JP2003153354A - Haptic inputting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フォースフィード
バック機能付きのハプティック入力装置に係り、特に、
操作者が手動で操作するノブの操作感触の改善手段に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a haptic input device with a force feedback function, and more particularly,
The present invention relates to a means for improving the feel of operation of a knob manually operated by an operator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、入力手段としてのノブの操作
フィーリングを良好にしてノブの操作を確実なものにす
るため、ノブにその操作量や操作方向等の操作状態に応
じた抵抗感や推力を付与するフォースフィードバック機
能付きのハプティック入力装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve the operation feeling of a knob as an input means and ensure the operation of the knob, the knob has a feeling of resistance depending on the operation state such as the operation amount and the operation direction. A haptic input device with a force feedback function that gives thrust is known.
【０００３】図９に、従来より知られているこの種のハ
プティック入力装置の一例を示す。本例のハプティック
入力装置は、ロータリノブ１０１と、当該ロータリノブ
１の回転量及び回転方向を検知する検知手段１０２と、
ロータリノブ１０１に外力を負荷するアクチュエータ１
０３と、検知手段１０２から出力される検知信号ａを取
り込んでアクチュエータ１０３の制御信号ｃを生成する
制御部１０４と、制御部１０４から出力された制御信号
ｃをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１０５と、Ｄ／Ａ変換
器１０５によりアナログ信号に変換された制御信号ｃを
増幅してアクチュエータ１０３の駆動電力を得る信号増
幅器１０６とから構成されている。制御部１０４は、Ｃ
ＰＵ１０４ａとメモリ１０４ｂとから構成されており、
メモリ１０４ｂには、検知信号ａに応じた制御信号ｃが
テーブルの形で記憶されている。ＣＰＵ１０４ａは、検
知手段１０２からの検知信号ａを取り込み、取り込まれ
た検知信号ａに応じた制御信号ｃをメモリ１０４ｂから
読み出して、Ｄ／Ａ変換器１０５に出力する。FIG. 9 shows an example of a conventionally known haptic input device of this type. The haptic input device of this example includes a rotary knob 101, a detection unit 102 that detects a rotation amount and a rotation direction of the rotary knob 1,
Actuator 1 for applying an external force to the rotary knob 101
03, a control unit 104 that takes in the detection signal a output from the detection unit 102 to generate a control signal c for the actuator 103, and a D / A conversion that D / A converts the control signal c output from the control unit 104. And a signal amplifier 106 that amplifies the control signal c converted into an analog signal by the D / A converter 105 to obtain driving power for the actuator 103. The control unit 104 is C
It is composed of a PU 104a and a memory 104b,
The control signal c corresponding to the detection signal a is stored in the memory 104b in the form of a table. The CPU 104a takes in the detection signal a from the detection means 102, reads out the control signal c corresponding to the taken-in detection signal a from the memory 104b, and outputs it to the D / A converter 105.
【０００４】これにより、アクチュエータ１０３が駆動
され、ロータリノブ１０１にその操作量及び操作方向に
応じた外力をフィードバックを作用することができるの
で、本例のハプティック入力装置は、ロータリノブ１０
１の操作フィーリングが良好で、ロータリノブ１０１の
操作を確実なものにすることができる。As a result, the actuator 103 is driven, and the external force according to the operation amount and the operation direction of the actuator 103 can be fed back to the rotary knob 101. Therefore, the haptic input device according to the present embodiment has the rotary knob 10.
The operation feeling of No. 1 is good, and the operation of the rotary knob 101 can be made reliable.
【０００５】この種のハプティック入力装置は、例えば
ゲーム機の入力装置や、自動車におけるバイワイヤ方式
のギアシフト装置、それに車載された各種の電気機器、
例えば、エアコン、ラジオ、テレビ、ＣＤプレーヤ、ナ
ビゲーションシステム等の機能調整装置として適用され
る。This kind of haptic input device is, for example, an input device of a game machine, a gear shift device of a by-wire system in an automobile, various electric devices mounted on the device,
For example, it is applied as a function adjusting device for air conditioners, radios, televisions, CD players, navigation systems and the like.
【０００６】ギアシフト装置として適用する場合、ハプ
ティック入力装置に備えられたフォースフィードバック
機能は、シフトレバーのレンジ切替にクリック感触を与
えたり、例えばＰ（パーキング）レンジからＲ（リバー
ス）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジから２ｎｄ（セカン
ド）レンジなど、特定レンジから他の特定レンジへのシ
フトレバーの不正な操作を禁止するロック手段などとし
て利用される。また、車載電気機器の機能調整装置とし
て利用する場合、ハプティック入力装置に備えられたフ
ォースフィードバック機能は、ロータリノブ１０１に適
度な抵抗感を付与して機能の微調整を容易にしたり、ロ
ータリノブ１０１に適度な推力を付与してロータリノブ
１０１の操作を軽快にするのに利用される。When applied as a gear shift device, the force feedback function provided in the haptic input device gives a click feeling to the range switching of the shift lever, or, for example, from the P (parking) range to the R (reverse) range and the D (drive) range. ) Used as a locking means for prohibiting an illegal operation of the shift lever from a specific range to another specific range, such as a range to a second (second) range. When used as a function adjusting device for an on-vehicle electric device, the force feedback function provided in the haptic input device provides the rotary knob 101 with an appropriate resistance feeling to facilitate fine adjustment of the function, or to the rotary knob 101. It is used to impart a strong thrust to make the operation of the rotary knob 101 lighter.
【０００７】なお、前記においては、ロータリノブ１０
１を備えたハプティック入力装置を例にとって説明した
が、ロータリノブ１０１に代えて、２次元方向に揺動可
能なジョイスティック形のノブを備えたハプティック入
力装置や、一定の面内で旋回するレバー形のノブを備え
たハプティック入力装置も従来より知られている。In the above description, the rotary knob 10
Although the haptic input device provided with 1 has been described as an example, a haptic input device provided with a joystick type knob that can be swung in a two-dimensional direction instead of the rotary knob 101, or a lever type device that swivels in a certain plane. Haptic input devices with knobs are also known in the art.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来より知
られているフォースフィードバック機能付きのハプティ
ック入力装置は、ノブ１０１に作用するアクチュエータ
１０３からの外力のみを操作者にフィードバックするの
で、例えば自動車が未舗装路を走行中の場合のように車
体の振動が大きい場合には、ノブ１０１に作用する外力
を操作者が感得しにくく、所望の機器の選択や選択され
た機器の機能調整を迅速かつ確実に行うことが難しくな
るという不都合がある。However, the haptic input device with the force feedback function known in the related art feeds back only the external force from the actuator 103 acting on the knob 101 to the operator. When the vibration of the vehicle body is large, such as when traveling on a paved road, it is difficult for the operator to feel the external force acting on the knob 101, and the desired device selection and the function adjustment of the selected device can be performed quickly. There is an inconvenience that it becomes difficult to perform surely.
【０００９】また、ノブ１０１に様々なパターンの外力
をアクチュエータ１０３より与えると、操作者はそのパ
ターンに応じた認知が可能になるが、人間の認知という
広義な観点で考えると、外力のみの認知にある程度の制
限があることは前述の未舗装路の例からも明らかであ
り、外力のみによっては、操作者が識別容易な操作フィ
ーリングを多様に作り出すことが難しいという不都合が
ある。Further, when an external force of various patterns is applied to the knob 101 from the actuator 103, the operator can recognize the pattern according to the pattern. However, from the perspective of human perception, only the external force is recognized. It is clear from the above-mentioned example of the unpaved road that there is a certain limit to the above, and there is a disadvantage that it is difficult for an operator to create various operation feelings that can be easily identified only by external force.
【００１０】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、ノブの感触を感得しにくい過酷な条件下においても
良好な操作フィーリングを得ることができ、かつ、より
多様な操作フィーリングを得ることができるハプティッ
ク入力装置を提供することにある。The present invention has been made in order to solve the deficiency of the prior art, and its object is to provide a good operation feeling even under severe conditions where it is difficult to feel the knob. Another object of the present invention is to provide a haptic input device that can obtain a variety of operation feelings.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、第１に、操作者が手動で操作するノブ
と、前記ノブの操作状態を検知する検知手段と、前記ノ
ブに外力を与えるアクチュエータと、可聴音を発生する
スピーカと、前記検知手段より出力される検知信号に基
づいて前記アクチュエータ及びスピーカの駆動を制御す
る制御手段とを有し、前記制御手段には、前記検知信号
に応じた前記アクチュエータの制御信号及び前記検知信
号に応じた前記スピーカの制御信号が記憶されたメモリ
を備え、前記制御手段は、前記ノブが操作されたとき、
前記検知信号に応じたアクチュエータの制御信号及びス
ピーカの制御信号を前記メモリから読み出して前記アク
チュエータの駆動信号及び前記スピーカの駆動信号を生
成し、前記アクチュエータより与えられる外力及び前記
スピーカより発生される可聴音の組合せよりなる前記ノ
ブの操作フィーリングを操作者に与えるという構成にし
た。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention firstly provides a knob manually operated by an operator, a detection means for detecting an operation state of the knob, and the knob. An actuator that applies an external force, a speaker that generates an audible sound, and a control unit that controls driving of the actuator and the speaker based on a detection signal output from the detection unit, and the control unit includes the detection unit. A control signal of the actuator according to a signal and a control signal of the speaker according to the detection signal are stored in the memory, and the control means, when the knob is operated,
An actuator control signal and a speaker control signal corresponding to the detection signal are read from the memory to generate a drive signal for the actuator and a drive signal for the speaker, and an external force given by the actuator and a force generated by the speaker can be generated. The operation feeling of the knob, which is a combination of hearing sounds, is given to the operator.
【００１２】このように、制御手段に備えられたメモリ
にアクチュエータの制御信号とスピーカの制御信号とを
記憶しておき、ノブが操作されたときに、制御手段が当
該メモリより読み出された制御信号に基づいてアクチュ
エータの駆動信号及びスピーカの駆動信号を生成し、操
作者にアクチュエータより与えられる外力及びスピーカ
より発生される可聴音の組合せに応じたノブの操作フィ
ーリングを与えるという構成すると、操作者はノブに加
えれたアクチュエータの外力及びスピーカから発せられ
る可聴音の双方によってノブの操作状態を知ることがで
きるので、例えば未舗装路を走行中の場合のように車体
の振動が大きい場合にもノブの操作フィーリングを正確
に感得しやすく、所望の機器の選択や選択された機器の
機能調整を迅速かつ確実に行うことができる。また、ア
クチュエータより与えられる外力とスピーカより発生さ
れる可聴音との組合せによって多種多様なノブの操作フ
ィーリングを作り出すことができるので、操作者が識別
可能な操作フィーリングの種類を増やすことができ、ハ
プティック入力装置の多機能化及び多用途化を図ること
ができる。As described above, the control signal of the actuator and the control signal of the speaker are stored in the memory provided in the control means, and when the knob is operated, the control means reads the control signal from the memory. When the actuator driving signal and the speaker driving signal are generated based on the signal, and the operator is given a feeling of operating the knob according to the combination of the external force applied from the actuator and the audible sound generated from the speaker, the operation is performed. Since the operator can know the operating state of the knob by both the external force of the actuator applied to the knob and the audible sound emitted from the speaker, even when the vibration of the vehicle body is large, for example, when traveling on an unpaved road. It is easy to get the exact feeling of operating the knobs, and to quickly select the desired device or adjust the function of the selected device. It can be reliably performed. In addition, since a wide variety of knob operation feelings can be created by combining the external force applied from the actuator and the audible sound generated from the speaker, it is possible to increase the kinds of operation feelings that the operator can identify. It is possible to make the haptic input device multifunctional and versatile.
【００１３】本発明は、前記の課題を解決するため、第
２に、前記メモリに、前記検知信号に応じた前記アクチ
ュエータの制御信号及び前記検知信号に応じた前記スピ
ーカの制御信号をそれぞれ複数種別ずつ記憶すると共
に、前記制御手段に、前記メモリより読み出される前記
アクチュエータの制御信号及び前記スピーカの制御信号
の組合せを切り換えるスイッチを備えるという構成にし
た。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention secondly provides the memory with a plurality of types of control signals for the actuator according to the detection signal and control signals for the speaker according to the detection signal. Each of them is stored, and the control means is provided with a switch for switching a combination of the control signal of the actuator and the control signal of the speaker read from the memory.
【００１４】このように、アクチュエータの制御信号及
びスピーカの制御信号をそれぞれ複数種別ずつメモリに
記憶しておき、制御手段に備えられたスイッチを操作す
ることによってメモリより読み出されるアクチュエータ
の制御信号及びスピーカの制御信号の組合せを切り換え
るようにすると、同一のノブを同一の方向に操作した場
合にも、ノブに異なる操作フィーリングを付与すること
ができるので、ノブの操作に種々の機能をもたせること
ができ、ハプティック入力装置の多機能化及び多用途化
を図ることができる。また、スピーカの制御信号とし
て、例えば重厚で操作者に高級感をイメージさせる音質
の制御信号及び軽快で操作者にスポーティ感をイメージ
させる音質の制御信号などの音質が異なる複数種別の制
御信号をメモリに記憶しておくことによって、１つのハ
プティック入力装置を車種や車格が異なる多種の自動車
に適用することが可能になるので、量産効果によるハプ
ティック入力装置の低コスト化を図ることもできる。As described above, a plurality of types of actuator control signals and speaker control signals are stored in the memory, and the actuator control signals and speakers read from the memory by operating the switches provided in the control means. By changing the combination of the control signals of the above, even if the same knob is operated in the same direction, different operation feelings can be given to the knob, so that the operation of the knob can have various functions. Therefore, it is possible to make the haptic input device multifunctional and versatile. In addition, as a control signal of the speaker, for example, a plurality of types of control signals having different sound qualities such as a control signal of sound quality that makes the operator feel a sense of luxury and a control signal of sound quality that makes the operator feel a sporty feeling are stored Since it is possible to apply one haptic input device to various automobiles having different vehicle types and vehicle grades, it is possible to reduce the cost of the haptic input device due to the effect of mass production.
【００１５】本発明は、前記の課題を解決するため、第
３に、前記メモリに、前記スピーカの制御信号として、
操作者に正常な前記ノブの操作感を与える第１制御信号
と、操作者に異常な前記ノブの操作感を与える第２制御
信号とを記憶すると共に、前記制御手段に、前記ノブが
不正操作されたか否かを判定する不正操作判定部を備
え、前記不正操作判定部にて前記ノブが不正操作された
と判定された場合には前記メモリから第２制御信号を読
み出し、前記不正操作判定部にて前記ノブが不正操作さ
れていないと判定された場合には前記メモリから第１制
御信号を読み出すという構成にした。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention thirdly provides, as a control signal for the speaker, in the memory,
A first control signal that gives the operator a normal operation feeling of the knob and a second control signal that gives the operator an abnormal operation feeling of the knob are stored, and the control means makes an illegal operation of the knob. An illegal operation determining unit for determining whether or not the knob has been operated. When the illegal operation determining unit determines that the knob has been illegally operated, a second control signal is read from the memory, and the illegal operation determining unit is provided. When it is determined that the knob has not been tampered with, the first control signal is read from the memory.
【００１６】このように、制御手段にノブが不正操作さ
れたか否かを判定する不正操作判定部を備え、当該不正
操作判定部にてノブが不正操作されたと判定された場合
に、メモリより操作者に異常な操作感を与える第２制御
信号を読み出してスピーカを駆動するようにすると、例
えば走行中におけるカーナビゲーションシステムの目的
地設定など、安全上禁止されている操作を誤って行った
場合に、不正操作判定部がノブに不正操作が行われたこ
とを自動的に判定し、メモリから第２制御信号を読み出
すことによって操作者に不正な操作が行われたことを音
で報知することができるので、当該ハプティック入力装
置が適用される機器の不正操作を防止することができ、
安全性に優れる。また、ノブが予め定められた可動範囲
外に操作されようとしたときにも、不正操作判定部の判
定内容にしたがってメモリから第２制御信号を読み出す
ことによって操作者に不正な操作であることを音で報知
することができるので、第１信号のみを場合に比較して
より一層の認知性の向上が達成でき、その結果、より確
実にノブの不正操作を防止することができて、ハプティ
ック入力装置の信頼性を高めることができる。As described above, the control means is provided with the illegal operation judging section for judging whether the knob is illegally operated, and when the illegal operation judging section judges that the knob is illegally operated, the operation is performed from the memory. When the speaker is driven by reading out the second control signal that gives an abnormal operation feeling to a person, for example, when an operation prohibited for safety such as setting a destination of the car navigation system during traveling is mistakenly performed. The unauthorized operation determination unit can automatically determine that an unauthorized operation has been performed on the knob, and read the second control signal from the memory to notify the operator of the unauthorized operation by sound. Therefore, it is possible to prevent unauthorized operation of equipment to which the haptic input device is applied,
Excellent in safety. Further, even when the knob is about to be operated outside the predetermined movable range, the operator is notified of an illegal operation by reading the second control signal from the memory according to the determination content of the unauthorized operation determination unit. Since it is possible to notify by sound, it is possible to further improve the cognition as compared with the case of only the first signal, and as a result, it is possible to more reliably prevent the tampering of the knob and to perform the haptic input. The reliability of the device can be increased.
【００１７】本発明は、前記の課題を解決するため、第
４に、前記メモリに、前記アクチュエータの制御信号と
して、前記ノブを一定方向に一定量操作するごとに前記
ノブにクリック感触を与える制御信号を記憶すると共
に、前記スピーカの制御信号として、前記クリック感触
の発生タイミングごとに音質が異なる可聴音を間歇的に
発生する制御信号を記憶するという構成にした。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention fourthly provides, as a control signal for the actuator, a control for giving a click feeling to the knob every time the knob is operated in a certain direction in the memory. In addition to storing the signal, a control signal for intermittently generating an audible sound having a different sound quality at each generation timing of the click feeling is stored as the control signal of the speaker.
【００１８】このように、アクチュエータの制御信号と
してノブにクリック感触を与える制御信号を記憶すると
共に、スピーカの制御信号としてクリック感触の発生タ
イミングごとに音質が異なる可聴音を間歇的に発生する
制御信号を記憶すると、スピーカから発する音を聞くこ
とによって、ノブの操作方向及び操作量をブラインドタ
ッチで知ることができるので、例えばエアコンの温度調
整のようにアクチュエータによってノブに間歇的なクリ
ック感触を付与するハプティック入力装置の操作性を良
好なものにすることができる。As described above, the control signal for giving the click feeling to the knob is stored as the control signal for the actuator, and the control signal for intermittently generating the audible sound whose sound quality is different as the control signal for the speaker at each timing when the click feeling is generated. If you remember, you can know the operation direction and the operation amount of the knob by listening to the sound emitted from the speaker, so you can give an intermittent click feeling to the knob by the actuator, for example, to adjust the temperature of the air conditioner. The operability of the haptic input device can be improved.
【００１９】本発明は、前記の課題を解決するため、第
５に、前記メモリに、前記アクチュエータの制御信号と
して、前記ノブの操作に一定感触の微振動を与える制御
信号を記憶すると共に、前記スピーカの制御信号とし
て、前記ノブの操作方向に応じて音質が異なる可聴音を
連続的に発生する制御信号を記憶するという構成にし
た。In order to solve the above problems, the present invention fifthly stores, in the memory, as a control signal for the actuator, a control signal for giving a slight vibration with a constant feel to the operation of the knob. As a control signal for the speaker, a control signal for continuously generating an audible sound having a different sound quality according to the operation direction of the knob is stored.
【００２０】このように、アクチュエータの制御信号と
してノブの操作に一定感触の微振動を与える制御信号を
記憶すると共に、スピーカの制御信号としてノブの操作
方向に応じて音質が異なる可聴音を連続的に発生する制
御信号を記憶すると、スピーカから発する音を聞くこと
によって、ノブの操作方向及び操作量をブラインドタッ
チで知ることができるので、例えばオーディオの音調調
整のようにノブの操作に一定感触の微振動を与えるハプ
ティック入力装置の操作性を良好なものにすることがで
きる。As described above, the control signal for giving a slight vibration with a constant feeling to the operation of the knob is stored as the control signal of the actuator, and the audible sound whose sound quality varies depending on the operating direction of the knob is continuously used as the control signal of the speaker. By storing the control signal generated at, the operation direction and operation amount of the knob can be known by blind touch by listening to the sound emitted from the speaker. Therefore, for example, when adjusting the tone of the audio, the operation of the knob has a constant feel. It is possible to improve the operability of the haptic input device that gives a slight vibration.
【００２１】本発明は、前記の課題を解決するため、第
６に、前記メモリに、前記アクチュエータの制御信号と
して、前記ノブの操作にセンター復帰力と一定感触の微
振動とセンター位置からの操作量に応じた抵抗感とを与
える制御信号を記憶すると共に、前記スピーカの制御信
号として、前記ノブがセンター位置に復帰したタイミン
グで可聴音を発生する制御信号を記憶するという構成に
した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sixthly, in the memory, as a control signal of the actuator, when the knob is operated, a center restoring force, a slight vibration with a constant feeling, and an operation from the center position are performed. A control signal that gives a sense of resistance according to the amount is stored, and a control signal that generates an audible sound at the timing when the knob returns to the center position is stored as the control signal of the speaker.
【００２２】このように、アクチュエータの制御信号と
してノブの操作にセンター復帰力と一定感触の微振動と
センター位置からの操作量に応じた抵抗感とを与える制
御信号を記憶すると共に、スピーカの制御信号としてノ
ブがセンター位置に復帰したタイミングで可聴音を発生
する制御信号を記憶すると、スピーカから発する音を聞
くことによってノブがセンター位置に復帰したことをブ
ラインドタッチで知ることができるので、例えばオーデ
ィオバランスのようにセンター復帰機能を有するハプテ
ィック入力装置の操作性を良好なものにすることができ
る。As described above, as a control signal for the actuator, a control signal that gives a center restoring force, a slight vibration with a constant feeling, and a resistance feeling according to the operation amount from the center position to the knob operation is stored, and the speaker is controlled. By storing a control signal that generates an audible sound at the timing when the knob returns to the center position as a signal, it is possible to know that the knob has returned to the center position by hearing the sound emitted from the speaker. It is possible to improve the operability of a haptic input device having a center returning function such as balance.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハプティック
入力装置の第１実施形態例を、車載電気機器の機能調整
手段として適用した場合を例にとり、図１及び図２に基
づいて説明する。図１は第１実施形態例に係るハプティ
ック入力装置の構成図であり、図２は第１実施形態例に
係るハプティック入力装置によって調整可能な車載電気
機器の機能の種別とメモリより読み出されるアクチュエ
ータ制御信号及びスピーカ制御信号のパターンとの関係
を示す表図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a haptic input device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a haptic input device according to a first embodiment, and FIG. 2 is a functional type of an on-vehicle electric device that can be adjusted by the haptic input device according to the first embodiment and actuator control read from a memory. It is a table figure which shows the relationship with the pattern of a signal and a speaker control signal.
【００２４】図１に示すように、本例のハプティック入
力装置は、筐体１と、当該筐体１の内部に設置され、駆
動軸２ａが前記筐体１より外部に突出されたアクチュエ
ータ２と、前記駆動軸２ａの一端に固着されたロータリ
ノブ３と、前記駆動軸２ａの他端に固着されたコードホ
イール４ａ及び前記筐体１に設置されたフォトインタラ
プタ４ｂとからなる検知手段４と、スイッチ５と、スピ
ーカ６と、前記アクチュエータ２及びスイッチ５並びに
スピーカ６を含むシステム全体を制御する制御手段７と
から主に構成されている。As shown in FIG. 1, the haptic input device of this embodiment includes a housing 1 and an actuator 2 installed inside the housing 1 and having a drive shaft 2a protruding from the housing 1 to the outside. A detection means 4 including a rotary knob 3 fixed to one end of the drive shaft 2a, a code wheel 4a fixed to the other end of the drive shaft 2a, and a photo interrupter 4b installed in the housing 1, and a switch. 5, a speaker 6, and a control means 7 for controlling the entire system including the actuator 2, the switch 5, and the speaker 6 are mainly configured.
【００２５】筐体１は自動車のダッシュボード或いはコ
ンソールボックス等を構成するパネル８の内部に設置さ
れ、ロータリノブ３は当該パネル８の外部に配置され
る。The housing 1 is installed inside a panel 8 which constitutes a dashboard or a console box of an automobile, and the rotary knob 3 is arranged outside the panel 8.
【００２６】アクチュエータ２は、ロータリノブ３の操
作に応じた外力を発生して操作者にロータリノブ３の操
作フィーリングを与えるものであって、ロータリノブ３
に所要の外力を負荷可能なものであれば、回転モータ、
リニアモータ又はソレノイドなど、公知に属する任意の
アクチュエータを用いることができる。なお、図１に
は、回転モータを用いた場合が例示されている。The actuator 2 generates an external force according to the operation of the rotary knob 3 to give the operator an operation feeling of the rotary knob 3, and the rotary knob 3
If the required external force can be applied to the rotary motor,
Any known actuator such as a linear motor or a solenoid can be used. Note that FIG. 1 illustrates the case where a rotary motor is used.
【００２７】ロータリノブ３は、車載電気機器の調整つ
まみとして使用されるものであって、プラスチックの成
形品をもって所要の形状に形成される。The rotary knob 3 is used as an adjusting knob of an on-vehicle electric device, and is formed of a plastic molded product into a required shape.
【００２８】検知手段４としては、ロータリノブ３の操
作方向及び操作量を検知可能なものであれば、エンコー
ダ又は可変抵抗器など、公知に属する任意の位置検出器
を用いることができるが、図１には、アクチュエータ２
の駆動軸２ａに固着されたコードホイール４ａと筐体１
に設置されたフォトインタラプタ４ｂとからなる光学式
のロータリエンコーダが例示されている。As the detecting means 4, any known position detector such as an encoder or a variable resistor can be used as long as it can detect the operation direction and the operation amount of the rotary knob 3. Actuator 2
Code wheel 4a and housing 1 fixed to the drive shaft 2a of the
An optical rotary encoder including a photo interrupter 4b installed in the above is exemplified.
【００２９】スイッチ５は、ロータリノブ３を操作する
ことによって機能を調整しようとする車載電気機器を選
択するためのものであって、本例のハプティック入力装
置においては、「ラジオ」を選択するための押釦スイッ
チ５ａと、「エアコン」を選択するための押釦スイッチ
５ｂと、「カーナビゲーションシステム」を選択するた
めの押釦スイッチ５ｃとが備えられている。The switch 5 is for selecting an on-vehicle electric device whose function is to be adjusted by operating the rotary knob 3. In the haptic input device of this example, the switch 5 is for selecting "radio". A push button switch 5a, a push button switch 5b for selecting "air conditioner", and a push button switch 5c for selecting "car navigation system" are provided.
【００３０】スピーカ６は、ロータリノブ３の操作に応
じた可聴音を発生して操作者にロータリノブ３の操作フ
ィーリングを与えるものであって、操作フィーリング発
生用のスピーカを車載オーディオ機器に備えられたスピ
ーカーとは別に備えることもできるし、車載オーディオ
機器に備えられたスピーカを操作フィーリング発生用の
スピーカとして兼用することもできる。操作フィーリン
グ発生用の専用スピーカを備えた場合には、何ら車載オ
ーディオ機器の配線等を変更する必要がないので、自動
車へのハプティック入力装置の適用を容易に行うことが
できる。一方、車載オーディオ機器に備えられたスピー
カを操作フィーリング発生用のスピーカとして兼用した
場合には、操作フィーリング発生用のスピーカを別途備
える必要がないので、ハプティック入力装置の構成を集
約化することができ、ハプティック入力装置の小型化、
低コスト化及び省電力化を図ることができる。The speaker 6 generates an audible sound according to the operation of the rotary knob 3 to give the operator an operation feeling of the rotary knob 3. The speaker for generating the operation feeling is provided in the vehicle audio equipment. It is also possible to provide the speaker separately from the speaker, or to use the speaker provided in the in-vehicle audio device as the speaker for generating the operation feeling. When the dedicated speaker for generating the operation feeling is provided, it is not necessary to change the wiring or the like of the in-vehicle audio device, so that the haptic input device can be easily applied to the automobile. On the other hand, if the speaker provided in the in-vehicle audio device is also used as the speaker for generating the operation feeling, it is not necessary to separately provide the speaker for generating the operation feeling, so the configuration of the haptic input device should be integrated. And the miniaturization of haptic input device,
Cost reduction and power saving can be achieved.
【００３１】制御手段７は、図１に示すように、入力部
７１と、当該入力部７１に入力された選択信号ａ１〜ａ
３及び検知信号ｂを取り込んで、アクチュエータ２の制
御信号ｃ１、スピーカ６の制御信号ｃ２及び選択された
車載電気機器の制御信号ｃ３を出力するＣＰＵ７２と、
メモリ７３と、アクチュエータ２の駆動信号ｄ１を生成
する第１ドライバ回路７４と、スピーカ６の駆動信号ｄ
２を生成する第２ドライバ回路７５と、選択された車載
電気機器の駆動信号ｄ３を生成する第３ドライバ回路７
６と、出力部７７とから主に構成されている。As shown in FIG. 1, the control means 7 has an input section 71 and selection signals a1 to a1 inputted to the input section 71.
A CPU 72 which takes in 3 and the detection signal b and outputs a control signal c1 for the actuator 2, a control signal c2 for the speaker 6 and a control signal c3 for the selected in-vehicle electric device;
The memory 73, the first driver circuit 74 that generates the drive signal d1 for the actuator 2, and the drive signal d for the speaker 6.
Second driver circuit 75 for generating 2 and a third driver circuit 7 for generating drive signal d3 of the selected on-vehicle electric device
6 and an output unit 77.
【００３２】メモリ７３には、図１に示すように、前記
選択信号ａ１〜ａ３及び検知信号ｂを解析するためのデ
ータ及びプログラム並びにＣＰＵ７２の動作プログラム
が記憶されたデータ・プログラム記憶部７３ａと、前記
選択信号ａ１〜ａ３及び検知信号ｂに対応するアクチュ
エータ２の制御信号ｃ１、スピーカ６の制御信号ｃ２及
び選択された車載電気機器の制御信号ｃ３が記憶された
制御信号記憶部７３ｂが備えられており、前記制御信号
記憶部７３ｂには、図２に示すように、各車載電気機器
ごとの機能選択時におけるアクチュエータ２の制御信号
ｃ１０及びスピーカ６の制御信号ｃ２０と、各車載電気
機器ごとの機能調整時におけるアクチュエータ２の制御
信号ｃ１１〜ｃ１９、スピーカ６の制御信号ｃ２１〜ｃ
２９及び車載電気機器の制御信号ｃ３１〜ｃ３９が記憶
されている。In the memory 73, as shown in FIG. 1, a data / program storage section 73a in which data and programs for analyzing the selection signals a1 to a3 and the detection signal b and an operation program of the CPU 72 are stored, A control signal storage unit 73b in which the control signal c1 of the actuator 2 corresponding to the selection signals a1 to a3 and the detection signal b, the control signal c2 of the speaker 6 and the control signal c3 of the selected in-vehicle electric device are stored is provided. As shown in FIG. 2, the control signal storage unit 73b stores the control signal c10 of the actuator 2 and the control signal c20 of the speaker 6 at the time of selecting the function for each on-vehicle electric device, and the function for each on-vehicle electric device. Control signals c11 to c19 of the actuator 2 and control signals c21 to c of the speaker 6 at the time of adjustment
29 and control signals c31 to c39 of the on-vehicle electric device are stored.
【００３３】なお、図２の例では、選択された車載電気
機器の各機能ごとに異なる制御信号ｃ１０〜ｃ１９，ｃ
２０〜ｃ２９を設定したが、各車載電気機器の各機能ご
とにアクチュエータ２の制御信号ｃ１及びスピーカ６の
制御信号ｃ２を変更する必要はなく、各車載電気機器の
各機能ごとにアクチュエータ２の制御信号ｃ１とスピー
カ６の制御信号ｃ２の組合せを変更すれば足りる。この
ように、各車載電気機器の各機能ごとにアクチュエータ
２の制御信号ｃ１とスピーカ６の制御信号ｃ２の組合せ
を変更するという構成にすると、少ないアクチュエータ
２の制御信号ｃ１とスピーカ６の制御信号ｃ２とで多く
の操作フィーリングを作り出すことができるので、多機
能かつ多用途のハプティック入力装置を容易に設計する
ことができる。In the example of FIG. 2, the control signals c10 to c19, c which are different for each function of the selected on-vehicle electric equipment.
Although 20 to c29 are set, it is not necessary to change the control signal c1 of the actuator 2 and the control signal c2 of the speaker 6 for each function of each vehicle-mounted electric device, and the control of the actuator 2 is performed for each function of each vehicle-mounted electric device. It suffices to change the combination of the signal c1 and the control signal c2 of the speaker 6. In this way, when the combination of the control signal c1 of the actuator 2 and the control signal c2 of the speaker 6 is changed for each function of each on-vehicle electric device, the control signal c1 of the actuator 2 and the control signal c2 of the speaker 6 that are less in number are changed. Since many operation feelings can be created with and, it is possible to easily design a multifunctional and versatile haptic input device.
【００３４】ＣＰＵ７２は、入力部７１に入力された選
択信号ａ１〜ａ３及び検知信号ｂを取り込み、前記メモ
リ７３のデータ・プログラム記憶部７３ａに記憶された
データ及びプログラムに基づいて前記選択信号ａ１〜ａ
３及び検知信号ｂを解析すると共に、当該データ・プロ
グラム記憶部７３ａに記憶された動作ログラムに基づい
て前記選択信号ａ１〜ａ３及び検知信号ｂに対応する制
御信号ｃ１〜ｃ３を前記メモリ７３の制御信号記憶部７
３ｂから読み出し、第１乃至第３のドライバ回路７４〜
７６に出力する。The CPU 72 fetches the selection signals a1 to a3 and the detection signal b input to the input section 71, and selects the selection signals a1 to a3 based on the data and the program stored in the data / program storage section 73a of the memory 73. a
3 and the detection signal b, and controls the memory 73 by controlling the control signals c1 to c3 corresponding to the selection signals a1 to a3 and the detection signal b based on the operation program stored in the data / program storage unit 73a. Signal storage unit 7
3b to read the first to third driver circuits 74 to
Output to 76.
【００３５】各ドライバ回路７４〜７６は、ＣＰＵ７２
より出力された制御信号ｃ１〜ｃ３をＤ／Ａ変換するＤ
／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換された信号を増幅する信号増
幅器とから構成されており、出力部７７を介してアクチ
ュエータ２、スピーカ６及び図示しない車載電気機器に
駆動信号ｄ１〜ｄ３を出力する。Each of the driver circuits 74 to 76 has a CPU 72.
D for D / A converting the control signals c1 to c3 output from
It is composed of an A / A converter and a signal amplifier that amplifies the D / A converted signal, and outputs drive signals d1 to d3 to the actuator 2, the speaker 6 and an in-vehicle electric device (not shown) via the output unit 77. To do.
【００３６】なお、前記制御手段７は、ハプティック入
力装置と一体に構成することもできるし、ハプティック
入力装置とは独立の別体に構成して外部装置（例えば、
自動車の車体）に備えることもできる。前記制御手段７
をハプティック入力装置と一体に構成した場合には、何
ら外部装置を変更する必要がないので、外部装置へのハ
プティック入力装置の適用を容易に行うことができる。
一方、前記制御手段７をハプティック入力装置とは独立
の別体に構成して外部装置に備えた場合には、外部装置
に備えられた制御装置（例えば、自動車用コントロー
ラ）を利用してハプティック入力装置を構成することが
できるので、制御手段７を省略することができ、安価な
ハプティック入力装置を提供することができる。The control means 7 may be formed integrally with the haptic input device, or may be formed separately from the haptic input device and provided as an external device (for example,
It is also possible to equip the car body). The control means 7
When the above is configured integrally with the haptic input device, there is no need to change the external device, so that the haptic input device can be easily applied to the external device.
On the other hand, when the control means 7 is configured as a separate body independent of the haptic input device and provided in an external device, a haptic input is made using a control device (for example, an automobile controller) provided in the external device. Since the device can be configured, the control means 7 can be omitted, and an inexpensive haptic input device can be provided.
【００３７】以下、このように構成されたハプティック
入力装置の動作を、スイッチ５によってラジオが選択さ
れた場合を例にとり、図３乃至図６に基づいて説明す
る。図３はラジオの機能選択時においてアクチュエータ
よりロータリノブに加えられる外力とスピーカより発せ
られる可聴音とを模式的に示す説明図、図４はラジオ局
の選局時にアクチュエータよりロータリノブに加えられ
る外力とスピーカより発せられる可聴音とを模式的に示
す説明図、図５はラジオの音量調整時にアクチュエータ
よりロータリノブに加えられる外力とスピーカより発せ
られる可聴音とを模式的に示す説明図、図６はオーディ
オバランスの調整時にアクチュエータよりロータリノブ
に加えられる外力とスピーカより発せられる可聴音とを
模式的に示す説明図である。The operation of the haptic input device thus configured will be described below with reference to FIGS. 3 to 6 by taking the case where the radio is selected by the switch 5 as an example. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied from the actuator to the rotary knob and an audible sound emitted from the speaker when the radio function is selected, and FIG. 4 is an external force applied from the actuator to the rotary knob and the speaker when the radio station is selected. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the audible sound emitted from the speaker. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the external force applied to the rotary knob by the actuator and the audible sound emitted from the speaker when adjusting the volume of the radio. FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied to the rotary knob by the actuator and an audible sound emitted from the speaker during the adjustment of FIG.
【００３８】操作者が押釦スイッチ５ａを操作し、「ラ
ジオ」が選択されると、ＣＰＵ７２はラジオの機能選択
モードになり、制御信号記憶部７３ｂからのアクチュエ
ータ２の制御信号ｃ１０及びスピーカ６の制御信号ｃ２
０の読み出しが可能な状態になる。アクチュエータ２の
制御信号ｃ１０は、図３に示すように、ロータリノブ３
を一方向に一定量操作するごとに、間歇的にロータリノ
ブ３に一定強度のクリック感触を与えるものであり、ス
ピーカ６の制御信号ｃ２０は、前記クリック感触の発生
タイミングに同期して感覚的にクリック感触を連想する
可聴音を発生するものであって、各クリック感触に同期
して発せられる可聴音は、それぞれ音程が異なってい
る。各クリック感触を発生するロータリノブ３の回転角
度は、調整しようとするラジオの各機能、即ち、「ラジ
オ局の選局」又は「ラジオ音量の調整」若しくは「オー
ディオバランスの調整」を選択可能な回転位置に対応す
る検知信号ｂの値に対応しており、ロータリノブ３を所
要のクリック感触が得られる位置まで回転し、図示しな
い決定スイッチを押すことによって、所要の機能を選択
することができる。When the operator operates the push button switch 5a to select "radio", the CPU 72 enters the radio function selection mode, and the control signal c10 of the actuator 2 and the control of the speaker 6 from the control signal storage section 73b are controlled. Signal c2
0 can be read. The control signal c10 of the actuator 2 is, as shown in FIG.
Every time a certain amount of is operated in one direction, the rotary knob 3 is intermittently given a click feeling of a constant intensity, and the control signal c20 of the speaker 6 is sensuously clicked in synchronization with the generation timing of the click feeling. The audible sound that is associated with the feel is generated, and the audible sound that is emitted in synchronization with each click feeling has a different pitch. The rotation angle of the rotary knob 3 that generates each click feeling is a rotation that allows selection of each function of the radio to be adjusted, that is, "selection of radio station" or "adjustment of radio volume" or "adjustment of audio balance". It corresponds to the value of the detection signal b corresponding to the position, and the required function can be selected by rotating the rotary knob 3 to a position where a required click feeling is obtained and pressing a determination switch (not shown).
【００３９】この状態から、操作者がロータリノブ３を
回転操作すると、その回転運動が駆動軸２ａを介して検
知手段４のコードホイール４ａに伝達され、フォトイン
タラプタ４ｂよりロータリノブ３の回転方向及び回転量
に応じた検知信号ｂが出力される。ＣＰＵ７２は、この
検知信号ｂに応じたアクチュエータ２の制御信号ｃ１０
及びスピーカ６の制御信号ｃ２０を制御信号記憶部７３
ｂから読み出し、第１及び第２のドライバ回路７４，７
５に出力する。また、これら第１及び第２のドライバ回
路７４，７５は、ＣＰＵ７２から出力された制御信号ｃ
１０，ｃ２０に対応するアクチュエータ２の駆動信号ｄ
１及びスピーカ６の駆動信号ｄ２を生成して出力する。
これによって、アクチュエータ２が駆動され、ロータリ
ノブ３に所要の外力が付与されると共に、スピーカ６か
らロータリノブ３に負荷される外力と関連付けられた可
聴音が発せられる。したがって、操作者は、これらアク
チュエータ２にて付与される外力及びスピーカ６から発
せられる可聴音を感得することによって、調整しようと
する所望の機能を確実に選択することができる。When the operator rotationally operates the rotary knob 3 from this state, the rotational motion is transmitted to the code wheel 4a of the detecting means 4 via the drive shaft 2a, and the photo interrupter 4b rotates the rotary knob 3 in the rotational direction and the rotational amount. The detection signal b corresponding to is output. The CPU 72 controls the control signal c10 of the actuator 2 according to the detection signal b.
And the control signal c20 of the speaker 6 to the control signal storage unit 73
read from the first and second driver circuits 74, 7
Output to 5. In addition, the first and second driver circuits 74 and 75 control the control signal c output from the CPU 72.
Drive signal d of the actuator 2 corresponding to 10, c20
1 and the driving signal d2 of the speaker 6 are generated and output.
As a result, the actuator 2 is driven, a required external force is applied to the rotary knob 3, and an audible sound associated with the external force applied to the rotary knob 3 is emitted from the speaker 6. Therefore, the operator can surely select the desired function to be adjusted by feeling the external force applied by the actuator 2 and the audible sound emitted from the speaker 6.
【００４０】機能が選択された後、ＣＰＵ７２は機能の
調整モードになり、データ・プログラム記憶部７３ａか
らのアクチュエータ２の制御信号ｃ１１〜ｃ１３及びス
ピーカ６の制御信号ｃ２１〜ｃ２３の読み出しが可能な
状態になる。アクチュエータ２の制御信号ｃ１１及びス
ピーカ６の制御信号ｃ２１は、「ラジオ局の選局」が選
択された場合に読み出しが可能になる制御信号であり、
アクチュエータ２の制御信号ｃ１２及びスピーカ６の制
御信号ｃ２２は、「ラジオ音量の調整」が選択された場
合に読み出しが可能になる制御信号であり、アクチュエ
ータ２の制御信号ｃ１３及びスピーカ６の制御信号ｃ２
３は、「オーディオバランスの調整」が選択された場合
に読み出しが可能になる制御信号である。After the function is selected, the CPU 72 enters the function adjustment mode, and the control signals c11 to c13 of the actuator 2 and the control signals c21 to c23 of the speaker 6 can be read from the data / program storage unit 73a. become. The control signal c11 of the actuator 2 and the control signal c21 of the speaker 6 are control signals that can be read out when “select radio station” is selected.
The control signal c12 of the actuator 2 and the control signal c22 of the speaker 6 are control signals that can be read when “adjustment of radio volume” is selected, and the control signal c13 of the actuator 2 and the control signal c2 of the speaker 6 are available.
Reference numeral 3 is a control signal that can be read when "adjustment of audio balance" is selected.
【００４１】図４に示すように、アクチュエータ２の制
御信号ｃ１１は、ロータリノブ３を一方向に一定量操作
するごとに、間歇的にロータリノブ３にダブルクリック
感触を与えるものである。また、スピーカ６の制御信号
ｃ２１は、前記クリック感触の発生タイミングに同期し
て感覚的にクリック感触を連想する可聴音を発生するも
のであって、図３に示したスピーカ６の制御信号ｃ２０
とは、発せられる音の長さが異なっている。各クリック
感触を発生するロータリノブ３の回転角度は、選択しよ
うとするラジオ局（局１、局２、局３・・・）を選択す
るときの回転位置に対応する検知信号ｂの値に対応して
おり、ロータリノブ３を所要のクリック感触が得られる
位置まで回転し、図示しない決定スイッチを押すことに
よって、所要のラジオ局を選択する図５に示すように、
アクチュエータ２の制御信号ｃ１２は、ロータリノブ３
の回転操作に応じてロータリノブ３に連続的に微振動を
与えるものであり、スピーカ６の制御信号ｃ２２は、ロ
ータリノブ３の回転操作に応じて感覚的に微振動を連想
する可聴音を発生するものである。ロータリノブ３の回
転角度は、ラジオの音量を調整するときの回転位置に対
応する検知信号ｂの値に対応しており、ロータリノブ３
の右転又は左転に応じて、ラジオ局の音量を調整する。As shown in FIG. 4, the control signal c11 of the actuator 2 intermittently gives a double-click feeling to the rotary knob 3 every time the rotary knob 3 is operated in one direction by a predetermined amount. Further, the control signal c21 of the speaker 6 is to generate an audible sound that sensuously associates with the click feeling in synchronization with the generation timing of the click feeling, and the control signal c20 of the speaker 6 shown in FIG.
And the length of the sound emitted is different. The rotation angle of the rotary knob 3 that generates each click feeling corresponds to the value of the detection signal b corresponding to the rotation position when selecting the radio station (station 1, station 2, station 3 ...). As shown in FIG. 5, the rotary knob 3 is rotated to a position where a desired click feeling is obtained and a desired radio station is selected by pressing a decision switch (not shown).
The control signal c12 of the actuator 2 is the rotary knob 3
The rotary knob 3 continuously gives a slight vibration in response to the rotational operation of the rotary knob 3. The control signal c22 of the speaker 6 generates an audible sound sensuously associated with the slight vibration in response to the rotary operation of the rotary knob 3. Is. The rotation angle of the rotary knob 3 corresponds to the value of the detection signal b corresponding to the rotation position when adjusting the volume of the radio.
Adjust the volume of the radio station according to the right turn or left turn.
【００４２】図６に示すように、アクチュエータ２の制
御信号ｃ１３は、ロータリノブ３の回転操作に応じてロ
ータリノブ３に連続的に微振動を与えると共に、ロータ
リノブ３の回転量に比例してロータリノブ３に作用する
抵抗感を増加し、かつ、ロータリノブ３から手を離した
ときにロータリノブ３が自動的に予め定められたセンタ
ー位置に復帰させるものである。また、スピーカ６の制
御信号ｃ２３は、ロータリノブ３の回転操作に応じて感
覚的に微振動及び抵抗感の増減を連想する可聴音を発生
すると共に、ロータリノブ３がセンター位置に復帰した
とき、それを操作者に報知する音量の可聴音を発生する
ものである。ロータリノブ３の回転角度は、オーディオ
バランスを調整するときの回転位置に対応する検知信号
ｂの値に対応しており、ロータリノブ３の右転又は左転
に応じて、オーディオバランスを所定の値に調整する。As shown in FIG. 6, the control signal c13 of the actuator 2 continuously gives a slight vibration to the rotary knob 3 in response to the rotary operation of the rotary knob 3, and the rotary knob 3 is proportional to the rotation amount of the rotary knob 3. The resistance to act is increased, and when the rotary knob 3 is released, the rotary knob 3 is automatically returned to a predetermined center position. Further, the control signal c23 of the speaker 6 generates an audible sound that is sensuously associated with the increase and decrease of the fine vibration and resistance in response to the rotary operation of the rotary knob 3, and when the rotary knob 3 returns to the center position, it outputs the audible sound. An audible sound of a volume that informs the operator is generated. The rotation angle of the rotary knob 3 corresponds to the value of the detection signal b corresponding to the rotation position when adjusting the audio balance, and the audio balance is adjusted to a predetermined value according to the clockwise or counterclockwise rotation of the rotary knob 3. To do.
【００４３】したがって、スイッチ５を操作することに
よってラジオを選択し、次いで、ロータリノブ３を操作
して調整しようとする所要の機能を選択した後に、操作
者がロータリノブ３を回転操作すると、その回転運動が
駆動軸２ａを介して検知手段４のコードホイール４ａに
伝達され、フォトインタラプタ４ｂよりロータリノブ３
の回転方向及び回転量に応じた検知信号ｂが出力され
て、メモリ７の制御信号記憶部７３ｂから検知信号ｂに
応じた所要の制御信号ｃ１１〜ｃ１３及びｃ２１〜ｃ２
３が読み出され、第１及び第２のドライバ回路７４，７
５から制御信号ｃ１１〜ｃ１３及びｃ２１〜ｃ２３に応
じたアクチュエータ２の駆動信号ｄ１及びスピーカ６の
駆動信号ｄ２が出力される。したがって、操作者は、こ
れらアクチュエータ２にて付与される外力及びスピーカ
６から発せられる可聴音を感得することによって、所望
の機能の調整を確実に選択することができる。Therefore, when the operator selects the radio by operating the switch 5 and then operates the rotary knob 3 to select a desired function to be adjusted, and then the operator rotates the rotary knob 3, the rotary movement of the rotary knob 3 is performed. Is transmitted to the code wheel 4a of the detection means 4 via the drive shaft 2a, and the photo interrupter 4b causes the rotary knob 3 to rotate.
A detection signal b corresponding to the rotation direction and the rotation amount of the control signal is output from the control signal storage unit 73b of the memory 7 and required control signals c11 to c13 and c21 to c2 corresponding to the detection signal b
3 is read out and the first and second driver circuits 74 and 7 are read.
5 outputs the drive signal d1 of the actuator 2 and the drive signal d2 of the speaker 6 according to the control signals c11 to c13 and c21 to c23. Therefore, the operator can surely select the desired function adjustment by sensing the external force applied by the actuator 2 and the audible sound emitted from the speaker 6.
【００４４】本例のハプティック入力装置は、制御手段
７に備えられたメモリ７３にアクチュエータ２の制御信
号ｃ１０〜ｃ１９とスピーカ６の制御信号ｃ２０〜ｃ２
９とを記憶しておき、ロータリノブ３が操作されたとき
に、制御手段７が当該メモリ７３より読み出された制御
信号に基づいてアクチュエータ２の駆動信号ｄ１及びス
ピーカ６の駆動信号ｄ２を生成し、操作者にアクチュエ
ータ２より与えられる外力及びスピーカ６より発生され
る可聴音の組合せに応じたロータリノブ３の操作フィー
リングを与えるという構成にしたので、操作者はロータ
リノブ３に加えれたアクチュエータ２の外力及びスピー
カ６から発せられる可聴音の双方によってロータリノブ
３の操作状態をブラインドタッチで知ることができ、例
えば未舗装路を走行中の場合のように車体の振動が大き
い場合にもロータリノブ３の操作フィーリングを正確に
感得することができて、所望の機器の選択や選択された
機器の機能調整を迅速かつ確実に行うことができる。ま
た、メモリ７３にそれぞれ複数のアクチュエータ２の制
御信号及びスピーカ６の制御信号を記憶するので、それ
らの組合せによって多種多様なロータリノブ３の操作フ
ィーリングを作り出すことができ、ハプティック入力装
置の多機能化及び多用途化を図ることができる。In the haptic input device of this example, the control signals c10 to c19 of the actuator 2 and the control signals c20 to c2 of the speaker 6 are stored in the memory 73 provided in the control means 7.
9 is stored, and when the rotary knob 3 is operated, the control means 7 generates the drive signal d1 of the actuator 2 and the drive signal d2 of the speaker 6 based on the control signal read from the memory 73. Since the operator is given a feeling of operating the rotary knob 3 according to the combination of the external force applied from the actuator 2 and the audible sound generated from the speaker 6, the operator applies the external force of the actuator 2 applied to the rotary knob 3. The operating state of the rotary knob 3 can be known by a blind touch from both the audible sound emitted from the speaker 6 and the audible sound emitted from the speaker 6. For example, even when the vehicle body vibrates greatly, such as when driving on an unpaved road, the operation knob of the rotary knob 3 can be operated. You can feel the ring accurately, and select the desired device or adjust the function of the selected device. It can be performed quickly and reliably. Further, since the control signals of the plurality of actuators 2 and the control signals of the speaker 6 are respectively stored in the memory 73, a variety of operation feelings of the rotary knob 3 can be created by combining them, and the haptic input device can be made to have multiple functions. In addition, it is possible to achieve versatility.
【００４５】次に、本発明に係るハプティック入力装置
の第２実施形態例を、図７に基づいて説明する。図７は
第２実施形態例に係るハプティック入力装置に備えられ
る制御手段の構成図である。Next, a second embodiment of the haptic input device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of the control means included in the haptic input device according to the second embodiment.
【００４６】図７に示すように、本例のハプティック入
力装置の制御手段７Ａには、第１実施形態例に係るハプ
ティック入力装置のメモリ７３に記憶されたデータ・プ
ログラム記憶部７３ａ及び制御信号記憶部７３ｂのほか
に、スイッチ５によって選択された車載電気機器の機能
選択時にスピーカ６より発せられる他の可聴音及び選択
された機能の調整時にスピーカ６より発せられる他の可
聴音が記憶された第２可聴音記憶部７３ｃ及び第３可聴
音記憶部７３ｄを有するメモリ７３Ａが備えられてい
る。制御信号記憶部７３ｂに記憶された可聴音は高級感
を感じさせる音質を有し、第２可聴音記憶部７３ｃに記
憶された可聴音はスポーティ感を感じさせる音質を有
し、第３可聴音記憶部７３ｄに記憶された可聴音は軽快
感を感じさせる音質を有しており、いずれの記憶部から
スピーカ６の制御信号を読み出すかは、制御手段７Ａに
備えられた切替スイッチ９を操作することによって行わ
れる。その他については、第１実施形態例に係るハプテ
ィック入力装置と同じであるので、対応する部分に同一
の符号を付して説明を省略する。As shown in FIG. 7, the control means 7A of the haptic input device of this example has a data / program storage section 73a and a control signal storage stored in the memory 73 of the haptic input device according to the first embodiment. In addition to the section 73b, another audible sound emitted from the speaker 6 when the function of the on-vehicle electric device selected by the switch 5 is selected and another audible sound emitted from the speaker 6 when the selected function is adjusted are stored. A memory 73A having a second audible sound storage unit 73c and a third audible sound storage unit 73d is provided. The audible sound stored in the control signal storage unit 73b has a high quality sound quality, the audible sound stored in the second audible sound storage unit 73c has a sporty sound quality, and the third audible sound. The audible sound stored in the storage unit 73d has a sound quality that gives a feeling of lightness, and the changeover switch 9 provided in the control means 7A is operated to determine from which storage unit the control signal of the speaker 6 is read. Done by. Others are the same as those of the haptic input device according to the first embodiment, and therefore, corresponding parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００４７】本例のハプティック入力装置は、メモリ７
３Ａに、高級感を感じさせる音質の制御信号、スポーテ
ィ感を感じさせる音質の制御信号及び軽快感を感じさせ
る音質の制御信号を記憶し、切替スイッチ９によって各
記憶部から読み出される制御信号を切り換えられるよう
にしたので、１つのハプティック入力装置を高級車、ス
ポーツカー及び大衆車のそれぞれに最適な操作感を与え
るために適用することが可能で、量産効果によるハプテ
ィック入力装置の低コスト化を図ることができる。The haptic input device of this example has a memory 7
3A stores a high-quality sound quality control signal, a sporty sound quality control signal, and a light sound quality control signal, and the changeover switch 9 switches the control signal read from each storage unit. Since it is made possible, one haptic input device can be applied to each of high-class cars, sports cars and popular cars in order to provide an optimal operation feeling, and the cost of the haptic input device can be reduced by mass production. be able to.
【００４８】次に、本発明に係るハプティック入力装置
の第３実施形態例を、図８に基づいて説明する。図８は
第３実施形態例に係るハプティック入力装置に備えられ
る制御手段の構成図である。Next, a third embodiment of the haptic input device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of the control means included in the haptic input device according to the third embodiment.
【００４９】図８に示すように、本例のハプティック入
力装置の制御手段７Ｂには、第１実施形態例に係るハプ
ティック入力装置のメモリ７３に記憶されたデータ・プ
ログラム記憶部７３ａ及び制御信号記憶部７３ｂのほか
に、ロータリノブ３による車載電気機器の機能選択又は
機能調整が正当に行われなかった場合にスピーカ６より
発せられる警報音が記憶された第４可聴音記憶部７３ｅ
を有するメモリ７３Ｂと、ロータリノブ３による車載電
気機器の機能選択又は機能調整が正当に行われたか否か
を判定する不正操作判定部１０とが備えられている。不
正操作判定部１０は、例えば走行中におけるカーナビゲ
ーションシステムの目的地設定など、安全上禁止されて
いる操作が誤って行われた場合、或いは、ノブが予め定
められた可動範囲外に操作された場合、自動的にこれら
の不正操作を検知し、メモリ７３Ｂから読み出されるロ
ータリノブ３の制御信号を、制御信号記憶部７３ｂに記
憶された制御信号から第４可聴音記憶部７３ｅに記憶さ
れた制御信号に切り換えて、操作者に所定の警報を発す
る。その他については、第１実施形態例に係るハプティ
ック入力装置と同じであるので、対応する部分に同一の
符号を付して説明を省略する。As shown in FIG. 8, in the control means 7B of the haptic input device of this example, the data / program storage section 73a and the control signal storage stored in the memory 73 of the haptic input device according to the first embodiment are stored. In addition to the section 73b, a fourth audible sound storage section 73e in which an alarm sound emitted from the speaker 6 is stored when the function selection or function adjustment of the on-vehicle electric device by the rotary knob 3 is not properly performed.
The memory 73 </ b> B having the above and the unauthorized operation determination unit 10 that determines whether or not the function selection or the function adjustment of the vehicle-mounted electric device by the rotary knob 3 is properly performed are provided. The illegitimate operation determination unit 10 is operated when an operation prohibited for safety, such as setting a destination of a car navigation system while driving, is erroneously performed, or when a knob is operated outside a predetermined movable range. In this case, these illegal operations are automatically detected, and the control signal of the rotary knob 3 read from the memory 73B is changed from the control signal stored in the control signal storage unit 73b to the control signal stored in the fourth audible sound storage unit 73e. And a predetermined alarm is issued to the operator. Others are the same as those of the haptic input device according to the first embodiment, and therefore, corresponding parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００５０】なお、本例においては、ロータリノブ３が
不正操作された場合に、警報音のみを発生する構成とし
たが、警報音に代えてアクチュエータ２より警報用の外
力をロータリノブ３に付与することもできるし、警報音
及び警報用の外力の双方を発生するようにすることもで
きる。In this example, when the rotary knob 3 is erroneously operated, only the alarm sound is generated. However, in place of the alarm sound, the actuator 2 applies an external force for alarm to the rotary knob 3. It is also possible to generate both an alarm sound and an external force for alarm.
【００５１】本例のハプティック入力装置は、制御手段
７Ｂにロータリノブ３が不正操作されたか否かを判定す
る不正操作判定部１０を備え、当該不正操作判定部１０
にてロータリノブ３が不正操作されたと判定された場合
に、メモリ７３より操作者に異常な操作感を与える制御
信号を読み出してスピーカ６を駆動するようにしたの
で、当該ハプティック入力装置が適用される機器の不正
操作やロータリノブ３の不正操作を防止することがで
き、安全性及び信頼性に優れる。In the haptic input device of this example, the control means 7B is provided with an illegal operation judging section 10 for judging whether or not the rotary knob 3 has been illegally operated.
When it is determined that the rotary knob 3 has been erroneously operated, the control signal that gives an abnormal operation feeling to the operator is read from the memory 73 to drive the speaker 6, so that the haptic input device is applied. It is possible to prevent unauthorized operation of the device and unauthorized operation of the rotary knob 3, which is excellent in safety and reliability.
【００５２】なお、前記各実施形態例においては、ノブ
としてロータリノブを用いた場合を例にとって説明した
が、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、ノ
ブとしてスティックレバーを用いることもできるし、ロ
ータリノブとスティックレバーの双方を用いることもで
きる。Although the rotary knob is used as the knob in each of the above embodiments, the gist of the present invention is not limited to this, and a stick lever may be used as the knob. However, both the rotary knob and the stick lever can be used.
【００５３】また、前記各実施形態例においては、ハプ
ティック入力装置を車載電気機器の機能調整手段として
適用した場合のみを例にとって説明したが、本発明の要
旨はこれに限定されるものではなく、ゲーム機その他の
入力装置として適用することももちろん可能である。Further, in each of the embodiments, the case where the haptic input device is applied as the function adjusting means of the on-vehicle electric equipment has been described as an example, but the gist of the present invention is not limited to this. Of course, it can be applied as an input device such as a game machine.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明のハプティック入力装置は、制御
手段に備えられたメモリにアクチュエータの制御信号と
スピーカの制御信号とを記憶しておき、ロータリノブが
操作されたときに、制御手段が当該メモリより読み出さ
れた制御信号に基づいてアクチュエータの駆動信号及び
スピーカの駆動信号を生成し、操作者にアクチュエータ
より与えられる外力及びスピーカより発生される可聴音
の組合せよりなるロータリノブの操作フィーリングを与
えるので、操作者はロータリノブに加えられたアクチュ
エータの外力及びスピーカから発せられる可聴音の双方
によってロータリノブの操作状態をブラインドタッチで
知ることができ、ロータリノブの操作フィーリングを正
確に感得することができて、所望の機器の選択や選択さ
れた機器の機能調整を迅速かつ確実に行うことができ
る。また、メモリにそれぞれ複数のアクチュエータの制
御信号及びスピーカの制御信号を記憶するので、それら
の組合せによって多種多様なロータリノブ３の操作フィ
ーリングを作り出すことができ、ハプティック入力装置
の多機能化及び多用途化を図ることができる。According to the haptic input device of the present invention, the control signal of the actuator and the control signal of the speaker are stored in the memory provided in the control means, and when the rotary knob is operated, the control means has the memory. The drive signal of the actuator and the drive signal of the speaker are generated based on the read control signal, and the operation feeling of the rotary knob that is a combination of the external force given by the actuator and the audible sound generated by the speaker is given to the operator. Therefore, the operator can know the operation state of the rotary knob by blind touch by both the external force of the actuator applied to the rotary knob and the audible sound emitted from the speaker, and the operation feeling of the rotary knob can be accurately sensed. Select the desired device or adjust the function of the selected device. It can be carried out quickly and reliably. Further, since the control signals of the plurality of actuators and the control signals of the speakers are respectively stored in the memory, a variety of operation feelings of the rotary knob 3 can be created by combining them, and the haptic input device can be made multifunctional and versatile. Can be realized.
【図１】第１実施形態例に係るハプティック入力装置の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a haptic input device according to a first embodiment.
【図２】第１実施形態例に係るハプティック入力装置に
よって調整可能な車載電気機器の機能の種別とメモリよ
り読み出されるアクチュエータ制御信号及びスピーカ制
御信号のパターンとの関係を示す表図である。FIG. 2 is a table showing the relationship between the types of functions of in-vehicle electrical equipment that can be adjusted by the haptic input device according to the first embodiment and the patterns of actuator control signals and speaker control signals read from a memory.
【図３】ラジオの機能選択時においてアクチュエータよ
りロータリノブに加えられる外力とスピーカより発せら
れる可聴音とを模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied to a rotary knob by an actuator and an audible sound emitted from a speaker when a radio function is selected.
【図４】ラジオ局の選局時にアクチュエータよりロータ
リノブに加えられる外力とスピーカより発せられる可聴
音とを模式的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied to a rotary knob by an actuator and an audible sound emitted from a speaker when a radio station is selected.
【図５】ラジオの音量調整時にアクチュエータよりロー
タリノブに加えられる外力とスピーカより発せられる可
聴音とを模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied to the rotary knob by the actuator and an audible sound emitted from the speaker when the volume of the radio is adjusted.
【図６】オーディオバランスの調整時にアクチュエータ
よりロータリノブに加えられる外力とスピーカより発せ
られる可聴音とを模式的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing an external force applied to a rotary knob by an actuator and an audible sound emitted from a speaker when adjusting an audio balance.
【図７】第２実施形態例に係るハプティック入力装置に
備えられる制御手段の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a control unit included in the haptic input device according to the second embodiment.
【図８】第３実施形態例に係るハプティック入力装置に
備えられる制御手段の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a control unit included in the haptic input device according to the third embodiment.
【図９】従来例に係る手動入力装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a manual input device according to a conventional example.
２ アクチュエータ ３ ロータリノブ ４ 検知手段 ６ スピーカ ７ 制御手段 ９ 切替スイッチ １０ 不正操作判定部 2 actuators 3 rotary knob 4 Detection means 6 speakers 7 Control means 9 changeover switch 10 Unauthorized operation determination unit
Claims (6)
ブの操作状態を検知する検知手段と、前記ノブに外力を
与えるアクチュエータと、可聴音を発生するスピーカ
と、前記検知手段より出力される検知信号に基づいて前
記アクチュエータ及びスピーカの駆動を制御する制御手
段とを有し、前記制御手段には、前記検知信号に応じた
前記アクチュエータの制御信号及び前記検知信号に応じ
た前記スピーカの制御信号が記憶されたメモリを備え、
前記制御手段は、前記ノブが操作されたとき、前記検知
信号に応じたアクチュエータの制御信号及びスピーカの
制御信号を前記メモリから読み出して前記アクチュエー
タの駆動信号及び前記スピーカの駆動信号を生成し、前
記アクチュエータより与えられる外力及び前記スピーカ
より発生される可聴音の組合せよりなる前記ノブの操作
フィーリングを操作者に与えることを特徴とするハプテ
ィック入力装置。1. A knob manually operated by an operator, detection means for detecting an operation state of the knob, an actuator for applying an external force to the knob, a speaker for producing an audible sound, and output from the detection means. Control means for controlling the drive of the actuator and the speaker based on the detection signal, and the control means controls the actuator according to the detection signal and controls the speaker according to the detection signal. It has a memory where signals are stored,
When the knob is operated, the control means reads an actuator control signal and a speaker control signal corresponding to the detection signal from the memory to generate a drive signal for the actuator and a drive signal for the speaker, A haptic input device characterized in that an operating feeling of the knob, which is a combination of an external force given by an actuator and an audible sound generated by the speaker, is given to an operator.
記アクチュエータの制御信号及び前記検知信号に応じた
前記スピーカの制御信号をそれぞれ複数種別ずつ記憶す
ると共に、前記制御手段に、前記メモリより読み出され
る前記アクチュエータの制御信号及び前記スピーカの制
御信号の組合せを切り換えるスイッチを備えたことを特
徴とする請求項１に記載のハプティック入力装置。2. A plurality of types of control signals of the actuator corresponding to the detection signal and control signals of the speaker corresponding to the detection signal are stored in the memory, and the control unit reads the control signal from the memory. The haptic input device according to claim 1, further comprising a switch that switches a combination of a control signal of the actuator and a control signal of the speaker.
として、操作者に正常な前記ノブの操作感を与える第１
制御信号と、操作者に異常な前記ノブの操作感を与える
第２制御信号とを記憶すると共に、前記制御手段に、前
記ノブが不正操作されたか否かを判定する不正操作判定
部を備え、前記不正操作判定部にて前記ノブが不正操作
されたと判定された場合には前記メモリから第２制御信
号を読み出し、前記不正操作判定部にて前記ノブが不正
操作されていないと判定された場合には前記メモリから
第１制御信号を読み出すことを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載のハプティック入力装置。3. A first operation for giving a normal operation feeling of the knob to an operator as a control signal for the speaker, in the memory.
A control signal and a second control signal that gives the operator an abnormal feeling of operation of the knob are stored, and the control means includes an illegal operation determination unit that determines whether or not the knob is illegally operated, When the tampering determination unit determines that the knob has been tampered with, the second control signal is read from the memory, and the tampering determination unit determines that the knob has not been tampered with. The haptic input device according to claim 1 or 2, wherein the first control signal is read from the memory.
御信号として、前記ノブを一定方向に一定量操作するご
とに前記ノブにクリック感触を与える制御信号を記憶す
ると共に、前記スピーカの制御信号として、前記クリッ
ク感触の発生タイミングごとに音質が異なる可聴音を間
歇的に発生する制御信号を記憶したことを特徴とする請
求項１に記載のハプティック入力装置。4. The control signal for the actuator is stored in the memory as a control signal for the actuator, and a control signal for giving a click feeling to the knob each time the knob is operated in a predetermined direction by a predetermined amount is stored. The haptic input device according to claim 1, wherein a control signal for intermittently generating an audible sound having a different sound quality at each generation timing of the click feeling is stored.
御信号として、前記ノブの操作に一定感触の微振動を与
える制御信号を記憶すると共に、前記スピーカの制御信
号として、前記ノブの操作方向に応じて音質が異なる可
聴音を連続的に発生する制御信号を記憶したことを特徴
とする請求項１に記載のハプティック入力装置。5. The memory stores, as a control signal for the actuator, a control signal for giving a slight vibration with a constant feeling to the operation of the knob, and as a control signal for the speaker in accordance with an operation direction of the knob. The haptic input device according to claim 1, wherein a control signal for continuously generating audible sounds having different sound qualities is stored.
御信号として、前記ノブの操作にセンター復帰力と一定
感触の微振動とセンター位置からの操作量に応じた抵抗
感とを与える制御信号を記憶すると共に、前記スピーカ
の制御信号として、前記ノブがセンター位置に復帰した
タイミングで可聴音を発生する制御信号を記憶したこと
を特徴とする請求項１に記載のハプティック入力装置。6. The memory stores, as a control signal for the actuator, a control signal for giving a center return force, a slight vibration with a constant feeling, and a resistance feeling according to an operation amount from the center position to the operation of the knob. The haptic input device according to claim 1, wherein a control signal for generating an audible sound at the timing when the knob returns to the center position is stored as the control signal for the speaker.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001343510A JP2003153354A (en) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Haptic inputting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001343510A JP2003153354A (en) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Haptic inputting apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003153354A true JP2003153354A (en) | 2003-05-23 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
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2001
- 2001-11-08 JP JP2001343510A patent/JP2003153354A/en active Pending
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