JP2001188626A - ジョイスティック信号処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多方位の指示を正確に行うことができるジョイ
スティック信号処理装置を提供する。 【解決手段】ジョイスティックの傾倒方向が少なくとも
８方位のうちのどの方位角範囲に入るかを調べ、当該方
位を、ユーザにより指示された方位と判定する。その
際、特定の方位と他の方位とで方位角範囲の大きさを異
ならせておく。例えば、３６０度の全方向を１６分割し
｛（１／８）＋（Ｎ／４））｝πラジアン（Ｎ＝０，
１，２，．．．，７）の方位の方位角範囲を他の方位の
方位角範囲より大きくする。また、ジョイスティックの
傾倒角度が予め定めた大きさ以下の傾倒角範囲内と、隣
接する方位角範囲の境界に位置する予め定めた方位角範
囲内とを不感帯とし、不感帯内では不感帯内に入る直前
の指示された方位を維持する。傾倒方向信号に対してロ
ーパスフィルタを作用させて現在の傾倒方向を算出して
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジョイスティック
から得られる信号を処理する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ジョイスティックユニットは、中
立位置にバネ力で直立しているスティックを有し、この
スティックがユーザによりバネ力に抗して任意方向へ傾
倒操作される。このときのスティックの傾倒方向（およ
び傾倒角）が各種装置の入力情報として利用される。

【０００３】いわゆるアナログ型のジョイスティックユ
ニットは、直交する２軸（ＸおよびＹ）方向のスティッ
クの傾倒角度に応じた大きさのアナログ信号を出力する
２個のポテンショメータを有する。この両軸の出力値に
基づいてスティックの傾倒方向および傾倒角を求めるこ
とができる。

【０００４】このようなジョイスティックユニットで
は、スティックを中立点に復帰させるバネ力の不均衡、
ポテンショメータの抵抗値のばらつき等によって、ステ
ィックの機械的な中立点でジョイスティックユニットの
両軸の出力がそれぞれ０になるとは限らない。特開平９
−１３０９１８号公報には、スティックの中立点付近の
所定範囲内、並びに、Ｘ軸およびＹ軸の各軸近傍の帯状
範囲で、当該軸の出力を０とする、いわゆる不感帯を設
ける技術が開示されている。この公報は電動車椅子に関
するものであり、スティックの傾倒角で走行速度を制御
する構成を有する。さらに具体的には、高速走行時の不
感帯による操作遅延を防止するために、一方の軸の出力
値（絶対値）が大きいほど他方の軸の帯状の不感帯幅を
狭くしている。

【０００５】特開平８−２８１５８４号公報は、三次元
測定器の操作に使用するためのジョイスティックユニッ
トを開示している。この装置では、ジョイスティックの
アナログ出力をサンプリングしてデジタル化した信号の
絶対値が所定値以下の場合に外部への出力値を０とする
不感帯を設けるとともに、デジタル信号の１サンプリン
グ周期当たりの変化量が閾値を越えたときには前記不感
帯を無視してデジタル信号をそのまま外部へ出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ジョイステ
ィックの用途として、前後左右の４方位の指示にとどま
らず、さらに多くの方位（例えば８方位または１６方
位）の指示に利用することができる。しかし、その方位
の数が多ければ多いほど、１方位当たりの方位角範囲が
狭くなるため、ユーザによる正確な方位の指示（スティ
ックの位置決め）が困難になる。

【０００７】また、スティックの位置によっては、ユー
ザによる指示方位が不安定に変化したり、ふらついたり
する現象も見られた。

【０００８】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たものであり、多方位の指示を正確に行うことができる
ジョイスティック信号処理装置を提供することを目的と
する。

【０００９】本発明の他の目的は、多方位の指示を行う
ジョイスティックの操作性を向上させることができるジ
ョイスティック信号処理方法および装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるジョイステ
ィック信号処理装置は、ジョイスティックの傾倒方向に
基づいて少なくとも８方位の指示を行うジョイスティッ
ク信号処理装置であって、３６０度の全方向に傾倒可能
なスティックを有し、ジョイスティックの傾倒方向信号
を出力する手段と、前記傾倒方向が予め定められた各方
位角範囲のいずれに入るかを調べ、当該方位を、ユーザ
により指示された方位と判定する判定手段とを備え、前
記方位角範囲の大きさを不均一としたことを特徴とす
る。

【００１１】方位角範囲の大きさを不均一とすることに
より、正確な指示がしにくい方位の許容範囲を拡大する
ことができ、これによって、全方位について、より正確
な指示を行えるようになる。

【００１２】なお、本明細書では、ユーザの指示対象と
なる有限個の方向を「方位」と呼び、ユーザが任意にス
ティックを倒す実際の方向とは区別する。ユーザにより
指示された方位は、ユーザが操作したスティックの傾倒
方向に基づいて決定される。

【００１３】方位の数は、本実施の形態では１６であ
る。すなわち、３６０度の全方向を１６分割し、正確な
指示のしにくい方位として、例えば、｛（１／８）＋
（Ｎ／４））｝πラジアン（Ｎ＝０，１，２，．．．，
７）の方位の方位角範囲を他の方位の方位角範囲より大
きくする。

【００１４】また、好ましくは、スティックの傾倒角信
号を得る手段を備え、ジョイスティックの傾倒角度が予
め定めた大きさ以下の傾倒角範囲内を不感帯とするとと
もに、隣接する方位角範囲の境界に位置する予め定めた
方位角範囲内を不感帯とし、前記判定手段は、不感帯内
では不感帯内に入る直前の指示された方位を維持するよ
うにする。これにより、指示方位が不安定となったり、
ふらついたりする現象の発生を防止できる。不感帯を設
ける特徴は、上記の方位角範囲の大きさが均一である場
合にも適用可能である。

【００１５】傾倒方向信号を所定周期でサンプリングし
た際の、最新のサンプル値と、少なくとも１または２個
の過去のサンプル値とを重み付け加算して、現在の傾倒
方向を算出するローパスフィルタ手段を設けてもよい。
これによって、指示方位の不確かな変動要因を排除し、
指示方位の安定化を図ることができる。

【００１６】但し、この場合、ユーザがスティックを保
持する力を緩めたときにスティックが自動的に中立位置
に復帰する第１の場合と、ユーザが意図的にスティック
を移動させる第２の場合とを識別する識別手段を備え、
この識別結果に応じて前記ローパスフィルタ手段は前記
重み付け加算の重み付け係数を変更することが好まし
い。そのために、例えば、スティックの傾倒角信号を得
る手段を備え、前記識別手段は、傾倒角信号の負方向へ
の変化の絶対値が所定値より大きいときには原則的に前
記第１の場合と判定するとともに、それ以外の場合を前
記第２の場合と判定し、但し、傾倒角信号の負方向への
変化の絶対値が所定値より大きいときであっても傾倒方
向信号の変化の絶対値が所定値より大きいときには前記
第２の場合と判定する。

【００１７】本発明は、また、３６０度の全方向に傾倒
可能なスティックの傾倒方向に基づいて少なくとも８方
位の指示を行うジョイスティック信号処理方法であっ
て、ジョイスティックの傾倒方向信号に基づいて、ユー
ザにより指示された方位を決定するステップと、スティ
ックの傾倒角度が予め定めた大きさ以下の傾倒角範囲内
を不感帯とするとともに、隣接する方位角範囲の境界に
位置する予め定めた方位角範囲内を不感帯とし、これら
の不感帯内では不感帯内に入る直前の指示された方位を
維持するステップと備えたことを特徴とするジョイステ
ィック信号処理方法を提供する。

【００１８】さらに、本発明は、このような方法を実施
するコンピュータプログラムを読み取り可能に記録した
記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体ＲＯＭ、ハード
ディスク等）として把握することも可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１に、本実施の形態におけるジョイステ
ィックユニット１０の要部外観を示す。ジョイスティッ
クユニット１０は、操作盤１３の表面に設けられた凹部
１２の中心から直立したスティック１１を有する。ステ
ィック１１は、この例では、３６０度全方向へ傾倒可能
に、その下部を支持されるとともに、外部から力が働か
ない限りバネ手段によりその中立位置に保持されてい
る。ユーザが指でスティック１１を操作する（例えば親
指の腹でスティック頭部に力を加える）と、スティック
１１が操作された方向に、加えられた力に応じた傾倒角
度だけ傾倒する。ユーザが指の力を緩めると（または離
すと）、スティック１１はバネ力で元の中立位置へ復帰
する。

【００２１】図２に、図１に示したようなジョイスティ
ックユニット１０を利用した装置のハードウェア構成例
を示す。この装置はゲーム装置を例として説明するが、
本発明はゲーム装置に限るものではなく、多方位の指示
を行うジョイスティックを用いる任意の装置に採用する
ことが可能である。

【００２２】図２において、ジョイスティックユニット
１０は、スティック１１が任意の方向に傾倒したときの
その傾倒量のＸ軸とＹ軸成分に応じたアナログ電圧を出
力するポテンショメータ２１，２２を有する。両ポテン
ショメータ２１，２２の出力はそれぞれアナログデジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器２３，２４で対応するデジタル値に
変換される。両Ａ／Ｄ変換器２３，２４のデジタル出力
はインタフェース部２５を介してＣＰＵ２０により周期
的（例えば６６ｍｓ毎）に読み取られる。ＣＰＵ２０
は、ＲＯＭ２７に格納された制御プログラム、およびＣ
Ｄ−ＲＯＭやＲＯＭカセット（図示せず）に格納された
アプリケーションプログラムに応じて所期の動作を行
う。ＲＡＭ２８は一時的なデータの保存、作業領域とし
てＣＰＵ２０に利用される。各種キー（ＫＥＹ）２６
は、ユーザが装置に対してデータを入力したり、意思表
示を行ったりするための操作部である。ディスプレイ２
９は、ゲームの内容を表示したり、ユーザへ報知すべき
各種の情報を表示したりするための表示部を構成する。
ＣＤ−ＲＯＭドライブ３０は、装置のアプリケーション
プログラム等が格納されたＣＤ−ＲＯＭを読み取るため
の装置である。その他、図示しないが、フラッシュメモ
リやハードディスク等の、データやプログラムを書き込
み不揮発的に保存することができる不揮発性の記憶装置
を備えてもよい。

【００２３】なお、図２ではＡ／Ｄ変換器２３，２４
（およびインタフェース部２５）をジョイスティックユ
ニット１０の外部の要素として示したが、これらの要素
はジョイスティックユニット１０に属するものであって
もよい。

【００２４】図３は、本実施の形態におけるジョイステ
ィックの１６方位の指示方位を示している。この１６個
の指示方位は３６０度を１６分割したものである。便宜
上、「東」「西」「南」「北」等を用いて各方位を表し
ている。図から分かるように、１６分割を均等に行った
場合には各方位の角度範囲は２２．５度（すなわちπ／
８ラジアン）となる。この２２．５度という角度範囲は
スティック１１を指で操作することにより、迅速かつ正
確に方位を指示するには十分な角度範囲とはいえない。
実際、本発明者らは試作機において、東西南北の４方位
およびそれらの中間方位である東北、北西、南西、南東
の４方位の指示は比較的容易であるが、残りの８方位の
指示は必ずしも正確な指示が容易でないということを確
認した。そこで、図４に示すように、これら以外の８方
位すなわち、｛（１／８）＋（Ｎ／４））｝πラジアン
（Ｎ＝０，１，２，．．．，７）の方位の方位角範囲α
を他の方位角範囲βに比べて若干大きく設定した。図４
は、Ｘ−Ｙ座標系の第１象限を拡大して示している。図
中、実線は方位を示し、破線は方位間の境界を示す。第
１象限で方位角範囲を拡大する方位は北北東と東北東で
ある。このような措置によって、１６個の各方位の指示
がより正確に行えるようになる。

【００２５】なお、方位角範囲αおよびβをそれぞれさ
らにきめ細かに調整してもよい。発明者らの検討では、
スティックを指（例えば親指）１本で操作する場合、指
を押し出す方向の操作と指を引く方向の操作では、ユー
ザの要因により操作性に差が生じることがあった。例え
ば、指を引く方向（左手用では西および南方向）の操作
では位置決めがより困難となる。したがって、指を引く
方向ではβを増加させ、その分α（または後述する不感
帯幅）を現象させる。すなわち、等分割に近づける。一
方、指を押し出す方向（左手用では東および北方向）の
操作では位置決めは比較的容易であるが、ブレが大きく
なり、指示方位がふらつく傾向が見られた。したがっ
て、後述する不感帯幅を大きくし、その分、αおよび／
またはβを小さくする。

【００２６】ところで、隣接する方位角範囲の境界の方
向ではスティックの微妙な動きでスティックの属する方
位角範囲が変わってしまうことがあった。このような場
合にスティックの属する方位角範囲をそのまま指示方位
として認識すると、指示方位が不安定に変化したり、短
時間に２つの方位間の移動を繰り返す原因となる。この
ような現象の発生を防止するために、図５に示すよう
に、隣接する方位角範囲の間の微小な方位角範囲δを不
感帯とし、不感帯内では不感帯内に入る直前の指示方位
を維持する。例えば、スティックの傾倒の方向（θ）お
よび大きさ（ｒ）が図５のサンプル点６１〜６４のよう
に変化したとする。この場合、不感帯がなければ指示さ
れた方位は「北東」と「東北東」の間を揺れ動くことに
なる。これに対し、不感帯を設け、サンプル点が不感帯
内に入ったときには指示方位として直前の指示方位が維
持されるようにすると、認識される指示方位は「北東」
のまま変化しない。

【００２７】なお、スティックの傾倒角度に対応する変
数ｒの値が予め定めた値ｒ０以下となるスティックの中
立位置近傍の範囲も不感帯とし、この不感帯内において
も不感帯内に入る直前の傾倒方向を「指示された方位」
として維持する。これは、従来技術において説明した不
感帯と類似するが、従来技術の不感帯がジョイスティッ
クユニットから外部への出力値を０としたのと対照的で
ある。また、特開平９−１３０９１８号公報におけるＸ
軸およびＹ軸の各軸近傍の帯状範囲の不感帯も当該軸の
出力を０とするものであり、これは本実施の形態におけ
る隣接方位角範囲の境界での不感帯の作用と異なる。

【００２８】図５のような不感帯を設けることは、図４
に示した方位角範囲を不均衡とすることとは独立に採用
することができるが、併用することも可能である。

【００２９】図６に、不感帯を設ける場合のジョイステ
ィック信号処理例のフローチャートを示す。この処理は
周期的（例えば６６ｍｓ毎）にＣＰＵにより実行される
処理である。

【００３０】ＣＰＵはまず、現時点のＸ値とＹ値を読み
取る（Ｓ１）。両値に基づいて、ｒ値およびθ値を次式
により算出する（Ｓ２）。

【００３１】 ｒ＝√（Ｘ＊Ｘ＋Ｙ＊Ｙ） （１） θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ／Ｘ） （２）

【００３２】次に、ｒ値が不感帯内に属するか（予め定
めた値ｒ０以下か）、または、θ値が不感帯内に属する
か（予め定めた方位角範囲内か）を調べる（Ｓ３）。い
ずれかが成立すれば、以下の処理ステップの実行を省略
して今回の処理は終了する。ｒ値およびθ値のいずれも
が不感帯に属さないならば、θ値を現在方向θｃとする
（Ｓ４）。この現在方向θｃの属する方位角範囲を求め
る（Ｓ５）。例えば、現在方向θｃが２２．３度であれ
ば、この属する方位角範囲は「東北東」となる。この方
位がユーザの指示方位と認識される。この指示方位は、
ユーザが認識出来るように、例えばディスプレイ上でリ
アルタイムに表示される。

【００３３】指示方位の判定は、例えば図７に示すよう
な各方位と方位角範囲を予め定めたテーブルを利用する
ことにより行える。図では各方位角範囲の開始角度と終
了角度を変数で示しているが、実際には具体的な数値が
設定されている。各方位の方位角範囲は、図５に示した
ように不感帯の方位角範囲δを除外した範囲である。す
なわち、ある方位角範囲の終了角度と次の方位角範囲の
開始角度との間にδの間隔がある。図４に示したように
各方位角範囲の大きさは不均一である。すなわち、少な
くともαとβの２種類がある。また、α、β、δの各々
も必ずしも均一である必要はない。テーブルデータの形
式は任意である。このようなデータはテーブルとして保
持する以外に、プログラムの条件判定のパラメータとし
て保持することも可能である。

【００３４】このようにして得られた指示方位をどのよ
うに利用するかは、アプリケーション次第である。例え
ば、各指示方位にそれぞれ複数の選択肢を割り当ててお
き、特定の指示方位で複数の選択肢を選んだ後、さら
に、キー（ボタン）操作で１つの選択肢を選ぶ、という
ような用途に利用できる。

【００３５】ところで、前述したように、試作機では、
ユーザがスティックを操作して特定の方位を指示しディ
スプレイ上でその指示を確認するとき、指示方位が不安
定となる現象が見られることがあった。この現象は、上
記不感帯を設けることにより軽減されるが、以下に、こ
の現象を防止する別の手法を説明する。当該現象の原因
は、スティックに作用しているバネ力がＸ軸方向とＹ軸
方向とで不均一なこと等の機械的要因、および、ユーザ
の指の力を緩めたときの余力の掛かり方向が両軸方向で
不均一なこと等の人的要因が考えられる。

【００３６】この問題を解消するために、現在方向θｃ
の決定に次式のようなフィルタ作用を施すものである。

【００３７】 θｃ＝ａ・θn ＋ ｂ・θn-1 ＋ ｃ・θn-2 （３） ここに、θnは最新のθのサンプル値、θn-1は１つ前の
θのサンプル値、θn-2は２つ前のθのサンプル値であ
る。また、ａ，ｂ，ｃは予め定めた重み付けの係数値で
あり、ａ＞ｂ＞ｃかつａ＋ｂ＋ｃ＝１である。例えば、
ａ＝５／９、ｂ＝３／９、ｃ＝１／９である。式（３）
の右辺の項数は３項に限るものではなく、また、係数の
具体的な値は例示のものに限るものではない。

【００３８】式（３）の作用は、現在方向θｃを最新の
方位θnのみで決定するのではなく、過去の方位をも加
味して現在方向θｃを決定しようとするものである。こ
のフィルタの作用はθｃの変化を抑制する方向に働くの
で、ローパスフィルタといえる。

【００３９】このローパスフィルタによって、図８に示
すように、サンプル点が隣接方位角範囲に一時的に入っ
た場合でも、指示方位にその影響が現れないようにする
ことができる。

【００４０】但し、ローパスフィルタの採用によってθ
ｃの急峻な変化が緩和されることから、ユーザの意図的
な急峻な操作の目的を阻害するおそれがある。そこで、
次に、ユーザの意図的な操作によるスティック動作と、
そうでないスティック動作とを自動的に判別し、フィル
タの重み付け係数を変える実施の形態を説明する。フィ
ルタの重み付け係数の変更は、図９に示すように、θ出
力のゲインの周波数特性を変えることに他ならない。そ
のために、θ出力の高周波成分の除去の度合いを変えた
第１の係数の組と第２の係数の組を採用する。本実施の
形態では、第１の係数の組は、前述したａ，ｂ，ｃの具
体値（図９の波形Ａ）を用い、第２の係数の組はａ＝
１，ｂ＝ｃ＝０（図９の波形Ｃ）とする。すなわち、第
２の係数の係数の組の場合にはフィルタ無し（高周波成
分を除去しない）と等価となる。勿論、波形Ｃの代わり
に、波形ＣとＡの中間の波形Ｂを採用してもよい。

【００４１】図１０に、このローパスフィルタを用いる
とともに、場合によってフィルタ特性を切り替えるジョ
イスティック信号処理例のフローチャートを示す。この
処理例では、実際的な例として前述した不感帯の判定も
併用している。但し、このフィルタ特性の切り替えは、
不感帯を設けることとは独立に採用可能である。この処
理は、図６の処理と同様、周期的にＣＰＵにより実行さ
れる処理である。

【００４２】図１０において、ＣＰＵはまず、現時点の
Ｘ値とＹ値を読み取り（Ｓ１１）、両値に基づいて、ｒ
値およびθ値を前述した式（１）（２）により算出する
（Ｓ１２）。

【００４３】次に、θn，θn-1，θn-2、およびｒn，ｒ
n-1，ｒn-2を更新する（Ｓ１３）。ここにｒnは最新の
ｒのサンプル値、ｒn-1は１つ前のｒのサンプル値、ｒn
-2は２つ前のｒのサンプル値である。

【００４４】そこで、ｒ値が不感帯内に属するか（予め
定めた値ｒ０以下か）、または、θ値が不感帯内に属す
るか（予め定めた方位角範囲内か）を調べる（Ｓ１
４）。いずれかが不感帯内であるならば、以下の処理ス
テップの実行を省略して今回の処理は終了する。ｒ値お
よびθ値のいずれもが不感帯に属さないならば、θの変
化量であるΔθ＝θn−θn-1、およびｒの変化量である
Δｒ＝ｒn−ｒn-1を算出する（Ｓ１５）。ついでこれら
のΔθおよびΔｒに基づいてフィルタ特性の選択を行う
（Ｓ１６）。この詳細ステップについては後述する。こ
の選択されたフィルタ特性に基づいて、現在のθｃが算
出される（Ｓ１７）。さらにこのθｃに基づいて、その
属する方位角範囲、すなわちユーザの指示方位、が決定
される（Ｓ１８）。

【００４５】以下、ステップＳ１６においてユーザの意
図的な操作によるスティック動作と、そうでないスティ
ック動作とを自動的に判別する具体的な手法について説
明する。

【００４６】図１１（ａ）はユーザが所望の方位を選択
した後、スティックへの力を緩めた場合のジョイスティ
ックの両軸出力値を例を示す。図中の白丸７１〜７５は
サンプル点を示す。実際にはさらに多くのサンプル点が
取られるが、説明の都合上、実際より低密度でサンプル
点を示してある。図１１（ｂ）（ｃ）は、この場合のｒ
値とθ値の変化を示すグラフである。

【００４７】図１１（ａ）において、ユーザはサンプル
点７１，７２を経由し、サンプル点７３において自分の
所望の方位が選ばれたことをディスプレイ上で確認して
指先の力を緩める。その後、サンプル点７４，７５が採
取されながら、スティックは中立点に戻る。このような
スティックの動きに対応するｒ値の変化を図１１（ｂ）
で確認すると、隣接サンプルのｒ値の変化量Δｒ１〜Δ
ｒ４のうちΔｒ３，Δｒ４の絶対値がしきい値Δｒthを
超えており、かつその符号は負である。しきい値Δｒth
は、バネ力がスティックを中立位置へ復帰させる場合に
超えると想定される予め定めた値である。但し、ｒ値の
変化がそのようなスティック復帰時の条件に合致する場
合でも、ユーザの意図的な操作による場合もありうる。
この場合にはθ値の変化量が所定値θth（例えば、π／
４からπ／２程度）以上に大きくなると考えられる。こ
こで、図１０のステップＳ１５で求めたθの変化量Δθ
が１８０度を超える場合には３６０度からその値を減算
した値をΔθとする。図１１（ｃ）のθ値の変化量Δθ
１〜Δθ４の絶対値はいずれも予め定めたしきい値θth
より小さいので、図１１（ａ）のジョイスティック出力
変化はスティックのバネ力による中立位置への復帰動作
と判断できる。遅くともサンプル点７４の段階ではロー
パスフィルタ（図９の波形Ａ）が働くことにより、サン
プル点７４が一時的に「北東」の方位角範囲に属したと
しても、サンプル点７３に基づく指示方位である「北北
東」が維持される。サンプル点７４が不感帯内に属する
としても結果は同じとなる。サンプル点７５は、ｒ値に
よる不感帯または方位角範囲の境界での不感帯に入り、
やはり「北北東」の指示方位が維持される。

【００４８】図１２（ａ）はユーザがスティックを意図
的に操作して北東の点８１から北の点８２を経由して北
北西の点８３へ指示を変更した場合のジョイスティック
出力を示している。この場合、図１２（ｃ）から分かる
ようにΔθ値の絶対値はしきい値θthを超えていない
が、図１２（ｂ）のようにΔｒ値の絶対値もしきい値ｒ
thを超えていない。したがって、スティックを中立位置
に復帰させようとするバネ力に抗してユーザの力が作用
していると考えられる。

【００４９】図１３（ａ）はユーザがスティックを、北
北東外周点９１から東北東内周辺りの点９２を経由して
南西外周点９３へと、意図的に操作した場合のジョイス
ティックの両軸出力値を例を示す。この場合は、Δｒ１
＜ −ｒthとなっても、Δθ２の絶対値がしきい値θth
を超えるので、ユーザによる意図的な操作と判断され
る。このように、ｒ値の変化がスティックのバネ力によ
る復帰を示唆している場合でもユーザが意図的な操作に
よる場合もありうる。この場合には、図１３（ｃ）に示
すようにθ値の変化量が所定値以上に大きくなると考え
られる。

【００５０】図１４に、図１０のステップＳ１６におけ
るフィルタ特性選択処理として、このような考え方に基
づく具体的な処理ステップを示す。まず、Δｒ１＜ −
ｒth（すなわち、Δｒが負で、かつ、その絶対値がｒth
以上）かを調べる（Ｓ２１）。Δｒが負で、かつ、その
絶対値がｒth以上の場合には、当該スティック動作は、
ユーザが力を緩めたときのスティックの復帰動作である
と想定される。ステップＳ２１の結果がＹｅｓであれ
ば、次に、Δθの絶対値が予め定めたしきい値θth以上
かを調べる（Ｓ２２）。その結果がＮｏであれば、当該
スティックの動作はユーザが力を緩めた結果であると判
断し、高周波成分をより多くカットするフィルタ特性
（図８の波形Ａ）を選択する（Ｓ２３）。

【００５１】ステップＳ２１の結果がＮｏまたはステッ
プＳ２２の結果がＹｅｓの場合、当該スティックの動作
はユーザの意図的な動作の結果であると判断し、高周波
成分を少なくカットする（またはカットしない）フィル
タ特性（図８の波形ＢまたはＣ）を選択する（Ｓ２
３）。

【００５２】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、種々の変形、変更が可能である。例えば、
ジョイスティックはポテンショメータを利用するものを
挙げたが、光学式等、他の任意の原理、構造のものを利
用できる。また、ジョイスティックのアナログ出力をデ
ジタル信号に変換してデジタル処理する例を説明した
が、アナログ信号処理回路を用いてアナログ信号のまま
処理を行うことも可能である。３６０度の全方向の分割
数は１６としたが、これに限るものではなく、本発明は
少なくとも８以上の場合に適用して好適である。

【００５３】

【発明の効果】本発明のジョイスティック信号処理装置
によれば、多方位の指示を正確に行うことができる。ま
た、多方位の指示を行うジョイスティックの操作性の向
上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるジョイスティック
ユニットの要部外観を示す斜視図である。

【図２】図１に示したようなジョイスティックユニット
を利用した装置のハードウェア構成例を示すブロック図
である。

【図３】本発明の実施の形態におけるジョイスティック
の１６方位の指示方位を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態における不均一な方位角範
囲を説明するための図である。

【図５】本発明の実施の形態における２種類の不感帯を
説明するための図である。

【図６】図５に示した不感帯を設ける場合のジョイステ
ィック信号処理例のフローチャートである。

【図７】本発明の実施の形態における方位と方位角範囲
の対応関係を示すテーブルの図である。

【図８】サンプル点が隣接方位角範囲に一時的に入った
場合のＸ−Ｙ両軸出力を示す図である。

【図９】ジョイスティックのθ出力のゲインの周波数特
性を示すグラフである。

【図１０】本発明の実施の形態において、場合によって
フィルタ特性を切り替えるジョイスティック信号処理例
のフローチャートである。

【図１１】ユーザが所望の方位角を選択した後、スティ
ックへの力を緩めた場合のジョイスティックの両軸出力
値（ａ）、ｒ値（ｂ）およびθ値（ｃ）を示す図であ
る。

【図１２】ユーザがスティックを意図的に操作した場合
のジョイスティックの両軸出力値（ａ）、ｒ値（ｂ）、
およびθ値（ｃ）を示す図である。

【図１３】ユーザがスティックを意図的に操作した他の
場合のジョイスティックの両軸出力値（ａ）、ｒ値
（ｂ）、およびθ値（ｃ）を示す図である。

【図１４】図１０のステップＳ１６におけるフィルタ特
性選択処理の具体的な処理ステップを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０ ジョイスティックユニット １１ スティック １２ 凹部 １３ 操作盤 ２０ ＣＰＵ ２１，２２ ポテンショメータ ２３，２４ アナログデジタル変換器 ２５ インタフェース部 ２６ 各種キー ２７ ＲＯＭ ２８ ＲＡＭ ２９ ディスプレイ ３０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 BC01 BC06 3J070 AA04 BA11 CC71 CD12 DA42 5B087 AA02 AC02 BC02 BC12 BC26 DD03

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジョイスティックの傾倒方向に基づいて少
   なくとも８方位の指示を行うジョイスティック信号処理
   装置であって、 ３６０度の全方向に傾倒可能なスティックを有し、ジョ
   イスティックの傾倒方向信号を出力する手段と、 前記傾倒方向が予め定められた各方位角範囲のいずれに
   入るかを調べ、当該方位を、ユーザにより指示された方
   位と判定する判定手段とを備え、 前記方位角範囲の大きさを不均一としたことを特徴とす
   るジョイスティック信号処理装置。
2. 【請求項２】３６０度の全方向を１６分割し、｛（１／
   ８）＋（Ｎ／４））｝πラジアン（Ｎ＝０，１，
   ２，．．．，７）の方位の方位角範囲を他の方位の方位
   角範囲より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の
   ジョイスティック信号処理装置。
3. 【請求項３】ジョイスティックの傾倒方向に基づいて少
   なくとも８方位の指示を行うジョイスティック信号処理
   装置であって、 ３６０度の全方向に傾倒可能なスティックを有し、ジョ
   イスティックの傾倒方向信号および傾倒角信号を出力す
   る手段と、 前記傾倒方向が予め定められた各方位角範囲のいずれに
   入るかを調べ、当該方位を、ユーザにより指示された方
   位と判定する判定手段とを備え、 前記判定手段は、ジョイスティックの傾倒角度が予め定
   めた大きさ以下の傾倒角範囲内を不感帯とするととも
   に、隣接する方位角範囲の境界に位置する予め定めた方
   位角範囲内を不感帯とし、不感帯内では不感帯内に入る
   直前の指示された方位を維持することを特徴とするジョ
   イスティック信号処理装置。
4. 【請求項４】傾倒方向信号を所定周期でサンプリングし
   た際の最新のサンプル値と、少なくとも１または２個の
   過去のサンプル値とを重み付け加算して、現在の傾倒方
   向を算出するローパスフィルタ手段を有する請求項１、
   ２または３記載のジョイスティック信号処理装置。
5. 【請求項５】ユーザがスティックを保持する力を緩めた
   ときにスティックが自動的に中立位置に復帰する第１の
   場合と、ユーザが意図的にスティックを移動させる第２
   の場合とを識別する識別手段を備え、この識別結果に応
   じて前記ローパスフィルタ手段は前記重み付け加算の重
   み付け係数を変更することを特徴とする請求項４記載の
   ジョイスティック信号処理装置。
6. 【請求項６】スティックの傾倒角信号を得る手段を備
   え、前記識別手段は、傾倒角信号の負方向への変化の絶
   対値が所定値より大きいときには原則的に前記第１の場
   合と判定するとともに、それ以外の場合を前記第２の場
   合と判定し、但し、傾倒角信号の負方向への変化の絶対
   値が所定値より大きいときであっても傾倒方向信号の変
   化の絶対値が所定値より大きいときには前記第２の場合
   と判定することを特徴とする請求項５記載のジョイステ
   ィック信号処理装置。
7. 【請求項７】３６０度の全方向に傾倒可能なスティック
   の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行うジ
   ョイスティック信号処理方法であって、 ジョイスティックの傾倒方向信号に基づいて、ユーザに
   より指示された方位を決定するステップと、 スティックの傾倒角度が予め定めた大きさ以下の傾倒角
   範囲内を不感帯とするとともに、隣接する方位角範囲の
   境界に位置する予め定めた方位角範囲内を不感帯とし、
   これらの不感帯内では不感帯内に入る直前の指示された
   方位を維持するステップと、 を備えたことを特徴とするジョイスティック信号処理方
   法。
8. 【請求項８】前記方位角範囲の大きさを不均一としたこ
   とを特徴とする請求項７記載のジョイスティック信号処
   理方法。
9. 【請求項９】傾倒方向信号を所定周期でサンプリングし
   た際の最新のサンプル値と、少なくとも１または２個の
   過去のサンプル値とを重み付け加算して、現在の傾倒方
   向を算出するステップを有することを特徴とする請求項
   ７または８記載のジョイスティック信号処理方法。
10. 【請求項１０】ユーザがスティックを保持する力を緩め
    たときにスティックが自動的に中立位置に復帰する第１
    の場合と、ユーザが意図的にスティックを移動させる第
    ２の場合とを識別するステップと、この識別結果に応じ
    て前記重み付け加算の重み付け係数を変更するステップ
    とを有することを特徴とする請求項９記載のジョイステ
    ィック信号処理方法。
11. 【請求項１１】３６０度の全方向に傾倒可能なスティッ
    クの傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う
    ジョイスティック信号処理方法であって、 ジョイスティックの傾倒方向信号に基づいて、ユーザに
    指示された方位を決定するステップと、 スティックの傾倒角度が予め定めた大きさ以下の傾倒角
    範囲内を不感帯とするとともに、隣接する方位角範囲の
    境界に位置する予め定めた方位角範囲内を不感帯とし、
    これらの不感帯内では不感帯内に入る直前の指示された
    方位を維持するステップと、 を有することを特徴とするジョイスティック信号処理方
    法を実施するコンピュータプログラムを読み取り可能に
    記録した記録媒体。