(57)【要約】      （修正有）【課題】スティックがゼロ位置にある場合に遊びの感覚を感じることのないジョイスティックを提供する。【解決手段】所定数の回動軸を中心とした回転を検出するジョイスティック１０であって、該ジョイスティック１０は、スティック１２と、前記スティック１２が取り付けられる基部１４と、前記基部１４の少なくとも一部が配置され、底板１８を有する筐体１６と、所定数の磁石であって、該所定数の磁石は、前記複数の回動軸に対応していて、これらの回動軸を中心とした回転が検出され、該磁石は、基部１４に取り付けられており、前記磁石のそれぞれは、回動軸を規定し、前記基部１４は、その回動軸を中心として前記筐体１６に対して回転することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数の回動軸を中心とした回転を検出するジョイスティック（１０）であって、該ジョイスティック（１０）は、
スティック（１２）と、
前記スティック（１２）が取り付けられる基部（１４）と、
前記基部（１４）の少なくとも一部が配置され、底板（１８）を有する筐体（１６）と、
所定数の磁石（２０ａ〜２０ｄ）であって、該所定数の磁石（２０ａ〜２０ｄ）は、前記複数の回動軸（２２ａ〜２２ｄ）に対応していて、これらの回動軸を中心とした回転が検出され、該磁石（２０ａ〜２０ｄ）は、基部（１４）に取り付けられており、前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）のそれぞれは、回動軸（２２ａ〜２２ｄ）を規定し、前記基部（１４）は、その回動軸を中心として前記筐体（１６）に対して回転することができ、これによって、前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）のうちの１つによって規定される回動軸（２２ａ〜２２d）は、この磁石（２０ａ〜２０ｄ）とは正反対に位置している、所定数の磁石（２０ａ〜２０ｄ）と、
前記筐体（１６）の底板（１８）に取り付けられるか、または前記筐体（１６）の底板（１８）の一部であるか、もしくは前記筐体（１６）の底板（１８）を構成する、特に平板（２４）である、磁性材料からなる磁気要素と、
前記所定数の回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの少なくとも１つを中心とした前記基部（１４）の回転を検出するための少なくとも１つのセンサーと
を含む、ジョイスティック（１０）であり、
前記基部（１４）および前記基部（１４）に取り付けられた前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）は、前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）が、引力によって前記磁気要素に向かって引き寄せられるように、前記磁気要素に対向して前記磁気要素と相互作用するように配置される、ジョイスティック（１０）。
【請求項２】
所定数の回動軸を中心とした回転を検出するジョイスティック（１０）であって、該ジョイスティック（１０）は、
スティック（１２）と、
前記スティック（１２）が取り付けられる基部（１４）と、
前記基部（１４）の少なくとも一部が配置され、底板（１８）を有する筐体（１６）と、
スティック（１２）内に配置され、前記複数の回動軸（２２ａ〜２２ｄ）に対応していて、これらの回動軸を中心とした回転が検出される、１つの磁石（２９）であって、該磁石（２９）は、回動軸（２２ａ〜２２ｄ）を規定し、前記基部（１４）は、その回動軸を中心として前記筐体（１６）に対して回転することができる、１つの磁石（２９）と、
前記筐体（１６）の底板（１８）に取り付けられるか、または前記筐体（１６）の底板（１８）の一部であるか、もしくは前記筐体（１６）の底板（１８）を構成する、特に平板（２４）である、磁性材料からなる磁気要素と、
前記所定数の回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの少なくとも１つを中心とした前記基部（１４）の回転を検出するための少なくとも１つのセンサーと
を含む、ジョイスティック（１０）であり、
前記基部（１４）および前記磁石（２９）は、前記磁石（２９）が、引力によって前記磁気要素に向かって引き寄せられるように、前記磁気要素に対向して前記磁気要素と相互作用するように配置される、ジョイスティック（１０）。
【請求項３】
前記スティック（１２）は中心軸に沿って延びていて、前記基部（１４）は少なくとも部分的に板状であり、少なくとも前記板状の部分は平面上に延びており、前記スティック（１２）の中心軸と、前記板状の部分が延びる平面との交点は、前記ジョイスティック（１０）の中央点を規定しており、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のいずれもが前記中央点を含んでいない、請求項１または２に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項４】
前記スティック（１２）および前記基部（１４）は、一体に形成されている、先行する請求項のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項５】
前記スティック（１２）および前記基部（１４）は、プラスチック製である、先行する請求項のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項６】
前記スティック（１２）は、前記基部（１４）に取り付けられた第１の端部（１２ａ）と、第２の端部（１２ｂ）とを含んでおり、前記第２の端部（１２ｂ）には、ノブ（２６）が、前記スティック（１２）を中心として回転可能に配置され、該ノブ（２６）は、前記スティック（１２）を中心とした前記ノブ（２６）の回転量を検出するために備えられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項７】
前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）の所定数と前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）の所定数とは同一で、特に４つであるか、または前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）の所定数は、前記磁石（２０ａ〜２０ｄ）の所定数の２倍である、請求項１に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項８】
前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）を中心とした前記基部（１４）の回転を支持する回動点（２８）を更に含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項９】
前記スティック（１２）の中心軸が、前記スティック（１２）の軸方向を規定し、前記スティック（１２）は、前記中心軸から径方向に広がっており、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの１つの回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記スティック（１２）の径方向の広がりは、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの１つの回動軸のすべての点について、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの１つの回動軸から前記中央点までの距離よりも小さい、請求項３〜８のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項１０】
前記スティック（１２）の中心軸が、前記スティック（１２）の軸方向を規定し、前記スティック（１２）は、前記中心軸から径方向に広がっており、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記スティック（１２）の径方向の広がりは、各回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のすべての点について、各回動軸（２２ａ〜２２ｄ）から前記中央点までの距離よりも小さい、請求項３〜８のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項１１】
前記スティック（１２）の中心軸が、前記ノブ（２６）の軸方向を規定し、前記ノブ（２６）は、前記中心軸から径方向に広がっていて、前記回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のうちの各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記ノブ（２６）の径方向の広がりは、各回動軸（２２ａ〜２２ｄ）のすべての点について、各回動軸から前記中央点までの距離よりも小さい、請求項６〜１０のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのセンサーは、ホールセンサーまたは光学式センサーである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のジョイスティック（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載のジョイスティックに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョイスティックは、従来、多くの分野で用いられてきた。１９８０年代には、ジョイスティックは、例えば、コンピュータゲームや他のアプリケーションの制御に広く用いられるようになった。
【０００３】
近年、ジョイスティックは、自動車において、自動車のいくつかの機能を制御するのに、ますます用いられている。通常、このようなジョイスティックは、ナビゲーションシステム、ラジオ、携帯電話を操作したり、各自動車の設定を調整したりするために、自動車に備えられる。
【０００４】
例えば、ジョイスティックは、アプリーションのメニュー内を移動するために、１つ以上（通常は４つ）の回動軸を中心としたスティックの動き（通常は回転）を検出するように備えられる。その動きは、通常、ジョイスティック内に配置されている弾性要素の力に抗して実現される。検出された動きは、その後、例えば、項目リスト内を下に移動したり、上、左、または右に移動したりするなど、メニュー内を移動するのに利用される。
【０００５】
当該技術水準において公知のジョイスティックの実施形態が、独国特許出願ＤＥ１０ ２０１４ １０８ １９５ Ａ１号に開示されており、この出願では、円筒形の操作シャフトを有する操作部材と、操作部材とともに、単一の回動軸に沿って傾倒動作を行い、操作シャフトをその中心から、すなわち磁石の内側で回動させ、それにより操作シャフトの一方側の磁石の分離および反対側の磁石の引き寄せを利用して操作シャフト力を得ることが可能な傾倒部材とを含む、多方向性アクチュエーター装置が示されている。
【０００６】
しかしながら、この解決策の欠点として、ジョイスティックを回動方向にのみ動かすということができないということがある。したがって、この解決策では、動きの数を制限する追加部品が必要となる。操作シャフトをその中心から回動させることによって単一の回動軸を与えるのは、操作部材のみであるため、使用者にはその触覚が柔らかいものとなり、使用者の操作によって操作部材に作用する力が、操作部材の外側に位置する磁石へと正確に伝達されない。
【０００７】
この構成のさらなる欠点として、ゼロ位置（スティックが回動軸のまわりを回転していない場合）においてジョイスティックに軽く触れた場合に、例えば０．１〜０．４ミリメートル程度のいくらかの遊びが生じるということがある。技術的観点からは、この遊びは現実のものではなく、ゼロ位置におけるスティックの前負荷が約０．４〜０．６ニュートンと低く、遊びと感じる感覚を使用者に与えることに起因するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＤＥ １０ ２０１４ １０８ １９５ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術に係るジョイスティックの上記欠点に鑑み、本発明は、使用時、スティックがゼロ位置にある場合に遊びの感覚を感じることのないジョイスティックを提供することを目的とする。
【００１０】
また、ジョイスティックが動く方向にかかわらず、ジョイスティックの触覚を均一にすることをさらなる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、本発明の請求項１に記載のジョイスティックによって達成される。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、所定数の回動軸を中心とした回転を検出するジョイスティックによって達成され、該ジョイスティックは、スティックと、前記スティックが取り付けられる基部と、前記基部の少なくとも一部が配置され、底板を有する筐体とを含む。前記ジョイスティックは、１つ、または所定数すなわち複数の磁石をさらに含む。１つより多い複数の回動軸が備えられ、これらの回動軸を中心とした回転が検出される。前記１つまたは複数の磁石は、前記基部に取り付けられており、前記１つの磁石または前記複数の磁石のそれぞれは、前記複数の回動軸のうちの１つの回動軸を規定し、前記基部は、その回動軸を中心として前記筐体に対して回転することができる。前記回動軸はそれぞれ、各磁石に対向している。前記ジョイスティックは、前記筐体の底板に取り付けられるか、または前記筐体の底板の一部であるか、もしくは前記筐体の底板を構成する、特に平板である、磁性材料からなる磁気要素と、前記所定数の回動軸のうちの少なくとも１つを中心とした前記基部の回転を検出するための少なくとも１つのセンサーとをさらに含む。前記基部および前記基部に取り付けられた前記１つまたは複数の磁石は、前記磁石が、引力によって前記磁気要素に向かって引き寄せられるように、前記磁気要素に対向して前記磁気要素と相互作用するように配置される。
【００１３】
スティックという表現の同義語としては、例えばシャフト、操作部材、バーなどが挙げられる。
【００１４】
本発明の一実施形態（第１の実施形態）は、複数の、すなわち多数の磁石を含んでおり、前記所定数の磁石は、前記スティックの外側に配置され、かつ前記複数の、すなわち多数の回動軸に対応しており、これらの回動軸を中心とした回転が検出される。
【００１５】
本発明の他の実施形態（第２の実施形態）は、有利には、前記スティック内において同軸上に配置される単一の磁石を含む。また、この実施形態においては、前記単一の磁石は、複数の、すなわち多数の回動軸に対応しており、これらの回動軸を中心とした回転が検出される。この実施形態（第２の実施形態）によって、前記ジョイスティックのより良い、特に均一な触覚が得られる。何故なら、標準的な製造公差を免れない各単一磁石において、力（引張力）の値が異なるために触覚に影響を及ぼす効果が、回避されるからである。
【００１６】
どちらの実施形態においても、前記複数の回動軸が、前記１つの磁石または複数の磁石とは正反対に位置しているということが共通している。よって、異なる構造上の特徴を区別する必要が生じない限り、どちらの実施形態も統一的に説明する。
【００１７】
どちらの実施形態においても、前記スティックおよび基部は、前記磁気要素に向かって引き寄せられる１つ以上の磁石によって、ゼロ位置に保持される。このことは、前記磁気要素から前記磁石を持ち上げて引き離す（回動軸を中心として回転させる場合、前記スティックは、前記磁気要素から１つの磁石−つまり、前記基部が回転する回動軸を規定する磁石−を持ち上げる方向に動く）のに必要な初期力は、高い力であり、すなわち、前記スティックおよび基部を動かすプロセス全体において最も高い力が必要であるということを意味する。したがって、ゼロ位置において、遊びの感覚は生じない。
【００１８】
好ましくは、前記スティックは中心軸に沿って延びていて、前記基部は少なくとも部分的に板状であり、少なくとも前記板状の部分は平面上に延びており、前記スティックの中心軸と、前記板状の部分が延びる平面との交点は、前記ジョイスティックの中央点を規定しており、前記回動軸のいずれもが前記中央点を含んでいない。このことは、すべての回動軸が、分散して並んでいることを意味する。
【００１９】
前記スティックおよび前記基部は、一体に形成されていてもよく、例えばプラスチック、金属、またはアルミニウム製の同じ材料で形成されていてもよい。これによって、生産費用を抑えることができる。
【００２０】
前記スティックは、場合によっては、前記基部に取り付けられた第１の端部と、第２の端部とを含んでいてもよく、前記第２の端部には、ノブが、前記スティックを中心として回転可能に配置され、該ノブは、前記スティックを中心とした前記ノブの回転量を検出するために備えられる。これによって、装置またはアプリケーションの制御における自由度がさらに高まる。前記スティックが動く方向を検出することに次いで、前記アプリケーションまたは装置の制御のために、前記ノブの回転量を検出することができる。
【００２１】
第１の実施形態においては、前記回動軸の所定数と前記磁石の所定数とは同一であり、特に、４つ、６つ、または８つである。したがって、前、後、左、および右、または中間段階への動きを、容易にかつ確実に検出することができる。前記複数の回動軸は、それぞれ、前記スティックに力がかかった際、すなわち前記スティックおよび前記基部が対応する回動軸を中心として回転する際に持ち上げられる特定の磁石と相互作用する。このことは、磁石によって規定される前記複数の回動軸は、それぞれ、常に、前記スティックにかかる力の方向において、前記磁石と反対の位置にあるということを意味する。これは、例えば、ラジオ、ナビゲーションシステム、または例えば自動車の設定などの同様のアプリケーションおよび装置のメニュー内を移動するのに理想的な構成である。他の可能な実施形態においては、より少ない磁石でさらなる動きを得ることが可能である。例えば、４つの磁石を用いて８種の動きを検出することができる。別の実施形態においては、前記ジョイスティックは、触覚を与える磁石のうちの２つに対して斜めに回動することが可能である。この場合、Ｎ／Ｅ／Ｓ／Ｗ群（傾倒方向を地理的な方向で示す場合）とＮＥ／ＳＥ／ＳＷ／ＮＷ群との間において、力は均一にはならないが、このように実現されることで、経済的な構成が確実なものとなる。
【００２２】
第２の実施形態は、複数の磁石、多数の磁石は備えずに、１つ（単一）の磁石を備えるという点で第１の実施形態と異なる。有利には、前記１つの磁石は、前記スティック内に同軸上に配置される。より好ましい実施形態においては、前記磁石は、前記基部に近い前記スティックの底面部において、同軸上に位置している。また、この実施形態においても、前記ジョイスティックに対する力が実現されている。第１の実施形態と比較して、前記回動軸は変化していない。前記スティックは、第１の実施形態に係るスティックと同様に、前、後、左、右、または中間段階へと動く。第２の実施形態は、磁石を１つのみ有しているが、前記スティックにかかる力の方向と反対の位置にある回動軸が有効となるように、前記複数の回動軸のそれぞれが、この単一の磁石に関連している。
【００２３】
前記回動軸を中心とした前記基部の回転を支持する回動点は、前記ジョイスティックの一部であってもよい。これによって、安定した構成となる。
【００２４】
どちらの実施形態に関しても、前記スティックの中心軸が、前記スティックの軸方向を規定しており、前記スティックは、前記中心軸から径方向に広がっている。前記回動軸のうちの少なくとも１つの回動軸または各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記スティックの径方向の広がりは、各回動軸のすべての点について、各回動軸から前記中央点までの距離よりも小さい。あるいは、またはさらには、前記回動軸のうちの少なくとも１つの回動軸または各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記スティックの径方向の広がりは、各回動軸から前記スティックの中心軸までの最小距離よりも小さい。
【００２５】
どちらの実施形態においても、前記スティックの中心軸が、前記ノブの軸方向を規定していてもよく、前記ノブは、前記中心軸から径方向に広がっていて、前記回動軸のうちの各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記ノブの径方向の広がりは、各回動軸のすべての点について、各回動軸から前記中央点までの距離よりも小さい。あるいは、またはさらには、前記回動軸のうちの各回動軸に向かう方向における、前記中心軸からの前記ノブの径方向の広がりは、各回動軸から前記スティックの中心軸までの最小距離よりも小さい。
【００２６】
径方向の寸法および距離が上記のように規定されているために、前記回動軸は、上方から基部にわたる前記スティックおよび／またはノブの突出の外側に位置している。これは、前記スティックおよび／またはノブの中心軸と平行な力がかかった際に、前記スティックおよび／またはノブを傾倒させることができず、したがって、回動軸のうちの１つを中心とした前記スティック／ノブおよび基部の回転は、そのような力がかかった際に開始されないということを意味する。
【００２７】
前記回転を検出するための少なくとも１つのセンサーは、ホールセンサーまたは光学式センサーであってもよい。これによって、正確な無接触測定が確実に行われる。
【００２８】
本発明のさらなる任意の特徴については、従属クレームおよび以下の図面の説明において述べる。いずれの場合においても、記載の特徴は、個別に実現することもできるし、所望の任意の組み合わせで実現することもできる。したがって、本発明を、添付の図面を参照し、かつ例示的な実施形態に基づいて、以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のジョイスティックの第１の実施形態に係る例示的な構成の側断面図。
【図２】図１のジョイスティックの水平断面図。
【図３】スティックおよび基部を傾倒させた状態の図１のジョイスティックの側断面図。
【図４】スティックおよび基部を傾倒させた状態の第２の実施形態に係る例示的な構成の側断面図。
【図５】図４のジョイスティックの水平断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
例えば図１に見られるように、本発明に係るジョイスティック１０の可能な実施形態は、スティック１２と、スティック１２が取り付けられる基部１４と、基部１４が配置される筐体１６とを含む。筐体１６は、底板１８を含む。
【００３１】
ジョイスティック１０は、４つの磁石２０ａ〜２０ｄをさらに含み、複数の磁石は、複数の回動軸（すなわち、４つの回動軸２２ａ〜２２ｄ）に対応していて、これらの回動軸を中心とした回転が検出される。磁石２０ａ〜２０ｄは、基部１４に取り付けられており、磁石２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、対応する回動軸２２ａ〜２２ｄを規定し、この回動軸を中心として、基部１４が筐体１６に対して回転することができる。
【００３２】
ここで説明する実施形態において平板２４として実装されている、（強磁性またはフェリ磁性）磁性材料（例えば磁性鋼）からなる磁気要素は、筐体１６の底板１８に取り付けられる。別の実施形態においては、平板２４は、底板１８の一部であってもよいし、底板１８を構成するものであってもよい。基部１４および基部１４に取り付けられた磁石２０ａ〜２０ｄは、磁石が、引力によって平板２４に向かって引き寄せられるように、平板２４に対向して平板２４と相互作用するように配置される。スティック１２および基部１４のゼロ位置において、すなわちスティック１２および基部１４が、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちのいずれにおいても回転していない位置において、磁石２０ａ〜２０ｄは、基部１４を平板２４に確実に固定する。
【００３３】
回動軸２２ａ〜２２ｄを中心とした基部の回転を検出するための４つのセンサー（図示せず）が、筐体１６の底板１８に配置される。ここで説明する実施形態においては、センサーは、ホールセンサーである。別の実施形態においては、例えば光学式センサーなどの他の種類のセンサーが用いられてもよい。
【００３４】
基部に平行な方向に作用する力、または基部１４に平行な方向に作用する成分を有する力（図３中矢印で示す）がスティック１２にかかった場合（図３参照）、磁石２０ａ〜２０ｄのうちの１つとスティック１２とが平板２４から持ち上げられ、スティック１２および基部１４が、磁石２０ａ〜２０ｄで規定される、すなわち持ち上げられる磁石２０ａ〜２０ｄに対応する、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの対応する回動軸を中心として回転する。なお、磁石２０ａ〜２０ｄで規定される回動軸２２ａ〜２２ｄとは、常に、スティック１２にかかる力の方向において、磁石と反対の位置にある回動軸である。力が北方向に向いてかかった場合、スティックの南に位置する磁石２０ａ〜２０ｄが持ち上げられ、スティック１２および基部１４は、スティック１２の北に位置する回動軸２２ａ〜２２ｄを中心として回転する。磁石を持ち上げるための初期力は、かなり高いので、ゼロ位置にあるスティック１２において、遊びの感覚は生じ得ない。
【００３５】
スティック１２は、中心軸１１に沿って伸びており（図１、図３参照）、基部１４は、少なくとも部分的に板状であり、少なくとも板状の部分は平面上に延びており、スティック１２の中心軸１１と、板状の部分が延びる平面との交点は、ジョイスティック１０の中央点１３を規定している。回動軸２２ａ〜２２ｄのいずれもが、中央点を含んでいない。
【００３６】
スティック１２および基部１４は、一体的に形成されており、プラスチックまたは他の適切な材料からなる。スティック１２は、第１の端部１２ａと、第２の端部１２ｂとを含み、第２の端部１２ｂは、基部１４に取り付けられている。第１の端部１２ａには、ノブ２６が、スティック１２を中心として回転可能に配置され、ノブ２６は、スティック１２を中心としたノブ２６の回転量を検出するために備えられる。ノブによって、使用者のさらなる動き（自由度）を検出して制御操作などに用いることができる。
【００３７】
回動軸２２ａ〜２２ｄを中心とした基部１４の回転を支持する回動点２８は、矩形の筐体１６の角に配置されている。
【００３８】
スティック１２の中心軸１１は、スティック１２の軸方向を規定しており、スティック１２は、逆向きの矢印で示される、中心軸１１からの径方向の広がり１５を有していて、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの各回動軸に向かう方向における、中心軸からのスティック１２の径方向の広がりは、各回動軸２２ａ〜２２ｄのすべての点について、各回動軸２２ａ〜２２ｄから中央点１３までの距離よりも小さい。
【００３９】
さらに、スティック１２の中心軸１１は、ノブ２６の軸方向を規定しており、ノブ２６は、逆向きの矢印で示される、中心軸１１からの径方向の広がり２７を有していて、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの各回動軸に向かう方向における、中心軸１１からのノブ２６の径方向の広がり２７は、各回動軸２２ａ〜２２ｄのすべての点について、各回動軸２２ａ〜２２ｄから中央点１３までの距離よりも小さい。
【００４０】
したがって、回動軸２２ａ〜２２ｄは、上方から基部１４にわたる前記スティック１２および／またはノブ２６の突出の外側に位置しており、これは、スティック１２および／またはノブ２６の中心軸と平行な力がかかった際に、スティック１２および／またはノブ２６を傾倒させることができず、したがって、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの１つを中心としたスティック１２／ノブ２６および基部１４の回転は、そのような力がかかった際に開始されないということを意味する。
【００４１】
例えば図４に見られるように、本発明に係るジョイスティック１０の可能な第２の実施形態は、スティック１２と、スティック１２が取り付けられる基部１４と、基部１４が配置される筐体１６とを含む。筐体１６は、底板１８を含む。 
【００４２】
ジョイスティック１０は、１つの磁石２９をさらに含み、この磁石は、複数の回動軸（すなわち、４つの回動軸２２ａ〜２２ｄ）に対応しており、これらの回動軸を中心とした回転が検出される。磁石２９は、スティック１２の底面部において、同軸上に配置され、かつ基部１４に取り付けられており、磁石２９は、対応する回動軸２２ａ〜２２ｄを規定し、この回動軸を中心として、基部１４が筐体１６に対して回転することができる。
【００４３】
ここで説明する実施形態において平板２４として実装されている、（強磁性またはフェリ磁性）磁性材料（例えば磁性鋼）からなる磁気要素は、筐体１６の底板１８に取り付けられる。別の実施形態においては、平板２４は、底板１８の一部であってもよいし、底板１８を構成するものであってもよい。基部１４および基部１４に取り付けられた磁石２９は、磁石２９が、引力によって平板２４に向かって引き寄せられるように、平板２４に対向して平板２４と相互作用するように配置される。スティック１２および基部１４のゼロ位置において、すなわちスティック１２および基部１４が、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちのいずれにおいても回転していない位置において、磁石２９は、基部１４を平板２４に確実に固定する。
【００４４】
回動軸２２ａ〜２２ｄを中心とした基部の回転を検出するための複数のセンサー（図示せず）が、筐体１６の底板１８に配置される。ここで説明する実施形態においては、センサーは、ホールセンサーである。別の実施形態においては、例えば光学式センサーなどの他の種類のセンサーが用いられてもよい。
【００４５】
基部１４に平行な方向に作用する力、または基部１４に平行な方向に作用する成分を有する力（図３中矢印で示す）がスティック１２にかかった場合（図４参照）、磁石２９とスティック１２とが基部１４から持ち上げられ、スティック１２および基部１４が、磁石２９で規定される回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの対応する回動軸を中心として回転する。なお、磁石２９で規定される回動軸２２ａ〜２２ｄとは、常に、スティック１２にかかる力に対して磁石２９が平行に回動する方向と反対の位置にある回動軸である。力が、スティック１２および磁石２９に対して北方向に向いてかかった場合、スティックの南に位置する平板２４の一部が持ち上げられ、スティック１２および基部１４は、スティック１２および磁石２９の北に位置する回動軸２２ａ〜２２ｄを中心として回転する。磁石を持ち上げるための初期力は、かなり高いので、ゼロ位置にあるスティック１２において、遊びの感覚は生じ得ない。
【００４６】
スティック１２は、中心軸１１に沿って伸びており（図４参照）、基部１４は、少なくとも部分的に板状であり、少なくとも板状の部分は平面上に延びており、スティック１２の中心軸１１と、板状の部分が延びる平面との交点は、ジョイスティック１０の中央点１３を規定している（図５参照）。回動軸２２ａ〜２２ｄのいずれもが、中央点を含んでいない。
【００４７】
スティック１２および基部１４は、一体的に形成されており、プラスチックまたは他の適切な材料からなる。スティック１２は、第１の端部１２ａと、第２の端部１２ｂとを含み、第２の端部１２ｂは、基部１４に取り付けられている。第１の端部１２ａには、ノブ２６が、スティック１２を中心として回転可能に配置され、ノブ２６は、スティック１２を中心としたノブ２６の回転量を検出するために備えられる。ノブによって、使用者のさらなる動き（自由度）を検出して制御操作などに用いることができる。
【００４８】
回動軸２２ａ〜２２ｄを中心とした基部１４の回転を支持する回動点２８は、矩形の筐体１６の角に配置されている。
【００４９】
スティック１２の中心軸１１は、スティック１２の軸方向を規定しており、スティック１２は、逆向きの矢印で示される、中心軸１１からの径方向の広がり１５を有していて、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの各回動軸に向かう方向における、中心軸１１からのスティック１２の径方向の広がりは、各回動軸２２ａ〜２２ｄのすべての点について、各回動軸２２ａ〜２２ｄから中央点１３までの距離よりも小さい。
【００５０】
さらに、スティック１２の中心軸１１は、ノブ２６の軸方向を規定しており、ノブ２６は、逆向きの矢印で示される、中心軸１１からの径方向の広がり２７を有していて、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの各回動軸に向かう方向における、中心軸１１からのノブ２６の径方向の広がり２７は、各回動軸２２ａ〜２２ｄのすべての点について、各回動軸２２ａ〜２２ｄから中央点１３までの距離よりも小さい。
【００５１】
したがって、回動軸２２ａ〜２２ｄは、上方から基部１４にわたる前記スティック１２および／またはノブ２６の突出の外側に位置しており、これは、スティック１２および／またはノブ２６の中心軸と平行な力がかかった際に、スティック１２および／またはノブ２６を傾倒させることができず、したがって、回動軸２２ａ〜２２ｄのうちの１つを中心としたスティック１２／ノブ２６および基部１４の回転は、そのような力がかかった際に開始されないということを意味する。
【００５２】
図２および図５の実施形態のいずれにおいても、「ｎ」は、スティック１２が動く方向と、さらに−第２の実施形態の場合−磁石２９が動く方向との例示的な数を表す。スティック１２の力利用長（force use length）は、力磁石半径（force magnet radius）Ｒに相当するので、ＦｕＬｓ＝ＦｍＲである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  ジョイスティック
１１  中心軸
１２  スティック
１２ａ  スティックの第１の端部
１２ｂ  スティックの第２の端部
１３  中央点
１４  基部
１５  径方向の広がり
１６  筐体
１８  底板
２０ａ〜２０ｄ  磁石
２２ａ〜２２ｄ  回動軸
２４  磁性平板
２６  ノブ
２７  径方向の広がり
２８  回動点
２９  磁石
【図１】
2019008785.tif 000003
【図２】
2019008785.tif 000004
【図３】
2019008785.tif 000005
【図４】
2019008785.tif 000006
【図５】
2019008785.tif 000007
【外国語明細書】
【発明の名称】    Rotation detecting joystick
【技術分野】
【０００１】
The present invention pertains to a joystick according to claim 1.
【背景技術】
【０００２】
Joysticks have been used in the past in many fields. In the 1980’s, for example, joysticks have been widely used for controlling computer-games or other applications. 
【０００３】
In the recent years joysticks are more and more used in automobiles for controlling several functions of said automobiles. Generally such joysticks are provided in the cars for handling navigation systems, radios, mobile telephones, and for adjusting the settings of the respective cars. 
【０００４】
In order to navigate for example through a menu of an application the joystick is provided to detect a movement (generally a rotation) of a stick around one or more (generally four) pivot-axis/axes. The movement is generally performed against the force of an elastic element which is arranged in the joystick. The detected movement is then used for a navigating through the menu, e.g. to move down in a list of items or to move up, to the left or to the right.
【０００５】
An embodiment of a joystick known in the state of the art is disclosed in the German patent application DE 10 2014 108 195 A1 showing a multidirectional actuator device which comprises an operating member having a columnar operating shaft and capable of performing a tilting member and performing a tilting movement together with the operating member along one single pivot axis pivoting the operation shaft from its center, i.e. inboard of the magnets, thereby using the separation of magnets on one side of the operating shaft and the attracting of the magnets on the opposing side in order to achieve operating shaft forces.
【０００６】
However, a disadvantage of this solution is that it does not enable a movement of the joystick into the direction of pivoting only. Therefore, this solution needs to have an additional component to restrain the number of movements. Since it is the operating member only which provides one single pivot-axis by pivoting the operation shaft from its center this leads to a spongy haptics for the user and does not transmit exactly the forces which act on the operating member due to the handling of the user to the magnets which are located outboard of the operating member.
【０００７】
A further disadvantage of this construction is that at a zero position (when the stick is not rotated around a pivot-axis) when the joystick is touched lightly, some free play occurs like, for example, 0.1 to 0.4 millimeters of free play. From the technical point of view this is not a real free play, but is caused by the fact that at zero position the preload of the stick is as low as approximately 0.4 newton to 0.6 newton what gives the user the feeling of experiencing a free play.
【先行技術文献】      
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】    DE 10 2014 108 195 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
Considering the above mentioned drawbacks of joysticks according to the prior art, it is an object of the invention to provide a joystick in use of which no feeling of a free play can be experienced when the stick is in its zero position.
【００１０】
A further object is directed to a uniform haptic on the joystick regardless the direction the joystick is moved in.
【００１１】
The object of the invention is solved by a joystick according to claim 1 of the present invention. 
【課題を解決するための手段】
【００１２】
The object of the invention is, therefore, solved by a joystick for detecting a rotation around a predetermined number of pivot-axes, said joystick comprising a stick, a base, wherein the stick is attached to the base and a housing in which at least parts of the base are disposed, said housing comprising a baseplate. The joystick comprises further one or a predetermined number of magnets, i.e. more than one magnet. A number of pivot-axes greater than one is provided around which a detection of rotation shall be performed. The one magnet or the magnets is/are attached to the base and the one magnet or each of the magnets define one pivot-axis of the number of pivot-axes, around which the base can be rotated relative to the housing. Each of the pivot-axes is opposite the respective magnet. The joystick comprises further a magnetic element, in particular a plate, which is made of a magnetic material, said element being attached to or being part of or constituting the baseplate of the housing, and at least one sensor for detecting the rotation of the base around at least one of the predetermined number of pivot-axes. The base and the one magnet or the number of magnets attached to the base is/are disposed facing the magnetic element and interacting with the magnetic element such that an attractive force is pulling the magnets toward the magnetic element.
【００１３】
Synonyms for the expression stick are e.g. shaft, operating member, bar.
【００１４】
In one (first) embodiment of the invention there is a number, i.e. multitude, of magnets, the predetermined number of magnets being arranged outside of the stick and corresponding to the number, i.e. multitude, of pivot-axes around which a detection of rotation shall be performed.
【００１５】
In another (second) embodiment of the invention there is one single magnet which is advantageously arranged coaxially within the stick. Also in this embodiment the one single magnet corresponds to a number, i.e. multitude, of pivot-axes around which a detection of rotation shall be performed. This (second) embodiment leads to even better, particularly uniform, haptics of the joystick because it avoids effects of influencing the haptics due to different values of force (pull force) of each single magnet which is subject to normal fabrication tolerances.
【００１６】
Both of the embodiments have in common that the number of pivot-axes are located diametrically opposite to the one magnet or to the number of magnets. Both of the embodiments will, thus, be described in a uniform way unless different constructional features require a differentiation.
【００１７】
In both embodiments the stick and the base are kept in its zero-position by one or more magnets which are drawn towards the magnetic element. This means that an initial force needed to lift the magnet away from the magnetic element (when a rotation around a pivot axis is performed, the stick is moved into a direction lifting one magnet - the one defining the pivot-axis around which the base is rotated - from the magnetic element) is a high force, i.e. the highest force needed in the whole movement process of the stick and the base. Therefore, the feeling of a free play in a zero-position does not occur.
【００１８】
This preferred that the stick is extending along a central axis and the base is comprising at least in parts a plate-like shape, wherein at least the plate-like shaped part extends in a plane, wherein the intersection of the central axis of the stick and the plane in which the plate-like shaped part extends defines a center point of the joystick, wherein none of the pivot-axes contains the center point. This means that all pivot-axes are aligned decentralizedly. 
【００１９】
The stick and the base may be made integrally and may be made of the same material, for example made of plastic, metal or aluminium. Therefore, low production expenses can be achieved.
【００２０】
The stick optionally comprises a first end and a second end, the first end being attached to the base, wherein at the second end a knob is arranged rotatably around the stick, said knob being provided for detecting an amount of rotation of the knob around the stick. This gives additional degrees of freedom for controlling devices or applications. Next to the detection of the movement direction of the stick the amount of rotation of the knob can be detected for said control of any application or device.
【００２１】
In the first embodiment it is preferred that the predetermined number of pivot-axes and predetermined number of magnets is identical, in particular four, six or eight. Therefore, a movement to the front, to the rear, to the left and to the right or to intermediate stages can be easily and reliably detected. Each of the number of pivot-axes interacts with a specific magnet which is lift up when a force is applied to the stick, i.e. when the stick and the base are rotated around the corresponding pivot-axis. This means that each of the number of pivot-axes which is defined by a magnet is always the one opposite to the magnet in the direction of the force which is allied to the stick. This is an ideal construction for navigating for example through a menu of a radio or a navigation system or similar applications and devices as, for example some settings of a car etc. Another possible embodiment allows for additional movements to be obtained with less magnets. For example 4 magnets can be used for 8 movements. Alternative embodiments allow the joystick to pivot diagonally with two of the magnets providing the haptic. The force will in this case not be uniform between a N/E/S/W group (when the directions of tilting are denoted by geographic directions) and a NE/SE/SW/NW group, however such a realization ensures an economical construction.
【００２２】
The second embodiment differs from the first embodiment in that not a number of magnets, a multitude of magnets, is provided but rather one (single) magnet. The one magnet is advantageously arranged coaxial within the stick. In a more preferred embodiment the magnet is located coaxially in the bottom area of the stick close to the base. Also in this embodiment the forces for the joystick are achieved. The pivot-axes remain unchanged compared to the first embodiment. The movement of the stick to the front, to the rear, to the left, to the right or to intermediate stages is conducted in the same way as it is done with the stick according to the first embodiment. Although the second embodiment has one magnet only, each of the number of pivot-axes is related to this single magnet in a way that the pivot-axis is active which is opposite to the direction of the force which is allied to the stick.
【００２３】
Pivot points which support the rotation of the base around the pivot-axes may be part of the joystick. This leads to a stable construction.
【００２４】
With regard to both embodiments the central axis of the stick is defining an axial direction of the stick and the stick has a radial extension from the central axis. The radial extension of the stick from the central axis in the direction to at least one or each one of the pivot-axes is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes to the center point for all points of the respective one of the pivot-axes. Alternatively or additionally the radial extension of the stick from the central axis in the direction to at least one or each one of the pivot-axes is smaller than the smallest distance of the respective one of the pivot-axes to the central axis of the stick.
【００２５】
The central axis of the stick in both embodiments may be defining an axial direction of the knob and the knob has a radial extension from the central axis, wherein the radial extension of the knob from the central axis in the direction to each one of the pivot-axes is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes to the center point for all points of the respective one of the pivot-axes. Alternatively or additionally the radial extension of the knob from the central axis in the direction to each one of the pivot-axes is smaller than the smallest distance of the respective one of the pivot-axes to the central axis of the stick.
【００２６】
Due to the above defined radial dimensions and distances the pivot axis is placed outside a projection of the stick and/or knob from above to the base meaning that the stick and/or knob cannot be tilted when a force parallel to the central axis of the stick and/or knob is applied and therefore no rotation of the stick/knob and the base around one of the pivot-axes will be initiated when such a force is applied.
【００２７】
The at least one sensor for detecting the rotation might be a Hall-sensor or an optical sensor. This ensures a precise contactless measurement.
【００２８】
Further optional features of the invention are set forth in the dependent claims and in the following description of the figures. The described features can in each case be realized individually or in any desired combinations. Accordingly, the invention is described below with reference to the appended drawings and on the basis of illustrative embodiments. 
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  an exemplary arrangement according to the first embodiment of a joystick according to the present invention in a sectional side view;
【図２】  the joystick according to figure 1 in a sectional top view;
【図３】the joystick according to figure 1 in in a sectional side view with a tilted stick and base;
【図４】an exemplary arrangement according to the second embodiment in a sectional side view with a tilted stick and base;
【図５】  the joystick according to figure 4 in a sectional top view.
【発明を実施するための形態】
【００３０】
As can be seen for example from figure 1 a possible embodiment of a joystick 10 according to the present invention comprises a stick 12, a base 14, wherein the stick 12 is attached to the base 14 and a housing 16 in which the base 14 is disposed. The housing 16 comprises a baseplate 18. 
【００３１】
The joystick 10 comprises furthermore four magnets 20a - 20d, wherein the number of magnets corresponds to the number of pivot-axes (i.e. four pivot-axes 22a - 22d) around which a detection of rotation shall be performed. The magnets 20a - 20d are attached to the base 14, and each of the magnets 20a - 20d defines a corresponding pivot-axis 22a - 22d around which the base 14 can be rotated relative to the housing 16.
【００３２】
A magnetic element, implemented in the embodiment which is here described as a plate 24, which is made of a (ferromagnetic or ferrimagnetic) magnetic material (for example a magnetic steel) is attached to the baseplate 18 of the housing 16. In alternative embodiments the plate 24 may be part of the baseplate 18 or may constitute the baseplate 18. The base 14 and the magnets 20a - 20d attached to the base 14 are disposed facing the plate 24 and interacting with the plate 24 such that an attractive force is pulling the magnets toward the plate 24. In a zero-position of the stick 12 and the base 14, i.e. in a position in which the stick 12 and the base 14 are not rotated around any one of the pivot axes 22a - 22d the magnets 20a - 20d secure the base 14 safely at the plate 24.
【００３３】
Four sensors (not shown) for detecting the rotation of the base around the pivot-axes 22a - 22d are disposed at the baseplate 18 of the housing 16. The sensors are in the embodiment which is described here Hall-sensors. In alternative embodiments any other type of sensor may be used, as for example optical sensors etc.
【００３４】
When (cf. figure 3) a force acting parallel to the base or having a component acting parallel to the base 14 (indicated by an arrow in figure 3) is applied to the stick 12, one of the magnets 20a - 20d as well as the stick 12 are lift up from the plate 24 and the stick 12 and the base 14 are rotated around the corresponding pivot-axis 22a - 22d which is defined by the magnet 20a - 20d, i.e. which corresponds to the magnet 20a - 20d which is lift up. It should be noted that the pivot-axis 22a - 22d which is defined by a magnet 20a - 20d is always the one opposite to the magnet in the direction of the force which is allied to the stick 12. If a force is applied into direction north the magnet 20a - 20d located south of the stick will be lifted up, and the stick 12 and the base 14 will be rotated around the pivot-axis 22a - 22d located north of the stick 12. Since the initial force for lifting up a magnet is quite high no feeling of a free play of the stick 12 in the zero-position can occur.
【００３５】
The stick 12 is extending along a central axis 11 (cf. Fig.1, 3) and the base 14 is comprising at least in parts a plate-like shape, wherein at least the plate-like shaped part extends in a plane, wherein the intersection of the central axis 11 of the stick 12 and the plane in which the plate-like shaped part extends defines a center point 13 of the joystick 10. None of the pivot-axes 22a - 22d contains the center point.
【００３６】
The stick 12 and the base 14 are formed integrally and are made of plastic or any other appropriate material. The stick 12 comprises a first end 12a and a second end 12b, the second end 12b being attached to the base 14. At the first end 12a a knob 26 is arranged rotatably around the stick 12, said knob 26 being provided for detecting an amount of rotation of the knob 26 around the stick 12. With the knob further movements of the user (degrees of freedom) can be detected and used for control operations etc.
【００３７】
Pivot points 28 which support the rotation of the base 14 around the pivot-axes 22a - 22d are arranged in the corners of the housing 16 which comprises a rectangular shape.
【００３８】
The central axis 11 of the stick 12 is defining an axial direction of the stick 12 and the stick 12 has a radial extension 15, shown by opposed arrows, from the central axis 11, wherein the radial extension of the stick 12 from the central axis in the direction to each one of the pivot-axes 22a - 22d is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d to the center point 13 for all points of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d. 
【００３９】
The central axis 13 of the stick 12 is defining, furthermore, an axial direction of the knob 26 and the knob 26 has a radial extension 27, shown by opposed arrows, from the central axis 11, wherein the radial extension 27 of the knob 26 from the central axis 11 in the direction to each one of the pivot-axes 22a - 22d is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d to the center point 13 for all points of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d.
【００４０】
The pivot-axes 22a - 22d are therefore placed outside a projection of the stick 12 and/or knob 26 from above to the base 14 meaning that the stick 12 and/or knob 26 cannot be tilted when a force parallel to the central axis of the stick 12 and/or knob 26 is applied, and therefore no rotation of the stick 12/knob 26 and the base 14 around one of the pivot-axes 22a - 22d will be initiated when such a force is applied.
【００４１】
As can be seen for example from figure 4 a possible second embodiment of a joystick 10 according to the present invention comprises a stick 12, a base 14, wherein the stick 12 is attached to the base 14 and a housing 16 in which the base 14 is disposed. The housing 16 comprises a baseplate 18. 
【００４２】
The joystick 10 comprises furthermore one magnet 29, wherein the magnet corresponds to the number of pivot-axes (i.e. four pivot-axes 22a - 22d) around which a detection of rotation shall be performed. The magnet 29 is arranged coaxially in the bottom area of the stick 12 and attached to the base 14, and the magnet 29 defines a corresponding pivot-axis 22a - 22d around which the base 14 can be rotated relative to the housing 16.
【００４３】
A magnetic element, implemented in the embodiment which is here described as a plate 24, which is made of a (ferromagnetic or ferrimagnetic) magnetic material (for example a magnetic steel) is attached to the baseplate 18 of the housing 16. In alternative embodiments the plate 24 may be part of the baseplate 18 or may constitute the baseplate 18. The base 14 and the magnet 29 attached to the base 14 are disposed facing the plate 24 and interacting with the plate 24 such that an attractive force is pulling the magnet 29 toward the plate 24. In a zero-position of the stick 12 and the base 14, i.e. in a position in which the stick 12 and the base 14 are not rotated around any one of the pivot axes 22a - 22d the magnet 29 secures the base 14 safely at the plate 24.
【００４４】
A number of sensors (not shown) for detecting the rotation of the base around the pivot-axes 22a - 22d is disposed at the baseplate 18 of the housing 16. The sensors are in the embodiment which is described here Hall-sensors. In alternative embodiments any other type of sensor may be used, as for example optical sensors etc.
【００４５】
When (cf. figure 4) a force acting parallel to the base 14 or having a component acting parallel to the base 14 (indicated by an arrow in figure 3) is applied to the stick 12, the magnet 29 and the stick 12 are lift up from the plate 24 and the stick 12 and the base 14 are rotated around the corresponding pivot-axis 22a - 22d which is defined by the magnet 29. It should be noted that the pivot-axis 22a - 22d which is defined by the magnet 29 is always the one opposite to the direction of the magnet 29 pivoted parallelly of the force which is allied to the stick 12. If a force is applied to the stick 12 and to the magnet 29 into direction north the part of plate 24 located south of the stick will be lifted up, and the stick 12 and the base 14 will be rotated around the pivot-axis 22a - 22d located north of the stick 12 and magnet 29. Since the initial force for lifting up a magnet is quite high no feeling of a free play of the stick 12 in the zero-position can occur.
【００４６】
The stick 12 is extending along a central axis 11 (cf. Fig. 4) and the base 14 is comprising at least in parts a plate-like shape, wherein at least the plate-like shaped part extends in a plane, wherein the intersection of the central axis 11 of the stick 12 and the plane in which the plate-like shaped part extends defines a center point 13 of the joystick 10 (cf. Fig. 5). None of the pivot-axes 22a - 22d contains the center point.
【００４７】
The stick 12 and the base 14 are formed integrally and are made of plastic or any other appropriate material. The stick 12 comprises a first end 12a and a second end 12b, the second end 12b being attached to the base 14. At the first end 12a a knob 26 is arranged rotatably around the stick 12, said knob 26 being provided for detecting an amount of rotation of the knob 26 around the stick 12. With the knob further movements of the user (degrees of freedom) can be detected and used for control operations etc.
【００４８】
Pivot points 28 which support the rotation of the base 14 around the pivot-axes 22a - 22d are arranged in the corners of the housing 16 which comprises a rectangular shape.
【００４９】
The central axis 11 of the stick 12 is defining an axial direction of the stick 12 and the stick 12 has a radial extension 15, shown by opposed arrows, from the central axis 11, wherein the radial extension of the stick 12 from the central axis 11 in the direction to each one of the pivot-axes 22a - 22d is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d to the center point 13 for all points of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d. 
【００５０】
The central axis 13 of the stick 12 is defining, furthermore, an axial direction of the knob 26 and the knob 26 has a radial extension 27, shown by opposed arrows, from the central axis 11, wherein the radial extension 27 of the knob 26 from the central axis 11 in the direction to each one of the pivot-axes 22a - 22d is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d to the center point 13 for all points of the respective one of the pivot-axes 22a - 22d.
【００５１】
The pivot-axes 22a - 22d are therefore placed outside a projection of the stick 12 and/or knob 26 from above to the base 14 meaning that the stick 12 and/or knob 26 cannot be tilted when a force parallel to the central axis of the stick 12 and/or knob 26 is applied, and therefore no rotation of the stick 12/knob 26 and the base 14 around one of the pivot-axes 22a - 22d will be initiated when such a force is applied.
【００５２】
In both embodiments according Figures 2 and 5 “n” stands for an exemplary number of directions of the movement of stick 12 and - in case of the second embodiment - also of magnet 29. The force use length of the stick 12 equates to the force magnet radius R, thus FuLs = FmR.
【符号の説明】
【００５３】
10   joystick
11   central axis
12   stick
12a  first end of stick
12b  second end of stick
13   center point
14   base
15   radial extension
16   housing
18   baseplate
20a - 20d  magnet
22a - 22d  pivot axis
24   magnetic plate
26   knob
27   radial extension
28   pivot point
29   magnet
【請求項１】
A joystick (10) for detecting a rotation around a predetermined number of pivot-axes, said joystick (10) comprising:
- a stick (12); 
- a base (14), wherein the stick (12) is attached to the base (14);
- a housing (16) in which at least parts of the base (14) are disposed, said housing (16) comprising a baseplate (18);
- a predetermined number of magnets (20a - 20d), the predetermined number of magnets (20a - 20d) corresponding to the number of pivot-axes (22a - 22d) around which a detection of rotation shall be performed, said magnets (20a - 20d) being attached to the base (14), and each of the magnets (20a - 20d) defining a pivot-axis (22a - 22d) around which the base (14) can be rotated relative to the housing (16), whereby the pivot-axis (22a - 22B) defined by one of the magnets (20a - 20d) is diametrically opposite to this magnet (20a - 20d);
- a magnetic element, in particular a plate (24), which is made of a magnetic material, said element being attached to or being part of or constituting the baseplate (18) of the housing (16), and
- at least one sensor for detecting the rotation of the base (14) around at least one of the predetermined number of pivot-axes (22a - 22d);
- wherein the base (14) and the magnets (20a - 20d) attached to the base (14) are disposed facing the magnetic element and interacting with the magnetic element such that an attractive force is pulling the magnets (20a - 20d) toward the magnetic element.
【請求項２】
A joystick (10) for detecting a rotation around a predetermined number of pivot-axes, said joystick (10) comprising:
- a stick (12); 
- a base (14), wherein the stick (12) is attached to the base (14);
- a housing (16) in which at least parts of the base (14) are disposed, said housing (16) comprising a baseplate (18);
- a one magnet (29), which is arranged within the stick (12) and which corresponds to the number of pivot-axes (22a - 22d) around which a detection of rotation shall be performed, said magnet (29) defining a pivot-axis (22a - 22d) around which the base (14) can be rotated relative to the housing (16);
- a magnetic element, in particular a plate (24), which is made of a magnetic material, said element being attached to or being part of or constituting the baseplate (18) of the housing (16), and
- at least one sensor for detecting the rotation of the base (14) around at least one of the predetermined number of pivot-axes (22a - 22d);
- wherein the base (14) and the magnet (29) are disposed facing the magnetic element and interacting with the magnetic element such that an attractive force is pulling the magnet (29) toward the magnetic element.
【請求項３】
The joystick (10) according to claim 1 or 2, wherein 
the stick (12) is extending along a central axis and the base (14) is comprising at least in parts a plate-like shape, wherein at least the plate-like shaped part extends in a plane, wherein the intersection of the central axis of the stick (12) and the plane in which the plate-like shaped part extends defines a center point of the joystick (10), wherein none of the pivot-axes (22a - 22d) contains the center point.
【請求項４】
The joystick (10) according to one of the preceding claims, wherein 
the stick (12) and the base (14) are formed integrally.
【請求項５】
The joystick (10) according to one of the preceding claims, wherein 
the stick (12) and the base (14) are made of plastic.
【請求項６】
The joystick (10) according to one of the preceding claims, wherein 
the stick (12) comprises a first end (12a) and a second end (12b), the first end (12a) being attached to the base (14) and wherein at the second end (12b) a knob (26) is arranged rotatably around the stick (12), said knob (26) being provided for detecting an amount of rotation of the knob (26) around the stick (12).
【請求項７】
The joystick (10) according to claim 1, wherein 
the predetermined number of pivot-axes (22a - 22d) and the predetermined number of magnets (20a - 20d) is identical, in particular four, or wherein the predetermined number of pivot-axes (22a - 22d) is two times the predetermined number of the magnets (20a - 20d).
【請求項８】
The joystick (10) according to one of the preceding claims, further comprising 
pivot points (28) which support the rotation of the base (14) around the pivot-axes (22a - 22d).
【請求項９】
The joystick (10) according to one of claims 3 to 8, wherein 
the central axis of the stick (12) is defining an axial direction of the stick (12) and wherein the stick (12) has a radial extension from the central axis, wherein the radial extension of the stick (12) from the central axis in the direction to one of the pivot-axes (22a - 22d) is smaller than the distance of the one of the pivot-axes (22a - 22d) to the center point for all points of the one of the pivot-axes (22a - 22d).
【請求項１０】
The joystick (10) according to one of claims 3 to 8, wherein 
the central axis of the stick (12) is defining an axial direction of the stick (12) and wherein the stick (12) has a radial extension from the central axis, wherein the radial extension of the stick (12) from the central axis in the direction to each one of the pivot-axes (22a - 22d) is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes (22a - 22d) to the center point for all points of the respective one of the pivot-axes (22a - 22d).
【請求項１１】
The joystick (10) according to one of claims 6 to 10, wherein 
the central axis of the stick (12) is defining an axial direction of the knob (26) and wherein the knob (26) has a radial extension from the central axis, wherein the radial extension of the knob (26) from the central axis in the direction to each one of the pivot-axes (22a - 22d) is smaller than the distance of the respective one of the pivot-axes to the center point for all points of the respective one of the pivot-axes (22a - 22d).
【請求項１２】
The joystick (10) according to one of the preceding claims, wherein 
the at least one sensor is a Hall-sensor or an optical sensor.
【要約】
【解決手段】  A joystick (10) for detecting a rotation around a predetermined number of pivot-axes, said joystick (10) comprising a stick (12); a base (14), wherein the stick (12) is attached to the base (14); a housing (16) in which at least parts of the base (14) are disposed, said housing (16) comprising a baseplate (18); a predetermined number of magnets (20a - 20d), the predetermined number of magnets (20a - 20d) corresponding to the number of pivot-axes (22a - 22d) around which a detection of rotation shall be performed, said magnets (20a - 20d) being attached to the base (14), and each of the magnets (20a - 20d) defining a pivot-axis (22a - 22d) around which the base (14) can be rotated relative to the housing (16), whereby the pivot-axis (22a - 22B) defined by one of the magnets (20a - 20d) is diametrically opposite to this magnet (20a - 20d); a magnetic element, in particular a plate (24), which is made of a magnetic material, said element being attached to or being part of or constituting the baseplate (18) of the housing (16), and at least one sensor for detecting the rotation of the base (14) around at least one of the predetermined number of pivot-axes (22a - 22d); wherein the base (14) and the magnets (20a - 20d) attached to the base (14) are disposed facing the magnetic element and interacting with the magnetic element such that an attractive force is pulling the magnets (20a - 20d) toward the magnetic element.
【選択図】      図４
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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