JP5085501B2 - Operation position calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、操作位置算出装置に関する。 The present invention relates to an operation position calculation device.
従来の技術として、レバー本体と、レバー本体に対して上下前後及び回転操作可能となるようにレバー本体に設けられた操作レバーと、操作レバーの各操作による操作の位置を検出する第1〜第3の位置検出部と、を備えたコンビネーションスイッチが知られている(例えば、特許文献1参照)。
As a conventional technique, a lever main body, an operation lever provided on the lever main body so that the lever main body can be operated up and down, forward and backward, and a rotation operation, and first to first positions for detecting each operation of the
第1の検出部は、円筒形状を有して操作ノブに固定され、操作ノブと一体的に回転する第1のマグネットと、第1のマグネットの内部スペースに設けられた第1のホールセンサと、を有し、操作レバーの操作ノブを回転させることによって第1のマグネットが回転し、この回転による磁界変化を第1のホールセンサが検出して出力し、その出力レベルに応じて、車両のヘッドライトの点灯等が制御される。 The first detection unit has a cylindrical shape and is fixed to the operation knob. The first magnet rotates integrally with the operation knob. The first hall sensor is provided in the internal space of the first magnet. The first magnet rotates by rotating the operation knob of the operation lever, and the first Hall sensor detects and outputs a magnetic field change due to this rotation. The lighting of the headlight is controlled.
第2の検出部は、被レバー操作部の軸部に磁石ホルダを介して固定され、円筒形状を有する第2のマグネットと、第2のマグネットの内部スペースに設けられた第2のホールセンサと、を有し、操作レバーを上下方向に操作することによって第2のマグネットが回転し、この回転による磁界変化を第1のホールセンサが検出して出力し、その出力レベルに応じて、車両のウインカーの点灯、又はワイパーの駆動等が制御される。 The second detection unit is fixed to the shaft portion of the lever-operated unit via a magnet holder, and has a second magnet having a cylindrical shape, and a second Hall sensor provided in an internal space of the second magnet. The second magnet rotates by operating the operating lever in the vertical direction, and the first Hall sensor detects and outputs a change in the magnetic field due to this rotation. The turn-on of the blinker or the driving of the wiper is controlled.
第3の検出部は、レバー本体に固定された扇形の平板形状を有する第3のマグネットと、この第3のマグネットの上面の近接位置に配置された第3のホールセンサと、を有し、操作レバーを前後方向に操作することによって第3のマグネットと第3のホールセンサの相対位置の変化に基づく磁界の変化を第3のホールセンサが検出して出力し、その出力レベルに応じてパッシング、及びウオッシャの駆動等が制御される。
しかし、従来のコンビネーションスイッチは、3方向の操作レバーの操作方向を検出するため、それぞれにマグネットを必要とし、コストが掛かるという問題があった。 However, since the conventional combination switch detects the operation directions of the three operation levers, each of them requires a magnet, and there is a problem that costs increase.
従って本発明の目的は、1つの磁石によって3方向の操作位置を検出する操作位置算出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an operation position calculation device that detects operation positions in three directions with one magnet.
(1)本発明は上記目的を達成するため、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部の側面部に発生する前記磁界を検出領域とする2つの磁気抵抗素子が90°の角度をなして形成するハーフブリッジ回路であり、前記磁界発生部との相対変位に伴う前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第1の出力信号を出力する第1の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第2の出力信号を出力する第2の磁気抵抗回路と、を有する第1の磁気センサと、前記磁界発生部を介して前記第1の磁気センサと対向して設けられ、前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第3の出力信号を出力する第3の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第4の出力信号を出力する第4の磁気抵抗回路と、を有する第2の磁気センサと、前記第1及び前記第3の出力信号に基づいて第1の差分値を算出し、前記第2及び前記第4の出力信号に基づいて第2の差分値を算出し、算出された前記第1及び前記第2の差分値に基づいて逆正接値を算出し、算出された前記逆正接値に基づいて前記相対変位の変位量を算出する算出部と、を備える操作位置算出装置を提供する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention achieves an angle of 90 ° between a magnetic field generating unit that generates a magnetic field and two magnetoresistive elements that use the magnetic field generated on the side surface of the magnetic field generating unit as a detection region. A half-bridge circuit formed, a first magnetoresistive circuit that outputs a first output signal having a sinusoidal shape based on a change in the magnetic field due to relative displacement with the magnetic field generation unit, A first magnetic sensor having a second magnetoresistive circuit that outputs a second output signal in the form of a cosine wave based on the change, and opposed to the first magnetic sensor via the magnetic field generator. A third magnetoresistive circuit that outputs a third output signal having a sine wave shape based on the change in the magnetic field, and a fourth magnetoresistive circuit that outputs a fourth output signal having a cosine wave shape based on the change in the magnetic field. 4 magnetoresistive circuit, and a second magnetism A first difference value is calculated based on the sensor and the first and third output signals, and a second difference value is calculated based on the second and fourth output signals. An operation position calculation device comprising: a calculation unit that calculates an arctangent value based on the first and second difference values and calculates a displacement amount of the relative displacement based on the calculated arctangent value. provide.
(2)本発明は上記目的を達成するため、前記磁界発生部は、支持機構によって傾倒操作、及びプッシュ操作可能に支持された操作部に設けられ、磁化方向が前記プッシュ操作方向となる永久磁石であり、前記第1及び前記第3の磁気抵抗回路は、前記磁化方向に対してそれぞれの感磁方向が45°の角度をなすように形成され、前記第2及び前記第4の磁気抵抗回路は、前記磁化方向に対して1つの前記磁気抵抗素子の前記感磁部が直交するように形成される前記(1)に記載の操作位置算出装置を提供する。 (2) In order to achieve the above object, the magnetic field generation unit is provided in an operation unit supported by a support mechanism so as to be tiltable and pushable, and a permanent magnet whose magnetization direction is the push operation direction. The first and third magnetoresistive circuits are formed such that the respective magnetosensitive directions form an angle of 45 ° with respect to the magnetization direction, and the second and fourth magnetoresistive circuits. Provides the operation position calculation device according to (1), wherein the magnetosensitive part of one magnetoresistive element is formed to be orthogonal to the magnetization direction.
(3)本発明は上記目的を達成するため、前記第2の磁気センサは、前記第3の磁気抵抗回路を180°回転させ、反転した正弦波形状の第5の出力信号を出力する第5の磁気抵抗回路を有し、前記算出部は、前記第1及び前記第5の出力信号から算出された第3の差分値と前記第2の差分値から前記逆正接値を算出し、算出された前記逆正接値に基づいて前記操作部の前記プッシュ操作によるプッシュ操作位置を算出する前記(2)に記載の操作位置算出装置を提供する。 (3) In order to achieve the above object, the second magnetic sensor rotates the third magnetoresistive circuit by 180 ° and outputs an inverted sine wave shaped fifth output signal. And the calculation unit calculates the arc tangent value from the third difference value and the second difference value calculated from the first and fifth output signals. The operation position calculation device according to (2), wherein a push operation position by the push operation of the operation unit is calculated based on the arctangent value.
(4)本発明は上記目的を達成するため、支持機構によって傾倒操作、及びプッシュ操作可能に支持された操作部に設けられ、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部の側面部に発生する前記磁界を検出領域とする2つの磁気抵抗素子が90°の角度をなして形成するハーフブリッジ回路であり、前記磁界発生部との相対変位に伴う前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第1の出力信号を出力する第1の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第2の出力信号を出力する第2の磁気抵抗回路と、を有する第1の磁気センサと、前記磁界発生部を介して前記第1の磁気センサと対向して設けられ、前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第3の出力信号を出力する第3の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第4の出力信号を出力する第4の磁気抵抗回路と、前記第3の磁気抵抗回路を180°回転させ、反転した正弦波形状の第5の出力信号を出力する第5の磁気抵抗回路と、を有する第2の磁気センサと、前記第1及び前記第2の磁気センサの中心を回転中心として時計回りに90°回転した位置に設けられ、前記第1の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、正弦波形状の第6の出力信号を出力する第6の磁気抵抗回路と、前記第2の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、余弦波形状の第7の出力信号を出力する第7の磁気抵抗回路と、を有する第3の磁気センサと、前記第3の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、正弦波形状の第8の出力信号を出力する第8の磁気抵抗回路と、前記第4の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、余弦波形状の第9の出力信号を出力する第9の磁気抵抗回路と、を有する第4の磁気センサと、前記第1及び前記第3の出力信号、及び前記第2及び前記第4の出力信号に基づいて算出されたそれぞれの差分値に基づいて第1の逆正接値を算出し、算出された前記第1の逆正接値に基づいて前記第1及び前記第2の磁気センサ方向の前記傾倒操作に基づく前記相対変位の変位量を算出し、前記第6及び前記第8の出力信号、及び前記第7及び前記第9の出力信号に基づいて算出されたそれぞれの差分値に基づいて第2の逆正接値を算出し、算出された前記第2の逆正接値に基づいて前記第3及び前記第4の磁気センサ方向の前記傾倒操作に基づく前記相対変位の変位量を算出する算出部と、を備える操作位置算出装置を提供する。 (4) In order to achieve the above object, the present invention is provided in an operation unit supported by a support mechanism so that it can be tilted and pushed, and generates a magnetic field on a side surface of the magnetic field generation unit. A half-bridge circuit formed by forming two magnetic resistance elements having a detection region of the generated magnetic field at an angle of 90 °, and having a sine wave shape based on a change in the magnetic field accompanying a relative displacement with the magnetic field generation unit A first magnetoresistive circuit that outputs the first output signal and a second magnetoresistive circuit that outputs a second output signal in the form of a cosine wave based on the change in the magnetic field. A third magnetoresistive circuit that is provided opposite to the first magnetic sensor via the magnetic field generator and outputs a third output signal having a sinusoidal shape based on the change in the magnetic field; Based on the change of the magnetic field A fourth magnetoresistive circuit that outputs a fourth output signal in the form of a chord wave, and a fifth magnetoresistive circuit that rotates the third magnetoresistive circuit by 180 ° and outputs an inverted sine wave shaped fifth output signal A second magnetic sensor having a magnetoresistive circuit; and a first magnetic sensor provided at a position rotated 90 ° clockwise around the center of the first and second magnetic sensors. A sixth magnetoresistive circuit that has a similar configuration and outputs a sixth output signal in the form of a sine wave, and a seventh magnetoresistive circuit that has the same configuration as the second magnetoresistive circuit. A third magnetic sensor having a seventh magnetoresistive circuit for outputting a signal; and an eighth output having a configuration similar to that of the third magnetoresistive circuit and outputting an eighth output signal having a sinusoidal shape. And a cosine wave shape having the same configuration as the fourth magnetoresistive circuit. A fourth magnetic sensor having a ninth magnetoresistive circuit for outputting a ninth output signal, the first and third output signals, and the second and fourth output signals. A first arctangent value is calculated based on each calculated difference value, and based on the tilting operation in the first and second magnetic sensor directions based on the calculated first arctangent value. A displacement amount of the relative displacement is calculated, and a second arctangent is calculated based on the respective difference values calculated based on the sixth and eighth output signals and the seventh and ninth output signals. A calculation unit that calculates a value and calculates a displacement amount of the relative displacement based on the tilting operation in the third and fourth magnetic sensor directions based on the calculated second arctangent value. An operation position calculation device is provided.
(5)本発明は上記目的を達成するため、前記算出部は、前記第1及び前記第5の出力信号、及び前記第2及び前記第4の出力信号に基づいて算出されたそれぞれの差分値に基づいて第3の逆正接値を算出し、算出された前記第3の逆正接値に基づいて前記操作部の前記プッシュ操作によるプッシュ操作位置を算出する前記(4)に記載の操作位置算出装置を提供する。 (5) In order to achieve the above object, the calculation unit may calculate each difference value calculated based on the first and fifth output signals and the second and fourth output signals. The operation position calculation according to (4), wherein a third arc tangent value is calculated based on the third arc tangent value, and a push operation position by the push operation of the operation unit is calculated based on the calculated third arc tangent value. Providing equipment.
(6)本発明は上記目的を達成するため、前記磁界発生部は、磁化方向が前記プッシュ操作方向であり、前記第1及び第2の磁気センサに面する磁極と、前記第3及び第4の磁気センサに面する磁極が異なる前記(4)又は(5)の何れか1項に記載の操作位置算出装置を提供する。 (6) In order to achieve the above object, the magnetic field generator has a magnetization direction in the push operation direction, a magnetic pole facing the first and second magnetic sensors, and the third and fourth. The operation position calculation apparatus according to any one of (4) and (5), wherein magnetic poles facing the magnetic sensor are different.
このような発明によれば、1つの磁石によって3方向の操作位置を検出することができる。 According to such an invention, the operation position in three directions can be detected by one magnet.
以下に、本発明の操作位置算出装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。 In the following, an embodiment of the operation position calculation apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施の形態]
(レバーコントロールスイッチ装置の構成)
図1(a)は、本発明の実施の形態に係るレバーコントロールスイッチ装置の概略図であり、(b)は、磁石と磁気センサ部の位置関係を示す側面図である。本発明における操作位置算出装置をレバーコントロールスイッチ装置とした場合について説明する。なお、図1(b)は、操作部17が基準操作位置にある場合について図示している。また、図1(b)は、第2のMR(Magneto Resistance)センサ41と第4のMRセンサ43は、第1のMRセンサ40と第3のMRセンサ42を結んだ中心を回転中心として時計回りに90°回転した位置に配置されるので、第1のMRセンサ40と第3のMRセンサ42の側面図と、第2のMRセンサ41と第4のMRセンサ43の側面図の両方を図1(b)に図示している。
[Embodiment]
(Configuration of lever control switch device)
FIG. 1A is a schematic diagram of a lever control switch device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view showing a positional relationship between a magnet and a magnetic sensor unit. A case where the operation position calculation device in the present invention is a lever control switch device will be described. FIG. 1B illustrates a case where the operation unit 17 is at the reference operation position. Further, FIG. 1B shows a second MR (Magneto Resistance)
なお、レバーコントロールスイッチ装置1は、一例として、図1(a)に示すように、Y軸支持部15を台座11に対して垂直に保ち、X軸支持部14の回転に伴って操作部17が移動する方向をX軸方向とし、X軸支持部14を台座11に対して平行となるように保ち、Y軸支持部15の回転に伴って操作部17が移動する方向をY軸方向とし、操作部17に対するプッシュ方向、言い換えるなら後述する磁石2の中心を通る軸方向をZ軸方向とし、Z軸は、X−Y軸の交点を中心に変位するものとする。
As an example, as shown in FIG. 1A, the lever
また、操作部17の中心軸が、X軸及びY軸に対して直交する操作位置を、図1(b)に示す基準操作位置とし、そのときのZ軸をZ(基準操作位置)と示すものとする。 In addition, an operation position in which the central axis of the operation unit 17 is orthogonal to the X axis and the Y axis is set as a reference operation position shown in FIG. Shall.
例えば、このレバーコントロールスイッチ装置1は、車両に搭載されたとき、一例として、X方向の操作位置によってウインカーを、Y方向の操作位置によってライトのハイビームとパッシングの切り替えを、Z方向の操作位置によってライトのオン・オフを操作できるものである。なお、X方向の操作位置とは、X軸回りに回転した位置であり、Y方向の操作位置とは、Y軸回りに回転した位置である。
For example, when the lever
レバーコントロールスイッチ装置1は、図1(a)に示すように、磁石(磁界発生部)2と、磁気センサ部4と、支持機構部10と、操作部17と、を備えて概略構成されている。
As shown in FIG. 1A, the lever
(支持機構部の構成)
支持機構部10は、図1(a)に示すように、台座11の上面から垂直方向に立ち上って対向する1組の凸部12を有している。凸部12に設けられた開口に挿入されたピン13は、ロ形状を有するX軸支持部14の対応する2辺中央に設けられた開口にも挿入され、X軸支持部14は、ピン13を回転軸として回転自在に台座11に設けられている。X軸支持部14は、ピン13を回転軸とすることで、Y方向への操作部17の傾倒操作を可能としている。
(Configuration of support mechanism)
As shown in FIG. 1A, the
また、X軸支持部14は、他の2辺中央に開口を有し、コ字形状を有するY軸支持部15の対応する両端に設けられた開口にピン16を挿入することで、Y軸支持部15は、ピン16を回転軸としてX軸支持部14に対して回転可能に設けられている。Y軸支持部15は、ピン16を回転軸とすることで、X方向への操作部17の傾倒操作を可能としている。
Further, the
なお、支持機構部10の構成は、上記に限定されず、傾倒操作及びプッシュ操作が可能な公知の支持機構で良い。
In addition, the structure of the
(操作部の構成)
操作部17は、一例として図1(a)に示すように、略球形状を有するノブ18と、ノブ18に設けられたレバー19と、を備えて概略構成されている。
(Configuration of operation unit)
As shown in FIG. 1A as an example, the operation unit 17 includes a
レバー19は、Y軸支持部15の長手方向上面部に設けられた開口に挿入され、図1(b)に示すZ方向にY軸支持部15に対して移動可能、言い換えるなら、プッシュ操作可能に設けられている。
The
また、レバー19は、ノブ18と対向する端部に後述する磁石2を有し、ノブ18及びレバー19を介して磁石2をX―Y座標系の傾倒操作位置、及びZ軸に沿ったプッシュ操作位置に自在に操作可能である。
The
(磁石の構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ部の位置関係を示す平面図である。磁石2は、アルニコ、フェライト及びネオジム等によって形成された永久磁石であり、図1(b)に示すように、磁化方向がプッシュ操作方向であり、また、磁化方向に垂直な断面の形状が正方形の立体となっている。
(Composition of magnet)
FIG. 2 is a plan view showing the positional relationship of the magnetic sensor unit according to the embodiment of the present invention. The
磁石2は、図2に示すように、対角線を境にして時計回りにN極、S極、N極及びS極と磁区が配置されるように着磁され、さらにN極の下部にS極が、S極の下部にN極が配置されるように着磁されている。言い換えるなら、磁石2は、第1及び第3のMRセンサ40、42に面する磁極と、第2及び第4のMRセンサ41、43に面する磁極が異なるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
この磁石2は、外側に向けて放射状に磁界20を形成し、特にMRセンサが配置されている検出領域は、磁界20の方向変化が急峻となるようになっている。言い換えるなら、磁石2は、図2に示すように、磁石2の辺の中央から発生する磁界20が、MRセンサ付近で上側(図2においてS極の場合)、又は下側(図2においてN極の場合)に急峻な変化をするものである。
The
磁石2は、図1(b)に示すように、その厚みW1が、一例として5mmであり、また、図3に示す幅W2が、一例として10mmとなるように構成されている。また磁石2は、操作部17を介してZ軸に沿って上下、すなわちプッシュ操作位置に、一例として、±1mm移動可能となっている。磁石2は、一例として、第1の操作位置(−1mm)、第2の操作位置(0mm)及び第3の操作位置(+1mm)の3つの操作位置を有するものとする。
As shown in FIG. 1B, the
磁石2は、操作部17の傾倒操作に基づいて基準操作位置にあるときのZ軸から傾き、図1(b)に示すθは、その傾きを示すものとする。なお、磁石2の形状、及び着磁等はこれに限定されず、円柱形状や矩形状の磁石であっても良く、これに限定されない。
The
(磁気センサ部4の構成)
磁気センサ部4は、磁石2との相対変位に伴う磁界20の変化を検出するものであり、第1の出力電圧(第1の出力信号)V1を出力する第1のハーフブリッジ回路(第1の磁気抵抗回路)S1と第2の出力電圧(第2の出力信号)V2を出力する第2のハーフブリッジ回路(第2の磁気抵抗回路)S2を有する第1のMRセンサ(第1の磁気センサ)40と、第3の出力電圧(第6の出力信号)V3を出力する第3のハーフブリッジ回路(第6の磁気抵抗回路)S3と第4の出力電圧(第7の出力信号)V4を出力する第4のハーフブリッジ回路(第7の磁気抵抗回路)S4を有する第2のMRセンサ(第3の磁気センサ)41と、第5の出力電圧(第5の出力信号)V5を出力する第5のハーフブリッジ回路(第5の磁気抵抗回路)S5と第6の出力電圧(第3の出力信号)V6を出力する第6のハーフブリッジ回路(第3の磁気抵抗回路)S6と第7の出力電圧(第4の出力信号)V7を出力する第7のハーフブリッジ回路(第4の磁気抵抗回路)S7を有する第3のMRセンサ(第2の磁気センサ)42と、第8の出力電圧(第8の出力信号)V8を出力する第8のハーフブリッジ回路(第8の磁気抵抗回路)S8と第9の出力電圧(第9の出力信号)V9を出力する第9のハーフブリッジ回路(第9の磁気抵抗回路)S9を有する第4のMRセンサ(第4の磁気センサ)43と、を備えて概略構成されている。以下に各MRセンサの詳細な構成について説明する。
(Configuration of magnetic sensor unit 4)
The
(第1のMRセンサの構成)
図3(a)は、本発明の実施の形態に係る第1のMRセンサの等価回路図であり、(b)は、第2のMRセンサの等価回路図である。
(Configuration of first MR sensor)
FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of the first MR sensor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram of the second MR sensor.
第1のMRセンサ40は、図1(b)に示すように、基板40a上に後述する複数の磁気抵抗素子が形成され、磁石2の側面部の所定の領域に発生する磁界20が、磁気抵抗素子の後述する感磁部を横切るようにプリント配線基板3から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第1のMRセンサ40は、X軸と基準操作位置にあるときのZ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板3に設けられている。
As shown in FIG. 1B, the
図3(a)に示す等価回路図は、図1(b)に示す第1のMRセンサ40の回路図を示しており、M1〜M4は、磁気抵抗素子を示している。
The equivalent circuit diagram shown in FIG. 3A shows a circuit diagram of the
なお、磁気抵抗素子は、一例として、基板40a上の設置面に強磁性金属の薄膜によって形成され、磁界が横切る角度によって抵抗値が変化する感磁部を有し、感磁部は、図3(a)に示す矩形状の図形に対して短手方向にじゃばら状に折り返した形状を有している。感磁部は、磁界が平行に横切るとき、その抵抗値は変化せず、磁界と感磁部との角度が大きくなるにつれて、その抵抗値が小さくなる性質を有している。
As an example, the magnetoresistive element is formed of a thin film of ferromagnetic metal on the installation surface on the
第1のMRセンサ40は、図3(a)に示すように、磁気抵抗素子M1〜M4によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2とによって第1のハーフブリッジ回路S1、及び磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4とによって第2のハーフブリッジ回路S2が形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2は、90°の角度をなして配置され、磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2とで形成される第1のハーフブリッジ回路S1は、基準操作位置にあるZ軸に平行な直線に対して感磁部が45°となるように傾いて基板40a上に形成されている。
The magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2 are arranged at an angle of 90 °, and the first half-bridge circuit S1 formed by the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2 is in the reference operation position. The magnetic sensitive part is formed on the
磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4は、90°の角度をなして配置され、磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4とで形成される第2のハーフブリッジ回路S2は、基準操作位置にあるZ軸に平行な直線に対して磁気抵抗素子M3の感磁部が直交するように基板40a上に形成されている。
The magnetoresistive element M3 and the magnetoresistive element M4 are arranged at an angle of 90 °, and the second half-bridge circuit S2 formed by the magnetoresistive element M3 and the magnetoresistive element M4 is in the reference operation position. The magnetoresistive element M3 is formed on the
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M3の間には、電圧Vccが印加され、磁気抵抗素子M2とM4の間は、プリント配線基板3の接地回路に電気的に接続されている。
A voltage Vcc is applied between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M3, and the magnetoresistive elements M2 and M4 are electrically connected to the ground circuit of the printed
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2の間の中点電位は、第1の出力電圧V1であるものとし、磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4の間の中点電位は、第2の出力電圧V2であるものとする。 The midpoint potential between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2 is the first output voltage V1, and the midpoint potential between the magnetoresistive element M3 and the magnetoresistive element M4 is the second output voltage. It is assumed that it is V2.
(第2のMRセンサの構成)
第2のMRセンサ41は、図1(b)に示すように、基板41a上に複数の磁気抵抗素子が形成され、第1のMRセンサ40と同様に、磁石2の側面部の所定の領域に発生する磁界20が、磁気抵抗素子の感磁部を横切るようにプリント配線基板3から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第2のMRセンサ41は、Y軸と基準操作位置にあるときのZ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板3に設けられている。
(Configuration of second MR sensor)
As shown in FIG. 1B, the
図3(b)に示す等価回路図は、図1(b)に示す第2のMRセンサ41の回路図を示しており、磁気抵抗素子M1〜M4は、第1のMRセンサ40の磁気抵抗素子M1〜M4と同様の構成を有している。
The equivalent circuit diagram shown in FIG. 3B is a circuit diagram of the
第2のMRセンサ41は、図3(b)に示すように、磁気抵抗素子M1〜M4によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2とによって第3のハーフブリッジ回路S3、及び磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4とによって第4のハーフブリッジ回路S4が形成されている。
As shown in FIG. 3B, the
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M3の間には、電圧Vccが印加され、磁気抵抗素子M2とM4の間は、プリント配線基板3の接地回路に電気的に接続されている。
A voltage Vcc is applied between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M3, and the magnetoresistive elements M2 and M4 are electrically connected to the ground circuit of the printed
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2の間の中点電位は、第3の出力電圧V3であるものとし、磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4の間の中点電位は、第4の出力電圧V4であるものとする。 The midpoint potential between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2 is the third output voltage V3, and the midpoint potential between the magnetoresistive element M3 and the magnetoresistive element M4 is the fourth output voltage. It is assumed that it is V4.
(第3のMRセンサの構成)
図4(a)は、本発明の実施の形態に係る第3のMRセンサの等価回路図であり、(b)は、第4のMRセンサの等価回路図である。
(Configuration of third MR sensor)
FIG. 4A is an equivalent circuit diagram of the third MR sensor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an equivalent circuit diagram of the fourth MR sensor.
第3のMRセンサ42は、図2に示すように、磁石2を介して第1のMRセンサ40に対向する位置に設けられ、図1(b)に示すように、基板42a上に複数の磁気抵抗素子が形成され、第1のMRセンサ40と同様に、磁石2の側面部の所定の領域に発生する磁界20が、磁気抵抗素子の感磁部を横切るようにプリント配線基板3から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第3のMRセンサ43は、X軸と基準操作位置にあるときのZ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板3に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図4(a)に示す等価回路図は、図3に示す第3のMRセンサ42の等価回路図を示しており、磁気抵抗素子M1〜M4は、第1のMRセンサ40の磁気抵抗素子M1〜M4と同様の構成を有しており、磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6は、磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2を180°回転させた形状を有している。
The equivalent circuit diagram shown in FIG. 4A is an equivalent circuit diagram of the
第3のMRセンサ42は、図4(a)に示すように、磁気抵抗素子M1及びM2、磁気抵抗素子M5及びM6によってフルブリッジ回路が形成され、さらに磁気抵抗素子M7と磁気抵抗素子M8によって第7のハーフブリッジ回路S7が形成されている。
As shown in FIG. 4A, the
このフルブリッジ回路は、磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2とによって第5のハーフブリッジ回路S5、及び磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6とによって第6のハーフブリッジ回路S6が形成されている。 In the full bridge circuit, a fifth half bridge circuit S5 is formed by the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2, and a sixth half bridge circuit S6 is formed by the magnetoresistive element M5 and the magnetoresistive element M6.
また、磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6は、第5のハーフブリッジ回路S5を設置面内で180°回転させたものであるから、基準操作位置にあるZ軸に対して感磁部が45°となっている。 In addition, the magnetoresistive element M5 and the magnetoresistive element M6 are obtained by rotating the fifth half-bridge circuit S5 by 180 ° within the installation surface, so that the magnetosensitive part has 45 in the Z axis at the reference operation position. It is °.
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M5の間、及び磁気抵抗素子M3には、電圧Vccが印加され、磁気抵抗素子M2とM6の間、及び磁気抵抗素子M4は、プリント配線基板3の接地回路に電気的に接続されている。
A voltage Vcc is applied between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M5 and between the magnetoresistive element M3, and between the magnetoresistive elements M2 and M6 and between the magnetoresistive element M4 and the ground circuit of the printed
磁気抵抗素子M1と磁気抵抗素子M2の間の中点電位は、第5の出力電圧V5であるとし、磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6の間の中点電位は、第6の出力電圧V6であるとし、磁気抵抗素子M3と磁気抵抗素子M4の間の中点電位は、第7の出力電圧V7であるものとする。 The midpoint potential between the magnetoresistive element M1 and the magnetoresistive element M2 is the fifth output voltage V5, and the midpoint potential between the magnetoresistive element M5 and the magnetoresistive element M6 is the sixth output voltage V6. It is assumed that the midpoint potential between the magnetoresistive element M3 and the magnetoresistive element M4 is the seventh output voltage V7.
(第4のMRセンサの構成)
第4のMRセンサ43は、図2に示すように、磁石2を介して第2のMRセンサ41に対向する位置に設けられ、図1(b)に示すように、基板43a上に複数の磁気抵抗素子が形成され、第1のMRセンサ40と同様に、磁石2の側面部の所定の領域に発生する磁界20が、磁気抵抗素子の感磁部を横切るようにプリント配線基板3から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第4のMRセンサ43は、X軸と基準操作位置にあるときのZ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板3に設けられている。
(Configuration of the fourth MR sensor)
As shown in FIG. 2, the
図4(b)に示す等価回路図は、図1(b)に示す第4のMRセンサ43の等価回路図を示しており、磁気抵抗素子M5、M6は、第3のMRセンサ42の磁気抵抗素子M5、M6と同様の構成を有しており、また、磁気抵抗素子M7と磁気抵抗素子M8は、第3のMRセンサ42の磁気抵抗素子M7、M8と同様の構成を有している。
The equivalent circuit diagram shown in FIG. 4B shows an equivalent circuit diagram of the
第4のMRセンサ43は、図4(b)に示すように、磁気抵抗素子M5及びM6、磁気抵抗素子M7及びM8によってフルブリッジ回路が形成されている。また、このフルブリッジ回路は、磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6とによって第8のハーフブリッジ回路S8、及び磁気抵抗素子M7と磁気抵抗素子M8とによって第9のハーフブリッジ回路S9が形成されている。
As shown in FIG. 4B, the
磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M7の間に電圧Vccが印加され、磁気抵抗素子M6とM8の間は、プリント配線基板3の接地回路に電気的に接続されている。
A voltage Vcc is applied between the magnetoresistive element M5 and the magnetoresistive element M7, and the magnetoresistive elements M6 and M8 are electrically connected to the ground circuit of the printed
磁気抵抗素子M5と磁気抵抗素子M6の間の中点電位は、第8の出力電圧V8であるとし、磁気抵抗素子M7と磁気抵抗素子M8の間の中点電位は、第9の出力電圧V9であるものとする。 The midpoint potential between the magnetoresistive element M5 and the magnetoresistive element M6 is the eighth output voltage V8, and the midpoint potential between the magnetoresistive element M7 and the magnetoresistive element M8 is the ninth output voltage V9. Suppose that
(判定部の構成)
図5は、本発明の実施の形態に係るレバーコントロールスイッチ装置に関するブロック図である。レバーコントロールスイッチ装置1の判定部(算出部)5は、図5に示すように、磁気センサ部4に接続され、磁気センサ部4から出力される出力信号に基づいて操作部17の操作位置を判定し、判定した判定結果を車両を総合的に制御する車両制御部6に送信する。
(Configuration of judgment unit)
FIG. 5 is a block diagram relating to the lever control switch device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the determination unit (calculation unit) 5 of the lever
車両制御部6は、レバーコントロールスイッチ装置1によって操作可能な被制御装置7に接続され、判定結果に基づいて被制御装置7を制御する。なお、上記に一例として上げたように、本実施の形態における被制御装置7は、ウインカー、及びライトであるとしているが、これに限定されず、カーナビゲーションシステムの操作や表示画面に表示されたアイコン等の操作に用いられても良く、また、これに限定されない。
The
また判定部5は、各ハーフブリッジ回路から出力される出力信号から正弦波形状を有する差分値、及び余弦波形状を有する差分値を算出し、算出した差分値に基づいて角度変換として逆正接値を算出し、その逆正接値に基づいてプッシュ操作位置、X軸及びY軸回りの回転による操作位置を算出する。
The
(動作)
以下に、本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。まず、Z軸方向の操作位置、つまりプッシュ操作位置の検出について説明する。なお、以下におけるグラフは、各条件下におけるシミュレーションの結果に基づいており、一例として、−10°≦X≦10°、−5.5°≦Y≦5.5°、−1.2mm≦Z≦1.2mmの範囲で操作部17は操作されるものとする。
(Operation)
Hereinafter, operations relating to the lever control switch device according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, detection of an operation position in the Z-axis direction, that is, a push operation position will be described. In addition, the graph below is based on the result of the simulation under each condition. As an example, −10 ° ≦ X ≦ 10 °, −5.5 ° ≦ Y ≦ 5.5 °, −1.2 mm ≦ Z It is assumed that the operation unit 17 is operated within a range of ≦ 1.2 mm.
(X=−10°、Y=−5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図6は、本発明の実施の形態に係るZ軸の操作位置を検出するMRセンサの組み合わせを示す概略図であり、図7(a)は、本発明の実施の形態に係るX=−10°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=−10°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=−10°、Y=−5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = −10 ° and Y = −5.5 °)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a combination of MR sensors for detecting the operation position of the Z axis according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7A shows X = −10 according to the embodiment of the present invention. It is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis at the time of °, Y = −5.5 °, and FIG. It is a graph regarding the difference value V of the half bridge circuits S2 and S7 at the time of ° and the operation position of the Z axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = −10 ° and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、正弦波形状となる組み合わせとして、図6に示すように、ハーフブリッジ回路S1及びS5の出力電圧から差分値(第3の差分値)V1−V5を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、X=−10°、Y=−5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合、算出された差分値V1−V5は、図7(a)に示すように、正弦波形状となる。
As shown in FIG. 6, the
同様に、判定部5は、余弦波形状となる組み合わせとして、図6に示すように、ハーフブリッジ回路S2及びS7の出力電圧から差分値(第2の差分値)V2−V7を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、X=−10°、Y=−5.5に固定されたままZ軸方向に操作された場合、算出された差分値V2−V7は、図7(b)に示すように、余弦波形状となる。
Similarly, the
判定部5は、この正弦波形状となる差分値V1−V5と余弦波形状となる差分値V2−V7とに基づいて逆正接値(第3の逆正接値)を算出する。この算出された逆正接値は、図7(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=0°、Y=−5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図8(a)は、本発明の実施の形態に係るX=0°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=0°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=0°、Y=−5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 0 ° and Y = −5.5 °)
FIG. 8A is a graph relating to the differential value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 0 ° and Y = −5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position on the Z axis when X = 0 ° and Y = −5.5 °, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 0 ° and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、図8(a)に示す差分値V1−V5と図8(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図8(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=10°、Y=−5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図9(a)は、本発明の実施の形態に係るX=10°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=10°、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=10°、Y=−5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 10 ° and Y = −5.5 °)
FIG. 9A is a graph relating to the differential value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 10 ° and Y = −5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position on the Z axis when X = 10 ° and Y = −5.5 °, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 10 ° and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、図9(a)に示す差分値V1−V5と図9(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図9(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、Y=0°に固定されたまま、プッシュ操作、及びX軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Next, a case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilt operation around the X axis while being fixed at Y = 0 ° will be described.
(X=−10°、Y=0°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図10(a)は、本発明の実施の形態に係るX=−10°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=−10°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=−10°、Y=0°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = −10 ° and Y = 0 °)
FIG. 10A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = −10 ° and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position of the Z axis when X = −10 ° and Y = 0 °, and (c) is a graph obtained by angle conversion. It is. A case will be described in which the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = −10 ° and Y = 0 °.
判定部5は、図10(a)に示す差分値V1−V5と図10(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図10(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=0°、Y=0°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図11(a)は、本発明の実施の形態に係るX=0°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=0°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=0°、Y=0°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 0 ° and Y = 0 °)
FIG. 11A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 0 ° and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. ) Is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when X = 0 ° and Y = 0 ° and the operation position of the Z axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. . A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 0 ° and Y = 0 ° will be described.
判定部5は、図11(a)に示す差分値V1−V5と図11(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図11(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=10°、Y=0°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図12(a)は、本発明の実施の形態に係るX=10°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=10°、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=10°、Y=0°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 10 ° and Y = 0 °)
FIG. 12A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 10 ° and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. ) Is a graph regarding the differential value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position of the Z axis when X = 10 ° and Y = 0 °, and (c) is a graph obtained by angle conversion. . A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 10 ° and Y = 0 ° will be described.
判定部5は、図12(a)に示す差分値V1−V5と図12(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図12(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、Y=5.5°に固定されたまま、プッシュ操作、及びX軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Next, the case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilt operation around the X axis while being fixed at Y = 5.5 ° will be described.
(X=−10°、Y=5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図13(a)は、本発明の実施の形態に係るX=−10°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=−10°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=−10°、Y=5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = −10 ° and Y = 5.5 °)
FIG. 13A is a graph relating to the differential value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the Z-axis operation position when X = −10 ° and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position of the Z-axis when X = −10 ° and Y = 5.5 °, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = −10 ° and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図13(a)に示す差分値V1−V5と図13(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図13(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=0°、Y=5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図14(a)は、本発明の実施の形態に係るX=0°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=0°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=0°、Y=5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 0 ° and Y = 5.5 °)
FIG. 14A is a graph relating to the differential value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 0 ° and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention, (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position of the Z axis when X = 0 ° and Y = 5.5 °, and (c) is obtained by angle conversion. It is a graph. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 0 ° and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図14(a)に示す差分値V1−V5と図14(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図14(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
(X=10°、Y=5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図15(a)は、本発明の実施の形態に係るX=10°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S1、S5の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(b)は、X=10°、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとZ軸の操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、X=10°、Y=5.5°に固定されたままZ軸方向に操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when X = 10 ° and Y = 5.5 °)
FIG. 15A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S5 and the operation position on the Z axis when X = 10 ° and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the operation position of the Z axis when X = 10 ° and Y = 5.5 °, and (c) is obtained by angle conversion. It is a graph. A case where the operation unit 17 is operated in the Z-axis direction while being fixed at X = 10 ° and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図15(a)に示す差分値V1−V5と図15(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図15(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Z軸方向の操作位置を容易に判定することができる。
The
上記したように、このレバーコントロールスイッチ装置1は、差分値V1−V5と差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出することによって、X軸及びY軸周りの傾倒操作に依存せず、Z軸方向の操作位置、つまりプッシュ操作位置を検出することができる。続いて、X軸周りの傾倒操作の検出について説明する。
As described above, the lever
(Z=−1.0mm、Y=−5.5°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図16は、本発明の実施の形態に係るX軸周りの傾倒操作位置を検出するMRセンサの組み合わせを示す概略図であり、図17(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、Y=−5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = −1.0 mm and Y = −5.5 °)
FIG. 16 is a schematic diagram showing a combination of MR sensors for detecting the tilting operation position around the X axis according to the embodiment of the present invention, and FIG. 17 (a) shows Z = according to the embodiment of the present invention. It is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 when Y = −5.5 ° and the tilting operation position around the X axis, and (b) is Z = −1.0 mm, It is a graph regarding the difference value V of the half bridge circuits S4 and S9 when Y = −5.5 ° and the tilt operation position around the X axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = −1.0 mm and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、正弦波形状となる組み合わせとして、図16に示すように、ハーフブリッジ回路S3及びS8の出力電圧から差分値V3−V8を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、Z=−1.0mm、Y=−5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合、算出された差分値V3−V8は、図17(a)に示すように、符号が反転した正弦波形状となる。
As shown in FIG. 16, the
同様に、判定部5は、余弦波形状となる組み合わせとして、図16に示すように、ハーフブリッジ回路S4及びS9の出力電圧から差分値V4−V9を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、Z=−1.0mm、Y=−5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合、算出された差分値V4−V9は、図17(b)に示すように、余弦波形状となる。
Similarly, the
判定部5は、この正弦波となる差分値V3−V8と余弦波となる差分値V4−V9とに基づいて逆正接値(第1の逆正接値)を算出する。この算出された逆正接値は、図17(c)に示すように、図中左から右に上がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、Y=−5.5°のときのZ軸方向の操作位置の検出について)
図18(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、Y=−5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of operation position in the Z-axis direction when Z = 0 mm and Y = −5.5 °)
FIG. 18A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = 0 mm and Y = −5.5 ° according to the embodiment of the present invention. And (b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 0 mm and Y = −5.5 ° and the tilt operation position around the X axis, and (c) is the angle. It is the graph obtained by conversion. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 0 mm and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、図18(a)に示す差分値V3−V8と図18(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図18(c)に示すように、図中左から右に上がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、Y=−5.5°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図19(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、Y=−5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、Y=−5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = −5.5 °)
FIG. 19A relates to the difference value V of the half bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = −5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 1.0 mm and Y = −5.5 ° and the tilting operation position around the X-axis, (c) ) Is a graph obtained by angle conversion. The case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 1.0 mm and Y = −5.5 ° will be described.
判定部5は、図19(a)に示す差分値V3−V8と図19(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図19(c)に示すように、図中左から右に上がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、Y=0°に固定されたまま、プッシュ操作、及びX軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Next, a case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilt operation around the X axis while being fixed at Y = 0 ° will be described.
(Z=−1.0mm、Y=0°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図20(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、Y=0°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = -1.0 mm and Y = 0 °)
FIG. 20A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = −1.0 mm and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 and the tilting operation position around the X axis when Z = −1.0 mm and Y = 0 °, and (c) is the angle. It is the graph obtained by conversion. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = −1.0 mm and Y = 0 ° will be described.
判定部5は、図20(a)に示す差分値V3−V8と図20(b)に示す差分値V4−V8とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図20(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、Y=0°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図21(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、Y=0°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = 0mm and Y = 0 °)
FIG. 21A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilting operation position around the X axis when Z = 0 mm and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 0 mm and Y = 0 ° and the tilt operation position around the X axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. It is. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 0 mm and Y = 0 ° will be described.
判定部5は、図21(a)に示す差分値V3−V8と図21(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図21(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、Y=0°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図22(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、Y=0°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、Y=0°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = 0 °)
FIG. 22A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = 0 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 1.0 mm and Y = 0 ° and the tilting operation position around the X axis, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 1.0 mm and Y = 0 ° will be described.
判定部5は、図22(a)に示す差分値V3−V8と図22(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図22(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、Y=5.5°に固定されたまま、プッシュ操作、及びX軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Next, the case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilt operation around the X axis while being fixed at Y = 5.5 ° will be described.
(Z=−1.0mm、Y=5.5°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図23(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、Y=5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = −1.0 mm and Y = 5.5 °)
FIG. 23A shows the difference value V of the half bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = −1.0 mm and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = −1.0 mm and Y = 5.5 ° and the tilting operation position around the X axis; ) Is a graph obtained by angle conversion. A case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = −1.0 mm and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図23(a)に示す差分値V3−V8と図23(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図23(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、Y=5.5°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図24(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、Y=5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = 0 mm and Y = 5.5 °)
FIG. 24A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = 0 mm and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 0 mm and Y = 5.5 ° and the tilting operation position around the X axis, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. The case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 0 mm and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図24(a)に示す差分値V3−V8と図24(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図24(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、Y=5.5°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図25(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S3、S8の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、Y=5.5°のときのハーフブリッジ回路S4、S9の差分値VとX軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、Y=5.5°に固定されたままX軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detecting the tilting operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = 5.5 °)
FIG. 25A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S3 and S8 and the tilt operation position around the X axis when Z = 1.0 mm and Y = 5.5 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S4 and S9 when Z = 1.0 mm and Y = 5.5 ° and the tilt operation position around the X axis, and (c) is It is the graph obtained by angle conversion. The case where the operation unit 17 is tilted around the X axis while being fixed at Z = 1.0 mm and Y = 5.5 ° will be described.
判定部5は、図25(a)に示す差分値V3−V8と図25(b)に示す差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図25(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、X軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
上記したように、このレバーコントロールスイッチ装置1は、差分値V3−V8と差分値V4−V9とに基づいて逆正接値を算出することによってZ軸方向のプッシュ操作、及びY軸の周りの傾倒操作に依存せず、X軸周りの傾倒操作を検出することができる。続いて、Y軸周りの傾倒操作の検出について説明する。
As described above, the lever
(Z=−1.0mm、X=−10°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図26は、本発明の実施の形態に係るY軸周りの傾倒操作位置を検出するMRセンサの組み合わせを示す概略図であり、図27(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、X=−10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the Y axis when Z = −1.0 mm and X = −10 °)
FIG. 26 is a schematic diagram showing a combination of MR sensors for detecting the tilt operation position around the Y axis according to the embodiment of the present invention, and FIG. 27 (a) shows Z = according to the embodiment of the present invention. It is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 when X is −1.0 mm and X = −10 ° and the tilt operation position around the Y axis, and (b) is Z = −1.0 mm and X = It is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 at the time of −10 ° and the tilt operation position around the Y axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. A case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = −1.0 mm and X = −10 ° will be described.
判定部5は、正弦波形状となる組み合わせとして、図26に示すように、ハーフブリッジ回路S1及びS6の出力電圧から差分値(第1の差分値)V1−V6を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、Z=−1.0mm、X=−10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合、Y軸周りの回転角度が小さいため、算出された差分値V1−V6は、図27(a)に示すように、直線に近い正弦波形状の曲線となる。
As shown in FIG. 26, the
同様に、判定部5は、余弦波形状となる組み合わせとして、図26に示すように、ハーフブリッジ回路S2及びS7の出力電圧から差分値(第2の差分値)V2−V7を算出する。この組み合わせによれば、操作部17が、Z=−1.0mm、X=−10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合、上記と同様の理由により、算出された差分値V2−V7は、図27(b)に示すように、直線に近い余弦波形状の曲線となる。
Similarly, as shown in FIG. 26, the
判定部5は、この正弦波形状となる差分値V1−V6と余弦波形状となる差分値V2−V7とに基づいて逆正接値(第1の逆正接値)を算出する。この算出された逆正接値は、図27(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、X=−10°のときのX軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図28(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、X=−10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the X axis when Z = 0 mm and X = −10 °)
FIG. 28A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 0 mm and X = −10 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = 0 mm and X = −10 ° and the tilting operation position around the Y axis, and (c) is obtained by angle conversion. It is a graph. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 0 mm and X = −10 ° will be described.
判定部5は、図28(a)に示す差分値V1−V6と図28(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図28(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、X=−10°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図29(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、X=−10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、X=−10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = −10 °)
FIG. 29A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = −10 ° according to the embodiment of the present invention. And (b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = −10 °, and (c) is the angle. It is the graph obtained by conversion. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 1.0 mm and X = −10 ° will be described.
判定部5は、図29(a)に示す差分値V1−V6と図29(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図29(c)に示すように、図中左から右に下がる直線、つまり線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、X=0°に固定されたまま、プッシュ操作、及びY軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Subsequently, a case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilting operation around the Y axis while being fixed at X = 0 ° will be described.
(Z=−1.0mm、X=0°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図30(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、X=0°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detecting the tilting operation position around the Y axis when Z = -1.0 mm and X = 0 °)
FIG. 30A is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = −1.0 mm and X = 0 ° according to the embodiment of the present invention. And (b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = −1.0 mm and X = 0 ° and the tilting operation position around the Y axis, and (c) is the angle. It is the graph obtained by conversion. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = −1.0 mm and X = 0 ° will be described.
判定部5は、図30(a)に示す差分値V1−V6と図30(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図30(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、X=0°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図31(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、X=0°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around Y axis when Z = 0mm and X = 0 °)
FIG. 31A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 0 mm and X = 0 ° according to the embodiment of the present invention. b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = 0 mm and X = 0 ° and the tilt operation position around the Y axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. It is. A case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 0 mm and X = 0 ° will be described.
判定部5は、図31(a)に示す差分値V1−V6と図31(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図31(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、X=0°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図32(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、X=0°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、X=0°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = 0 °)
FIG. 32A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = 0 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = 1.0 mm and X = 0 ° and the tilting operation position around the Y axis, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 1.0 mm and X = 0 ° will be described.
判定部5は、図32(a)に示す差分値V1−V6と図32(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図32(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
続いて、操作部17が、X=10°に固定されたまま、プッシュ操作、及びY軸周りの傾倒操作を行われた場合について説明する。 Next, a case where the operation unit 17 performs a push operation and a tilt operation around the Y axis while being fixed at X = 10 ° will be described.
(Z=−1.0mm、X=10°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図33(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=−1.0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=−1.0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=−1.0mm、X=10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detection of tilting operation position around the Y axis when Z = −1.0 mm and X = 10 °)
FIG. 33A is a graph relating to the difference value V of the half bridge circuits S1 and S6 and the tilting operation position around the Y axis when Z = −1.0 mm and X = 10 ° according to the embodiment of the present invention. And (b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 and the tilt operation position around the Y axis when Z = −1.0 mm and X = 10 °, and (c) is the angle. It is the graph obtained by conversion. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = −1.0 mm and X = 10 ° will be described.
判定部5は、図33(a)に示す差分値V1−V6と図33(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図33(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=0mm、X=10°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図34(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=0mm、X=10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detecting the tilting operation position around the Y axis when Z = 0 mm and X = 10 °)
FIG. 34 (a) is a graph relating to the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilt operation position around the Y axis when Z = 0 mm and X = 10 ° according to the embodiment of the present invention. b) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = 0 mm and X = 10 ° and the tilting operation position around the Y axis, and (c) is a graph obtained by angle conversion. It is. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 0 mm and X = 10 ° will be described.
判定部5は、図34(a)に示す差分値V1−V6と図34(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図34(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
(Z=1.0mm、X=10°のときのY軸周りの傾倒操作位置の検出について)
図35(a)は、本発明の実施の形態に係るZ=1.0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S1、S6の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(b)は、Z=1.0mm、X=10°のときのハーフブリッジ回路S2、S7の差分値VとY軸周りの傾倒操作位置に関するグラフであり、(c)は、角度変換によって得られたグラフである。操作部17が、Z=1.0mm、X=10°に固定されたままY軸周りに傾倒操作された場合について説明する。
(Detecting the tilting operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = 10 °)
FIG. 35A is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S1 and S6 and the tilting operation position around the Y axis when Z = 1.0 mm and X = 10 ° according to the embodiment of the present invention. (B) is a graph regarding the difference value V of the half-bridge circuits S2 and S7 when Z = 1.0 mm and X = 10 ° and the tilting operation position around the Y axis, and (c) is obtained by angle conversion. It is the obtained graph. The case where the operation unit 17 is tilted around the Y axis while being fixed at Z = 1.0 mm and X = 10 ° will be described.
判定部5は、図35(a)に示す差分値V1−V6と図35(b)に示す差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出する。この算出された逆正接値は、図35(c)に示すような線形なグラフとなり、判定部5は、Y軸周りの傾倒操作位置を容易に判定することができる。
The
上記したように、このレバーコントロールスイッチ装置1は、差分値V1−V6と差分値V2−V7とに基づいて逆正接値を算出することによってZ軸方向のプッシュ操作、及びX軸の周りの傾倒操作に依存せず、Y軸周りの傾倒操作を検出することができる。
As described above, the lever
(効果)
(1)本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置1は、1つの磁石2によってZ軸方向のプッシュ操作位置、X軸周りの傾倒操作位置、及びY軸周りの傾倒操作位置の3方向の操作位置を検出することができる。
(effect)
(1) The lever
(2)本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置1は、ハーフブリッジ回路S1〜S9によって、Z軸方向のプッシュ操作位置、X軸周りの傾倒操作位置、及びY軸周りの傾倒操作位置を独立して検出することができる。
(2) The lever
(3)本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置1は、磁石2が図2に示す形状を有しているので、より急峻な磁界20を発生させることができるので、操作部17の操作位置に基づいて大きな変化のある出力電圧を出力することができる。
(3) In the lever
(4)本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置1は、磁石2が永久磁石であるので、低コストで製造することができる。
(4) The lever
(5)本実施の形態におけるレバーコントロールスイッチ装置1は、逆正接値を算出することによって、操作部17の操作位置を検出するので、正確に操作位置を検出することができる。
(5) Since the lever
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from or changing the technical idea of the present invention.
M1〜M8…磁気抵抗素子、S1〜S9…第1〜第9のハーフブリッジ回路、V1〜V9…第1〜第9の出力電圧、Vcc…電圧、1…レバーコントロールスイッチ装置、2…磁石、3…プリント配線基板、4…磁気センサ部、5…判定部、6…車両制御部、7…被制御装置、10…支持機構部、11…台座、12…凸部、13…ピン、14…X軸支持部、15…Y軸支持部、16…ピン、17…操作部、18…ノブ、19…レバー、20…磁界、40〜43…第1〜第4のMRセンサ、40a〜43a…基板
M1 to M8 ... magnetoresistive elements, S1 to S9 ... first to ninth half bridge circuits, V1 to V9 ... first to ninth output voltages, Vcc ... voltage, 1 ... lever control switch device, 2 ... magnet DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記磁界発生部の側面部に発生する前記磁界を検出領域とする2つの磁気抵抗素子が90°の角度をなして形成するハーフブリッジ回路であり、前記磁界発生部との相対変位に伴う前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第1の出力信号を出力する第1の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第2の出力信号を出力する第2の磁気抵抗回路と、を有する第1の磁気センサと、前記磁界発生部を介して前記第1の磁気センサと対向して設けられ、前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第3の出力信号を出力する第3の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第4の出力信号を出力する第4の磁気抵抗回路と、を有する第2の磁気センサと、
前記第1及び前記第3の出力信号に基づいて第1の差分値を算出し、前記第2及び前記第4の出力信号に基づいて第2の差分値を算出し、算出された前記第1及び前記第2の差分値に基づいて逆正接値を算出し、算出された前記逆正接値に基づいて前記相対変位の変位量を算出する算出部と、
を備える操作位置算出装置。 A magnetic field generator for generating a magnetic field;
A half-bridge circuit formed by two magnetoresistive elements having a detection region as the magnetic field generated on the side surface of the magnetic field generation unit at an angle of 90 °, and the magnetic field accompanying relative displacement with the magnetic field generation unit A first magnetoresistive circuit that outputs a first output signal in the form of a sine wave based on the change of the second, and a second magnetoresistive circuit that outputs a second output signal in the form of a cosine wave based on the change of the magnetic field And a third output signal having a sinusoidal shape based on the change of the magnetic field. The first magnetic sensor is provided to face the first magnetic sensor via the magnetic field generator. A second magnetic sensor having a third magnetoresistive circuit and a fourth magnetoresistive circuit that outputs a fourth output signal in the form of a cosine wave based on the change in the magnetic field;
A first difference value is calculated based on the first and third output signals, a second difference value is calculated based on the second and fourth output signals, and the calculated first difference value is calculated. And a calculation unit that calculates an arctangent value based on the second difference value, and calculates a displacement amount of the relative displacement based on the calculated arctangent value;
An operation position calculation device comprising:
前記第1及び前記第3の磁気抵抗回路は、前記磁化方向に対してそれぞれの感磁方向が45°の角度をなすように形成され、
前記第2及び前記第4の磁気抵抗回路は、前記磁化方向に対して1つの前記磁気抵抗素子の前記感磁部が直交するように形成される請求項1に記載の操作位置算出装置。 The magnetic field generation unit is a permanent magnet provided in an operation unit supported so as to be tilted and pushed by a support mechanism, and a magnetization direction is the push operation direction,
The first and third magnetoresistive circuits are formed such that each of the magnetic sensitive directions forms an angle of 45 ° with respect to the magnetization direction,
2. The operation position calculation device according to claim 1, wherein the second and fourth magnetoresistive circuits are formed so that the magnetosensitive part of one magnetoresistive element is orthogonal to the magnetization direction.
前記算出部は、前記第1及び前記第5の出力信号から算出された第3の差分値と前記第2の差分値から前記逆正接値を算出し、算出された前記逆正接値に基づいて前記操作部の前記プッシュ操作によるプッシュ操作位置を算出する請求項2に記載の操作位置算出装置。 The second magnetic sensor has a fifth magnetoresistive circuit that rotates the third magnetoresistive circuit by 180 ° and outputs an inverted sinusoidal fifth output signal,
The calculation unit calculates the arc tangent value from the third difference value and the second difference value calculated from the first and fifth output signals, and based on the calculated arc tangent value The operation position calculation device according to claim 2, wherein a push operation position by the push operation of the operation unit is calculated.
前記磁界発生部の側面部に発生する前記磁界を検出領域とする2つの磁気抵抗素子が90°の角度をなして形成するハーフブリッジ回路であり、前記磁界発生部との相対変位に伴う前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第1の出力信号を出力する第1の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第2の出力信号を出力する第2の磁気抵抗回路と、を有する第1の磁気センサと、前記磁界発生部を介して前記第1の磁気センサと対向して設けられ、前記磁界の変化に基づいて正弦波形状の第3の出力信号を出力する第3の磁気抵抗回路と、前記磁界の変化に基づいて余弦波形状の第4の出力信号を出力する第4の磁気抵抗回路と、前記第3の磁気抵抗回路を180°回転させ、反転した正弦波形状の第5の出力信号を出力する第5の磁気抵抗回路と、を有する第2の磁気センサと、
前記第1及び前記第2の磁気センサの中心を回転中心として時計回りに90°回転した位置に設けられ、前記第1の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、正弦波形状の第6の出力信号を出力する第6の磁気抵抗回路と、前記第2の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、余弦波形状の第7の出力信号を出力する第7の磁気抵抗回路と、を有する第3の磁気センサと、前記第3の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、正弦波形状の第8の出力信号を出力する第8の磁気抵抗回路と、前記第4の磁気抵抗回路と同様の構成を有し、余弦波形状の第9の出力信号を出力する第9の磁気抵抗回路と、を有する第4の磁気センサと、
前記第1及び前記第3の出力信号、及び前記第2及び前記第4の出力信号に基づいて算出されたそれぞれの差分値に基づいて第1の逆正接値を算出し、算出された前記第1の逆正接値に基づいて前記第1及び前記第2の磁気センサ方向の前記傾倒操作に基づく前記相対変位の変位量を算出し、前記第6及び前記第8の出力信号、及び前記第7及び前記第9の出力信号に基づいて算出されたそれぞれの差分値に基づいて第2の逆正接値を算出し、算出された前記第2の逆正接値に基づいて前記第3及び前記第4の磁気センサ方向の前記傾倒操作に基づく前記相対変位の変位量を算出する算出部と、
を備える操作位置算出装置。 A magnetic field generation unit that is provided in an operation unit supported so as to be tilted and pushed by a support mechanism, and generates a magnetic field;
A half-bridge circuit formed by two magnetoresistive elements having a detection region as the magnetic field generated on the side surface of the magnetic field generation unit at an angle of 90 °, and the magnetic field accompanying relative displacement with the magnetic field generation unit A first magnetoresistive circuit that outputs a first output signal in the form of a sine wave based on the change of the second, and a second magnetoresistive circuit that outputs a second output signal in the form of a cosine wave based on the change of the magnetic field And a third output signal having a sinusoidal shape based on the change of the magnetic field. The first magnetic sensor is provided to face the first magnetic sensor via the magnetic field generator. A third magnetoresistive circuit, a fourth magnetoresistive circuit that outputs a fourth output signal in the form of a cosine wave based on the change in the magnetic field, and the third magnetoresistive circuit rotated 180 ° and inverted Outputs a fifth output signal in the form of a sine wave. A second magnetic sensor having 5 magnetoresistive circuits;
The first and second magnetic sensors are provided at a position rotated 90 ° clockwise around the center of rotation, and have the same configuration as the first magnetoresistive circuit. A sixth magnetoresistive circuit that outputs an output signal; and a seventh magnetoresistive circuit that has a configuration similar to that of the second magnetoresistive circuit and that outputs a seventh output signal in the form of a cosine wave. A third magnetic sensor, an eighth magnetoresistive circuit having a configuration similar to that of the third magnetoresistive circuit, and outputting an eighth output signal having a sinusoidal shape; and the fourth magnetoresistive circuit; A fourth magnetic sensor having a similar configuration and having a ninth magnetoresistive circuit that outputs a ninth output signal in the form of a cosine wave;
A first arc tangent value is calculated based on the respective difference values calculated based on the first and third output signals and the second and fourth output signals, and the calculated first tangent value is calculated. A displacement amount of the relative displacement based on the tilting operation in the first and second magnetic sensor directions is calculated based on an arctangent value of 1, and the sixth and eighth output signals; and the seventh And a second arctangent value is calculated based on the respective difference values calculated based on the ninth output signal, and the third and fourth values are calculated based on the calculated second arctangent value. A calculating unit that calculates a displacement amount of the relative displacement based on the tilting operation in the magnetic sensor direction;
An operation position calculation device comprising:
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