JP2006251845A - Inner force sense applying type input device - Google Patents

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Satoru Hayasaka
哲 早坂
Hiromi Kuribayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To give a sense of operation by pop force to a user, and to stop a cursor, a pointer, or the like in a position intended by the user even when the user lets go of a control knob from this state. <P>SOLUTION: A rotational speed of the control knob 6 is calculated on the basis of a rotational angle signal. It is judged whether a pop force command is being received. When the user is operating the control knob in a state of generating pop force, control of changing a waveform of the pop force is carried out, and a drive signal is outputted to a manual operation part by using the waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は入力装置に関し、特に少なくとも一方向に手動操作可能な手動操作部を備えた力覚付与型入力装置に関する。   The present invention relates to an input device, and more particularly, to a force sense imparting input device including a manual operation unit that can be manually operated in at least one direction.

従来より、車載用機器を手動で操作する際に、力覚付与型入力装置が使用されている。この力覚付与型入力装置は、操作ノブを回転させて、操作ノブの回転軸に取り付けられたセンサにより回転角度を検出し、この回転角度の位置に対応する力覚(トルク)を求め、操作ノブに取り付けられたアクチュエータにこの力覚を付与する指示を送り、アクチュエータが操作ノブに力覚を付与する。これにより、ユーザは、操作ノブの力覚を受けて所定の操作感触を得る。   Conventionally, when a vehicle-mounted device is manually operated, a force imparting input device has been used. This force sense input device rotates an operation knob, detects a rotation angle by a sensor attached to a rotation shaft of the operation knob, obtains a force sense (torque) corresponding to the position of the rotation angle, and operates the operation knob. An instruction to give this force sense is sent to the actuator attached to the knob, and the actuator gives a force sense to the operation knob. Thereby, the user receives a force sense of the operation knob and obtains a predetermined operation feeling.

特開2003−295959号公報JP 2003-295959 A

このような力覚付与装置においては、所定の領域、例えばディスプレイに表示されている領域を超えてカーソルやポインタなどを移動させるために操作ノブを回転の限界まで大きく回転させて画面スクロールを行うときに、操作ノブにポップフォース(画面の段階的なスクロールなどをユーザに体感させるために所定の間隔で所定時間発生させる瞬発回転力)を付与する。   In such a force sense imparting device, when scrolling the screen by rotating the operation knob to the limit of rotation in order to move the cursor or pointer beyond a predetermined area, for example, an area displayed on the display In addition, a pop force (instantaneous rotational force generated at a predetermined interval for a predetermined time in order to make the user feel a step-by-step scroll of the screen) is applied to the operation knob.

しかしながら、画面スクロールを行っている状態からユーザが操作ノブから手を離すと、ポップフォースにより操作ノブが必要以上に回転してユーザが意図する位置にカーソルやポインタなどを停止させることができないという問題がある。   However, if the user releases the operation knob while the screen is being scrolled, the operation knob is rotated more than necessary by pop force, and the cursor or pointer cannot be stopped at the position intended by the user. There is.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザに対してポップフォースによる操作体感を与えると共に、この状態からユーザが操作ノブから手を離してもユーザが意図する位置にカーソルやポインタなどを停止させることができる力覚付与型入力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and gives the user a sense of operation by pop force, and a cursor, a pointer, and the like at a position intended by the user even when the user releases the operation knob from this state. It is an object of the present invention to provide a haptic input device that can stop the operation.

本発明の力覚付与型入力装置は、手動操作可能な手動操作手段と、前記手動操作手段に力覚を付与するアクチュエータと、前記手動操作手段の回転状態に基づく位置信号を出力すると共に、前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記位置信号が第1領域に隣接する第2領域にあるときに、前記位置信号を前記第2領域から前記第1領域に復帰させる復帰反力を発生するように前記アクチュエータの駆動制御を行うと共に、前記位置信号が前記第2領域にあるときにポップフォースを付与する駆動信号を出力し、前記ポップフォースは、前記手動操作手段を戻す第1の力と、前記手動操作手段を送る第2の力とからなり、少なくとも前記第2領域から前記第1領域に戻る際には、前記第1の力が前記第2の力よりも相対的に小さくなることを特徴とする。   The force sense imparting type input device of the present invention outputs manually operable manual operation means, an actuator for giving force sense to the manual operation means, a position signal based on a rotation state of the manual operation means, and Control means for performing drive control of the actuator, and the control means sends the position signal from the second area to the first area when the position signal is in a second area adjacent to the first area. The actuator is controlled so as to generate a return reaction force to return to the position, and a drive signal for giving a pop force is output when the position signal is in the second region. It consists of a first force that returns the operating means and a second force that sends the manual operating means, and at least when returning from the second region to the first region, the first force is the first force. Wherein the relatively smaller than the force.

この構成によれば、ユーザが第2領域(復帰反力付与領域)から第1領域(選択移動領域)に戻す場合に、ポップフォースの波形を制御するので、ポップフォースにより操作ノブが必要以上に勝手に回転することがなくなり、ユーザが意図した位置にカーソルやポインタなどを停止することが可能となる。   According to this configuration, when the user returns from the second area (return reaction force application area) to the first area (selective movement area), the waveform of the pop force is controlled. The user does not rotate freely, and the cursor or pointer can be stopped at the position intended by the user.

本発明の力覚付与型入力装置においては、前記ポップフォースは、少なくとも前記第2領域から前記第1領域に戻る際には、前記手動操作手段を送る前記第2の力のみになることが好ましい。本発明の力覚付与型入力装置においては、前記制御手段は、前記手動操作手段の回転状態に基づいて前記手動操作手段の回転速度を求める速度演算手段と、前記速度演算手段の結果に基づいて前記ポップフォースの波形を制御する波形制御手段と、を具備することが好ましい。この場合において、前記波形制御手段は、前記手動操作手段を送る前記第2の力のみになるように波形を制御することが好ましい。   In the haptic input device of the present invention, it is preferable that the pop force is only the second force for sending the manual operation means when returning from the second region to the first region. . In the haptic input device of the present invention, the control means is based on a speed calculation means for obtaining a rotation speed of the manual operation means based on a rotation state of the manual operation means, and on the result of the speed calculation means. And a waveform control means for controlling the waveform of the pop force. In this case, it is preferable that the waveform control means controls the waveform so that only the second force for sending the manual operation means is applied.

本発明によれば、手動操作可能な手動操作手段と、前記手動操作手段に力覚を付与するアクチュエータと、前記手動操作手段の回転状態に基づく位置信号を出力すると共に、前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記位置信号が第1領域に隣接する第2領域にあるときに、前記位置信号を前記第2領域から前記第1領域に復帰させる復帰反力を発生するように前記アクチュエータの駆動制御を行うと共に、前記位置信号が前記第2領域にあるときにポップフォースを付与する駆動信号を出力し、前記ポップフォースは、前記手動操作手段を戻す第1の力と、前記手動操作手段を送る第2の力とからなり、少なくとも前記第2領域から前記第1領域に戻る際には、前記第1の力が前記第2の力よりも相対的に小さくなるので、ユーザに対してポップフォースによる操作体感を与えると共に、この状態からユーザが操作ノブから手を離してもユーザが意図する位置にカーソルやポインタなどを停止させることができる。   According to the present invention, manual operation means that can be manually operated, an actuator that gives a force sense to the manual operation means, a position signal based on a rotation state of the manual operation means, and a drive control of the actuator are controlled. Control means for performing a return reaction for returning the position signal from the second area to the first area when the position signal is in a second area adjacent to the first area. The actuator controls the actuator so as to generate a force, and outputs a driving signal that gives a pop force when the position signal is in the second region. The pop force returns the manual operation means. 1 and a second force for sending the manual operation means. At least when returning from the second region to the first region, the first force is more effective than the second force. Since manner decreases, it is with providing an operation feel due to pop force the user, stopping the like cursor or pointer position where the user user intends even release the operation knob from this state.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、力覚付与型入力装置がディスプレイを有する車載機器の力覚付与型入力装置である場合について説明する。なお、本発明において、第1領域とは、力覚の観点からは操作感触付与領域であり、画面表示の観点からは選択移動領域又は連続移動領域であり、第2領域とは、力覚の観点からは復帰反力付与領域であり、画面表示の観点からは画面スクロール領域である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the haptic input device is a haptic input device of an in-vehicle device having a display. In the present invention, the first area is an operation feeling imparting area from the viewpoint of haptics, is a selective movement area or a continuous movement area from the viewpoint of screen display, and the second area is a haptic area. From the viewpoint, it is a return reaction force application area, and from the viewpoint of screen display, it is a screen scroll area.

本実施の形態においては、ディスプレイに表示されている文字や項目を選択する場合の力覚付与型入力装置の制御について説明する。図1は、本実施の形態に係る力覚付与型入力装置の手動操作部の構成を示す正面図である。図1において、力覚付与型入力装置は、電磁コイルで構成されたアクチュエータ1を有する。このアクチュエータ1には、操作軸2が挿通されており、一方の端部(下端)側にはコード板3が取り付けられており、他方の端部(上端)には、操作ノブ6が取り付けられている。コード板3は、その面が操作軸2の軸方向と直交するように操作軸2に取り付けられている。コード板3の側方には、コード板3の周縁部を囲繞するように回転角センサであるフォトインタラプタ4が配置されている。したがって、操作ノブ6を回転することにより、操作軸2に取り付けられたコード板が操作ノブ6の回転に応じて回転し、その回転をフォトインタラプタ4で検出するようになっている。また、アクチュエータ1と操作ノブ6との間には、パネル板5が配置されている。   In the present embodiment, control of the haptic input device when a character or item displayed on the display is selected will be described. FIG. 1 is a front view showing the configuration of the manual operation unit of the haptic input device according to the present embodiment. In FIG. 1, the haptic input device has an actuator 1 composed of an electromagnetic coil. An operation shaft 2 is inserted through the actuator 1, a cord plate 3 is attached to one end (lower end) side, and an operation knob 6 is attached to the other end (upper end). ing. The code plate 3 is attached to the operation shaft 2 so that the surface thereof is orthogonal to the axial direction of the operation shaft 2. A photo interrupter 4 that is a rotation angle sensor is disposed on the side of the code plate 3 so as to surround the periphery of the code plate 3. Therefore, by rotating the operation knob 6, the code plate attached to the operation shaft 2 rotates according to the rotation of the operation knob 6, and the rotation is detected by the photo interrupter 4. A panel plate 5 is disposed between the actuator 1 and the operation knob 6.

図2は、本発明の実施の形態1に係る力覚付与型入力装置の構成を示す図である。この力覚付与型入力装置は、図1に示す手動操作部(図2においては、操作ノブ6、アクチュエータ1としての回転モータ及びフォトインタラプタ4で示している)と、手動操作部を制御する制御部7とを有する。この力覚付与型入力装置は、車載機器本体側を制御する本体側制御部8と電気的に接続されており、この本体側制御部8は、ディスプレイ9の表示を制御するように構成されている。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the force sense input device according to Embodiment 1 of the present invention. This force sense imparting type input device includes a manual operation unit shown in FIG. 1 (in FIG. 2, indicated by an operation knob 6, a rotary motor as the actuator 1 and a photo interrupter 4), and a control for controlling the manual operation unit. Part 7. This force sense imparting type input device is electrically connected to a main body side control unit 8 that controls the in-vehicle device main body side, and this main body side control unit 8 is configured to control the display of the display 9. Yes.

制御部7は、フォトインタラプタ4から出力される回転状態、すなわち回転角信号に基づいて回転速度を求める回転速度演算部73と、回転速度演算部73で算出された回転速度にしたがってポップフォース(画面の段階的なスクロールなどをユーザに体感させるために所定の間隔で所定の時間発生させる瞬発回転力)の波形を制御する波形制御部72と、回転位置情報を力覚(トルク)情報に変換する変換部74と、回転位置情報と力覚情報とを対応づける情報(例えばテーブル)を格納したメモリ75と、変換部74から出力される力覚情報と波形制御部72から出力されるポップフォースの波形情報とに基づいて駆動信号を生成し出力する力覚制御部71とを有する。   The control unit 7 includes a rotation speed calculation unit 73 for obtaining a rotation speed based on a rotation state output from the photo interrupter 4, that is, a rotation angle signal, and a pop force (screen) according to the rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 73. A waveform control unit 72 for controlling the waveform of instantaneous rotation force generated at a predetermined interval for a predetermined time in order to make the user experience a step-by-step scroll, and the rotational position information is converted into force sense (torque) information. The conversion unit 74, a memory 75 that stores information (for example, a table) that associates rotational position information and force information, force information output from the conversion unit 74, and pop force output from the waveform control unit 72 A force control unit 71 that generates and outputs a drive signal based on the waveform information.

次に、上記構成を有する力覚付与型入力装置の動作について説明する。図3は、本発明の実施の形態1に係る力覚付与型入力装置の操作反力の状態を説明するための図である。ここでは、例示として、図2に示すディスプレイ9の表示を左に移動させる場合に、反時計回りに操作ノブ6を回転させ、表示を右に移動させる場合に、時計回りに操作ノブ6を回転させる。なお、操作ノブ6の回転方向と表示の移動方向との関係は、これに限定されず、ディスプレイ9の表示を左に移動させる場合に、時計回りに操作ノブ6を回転させ、表示を右に移動させる場合に、反時計回りに操作ノブ6を回転させても良い。図2に示すディスプレイ9において、表示「D」から表示「C」に移動させる場合、操作ノブ6を反時計回りに回転させる。すなわち、図3における選択移動領域(操作感触付与領域)内のS5からS4に移動する。このとき、操作ノブ6の回転により操作軸2が回転すると共にコード板3が回転する。この回転はフォトインタラプタ4により検出され、回転により発生した回転角の信号が制御部7の回転速度演算部73及び変換部74に送られる。   Next, an operation of the haptic input device having the above configuration will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining a state of an operation reaction force of the haptic input device according to the first embodiment of the present invention. Here, as an example, when the display on the display 9 shown in FIG. 2 is moved to the left, the operation knob 6 is rotated counterclockwise, and when the display is moved to the right, the operation knob 6 is rotated clockwise. Let The relationship between the rotation direction of the operation knob 6 and the movement direction of the display is not limited to this, and when the display 9 is moved to the left, the operation knob 6 is rotated clockwise and the display is turned to the right. When moving, the operation knob 6 may be rotated counterclockwise. When the display 9 shown in FIG. 2 is moved from the display “D” to the display “C”, the operation knob 6 is rotated counterclockwise. That is, the process moves from S5 to S4 in the selection movement area (operation feeling imparting area) in FIG. At this time, the operation shaft 2 is rotated by the rotation of the operation knob 6 and the code plate 3 is rotated. This rotation is detected by the photo interrupter 4, and a rotation angle signal generated by the rotation is sent to the rotation speed calculation unit 73 and the conversion unit 74 of the control unit 7.

回転速度演算部73においては、フォトインタラプタ4からの回転角信号に基づいて操作ノブ6の回転速度を算出する。変換部74においては、回転角信号に対応する回転位置信号を本体側制御部8に出力する。また、変換部74においては、メモリ75に格納された回転位置情報と力覚(トルク)情報との関係を用いてトルク情報を力覚制御部71に送る。また、回転速度の情報は、波形制御部72に出力され、後述するポップフォースの波形制御において用いられる。本体側制御部8では、制御部7からの位置信号に基づいてディスプレイ9の表示を「D」から「C」に移動させる表示制御を行う。また、本体側制御部8は、手動操作部に対してクリック感に相当する力覚を付与するコマンドを制御部7の力覚制御部71に出力する。力覚制御部71は、本体側制御部8のコマンドにしたがって手動操作部の回転モータに駆動信号を出力する。   The rotation speed calculation unit 73 calculates the rotation speed of the operation knob 6 based on the rotation angle signal from the photo interrupter 4. In the conversion unit 74, a rotation position signal corresponding to the rotation angle signal is output to the main body side control unit 8. Further, the conversion unit 74 sends torque information to the force sense control unit 71 using the relationship between the rotational position information and the force sense (torque) information stored in the memory 75. The rotational speed information is output to the waveform control unit 72 and used in pop-force waveform control to be described later. The main body control unit 8 performs display control for moving the display 9 from “D” to “C” based on the position signal from the control unit 7. Further, the main body side control unit 8 outputs a command for giving a force sense corresponding to a click feeling to the manual operation unit to the force sense control unit 71 of the control unit 7. The force sense control unit 71 outputs a drive signal to the rotary motor of the manual operation unit in accordance with a command from the main body side control unit 8.

駆動信号が回転モータに出力される、すなわち回転モータに所定の電流が流れると、回転モータは、はじめに回転操作方向と反対方向の回転トルクを徐々に大きくなるように操作ノブ6に付与し、S5とS4の中間地点からS4までにおいて回転操作方向と同じ方向の回転トルクを徐々に小さくなるように操作ノブ6に付与する。   When the drive signal is output to the rotary motor, that is, when a predetermined current flows through the rotary motor, the rotary motor first applies the rotational torque in the direction opposite to the rotational operation direction to the operation knob 6 so as to gradually increase, and S5. From the middle point of S4 to S4, the rotational torque in the same direction as the rotational operation direction is applied to the operation knob 6 so as to be gradually reduced.

すなわち、図3に示すように、上記のような選択移動領域(操作感触付与領域:第1領域)では、例えばS5からS4に向けてはじまる操作では、操作ノブ6を回転させる際に、その操作方向の逆方向に加えられる操作反力、いわゆる力覚(トルク)が付与される。この力覚は、図3に示すように、操作ノブ6の回転量(位置)に比例して大きくなる。これは、ディスプレイ9の表示では、カーソル(図2においては枠で表わす)「D」から「C」に移動する直前の位置までに対応する。そして、ディスプレイ9の表示で枠が「C」に移動すると、急激に操作反力の向きが逆方向になる、すなわち表示「C」領域への引き込み力が力覚として付与される。このようにして、図3に示す選択移動領域においては、操作ノブ6の回転により、操作ノブ6への力覚の付与と、ディスプレイ9の表示の移動とが連動して行われる。   That is, as shown in FIG. 3, in the selection movement area (operation feeling imparting area: first area) as described above, for example, in an operation starting from S5 to S4, when the operation knob 6 is rotated, the operation is performed. An operation reaction force applied in the opposite direction of the direction, that is, a so-called force sense (torque) is applied. As shown in FIG. 3, the force sense increases in proportion to the rotation amount (position) of the operation knob 6. This corresponds to the position immediately before the cursor (shown by a frame in FIG. 2) “D” to “C” in the display on the display 9. When the frame moves to “C” on the display 9, the direction of the operation reaction force suddenly reverses, that is, the pulling force to the display “C” region is applied as a force sense. In this manner, in the selective movement region shown in FIG. 3, the application of force sense to the operation knob 6 and the movement of the display 9 are performed in conjunction with the rotation of the operation knob 6.

ディスプレイ9に表示されている領域を超えて枠を移動させるために操作ノブ6を回転の限界まで大きく回転させると、すなわち、図3において、選択移動領域である第1領域から画面スクロール領域(復帰反力付与領域:第2領域)、すなわち第2領域に移行すると、上記と同じように回転角の信号が制御部7の回転速度演算部73に送られ、回転角信号から回転速度が求められると共に、変換部74により回転速度から変換された位置信号が本体側制御部8に出力される。本体側制御部8では、制御部7からの位置信号がディスプレイ9の範囲外である、すなわち画面スクロール状態であるかどうかを判断し(例えば図3におけるE0点)、画面スクロール状態である場合には、ポップフォースと呼ばれる力覚を付与するコマンドを制御部7の力覚制御部71に対して出力する。力覚制御部71では、コマンドにしたがって、図3に示すような波形のポップフォースXを駆動信号としてアクチュエータ1に出力する。アクチュエータ1はポップフォースの駆動信号に基づいて操作ノブ6に力覚を付与する。また、本体側制御部8では、制御部7からの位置信号に基づいてディスプレイ9の表示を次々にスクロールさせる表示制御を行う。ここで、ポップフォースXは、操作ノブ6を戻す力x1と、操作ノブ6を送る力、すなわちx1と反対方向の力x2とを有する力である。 In order to move the frame beyond the area displayed on the display 9, when the operation knob 6 is largely rotated to the limit of rotation, that is, in FIG. (Reaction force application region: second region), that is, when the second region is entered, a rotation angle signal is sent to the rotation speed calculation unit 73 of the control unit 7 as described above, and the rotation speed is obtained from the rotation angle signal. At the same time, the position signal converted from the rotation speed by the conversion unit 74 is output to the main body side control unit 8. In the main body control unit 8 is outside the scope position signal of the display 9 from the control unit 7, i.e. the screen to determine whether a scroll state (e.g. E 0 point in FIG. 3), if a scrolling state In this case, a command for giving a force sense called pop force is output to the force sense control unit 71 of the control unit 7. In accordance with the command, the force sense control unit 71 outputs a pop force X having a waveform as shown in FIG. 3 to the actuator 1 as a drive signal. The actuator 1 gives a force sensation to the operation knob 6 based on a driving signal of pop force. Further, the main body side control unit 8 performs display control for successively scrolling the display 9 based on the position signal from the control unit 7. Here, the pop force X is a force having a force x 1 for returning the operation knob 6 and a force for sending the operation knob 6, that is, a force x 2 opposite to x 1 .

このようにユーザが操作ノブ6を画面スクロール領域まで回転させて画面スクロールを行っている状態で、目的とする位置で枠を停止させる場合には、ユーザは操作ノブ6から手を離す。このとき、図3における画面スクロール領域から選択移動領域に移行して上述したように目的とする位置で枠を停止させようとするが、選択移動領域直前の位置、すなわち図3におけるE1でポップフォースXと同じ波形のポップフォースが発生すると、このポップフォースのために操作ノブ6が回転して目的とする位置から枠がずれてしまう。このため、ポップフォースを発生させている状態からユーザが操作ノブ6から手を離したときに、その操作ノブ6の回転速度に応じてポップフォースを制御する。すなわち、ユーザが操作ノブ6から手を離すと、操作ノブ6が勢いよく回転するので、その回転速度を検出して、その回転速度に応じてポップフォースの波形を変える。具体的には、図3に示すように、選択移動領域近傍でのポップフォースの波形を変える(ポップフォースY)。 In this way, when the user rotates the operation knob 6 to the screen scroll area and scrolls the screen, the user releases the operation knob 6 when stopping the frame at the target position. At this time, the screen is moved from the screen scroll area in FIG. 3 to the selection movement area, and the frame is stopped at the target position as described above, but popped at the position immediately before the selection movement area, that is, E 1 in FIG. When a pop force having the same waveform as the force X is generated, the operation knob 6 rotates due to the pop force, and the frame is shifted from the target position. For this reason, when the user releases the operation knob 6 from the state in which the pop force is generated, the pop force is controlled according to the rotation speed of the operation knob 6. That is, when the user releases the operation knob 6, the operation knob 6 rotates vigorously, so that the rotation speed is detected and the waveform of the pop force is changed according to the rotation speed. Specifically, as shown in FIG. 3, the waveform of the pop force in the vicinity of the selected movement region is changed (pop force Y).

制御部7の波形制御部72では、ポップフォースXの波形を図5(a)に示すような波形に変える制御を行う。図5(a)に示すポップフォースは、ポップフォースXに比べて、操作ノブ6を戻す力x1(第1の力)が弱くなっており、相対的に操作ノブ6を戻す力x1(第1の力)が操作ノブ6を送る力x2(第2の力)よりも弱くなっている。このようにポップフォースにおける操作ノブ6を戻す力x1(第1の力)を相対的に弱くしている。ユーザが操作ノブ6から手を離した後において、操作ノブ6が必要以上に勝手に回転するのは、操作ノブ6を戻す力が大きいことによるので、このようにポップフォースにおける操作ノブ6を戻す力x1(第1の力)を相対的に弱くすることにより、操作ノブ6が必要以上に勝手に回転することを防止できる。なお、ポップフォースXの波形を変える場合において、図5(b)に示すように、操作ノブ6を送る力x2(第2の力)のみになるように波形を制御しても良い。このようにしても、操作ノブ6が必要以上に勝手に回転することを防止できる。 The waveform control unit 72 of the control unit 7 performs control to change the waveform of the pop force X to a waveform as shown in FIG. In the pop force shown in FIG. 5A, the force x 1 (first force) for returning the operation knob 6 is weaker than that of the pop force X, and the force x 1 (returning the operation knob 6 relatively). The first force) is weaker than the force x 2 (second force) for sending the operation knob 6. Thus, the force x 1 (first force) for returning the operation knob 6 in the pop force is relatively weak. After the user releases the operation knob 6, the operation knob 6 rotates more freely than necessary because the force to return the operation knob 6 is large, and thus the operation knob 6 in the pop force is returned. By making the force x 1 (first force) relatively weak, the operation knob 6 can be prevented from rotating more than necessary. When changing the waveform of the pop force X, as shown in FIG. 5B, the waveform may be controlled so that only the force x 2 (second force) for sending the operation knob 6 is obtained. Even in this case, it is possible to prevent the operation knob 6 from rotating more than necessary.

図4は、本発明の実施の形態1に係る力覚付与型入力装置におけるポップフォースの制御を説明するためのフロー図である。まず、制御部7の回転速度演算部73において、回転角信号に基づいて操作ノブ6の回転速度ω=Δθ/Δtを計算する(ST11)。次いで、ポップフォース(POP)コマンドを受信しているか、すなわちユーザが操作ノブ6をポップフォースが発生する状態(ユーザが操作ノブ6を画面スクロール領域まで回転させて画面スクロールを行っている状態)で操作しているかどうかを判断する(ST12)。次いで、波形制御部72において、回転速度に応じてポップフォースの波形を変える制御を行う(ST13)。すなわち、波形制御部121において、ポップフォースXの波形を図5(a)又は図5(b)に示すような波形に変える。そして、この波形を含む駆動信号を手動操作部に対して出力する(ST14)。   FIG. 4 is a flowchart for explaining pop force control in the haptic input device according to Embodiment 1 of the present invention. First, the rotation speed calculation unit 73 of the control unit 7 calculates the rotation speed ω = Δθ / Δt of the operation knob 6 based on the rotation angle signal (ST11). Next, in a state where a pop force (POP) command is received, that is, a state where the user generates a pop force on the operation knob 6 (a state where the user rotates the operation knob 6 to the screen scroll area and performs screen scrolling). It is determined whether or not it is operating (ST12). Next, the waveform control unit 72 performs control to change the waveform of the pop force according to the rotation speed (ST13). That is, the waveform control unit 121 changes the waveform of the pop force X to a waveform as shown in FIG. 5A or 5B. And the drive signal containing this waveform is output with respect to a manual operation part (ST14).

このように本実施の形態においては、ユーザが操作ノブ6を画面スクロール領域まで回転させて画面スクロールを行っている状態(復帰反力付与領域)から手を離して選択移動領域(操作感触付与領域)に戻す場合に、回転速度に応じてポップフォースの波形を変えるような制御を行う。このため、ポップフォースにより操作ノブ6が必要以上に勝手に回転することがなくなり、ディスプレイ9においてユーザが意図した位置にカーソルや枠を停止させることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the user moves his / her operation knob 6 to the screen scroll area and scrolls the screen (return reaction force application area) to release the selection movement area (operation feeling application area). When returning to (), control is performed to change the waveform of the pop force according to the rotation speed. For this reason, the operation knob 6 is not rotated more than necessary by pop force, and the cursor and the frame can be stopped at the position intended by the user on the display 9.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている部材の構成(特に手動操作部の構成)、材料などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。また、上記実施の形態においては、操作ノブを回転する場合について説明しているが、本発明は、操作ノブを上下左右方向に平行移動させた場合においてポップフォースを発生させる構成についても適用することが可能である。この場合においては、位置信号は回転状態から求めるのではなく、平行移動状態から求める。また、上記実施の形態においては、操作ノブが戻る際に波形を制御する場合について説明しているが、本発明においては、特別な波形制御を行わずに、もともと記憶されているポップフォースの波形を第1の力が第2の力よりも相対的に小さくなるようにしても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. In the above embodiment, the configuration of the members (particularly the configuration of the manual operation unit), the material, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited thereto, and may be changed as appropriate within the scope of the effects of the present invention. Is possible. Moreover, although the case where the operation knob is rotated has been described in the above embodiment, the present invention is also applicable to a configuration that generates pop force when the operation knob is translated in the vertical and horizontal directions. Is possible. In this case, the position signal is not obtained from the rotation state but from the parallel movement state. Further, in the above embodiment, the case where the waveform is controlled when the operation knob returns is described, but in the present invention, the waveform of the pop force originally stored without performing the special waveform control. The first force may be relatively smaller than the second force. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

本実施の形態に係る力覚付与型入力装置の手動操作部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the manual operation part of the force sense provision type input device which concerns on this Embodiment. 本発明の実施の形態に係る力覚付与型入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the force sense provision type input device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る力覚付与型入力装置の操作反力の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state of the operation reaction force of the force sense provision type input device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る力覚付与型入力装置におけるポップフォースの波形制御を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the waveform control of the pop force in the force sense provision type input device which concerns on embodiment of this invention. (a),(b)は、本発明の実施の形態に係る力覚付与型入力装置のポップフォースの波形を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the waveform of the pop force of the force sense provision type input device which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 アクチュエータ
2 操作軸
3 コード板
4 フォトインタラプタ
5 パネル板
6 操作ノブ
7 制御部
8 本体側制御部
9 ディスプレイ
71 力覚制御部
72 波形制御部
73 回転速度演算部
74 変換部
75 メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 2 Operation shaft 3 Code board 4 Photo interrupter 5 Panel board 6 Operation knob 7 Control part 8 Main body side control part 9 Display 71 Force control part 72 Waveform control part 73 Rotational speed calculation part 74 Conversion part 75 Memory

Claims (4)

手動操作可能な手動操作手段と、前記手動操作手段に力覚を付与するアクチュエータと、前記手動操作手段の回転状態に基づく位置信号を出力すると共に、前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記位置信号が第1領域に隣接する第2領域にあるときに、前記位置信号を前記第2領域から前記第1領域に復帰させる復帰反力を発生するように前記アクチュエータの駆動制御を行うと共に、前記位置信号が前記第2領域にあるときにポップフォースを付与する駆動信号を出力し、前記ポップフォースは、前記手動操作手段を戻す第1の力と、前記手動操作手段を送る第2の力とからなり、少なくとも前記第2領域から前記第1領域に戻る際には、前記第1の力が前記第2の力よりも相対的に小さくなることを特徴とする力覚付与型入力装置。   Manual operation means capable of manual operation, an actuator for giving a force sensation to the manual operation means, and a control means for outputting a position signal based on a rotation state of the manual operation means and for controlling driving of the actuator. And the control means generates a return reaction force for returning the position signal from the second area to the first area when the position signal is in a second area adjacent to the first area. The actuator performs drive control, and outputs a drive signal for giving a pop force when the position signal is in the second region, the pop force has a first force for returning the manual operation means, A second force for sending manual operation means, and at least when returning from the second region to the first region, the first force is relatively smaller than the second force. Haptic feedback input device according to claim and. 前記ポップフォースは、少なくとも前記第2領域から前記第1領域に戻る際には、前記手動操作手段を送る前記第2の力のみになることを特徴とする請求項1記載の力覚付与型入力装置。   2. The haptic input according to claim 1, wherein the pop force is only the second force for sending the manual operation means when returning from the second region to the first region. apparatus. 前記制御手段は、前記手動操作手段の回転状態に基づいて前記手動操作手段の回転速度を求める速度演算手段と、前記速度演算手段の結果に基づいて前記ポップフォースの波形を制御する波形制御手段と、を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の力覚付与型入力装置。   The control means includes a speed calculation means for obtaining a rotation speed of the manual operation means based on a rotation state of the manual operation means, and a waveform control means for controlling the pop force waveform based on the result of the speed calculation means; The haptic input device according to claim 1 or 2, further comprising: 前記波形制御手段は、前記手動操作手段を送る前記第2の力のみになるように波形を制御することを特徴とする請求項3記載の力覚付与型入力装置。   4. The haptic input device according to claim 3, wherein the waveform control means controls the waveform so that only the second force is sent to the manual operation means.
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