JP2001109558A - 制御ノブ及び他のインターフェース装置に対する機構 - Google Patents
制御ノブ及び他のインターフェース装置に対する機構Info
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- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ノブの付加的な自由度を提供する他のインタ
ーフェース装置又は制御ノブに対する機構。 【解決手段】 一つの実施例は、回転軸とほぼ垂直な横
面においても可動な回転ノブを提供する。回転センサー
は、回移動置を検知し、横センサーは、制御ノブ２６の
横方向の位置を検知することができる。他の実施例は、
回転軸Ａとほぼ同軸の駆動装置のシャフトを備える駆動
装置を提供する。又、かかる駆動装置は、制御ノブ２６
の直線状の動きに対応するように、駆動装置の筐体と関
連して、回転軸Ａに沿って直線的に動かされ得る。他の
実施例において、二つの組み合わされたギアを備えるギ
アの組立ては、ノブからセンサーへ回転動作を伝達する
ために備えられ、そして、組み合わされたギアは、制御
ノブ２６が回転軸Ａに沿って動かされたとき、お互いに
関連しあいながら伝達する。
ーフェース装置又は制御ノブに対する機構。 【解決手段】 一つの実施例は、回転軸とほぼ垂直な横
面においても可動な回転ノブを提供する。回転センサー
は、回移動置を検知し、横センサーは、制御ノブ２６の
横方向の位置を検知することができる。他の実施例は、
回転軸Ａとほぼ同軸の駆動装置のシャフトを備える駆動
装置を提供する。又、かかる駆動装置は、制御ノブ２６
の直線状の動きに対応するように、駆動装置の筐体と関
連して、回転軸Ａに沿って直線的に動かされ得る。他の
実施例において、二つの組み合わされたギアを備えるギ
アの組立ては、ノブからセンサーへ回転動作を伝達する
ために備えられ、そして、組み合わされたギアは、制御
ノブ２６が回転軸Ａに沿って動かされたとき、お互いに
関連しあいながら伝達する。
Description
【０００１】
【背景と本発明】本発明は、一般的にはノブ制御装置に
関連し、より詳しくは力のフィードバック及び／又は追
加的な入力機能を備える制御ノブ装置に関する。
関連し、より詳しくは力のフィードバック及び／又は追
加的な入力機能を備える制御ノブ装置に関する。
【０００２】制御ノブは、多くの異なった型の装置にお
いて、多様な異なった機能に対して用いられる。しばし
ば、回転制御ノブは、ボタンやスイッチ制御などの他の
型の制御装置に対しては適合しなかった使用者に対し
て、制御の度合いを提供する。例えば、多くの使用者
は、ステレオや他の音が出力される装置からの、音の出
力の音量を調整するのに、回転制御ノブを使用すること
を好む。その理由は、このノブは、特にボタン制御に比
べ、比較的容易に、細かくも又大まかにも音量の調節を
することを可能にするからである。回転ノブも直線（ス
ライド）ノブも、例えば、キッチンや他の家内応用例、
例えばビデオの編集／巻き戻し装置や、遠隔操作、テレ
ビジョン、コンピューターインターフェース制御装置な
ど種々のものに用いられる。装置に対して付加的な制御
を可能とする、押し込んだり引き出したりする機能を可
能とする多くの型のノブもある。
いて、多様な異なった機能に対して用いられる。しばし
ば、回転制御ノブは、ボタンやスイッチ制御などの他の
型の制御装置に対しては適合しなかった使用者に対し
て、制御の度合いを提供する。例えば、多くの使用者
は、ステレオや他の音が出力される装置からの、音の出
力の音量を調整するのに、回転制御ノブを使用すること
を好む。その理由は、このノブは、特にボタン制御に比
べ、比較的容易に、細かくも又大まかにも音量の調節を
することを可能にするからである。回転ノブも直線（ス
ライド）ノブも、例えば、キッチンや他の家内応用例、
例えばビデオの編集／巻き戻し装置や、遠隔操作、テレ
ビジョン、コンピューターインターフェース制御装置な
ど種々のものに用いられる。装置に対して付加的な制御
を可能とする、押し込んだり引き出したりする機能を可
能とする多くの型のノブもある。
【０００３】幾つかの制御ノブは、力の（運動感覚の）
フィードバックや接触感覚のフィードバックが備えられ
ており、これらは合わせて、ここでは“触覚フィードバ
ック”と呼ぶ。触覚フィードバック装置は、ノブを操作
する使用者に対して、肉体的な感覚を与える。典型的に
は、モーターは、ノブに連結され、そしてマイクロプロ
セッサーのような制御装置に接続される。マイクロプロ
セッサーは、ノブの位置と方向の信号をノブセンサーか
ら受け取り、そして適切な力のフィードバック制御信号
をモーターに送る。そして、モーターは、力をノブに提
供する。このようにして、多様な制御可能な感覚が、例
えば移動止めやバネの力のように、ノブ対して出力され
る。
フィードバックや接触感覚のフィードバックが備えられ
ており、これらは合わせて、ここでは“触覚フィードバ
ック”と呼ぶ。触覚フィードバック装置は、ノブを操作
する使用者に対して、肉体的な感覚を与える。典型的に
は、モーターは、ノブに連結され、そしてマイクロプロ
セッサーのような制御装置に接続される。マイクロプロ
セッサーは、ノブの位置と方向の信号をノブセンサーか
ら受け取り、そして適切な力のフィードバック制御信号
をモーターに送る。そして、モーターは、力をノブに提
供する。このようにして、多様な制御可能な感覚が、例
えば移動止めやバネの力のように、ノブ対して出力され
る。
【０００４】従来の技術の制御ノブについて生じる一つ
の問題は、ノブは、基本的な回転及び／又は押し−引き
動作に限られる点である。これは、使用者の制御の選択
を、選択の多様性を許さないような単純な装置に限定す
る。大半の機械的なノブは、極めて限定された感覚しか
持たない。言い換えると、それらは、インターフェース
コンテキストによりながら、違いを感じる能力を有しな
い。加えて、もし力のフィードバックがノブに提供され
ると、ノブの限定された制御の機能性は、使用者が、望
まれた機能に対しての更なる制御の提供するための、力
のフィードバックを十分に駆使することを制限する。更
に、よく知られた力のフィードバックに関するセンセー
ションの多くは、ノブから要求される選択機能の幾つか
を取り扱うには不十分である。そこでは、しばしば、機
能や選択に対する複合的な制御が、限定的なノブの動き
と共に提供される。
の問題は、ノブは、基本的な回転及び／又は押し−引き
動作に限られる点である。これは、使用者の制御の選択
を、選択の多様性を許さないような単純な装置に限定す
る。大半の機械的なノブは、極めて限定された感覚しか
持たない。言い換えると、それらは、インターフェース
コンテキストによりながら、違いを感じる能力を有しな
い。加えて、もし力のフィードバックがノブに提供され
ると、ノブの限定された制御の機能性は、使用者が、望
まれた機能に対しての更なる制御の提供するための、力
のフィードバックを十分に駆使することを制限する。更
に、よく知られた力のフィードバックに関するセンセー
ションの多くは、ノブから要求される選択機能の幾つか
を取り扱うには不十分である。そこでは、しばしば、機
能や選択に対する複合的な制御が、限定的なノブの動き
と共に提供される。
【０００５】
【発明の要旨】本発明は、使用者が、多様な方法で装置
の機能を制御することを可能とするような、ノブ制御イ
ンターフェースを提供する。ノブ制御装置の実施例は、
ノブに対して追加的な自由度を与える機構を含んでい
る。
の機能を制御することを可能とするような、ノブ制御イ
ンターフェースを提供する。ノブ制御装置の実施例は、
ノブに対して追加的な自由度を与える機構を含んでい
る。
【０００６】より詳細には、一つの実施例において、本
発明のノブ制御装置は、ノブを通じて伸びる軸の周り
で、回転自由度において、回転可能なノブを含んでい
る。このノブは、軸に対してほぼ垂直な横平面において
も可動である。機構は、横平面におけるノブの動きに、
特別の横方向の動きを提供するものである。この機構
は、ゲート部分とプランジャー部分とを備えることがで
きる。プランジャー部分は、特別な横方向を提供するた
めに、ゲート部分と連動する。又、この機構は、互いに
横にスライド可能に連動された二つの滑動部を含んでお
り、又、この機構は、横平面における動きを可能にす
る。回転センサーは、回転自由度においてノブの位置を
検知し、又横センサーは、特に横方向においてノブの位
置を検知する。好ましくは、ゲート部分は複数の溝を備
える。そして、それぞれの溝は、予定された横方向の一
つと一致している。又、そこでは、プランジャー部分が
溝の一つと連動している。幾つかの実施例において、ゲ
ートとプランジャー部分は、ノブを通じて伸びる軸から
離れたところに位置される。そして、第二のゲートとプ
ランジャー部分は、更なる安定性のために、軸の反対側
に位置される。好ましい実施例においては、駆動装置は
ノブと組み合わせられ、そして軸周りでの回転自由度に
力を出力する。
発明のノブ制御装置は、ノブを通じて伸びる軸の周り
で、回転自由度において、回転可能なノブを含んでい
る。このノブは、軸に対してほぼ垂直な横平面において
も可動である。機構は、横平面におけるノブの動きに、
特別の横方向の動きを提供するものである。この機構
は、ゲート部分とプランジャー部分とを備えることがで
きる。プランジャー部分は、特別な横方向を提供するた
めに、ゲート部分と連動する。又、この機構は、互いに
横にスライド可能に連動された二つの滑動部を含んでお
り、又、この機構は、横平面における動きを可能にす
る。回転センサーは、回転自由度においてノブの位置を
検知し、又横センサーは、特に横方向においてノブの位
置を検知する。好ましくは、ゲート部分は複数の溝を備
える。そして、それぞれの溝は、予定された横方向の一
つと一致している。又、そこでは、プランジャー部分が
溝の一つと連動している。幾つかの実施例において、ゲ
ートとプランジャー部分は、ノブを通じて伸びる軸から
離れたところに位置される。そして、第二のゲートとプ
ランジャー部分は、更なる安定性のために、軸の反対側
に位置される。好ましい実施例においては、駆動装置は
ノブと組み合わせられ、そして軸周りでの回転自由度に
力を出力する。
【０００７】本発明の他の実施例は、新規の駆動装置
や、そのようなものを備える装置を提供する。装置は、
回転軸について回転自由度で回転可能で、回転軸に沿っ
て直線的に移動可能な、例えばノブのような、使用者の
操作部を備える。操作部と組み合わされる駆動装置は、
軸周りでの回転自由度において、力を出力する。そし
て、そこでは、駆動装置は、回転の軸と同軸のシャフト
を含んでいる。この駆動装置のシャフトは、操作部の直
線的な動きに合わせるために、回転軸に沿って直線的に
移動させられる。回転センサーは、操作部の回転位置を
検知し、センサーは、回転軸に沿って操作部の直線的な
動きを検知する。駆動装置のシャフトは、回転子とシャ
フトが回転の軸に沿って直線的に同時に動くことができ
るように、駆動装置の回転子と強固に組み合わされてい
る。そして、そこでは駆動装置の固定子が接地されてい
る。
や、そのようなものを備える装置を提供する。装置は、
回転軸について回転自由度で回転可能で、回転軸に沿っ
て直線的に移動可能な、例えばノブのような、使用者の
操作部を備える。操作部と組み合わされる駆動装置は、
軸周りでの回転自由度において、力を出力する。そし
て、そこでは、駆動装置は、回転の軸と同軸のシャフト
を含んでいる。この駆動装置のシャフトは、操作部の直
線的な動きに合わせるために、回転軸に沿って直線的に
移動させられる。回転センサーは、操作部の回転位置を
検知し、センサーは、回転軸に沿って操作部の直線的な
動きを検知する。駆動装置のシャフトは、回転子とシャ
フトが回転の軸に沿って直線的に同時に動くことができ
るように、駆動装置の回転子と強固に組み合わされてい
る。そして、そこでは駆動装置の固定子が接地されてい
る。
【０００８】本発明の他の実施例においては、制御装置
は、使用者によって操作されたり物理的に接触される、
例えばノブのような操作部を含んでいる。そして、この
操作部は、回転軸に沿って移動したり、回転軸の周りで
回転することが可能である、センサーは、操作部の回転
を検知し、又、二つの連動したギアを備えるギアの集ま
りを検知する。ギアは、ノブからセンサーに回転動作を
伝え、ノブが動かされたとき、連動されたギアは互いに
連動しあう。駆動装置は、ノブに回転の力を出力する装
置の中に含まれうる。
は、使用者によって操作されたり物理的に接触される、
例えばノブのような操作部を含んでいる。そして、この
操作部は、回転軸に沿って移動したり、回転軸の周りで
回転することが可能である、センサーは、操作部の回転
を検知し、又、二つの連動したギアを備えるギアの集ま
りを検知する。ギアは、ノブからセンサーに回転動作を
伝え、ノブが動かされたとき、連動されたギアは互いに
連動しあう。駆動装置は、ノブに回転の力を出力する装
置の中に含まれうる。
【０００９】本発明は、使用者にとって、より優れた制
御機能を有する制御インターフェース装置を提供する。
ノブの直線及び横方向の自由度は、使用者に、その手を
ノブ等の操作部から離すことなく又極めて容易に、機能
やセッティングやモードやオプションを選択することを
可能とする。力のフィードバックも又、使用者により優
れた制御を与えるため、及びタッチの感触を通じて、オ
プションやセレクションについて使用者に伝達するため
に、操作部に加えられる。駆動装置や伝達の革新は、操
作部に、更なる自由度をもって動かされること、及び、
がたや摩擦が殆どないことを可能とする。そして、この
ようにして、本発明の力のフィードバックの具体化を促
進する。
御機能を有する制御インターフェース装置を提供する。
ノブの直線及び横方向の自由度は、使用者に、その手を
ノブ等の操作部から離すことなく又極めて容易に、機能
やセッティングやモードやオプションを選択することを
可能とする。力のフィードバックも又、使用者により優
れた制御を与えるため、及びタッチの感触を通じて、オ
プションやセレクションについて使用者に伝達するため
に、操作部に加えられる。駆動装置や伝達の革新は、操
作部に、更なる自由度をもって動かされること、及び、
がたや摩擦が殆どないことを可能とする。そして、この
ようにして、本発明の力のフィードバックの具体化を促
進する。
【００１０】本発明のこれらの優れた点は、後述の発明
の詳細の記述を読み、描かれた幾つかの図を検討するこ
とによって、このような技術を習得した者に明らかとな
る。
の詳細の記述を読み、描かれた幾つかの図を検討するこ
とによって、このような技術を習得した者に明らかとな
る。
【００１１】
【望ましい実施例の詳細な記述】図１は、本発明の制御
ノブを備える制御パネルである、電子装置に対する制御
パネル１２の一例の透視図を示している。この制御ノブ
は、装置の種々の機能を制御しようとする使用者によっ
て操作される。記述された実施例において、この装置は
種々の車のシステム対する制御装置である。例えば、こ
の装置に接続されたスピーカーからの音声出力機能、車
に対する環境機能（空調や、暖房、その他）、車の設備
を調整したり動かしたりする機械的な機能（鏡、座席、
サンルーフ、その他）、車の中で用いられる視覚的機能
（地図の表示、車両の状況表示、メニューやリストの選
択、ウエッブページの表示やナビゲーション、その
他）、車のセキュリティーや安全等のその他の機能。例
えば、この装置の共通の機能は、一つ又はそれ以上の媒
体又は信号からの音を再生することである。例えば、カ
セットテープ、デジタルオーディオトランスミッション
（ＤＡＴ）テープ、コンパクトディスク（ＣＤ’ｓ）、
他の光ディスク、ラジオ、放送局や無線ネットワークリ
ンクから空気を通じて伝わる他の信号。この装置は、車
両からの情報や、車両の他のシステム等からの影響を表
示する能力を含みうる。
ノブを備える制御パネルである、電子装置に対する制御
パネル１２の一例の透視図を示している。この制御ノブ
は、装置の種々の機能を制御しようとする使用者によっ
て操作される。記述された実施例において、この装置は
種々の車のシステム対する制御装置である。例えば、こ
の装置に接続されたスピーカーからの音声出力機能、車
に対する環境機能（空調や、暖房、その他）、車の設備
を調整したり動かしたりする機械的な機能（鏡、座席、
サンルーフ、その他）、車の中で用いられる視覚的機能
（地図の表示、車両の状況表示、メニューやリストの選
択、ウエッブページの表示やナビゲーション、その
他）、車のセキュリティーや安全等のその他の機能。例
えば、この装置の共通の機能は、一つ又はそれ以上の媒
体又は信号からの音を再生することである。例えば、カ
セットテープ、デジタルオーディオトランスミッション
（ＤＡＴ）テープ、コンパクトディスク（ＣＤ’ｓ）、
他の光ディスク、ラジオ、放送局や無線ネットワークリ
ンクから空気を通じて伝わる他の信号。この装置は、車
両からの情報や、車両の他のシステム等からの影響を表
示する能力を含みうる。
【００１２】或いは、制御された装置は、他の電子装置
やコンピューター装置の多様なものとなる。例えば、こ
の装置は、家庭機器になり得る。例えば、テレビジョン
セット、電子レンジや他の台所機器、洗い機、乾燥機、
ホームステレオコンポーネントやホームステレオシステ
ム、ホームコンピューター、パーソナルデジタルアシス
タント、セルラーホン、テレビのセットトップボック
ス、ビデオゲームコンソール、あらゆる装置へのリモー
ト制御、パーソナルコンピューターやコンソールゲーム
に対する制御装置やインターフェース、ホームオートメ
ーションシステム（照明、ガレージドア、鍵、機器、そ
の他）、電話、コピー、模型の車のようなリモート制御
される装置に対する制御装置、おもちゃ、ビデオやフィ
ルムの編集や再生システム、その他。この装置は、物理
的に制御パネル１２に組み合わされる。又は、このパネ
ル１２は、この装置から物理的に離され、ワイヤーやケ
ーブルやワイヤレス送信機や受信機その他を通じて伝え
られる信号を用いる装置と通じうる。この装置は、車、
家、事務所、実験室、アーケード、病院、他の場面で使
用され得る。
やコンピューター装置の多様なものとなる。例えば、こ
の装置は、家庭機器になり得る。例えば、テレビジョン
セット、電子レンジや他の台所機器、洗い機、乾燥機、
ホームステレオコンポーネントやホームステレオシステ
ム、ホームコンピューター、パーソナルデジタルアシス
タント、セルラーホン、テレビのセットトップボック
ス、ビデオゲームコンソール、あらゆる装置へのリモー
ト制御、パーソナルコンピューターやコンソールゲーム
に対する制御装置やインターフェース、ホームオートメ
ーションシステム（照明、ガレージドア、鍵、機器、そ
の他）、電話、コピー、模型の車のようなリモート制御
される装置に対する制御装置、おもちゃ、ビデオやフィ
ルムの編集や再生システム、その他。この装置は、物理
的に制御パネル１２に組み合わされる。又は、このパネ
ル１２は、この装置から物理的に離され、ワイヤーやケ
ーブルやワイヤレス送信機や受信機その他を通じて伝え
られる信号を用いる装置と通じうる。この装置は、車、
家、事務所、実験室、アーケード、病院、他の場面で使
用され得る。
【００１３】制御パネル１２は、制御される装置の機能
を操作するために、使用者によってアクセス可能であ
る。パネル１２は、例えば、ダッシュボードの上や下等
の車両の内装や、車のセンターコンソールや、他の便利
な場所に用いられる。或いは、パネル１２は、それ自
身、例えばステレオユニット等の、制御される装置の外
部ハウジングの表面にもなり得る。
を操作するために、使用者によってアクセス可能であ
る。パネル１２は、例えば、ダッシュボードの上や下等
の車両の内装や、車のセンターコンソールや、他の便利
な場所に用いられる。或いは、パネル１２は、それ自
身、例えばステレオユニット等の、制御される装置の外
部ハウジングの表面にもなり得る。
【００１４】ディスプレイ１４は、制御された装置やシ
ステムや及び／又は装置に接続された他のシステムと関
連している使用者に情報を与えるように、制御された装
置及び／又はパネル１２に組み合わされている。例え
ば、オプションやモード２０は、装置のどの機能が今選
択されているのか、及びノブの操作を通じて調整されよ
うとしているのかの示すために表示される。そのような
オプションは、“オーディオ、”“地図、”“インター
ネット、”、“電話”、パワー、その他、及び、一つの
モードの選択はサブモードのメニューを導くこともでき
る。例えば、現在のオーディオボリューム、オーディオ
バランス、ラジオチューナーのラジオ周波数、その他、
等の他の情報２２も表示されうる。更に、装置の付加的
な機能に関連する、あらゆる情報も表示されうる。例え
ば、使用者が制御パネル１２を操作することによって選
択することができるアイテムのリスト２４等である。幾
つかの実施例では、地図や同様の図の表示は、使用者
が、車両を操縦することが可能なようにディスプレイ１
４に表示されうる。他の実施例において、ディスプレイ
１４は、ホストコンピューターによって制御される他の
グラフィカルな環境や、グラフィカルユーザーインター
フェースを表示する、分離したモニターとなることもで
きる。ディスプレイ１４はあらゆる好ましい表示装置と
なり得る。例えば、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディス
プレイ、ガスプラズマディスプレイ、ＣＲＴ、他の装
置。幾つかの実施例において、ディスプレイ１４は、使
用者が、ディスプレイ１４の表面に表示されたイメージ
を直接“タッチ”することによって、それらの表示や関
連した設定や機能を選択することができるように、接触
感応式の表面を備えることができる。
ステムや及び／又は装置に接続された他のシステムと関
連している使用者に情報を与えるように、制御された装
置及び／又はパネル１２に組み合わされている。例え
ば、オプションやモード２０は、装置のどの機能が今選
択されているのか、及びノブの操作を通じて調整されよ
うとしているのかの示すために表示される。そのような
オプションは、“オーディオ、”“地図、”“インター
ネット、”、“電話”、パワー、その他、及び、一つの
モードの選択はサブモードのメニューを導くこともでき
る。例えば、現在のオーディオボリューム、オーディオ
バランス、ラジオチューナーのラジオ周波数、その他、
等の他の情報２２も表示されうる。更に、装置の付加的
な機能に関連する、あらゆる情報も表示されうる。例え
ば、使用者が制御パネル１２を操作することによって選
択することができるアイテムのリスト２４等である。幾
つかの実施例では、地図や同様の図の表示は、使用者
が、車両を操縦することが可能なようにディスプレイ１
４に表示されうる。他の実施例において、ディスプレイ
１４は、ホストコンピューターによって制御される他の
グラフィカルな環境や、グラフィカルユーザーインター
フェースを表示する、分離したモニターとなることもで
きる。ディスプレイ１４はあらゆる好ましい表示装置と
なり得る。例えば、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディス
プレイ、ガスプラズマディスプレイ、ＣＲＴ、他の装
置。幾つかの実施例において、ディスプレイ１４は、使
用者が、ディスプレイ１４の表面に表示されたイメージ
を直接“タッチ”することによって、それらの表示や関
連した設定や機能を選択することができるように、接触
感応式の表面を備えることができる。
【００１５】制御ノブ２６は、使用者が直接、機能を操
作したり、装置をセッティングすることを可能とする。
ノブ２６は、記載した実施例において、使用者が携わる
ことができる、おおよそ円筒形のものである。ノブ２６
は、替わりとして、多様な異なったものによっても実施
され得る。それらの中には、円錐形、球形、ダイヤル、
立方体、棒、その他が含まれる。又、ノブ２６は、その
表面に、多様な異なった構成のを備えることもできる。
それらの中には、凹凸、線や他のグリップ、や周辺の表
面から伸びた突起や部分が含まれる。加えて、如何なる
多様な異なったサイズのノブが提供され得る。例えば、
もし、大きな大きさの力がノブに出力されると、大きな
直径の円筒型のノブが、しばしば、使用者が装置に調和
することをより容易にする。記載した実施例において、
ノブ２６は、例えば、軸Ａ、矢印２８に示されるよう
に、ノブから延長する軸の周りで単一の回転自由度で、
回転する。使用者は、好ましくは、ノブ２６の周辺表面
３０を握ったり触れたりして、それを望ましい量だけ回
す。力のフィードバックは、以下により詳細について記
載するように、幾つかの実施例において、この回転自由
度において提供される。マルチプルノブ２６は、他の実
施例においてパネル１２の上に提供される。そして、そ
れぞれのノブは、異なる又は同様の制御機能を提供す
る。
作したり、装置をセッティングすることを可能とする。
ノブ２６は、記載した実施例において、使用者が携わる
ことができる、おおよそ円筒形のものである。ノブ２６
は、替わりとして、多様な異なったものによっても実施
され得る。それらの中には、円錐形、球形、ダイヤル、
立方体、棒、その他が含まれる。又、ノブ２６は、その
表面に、多様な異なった構成のを備えることもできる。
それらの中には、凹凸、線や他のグリップ、や周辺の表
面から伸びた突起や部分が含まれる。加えて、如何なる
多様な異なったサイズのノブが提供され得る。例えば、
もし、大きな大きさの力がノブに出力されると、大きな
直径の円筒型のノブが、しばしば、使用者が装置に調和
することをより容易にする。記載した実施例において、
ノブ２６は、例えば、軸Ａ、矢印２８に示されるよう
に、ノブから延長する軸の周りで単一の回転自由度で、
回転する。使用者は、好ましくは、ノブ２６の周辺表面
３０を握ったり触れたりして、それを望ましい量だけ回
す。力のフィードバックは、以下により詳細について記
載するように、幾つかの実施例において、この回転自由
度において提供される。マルチプルノブ２６は、他の実
施例においてパネル１２の上に提供される。そして、そ
れぞれのノブは、異なる又は同様の制御機能を提供す
る。
【００１６】更に、本発明の制御ノブ２６は、使用者に
対して付加的な制御機能を可能にする。このノブ２６
は、好ましくは、回転軸Ａに対して、ほぼ垂直（直交）
する面において、一つ又はそれ以上の方向に、使用者に
よって動かされ得ることが好ましい。（“交軸方向”や
“横方向”な動き）この横方向の動きは、矢印３２によ
って示されている。例えば、ノブ２６は、示された４つ
の直交方向と、４つの対角方向に動かされ得る。又、他
の実施例においては、例えば示された２方向のみその
他、前記より少ない又は多い方向に動かされ得る。一つ
の実施例では、ノブのそれぞれの横方向は、バネによっ
て荷重されている。そして、それによって、ある一方向
３２に動かされ、そして、使用者が手を離したり、ノブ
に十分な力を働かせることを止めたりすると、ノブはそ
の中心の静止位置に戻る。他の実施例では、ノブはその
ようなバネによるバイアスなく提供されるので、ノブ２
６は、使用者が積極的に新しい位置にそれを動かす迄
は、あらゆる位置にも留まり得る。
対して付加的な制御機能を可能にする。このノブ２６
は、好ましくは、回転軸Ａに対して、ほぼ垂直（直交）
する面において、一つ又はそれ以上の方向に、使用者に
よって動かされ得ることが好ましい。（“交軸方向”や
“横方向”な動き）この横方向の動きは、矢印３２によ
って示されている。例えば、ノブ２６は、示された４つ
の直交方向と、４つの対角方向に動かされ得る。又、他
の実施例においては、例えば示された２方向のみその
他、前記より少ない又は多い方向に動かされ得る。一つ
の実施例では、ノブのそれぞれの横方向は、バネによっ
て荷重されている。そして、それによって、ある一方向
３２に動かされ、そして、使用者が手を離したり、ノブ
に十分な力を働かせることを止めたりすると、ノブはそ
の中心の静止位置に戻る。他の実施例では、ノブはその
ようなバネによるバイアスなく提供されるので、ノブ２
６は、使用者が積極的に新しい位置にそれを動かす迄
は、あらゆる位置にも留まり得る。
【００１７】このノブ２６の横方向の動きは、使用者
に、制御された装置の更なるセッティングや機能を選択
することを可能とする。幾つかの実施例では、ノブ２６
によってもたらされる更なる制御オプションは、従来は
ボタンに割り当てられていた機能がノブ２６に割り当て
られるので、他の多くのボタンやつまみが省かれ得る。
例えば、使用者は、ディスプレイ１４上のカーソル３４
や他の視覚的なインジケーター（例えば、ポインター、
セレクションボックス、矢印や、選択された文字やイメ
ージの高輝度表示）を、ディスプレイ上の望まし選択に
移動させることができる。
に、制御された装置の更なるセッティングや機能を選択
することを可能とする。幾つかの実施例では、ノブ２６
によってもたらされる更なる制御オプションは、従来は
ボタンに割り当てられていた機能がノブ２６に割り当て
られるので、他の多くのボタンやつまみが省かれ得る。
例えば、使用者は、ディスプレイ１４上のカーソル３４
や他の視覚的なインジケーター（例えば、ポインター、
セレクションボックス、矢印や、選択された文字やイメ
ージの高輝度表示）を、ディスプレイ上の望まし選択に
移動させることができる。
【００１８】カーソルによる位置づけモードに加えて、
ノブ２６の横方向の動きは、セッティングの値や強度を
直接制御することが可能である。例えば、ノブ２６の左
方向への動きは、もし、使用者が、継続的にノブ２６を
左の方向に保持すると、予め定められた割合で、値が減
少するとき、ラジオ局の周波数値を減少させたり、音量
レベルを調整することができる。ノブ２６の右方向への
動きは、同様にして、値を増加させることができる。他
の例において、ひとたび、情報セッティングの一つが選
択されると、サブメニューが表示されたり、そしてノブ
２６の方向３２は、空気の温度、タイマー、表示された
地図の上のカーソル、その他を調整することができる。
ノブ２６の横方向の動きは、セッティングの値や強度を
直接制御することが可能である。例えば、ノブ２６の左
方向への動きは、もし、使用者が、継続的にノブ２６を
左の方向に保持すると、予め定められた割合で、値が減
少するとき、ラジオ局の周波数値を減少させたり、音量
レベルを調整することができる。ノブ２６の右方向への
動きは、同様にして、値を増加させることができる。他
の例において、ひとたび、情報セッティングの一つが選
択されると、サブメニューが表示されたり、そしてノブ
２６の方向３２は、空気の温度、タイマー、表示された
地図の上のカーソル、その他を調整することができる。
【００１９】他の実施において、８つの方向のそれぞれ
は、サブメニューのカテゴリーに対応したり、又、ノブ
の回転が選択されたメニューの中でオプションを選択す
るために用いられるときは、横方向のそれぞれは、新し
いメニューを選択するためのみに用いられる。例えば、
“オーディオ”、“地図”、“温度”、及び“セルラー
ホン”等のカテゴリーは、車環境において提供された
り、横方向に割り当てられたりし得る。一度ノブが一つ
の横方向に動かされると、サブ−メニューのカテゴリー
が選択され、そして、例えば、ノブは、カーソルをリス
トの中で動かしたり、機能を選択したり、値を調節した
り、その他のことをするために、回転され得る。他の制
御体系も、用いられ得る。一つの実施例において、ノブ
は、中心位置から各々の８方向に、小さな距離だけ横方
向に動きうる。他の動きの距離は、他の実施例において
実施され得る。
は、サブメニューのカテゴリーに対応したり、又、ノブ
の回転が選択されたメニューの中でオプションを選択す
るために用いられるときは、横方向のそれぞれは、新し
いメニューを選択するためのみに用いられる。例えば、
“オーディオ”、“地図”、“温度”、及び“セルラー
ホン”等のカテゴリーは、車環境において提供された
り、横方向に割り当てられたりし得る。一度ノブが一つ
の横方向に動かされると、サブ−メニューのカテゴリー
が選択され、そして、例えば、ノブは、カーソルをリス
トの中で動かしたり、機能を選択したり、値を調節した
り、その他のことをするために、回転され得る。他の制
御体系も、用いられ得る。一つの実施例において、ノブ
は、中心位置から各々の８方向に、小さな距離だけ横方
向に動きうる。他の動きの距離は、他の実施例において
実施され得る。
【００２０】異なったモードも実施され得る。例えば、
初期モードは、使用者に、ノブの方向３２を用いながら
カーソル３４を制御することを可能とする。一度カーソ
ルが望ましいセッティング、例えば音量セッティングに
位置されると、使用者は、モードを、例えば値を調整す
るように、方向３２がセッティング自身を制御すること
が可能となるように変えることができる。モードを変え
るには、あらゆる望ましつまみが用いられ得る。例え
ば、使用者は、モードを選択するためにノブ２６を押す
ことができる（下記）。他の実施例において、使用者
は、モードを切り替えるために別個のボタンを押すこと
ができるし、或いは、方向３２の幾つか又は全てのが、
モードを選択するために用いられ得る。例えば、下の方
向は、使用者がボリュームを調整するためにノブを回す
ことができるように、“ボリューム”モードに変えるよ
うにしたり、上方向は、“ラジオ周波数調整”モードに
変更可能であったり、左方向は、“バランス”モード
（ノブ２６を回転させるてオーディオの出力に対するス
ピーカーステレオのバランスを調整するため）に変える
ようにする。
初期モードは、使用者に、ノブの方向３２を用いながら
カーソル３４を制御することを可能とする。一度カーソ
ルが望ましいセッティング、例えば音量セッティングに
位置されると、使用者は、モードを、例えば値を調整す
るように、方向３２がセッティング自身を制御すること
が可能となるように変えることができる。モードを変え
るには、あらゆる望ましつまみが用いられ得る。例え
ば、使用者は、モードを選択するためにノブ２６を押す
ことができる（下記）。他の実施例において、使用者
は、モードを切り替えるために別個のボタンを押すこと
ができるし、或いは、方向３２の幾つか又は全てのが、
モードを選択するために用いられ得る。例えば、下の方
向は、使用者がボリュームを調整するためにノブを回す
ことができるように、“ボリューム”モードに変えるよ
うにしたり、上方向は、“ラジオ周波数調整”モードに
変更可能であったり、左方向は、“バランス”モード
（ノブ２６を回転させるてオーディオの出力に対するス
ピーカーステレオのバランスを調整するため）に変える
ようにする。
【００２１】加えて、制御ノブ２６は、望ましくは、軸
Ａ（又は、軸Ａとほぼ平行）に沿っての自由度におい
て、押されたり（及び／又は引かれたり）され得る。そ
して、この動きは、軸方向のスイッチやセンサーに伝達
される。これは、使用者に、彼又は彼女のグリップをノ
ブから離す必要なく、機能やセッティングを選択する更
なる方法を提供する。例えば、望ましい一つの実施形態
では、使用者は、ノブ２６の交軸方向３２又は回転を用
いて、ディスプレイ１４上のカーソル３４又はインジケ
ーターを動かすことができる。カーソルがディスプレイ
の望ましいセッティング又は領域に動かされているとき
は、使用者は、望ましいセッティングを選択するために
ノブ２６を押すことができる。これは、マウスボタンが
コンピューターのグラフィカルユーザーインターフェー
スの中のアイコンを選択するのとよく似ている。又は、
押したり引いたりする機能は、上述のモードを制御する
ことに有益となり得る。なぜなら、使用者は、それがプ
ッシュモードにある間に、単にノブを押したり、ノブを
回したりし、そして後に、他のモードを選択するために
ノブを離したり、元に戻すからである。上述したモード
はノブ２６を押したり引いたりすることによって切り替
えられ得る。ノブ２６の押したり及び／又は引く機能
は、バネの戻る偏向によってもたらされ得る。そして、
それによって、ノブは、使用者がノブを手放した後、そ
の静止位置に戻る。かわりに、ノブは、使用者が積極的
にノブを新しい位置におくまでは、押された又は引かれ
た位置に留まるように実施され得る。
Ａ（又は、軸Ａとほぼ平行）に沿っての自由度におい
て、押されたり（及び／又は引かれたり）され得る。そ
して、この動きは、軸方向のスイッチやセンサーに伝達
される。これは、使用者に、彼又は彼女のグリップをノ
ブから離す必要なく、機能やセッティングを選択する更
なる方法を提供する。例えば、望ましい一つの実施形態
では、使用者は、ノブ２６の交軸方向３２又は回転を用
いて、ディスプレイ１４上のカーソル３４又はインジケ
ーターを動かすことができる。カーソルがディスプレイ
の望ましいセッティング又は領域に動かされているとき
は、使用者は、望ましいセッティングを選択するために
ノブ２６を押すことができる。これは、マウスボタンが
コンピューターのグラフィカルユーザーインターフェー
スの中のアイコンを選択するのとよく似ている。又は、
押したり引いたりする機能は、上述のモードを制御する
ことに有益となり得る。なぜなら、使用者は、それがプ
ッシュモードにある間に、単にノブを押したり、ノブを
回したりし、そして後に、他のモードを選択するために
ノブを離したり、元に戻すからである。上述したモード
はノブ２６を押したり引いたりすることによって切り替
えられ得る。ノブ２６の押したり及び／又は引く機能
は、バネの戻る偏向によってもたらされ得る。そして、
それによって、ノブは、使用者がノブを手放した後、そ
の静止位置に戻る。かわりに、ノブは、使用者が積極的
にノブを新しい位置におくまでは、押された又は引かれ
た位置に留まるように実施され得る。
【００２２】ノブ２６は、好ましくは、少なくともノブ
の回転自由度において、力のフィードバックと共に提供
される。ここに記載された触覚を有するノブインターフ
ェースの一つの完成型は、一つの触覚ノブで、使用者
が、直感的に幾つかのインターフェースモードを制御す
ることを可能とする。これは、使用者のインターフェー
スの状況にはっきりと応答するようにノブの感度を調節
することによって、使用者は、複雑なメニューやモード
を通じて、より容易に操縦することができる。例えば、
他のモードは、ジョグシャトルのバネの中心感覚を有し
うるのに対して、幾つかのインターフェースモードは、
回転止めの触覚感覚を有し得る。触覚と比喩されるもの
と同様のものを提供することによって、この多様なフィ
ードバックは、はっきりとした、上等な使用者の経験を
もたらす。この駆動装置は、望ましくは、駆動装置を駆
動するパワーエレクトロニクスやアンプの、電圧や電流
を考慮しながら、最大のトルクを提供できるように設計
される。
の回転自由度において、力のフィードバックと共に提供
される。ここに記載された触覚を有するノブインターフ
ェースの一つの完成型は、一つの触覚ノブで、使用者
が、直感的に幾つかのインターフェースモードを制御す
ることを可能とする。これは、使用者のインターフェー
スの状況にはっきりと応答するようにノブの感度を調節
することによって、使用者は、複雑なメニューやモード
を通じて、より容易に操縦することができる。例えば、
他のモードは、ジョグシャトルのバネの中心感覚を有し
うるのに対して、幾つかのインターフェースモードは、
回転止めの触覚感覚を有し得る。触覚と比喩されるもの
と同様のものを提供することによって、この多様なフィ
ードバックは、はっきりとした、上等な使用者の経験を
もたらす。この駆動装置は、望ましくは、駆動装置を駆
動するパワーエレクトロニクスやアンプの、電圧や電流
を考慮しながら、最大のトルクを提供できるように設計
される。
【００２３】更なる制御ボタン（示されず）や他の制御
装置は、又、使用者が装置の異なった機能やセッティン
グを選択することができるように設けられ得る。例え
ば、それは、ダイヤル、ノブ、直線スライドノブ、ハッ
トスイッチ、その他を備える。そのような更なる制御
は、制御ノブ２６と共に、更なる選択及び調節機能を提
供するために用いられる。
装置は、又、使用者が装置の異なった機能やセッティン
グを選択することができるように設けられ得る。例え
ば、それは、ダイヤル、ノブ、直線スライドノブ、ハッ
トスイッチ、その他を備える。そのような更なる制御
は、制御ノブ２６と共に、更なる選択及び調節機能を提
供するために用いられる。
【００２４】本発明の一つの実施例は、音声認識やコマ
ンド機能と共に、ここに記載された感触ノブの実施のあ
らゆるものを提供する。音声認識／翻訳ソフトウエアー
／ファームウエアーは、その技術分野において技術を有
するものにはよく知られているように、装置やインター
フェースの一つ又はそれ以上のプロセッサー上で走るこ
とができる。機能の幾つかの型は、声と触覚によって高
められた感覚との組合せと共に制御することに非常に相
性が良い。例えば、オーディオモード、温度制御モー
ド、その他などのモードは、声によって選択されること
ができる。そして、しかしながら、使用者は、例えば、
ラジオのボリューム、温度のセッティングその他の機能
の値を調節するために、触覚ノブを用いることができ
る。この実施例は、幾つかの選択や調節は、声でなすこ
とがより容易で、それに対し、他のものは手動の制御を
用いてなすことが、一般的にはより容易であることを表
す。加えて、このような実施例は、使用者の注意が、運
転などの他の仕事から移行することを最小限にしなが
ら、装置に対する制御を最大限とすることができる。
ンド機能と共に、ここに記載された感触ノブの実施のあ
らゆるものを提供する。音声認識／翻訳ソフトウエアー
／ファームウエアーは、その技術分野において技術を有
するものにはよく知られているように、装置やインター
フェースの一つ又はそれ以上のプロセッサー上で走るこ
とができる。機能の幾つかの型は、声と触覚によって高
められた感覚との組合せと共に制御することに非常に相
性が良い。例えば、オーディオモード、温度制御モー
ド、その他などのモードは、声によって選択されること
ができる。そして、しかしながら、使用者は、例えば、
ラジオのボリューム、温度のセッティングその他の機能
の値を調節するために、触覚ノブを用いることができ
る。この実施例は、幾つかの選択や調節は、声でなすこ
とがより容易で、それに対し、他のものは手動の制御を
用いてなすことが、一般的にはより容易であることを表
す。加えて、このような実施例は、使用者の注意が、運
転などの他の仕事から移行することを最小限にしなが
ら、装置に対する制御を最大限とすることができる。
【００２５】このノブに用いられるセンサーは、二つの
基本的な目的を有する。位置と方向の情報（そして、幾
つかの実施例において、速度及び／又は加速情報）を、
真実に近い触覚の影響（位置に基礎をおく影響に対し
て）を生み出すために、ローカルやホストのプロセッサ
ーに伝達すること、ノブの位置情報を、ホストによる実
施がなされている環境で、選択や操作に関するホストコ
ンピューターやプロセッサーに伝達することである。触
覚の影響は、高い解像力を有するセンサー、例えば全回
転あたり少なくとも１０００カウント、が用いられると
きに最高の性能を発揮する。なぜなら、ノブは、好まし
くは、回転動作の無限の幅を有する継続的な回転装置で
あることが好ましいので、継続的なターンのポテンショ
メーターよりむしろエンコーダーが、最大値と最小値と
の間の移動におけるエンコーダーの正確さや誤りの低さ
から、望ましい。他の型のセンサーも、もちろん、他の
実施例において用いられ得る。それらには、磁気センサ
ー、アナログポテンショメーター、その他が含まれる。
幾つかの実施例においては、図２を参照し、下記に記載
したように、例えば、ベルトドライブ、キャプスタンド
ライブその他のように、高い増幅トランスミッションが
より優れた分解能を提供するために用いられることがで
きる。
基本的な目的を有する。位置と方向の情報（そして、幾
つかの実施例において、速度及び／又は加速情報）を、
真実に近い触覚の影響（位置に基礎をおく影響に対し
て）を生み出すために、ローカルやホストのプロセッサ
ーに伝達すること、ノブの位置情報を、ホストによる実
施がなされている環境で、選択や操作に関するホストコ
ンピューターやプロセッサーに伝達することである。触
覚の影響は、高い解像力を有するセンサー、例えば全回
転あたり少なくとも１０００カウント、が用いられると
きに最高の性能を発揮する。なぜなら、ノブは、好まし
くは、回転動作の無限の幅を有する継続的な回転装置で
あることが好ましいので、継続的なターンのポテンショ
メーターよりむしろエンコーダーが、最大値と最小値と
の間の移動におけるエンコーダーの正確さや誤りの低さ
から、望ましい。他の型のセンサーも、もちろん、他の
実施例において用いられ得る。それらには、磁気センサ
ー、アナログポテンショメーター、その他が含まれる。
幾つかの実施例においては、図２を参照し、下記に記載
したように、例えば、ベルトドライブ、キャプスタンド
ライブその他のように、高い増幅トランスミッションが
より優れた分解能を提供するために用いられることがで
きる。
【００２６】例えば、スプリング力、ダンピング力、バ
リアー力、振動、戻り止め、引力その他の、力の影響や
感覚の多くの異なった型が、ここに記載されたノブの機
構を用いる使用者に対して、出力され得る。
リアー力、振動、戻り止め、引力その他の、力の影響や
感覚の多くの異なった型が、ここに記載されたノブの機
構を用いる使用者に対して、出力され得る。
【００２７】
【ノブの機構の実施】幾つかのノブの機構の具体例は、
下に記載される。下記の実施例は、本発明の唯一の実施
例ではないことは、注意されるべきである。例えば、幾
つかの実施例は、ノブ２６の交軸方向の動きのみを含
み、押したり及び／又は引く機能や力のフィードバック
機能は含んでいない。しかし、他の実施例は、交軸方向
のノブの動きと合わせて力のフィードバックのみを含ん
だり、押したり及び／又は引く機能と合わせて力のフィ
ードバックのみを含んだりし得る。
下に記載される。下記の実施例は、本発明の唯一の実施
例ではないことは、注意されるべきである。例えば、幾
つかの実施例は、ノブ２６の交軸方向の動きのみを含
み、押したり及び／又は引く機能や力のフィードバック
機能は含んでいない。しかし、他の実施例は、交軸方向
のノブの動きと合わせて力のフィードバックのみを含ん
だり、押したり及び／又は引く機能と合わせて力のフィ
ードバックのみを含んだりし得る。
【００２８】図２は、使用者にとって触覚フィードバッ
クをも与える本発明の制御ノブ２６の機構の最初の実施
例５０の、遠近法による解体図である。具体例５０は増
大したトルクに対して、ベルト伝達を用いている。例え
ば、４対１の同期性のベルト伝達が、一つの実施された
実施例において、実施されている。これは、スティッフ
エンド−ストップ 効果を伴った効果を生じることに
対して有効である。
クをも与える本発明の制御ノブ２６の機構の最初の実施
例５０の、遠近法による解体図である。具体例５０は増
大したトルクに対して、ベルト伝達を用いている。例え
ば、４対１の同期性のベルト伝達が、一つの実施された
実施例において、実施されている。これは、スティッフ
エンド−ストップ 効果を伴った効果を生じることに
対して有効である。
【００２９】制御ノブ２６は、スイッチプレート５２、
トップケース５４、トップシリンダー５６、トップクラ
ッチ５８、ミッドクラッチ６０を通じて伸びる垂直方向
のシャフトや軸５３を動かす。パラレルミスアライメン
トクラッチは、トップクラッチ５８、ミッドクラッチ６
０、ボトムクラッチ６２からなり、ノブ２６が横向きに
動かされ得る間、ノブの機構の駆動装置と埋め込まれた
部分が固定されていることを可能とする。垂直シャフト
５３は、その一端はスイッチプレート５２と、又他の端
はトップクラッチ５８と強く組み合わされており、そし
て、シャフトは、ノブの直線的な軸の動きに対するガイ
ドとして機能する。ノブ２６の孔部は、スイッチプレー
ト５２からでた凸部に合致し、そして、ノブがプレート
５２にトルクを提供することを可能とし、しかし、ノブ
がプレート５２に関して軸方向に動くことを可能とす
る。ミッドクラッチ６０は、トップクラッチ５８の鍵６
３と合致する溝６１を含んでおり、そしてノブが一つの
横方向の自由度（二方向）において動かされることを可
能とする。同様に、ミッドクラッチ６０は、ボトムクラ
ッチ６２上に提供された鍵６７と合致する最初の溝か
ら、９０°の位置におかれた二つの異なった溝６５を含
み、そして、ノブが他の横方向の自由度に動かされるこ
とを可能としている。ノブ２６によって提供される横方
向の自由度は、“真の”横方向の自由度である。すなわ
ち、ノブは、直線的に横向きにスライドし、そして、ノ
ブを回転するように軸の上におくことによって、横向き
の動きに近づかない。そのような真の横方向の動きは、
横方向の比較的長い距離がもたらされたとき、良い感触
となる傾向がある。
トップケース５４、トップシリンダー５６、トップクラ
ッチ５８、ミッドクラッチ６０を通じて伸びる垂直方向
のシャフトや軸５３を動かす。パラレルミスアライメン
トクラッチは、トップクラッチ５８、ミッドクラッチ６
０、ボトムクラッチ６２からなり、ノブ２６が横向きに
動かされ得る間、ノブの機構の駆動装置と埋め込まれた
部分が固定されていることを可能とする。垂直シャフト
５３は、その一端はスイッチプレート５２と、又他の端
はトップクラッチ５８と強く組み合わされており、そし
て、シャフトは、ノブの直線的な軸の動きに対するガイ
ドとして機能する。ノブ２６の孔部は、スイッチプレー
ト５２からでた凸部に合致し、そして、ノブがプレート
５２にトルクを提供することを可能とし、しかし、ノブ
がプレート５２に関して軸方向に動くことを可能とす
る。ミッドクラッチ６０は、トップクラッチ５８の鍵６
３と合致する溝６１を含んでおり、そしてノブが一つの
横方向の自由度（二方向）において動かされることを可
能とする。同様に、ミッドクラッチ６０は、ボトムクラ
ッチ６２上に提供された鍵６７と合致する最初の溝か
ら、９０°の位置におかれた二つの異なった溝６５を含
み、そして、ノブが他の横方向の自由度に動かされるこ
とを可能としている。ノブ２６によって提供される横方
向の自由度は、“真の”横方向の自由度である。すなわ
ち、ノブは、直線的に横向きにスライドし、そして、ノ
ブを回転するように軸の上におくことによって、横向き
の動きに近づかない。そのような真の横方向の動きは、
横方向の比較的長い距離がもたらされたとき、良い感触
となる傾向がある。
【００３０】丸いポーションやプランジャー（示され
ず）は、図３ｂに参照され下に記載されたゲートやプラ
ンジャーと同様に、ノブ２６から下に伸びた垂直シャフ
トの端に備えられ、そして、ノブを望ましい８つの横向
きの方向に制約する多くの溝を有し、回転軸に中心がお
かれたゲート６４に接続している。他の実施例におい
て、ゲートは、ノブの許された横向きの方向の異なった
数にために、溝の数が少ないものや多いいものを含みう
る。部品、２６、５２、５６、５８、６０、６２は、
（ノブ２６のように）これらの部品の何れか一つでも回
転させられた際、全てのこれらの部品が一致して回転さ
せられるように、これらの部品のうちの少なくとも他の
一つを組み合わされたり接続されたりする。センサー
（示されず）も又、好ましくは、横向きの方向のノブの
動きを検知するために含められる。そのような横向きの
センサーは、例えば、光センサー、ホールエフェクトセ
ンサー、接触スイッチ、スティック制御装置スイッチそ
の他、動きを検知するために用いられる標準的なセンサ
ーのうちいずれのものでも良い。例えば、横向きのセン
サーは、９０°離してトップスライダー５６の周辺の近
くに位置された接触スイッチになり得る。そして、スラ
イダー５６が、ノブと共に横向きに動かされたとき、接
触スイッチの一つ又は二つはノブの経路において閉じら
れる。
ず）は、図３ｂに参照され下に記載されたゲートやプラ
ンジャーと同様に、ノブ２６から下に伸びた垂直シャフ
トの端に備えられ、そして、ノブを望ましい８つの横向
きの方向に制約する多くの溝を有し、回転軸に中心がお
かれたゲート６４に接続している。他の実施例におい
て、ゲートは、ノブの許された横向きの方向の異なった
数にために、溝の数が少ないものや多いいものを含みう
る。部品、２６、５２、５６、５８、６０、６２は、
（ノブ２６のように）これらの部品の何れか一つでも回
転させられた際、全てのこれらの部品が一致して回転さ
せられるように、これらの部品のうちの少なくとも他の
一つを組み合わされたり接続されたりする。センサー
（示されず）も又、好ましくは、横向きの方向のノブの
動きを検知するために含められる。そのような横向きの
センサーは、例えば、光センサー、ホールエフェクトセ
ンサー、接触スイッチ、スティック制御装置スイッチそ
の他、動きを検知するために用いられる標準的なセンサ
ーのうちいずれのものでも良い。例えば、横向きのセン
サーは、９０°離してトップスライダー５６の周辺の近
くに位置された接触スイッチになり得る。そして、スラ
イダー５６が、ノブと共に横向きに動かされたとき、接
触スイッチの一つ又は二つはノブの経路において閉じら
れる。
【００３１】ドライブプリー６６は、ベルト６８によっ
てボトムクラッチ６２に接続されている。そして、ドラ
イブプリーは、例えばＤＣモーター、ムービング磁石駆
動装置、ボイスコイル、パッシブブレーキ、他の型の駆
動装置のような、備えられた駆動装置７０のドライブシ
ャフトに組み合わされる。駆動装置７０は、このように
して、ドライブプリー６６回転させる（又は、もし駆動
装置７０が壊れていると、回転を阻害する原因とな
る）。そして、ドライブプリー６６は、ボトムクラッチ
６２とノブ２６とを回転させる。エンコーダーディスク
７２は、ドライブプリー６６に組み合わされ、そして、
ドライブプリー６６と共に同時に回転する。エンコーダ
ーディスク７２は、ホイールのマークや溝が通過するこ
とを検知することによって、マイクロプロセッサー又は
その他の制御装置で、ノブの回移動置の決定が可能とな
るように、エンコーダー光センサー７４の内側で回転さ
せられるエッジを含んでいる。ボトムケース７６は、駆
動装置７０とドライブプリー６６との間に位置されるこ
とができ、そこでは、ボトムケース７６は、他の部品の
大半を覆うハウジングを形成するべくトップケース５４
に取り付けられる。
てボトムクラッチ６２に接続されている。そして、ドラ
イブプリーは、例えばＤＣモーター、ムービング磁石駆
動装置、ボイスコイル、パッシブブレーキ、他の型の駆
動装置のような、備えられた駆動装置７０のドライブシ
ャフトに組み合わされる。駆動装置７０は、このように
して、ドライブプリー６６回転させる（又は、もし駆動
装置７０が壊れていると、回転を阻害する原因とな
る）。そして、ドライブプリー６６は、ボトムクラッチ
６２とノブ２６とを回転させる。エンコーダーディスク
７２は、ドライブプリー６６に組み合わされ、そして、
ドライブプリー６６と共に同時に回転する。エンコーダ
ーディスク７２は、ホイールのマークや溝が通過するこ
とを検知することによって、マイクロプロセッサー又は
その他の制御装置で、ノブの回移動置の決定が可能とな
るように、エンコーダー光センサー７４の内側で回転さ
せられるエッジを含んでいる。ボトムケース７６は、駆
動装置７０とドライブプリー６６との間に位置されるこ
とができ、そこでは、ボトムケース７６は、他の部品の
大半を覆うハウジングを形成するべくトップケース５４
に取り付けられる。
【００３２】ノブ２６は、例えばノブが、示されたよう
に、凸部を伴ったスイッチプレートと、組み合わされる
ように、スイッチプレート５２と関連して軸方向に直線
的に動かされ得る。コンタクトスイッチ（示されず）
は、いつノブ２６がプレート５２に対して押されたかを
検知するために、スイッチプレート５２の上に位置され
得る。メカニカルスイッチの本来のバネは、使用者から
の力が何ら与えられていないとき、ノブを“上”の位置
に保つことができるように、ノブにバネの戻り力を提供
することができる。センサー及び／又は付加的なバネの
その他の型も又、使用され得る。
に、凸部を伴ったスイッチプレートと、組み合わされる
ように、スイッチプレート５２と関連して軸方向に直線
的に動かされ得る。コンタクトスイッチ（示されず）
は、いつノブ２６がプレート５２に対して押されたかを
検知するために、スイッチプレート５２の上に位置され
得る。メカニカルスイッチの本来のバネは、使用者から
の力が何ら与えられていないとき、ノブを“上”の位置
に保つことができるように、ノブにバネの戻り力を提供
することができる。センサー及び／又は付加的なバネの
その他の型も又、使用され得る。
【００３３】機構５０の他の利点は、ノブ２６に関連し
てエンコーダー７２と７４の位置である。このベルトド
ライブ伝達は、ノブの回転を増幅し、エンコーダーの分
解能を増加させるのに役立つ。例えば、ノブ２６の１回
転は、エンコーダーホイール７２の数回転を提供する。
伝達の他の型は、分解能や力の出力を増幅させるため
に、他の実施例において用いられる。例えば、キャプス
タンケーブルドライブ、ギア、フリクション、オーリン
グ又はタイムベルトドライブが用いられ得る。
てエンコーダー７２と７４の位置である。このベルトド
ライブ伝達は、ノブの回転を増幅し、エンコーダーの分
解能を増加させるのに役立つ。例えば、ノブ２６の１回
転は、エンコーダーホイール７２の数回転を提供する。
伝達の他の型は、分解能や力の出力を増幅させるため
に、他の実施例において用いられる。例えば、キャプス
タンケーブルドライブ、ギア、フリクション、オーリン
グ又はタイムベルトドライブが用いられ得る。
【００３４】実施例５０の他の優位な点は、高いホール
ディングトルク、非常に拡張性のあるメカニカルデザイ
ン、伝達の増幅の使用のための小さく／高価でない駆動
装置、ドライブ伝達の増幅のための改良されたエンコー
ダーを備える。これらは、幾つかの欠点も有している。
例えば、機構は、その機構を収納するために、ハウジン
グに顕著な深さを必要とすること、ベルト伝達において
本来的に摩擦があるてん、ドライブ伝達は、装置の複雑
さを増大させるてん、そして、動く部品のより多い接合
は、結果として装置内により大きなバックラッシュを生
じるてんである。更に、この実施例は、他の実施例とし
てここに記載されたアキシアルムービングモーターシャ
フトには適さない。
ディングトルク、非常に拡張性のあるメカニカルデザイ
ン、伝達の増幅の使用のための小さく／高価でない駆動
装置、ドライブ伝達の増幅のための改良されたエンコー
ダーを備える。これらは、幾つかの欠点も有している。
例えば、機構は、その機構を収納するために、ハウジン
グに顕著な深さを必要とすること、ベルト伝達において
本来的に摩擦があるてん、ドライブ伝達は、装置の複雑
さを増大させるてん、そして、動く部品のより多い接合
は、結果として装置内により大きなバックラッシュを生
じるてんである。更に、この実施例は、他の実施例とし
てここに記載されたアキシアルムービングモーターシャ
フトには適さない。
【００３５】他の替わりの実施例においては、ノブ２６
の交軸方向又は横方向の動きの一つ又はそれ以上が駆動
され得る。例えば、直線的な又は回転的な駆動装置は、
交軸方向における回転自由度、一つ又は両方の方向（ノ
ブの真ん中の位置に向かって、及び真ん中の位置から離
れて）において力を出力するために提供される。例え
ば、一つ又はそれ以上の磁気駆動装置又はソレノイド
は、これらの交軸方向における力を提供するために用い
られ得る。同様に、他の実施例において、軸Ａに沿っ
て、ノブ２６の引いたり及び／又は押す動きは、駆動さ
れる。例えば、ジョルト力が、使用者がノブを押すこと
によって軸Ａに沿っての直線自由度においてノブに対し
て出力される。又、バネ部６４によって提供されるバネ
の戻る力は、マイクロプロセッサーによって制御される
駆動装置を用いることによってかわりに出力され得る。
の交軸方向又は横方向の動きの一つ又はそれ以上が駆動
され得る。例えば、直線的な又は回転的な駆動装置は、
交軸方向における回転自由度、一つ又は両方の方向（ノ
ブの真ん中の位置に向かって、及び真ん中の位置から離
れて）において力を出力するために提供される。例え
ば、一つ又はそれ以上の磁気駆動装置又はソレノイド
は、これらの交軸方向における力を提供するために用い
られ得る。同様に、他の実施例において、軸Ａに沿っ
て、ノブ２６の引いたり及び／又は押す動きは、駆動さ
れる。例えば、ジョルト力が、使用者がノブを押すこと
によって軸Ａに沿っての直線自由度においてノブに対し
て出力される。又、バネ部６４によって提供されるバネ
の戻る力は、マイクロプロセッサーによって制御される
駆動装置を用いることによってかわりに出力され得る。
【００３６】図３ａは、ノブ２６に対する機構の第二の
実施形態８０の分解された遠近図である。機構８０は、
低減された摩擦と高い忠実性のために、ダイレクトドラ
イブモーターを実施している。この設計は、図２の実施
例５０とは異なり、伝達やクラッチの部品は有しておら
ず、又、それによって、バックラッシュと摩擦の両者の
影響を取り除くことができる。しかしながら、これは、
一般的に、図２の実施例に比べて、低いトルクの出力及
び感覚の分解能の結果をもたらす。この設計の減少され
たトルクの出力は、高いレベルの電流の短い持続性が、
より望ましくなることを許す電流制御アルゴリズムの使
用を可能とする。
実施形態８０の分解された遠近図である。機構８０は、
低減された摩擦と高い忠実性のために、ダイレクトドラ
イブモーターを実施している。この設計は、図２の実施
例５０とは異なり、伝達やクラッチの部品は有しておら
ず、又、それによって、バックラッシュと摩擦の両者の
影響を取り除くことができる。しかしながら、これは、
一般的に、図２の実施例に比べて、低いトルクの出力及
び感覚の分解能の結果をもたらす。この設計の減少され
たトルクの出力は、高いレベルの電流の短い持続性が、
より望ましくなることを許す電流制御アルゴリズムの使
用を可能とする。
【００３７】使用者によって触れられるノブ２６は、ノ
ブプリー８２に直接組み合わせられ、そしてノブプリー
８２は、次に、図２の駆動装置７０と同様に、駆動装置
８４のローティングシャフト８６に直接組み合わせられ
る。セレクトスイッチ８８は、ノブプリー８２とモータ
ー８４との間に提供されるスイッチブラケット９０の中
に提供される。このセレクトスイッチ８８は、いつノブ
が押されたかを制御された装置が検知することができる
ように、使用者がノブを押し、そしてノブを回転軸に沿
って直線的にノブを動かしたときに、プリー８２によっ
て接続される。セレクトスイッチの一つの例は、図７の
参照の下より詳細において記述される。ノブの軸方向の
バネの中心かの力は、好ましくはセレクトスイッチ８８
によって提供される。
ブプリー８２に直接組み合わせられ、そしてノブプリー
８２は、次に、図２の駆動装置７０と同様に、駆動装置
８４のローティングシャフト８６に直接組み合わせられ
る。セレクトスイッチ８８は、ノブプリー８２とモータ
ー８４との間に提供されるスイッチブラケット９０の中
に提供される。このセレクトスイッチ８８は、いつノブ
が押されたかを制御された装置が検知することができる
ように、使用者がノブを押し、そしてノブを回転軸に沿
って直線的にノブを動かしたときに、プリー８２によっ
て接続される。セレクトスイッチの一つの例は、図７の
参照の下より詳細において記述される。ノブの軸方向の
バネの中心かの力は、好ましくはセレクトスイッチ８８
によって提供される。
【００３８】エンコーダードライブベルト９２は、ノブ
プリーに組み合わせられ、エンコーダープリーディスク
９４を動かす。そして、エンコーダープリーディスク９
４は、接地されたエンコダープリント集積版（ＰＣＢ）
アッセンブリー９６のディテクターとエミッターとの間
で回転する。トップスライダー９８は、駆動装置８４の
筐体の周りに位置させられ、下側に接してゲート１００
を備える。そして、ゲート１００は、プランジャー１０
２に組み合わされる。ゲート１００とプランジャー１０
２は、図３を参照しつつ記述されている。プランジャー
１０２は、好ましくは、ボトムケース１０４の開口部に
おいて、バネ荷重をかけられ、そして、ボタンスライダ
ー１０６は、ボトムケース１０４とトップスライダー９
８との間に位置される。ボトムスライダーとトップスラ
イダー９８は、ノブ２６と駆動装置８４とが共に８つの
横方向（ノブの回転軸に垂直）に動かされるように、互
いに関連しながら交軸方向にスライドする。スロット１
０１とスライダーの部品の中及びボトムケース１０４の
中のキー１０３はこの軸方向の動きを可能とし、そこで
は、スロットとキーは交軸方向の動きが可能である。プ
ランジャー１０２とゲート１００の相互作用は、下に詳
細が記述されるように、又望ましい横向きの方向にノブ
を規制する。
プリーに組み合わせられ、エンコーダープリーディスク
９４を動かす。そして、エンコーダープリーディスク９
４は、接地されたエンコダープリント集積版（ＰＣＢ）
アッセンブリー９６のディテクターとエミッターとの間
で回転する。トップスライダー９８は、駆動装置８４の
筐体の周りに位置させられ、下側に接してゲート１００
を備える。そして、ゲート１００は、プランジャー１０
２に組み合わされる。ゲート１００とプランジャー１０
２は、図３を参照しつつ記述されている。プランジャー
１０２は、好ましくは、ボトムケース１０４の開口部に
おいて、バネ荷重をかけられ、そして、ボタンスライダ
ー１０６は、ボトムケース１０４とトップスライダー９
８との間に位置される。ボトムスライダーとトップスラ
イダー９８は、ノブ２６と駆動装置８４とが共に８つの
横方向（ノブの回転軸に垂直）に動かされるように、互
いに関連しながら交軸方向にスライドする。スロット１
０１とスライダーの部品の中及びボトムケース１０４の
中のキー１０３はこの軸方向の動きを可能とし、そこで
は、スロットとキーは交軸方向の動きが可能である。プ
ランジャー１０２とゲート１００の相互作用は、下に詳
細が記述されるように、又望ましい横向きの方向にノブ
を規制する。
【００３９】プランジャー１０２とゲート１００は、図
２の実施例５０におけるゲートとプランジャーとは異な
り、機構の回転の中心軸からずれたところにある。幾つ
かの実施例では、これらの部品の離れた性質は、ゲート
の中心付近で、ノブの幾つかの回転を持ち込む。そのよ
うな実施例でおいて、第二のゲート（示されず）とバネ
で荷重されたプランジャー１０５は、機構により大きな
安定性とより少ない遊びと振動とを提供するために、現
存するゲートとプランジャーに対して、スライダー９８
と１０６の反対側に提供されることが望ましい。望まし
い実施例において、ゲートの中でただ一つが、ガイド目
的のための溝を含み、他のゲートは、なだらか、窪ん
だ、円錐に形作られた下辺を有している。
２の実施例５０におけるゲートとプランジャーとは異な
り、機構の回転の中心軸からずれたところにある。幾つ
かの実施例では、これらの部品の離れた性質は、ゲート
の中心付近で、ノブの幾つかの回転を持ち込む。そのよ
うな実施例でおいて、第二のゲート（示されず）とバネ
で荷重されたプランジャー１０５は、機構により大きな
安定性とより少ない遊びと振動とを提供するために、現
存するゲートとプランジャーに対して、スライダー９８
と１０６の反対側に提供されることが望ましい。望まし
い実施例において、ゲートの中でただ一つが、ガイド目
的のための溝を含み、他のゲートは、なだらか、窪ん
だ、円錐に形作られた下辺を有している。
【００４０】トップケース１０８は、ノブ２６の下側に
位置させられ、そして機構の大半を覆う筐体を提供する
ためにボトムケース１０４に組み合わされうる。好まし
い実施例において、トップスライダー９８は、突き出た
部品１０９の丸い表面を備える。そこでは、丸い表面は
ノブ機構の横方向スライドの動きに対しての安定性を提
供するために、トップケース１０８の下面に接触してい
る。
位置させられ、そして機構の大半を覆う筐体を提供する
ためにボトムケース１０４に組み合わされうる。好まし
い実施例において、トップスライダー９８は、突き出た
部品１０９の丸い表面を備える。そこでは、丸い表面は
ノブ機構の横方向スライドの動きに対しての安定性を提
供するために、トップケース１０８の下面に接触してい
る。
【００４１】メインのＰＣＢアッセンブリー１１０は、
回路や、機構８０に対して必要な他の電子部品を保持す
るために用いられる。加えて、８つの横向きの方向にお
いて、ノブの動きを検知するための横向きのセンサー
は、小さな棒状の制御装置１１２の形をとる。制御装置
１１２は、接地されたＰＣＢアッセンブリーと組み合わ
されるベースと、トップスライダー９８の受け手の中に
伸びる棒状部を備える。トップスライダー９８が８つの
横向きの方向に動くにつれ、制御装置１１２の棒状部
は、対応した方向に動き、制御装置１１２の中のセンサ
ーはこの動きを検知する。他の実施例において、センサ
ーの他の型は、横向きのセンサーとして用いられる。例
えば、光ビームセンサー、接触スイッチ又はセンサー、
ホール効果センサー、光エンコーダーその他がある。
回路や、機構８０に対して必要な他の電子部品を保持す
るために用いられる。加えて、８つの横向きの方向にお
いて、ノブの動きを検知するための横向きのセンサー
は、小さな棒状の制御装置１１２の形をとる。制御装置
１１２は、接地されたＰＣＢアッセンブリーと組み合わ
されるベースと、トップスライダー９８の受け手の中に
伸びる棒状部を備える。トップスライダー９８が８つの
横向きの方向に動くにつれ、制御装置１１２の棒状部
は、対応した方向に動き、制御装置１１２の中のセンサ
ーはこの動きを検知する。他の実施例において、センサ
ーの他の型は、横向きのセンサーとして用いられる。例
えば、光ビームセンサー、接触スイッチ又はセンサー、
ホール効果センサー、光エンコーダーその他がある。
【００４２】実施例８０の優位な点は、低い摩擦を含
み、これは、力とノブのスムースな感覚をもたらす。そ
して、これは、駆動装置８４が、何らのドライブ伝達な
くして直接にノブをドライブすることによる。加えて、
高い検知分解能は、ノブの一回転が、エンコーダーホイ
ール９４の数回転にあたる、エンコーダーと共に用いら
れるベルトドライブ伝達（ベルト９２を備える）による
ことが見いだされている。機構も、図２の実施例より単
純であり、又筐体の中により少ない場所しか要求しな
い。そして、それは、車や他の乗り物でのアームレスト
コンソールのように、場所の限られた位置においては優
位な点となる。更に、実施例８０は、図６を参照し述べ
られる、軸が動くシャフトモーター発明と共に直接用い
られる。欠点は、より少ないホールディングトルクにあ
り、装置は、モーターの温度をモニターするために、よ
り洗練された（及びそれ故高価な）エレクトロニクスを
必要とする。
み、これは、力とノブのスムースな感覚をもたらす。そ
して、これは、駆動装置８４が、何らのドライブ伝達な
くして直接にノブをドライブすることによる。加えて、
高い検知分解能は、ノブの一回転が、エンコーダーホイ
ール９４の数回転にあたる、エンコーダーと共に用いら
れるベルトドライブ伝達（ベルト９２を備える）による
ことが見いだされている。機構も、図２の実施例より単
純であり、又筐体の中により少ない場所しか要求しな
い。そして、それは、車や他の乗り物でのアームレスト
コンソールのように、場所の限られた位置においては優
位な点となる。更に、実施例８０は、図６を参照し述べ
られる、軸が動くシャフトモーター発明と共に直接用い
られる。欠点は、より少ないホールディングトルクにあ
り、装置は、モーターの温度をモニターするために、よ
り洗練された（及びそれ故高価な）エレクトロニクスを
必要とする。
【００４３】図３ｂは、図３ａの実施例のゲート１００
とプランジャー１０２を描いている。ゲート１００は、
下側にくぼみと、下側にあけられ、ゲートの下側の中心
から放射状に広げられた多数の溝１２０とを備える。ゲ
ート１００は、プランジャー１０２のチップ１２４が、
溝によって接触されるように配列されている。すなわ
ち、溝の一つ又は溝の間のセンターカップ１１２の中に
押し込まれる。溝１２０は、ノブ２６の横方向への移動
に対して望ましい方向に提供されている。このようにし
て、もし８つの方向が望まれるのであれば、望まれる方
向の中で８つの異なった溝が提供される。プランジャー
１０２は、好ましくは、常にプランジャー１０２とゲー
ト溝１２０との間の好ましい接触を提供し、又ゲートの
ガイド機能をより良く可能とするべく、ばね荷重され
る。
とプランジャー１０２を描いている。ゲート１００は、
下側にくぼみと、下側にあけられ、ゲートの下側の中心
から放射状に広げられた多数の溝１２０とを備える。ゲ
ート１００は、プランジャー１０２のチップ１２４が、
溝によって接触されるように配列されている。すなわ
ち、溝の一つ又は溝の間のセンターカップ１１２の中に
押し込まれる。溝１２０は、ノブ２６の横方向への移動
に対して望ましい方向に提供されている。このようにし
て、もし８つの方向が望まれるのであれば、望まれる方
向の中で８つの異なった溝が提供される。プランジャー
１０２は、好ましくは、常にプランジャー１０２とゲー
ト溝１２０との間の好ましい接触を提供し、又ゲートの
ガイド機能をより良く可能とするべく、ばね荷重され
る。
【００４４】実施において、使用者がノブ２６を横方向
に動かしたとき、ゲート１００は、ノブ２６と駆動装置
８４と共に動く。備えられたプランジャー１０２は、溝
１２０の中でゲート１００に噛み合わされ、プランジャ
ー１０２が８つの溝１２０のうちの一つに留まるよう
に、ゲート１００が動かされるように力を加える。この
ようにして、ゲートは、８つの望まれる方向の中の一つ
の方向のみに動かされ得る。そして、次には、ノブ２６
に、それらの８つの横方向の中で一の方向に動かされる
ように力を加える。
に動かしたとき、ゲート１００は、ノブ２６と駆動装置
８４と共に動く。備えられたプランジャー１０２は、溝
１２０の中でゲート１００に噛み合わされ、プランジャ
ー１０２が８つの溝１２０のうちの一つに留まるよう
に、ゲート１００が動かされるように力を加える。この
ようにして、ゲートは、８つの望まれる方向の中の一つ
の方向のみに動かされ得る。そして、次には、ノブ２６
に、それらの８つの横方向の中で一の方向に動かされる
ように力を加える。
【００４５】実施例８０の他の実施例１３０は、図３ｃ
に示される。そして、これは、ノブ機構に対する異なっ
た検知機構を提供する。実施例８０と同様に、ノブ２６
は、駆動装置１３２のドライブシャフトに直接組み合わ
される。トップスライダー１３４とボトムスライダー１
３６は、８つの方向のノブの横方向の動きを可能とす
る。そして、そこでは、スライダーのアパーチャー１３
８は、アパーチャーを通じて伸びるポスト１３９と関連
して、スライダーがスライドすることを可能とする。ボ
ールボタン１４０は、図３ａ及び３ｂとに示されるゲー
ト及びプランジャーと同様に、ノブの動きを、望ましい
横方向に制約するために、ポスト１４１の中に備えら
れ、スライダー１３６のボトムのゲートと噛み合わされ
るように上向きに伸びている。ゲートとプランジャー
が、図３ａと実施例と同様に、回転軸の中心から離れて
いるので、第二のプランジャー及び（好ましくは、溝の
ない）ゲートは、安定性とよりタイトな動きを提供する
ために、機構の反対側に提供され得る。
に示される。そして、これは、ノブ機構に対する異なっ
た検知機構を提供する。実施例８０と同様に、ノブ２６
は、駆動装置１３２のドライブシャフトに直接組み合わ
される。トップスライダー１３４とボトムスライダー１
３６は、８つの方向のノブの横方向の動きを可能とす
る。そして、そこでは、スライダーのアパーチャー１３
８は、アパーチャーを通じて伸びるポスト１３９と関連
して、スライダーがスライドすることを可能とする。ボ
ールボタン１４０は、図３ａ及び３ｂとに示されるゲー
ト及びプランジャーと同様に、ノブの動きを、望ましい
横方向に制約するために、ポスト１４１の中に備えら
れ、スライダー１３６のボトムのゲートと噛み合わされ
るように上向きに伸びている。ゲートとプランジャー
が、図３ａと実施例と同様に、回転軸の中心から離れて
いるので、第二のプランジャー及び（好ましくは、溝の
ない）ゲートは、安定性とよりタイトな動きを提供する
ために、機構の反対側に提供され得る。
【００４６】エンコーダーディスク１４２は、駆動装置
のドライブシャフトのボトムに設けられる。エンコーダ
ーディスクのアパーチャーとマークは、エミッター／デ
ィテクター（示されず）のようなセンサーに関連して、
エンコーダーの移動の間、ノブの位置、すなわち、ノブ
のすべての軸方向の直線上の位置を検知することができ
るように、垂直に（軸方向に）配置されている。例え
ば、マークやアパーチャーの薄いバンドは、アパーチャ
ーとマークの経路を検知するためのエミッターとディテ
クターと共に提供される。このようにして、この実施例
は、軸方向のノブの動きを提供する、あれらの実施例に
対して適合しうる。その中では、センサー（及び、幾つ
かの実施例において駆動装置）はノブと共に軸方向に動
く。他の実施例において、薄いバンドのアパーチャー及
びマークのかわりに、透明な堅い金属が、センサーに用
いられる。そして、そこでは、検知器は、リッジの経路
からの放出されたビームにおける変化を検知する。例え
ば、カリフォルニア、サンフランシスコのカルナは、マ
ークやアパーチャーと同様に機能する、おおよそギザギ
ザの形をしたねじ山を有する光センサーを提供する。し
かし、それは、環状のバンドがより容易に形成されるこ
とを可能とし、そして、本発明に適合しうる。
のドライブシャフトのボトムに設けられる。エンコーダ
ーディスクのアパーチャーとマークは、エミッター／デ
ィテクター（示されず）のようなセンサーに関連して、
エンコーダーの移動の間、ノブの位置、すなわち、ノブ
のすべての軸方向の直線上の位置を検知することができ
るように、垂直に（軸方向に）配置されている。例え
ば、マークやアパーチャーの薄いバンドは、アパーチャ
ーとマークの経路を検知するためのエミッターとディテ
クターと共に提供される。このようにして、この実施例
は、軸方向のノブの動きを提供する、あれらの実施例に
対して適合しうる。その中では、センサー（及び、幾つ
かの実施例において駆動装置）はノブと共に軸方向に動
く。他の実施例において、薄いバンドのアパーチャー及
びマークのかわりに、透明な堅い金属が、センサーに用
いられる。そして、そこでは、検知器は、リッジの経路
からの放出されたビームにおける変化を検知する。例え
ば、カリフォルニア、サンフランシスコのカルナは、マ
ークやアパーチャーと同様に機能する、おおよそギザギ
ザの形をしたねじ山を有する光センサーを提供する。し
かし、それは、環状のバンドがより容易に形成されるこ
とを可能とし、そして、本発明に適合しうる。
【００４７】図４は、図３に実施例８０又は図３ｃの実
施例１３０が用いられ得る、組み立てられた筐体の、他
の例を示す、遠近図である。この触覚ノブは、例えば、
自動車のセンターアームレストの前方部分やセンターコ
ンソールにおいてのように、自動車の中で用いられ得
る。図２に示される具体例は、十分なトルクを提供する
が、しかし、ベルトドライブ伝達のために、実施例８０
よりサイズが大きい。実施例５０は、図４に示されるよ
うに、駆動装置に対するノブの下又は後ろの、元々の体
積を利用し得る。
施例１３０が用いられ得る、組み立てられた筐体の、他
の例を示す、遠近図である。この触覚ノブは、例えば、
自動車のセンターアームレストの前方部分やセンターコ
ンソールにおいてのように、自動車の中で用いられ得
る。図２に示される具体例は、十分なトルクを提供する
が、しかし、ベルトドライブ伝達のために、実施例８０
よりサイズが大きい。実施例５０は、図４に示されるよ
うに、駆動装置に対するノブの下又は後ろの、元々の体
積を利用し得る。
【００４８】図４ｂは、図３ａの実施例８０又は図３ｃ
の実施例１３０に対して用いられ得る、組み立てられた
筐体の他の例を示す、遠近図である。実施例８０又は１
３０は、実施例５０に比べて、わずかにより横向きの量
を要求する。しかし、図４ｂに示されるように、伝達を
実施しないので、短い組立てしか要求されない。もちろ
ん、他の状況でノブが他の制御部品である他の実施例で
は、そのようなボリュームは存在しなかったり、異なっ
た制約が存在し得る。
の実施例１３０に対して用いられ得る、組み立てられた
筐体の他の例を示す、遠近図である。実施例８０又は１
３０は、実施例５０に比べて、わずかにより横向きの量
を要求する。しかし、図４ｂに示されるように、伝達を
実施しないので、短い組立てしか要求されない。もちろ
ん、他の状況でノブが他の制御部品である他の実施例で
は、そのようなボリュームは存在しなかったり、異なっ
た制約が存在し得る。
【００４９】
【軸方向のノブの動き】ノブの軸方向の移動や他の操作
の実施は、異なったかたちをとる。本発明の一つの形
は、モーターシャフトの回転軸に沿って動かされ得るシ
ャフトを有するモーター（又は他の形の駆動装置）を備
える。この設計は、カップリングを何ら用いることな
く、回転軸に沿ってノブが移動することを可能とするの
で、本発明の触覚ノブを手助けする。典型的には、も
し、このようなノブの動きが要求されると、下に述べら
れ、図８に実施例があるように、高価な軸方向のカップ
リング装置が、例えば、ベロウ、螺旋状のフレキシブル
カップリング、スプラインドキャビティーの内部のスプ
ラインドシャフトが、動くノブとモーターシャフトとの
間に提供される。これは、未だモーターにノブに対して
回転の力を及ぼすことを可能としながらも、モーターシ
ャフトと関連して、ノブが軸方向に動くことを可能とす
る。しかしながら、カップリングは、高価で又、システ
ムにバックラッシュやたわみを引き起こし、使用者に対
する力の出力のリアリズムを減少させる。かわりに、従
来のシステムは、ノブの回転軸に沿ってすべてのモータ
ーが動かすことができた。しかしながら、モーターは、
典型的には重くかさばるので（特に、固定子部分は永久
磁石を備える）、これは、しばしば効果的ではなかっ
た。
の実施は、異なったかたちをとる。本発明の一つの形
は、モーターシャフトの回転軸に沿って動かされ得るシ
ャフトを有するモーター（又は他の形の駆動装置）を備
える。この設計は、カップリングを何ら用いることな
く、回転軸に沿ってノブが移動することを可能とするの
で、本発明の触覚ノブを手助けする。典型的には、も
し、このようなノブの動きが要求されると、下に述べら
れ、図８に実施例があるように、高価な軸方向のカップ
リング装置が、例えば、ベロウ、螺旋状のフレキシブル
カップリング、スプラインドキャビティーの内部のスプ
ラインドシャフトが、動くノブとモーターシャフトとの
間に提供される。これは、未だモーターにノブに対して
回転の力を及ぼすことを可能としながらも、モーターシ
ャフトと関連して、ノブが軸方向に動くことを可能とす
る。しかしながら、カップリングは、高価で又、システ
ムにバックラッシュやたわみを引き起こし、使用者に対
する力の出力のリアリズムを減少させる。かわりに、従
来のシステムは、ノブの回転軸に沿ってすべてのモータ
ーが動かすことができた。しかしながら、モーターは、
典型的には重くかさばるので（特に、固定子部分は永久
磁石を備える）、これは、しばしば効果的ではなかっ
た。
【００５０】従来技術のモーター２００の例は、図５の
横断面図に示される。一般的なＤＣブラシ型のモーター
が示されており、それは、モーターの筐体と関連した静
止した部分（固定子）と、回転する部分（回転子）とを
備えている。モーターの筐体２０２は、典型的には、シ
リンダー形状で、モーターの固定子に対するサポートを
提供し、磁気フラックスガイドとしても機能する。筐体
２０２は、筐体の内部で組み合わされる二つの磁石２０
４を含み、それらは典型的には筐体の内部の異なった側
に提供される。磁石２０４は、典型的には、筐体の中心
部に対して、内方向に面し、互いに異なった磁極を有す
る。例えば、一つの磁石の北面Ｎは内側に向き、他の磁
石の南面Ｓは内側を向く。回転子のシャフト２０６は、
筐体２０２に回転可能に組み合わされ、それによって、
回転子は軸Ａの回りで回転する子音ができる。例えば、
ボールベアリングのようなブッシング２０８は、シャフ
ト２０６を支える。回転子は、幾つものティース２１０
に支持させながら接極子をも含んでおり、そしてそれら
は導電性のワイヤーやコイル（示されず）によって覆わ
れている。
横断面図に示される。一般的なＤＣブラシ型のモーター
が示されており、それは、モーターの筐体と関連した静
止した部分（固定子）と、回転する部分（回転子）とを
備えている。モーターの筐体２０２は、典型的には、シ
リンダー形状で、モーターの固定子に対するサポートを
提供し、磁気フラックスガイドとしても機能する。筐体
２０２は、筐体の内部で組み合わされる二つの磁石２０
４を含み、それらは典型的には筐体の内部の異なった側
に提供される。磁石２０４は、典型的には、筐体の中心
部に対して、内方向に面し、互いに異なった磁極を有す
る。例えば、一つの磁石の北面Ｎは内側に向き、他の磁
石の南面Ｓは内側を向く。回転子のシャフト２０６は、
筐体２０２に回転可能に組み合わされ、それによって、
回転子は軸Ａの回りで回転する子音ができる。例えば、
ボールベアリングのようなブッシング２０８は、シャフ
ト２０６を支える。回転子は、幾つものティース２１０
に支持させながら接極子をも含んでおり、そしてそれら
は導電性のワイヤーやコイル（示されず）によって覆わ
れている。
【００５１】ブラシ型モーターにおいては、シャフト２
０６は、シャフト２０６の回りに円筒状に位置された、
多くの整流子バー２１２と組み合わせられ、そして、コ
イルはそれに対して接続されている。ブラシユニット２
１４は、伝導的に整流子バーに組み合わせられており、
例えば、ブラシ２１６は、螺旋又は板バネ２１８によっ
て整流子バーに対して、バネ荷重がかけられ得る。
０６は、シャフト２０６の回りに円筒状に位置された、
多くの整流子バー２１２と組み合わせられ、そして、コ
イルはそれに対して接続されている。ブラシユニット２
１４は、伝導的に整流子バーに組み合わせられており、
例えば、ブラシ２１６は、螺旋又は板バネ２１８によっ
て整流子バーに対して、バネ荷重がかけられ得る。
【００５２】この分野で技術を有するものに対しては、
よく知られたように、永久磁石２０４は、静磁場を生じ
させ、回転子のコイルを流れる電流によって生成される
種々の電場に対して影響を及ぼす。磁場は、例えば鉄な
どの鉄的な構造物を用いることによって共通に、固定子
及び回転子を通じて方向づけられる。この回転子は、コ
イルを通じる電流の方向によって決定される方向で、筐
体２０２の中で、軸Ａの周りで回転する。シャフト２０
６は、軸Ａに沿った回転自由度において固定され、移動
することは許されない。
よく知られたように、永久磁石２０４は、静磁場を生じ
させ、回転子のコイルを流れる電流によって生成される
種々の電場に対して影響を及ぼす。磁場は、例えば鉄な
どの鉄的な構造物を用いることによって共通に、固定子
及び回転子を通じて方向づけられる。この回転子は、コ
イルを通じる電流の方向によって決定される方向で、筐
体２０２の中で、軸Ａの周りで回転する。シャフト２０
６は、軸Ａに沿った回転自由度において固定され、移動
することは許されない。
【００５３】図６は、本発明のモーター２３０の例の横
断面図である。他の形のモーターや駆動装置も又本発明
の特徴を伴って提供されうるが、図５に示すように、Ｄ
Ｃブラシ型のモーターが示されている。ノブとモーター
の間の軸カップリング装置を提供するかわりに、軸コン
プライアンスがモーター２３０の内部に設けられる。
断面図である。他の形のモーターや駆動装置も又本発明
の特徴を伴って提供されうるが、図５に示すように、Ｄ
Ｃブラシ型のモーターが示されている。ノブとモーター
の間の軸カップリング装置を提供するかわりに、軸コン
プライアンスがモーター２３０の内部に設けられる。
【００５４】図５のモーターと似て、モーター２３０
は、筐体２３２と磁石２３４とを含んだ整流子を備え
る。回転子は、軸受筒２３８によって支持された筐体の
中に位置されており、シャフト２３６と接極子２４０と
を含んでいる。接極子２４０は、上述のように、ティー
ス２４２と、コイルとを含んでいる。ティース２４２
は、筐体２３２の横に平行に位置取られるか、又は、磁
場が原因とされる“コギング”効果を低減させるため螺
旋配列の中でゆがめられ、回転子が回転させられたとき
使用者に伝達される。このようなゆがめられた回転子の
実施は、Ｕ．Ｓ．パテントＮｏ．６，０５０，７１８に
記述されている。
は、筐体２３２と磁石２３４とを含んだ整流子を備え
る。回転子は、軸受筒２３８によって支持された筐体の
中に位置されており、シャフト２３６と接極子２４０と
を含んでいる。接極子２４０は、上述のように、ティー
ス２４２と、コイルとを含んでいる。ティース２４２
は、筐体２３２の横に平行に位置取られるか、又は、磁
場が原因とされる“コギング”効果を低減させるため螺
旋配列の中でゆがめられ、回転子が回転させられたとき
使用者に伝達される。このようなゆがめられた回転子の
実施は、Ｕ．Ｓ．パテントＮｏ．６，０５０，７１８に
記述されている。
【００５５】モーター２３０は、回転子と組み合わされ
た整流子バー２４４と、固定子と組み合わされ、ブラシ
２４８とバネ要素２５０とを備えるブラシユニット２４
６とを含み、そして、バネ要素は、板バネ、螺旋バネ、
たわみや対応した要素のその他の型がある。
た整流子バー２４４と、固定子と組み合わされ、ブラシ
２４８とバネ要素２５０とを備えるブラシユニット２４
６とを含み、そして、バネ要素は、板バネ、螺旋バネ、
たわみや対応した要素のその他の型がある。
【００５６】回転子の全体が、本発明の回転の回転軸Ｂ
に沿って動かされ得る。そして、シャフト２３６が軸Ｂ
に沿って動くことを可能とし、又シャフトと組み合わさ
れるノブ（又は、他の使用者が操作する対象物）に対し
て要求される動きを提供する。この動きを可能とするた
めに、駆動装置の部品の幾つかは、最適化される。整流
子バー２４４／ブラシユニット２４６と後ろのブラシ２
３８ｂとの間の間隔は、回転子の動きを可能とするため
に増加させられてきた。幾つかの実施例において（軸方
向の伝達の量による）、整流子バー２４４は、すべての
回転子の位置において、ブラシ２４８と整流子バー２４
４との間の継続的な接触を保証するために、延長され
る。もし、大きなブラシが用いられると、ブラシ２４８
は、回転子の軸方向の動きをかわりに（追加的に）可能
とするために、軸Ｂに沿って短くされ得る。
に沿って動かされ得る。そして、シャフト２３６が軸Ｂ
に沿って動くことを可能とし、又シャフトと組み合わさ
れるノブ（又は、他の使用者が操作する対象物）に対し
て要求される動きを提供する。この動きを可能とするた
めに、駆動装置の部品の幾つかは、最適化される。整流
子バー２４４／ブラシユニット２４６と後ろのブラシ２
３８ｂとの間の間隔は、回転子の動きを可能とするため
に増加させられてきた。幾つかの実施例において（軸方
向の伝達の量による）、整流子バー２４４は、すべての
回転子の位置において、ブラシ２４８と整流子バー２４
４との間の継続的な接触を保証するために、延長され
る。もし、大きなブラシが用いられると、ブラシ２４８
は、回転子の軸方向の動きをかわりに（追加的に）可能
とするために、軸Ｂに沿って短くされ得る。
【００５７】磁石２３４も又、図６に示されるように延
長され得る。例えば、回転子の軸方向の動きのレンジに
おいて、すべての位置で、接極子が、磁石２３４の磁場
の中にあるように、示された例の中では、ブラシユニッ
トに向かって延長されている。もし、接極子の比率が、
磁石２３４から外に延長することが許されるなら、トル
クや、出力されるトルクの効果の損失が結果として生じ
る。ブラシ２３８は、好ましくは、例えばブロンズブッ
シングのような、高い性能の型のベアリングとされる。
それは、シャフト２３６の軸方向の移動からの摩耗にも
関わらず、長期間にわたって、性能を維持し続ける。
長され得る。例えば、回転子の軸方向の動きのレンジに
おいて、すべての位置で、接極子が、磁石２３４の磁場
の中にあるように、示された例の中では、ブラシユニッ
トに向かって延長されている。もし、接極子の比率が、
磁石２３４から外に延長することが許されるなら、トル
クや、出力されるトルクの効果の損失が結果として生じ
る。ブラシ２３８は、好ましくは、例えばブロンズブッ
シングのような、高い性能の型のベアリングとされる。
それは、シャフト２３６の軸方向の移動からの摩耗にも
関わらず、長期間にわたって、性能を維持し続ける。
【００５８】もし、ノブがシャフト２３６と直接組み合
わせられると、回転子の軸方向の動きは、ノブが、モー
ターの軸Ｂに対して平行な直線自由度において検知され
ることを可能とする。更に、トルクは、シャフト２３６
が回転させられることによって直接ノブに出力され、対
応したカップリングを用いることなく、使用者に触覚感
覚を提供する。加えて、本発明によって要求される市販
のモーターに対する変化は、単純であり、高価ではな
い。そして、本発明のモーターが、容易に製造されるこ
とを可能とする。
わせられると、回転子の軸方向の動きは、ノブが、モー
ターの軸Ｂに対して平行な直線自由度において検知され
ることを可能とする。更に、トルクは、シャフト２３６
が回転させられることによって直接ノブに出力され、対
応したカップリングを用いることなく、使用者に触覚感
覚を提供する。加えて、本発明によって要求される市販
のモーターに対する変化は、単純であり、高価ではな
い。そして、本発明のモーターが、容易に製造されるこ
とを可能とする。
【００５９】他の実施例は、シャフト２３６が、モータ
ー２３０の他の部分と関連して、軸方向に動くことが可
能となるような他の実施を提供し得る。例えば、シャフ
ト２３６は、モーターの回転子と固定子との両方に関連
して軸方向に移動され得る。そして、グラウンド又は参
照表面と関連して静止する。そのような実施例におい
て、シャフト２３６は、接極子２４０の中心に提供され
るスロットの中で軸方向に動かされ得る。シャフト２３
６が、接極子によって回転させられるように、キーの構
造や他の組合せ機構が用いられ得る。例えば、シリンダ
ーシャフトとアパーチャーは、他の部分においてスロッ
トと組み合うものの中にキーを提供し得る。又は、他の
シャフトの螺旋又は他のマルチサイドクロスセクション
は、同様な形のアパーチャーと組み合うことができる。
しかしながら、そのような解決方法は、低いコストの装
置の点で、図６に示された具体例ほど望ましいものでは
ない。なぜなら、それらは、存在するモーターに対し
て、顕著な変更点を要求しないからである。シャフト２
３６のバネの戻り力は、好ましくは、シャフトをのばさ
れた位置に偏らせる。このバネの戻り力は、内部的及び
／又は外部的になりうる。例えば、磁気的な特性に由来
する磁石に関連して回転子に提供される、元々からある
戻り力がある。バネなどの外部からのコンポーネントも
同様に用いられ得る。
ー２３０の他の部分と関連して、軸方向に動くことが可
能となるような他の実施を提供し得る。例えば、シャフ
ト２３６は、モーターの回転子と固定子との両方に関連
して軸方向に移動され得る。そして、グラウンド又は参
照表面と関連して静止する。そのような実施例におい
て、シャフト２３６は、接極子２４０の中心に提供され
るスロットの中で軸方向に動かされ得る。シャフト２３
６が、接極子によって回転させられるように、キーの構
造や他の組合せ機構が用いられ得る。例えば、シリンダ
ーシャフトとアパーチャーは、他の部分においてスロッ
トと組み合うものの中にキーを提供し得る。又は、他の
シャフトの螺旋又は他のマルチサイドクロスセクション
は、同様な形のアパーチャーと組み合うことができる。
しかしながら、そのような解決方法は、低いコストの装
置の点で、図６に示された具体例ほど望ましいものでは
ない。なぜなら、それらは、存在するモーターに対し
て、顕著な変更点を要求しないからである。シャフト２
３６のバネの戻り力は、好ましくは、シャフトをのばさ
れた位置に偏らせる。このバネの戻り力は、内部的及び
／又は外部的になりうる。例えば、磁気的な特性に由来
する磁石に関連して回転子に提供される、元々からある
戻り力がある。バネなどの外部からのコンポーネントも
同様に用いられ得る。
【００６０】図７は、モーター２３０と、モーターに組
み合わされたノブ２６とを備える装置２６０の横断面図
である。例えば、図３ａの実施例８０は、駆動装置２３
０又は図２の実施例５０と共に用いられ得る。モーター
２３０の軸方向の動きの出力シャフト２３６は、ノブ２
６と強固に結びつけられている。そして、それによっ
て、ノブ２６は、シャフト２３６が回転させられたと
き、回転させられる。ノブ２６は、又、軸Ｂに沿っても
移動させられる。示された実施例において、ノブは、示
された最上位の位置から合計１．５ｍｍの距離、下方に
動かされ得る。他の他の実施例において、他の距離が提
供される。
み合わされたノブ２６とを備える装置２６０の横断面図
である。例えば、図３ａの実施例８０は、駆動装置２３
０又は図２の実施例５０と共に用いられ得る。モーター
２３０の軸方向の動きの出力シャフト２３６は、ノブ２
６と強固に結びつけられている。そして、それによっ
て、ノブ２６は、シャフト２３６が回転させられたと
き、回転させられる。ノブ２６は、又、軸Ｂに沿っても
移動させられる。示された実施例において、ノブは、示
された最上位の位置から合計１．５ｍｍの距離、下方に
動かされ得る。他の他の実施例において、他の距離が提
供される。
【００６１】装置２６０も又、好ましくは、直線軸にお
いて、ノブ２６の少なくとも一つの位置で、検知するた
めの一つ又はそれ以上のセンサーを備える。図７の例で
は、センサーは、ノブ２６に対してモーター２３０の反
対の端に位置されたスイッチ２６２である。このスイッ
チは、シャフト２３６が、スイッチを下に押し下げたと
き閉じる接触スイッチであり、そしてそれは使用者が必
要な距離だけノブ２６を押し下げたことによる。このス
イッチは、マイクロプロセッサー又は他の制御装置に接
続されており、よれにより、いつ使用者が制御された装
置の働きに対して、選択や他の影響を及ぼすためにノブ
を押したのかがわかる。スイッチ２６２は、又、例え
ば、光センサー、磁気センサー、圧力センサー、他の型
のセンサーやスイッチのように、他の型のセンサーやス
イッチとして実施され得る。
いて、ノブ２６の少なくとも一つの位置で、検知するた
めの一つ又はそれ以上のセンサーを備える。図７の例で
は、センサーは、ノブ２６に対してモーター２３０の反
対の端に位置されたスイッチ２６２である。このスイッ
チは、シャフト２３６が、スイッチを下に押し下げたと
き閉じる接触スイッチであり、そしてそれは使用者が必
要な距離だけノブ２６を押し下げたことによる。このス
イッチは、マイクロプロセッサー又は他の制御装置に接
続されており、よれにより、いつ使用者が制御された装
置の働きに対して、選択や他の影響を及ぼすためにノブ
を押したのかがわかる。スイッチ２６２は、又、例え
ば、光センサー、磁気センサー、圧力センサー、他の型
のセンサーやスイッチのように、他の型のセンサーやス
イッチとして実施され得る。
【００６２】他の実施例において、スイッチは、装置２
６０の他の部分に位置され得る。例えば、スイッチ２６
４は、スイッチ２６２と同様だが、モーター２３０の筐
体の上表面及びノブ２６の下側に位置され得る。ノブ２
６が、使用者によって押されると、ノブのボトムサーフ
ェース２６６は、スイッチを閉じるためにスイッチ２６
４を接触する。マルチプルスイッチ２６２及び２６４も
又用いられ得る。例えば、二つのスイッチ２６４は、モ
ーター２３０の上表面に位置され得る。他の実施例にお
いて、スイッチは、例えばスイッチ２６５のように他の
場所にも位置され得る。
６０の他の部分に位置され得る。例えば、スイッチ２６
４は、スイッチ２６２と同様だが、モーター２３０の筐
体の上表面及びノブ２６の下側に位置され得る。ノブ２
６が、使用者によって押されると、ノブのボトムサーフ
ェース２６６は、スイッチを閉じるためにスイッチ２６
４を接触する。マルチプルスイッチ２６２及び２６４も
又用いられ得る。例えば、二つのスイッチ２６４は、モ
ーター２３０の上表面に位置され得る。他の実施例にお
いて、スイッチは、例えばスイッチ２６５のように他の
場所にも位置され得る。
【００６３】幾つかの実施例のおいて、軸方向のノブ
（又はシャフト）の位置は、連続的なレンジ又はアナロ
グセンサーを用いることによって検知され得る。又、直
線上の軸位置は、値、コンピューターが作り出した対象
物、他の装置の機能に適切な制御を提供するために、マ
クロプロセッサー（又は、他の制御装置）によって、用
いられ得る。幾つかの実施例において、軸Ｂと平行な動
きは、例えば、摩擦ローラー駆動装置、直線駆動装置を
用いながら、駆動させられ得る。そして、異なった力の
感覚は、例えば、ばね、ダンピング、慣性、デテント、
テクスチャー、振動、ジョイント、パルスその他のよう
に、直線自由度において、出力され得る。
（又はシャフト）の位置は、連続的なレンジ又はアナロ
グセンサーを用いることによって検知され得る。又、直
線上の軸位置は、値、コンピューターが作り出した対象
物、他の装置の機能に適切な制御を提供するために、マ
クロプロセッサー（又は、他の制御装置）によって、用
いられ得る。幾つかの実施例において、軸Ｂと平行な動
きは、例えば、摩擦ローラー駆動装置、直線駆動装置を
用いながら、駆動させられ得る。そして、異なった力の
感覚は、例えば、ばね、ダンピング、慣性、デテント、
テクスチャー、振動、ジョイント、パルスその他のよう
に、直線自由度において、出力され得る。
【００６４】ここで明らかにされた実施例は、回転ノブ
に関してであるが、他の回転する使用者が操作する対象
物は、本発明の移動する駆動装置シャフトと組み合わさ
れ得る。例えば、ジョイスティック、ステアリングホイ
ール、プールキュー、医療機器、他のグリップは、ノブ
のかわりに提供される。
に関してであるが、他の回転する使用者が操作する対象
物は、本発明の移動する駆動装置シャフトと組み合わさ
れ得る。例えば、ジョイスティック、ステアリングホイ
ール、プールキュー、医療機器、他のグリップは、ノブ
のかわりに提供される。
【００６５】他の実施例において、センサーは、ノブ２
６の位置の範囲や、軸Ｂに直線的に沿ったノブ２６の継
続的な動きを検知するために提供され得る。例えば、ホ
ール効果スイッチは、ノブの上や、接地された磁石に関
連したシャフト２３６の位置を測定するための取り付け
られた部品に提供され得る。又は、光センサー（フォト
ダイオードのような）、他の型のセンサーは、シャフト
２３６及び／又はノブ２６の位置を検知し得る。そのよ
うな実施例では、軸Ｂに沿ったノブの位置は、カーソル
の位置、機能、制御された装置のセッティングを適切に
制御する。例えば、そのような動きは、装置の音声出力
の値、ディスプレイを横切るカーソルの動き、車両の中
の光の明るさなどを制御し得る。
６の位置の範囲や、軸Ｂに直線的に沿ったノブ２６の継
続的な動きを検知するために提供され得る。例えば、ホ
ール効果スイッチは、ノブの上や、接地された磁石に関
連したシャフト２３６の位置を測定するための取り付け
られた部品に提供され得る。又は、光センサー（フォト
ダイオードのような）、他の型のセンサーは、シャフト
２３６及び／又はノブ２６の位置を検知し得る。そのよ
うな実施例では、軸Ｂに沿ったノブの位置は、カーソル
の位置、機能、制御された装置のセッティングを適切に
制御する。例えば、そのような動きは、装置の音声出力
の値、ディスプレイを横切るカーソルの動き、車両の中
の光の明るさなどを制御し得る。
【００６６】バネ部品は、使用者がノブから十分な力を
取り除いたとき、元々の位置にノブが偏り、ノブが元の
位置の戻る力を提供するために、ノブと接地表面との間
に組み合わされる。
取り除いたとき、元々の位置にノブが偏り、ノブが元の
位置の戻る力を提供するために、ノブと接地表面との間
に組み合わされる。
【００６７】図８は、ノブの軸方向の動きを可能とする
本発明の、ノブインターフェース装置に対する機構の異
なった具体例２７０の遠近図を示す。具体例２７０は、
回転の動きを検知するためのギアを含み、ノブの移動を
可能とする。ノブ２６は、上記のように、コンピュータ
ー装置や電子装置のフロントパネルに位置され得る。ノ
ブは、好ましくは、使用者が電子装置に入力を提供する
ことによって軸Ｚの回りで回転され得る。他の実施例に
おいて、ノブ２６は、上記実施例におけるように、例え
ば、ダイヤル、その他の型のグリップのような、他の制
御になりうる。
本発明の、ノブインターフェース装置に対する機構の異
なった具体例２７０の遠近図を示す。具体例２７０は、
回転の動きを検知するためのギアを含み、ノブの移動を
可能とする。ノブ２６は、上記のように、コンピュータ
ー装置や電子装置のフロントパネルに位置され得る。ノ
ブは、好ましくは、使用者が電子装置に入力を提供する
ことによって軸Ｚの回りで回転され得る。他の実施例に
おいて、ノブ２６は、上記実施例におけるように、例え
ば、ダイヤル、その他の型のグリップのような、他の制
御になりうる。
【００６８】ノブ２６は、第一シャフト２７４に強固に
組み合わせられ、それは、二つの端の間のシャフトの一
部でシャフト２７４と強固に組み合わされたギア２７６
を有している。かわりに、ギア２７６は、ノブ２６の回
りに位置取られるか、又は直接組み合わされる。このよ
うにして、使用者がノブ２６を回転させたとき、シャフ
ト２７４とギア２７６も又回転させられる。シャフト２
７４は、ギア２７６の他の側から伸び、ねじれカップリ
ング２８０又は物理的なバネの一端で、強固に組み合わ
さられている。バネ２８０は、バネの他端で第二シャフ
ト２７８と強固に組み合わせられている。
組み合わせられ、それは、二つの端の間のシャフトの一
部でシャフト２７４と強固に組み合わされたギア２７６
を有している。かわりに、ギア２７６は、ノブ２６の回
りに位置取られるか、又は直接組み合わされる。このよ
うにして、使用者がノブ２６を回転させたとき、シャフ
ト２７４とギア２７６も又回転させられる。シャフト２
７４は、ギア２７６の他の側から伸び、ねじれカップリ
ング２８０又は物理的なバネの一端で、強固に組み合わ
さられている。バネ２８０は、バネの他端で第二シャフ
ト２７８と強固に組み合わせられている。
【００６９】バネ２８０は、シャフト２７４が、シャフ
ト２７８から離れて、又は向かって動かされることを可
能とする（バネが、完全には押し込まれたり、のばされ
たりしていないとき）。このようにして、ノブ２６、シ
ャフト２７４、ギア２７６は、Ｚ軸に沿って移動させら
れる。バネによって提供されるバネの力は、ノブ２６が
自然の又は元々のバネの位置から離れて、Ｚ軸に沿って
動かされたとき、ノブ２６での、バネによる偏った戻り
の原因となる。好ましくは、ガイド（示されず）は、バ
ネ２８０によって可能とされた、軸Ｚに対して垂直なあ
らゆるノブの動きを防止するために、ノブ２６の近くに
（例えばノブの右後ろのシャフト２７４に）提供され
る。そのようなガイドは、装置のフロントパネルの前の
アパーチャーをなることができ、例えば、それを通じて
シャフト２７４が伸びる。物理的な停止は、ノブを移動
動作の望ましい範囲内にとどめるために、ノブの直線自
由度の中で提供される。
ト２７８から離れて、又は向かって動かされることを可
能とする（バネが、完全には押し込まれたり、のばされ
たりしていないとき）。このようにして、ノブ２６、シ
ャフト２７４、ギア２７６は、Ｚ軸に沿って移動させら
れる。バネによって提供されるバネの力は、ノブ２６が
自然の又は元々のバネの位置から離れて、Ｚ軸に沿って
動かされたとき、ノブ２６での、バネによる偏った戻り
の原因となる。好ましくは、ガイド（示されず）は、バ
ネ２８０によって可能とされた、軸Ｚに対して垂直なあ
らゆるノブの動きを防止するために、ノブ２６の近くに
（例えばノブの右後ろのシャフト２７４に）提供され
る。そのようなガイドは、装置のフロントパネルの前の
アパーチャーをなることができ、例えば、それを通じて
シャフト２７４が伸びる。物理的な停止は、ノブを移動
動作の望ましい範囲内にとどめるために、ノブの直線自
由度の中で提供される。
【００７０】スプリング２８０も又、回転動作が、シャ
フト２７８とシャフト２７４との（とこのようにノブ２
６とギア２７６）間で移動させられることを可能とす
る。スプリング２８０は、好ましくは、円周方向におい
てリジッドであり、ねじれの自由を許さない。それによ
って、駆動装置２８２（下で述べられる）によるシャフ
ト２７８の回転は、追加の遊びやコンプライアンスな
く、できるだけ忠実にシャフト２７４とノブ２６に対し
て伝えられる。例えば、蛇腹、螺旋自由カップリング、
スプラインキャビティーの中のスプラインシャフトな
ど、回転を伝達することができ、変換を可能とする、螺
旋又は他の型のバネ、他のカップリングは、スプリング
２８０に対して用いられ得る。他の実施例においてもな
お、スプリング２８０又は他のカップリングは提供され
ておらず、図６で上に示された実施例２３０におけるよ
うに、シャフト２７８は、かわりに、ノブの軸方向の動
きを可能とするために、モーターを関連して、軸方向に
動かされ得る。他の実施例において、軸Ｚに沿った動き
は、直線自由度において力を出力するために、駆動装置
を用いることによって駆動されうる。例えば、直線駆動
装置、回転出力が直線方向に変換される回転駆動装置が
あるそのような駆動装置は、モーター、音声コイル駆動
装置、受動ブレーキなどがあげられる。
フト２７８とシャフト２７４との（とこのようにノブ２
６とギア２７６）間で移動させられることを可能とす
る。スプリング２８０は、好ましくは、円周方向におい
てリジッドであり、ねじれの自由を許さない。それによ
って、駆動装置２８２（下で述べられる）によるシャフ
ト２７８の回転は、追加の遊びやコンプライアンスな
く、できるだけ忠実にシャフト２７４とノブ２６に対し
て伝えられる。例えば、蛇腹、螺旋自由カップリング、
スプラインキャビティーの中のスプラインシャフトな
ど、回転を伝達することができ、変換を可能とする、螺
旋又は他の型のバネ、他のカップリングは、スプリング
２８０に対して用いられ得る。他の実施例においてもな
お、スプリング２８０又は他のカップリングは提供され
ておらず、図６で上に示された実施例２３０におけるよ
うに、シャフト２７８は、かわりに、ノブの軸方向の動
きを可能とするために、モーターを関連して、軸方向に
動かされ得る。他の実施例において、軸Ｚに沿った動き
は、直線自由度において力を出力するために、駆動装置
を用いることによって駆動されうる。例えば、直線駆動
装置、回転出力が直線方向に変換される回転駆動装置が
あるそのような駆動装置は、モーター、音声コイル駆動
装置、受動ブレーキなどがあげられる。
【００７１】他の実施例において、この機構の技術にお
いてはよく知られているが、回転動作がシャフト２７８
からシャフト２７４へ伝わることを可能とするものの、
安定した動きを可能とする、シャフト２７４とシャフト
２７８との間の他のカップリングが用いられ得る。幾つ
かの実施例において、ギア２７６自身は、カップリング
として作用し、又シャフト２７８がギア２７６とシャフ
ト２７４に関連して、望ましい距離を動くことが可能と
なるような、十分な長さ（Ｚ軸と平行）となり得る。例
えば、中心ギアオープニングのような、カップリングの
内部は、回転動作を伝達している間、変換動作が可能と
なるように、歯をシャフト２７８に組み合わせるよう
に、ギア歯又は他の構造を含み得る。
いてはよく知られているが、回転動作がシャフト２７８
からシャフト２７４へ伝わることを可能とするものの、
安定した動きを可能とする、シャフト２７４とシャフト
２７８との間の他のカップリングが用いられ得る。幾つ
かの実施例において、ギア２７６自身は、カップリング
として作用し、又シャフト２７８がギア２７６とシャフ
ト２７４に関連して、望ましい距離を動くことが可能と
なるような、十分な長さ（Ｚ軸と平行）となり得る。例
えば、中心ギアオープニングのような、カップリングの
内部は、回転動作を伝達している間、変換動作が可能と
なるように、歯をシャフト２７８に組み合わせるよう
に、ギア歯又は他の構造を含み得る。
【００７２】シャフト２７８は、接地された駆動装置２
８２に強固に組み合わせられ、それは、シャフト２７８
に回転の力と、それによるノブ２６の回転の力とを出力
することが可能なように、操作される。駆動装置２８２
は、力を提供し、そしてそれは、マイクロプロセッサー
や他の制御装置を備える、コンピューター装置からの制
御信号に基づいて、コンピューター変調される。駆動装
置２８２は、例えば、ＤＣモーター、音声コイル駆動装
置、他の型のモーターなどの能動的駆動装置となり得
る。又は、駆動装置は、例えば、ブレーキ、受動的流動
的駆動装置のような、受動的駆動装置ともなり得る。下
記のように、力の感覚の多様性は、ノブに出力され得
る。
８２に強固に組み合わせられ、それは、シャフト２７８
に回転の力と、それによるノブ２６の回転の力とを出力
することが可能なように、操作される。駆動装置２８２
は、力を提供し、そしてそれは、マイクロプロセッサー
や他の制御装置を備える、コンピューター装置からの制
御信号に基づいて、コンピューター変調される。駆動装
置２８２は、例えば、ＤＣモーター、音声コイル駆動装
置、他の型のモーターなどの能動的駆動装置となり得
る。又は、駆動装置は、例えば、ブレーキ、受動的流動
的駆動装置のような、受動的駆動装置ともなり得る。下
記のように、力の感覚の多様性は、ノブに出力され得
る。
【００７３】エンコーダーギア２９０は、接地された表
面に、回転可能に組み合わせられ、ギア２７６の隣に位
置される。エンコーダーギア２９０は、ギア２７６の歯
に組み合わせられた、ギア歯を含み、それによって、ギ
ア２７６の回転動作は、軸Ａの周りで、エンコーダーギ
ア２９０の回転の原因となる。幾つかの実施例におい
て、他の伝達装置が、シャフト２７４からシャフト２９
２に回転を伝達するために用いられ得る。例えば、摩擦
伝達システムが用いられ得る。最も好ましくは、もし、
それが摩擦の中の二つの要素の変換を可能とするのであ
れば、このように、堅いラバー又は同様の物質が用いら
得る。かわりに、ベルトドライブ伝達が用いられ、そこ
では、エンコーダーギア２９０のかわりに小さなプリー
が、ギア２７６の替わりの大きなプリーから少し離れた
ところに位置され、ベルトは、それらのプリーの間で輪
を形成されている。Ｏ−リング型のベルトは、小さなプ
リーに関連した大きなプリーの変換が、ベルトドライブ
の動作を混乱させないように、用いられ得る。
面に、回転可能に組み合わせられ、ギア２７６の隣に位
置される。エンコーダーギア２９０は、ギア２７６の歯
に組み合わせられた、ギア歯を含み、それによって、ギ
ア２７６の回転動作は、軸Ａの周りで、エンコーダーギ
ア２９０の回転の原因となる。幾つかの実施例におい
て、他の伝達装置が、シャフト２７４からシャフト２９
２に回転を伝達するために用いられ得る。例えば、摩擦
伝達システムが用いられ得る。最も好ましくは、もし、
それが摩擦の中の二つの要素の変換を可能とするのであ
れば、このように、堅いラバー又は同様の物質が用いら
得る。かわりに、ベルトドライブ伝達が用いられ、そこ
では、エンコーダーギア２９０のかわりに小さなプリー
が、ギア２７６の替わりの大きなプリーから少し離れた
ところに位置され、ベルトは、それらのプリーの間で輪
を形成されている。Ｏ−リング型のベルトは、小さなプ
リーに関連した大きなプリーの変換が、ベルトドライブ
の動作を混乱させないように、用いられ得る。
【００７４】エンコーダーシャフト２９２は、強固に、
グラウンドとエンコーダーギア２９０に組み合わされ、
エンコーダーギアを通じて伸びる。センサー２９３は、
ギア２９０の回転動作を検知し、そしてギア２７６とノ
ブ２６との回転（ギア２７６の回転は、使用者及び／又
は駆動装置２８２による）を検知するために、エンコー
ダーギアと組み合わせられる。センサー２９３は、ギア
２９０そしてノブ２６の関連した動き示すマイクロ制御
装置に一つ又はそれ以上の信号を提供する。センサー２
９３はコードホイール２９４を含み、それは、シャフト
２９２と強固に組み合わせられ、そして、ギア２９０と
関連して回転する。センサー２９３は、接地されたエミ
ッター／ディテクターの組立て部品２９６をも含み、そ
して、組立て部品２９６の少なくとも一つのエミッター
と、少なくとも一つのディテクターの間で、ホイール２
９４の端が回転するように、位置づけられる。ホイール
は、スロットとマーキングとを含み、それは、エミッタ
ー／ディテクターを通過するとき、検知され得る。この
型の光エンコーダーは、この技術において、技術を有す
る者に対してはよく知られている。より好ましい実施例
において、二つ又はそれ以上の検知器は、動きの方向が
検知されることを可能としながら、求積又は同様の検知
が可能となるように、組立て部品２９６の中に提供され
る。ホイール又はシャフトの動きを検知することができ
るセンサーの他の型は、例えば、アナログポテンショメ
ーターのように、かわりに用いられ得る。
グラウンドとエンコーダーギア２９０に組み合わされ、
エンコーダーギアを通じて伸びる。センサー２９３は、
ギア２９０の回転動作を検知し、そしてギア２７６とノ
ブ２６との回転（ギア２７６の回転は、使用者及び／又
は駆動装置２８２による）を検知するために、エンコー
ダーギアと組み合わせられる。センサー２９３は、ギア
２９０そしてノブ２６の関連した動き示すマイクロ制御
装置に一つ又はそれ以上の信号を提供する。センサー２
９３はコードホイール２９４を含み、それは、シャフト
２９２と強固に組み合わせられ、そして、ギア２９０と
関連して回転する。センサー２９３は、接地されたエミ
ッター／ディテクターの組立て部品２９６をも含み、そ
して、組立て部品２９６の少なくとも一つのエミッター
と、少なくとも一つのディテクターの間で、ホイール２
９４の端が回転するように、位置づけられる。ホイール
は、スロットとマーキングとを含み、それは、エミッタ
ー／ディテクターを通過するとき、検知され得る。この
型の光エンコーダーは、この技術において、技術を有す
る者に対してはよく知られている。より好ましい実施例
において、二つ又はそれ以上の検知器は、動きの方向が
検知されることを可能としながら、求積又は同様の検知
が可能となるように、組立て部品２９６の中に提供され
る。ホイール又はシャフトの動きを検知することができ
るセンサーの他の型は、例えば、アナログポテンショメ
ーターのように、かわりに用いられ得る。
【００７５】ノブが変換させられたとき、ギア２７６と
エンコーダーギア２９０は、互いに関連しあいながら変
換させられる。例えば、記載された実施例において、ギ
ア２７６は、動かされ、Ｚ軸に沿って接地されるエンコ
ーダーギア２９０を関連してスライドする。この組み合
わされた二つのギアの歯は、ギアが変換されることを可
能とするが、又、回転動作が、一つのギアから他のギア
に伝達されることをも可能とする（両方のギアの歯の、
Ｚ軸の長さ部分が、少なくとも組み合わせられている場
合には）。これは、センサー２９３が、ノブ２６と関連
して接地され、未だ、ノブ２６の回転を測定することを
可能とする。
エンコーダーギア２９０は、互いに関連しあいながら変
換させられる。例えば、記載された実施例において、ギ
ア２７６は、動かされ、Ｚ軸に沿って接地されるエンコ
ーダーギア２９０を関連してスライドする。この組み合
わされた二つのギアの歯は、ギアが変換されることを可
能とするが、又、回転動作が、一つのギアから他のギア
に伝達されることをも可能とする（両方のギアの歯の、
Ｚ軸の長さ部分が、少なくとも組み合わせられている場
合には）。これは、センサー２９３が、ノブ２６と関連
して接地され、未だ、ノブ２６の回転を測定することを
可能とする。
【００７６】好ましくは、使用者は、センサーを有効に
し、ボタン又はアクティベーション信号を入力するため
に、駆動装置２８２に対してノブ２６を押すことができ
る。この特徴を可能とするために、記載された実施例に
おいて、例えばコンタクト２９７のような電子スイッチ
が、ノブ２６又はギア２７６の経路に提供される。例え
ば、コンタクト２９７は、グラウンドに組み合わせられ
ており、そして、ノブ２６がコンタクト２９７と組合せ
られそしてそれを押したとき、他のコンタクトに対して
押し込まれる。これは、コントローリングマイクロメー
ターや他の回路に信号を送る。このようにして、使用者
は、コンタクト信号を有効するためにノブ２６を押し、
それによって、電子デバイスに対しての選択の入力や、
電子デバイスに対して他の入力提供をなすことができ
る。
し、ボタン又はアクティベーション信号を入力するため
に、駆動装置２８２に対してノブ２６を押すことができ
る。この特徴を可能とするために、記載された実施例に
おいて、例えばコンタクト２９７のような電子スイッチ
が、ノブ２６又はギア２７６の経路に提供される。例え
ば、コンタクト２９７は、グラウンドに組み合わせられ
ており、そして、ノブ２６がコンタクト２９７と組合せ
られそしてそれを押したとき、他のコンタクトに対して
押し込まれる。これは、コントローリングマイクロメー
ターや他の回路に信号を送る。このようにして、使用者
は、コンタクト信号を有効するためにノブ２６を押し、
それによって、電子デバイスに対しての選択の入力や、
電子デバイスに対して他の入力提供をなすことができ
る。
【００７７】他の実施例において、他の型のセンサー
は、軸Ｚに沿った直線自由度におけるノブの詳細な位置
を検知するために、又は、Ｚ軸に沿った継続的な直線の
動きを検知するために用いられ得る。例えば、光センサ
ーは、ディテクターストリップによって検知されるビー
ムを出力したり反射するノブの（又はギア又はシャフト
２７４）の範囲やポイントの詳細な位置を検知するため
に、ノブの動きと平行なディテクターストリップを用い
ることができる。
は、軸Ｚに沿った直線自由度におけるノブの詳細な位置
を検知するために、又は、Ｚ軸に沿った継続的な直線の
動きを検知するために用いられ得る。例えば、光センサ
ーは、ディテクターストリップによって検知されるビー
ムを出力したり反射するノブの（又はギア又はシャフト
２７４）の範囲やポイントの詳細な位置を検知するため
に、ノブの動きと平行なディテクターストリップを用い
ることができる。
【００７８】図９は、本発明のノブによって制御される
装置と共に用いるのに好適な、エレクトロメカニカルシ
ステム３００を示しているブロックダイヤグラムであ
る。多くの下部部品を備える触覚感覚のフィードバック
システムは、パテントナンバー５，７３４，３７３に詳
細に記述されており、そのままの形で、ここに参照され
ることによって、組み込まれる。
装置と共に用いるのに好適な、エレクトロメカニカルシ
ステム３００を示しているブロックダイヤグラムであ
る。多くの下部部品を備える触覚感覚のフィードバック
システムは、パテントナンバー５，７３４，３７３に詳
細に記述されており、そのままの形で、ここに参照され
ることによって、組み込まれる。
【００７９】一つの実施例において、制御された装置
は、ローカルマイクロプロセッサー３０２、ローカルク
ロック３０４、ローカルメモリー３０６、センサーイン
ターフェース３０８、駆動装置インターフェース３１０
を有する電子部分を備える。
は、ローカルマイクロプロセッサー３０２、ローカルク
ロック３０４、ローカルメモリー３０６、センサーイン
ターフェース３０８、駆動装置インターフェース３１０
を有する電子部分を備える。
【００８０】ローカルマイクロプロセッサー３０２は、
装置に対して“ローカル”と考えられており、ここで
は、“ローカル”は、コントローリングホストコンピュ
ーター（下記参照）の中のような、その他のマイクロプ
ロセッサーから離れたマイクロプロセッサーであるプロ
セッサー３０２を表している。又、ノブ２６に対するセ
ンサーＩ／Ｏや力のフィードバックに特化されているプ
ロセッサー３０２を表している。力のフィードバックの
実施例において、マイクロプロセッサー３０２は、セン
サーの信号を読み込み、ホストの命令に基づいて選択さ
れた力のプロセス、タイム信号、センサー信号から適切
な力を計算し、駆動装置に適切な制御信号を出力する。
ローカルプロセッサー３０２として用いるのに対して好
適なマイクロプロセッサーは、例えば、インテルの８Ｘ
９３０ＡＸ、モトローラーのＭＣ６８ＨＣ７１１Ｅ９、
マイクロチップのＰＩＣ１６Ｃ７４を備える。マイクロ
プロセッサー３０２は、一つのマイクロプロセッサーチ
ップ、複数のプロセッサー、及び／又はコプロセッサー
チップを含み、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）を
含み得る。又、セパレート制御装置は、速度、加速度、
及び／又は他の力に関連したデータの計算に特化して提
供される。その他、固定されたデジタルロジック及び／
又はステイトマシンは、同様の機能を提供するために用
いられ得る。
装置に対して“ローカル”と考えられており、ここで
は、“ローカル”は、コントローリングホストコンピュ
ーター（下記参照）の中のような、その他のマイクロプ
ロセッサーから離れたマイクロプロセッサーであるプロ
セッサー３０２を表している。又、ノブ２６に対するセ
ンサーＩ／Ｏや力のフィードバックに特化されているプ
ロセッサー３０２を表している。力のフィードバックの
実施例において、マイクロプロセッサー３０２は、セン
サーの信号を読み込み、ホストの命令に基づいて選択さ
れた力のプロセス、タイム信号、センサー信号から適切
な力を計算し、駆動装置に適切な制御信号を出力する。
ローカルプロセッサー３０２として用いるのに対して好
適なマイクロプロセッサーは、例えば、インテルの８Ｘ
９３０ＡＸ、モトローラーのＭＣ６８ＨＣ７１１Ｅ９、
マイクロチップのＰＩＣ１６Ｃ７４を備える。マイクロ
プロセッサー３０２は、一つのマイクロプロセッサーチ
ップ、複数のプロセッサー、及び／又はコプロセッサー
チップを含み、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）を
含み得る。又、セパレート制御装置は、速度、加速度、
及び／又は他の力に関連したデータの計算に特化して提
供される。その他、固定されたデジタルロジック及び／
又はステイトマシンは、同様の機能を提供するために用
いられ得る。
【００８１】ローカルクロック３０４は、例えば、駆動
装置３１６によって出力される力を演算するためなど、
タイミングデータを提供するために、マクロプロセッサ
ー３０２と組み合わせられ得る。ＲＡＭ及び／又はＲＯ
Ｍのようなローカルメモリー３０６は、好ましくは、マ
イクロプロセッサー３０２に対する指令、現在のデータ
を蓄えるために、マイクロプロセッサー３０２に組み合
わされる。ディスプレイ１４は、幾つかの実施例におい
て、ローカルマイクロプロセッサー３０２と組み合わさ
れ得る。その他、異なったマイクロプロセッサーや他の
制御装置は、ディスプレイ１４に対する出力を制御し得
る。
装置３１６によって出力される力を演算するためなど、
タイミングデータを提供するために、マクロプロセッサ
ー３０２と組み合わせられ得る。ＲＡＭ及び／又はＲＯ
Ｍのようなローカルメモリー３０６は、好ましくは、マ
イクロプロセッサー３０２に対する指令、現在のデータ
を蓄えるために、マイクロプロセッサー３０２に組み合
わされる。ディスプレイ１４は、幾つかの実施例におい
て、ローカルマイクロプロセッサー３０２と組み合わさ
れ得る。その他、異なったマイクロプロセッサーや他の
制御装置は、ディスプレイ１４に対する出力を制御し得
る。
【００８２】センサーインターフェース３０８は、セン
サー信号を、マイクロプロセッサー３０２によって解釈
され得る信号に変換することができるように、選択的に
含められ得る。例えば、センサーインターフェース３０
８は、エンコーダーなどのデジタルセンサー型の信号を
受け取り、その信号をデジタルの二進数に変換すること
ができる。アナログデジタルコンバーター（ＡＤＣ）も
又用いられ得る。その他、マイクロプロセッサー３０２
は、これらのインターフェース機能の作用も示す。駆動
装置インターフェース３１０は、マクロプロセッサー３
０２からの信号を、駆動装置をさせるのに適切な信号に
変換するために、駆動装置とマイクロプロセッサー３０
２との間に、選択的に接続され得る。駆動装置インター
フェース３１０は、力の増幅器、スイッチ、デジタルア
ナログ制御装置（ＤＡＣｓ）、その他の部品を含み得
る。他の実施例において、アクチュエーターインターフ
ェース３１０回路は、マイクロプロセッサー３０２の内
部又は駆動装置の内部に提供される。電源３１２は、電
子的な力を提供し、又は力は駆動装置３１６及びその他
の部品に、インターフェースバスによって提供され得
る。
サー信号を、マイクロプロセッサー３０２によって解釈
され得る信号に変換することができるように、選択的に
含められ得る。例えば、センサーインターフェース３０
８は、エンコーダーなどのデジタルセンサー型の信号を
受け取り、その信号をデジタルの二進数に変換すること
ができる。アナログデジタルコンバーター（ＡＤＣ）も
又用いられ得る。その他、マイクロプロセッサー３０２
は、これらのインターフェース機能の作用も示す。駆動
装置インターフェース３１０は、マクロプロセッサー３
０２からの信号を、駆動装置をさせるのに適切な信号に
変換するために、駆動装置とマイクロプロセッサー３０
２との間に、選択的に接続され得る。駆動装置インター
フェース３１０は、力の増幅器、スイッチ、デジタルア
ナログ制御装置（ＤＡＣｓ）、その他の部品を含み得
る。他の実施例において、アクチュエーターインターフ
ェース３１０回路は、マイクロプロセッサー３０２の内
部又は駆動装置の内部に提供される。電源３１２は、電
子的な力を提供し、又は力は駆動装置３１６及びその他
の部品に、インターフェースバスによって提供され得
る。
【００８３】システムのメカニカル部分は、上記の様
に、ノブ２６の回転の動き、ノブ２６の交軸方向の動
き、ノブ２６の押す及び／又は引く動き、ノブのこれら
の自由度のうちの幾つか又はすべてにおいての接触フィ
ードバックのために必要な部品のすべて又は幾つかを含
み得る。センサー３１４は、自由度の一つ又はそれ以上
に沿ったノブ２６の位置、動き及び／又は他の特性を検
知し、そして、それらの特性の代表する情報を含みなが
ら、マイクロプロセッサー３０２に信号を提供する。典
型的には、センサー３１４は、ノブ２６が沿って動かさ
れ得る各々の自由度に対して提供され、又は、シングル
コンパウンドセンサーは、複数の自由度に対して用いら
れ得る。望ましいセンサーの例は、光エンコーダー、ポ
テンショメーターのようなアナログセンサー、ホール効
果磁気センサー、横方向の効果のある光ダイオードなど
の光センサー、タコメーター、加速度計を備える。絶対
的な又は相対的なセンサーも用いられ得る。
に、ノブ２６の回転の動き、ノブ２６の交軸方向の動
き、ノブ２６の押す及び／又は引く動き、ノブのこれら
の自由度のうちの幾つか又はすべてにおいての接触フィ
ードバックのために必要な部品のすべて又は幾つかを含
み得る。センサー３１４は、自由度の一つ又はそれ以上
に沿ったノブ２６の位置、動き及び／又は他の特性を検
知し、そして、それらの特性の代表する情報を含みなが
ら、マイクロプロセッサー３０２に信号を提供する。典
型的には、センサー３１４は、ノブ２６が沿って動かさ
れ得る各々の自由度に対して提供され、又は、シングル
コンパウンドセンサーは、複数の自由度に対して用いら
れ得る。望ましいセンサーの例は、光エンコーダー、ポ
テンショメーターのようなアナログセンサー、ホール効
果磁気センサー、横方向の効果のある光ダイオードなど
の光センサー、タコメーター、加速度計を備える。絶対
的な又は相対的なセンサーも用いられ得る。
【００８４】力のフィードバックを備えるあれらの実施
例において、駆動装置３１６は、マイクロプロセッサー
３０２や他の電子ロジック又は装置、すなわち、“電子
的に制御された”もの、によって出力された信号に対応
して、回転自由度における一つ又はそれ以上の方向にお
いて、ノブに力を伝達する。駆動装置３１６は、電子的
に変調された力を提供し、それは、マイクロプロセッサ
ー３０２又は他の電子装置は、力のアプリケーションを
制御することを意味する。典型的には、一つ又はそれ以
上の駆動装置３１６は、力のフィードバック機能を備え
る各々のノブ２６に対して提供される。幾つかの実施例
において、追加的な駆動装置は、例えば、ノブ２６の交
軸方向の動き及び／又はノブの押す又は引く動きのよう
な、ノブ２６の他の自由度に対しても提供される。駆動
装置３１６は、例えば、ＤＣモーター、リニアカレント
制御モーター、ステッパーモーター、空気／湿度アクテ
ィブ駆動装置、トルク計（限られた狭い範囲のモータ
ー）、音声コイル駆動装置、その他のような能動的な駆
動装置となり得る。受動的な駆動装置も又用いられ、磁
気パーティクルブレーキ、フリクションブレーキ、空気
／湿度受動駆動装置を含み、又動きの度合いにおいて、
ダンピングレジスタンスや摩擦を生じる。
例において、駆動装置３１６は、マイクロプロセッサー
３０２や他の電子ロジック又は装置、すなわち、“電子
的に制御された”もの、によって出力された信号に対応
して、回転自由度における一つ又はそれ以上の方向にお
いて、ノブに力を伝達する。駆動装置３１６は、電子的
に変調された力を提供し、それは、マイクロプロセッサ
ー３０２又は他の電子装置は、力のアプリケーションを
制御することを意味する。典型的には、一つ又はそれ以
上の駆動装置３１６は、力のフィードバック機能を備え
る各々のノブ２６に対して提供される。幾つかの実施例
において、追加的な駆動装置は、例えば、ノブ２６の交
軸方向の動き及び／又はノブの押す又は引く動きのよう
な、ノブ２６の他の自由度に対しても提供される。駆動
装置３１６は、例えば、ＤＣモーター、リニアカレント
制御モーター、ステッパーモーター、空気／湿度アクテ
ィブ駆動装置、トルク計（限られた狭い範囲のモータ
ー）、音声コイル駆動装置、その他のような能動的な駆
動装置となり得る。受動的な駆動装置も又用いられ、磁
気パーティクルブレーキ、フリクションブレーキ、空気
／湿度受動駆動装置を含み、又動きの度合いにおいて、
ダンピングレジスタンスや摩擦を生じる。
【００８５】機構３１８は、センサー３１４によって読
みとられる形に、ノブ２６の動きを変換するために、
又、力のフィードバックを備える実施例においては、力
を駆動装置３１６からノブ２６に伝達するために、用い
られる。機構３１８の例は、上に示されている。又、ベ
ルトドライブ、ギアドライブ、キャプスタンドライブ機
構などの駆動機構は、駆動装置３１６によって出力され
る力に対して、メカニカルな優位性を提供するために用
いられる。
みとられる形に、ノブ２６の動きを変換するために、
又、力のフィードバックを備える実施例においては、力
を駆動装置３１６からノブ２６に伝達するために、用い
られる。機構３１８の例は、上に示されている。又、ベ
ルトドライブ、ギアドライブ、キャプスタンドライブ機
構などの駆動機構は、駆動装置３１６によって出力され
る力に対して、メカニカルな優位性を提供するために用
いられる。
【００８６】他の出力装置２３０は、入力信号をマイク
ロプロセッサー３０２に送るために、含められ得る。そ
のような入力装置は、パネルから制御された装置への入
力を補助するために用いられるボタンや他の制御を備え
る。又、ダイヤル、スイッチ、音声認識ハードウエアー
（例えば、マイクロプロセッサー３０２によって実行さ
れたソフトを伴ったマイクロフォン）、他の入力機構も
又、マイクロプロセッサー３０２又は駆動装置３１６に
対して入力を提供するために含められる。デッドマンス
イッチ３２２は、幾つかの実施例において、使用者がノ
ブに触れていないときに、ノブがそれ自身において回転
することを防止するために、使用者がノブに触れていな
いときに、出力を中止させる力の原因となるようにノブ
の上又は近くに備えられる。
ロプロセッサー３０２に送るために、含められ得る。そ
のような入力装置は、パネルから制御された装置への入
力を補助するために用いられるボタンや他の制御を備え
る。又、ダイヤル、スイッチ、音声認識ハードウエアー
（例えば、マイクロプロセッサー３０２によって実行さ
れたソフトを伴ったマイクロフォン）、他の入力機構も
又、マイクロプロセッサー３０２又は駆動装置３１６に
対して入力を提供するために含められる。デッドマンス
イッチ３２２は、幾つかの実施例において、使用者がノ
ブに触れていないときに、ノブがそれ自身において回転
することを防止するために、使用者がノブに触れていな
いときに、出力を中止させる力の原因となるようにノブ
の上又は近くに備えられる。
【００８７】他のマイクロプロセッサー３２４は、幾つ
かの実施例において、ローカルマイクロプロセッサー３
０２と連絡を持つために、備えられる。マイクロプロセ
ッサー３０２と３２４は、好ましくは、双方向のバス３
２６によって共に組み合わせられる。追加的な電子部品
は、バス３２６の標準プロトコルを通じて連絡を持つた
めに備えられる。これらの部品は、装置又は他の接続さ
れた装置の中に備えられる。バズ３２６は、異なったコ
ミュニケーションバスのあらゆる種類が可能である。例
えば、双方向シリアル／パラレルバス、ワイヤレスリン
ク、ネットワークアーキテクチャー（例えばＣＡＮバ
ス）、単一方向バスが用いられる。
かの実施例において、ローカルマイクロプロセッサー３
０２と連絡を持つために、備えられる。マイクロプロセ
ッサー３０２と３２４は、好ましくは、双方向のバス３
２６によって共に組み合わせられる。追加的な電子部品
は、バス３２６の標準プロトコルを通じて連絡を持つた
めに備えられる。これらの部品は、装置又は他の接続さ
れた装置の中に備えられる。バズ３２６は、異なったコ
ミュニケーションバスのあらゆる種類が可能である。例
えば、双方向シリアル／パラレルバス、ワイヤレスリン
ク、ネットワークアーキテクチャー（例えばＣＡＮバ
ス）、単一方向バスが用いられる。
【００８８】他のマイクロプロセッサー３２４は、操作
や機能を制御装置と調和させる、異なった装置やシステ
ムに分離したマイクロプロセッサーとなり得る。例え
ば、他のマイクロプロセッサー３２４は、車両や家屋に
おける分離した制御サブシステムに提供され得る。そこ
では、他のマイクロプロセッサーは、車や家の温度シス
テム、機械的な部品の位置（車のミラー、シート、ガレ
ージドア、その他）、多様なシステムからの情報を表示
する中央ディスプレイ装置を制御する。又は、他のマイ
クロプロセッサー３２４は、制御装置を備える多くのシ
ステムに対する集中化された制御装置となり得る。二つ
のマイクロプロセッサー３０２と３２４は、必要に応じ
て、種々のシステムの制御、使用者への事件の注意の出
力その他を促進するために、情報を交換する。例えば、
もし他のマイクロプロセッサー３２４が、車両がオーバ
ーヒートしていると判断すると、他のマイクロプロセッ
サー３２４は、この情報をローカルマイクロプロセッサ
ー３０２に伝達し、そしてこれは、使用者に注意をする
ために、ディスプレイ１４に特定の表示を出力する。又
は、もし、ノブ２６が、異なった制御のモードが許され
たばあい、他のマイクロプロセッサー３２４は、異なっ
たモードの制御ができる。このように、もしノブ２６
が、温度制御と同様に、オーディオステレオ出力の両方
を制御することができる場合、ローカルマイクロプロセ
ッサー３０２は、音声機能を司ることができしかし、装
置が温度制御モードにあるときは、温度システムの調整
を制御するために、すべてのノブセンサーのデータを他
のマイクロプロセッサー３２４に流すことができる。
や機能を制御装置と調和させる、異なった装置やシステ
ムに分離したマイクロプロセッサーとなり得る。例え
ば、他のマイクロプロセッサー３２４は、車両や家屋に
おける分離した制御サブシステムに提供され得る。そこ
では、他のマイクロプロセッサーは、車や家の温度シス
テム、機械的な部品の位置（車のミラー、シート、ガレ
ージドア、その他）、多様なシステムからの情報を表示
する中央ディスプレイ装置を制御する。又は、他のマイ
クロプロセッサー３２４は、制御装置を備える多くのシ
ステムに対する集中化された制御装置となり得る。二つ
のマイクロプロセッサー３０２と３２４は、必要に応じ
て、種々のシステムの制御、使用者への事件の注意の出
力その他を促進するために、情報を交換する。例えば、
もし他のマイクロプロセッサー３２４が、車両がオーバ
ーヒートしていると判断すると、他のマイクロプロセッ
サー３２４は、この情報をローカルマイクロプロセッサ
ー３０２に伝達し、そしてこれは、使用者に注意をする
ために、ディスプレイ１４に特定の表示を出力する。又
は、もし、ノブ２６が、異なった制御のモードが許され
たばあい、他のマイクロプロセッサー３２４は、異なっ
たモードの制御ができる。このように、もしノブ２６
が、温度制御と同様に、オーディオステレオ出力の両方
を制御することができる場合、ローカルマイクロプロセ
ッサー３０２は、音声機能を司ることができしかし、装
置が温度制御モードにあるときは、温度システムの調整
を制御するために、すべてのノブセンサーのデータを他
のマイクロプロセッサー３２４に流すことができる。
【００８９】他の実施例において、他のマイクロプロセ
ッサー２２４は、ホストマイクロプロセッサーとなり得
る。例えば、ホストのコマンドをローカルマイクロプロ
セッサーに送信することによって、ローカルマイクロプ
ロセッサー２０２に、力の感覚を出力するように命じる
ことができる。ホストマイクロプロセッサーは、単一の
プロセッサーとなることができ、又は、例えば、パーソ
ナルコンピューター、ワークステーション、ビデオゲー
ムコンソール、ポータブルコンピューター、他のコンピ
ューティングやディスプレイ装置、セットトップボック
ス、“ネットワーク−コンピューター”、その他のコン
ピューターの中に提供される。マイクロプロセッサー２
２４に加えて、ホストコンピューターは、ランダムアク
セスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（Ｒ
ＯＭ）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路、この技術において
技術を有する者に対してはよく知られた他のコンピュー
ター部品を備えることができる。ホストプロセッサー
は、ノブ２６及び／又は他の制御及び周辺機器を用いる
ことによって、使用者が相互作用を及ぼすホストアプリ
ケーションプログラムを実行することができる。ホスト
アプリケーションプログラムは、ノブの交軸方向の動
き、押したり引いたりする動き、ノブの回転などのノブ
２６からの信号に対して反応させられることができる
（例えば、ノブ２６は、例えば、ゲームパッド、ジョイ
スティック、ステアリングホイール、ホストコンピュー
ターに接続されたマウスなどのインターフェース装置、
ゲームの制御装置に提供される。）。力のフィードバッ
クの実施例において、ホストアプリケーションプログラ
ムは、ローカルマイクロプロセッサー２０２及びノブ２
６に対して、力のフィードバックコマンドを出力するこ
とができる。ホストプロセッサーの実施例又は他の同様
な実施例において、マイクロプロセッサー２０２は、ホ
ストコンピューターからの命令や要求を待ったり、命令
や要求を解析／解読したり、命令や要求に従って入力や
出力の信号を扱ったり／制御するためのソフトウエアー
の指図を伴って提供される。
ッサー２２４は、ホストマイクロプロセッサーとなり得
る。例えば、ホストのコマンドをローカルマイクロプロ
セッサーに送信することによって、ローカルマイクロプ
ロセッサー２０２に、力の感覚を出力するように命じる
ことができる。ホストマイクロプロセッサーは、単一の
プロセッサーとなることができ、又は、例えば、パーソ
ナルコンピューター、ワークステーション、ビデオゲー
ムコンソール、ポータブルコンピューター、他のコンピ
ューティングやディスプレイ装置、セットトップボック
ス、“ネットワーク−コンピューター”、その他のコン
ピューターの中に提供される。マイクロプロセッサー２
２４に加えて、ホストコンピューターは、ランダムアク
セスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（Ｒ
ＯＭ）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路、この技術において
技術を有する者に対してはよく知られた他のコンピュー
ター部品を備えることができる。ホストプロセッサー
は、ノブ２６及び／又は他の制御及び周辺機器を用いる
ことによって、使用者が相互作用を及ぼすホストアプリ
ケーションプログラムを実行することができる。ホスト
アプリケーションプログラムは、ノブの交軸方向の動
き、押したり引いたりする動き、ノブの回転などのノブ
２６からの信号に対して反応させられることができる
（例えば、ノブ２６は、例えば、ゲームパッド、ジョイ
スティック、ステアリングホイール、ホストコンピュー
ターに接続されたマウスなどのインターフェース装置、
ゲームの制御装置に提供される。）。力のフィードバッ
クの実施例において、ホストアプリケーションプログラ
ムは、ローカルマイクロプロセッサー２０２及びノブ２
６に対して、力のフィードバックコマンドを出力するこ
とができる。ホストプロセッサーの実施例又は他の同様
な実施例において、マイクロプロセッサー２０２は、ホ
ストコンピューターからの命令や要求を待ったり、命令
や要求を解析／解読したり、命令や要求に従って入力や
出力の信号を扱ったり／制御するためのソフトウエアー
の指図を伴って提供される。
【００９０】例えば、一つの力のフィードバックの実施
例において、ホストマイクロプロセッサー３２４は、バ
ス３２６をこえて、低いレベルの力の命令を提供するこ
とができ、マイクロプロセッサー３０２は直接、その命
令を駆動装置に伝達する。異なった力のフィードバック
のローカル制御の実施例では、ホストマイクロプロセッ
サー３２４は、バス３２６をこえて、マイクロプロセッ
サー３０２に、高いレベルの管理命令を提供する。又、
マイクロプロセッサー３０２は、高いレベルの命令に従
いながら、そしてホストコンピューターから独立して、
センサーと駆動装置に対する低いレベルの力の制御ルー
プを制御することができる。ローカル制御の実施例にお
いて、マイクロプロセッサー３０２は、“力のプロセ
ス”の指図に従うことによって、適切な駆動装置への信
号出力を決定するために、独立してセンサー信号を処理
することができる。そして、かかるプロセスは、ローカ
ルメモリー３０６の中に蓄えられ、又、演算の指図、公
式、力の強さ（力のプロフィール）、及び／又はデータ
を備える。力のプロセスは、特許５，７３４，３７３に
より詳細が記述されているように、表示された対象物の
間でのシミュレートされた相互作用、揺れ動き、テクス
チャー、振動などの、明確な力の感覚を命令することが
できる。
例において、ホストマイクロプロセッサー３２４は、バ
ス３２６をこえて、低いレベルの力の命令を提供するこ
とができ、マイクロプロセッサー３０２は直接、その命
令を駆動装置に伝達する。異なった力のフィードバック
のローカル制御の実施例では、ホストマイクロプロセッ
サー３２４は、バス３２６をこえて、マイクロプロセッ
サー３０２に、高いレベルの管理命令を提供する。又、
マイクロプロセッサー３０２は、高いレベルの命令に従
いながら、そしてホストコンピューターから独立して、
センサーと駆動装置に対する低いレベルの力の制御ルー
プを制御することができる。ローカル制御の実施例にお
いて、マイクロプロセッサー３０２は、“力のプロセ
ス”の指図に従うことによって、適切な駆動装置への信
号出力を決定するために、独立してセンサー信号を処理
することができる。そして、かかるプロセスは、ローカ
ルメモリー３０６の中に蓄えられ、又、演算の指図、公
式、力の強さ（力のプロフィール）、及び／又はデータ
を備える。力のプロセスは、特許５，７３４，３７３に
より詳細が記述されているように、表示された対象物の
間でのシミュレートされた相互作用、揺れ動き、テクス
チャー、振動などの、明確な力の感覚を命令することが
できる。
【００９１】他の実施例において、ローカルプロセッサ
ー３０２は、インターフェース装置の中に含まれるもの
ではなく、マイクロプロセッサー３２４のようなリモー
トマイクロプロセッサーは、インターフェース装置の部
品への及びからのすべの信号を制御し処理することがで
きる。又は、ハードウエアーに組み込まれたデジタルロ
ジックは、ノブ２６に対するあらゆる入力／出力機能を
なすことができる。
ー３０２は、インターフェース装置の中に含まれるもの
ではなく、マイクロプロセッサー３２４のようなリモー
トマイクロプロセッサーは、インターフェース装置の部
品への及びからのすべの信号を制御し処理することがで
きる。又は、ハードウエアーに組み込まれたデジタルロ
ジックは、ノブ２６に対するあらゆる入力／出力機能を
なすことができる。
【００９２】本発明は、幾つかの好ましい具体例から記
述されてきたが、本発明の射程に中にある並び替え、置
換、変換その他がある。上述された実施例は、望まれる
実施において、種々の方法で、混ぜ合わせられ得ること
をも又留意されるべきである。更に、ある専門用語は、
記述的な明確さの目的で用いられ、本発明を限定するも
のではない。それ故、次に付け加えられる請求項は、か
かる変換、置換、並び替えなど、本発明の真の精神、射
程の中にあるものをも備える意図である。
述されてきたが、本発明の射程に中にある並び替え、置
換、変換その他がある。上述された実施例は、望まれる
実施において、種々の方法で、混ぜ合わせられ得ること
をも又留意されるべきである。更に、ある専門用語は、
記述的な明確さの目的で用いられ、本発明を限定するも
のではない。それ故、次に付け加えられる請求項は、か
かる変換、置換、並び替えなど、本発明の真の精神、射
程の中にあるものをも備える意図である。
【図１】本発明にかかる制御ノブを備える装置の一実施
例の遠近図。
例の遠近図。
【図２】本発明にかかる制御ノブ装置を実施するための
機構の一実施例の遠近図。
機構の一実施例の遠近図。
【図３ａ】本発明にかかる制御ノブ装置を実施するため
の機構の第二の実施例の遠近図。
の機構の第二の実施例の遠近図。
【図３ｂ】本発明の制御ノブの実施例に用いられるゲー
トとプランジャーの機構の遠近図。
トとプランジャーの機構の遠近図。
【図３ｃ】本発明にかかる制御ノブ装置を実施するため
の機構の第三の実施例の遠近図。
の機構の第三の実施例の遠近図。
【図４ａ】筐体に納められた制御ノブ装置の遠近図。
【図４ｂ】筐体に納められた制御ノブ装置の遠近図。
【図５】従来技術のモーターと内部の部品の断面図。
【図６】モーターのシャフトが軸方向に可動な本発明に
かかるモーターの断面図。
かかるモーターの断面図。
【図７】図６のモーターとノブとノブの軸方向の動きを
検知するスイッチの断面図。
検知するスイッチの断面図。
【図８】ノブを軸方向の可動とするギアトランスミッシ
ョンを提供する制御装置の遠近図。
ョンを提供する制御装置の遠近図。
【図９】本発明の制御装置に対する制御システムのブロ
ックダイヤグラム。
ックダイヤグラム。
フロントページの続き (72)発明者 レヴィン、マイケル ディー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェール ナンバー506 イ ースト エル カミノ リアル 870 (72)発明者 マーティン、ケニス エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロ アルト スザンヌ ドライ ブ 4240
Claims (21)
- 【請求項１】 ノブを通じて伸びる軸の周りでの回転自
由度において回転可能で、且つ、前記軸にほぼ垂直な、
横方向の面内で可動であるノブであって、前記横方向の
面内での前記ノブの前記動きに対して、特定の横方向の
方向性を与える機構を備え、且つ、前記予め定められた
横方向の方向性が、前記機構によって可能とされた前記
横方向の面内での予め定められた複数の横方向の方向性
の一つであり、且つ、前記機構が、ゲート部分とプラン
ジャー部分とを備え、且つ、前記プランジャー部分が、
前記ゲート部分の一つの側面と噛み合わされ、且つ、前
記回転自由度おける前記ノブの位置を検知する回転セン
サーを備え、且つ、前記特定の横方向の方向性における
前記ノブの位置を検知することができる横方向のセンサ
ーとを備えることを特徴とするノブ制御装置。 - 【請求項２】 前記ゲート部品が、複数の溝を備え、且
つ、前記溝の各々が、前記予め定められた横方向の方向
性の一つと対応し、且つ、前記プランジャー部分が、前
記溝の一つと噛み合わされてなる請求項１に記載のノブ
制御装置。 - 【請求項３】前記ゲート部分と前記プランジャー部分と
の一つが接地され、且つ、他の前記ゲート部分と前記プ
ランジャー部分とが、前記ノブと組み合わされてなる請
求項１に記載のノブ制御装置。 - 【請求項４】前記ゲート部分と前記プランジャー部分と
が、第一のゲート部分と第一のプランジャー部分であ
り、且つ、前記ノブを通して伸びる前記軸から離れて位
置され、且つ、前記機構が、更に、前記第一のゲート部
分と前記第一のプランジャー部分とは異なった側に位置
される、第二のゲート部分と第二のプランジャー部分と
を備える請求項２に記載のノブ制御装置。 - 【請求項５】 前記第二のゲート部分が、前記第二のプ
ランジャー部分と噛み合うために、表面に溝のない（ほ
ぼ）円錐形に形成されてなる請求項４に記載のノブ制御
装置。 - 【請求項６】 前記予め定められた複数の横方向の方向
性が、前記ノブが横方向に動き、且つ旋回しない真の横
方向の方向性である請求項１に記載のノブ制御装置。 - 【請求項７】 前記ノブが、前記回転軸に沿って直線的
に動かされ、更に、前記回転軸に沿った前記ノブの動き
を検知するためのセンサーを備える請求項１に記載のノ
ブ制御装置。 - 【請求項８】 前記ノブと組み合わされ、且つ、前記軸
の周りの前記回転自由度において力を出力するように作
用する駆動装置を備える請求項７に記載のノブ制御装
置。 - 【請求項９】 前記ノブを通じて伸びる軸の周りで、回
転自由度において回転可能で、且つ、前記軸にほぼ垂直
な、横方向の面内で可動であるノブであって、前記横方
向の面内で、前記ノブの前記動きに対して、特定の横方
向の方向性を与える機構を備え、且つ、前記予め定めら
れた横方向の方向性が、前記機構によって可能とされた
前記横方向の面内での予め定められた複数の横方向の方
向性の一つであり、且つ、前記機構は、互いに関連しな
がら交軸方向にスライドし、更に前記横方向の面内で前
記動きが可能となるように噛み合わされた、二つのスラ
イダー部分を備え、且つ、前記回転自由度おける前記ノ
ブの位置を検知する回転センサーを備え、且つ、前記特
定の横方向の方向性における前記ノブの位置を検知する
横方向のセンサーを備えることを特徴とするノブ制御装
置。 - 【請求項１０】 前記二つのスライド部分が、複数のキ
ーとスロットを備え、且つ、前記キーは、前記スライダ
ーの一つが、第一の横方向の自由度において動くことが
でき、更に、その他の前記スライダーが、第二の横方向
の自由度において動くことができるように、前記スロッ
トと噛み合わされてなる請求項９に記載のノブ制御装
置。 - 【請求項１１】 前記機構が、ゲート部分とプランジャ
ー部分とを備え、且つ、前記プランジャー部分が、前記
ゲート部分の一側面と噛み合わされてなる請求項９に記
載のノブ制御装置。 - 【請求項１２】 前記操作部を通じて伸びる回転軸の周
りでの回転自由度において回転可能で、且つ、前記回転
軸に沿って直線的に移動可能な使用者操作部であって、
前記回転自由度における前記操作部の位置を検知する回
転センサーが備えられており、且つ、前記操作部と組み
合わせられ、更に前記軸の周りの回転自由度において、
力を出力することができる駆動装置であって、前記駆動
装置は、前記回転軸と平行なシャフトを備え、更に、前
記シャフトは、前記操作部の前記直線の移動に対応し
て、前記回転軸に沿って直線的に動かされ、且つ、前記
回転軸に沿った前記操作部の前記直線的な動きを検知す
るセンサーが備えられてなることを特徴とする触覚制御
装置。 - 【請求項１３】 前記駆動装置の前記シャフトが、前記
回転子と前記シャフトとが前記回転軸に沿って直線的に
同時に動くように、前記駆動装置の回転子と強固に組み
合わせられ、且つ、前記駆動装置の固定子が接地されて
なる請求項１２に記載の触覚制御装置。 - 【請求項１４】 前記固定子の磁石が、前記接極子が前
記回転軸に沿った前記シャフトの位置に関連なく、いつ
も完全に前記磁石の磁場の中にあるように、前記回転子
の前記接極子の長さより長くのばされてなる請求項１２
に記載の触覚制御装置。 - 【請求項１５】 前記駆動装置の整流子のバーが、前記
駆動装置のブラシが前記回転軸に沿った前記シャフトの
位置に関わりなく、前記整流子のバーと継続的に接触し
ているように、もし前記シャフトが動かないとしても、
必要以上に十分な長さを有する請求項１３に記載の触覚
制御装置。 - 【請求項１６】 前記駆動装置が、ＤＣブラシ型モータ
ーである請求項１２に記載の触覚制御装置。 - 【請求項１７】 筐体と複数の磁石とを備える固定子
と、且つ、前記固定子と関連して前記回転軸に沿って移
動が可能で、更に回転軸の周りで筐体の中で回転可能な
回転子とを備えてなる、軸方向の移動が可能な回転駆動
装置。 - 【請求項１８】 前記回転子が、前記筐体の中で回転可
能な接極子を備え、且つ、前記シャフトは、前記回転軸
と同軸であり、且つ前記接極子と組み合わされ、更に前
記接極子と共に回転するものであり、且つ、前記シャフ
トと前記接極子とは、前記回転軸に沿って移動可能であ
る請求項１７に記載の回転駆動装置。 - 【請求項１９】 使用者によって操作及び物理的に接触
され、且つ、回転軸の周りで回転可能で、更に前記回転
軸に沿って移動可能な操作部であって、前記操作部の前
記回転を検知するセンサーを備え、且つ、ギアアッセン
ブリーが、二つの組み合わされたギアを備え、且つ、前
記ギアが、前記回転運動を前記ノブから前記センサーに
伝達し、且つ、前記組み合わされたギアが、ノブが移動
させられたとき、互いに関連しあいながら移動すること
を特徴とする制御装置。 - 【請求項２０】 前記ノブに回転の力を出力する駆動装
置を含む、請求項１９に記載の制御装置。 - 【請求項２１】 前記回転が、電子装置のパラメーター
や機能を操作するために、前記電子装置に種々の第一の
信号を入力するために用いられ、且つ、前記移動が、電
子装置のパラメーターや機能を操作するために、前記電
子装置に第二の信号を入力するために用いられ、更に、
前記移動の自由度において、前記ノブの少なくとも一つ
の位置を検知することができるセンサーを含む請求項１
９に記載の制御装置。
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