置100的变形例。本例的输入装置100与图3A的实施例的不同点在于具备两个传感器40a和40b。本例的输入装置100通过两个传感器40来检测向X轴方向或Y轴方向移动的两个磁体20的动作。
传感器40a设置于磁体移动部30a的X轴方向的正侧，用于检测与磁体20a的位置相应的磁场的变化。传感器40a既可以是用于检测与磁体20a的位置相应的磁场的变化的单轴传感器，也可以是多轴传感器。传感器40a是用于检测磁体20a的磁场的第一传感器的一例。
传感器40b设置于磁体移动部30b的Y轴方向的负侧，用于检测与磁体20b的位置相应的磁场的变化。传感器40b既可以是用于检测与磁体20b的位置相应的磁场的变化的单轴传感器，也可以是多轴传感器。传感器40b是用于检测磁体20b的磁场的第二传感器的一例。
在俯视观察时，本例的传感器40a和传感器40b设置于与磁体20a或磁体20b进行移动的区域不同的区域。另外，在俯视观察时，传感器40a和传感器40b分别设置于相对于操作部15的中心C1为非对称的位置。即，传感器40a和传感器40b不设置于操作部15的中心C1的下方。由此，能够实现输入装置100的薄型化。
另外，在俯视观察时，本例的多个磁体20设置于彼此远离的位置。因而，本例的输入装置100能够使磁体20之间的引力和斥力的影响变小，从而抑制对操作部15的操作感的影响。
图5B示出输入装置100的变形例。本例的输入装置100的两个传感器40a和40b的位置与图5A的实施例不同。
传感器40a配置于进行移动的磁体20a的侧方。本例的传感器40a在磁体20a沿X轴方向进行移动的情况下配置在比磁体20a靠Y轴方向的负侧的位置。即，传感器40a配置在比磁体移动部30a靠Y轴方向的负侧的位置。
同样地，传感器40b配置于进行移动的磁体20b的侧方。本例的传感器40b在磁体20b沿Y轴方向进行移动的情况下配置在比磁体20b靠X轴方向的正侧的位置。即，传感器40b配置在比磁体移动部30b靠X轴方向的正侧的位置。由此，能够使磁体20的冲程变长，输入装置100的布局的自由度变高，变得容易实现输入装置100的小型化。
图5C示出输入装置100的变形例。本例的输入装置100具备一个传感器40和设置于传感器40的外周的一个磁体20。本例的输入装置100通过一个传感器40来检测在XY平面内移动的一个磁体20的动作。
在俯视观察时，本例的传感器40设置于与磁体20进行移动的区域不同的区域。在俯视观察时，传感器40设置于操作部15的附近，但是不限定于此。在俯视观察时，本例的传感器40设置在用于配置磁体20的预先决定的圆C2的附近。
在俯视观察时，磁体20设置在预先决定的圆C2内。本例的磁体20根据操作部15的倾倒动作来在圆C2的外周及其内侧移动。但是，磁体20也可以脱离圆C2并在XY平面内的任意的区域移动。此外，本例的磁体移动部30未图示。本例的输入装置100通过具备一个磁体20和一个传感器40，能够探测操作部15的动作。
图5D示出输入装置100的变形例。本例的输入装置100具备两个传感器40a及传感器40b、以及一个磁体20。本例的输入装置100通过两个传感器40a和传感器40b来检测在XY平面内进行移动的一个磁体20的动作。
磁体20配置为在俯视观察时，在预先决定的圆C2内进行移动。本例的磁体20根据操作部15的倾倒动作来在圆C2的外周及其内侧移动。本例的磁体20具备沿XY平面内的预先决定的方向排列的第一磁极21和第二磁极22。
在俯视观察时，传感器40a和传感器40b配置于磁体20进行移动的圆C2的外侧。本例的传感器40a设置在磁体20进行移动的圆C2的X轴方向的正侧，传感器40b设置在磁体20进行移动的圆C2的Y轴方向的负侧。由此，能够检测与磁体20的位置相应的两个轴的磁场的变化。传感器40a和传感器40b的位置不限于本例，只要是能够检测磁体20的磁场的位置即可。
像这样，输入装置100能够任意地决定磁体20和传感器40的个数及位置，因此布局的自由度高且容易实现小型化。能够通过使安装于输入装置100的传感器40的个数变少来实现简洁的布线，改善安装时的作业性。另外，能够通过使输入装置100的内部构造变得简洁来使安装误差变小。
图6A是示出输入装置100的变形例的截面图。在本例中，以使磁体20与传感器40的高度重叠的方式进行了调整。
传感器40与磁体20在Z轴方向上配置在相同的高度处。相同的高度可以是指在Z轴方向上磁体20和传感器40至少有一部分重叠。本例的磁体20和传感器40被调整了高度，使得它们的Z轴方向上的中心一致。通过使磁体20和传感器40的Z轴方向上的高度一致，即使磁体20移动，在传感器40中沿Z轴方向输入的磁场也难以发生变化。由此，输入装置100能够提高通过检测Z轴方向上的磁场进行的干扰探测的精度。
图6B是示出输入装置100的变形例的截面图。在本例中，在传感器40的上方配置有磁场产生部60。
磁场产生部60具有第一磁极61和第二磁极62，产生预先决定的大小的磁场。在本例中，第一磁极61是S极且第二磁极62是N极。本例的磁场产生部60被固定于壳体10的靠上方，对传感器40施加预先决定的强度的磁场。本例的磁场产生部60的形状是长方体，但是不限定于此。
在本例中，在靠近传感器40的位置配置有第一磁极61，且在远离传感器40的位置配置有第二磁极62，但是第一磁极61和第二磁极62也可以与此相反地配置。也就是说，磁场产生部60只要对传感器40沿Z轴方向施加磁场即可，不限定其磁化方向。
图6C是示出输入装置100的变形例的俯视图。在图6C中，磁场产生部60配置在传感器40的正上方，但是未必需要配置在正上方。磁场产生部60的位置也可以不配置于传感器40的上方，而是配置于俯视观察时与传感器40部分重叠的位置。
磁场产生部60的位置例如可以根据输入装置100的其它构成要素的配置位置、或者根据希望沿传感器40的X、Y轴方向施加的磁场的强度、或者根据传感器40的测定范围，来以沿X、Y以及Z轴方向偏移的方式配置。磁场产生部60是固定磁体，因此不需要磁体可动部，也没有薄度的限制。由此，能够在不对壳体10的薄型化造成影响的范围内进行添加。
另外，已知在磁体的温度发生变化的情况下，其剩余磁通密度会发生变化。因而，在壳体10内的温度发生了变化的情况下，会产生磁体20对传感器40施加的磁场的大小发生变化而检测出的操作部15的位置坐标产生偏差之类的问题。本例的输入装置100能够通过使用磁场产生部60对传感器40沿Z轴方向施加磁场，来在温度发生变化时对磁场数据进行校正。
在图6B和图6C所示的状况下，当将传感器40受到的X轴方向的磁场设为Bx且将Z轴方向的磁场设为Bz时，Bx和Bz能够通过下面的式1来表示。
[数1]
Bx＝Bx(20)+Bx(60)
Bz＝Bz(60)
在此，Bx(20)和Bx(60)分别是磁体20和磁场产生部60对传感器40施加的X轴方向的磁场的大小，Bz(60)是磁场产生部60对传感器40施加的Z轴方向的磁场的大小。在图6B所示的状况下，磁体20与传感器40在Z轴方向上处于相同的高度，因此磁体20对传感器40不施加Z轴方向的磁场。通过取各轴的比，得到下面的式2。
[数2]
在温度变化了ΔT的情况下，磁场的大小相对于温度线性地变化，因此式2变形为下面的式3那样。在此，α20和β20是由磁体20的磁体材料决定的系数，α60和β60是由磁场产生部60的磁体材料决定的系数。
[数3]
在此，如果磁体20与磁场产生部60的材料相同，则为α20＝α60且β20＝β60，式3能够变形为下面的式4那样。式4不包含ΔT，因此可知能够通过使用磁场产生部60施加Z轴方向的磁场，来防止因磁体20的温度特性引起的位置坐标偏差。
[数4]
在本例中，在磁体20与磁场产生部60中使用相同材料的磁体，但是即使不是相同材料，也只要α20＝α60且β20＝β60即可。即，只要磁体20与磁场产生部60具有相同的温度特性即可。
以温度特性相同的磁场产生部60对传感器40施加的磁场为基准，通过上述的计算，能够对由传感器40输出的磁场数据进行校正。由此，能够防止检测出的操作部15的位置坐标由于磁体20的温度特性而产生偏差。
目前为止，对磁体20与传感器40在Z轴方向上的高度一致的情况进行了说明，但磁体20也可以在Z轴方向上处于与传感器40不同的高度。
在Z轴方向上磁体20与传感器40处于不同的高度的情况下，磁场产生部60对传感器40施加的磁场的大小可以大于磁体20对传感器40施加的磁场的大小。即，在将磁体20对传感器40施加的Z轴方向上的磁场的大小设为Bz(20)时，Bz(60)可以比Bz(20)大。
另外，磁场产生部60与传感器40之间的距离可以比磁体20与传感器40最接近的情况下的距离小。由此，能够使磁场产生部60对传感器40施加的磁场的大小比磁体20对传感器40施加的磁场的大小大。更具体地说，在后面会记述，在一个例子中，从交点P1起到磁体20为止的距离的最小值是2.5mm，因此将从传感器40的上表面起到磁场产生部60的底面为止的距离设为小于2.5mm，由此能够使Bz(60)比Bz(20)大。
在磁体20与传感器40的Z轴方向上的中心不一致的情况下，磁体20对传感器40施加Z轴方向的磁场，因此上述式2变为下面的式5那样。
[数5]
在式2中右边的变量只有Bx(20)，与此相对，在式5中加入了Bz(20)这一变量，因此计算变得烦杂。因此，例如通过对磁场产生部60和磁体20的配置进行调节等来使Bz(60)比Bz(20)大，由此，上述式5能够近似为下面的式6那样，作为结果，变得能够如上述式4那样进行处理。
[数6]
图6D示出通过输入装置100进行的干扰探测方法的一例。本例的输入装置100对磁通密度(mT)的预先决定的阈值B1和阈值B2进行设定，在检测出的Z轴方向的磁场超出从阈值B1起到阈值B2为止的范围的情况下判断为探测到干扰。输入装置100通过将磁体20与传感器40的高度对齐，容易抑制磁体20的移动对Z轴方向的磁通密度的影响。由此，能够提高干扰探测的精度。
阈值B1可以是从在以预先决定的模式对操作部15进行了操作的情况下传感器40施加的磁场的最小值减去与地磁场相当的磁场所得到的值。阈值B2可以是将在以预先决定的模式对操作部15进行了操作的情况下传感器40施加的磁场的最大值加上与地磁场相当的磁场所得到的值。另外，对最大值、最小值进行加减的值也可以是与地磁场的磁通密度相比具有余裕的值。由此，能够抑制由被磁体20磁化的金属部件(例如弹簧)产生的磁场的影响。另外，能够抑制因安装误差引起的由磁体20的移动产生的磁场的影响。例如，阈值B1和阈值B2分别是-500μT和+500μT。
图6E示出阈值设定方法的流程图的一例。本例的流程图是用于设定阈值的处理的一例，该阈值用于在正常处理状态下进行干扰探测。在步骤S100中，开始磁场数据的获取。磁场数据的获取既可以通过设置于输入装置100的内部的处理部来执行，也可以通过设置于输入装置100的外部的处理部来执行。
在步骤S102中，以预先决定的模式对操作部15进行操作。例如，以绕操作部15的外周一周的方式进行操作。另外，可以显示“请将操纵杆推向正上方，并花费5秒沿顺时针缓慢地旋转。”之类的引导来使用户以预先决定的模式对操作部15进行操作。
在步骤S104中，基于在步骤S102中获取到的磁场数据来设定阈值。在步骤S104中，可以从步骤S102中获取到的磁场数据提取最大值和最小值。在一个例子中，基于地磁场以及在步骤S102中获取到的磁场数据的最大值及最小值来设定阈值。例如，将从在步骤S102中获取到的磁场数据的最小值减去与地磁场相当的磁场所得到的值设定为阈值B1，并且将对最大值加上与地磁场相当的磁场所得到的值设定为阈值B2。由此，能够避免由正常动作时的磁体20的移动导致的干扰的误探测。此外，本例的阈值设定方法既可以在制造输入装置100时执行，也可以在输入装置100被安装于控制器之后执行，还可以由使用输入装置100的用户来执行。例如，也可以在输入装置100的工厂出货时对阈值进行设定之后，由用户对阈值进行重新设定。
图6F示出用于对磁场数据进行处理的动作流程图的一例。在步骤S200中，处理部获取磁场数据。在步骤S200中，可以获取正常处理状态下的磁场数据。正常处理状态例如在输入装置100是游戏的控制器的情况下是指正使用输入装置100玩游戏的状态。在步骤S202中，判断磁场是否超过了阈值。在步骤S202中，也可以使用在步骤S104中设定的阈值。在磁场超过了阈值的情况下，在步骤S204中执行错误处理，在磁场没有超过阈值的情况下，在步骤S206中继续进行正常处理。错误处理既可以是不采用超过了阈值的磁场数据的处理，也可以是向用户通知探测到了干扰这一情况的处理。像这样，通过在传感器40中使用三轴磁传感器来进行干扰探测，能够实现干扰的错误处理。
图7A是用于确认传感器40的正常动作的***的动作流程图。在步骤S300中，处理部开始与传感器40的通信。在步骤S310中，判断处理部与传感器40之间的通信是否正常。在通信正常的情况下，在步骤S320中，处理部从传感器40获取磁场数据。在通信不正常的情况下，报告动作异常。对于步骤S320的具体的磁场数据的判断方法在后面记述。
在步骤S330中，判断磁场数据是否正常，在磁场数据正常的情况下结束确认，在磁场数据不正常的情况下报告动作异常。由此，输入装置100能够确认磁体20和传感器40被正确地配置且传感器40正常地进行着动作这一情况。
此外，步骤S310中的通信是否正常的判断可以通过处理部与输入装置100之间的认证动作来执行。例如，处理部通过用地址(slave address)指定传感器40，并对特定的寄存器(设备ID)的读出值进行判定。处理部可以在对设备ID的读出值进行了判定之后，执行自我诊断功能(即self-test)，并基于其结果来判断通信是否正常。
图7B示出获取磁场数据的动作流程图的一例。本例的动作流程图示出用于在步骤S320中判断磁场数据是否正常的具体的方法。
在步骤S322中，以预先决定的模式对操作部15进行操作。处理部也可以给出指示，使得用户以预先决定的模式进行操作。在步骤S324中，判断磁体20的朝向是否没有异常。在磁体20的朝向有异常的情况下，判定为磁场数据有异常，在磁体20的朝向没有异常的情况下，在步骤S326中判断磁体20的强度是否没有异常。在磁体20的强度有异常的情况下，判定为磁场数据有异常，在磁体20的强度没有异常的情况下，在步骤S328中判断输入装置100的安装误差是否在允许范围内。在安装误差不在允许范围内的情况下，判定为磁场数据有异常，在安装误差在允许范围内的情况下，判定为正常。在步骤S324～步骤S328中，使用通过步骤S322的操作而得到的磁场输出的大小、磁场输出的极性以及磁场输出的变形中的至少一者来进行各步骤的判定。此外，执行步骤S324～步骤S328的顺序也可以适当调换。也可以在步骤S322之后执行步骤S324～步骤S328中的至少一者。
图8是对磁体20进行了斥力配置的情况下的输入装置100的一例。本例的输入装置100与图3A的实施例在基本的结构上是相同的。
输入装置100以磁体20a和磁体20b在靠近传感器40的情况下彼此相互排斥的方式配置极性。在像这样磁体20a和磁体20b相互排斥的斥力配置的情况下，两个磁体间的斥力向使操作部15回到基准位置的方向作用。在使操作部15回到基准位置的方向上施加有由弹簧产生的向基准位置的恢复力，因此用户难以实际感受到磁体20之间的排斥力。
另一方面，在磁体20彼此相互吸引的引力配置的情况下，引力向抵消由弹簧产生的向基准位置的恢复力的方向作用，因此用户有时产生仅在将操作部15推向特定的方向时操作部15的恢复变差之类的印象。因此，通过将磁体20设为相互排斥的配置来易于提高输入装置100的操作感。
另外，在引力配置的情况下，需要针对磁体移动部30以分别向相反朝向的方式安装磁体20，与此相对地，在斥力配置的情况下，针对磁体移动部30以向相同朝向的方式安装磁体20即可。因此，在斥力配置的情况下，能够针对磁体移动部30a和磁体移动部30b沿用相同的构件，因此能够提高批量生产性。
图9A示出传感器40的附近的放大图的一例。在本例中，示出输入装置100的布局的设计方法的一例。
距离L是X轴方向或Y轴方向上的、交点P1与中心C1之间的距离。特别地，距离La示出X轴方向上的交点P1与中心C1之间的距离。距离Lb示出Y轴方向上的交点P1与中心C1之间的距离。磁体移动部30可以使磁体20在距离L的范围内移动。作为一例，距离L是5mm以上且8mm以下。本例的距离La与距离Lb是相同的，但是也可以是不同的。
宽度W是磁体20在磁体20进行移动的方向上的宽度。即，宽度W与磁体20的一边对应。特别地，宽度Wa表示磁体20a在X轴方向上的宽度。宽度Wb表示磁体20b在Y轴方向上的宽度。磁体20可以具有距离L的10％以上且50％以下的长度的边。在一例中，磁体20具有1mm以上且5mm以下的边。本例的宽度W1是2mm。本例的宽度Wa与宽度Wb是相同的，但是也可以是不同的。磁体20的体积例如是8mm3。
距离D表示交点P1与磁体20之间的距离。距离D根据磁体20的位置而变化。距离Dmin是距离D的最小距离，距离Dmax是距离D的最大距离。在一个例子中，距离Dmin是2.5mm，距离Dmax是4.5mm。
在此，能够感测到人动了手指的最小长度大约是0.1mm。当想要使输入装置100感测到0.1mm时，需要将操作部15的大约6mm的冲程S1分割大约60份。即，需要将与操作部15联动的磁体20的冲程S1分割大约60份。对于冲程S1会在后面记述。另一方面，地磁场的大小是30μT至60μT，需要使该地磁场在正常动作中尽量不造成影响。例如，在将磁体20的冲程分割为预先决定的个数的单元时，需要使所有的单元的磁场变化量为60μT以上。作为满足这样的条件的距离D，本例的输入装置100设定为2.5mm以上且4.5mm以下。由此，能够抑制使用中的地磁场的影响。
图9B示出输入装置100的截面图。宽度W1表示壳体10在X轴方向上的宽度。宽度W1例如是15mm以上且25mm以下。高度H表示输入装置100的从壳体10的底面起到操作部15的上表面为止的高度。高度H例如是12mm以上且16mm以下。冲程S1是操作部15通过操作部15的倾斜而进行移动的最大距离。本例的冲程S1是操作部15从向X轴方向的正侧最大倾斜的情况下的位置起移动到向X轴方向的负侧最大倾斜的情况下的位置为止时的、操作部15的顶点的轨迹的距离。操作部15可以在XY平面中的任一个方向上都具有相同的冲程S1。
图10示出比较例所涉及的输入装置500的一例。输入装置500使与操作部515连结的驱动部510滑动，来使与薄层电阻部520接触的金属电极的接触部525移动。在驱动部510的一端配置有薄层电阻部520，在另一端配置有电极530。由此，输入装置500输出与操作部515的倾斜相应的输出电压。
然而，在输入装置500中，存在薄层电阻部520的表面522由于因薄层电阻部520与接触部525之间的接触而发生磨损导致输入装置500的输出变得不稳定的情况。当输入装置500的输出变得不稳定时，存在搭载了输入装置500的控制器发生误动作的情况。
图11示出控制器200的结构的一例。本例的控制器200具备两个输入装置100a和100b。但是，输入装置100的个数不限定于此。例如，用户能够通过拇指分别对操作部15a和操作部15b进行操作，来玩电视游戏。
以上，使用实施方式来对本发明进行了说明，但本发明的保护范围不限定于上述实施方式中记载的范围。对于本领域技术人员而言，显而易见的是能够对上述实施方式施加各种变更或改进。根据权利要求书的记载，显而易见的是，这样的施加了变更或改进的方式也能够包含在本发明的保护范围内。
应注意的是，关于在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、***、程序以及方法中的动作、过程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别明示了“在……之前”、“先于”等、并且不是在之后的处理中使用之前的处理的输出的情况，就能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先，”、“接着，”等进行了说明，也并不表示必须以该顺序来实施。
附图标记说明
10：壳体；15：操作部；20：磁体；21：第一磁极；22：第二磁极；30：磁体移动部；40：传感器；50：探测部；60：磁场产生部；61：第一磁极；62：第二磁极；100：输入装置；200：控制器；500：输入装置；510：驱动部；515：操作部；520：薄层电阻部；522：表面；525：接触部；530：电极。

Claims (20)

1.一种输入装置，其特征在于，具备：
磁体，其产生磁场；
传感器，其用于检测由所述磁体产生的磁场；以及
磁体移动部，其用于使所述磁体的位置在预先决定的第一平面内移动，
其中，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，
在对所述第一平面俯视观察时，所述传感器设置于与所述磁体进行移动的区域不同的区域，
所述磁体移动部构成为：使所述第一磁体在所述第一平面内沿预先决定的第一方向移动，使所述第二磁体在所述第一平面内沿与所述第一方向不同的第二方向移动，
所述第一方向和所述第二方向在所述第一平面内正交，
所述传感器是对所述第一磁体和所述第二磁体共用地设置的。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在俯视观察时，所述传感器设置在所述第一方向与所述第二方向的交点处。
3.根据权利要求2所述的输入装置，其特征在于，
所述第一磁体的配置在所述传感器侧的部分的极性与所述第二磁体的配置在所述传感器侧的部分的极性相同。
4.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
所述传感器包括：
第一传感器，其用于检测所述第一磁体的磁场；以及
第二传感器，其用于检测所述第二磁体的磁场。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述磁体包括第一磁极和第二磁极，
所述第一磁极和所述第二磁极沿所述第一平面内的预先决定的方向排列。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
还具备操作部，所述操作部用于通过所述磁体移动部来操作所述磁体，
所述磁体移动部使所述磁体与所述操作部的操作联动地移动。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述磁体移动部使所述磁体在所述第一磁体进行移动的第一方向同所述第二磁体进行移动的第二方向的交点与操作部的俯视观察时的中心之间的距离L的范围内移动。
8.根据权利要求7所述的输入装置，其特征在于，
所述磁体在所述磁体进行移动的方向上的宽度是所述距离L的10％以上且50％以下的长度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述磁体在所述磁体进行移动的方向上的宽度为1mm以上且5mm以下。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
在俯视观察时，所述传感器设置于相对于操作部的中心偏离的位置。
11.根据权利要求1至9中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述传感器是能够检测三个轴的磁场的三轴磁传感器。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述传感器与所述磁体在与所述第一平面正交的高度方向上配置在相同的高度处。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
在与所述第一平面正交的高度方向上，所述传感器与所述磁体至少有一部分重叠。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述磁体的中心与所述传感器的中心在与所述第一平面正交的高度方向上一致。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
还具备磁场产生部，在针对所述第一平面的侧视观察时，所述磁场产生部设置于所述传感器的上方。
16.根据权利要求15所述的输入装置，其特征在于，
所述磁场产生部的材料与所述磁体的材料相同。
17.根据权利要求15或16所述的输入装置，其特征在于，
所述磁场产生部向所述传感器施加的磁场比所述磁体向所述传感器施加的磁场大。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的输入装置，其特征在于，
所述磁场产生部与所述传感器之间的距离比所述磁体与所述传感器最接近的情况下的距离小。
19.一种控制器，其特征在于，
具备根据权利要求1至18中的任一项所述的输入装置。
20.一种错误探测方法，是具备磁体和传感器的输入装置的错误探测方法，所述磁体根据操作部的操作来进行移动，所述传感器用于检测由所述磁体产生的磁场，所述错误探测方法的特征在于，包括以下阶段：
以预先决定的模式来对所述操作部进行操作；
基于所述预先决定的模式来获取磁场数据；以及
基于所获取到的所述磁场数据来判定所述磁体的朝向的异常、所述磁体的强度的异常、以及所述输入装置的安装误差是否在允许范围内中的至少一者。
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