JPH07261929A

JPH07261929A - コンピュータシミュレーション装置およびその入出力装置

Info

Publication number: JPH07261929A
Application number: JP4892194A
Authority: JP
Inventors: Kuniko Kojima; 邦子小島; Yasuyuki Noritake; 康行則武; Keiji Nakamura; 恵司中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】コンピュータシステムを利用する際、力覚的
フィードバック手段を備えた入出力装置と、入出力装置
を制御するためのデータシミュレーション装置とを備え
ることにより、感覚的な操作が行えるコンピュータシミ
ュレーション装置とその入出力装置を得ることを目的と
する。【構成】コンピュータシステム１にディスプレイ装置
２とシミュレーション装置３を備える。入出力装置１０
には位置検出器１１と回動体１２と回転位置検出器１３
と形状記憶合金１４と電気加熱器１５を備え、形状記憶
合金素子１４を電気加熱器１５で加熱することで回動体
１２の回転摩擦の大きさを制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータシステ
ムを利用する際に、利用者の操作の内容を感覚的にわか
りやすくすることのできる、コンピュータシミュレーシ
ョン装置およびその入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムの入力装置として
は、一般的にマウスが利用されている。図２１は、雑誌
「ＦＩＮＤ」の１９９３年７月号Ｖｏｌ．１１Ｎｏ．
４に記載されたブラシ式のメカニカルマウスの説明をも
とに記述したマウスの動作原理を示すものである。図に
おいて、５１はコンピュータ装置、５２はディスプレイ
装置、５３はマウスを示しており、マウスにおいて５４
は回転するボール、５５は移動方向と移動量を検出する
エンコーダ、５６はエンコーダに固定されたブラシ、５
７は回転するパターン基板、５８はマウスに付属するス
イッチである。

【０００３】このような従来のコンピュータシステムの
入力装置であるマウス５３は、コンピュータシステム５
１に接続して机等の平面スペースで動かして、相対的な
位置を指示したり、マウス５３に付属しているスイッチ
５８を押すことにより、コンピュータシステムのキーボ
ードのリターンキーやエスケープキー等と同じ動作を行
うことができる。マウス５３を動かすと、マウス５３の
下についているボール５４が回転し、その回転をエンコ
ーダ５５に伝える。エンコーダ５５にはブラシ５６とパ
ターン基板５７があり、このブラシ５６とパターン基板
５７上の接点のＯＮ／ＯＦＦによりマウスの移動方向と
移動距離を検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のコ
ンピュータシステムの入力装置であるマウスは、相対的
な位置を指示したり、コンピュータディスプレイに表示
されたメニュー等を選択することが主な利用方法である
が、実際に正しい位置を指示することができたか、ある
いは所望のメニューを選択することができたかが感覚的
にわかりにくいという問題点があった。

【０００５】特にコンピュータディスプレイに表示され
た絵が複雑であったり、メニューの数が非常に多くなっ
たときはコンピュータディスプレイを凝視しながら作業
を行う必要があり、利用者に負担をかけてしまうことも
あった。

【０００６】このような問題点を解決するために、従来
ではコンピュータシステム上に構築するソフトウェアを
開発する際、選択されたメニューの色を反転する等視覚
的に変化させるというような工夫を施すこともあるが、
複雑な表示において利用者に負担をかけることに変わり
はない。

【０００７】この発明は前記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１の目的は、感覚的な操作が
行えるコンピュータシミュレーション装置およびその入
出力装置を得ることを目的とする。

【０００８】また、第２の目的は、力覚的フィードバッ
ク手段を備えたコンピュータシステムの入出力装置を得
ることを目的とする。

【０００９】また、第３の目的は、力覚的フィードバッ
クに必要なデータを算出するシミュレーション装置を得
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るコンピュ
ータシミュレーション装置は、コンピュータシステムに
シミュレーション装置を設け、制御装置と接続するとと
もに、入出力装置の入力部に、前記装置の少なくとも１
次元の位置を検出する手段と、前記装置に対して回転可
能に設けられた回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段とを設け、コンピュータシステムにシミュレー
ション結果をフィードバックするディスプレイ装置を設
け、入出力装置の出力部に前記回動体の回転を制御する
手段を設けたものである。

【００１１】また、入力手段と出力手段とを同一デバイ
ス内で備えた入出力装置を備えたものである。

【００１２】また、シミュレーション装置に、少なくと
も２つの物体の物理的関係をシミュレーションする機能
を設けたものである。

【００１３】また、この発明に係る入出力装置は、回動
体と、前記回動体の回転位置を検出する手段と、回動体
に対向する位置に設けた平板と、その少なくとも一方を
駆動する手段を備えたものである。

【００１４】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に対向する位置で前記軸上に設
けられた平板と、前記入出力装置の固定部と前記平板の
間に延在する渦巻状に形成された形状記憶合金素子と、
固定部に設けられた電気加熱器とを備えたものである。

【００１５】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に対向する位置で前記軸上に設
けられた平板と、前記入出力装置の固定部と前記平板の
間に延在する渦巻状に形成された形状記憶合金素子と、
固定部に設けられたペルチェ素子を備えたものである。

【００１６】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に対向する位置で前記軸上に設
けられた平板と、円筒状のコイルと、マグネットと、磁
性材で形成されたヨークを備えたものである。

【００１７】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に対向する位置で前記軸上に設
けられた平板と、前記入出力装置の固定部と前記平板の
間に延在する圧電素子を備えたものである。

【００１８】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に対向する位置で前記軸上に設
けられた平板と、前記入出力装置の固定部と前記平板の
間に延在する変位拡大機構と、前記変位拡大機構に組み
込まれた圧電素子を備えたものである。

【００１９】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記入出力装置の固定部と前記回動体の間
に設けられた円筒状容器と、前記容器に封入された流体
とを備えたものである。

【００２０】また、入出力装置に、前記回動体と、前記
回動体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能
に支持する軸と、前記入出力装置の固定部と前記回動体
の間に設けられた円筒状容器と、前記容器に封入された
磁性流体と、前記回動体と一体に回動する前記容器内に
配置された円筒と、前記円筒状容器外周の一部に設けら
れたコイルを備えたものである。

【００２１】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記入出力装置の固定部と前記回動体の間
に設けられた円筒状容器と、前記容器に封入された電気
粘性流体と、前記回動体と一体に回動する前記容器内に
配置された円筒と、前記円筒状容器外周に設けられた電
極を備えたものである。

【００２２】また、入出力装置に、回動体と、前記回動
体の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支
持する軸と、前記回動体に固定された中空円筒部材と、
少なくとも１組のコイルと、マグネットと、磁性材で形
成されたヨークを備えたものである。

【００２３】また、シミュレーション装置に、少なくと
も２つの物体の干渉の有無をシミュレーションする機能
を設けたものである。

【００２４】さらにまた、シミュレーション装置に、出
力装置に渡す干渉の度合に応じたデータをシミュレーシ
ョンする機能を設けたものである。

【００２５】さらにまた、シミュレーション装置に、出
力装置に設けられたブレーキ機構を動作するためのデー
タをシミュレーションする機能を設けたものである。

【００２６】また、入出力装置は、ポインティングペン
に回動部を設けたものである。

【００２７】また、入出力装置は、マウスに回動体を設
けたものである。

【００２８】また、入出力装置は、ジョイスティックに
回動体を設けたものである。

【００２９】また、入出力装置は、コントロール・ダイ
アル・ボックスに回動体を設けたものである。

【００３０】また、入出力装置の回動体の回転位置検出
手段を、抵抗式のポテンショメータで構成したものであ
る。

【００３１】また、入出力装置の回動体の回転位置検出
手段を、光学式のエンコーダで構成したものである。

【００３２】また、入出力装置の回動体の回転位置検出
手段を、磁気方式のエンコーダで構成したものである。

【００３３】また、入出力装置の回動体の回転位置検出
手段を、静電容量方式のエンコーダで構成したものであ
る。

【００３４】

【作用】上記のように構成されたコンピュータシミュレ
ーション装置においては、入力装置を移動したり動作を
起こした時、入力装置が示す位置および状態を入力装置
に接続した制御装置が認識する。認識した内容は、アナ
ログ信号であるためコンピュータに入力可能なディジタ
ル信号にＡ／Ｄコンバータで変換され、シミュレーショ
ン装置は、このディジタル信号をもとにシミュレーショ
ンを行い、その結果は一方は視覚的なフィードバックを
行うコンピュータディスプレイ装置と、もう一方は再度
制御装置に渡して、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に
変換した上で、増幅器で増幅して、利用者に操作内容を
感覚的に理解できるように、出力装置を動作させるもの
であり、利用者は２つのフィードバックを得ることがで
きる。

【００３５】また、同一デバイスにおいて、入力装置と
力覚的出力装置とを兼ね備えることにより、使いやすい
入出力装置を得ることができる。

【００３６】また、シミュレーション装置に、物体の物
理的関係をシミュレーションする機能を設けたため、作
業状態を容易に理解することができる。

【００３７】また、入出力装置は、回動体と平板の少な
くとも一方を駆動し、両者の間の摩擦力を制御し回動体
に負荷トルクを付与することにより力覚的フィードバッ
クを得る。

【００３８】また、入出力装置は、電気加熱器に印加す
る電流を制御し温度を変化させ、形状記憶合金素子を伸
縮させることにより前記回動体と平板の距離を変化さ
せ、摩擦力の制御を行う。

【００３９】また、入出力装置は、ペルチェ素子に印加
する電流を制御し温度を変化させ形状記憶合金素子を伸
縮させることにより前記回動体と平板の距離を変化さ
せ、摩擦力の制御を行う。

【００４０】また、入出力装置は、マグネットと磁性材
で形成されたヨークで構成された磁気回路中に配置した
コイルに印加する電流を制御することにより前記回動体
と平板の距離を変化させ、摩擦力の制御を行う。

【００４１】また、入出力装置は、圧電素子に印加する
電圧を制御することにより前記回動体と平板の距離を変
化させ、摩擦力の制御を行う。

【００４２】また、入出力装置は、圧電素子に印加する
電圧を制御することにより変位拡大機構を介して前記回
動体と平板の距離を変化させ、摩擦力の制御を行う。

【００４３】また、入出力装置は、前記流体の粘度を制
御し、回動体に負荷トルクを付与することにより力覚的
フィードバックを得る。

【００４４】また、入出力装置は、コイルに印加する電
流を制御することにより容器に封入された磁性流体の粘
度を変化させ前記回動体に負荷トルクを付与することに
より力覚的フィードバックを得る。

【００４５】また、入出力装置は、電極に印加する電圧
を制御することにより容器に封入された電気粘性流体の
粘度を変化させ前記回動体に負荷トルクを付与すること
により力覚的フィードバックを得る。

【００４６】また、入出力装置は、少なくとも１組のマ
グネットと磁性材で形成されたヨークで構成される磁気
回路中に配置したコイルに印加する電流を制御して前記
回動体に負荷トルクを付与することにより、力覚的フィ
ードバックを得る。

【００４７】また、シミュレーション装置に、物体の干
渉の有無をシミュレーションする機能を設けたため、作
業状態を容易に理解することができる。

【００４８】さらに、シミュレーション装置に、干渉の
度合をもとに力覚的出力装置に渡すデータをシミュレー
ションする機能を設けたため、作業状態を容易に理解す
ることができる。

【００４９】さらに、シミュレーション装置に、干渉が
許容範囲を超えた時、ブレーキ機構を動作するためのデ
ータをシミュレーションする機能を設けたため、作業状
態を容易に理解することができる。

【００５０】また、入出力装置は、ポインティングペン
に設けられた回動体に負荷トルクを付与することにより
力覚的フィードバックを得る。

【００５１】また、入出力装置は、マウスに設けられた
回動体に負荷トルクを付与することにより力覚的フィー
ドバックを得る。

【００５２】また、入出力装置は、ジョイスティックに
設けられた回動体に負荷トルクを付与することにより力
覚的フィードバックを得る。

【００５３】また、入出力装置は、コントロール・ダイ
アル・ボックスに設けられた回動体に負荷トルクを付与
することにより力覚的フィードバックを得る。

【００５４】また、入出力装置は、抵抗式のポテンショ
メータにより回動体の回転位置を検出する。

【００５５】また、入出力装置は、回動体の回転位置を
光学的に検出する。

【００５６】また、入出力装置は、回動体の回転位置を
磁気的に検出する。

【００５７】また、入出力装置は、回動体の回転位置を
静電容量を利用して検出する。

【００５８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１であるコンピュー
タシミュレーション装置とその入出力装置を示すブロッ
ク図である。図において、１はコンピュータシステム、
２はコンピュータシステムに付属するディスプレイ装
置、３はシミュレーション装置、４はシミュレーション
装置と入出力装置に接続される制御装置、５はインタフ
ェース装置、６はＡ／Ｄコンバータ、７はＡ／Ｄコンバ
ータ、８はＤ／Ａコンバータ、９は増幅装置、１０は入
出力装置、１１は位置検出器、１２は回動体、１３は回
転位置検出器、１４は形状記憶合金素子、１５は電気加
熱器である。

【００５９】図２は、本実施例１の動作を説明するため
のイメージ図、図３は、本実施例１における処理のフロ
ー図である。図２に示すように、本実施例１は、コンピ
ュータディスプレイ２上に表示された箱状の不動の物体
６１にネジ６２を挿入するという動作を、力覚フィード
バックを備えた入出力装置を用いて行うコンピュータシ
ミュレーション装置およびその入出力装置についてのも
のである。図３において、処理ステップ１０１はシミュ
レーション装置３が行うものであり、処理ステップ１０
２は位置検出装置１１が行うもので、処理ステップ１０
３〜１１０はシミュレーション装置３が行うものであ
る。

【００６０】図４はこの実施例１の入出力装置の要部斜
視図、図５は図４中のＢ−Ｂ線における断面図である。
図において、図１と同一または相当する部分には同一の
符号を付している。１１は位置検出器、１６は入出力装
置であるポインティングペン、１７はポンティングペン
の筐体に固定された固定部、１２は回動体、１８は一端
が固定部１７に固定され、他端が回動体１２を矢印Ａ方
向に回転可能に支持する軸である。１９は回動体１２に
対向する位置で前記軸１８上に設けられた平板で矢印Ｃ
方向に可動に支持されている。１３は回動体１２の回転
位置を検出する回転位置検出装置、１４は固定部１７と
平板１９の間に延在する渦巻状に形成された形状記憶合
金素子で両端を固定部１７および平板１９に固定されて
いる。１５は固定部１７に設けられた電気加熱器であ
る。

【００６１】次に、図１ないし図３を参照して動作につ
いて説明する。まずディスプレイ装置２の表示面上に表
示された箱状の不動の物体６１の座標値を処理ステップ
１０１においてシミュレーション装置は認識しておき、
利用者はコンピュータディスプレイの表示を見ながら入
出力装置１０を片手で保持し、入出力装置１０を用いて
ネジ６２を移動し、処理ステップ１０２においてそのネ
ジ６２の座標値を入出力装置の位置検出器１１が検出す
る。

【００６２】この検出結果は、Ａ／Ｄコンバータ６でア
ナログ値からディジタル値に変換された後、インタフェ
ース装置５を介してシミュレーション装置３に渡され
る。処理ステップ１０３において、シミュレーション装
置３は処理ステップ１０１と処理ステップ１０２の検出
結果をもとに、物体６１とネジ６２が干渉しているかど
うかを判断する。干渉している時は、引続き処理ステッ
プ１０４に処理が渡されるが、干渉していないで物体６
１とネジ６２が離れている時には、入出力装置１０を用
いてネジ６２を移動するという処理ステップ１０２に再
び処理が戻される。

【００６３】処理ステップ１０３において、物体６１と
ネジ６２が干渉していると判断された時、その干渉の度
合を求めるため、処理ステップ１０４において、既に定
義されている物体６１の厚み（ｗ），ネジ６２の長さ
（ｌ），ネジ６２のピッチ数（ｐ）を取り込む。利用者
は入出力装置１０に設けられた回動体１２を人差し指で
回すと、処理ステップ１０５においては、入出力装置１
０が示すネジ６２の回転方向を認識し、ネジ６２の回転
方向がネジ６２をしめる順方向の時は、処理ステップ１
０６に処理が渡され、ネジ６２をゆるめる逆方向の時に
は処理ステップ１１０に処理が渡される。

【００６４】ネジ６２が順方向にしめられた時には、更
に処理ステップ１０６において、回転位置検出装置３３
が検出した入出力装置１０の回転数をネジ６２の回転数
（ｒ）として取り込み、処理ステップ１０７において、
物体６１の厚み（Ｗ）と挿入されているネジ６２の長さ
（ｒ＊ｌ／ｐ）の関係を求める。物体６１の厚みの方が
大きい時には、まだネジ６２を挿入する余地があると判
断して、処理ステップ１０８において、挿入の度合に応
じた反力に相当する値を電気加熱器１５に印加する電流
値に換算した値を、図６に示すような温度と形状記憶合
金素子１４の関係をもとにシミュレーション装置３は算
出する。

【００６５】また、挿入されているネジ６２の長さが物
体６１の厚みよりも大きくなり、ネジ６２が物体６１を
突き破る可能性がある時、処理ステップ１０９におい
て、シミュレーション装置３はブレーキ機構を起動する
ためのデータを処理ステップ１０８と同様に、図６のよ
うな関係をもとに算出する。

【００６６】なお、物体６１の厚みに対してネジ６２の
長さが小さい時、ネジ６２の長さ分だけネジ６２が挿入
された時点で、ネジ６２を回転することはできなくな
り、利用者の手に与えられる力覚的な反力のフィードバ
ックは中止される。処理ステップ１０５において、ネジ
６２が逆方向にゆるめられた時、これまでフィードバッ
クされていた力覚的な反力を停止するようにシミュレー
ション装置３は信号を送る。

【００６７】次に、ネジ６２を物体６１に挿入する際
の、入出力装置１０における利用者の手に与えられる力
覚的な反力フィードバックと、ブレーキ機構の動作と、
ネジ６２をゆるめられた時の入出力装置１０の動作につ
いて説明する。

【００６８】回転位置検出装置１３は抵抗式のポテンシ
ョメータである。ポテンショメータはリング状に形成さ
れた抵抗線と、これに接触あるいは近接して電気的信号
を取り出す摺動子で構成される。回動体１２に取り付け
られた摺動子の角変位を電気抵抗の変化に変換して後段
の回路で電圧あるいは電流の変化として取り出す。

【００６９】ＴｉＮｉ合金に代表される形状記憶合金素
子１４は渦巻バネ状に形成されており、常温で無荷重状
態になるように固定部１７と平板１９間の距離に等しい
長さをもっている。更に、形状記憶合金素子１４は、図
６に示すように温度が上昇すると長さが伸びるような性
質をもっている。すなわち温度がｔｌからｔｈに上昇す
るとその長さはＬｌからＬｈに伸びる。

【００７０】力覚的反力を利用者の手にフィードバック
するために、シミュレーション装置３により算出された
電流を電気加熱器１５に印加すると電気加熱器１５の温
度が上昇し、ひいては形状記憶合金素子１４の温度も上
昇する。その結果長さが伸び、平板１９が回動体１２に
押し付けられ両者の間に発生する摩擦力によりその回転
が抑圧される。摩擦力は回動体１２と平板１９との間の
摩擦係数と両者の押し付け力の積に比例する。ここでは
摩擦係数は常に一定なので押し付け力に比例した摩擦力
が発生する。

【００７１】また、図３における処理ステップ１０５に
おいてネジ６２が逆方向に回転した時、シミュレーショ
ン装置３は力覚的な反力のフィードバックを停止するた
めに、電気加熱器１５に流す電流を止めるような信号を
制御装置２に送り、制御装置２を介して電気加熱器１５
の温度は下降し、形状記憶合金素子１４の温度も下がっ
て伸びようとする応力の発生が消滅し、自身のバネ効果
によりもとの形状に回復する。したがって平板１９と回
動体１２の距離も初期の位置に戻り、回転の抑圧が解消
される。

【００７２】ここで形状記憶合金素子１４は、図６に示
したようにある温度範囲を越えると急峻に伸縮現象がな
くなるので、回動体１２と平板１９間の距離ｄ（図５参
照）を、形状記憶合金素子１４がほぼ線形に変化する長
さの範囲内で、かつバネ効果が消滅しない長さに設定す
ると、線形範囲では図３における処理ステップ１０８で
算出されたデータが力覚的な反力として利用者の手にフ
ィードバックされることになり、線形範囲の終点ｐ１に
到達した時点で処理ステップ１０９により、利用者の手
に対する力覚的な反力のフィードバックに対するブレー
キ機構が動作するように指示される。

【００７３】なお、上記実施例１では、固定部１７に電
気加熱器１５を設けたが、形状記憶合金素子１４の外周
を取り巻くような構成にすればより効果的に熱の伝達を
行うことができ、精度のよい制御が可能になる。

【００７４】実施例２．以下、この発明の実施例２を図
について説明する。図７はこの実施例２による入出力装
置の要部斜視図である。図において、図１および図４と
同一または相当する部分には同一符号を付しており、２
０は固定部１７に設けられたペルチェ素子である。

【００７５】次に動作について説明する。この実施例２
は、実施例１の電気加熱器１５のかわりにペルチェ素子
２０を設けたものである。ペルチェ素子２０は加える電
流を制御することで温度を制御することができ、さらに
電流の極性を変えることで加熱も冷却も可能である。

【００７６】すなわち、実施例１と同様にシミュレーシ
ョン装置が算出した電流をペルチェ素子に印加すること
により形状記憶合金素子１４の長さを変化させ、平板１
９を回動体１２に押し付け両者の間に発生する摩擦力に
より回転を抑圧する。

【００７７】ペルチェ素子２０を用いることにより電気
加熱器１５を用いる場合より精度よく温度の制御が可能
になるので、より精度のよい回動体１２の制御が可能に
なる。また、印加する電流の極性を変えることにより形
状記憶合金素子１４を冷却し、より短時間にもとの形状
に復帰させることが可能になる。

【００７８】なお、上記実施例２では固定部１７にペル
チェ素子２０を設ける構成としたが、形状記憶合金素子
１４の外周を取り巻くような構成にすればより効果的に
熱の伝達を行うことができ、精度のよい制御が可能にな
る。

【００７９】なお、上記実施例２のようにペルチェ素子
２０を使用すると、形状記憶合金素子１４の冷却も制御
できるので、必ずしも渦巻状に形成してバネ効果をもた
せる必要がない。

【００８０】実施例３．以下、この発明の実施例３を図
について説明する。図８はこの発明の他の実施例による
入出力装置の要部斜視図、図９は図８中のＢ−Ｂ線にお
ける断面図である。図において、図１および図４と同一
または相当する部分には同一符号を付しており、２１は
平板１９に固定された円筒状のコイル、２２は固定部１
７に固定された磁性材で形成されたヨーク、２３はヨー
ク２２に固定され半径方向に着磁されたマグネットであ
る。

【００８１】次に動作について説明する。コイル２１は
ヨーク２２およびマグネット２３により構成された磁気
回路中に配置されている。シミュレーション装置３が算
出した電流をコイル２１に流すとコイル２１は矢印Ｃ方
向に移動して平板１９が回動体１２に押し付けられ両者
の間に発生する摩擦力により回動体１２の回転が抑圧さ
れる。また、コイル２１に流す電流の極性を変えるとコ
イル２１は平板１９から遠ざかる方向に移動し、平板１
９と回動体１２の距離も初期の位置に戻る。

【００８２】なお、上記実施例３は固定部１７にヨーク
２２、マグネット２３を固定し、コイル２１を平板１９
と共に可動な構成としたが、コイル２１をヨーク２２と
共に固定部１７に固定し、マグネット２３を平板１９と
共に可動するような構成にしても全く同様の性能を得る
ことできる。

【００８３】また、上記実施例３は磁性材で形成された
ヨーク２２とヨーク２２に固定され半径方向に着磁され
たマグネット２３で磁気回路を構成したが、コイル２１
の半径方向に磁路が形成されるならば実施例とは異なる
磁気回路構成にしても全く同様の性能を得ることでき
る。

【００８４】また、上記実施例３において、平板１９と
ヨーク２２の間を弾性支持部材で支持すればより精度の
よい制御が可能になる。

【００８５】実施例４．以下、この発明の実施例４を図
について説明する。図１０はこの実施例４による入出力
装置の要部斜視図である。図において、図１および図４
と同一または相当する部分には同一の符号を付してお
り、２４は固定部１７と平板１９に両端が固定された圧
電素子、２５は平板１９に固定され、回動体１２を回転
可能に支持する軸である。

【００８６】次に動作について説明する。圧電素子２４
にシミュレーション装置３が算出した電圧を印加すると
圧電素子２４の長さが伸びて平板１９が回動体１２に押
し付けられ、両者の間に発生する摩擦力により回動体１
２の回転が抑圧される。また、圧電素子２４に印加する
電圧の極性を変えると圧電素子２４の長さが縮み、平板
１９と回動体１２の距離も初期の位置に戻る。

【００８７】この実施例４によれば、平板１９が圧電素
子２４によって剛性が高く支持されるのでより精度のよ
い制御ができるうえ、構成部品も少なくなる。

【００８８】実施例５．以下、この発明の実施例５を図
について説明する。図１１はこの発明の実施例５による
入出力装置の要部断面図である。図において、図１０と
同一または相当する部分には同一の符号を付しており、
２６は固定部１７と平板１９に両端が固定された変位拡
大機構、２７は一端を固定部１７に、他端を変位拡大機
構２６に固定された圧電素子である。

【００８９】次に動作について説明する。圧電素子２７
にシミュレーション装置３が算出した電圧を印加すると
圧電素子２７の長さが縮み、変位拡大機構２６をとおし
て変位が拡大されて平板１９が回動体１２に押し付けら
れ、両者の間に発生する摩擦力により回動体１２の回転
が抑圧される。また、圧電素子２７に印加する電圧の極
性を変えると圧電素子２７の長さが伸び、平板１９と回
動体１２の距離も初期の位置に戻る。

【００９０】この実施例５によれば、変位拡大機構２６
は圧電素子２７の変位量をβ／αの割合で拡大するた
め、圧電素子２７に印加する電圧を低くすることができ
る。

【００９１】実施例６．以下、この発明の実施例６を図
について説明する。図１２はこの実施例６による入出力
装置の要部斜視図である。図において、図１および図４
と同一または相当する部分には同一の符号を付してお
り、２８は円筒状の容器で、容器中の一部に磁性流体が
封入されている。２９は回動体と一体に回転する表面に
突起をもつ円筒、３０は円筒状容器２８の周囲の一部に
巻回されたコイルで、円筒２９を取り巻くように固定さ
れている。

【００９２】次に動作について説明する。磁性流体は、
たとえば灯油などの母液にマンガン−亜鉛フェライトの
粒子を溶かしたもので、流体であるが磁界に引き寄せら
れる作用がある。円筒状容器２８はその固定部１７側の
面が磁化されており、初期状態では磁性流体はその面に
ひきよせられ、円筒２９の周囲には存在しない。したが
って回動体１２は抵抗なく回転することができる。

【００９３】ここで、コイル３０にシミュレーション装
置３が算出した電流を印加すると、コイル内に磁界が発
生し、磁性流体が円筒２９の周囲に分布するようにな
る。円筒２９の周囲には突起が存在しているので磁性流
体が抵抗となり、回動体１２の回転が抑圧される。この
ため、コイル３０に印加する電流を増減することにより
発生する磁界が増減し、固定部１７側の磁界との相互作
用により円筒２９の周囲１引き寄せられる磁性流体の量
を制御し、回転を制御することができる。コイル３０に
印加する電流を止めると再び磁性流体は固定部１７側に
ひきよせられ、回動体１２の回転抵抗は消滅する。

【００９４】実施例７．以下、この発明の実施例７を図
について説明する。図１３はこの実施例７による入出力
装置の要部斜視図である。図において、図１２と同一ま
たは相当する部分には同一の符号を付しており、２８は
円筒状の容器で、容器中に電気粘性流体が封入されてい
る。３１は電極で円筒２９を取り巻くように固定されて
いる。

【００９５】次に動作について説明する。電気粘性流体
は、電場を加えることによって見かけ上粘度を変化させ
ることができるコロイド溶液である。図１４に電気粘性
流体における印加電圧と粘度の関係を示す。初期の状態
では回動体１２は抵抗なく回転することができる。ここ
で、電極３１にシミュレーション装置３が算出した電圧
を印加すると、その電圧の大きさに応じて電気粘性流体
の見かけの粘度が増加する（実際は流体のせん断に対す
る降伏応力が増加する）。その結果、円筒２９の周囲に
は突起が存在しているので回動体１２の回転が抑圧され
る。電極３１に印加する電圧を止めると再び電気粘性流
体の粘度は減少し回動体１２の回転抵抗は消滅する。

【００９６】実施例８．以下、この発明の実施例８を図
について説明する。図１５はこの実施例８による入出力
装置の要部斜視図、図１６はその一部を拡大した図であ
る。図において、図１および図４と同一または相当する
部分には同一の符号を付しており、３２は回動体１２に
同心状に固定されたボビン、３３は矩形状に巻回された
コイル、３４ａ、３４ｂはそれぞれ円周方向に２極に着
磁されたマグネット、３５ａ、３５ｂは磁性材で形成さ
れたバックヨークである。

【００９７】次に動作について説明する。矩形状コイル
３３は、その軸１８に並行な２辺が、２極に着磁された
マグネット３４ａ、３４ｂの磁極に対向するようにボビ
ン３２に固定されている。シミュレーション装置が算出
した電流をコイル３３に流すことにより矢印Ａ方向の力
が発生し、回動体１２の回転運動を印加電流の量に応じ
た力で抑制する。回動体１２が回転する際、コイル３３
の軸１８に並行な辺のうち少なくとも１辺が常に磁気回
路内におさまるように構成すれば常時回転力を得ること
ができる。このような構成をとることにより、高精度な
制御が可能となるだけでなく、必要に応じて逆方向にも
回転することが可能になる。

【００９８】なお、上記実施例８では、マグネット３４
とバックヨーク３５を固定し、コイル３３を回動体１２
と共に可動な構成としたが、コイル３３をヨーク３５と
共に固定し、マグネット３４を回動体１２と共に可動す
るような構成にしても全く同様の性能を得ることでき
る。

【００９９】また、上記実施例８ではコイル、磁気回路
とも２個の例を示したが、コイルは円周状に多数個配置
してもよいし、それに応じて磁気回路も円筒状で磁極が
多数個配置する構成にしても同様の性能が得られること
はいうまでもない。この構成をとると実施例８よりもさ
らに高精度な制御をすることが可能になる。

【０１００】実施例９．以下、この発明の実施例９を図
について説明する。図１７はこの実施例９による入出力
装置の要部斜視図で、３６は入出力装置であるポインテ
ィングペン、３７はポインティングペンの一部を分割
し、矢印Ａ方向に回転可能なように構成した回動体であ
る。

【０１０１】次に動作について説明する。これは前記各
実施例における回動体１２を３７に置き換えたもので、
動作は全く同様である。

【０１０２】実施例１０．以下、この発明の実施例１０
を図について説明する。図１８はこの実施例１０による
入出力装置の要部斜視図で、３８は入出力装置であるマ
ウス、３９はマウススイッチ、４０は矢印Ａ方向に回転
可能な回動体である。

【０１０３】次に動作について説明する。この実施例１
０は前記各実施例におけるポインティングペン１６をマ
ウス３８に、回動体１２を４０に置き換えたもので、動
作は全く同様である。

【０１０４】実施例１１．以下、この発明の実施例１１
を図について説明する。図１９はこの実施例１１による
入出力装置の要部斜視図で、４１は入出力装置であるジ
ョイスティック、４２はマウススイッチ、４３はアクチ
ュエータ、４４は矢印Ａ方向に回転可能な回動体であ
る。

【０１０５】次に動作について説明する。この実施例１
１は前記各実施例におけるポインティングペン１６をジ
ョイスティック４１に、回動体１２を４４に置き換えた
もので、動作は全く同様である。

【０１０６】実施例１２．以下、この発明の実施例１２
を図について説明する。図２０はこの実施例１２による
入出力装置の要部斜視図で、４５は入出力装置であるコ
ントロール・ダイアル・ボックス、４６，４７，４８は
位置を指示するためのダイアル、４９は矢印Ａ方向に回
転可能な回動体である。

【０１０７】次に動作について説明する。この実施例１
２は前記各実施例における位置検出器１１をｘ方向の位
置を指示するダイアル４６に、ｙ方向の位置を指示する
ダイアル４７に、ｚ方向の位置を指示するダイアル４８
に、回動体１２を４９にそれぞれ置き換えたもので動作
は全く同様である。

【０１０８】実施例１３．上記各実施例では、回転位置
検出器１３に抵抗式のポテンショメータを用いたが、光
学式のエンコーダを用いてもよい。光学式のエンコーダ
は、透過光量を変化させることができるように、明暗の
格子縞のつけられたディスク円板に対向して発光素子と
受光素子が設置されており、円板の回転に従って、受光
素子の受光量は格子縞の間隔に同期して変化するので、
この受光素子からの出力を波形整形してパルスに変換
し、その数を数えることにより円板の回転角を検出する
ことができる。上記各実施例において回動体１２に格子
縞を設けることにより回転位置検出装置のディスク円板
を兼用することができ、部品点数が削減できる。

【０１０９】実施例１４．また、回転位置検出器１３に
は磁気式のエンコーダを用いてもよい。磁気式のエンコ
ーダは、等間隔ピッチの磁化パターンを記録したスケー
ルの周縁に、磁気抵抗効果素子やホール素子などの磁気
センサを対向させて磁気検出を行うものである。上記各
実施例において回動体１２を磁化させることによりスケ
ールを兼用することができ、部品点数が削減される。ま
た実施例８においてマグネット３４をスケールとして使
用することもできる。

【０１１０】実施例１５．また、回転位置検出器１３に
は静電容量式のエンコーダを用いてもよい。静電容量式
のエンコーダは等間隔ピッチの凹凸を設けたスケールの
周縁に、静電容量変位計を対向させて検出を行うもので
ある。上記各実施例において回動体１２に凹凸を設ける
ことによりスケールを兼用することができ、部品点数が
削減される。

【０１１１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【０１１２】コンピュータシステムに対して、利用者が
入力した内容についてシミュレーションすることがで
き、この結果を視覚的なフィードバックを行うコンピュ
ータシステムのディスプレイ装置と、力覚的なフィード
バックを行う出力装置からの２つのフィードバックによ
って、利用者は操作の内容を感覚的に知ることができる
ので、円滑な操作を行うことができる。

【０１１３】また、コンピュータシステムの入力手段
と、力覚的フィードバックを行う出力手段とを同一デバ
イス内に備えたので、周辺装置の数を減らすことができ
る。

【０１１４】また、物体間の物理的関係をシミュレーシ
ョンする装置を設けたので操作の内容に応じたフィード
バックを行うことができるため、利用者は円滑な操作を
行うことができる。

【０１１５】また、入出力装置において、回動体と平板
間の摩擦力を制御することにより、回動体に負荷トルク
を付与することができるので、簡単な装置構成で利用者
に力覚的なフィードバックを行うことができる。

【０１１６】また、形状記憶合金素子を駆動制御して回
動体と平板の距離を変化させることにより力覚的フィー
ドバックを行う構成としたので、部品点数が少なく、小
型で安価な入出力装置を得ることができる。

【０１１７】また、形状記憶合金素子をペルチェ素子で
駆動制御する構成としたので、タイムラグのない迅速な
力覚的フィードバックを行うことができる。

【０１１８】また、電磁力により平板を駆動するように
したので、より詳細な制御が可能になる。

【０１１９】また、圧電素子で平板を駆動制御するよう
にしたので、更に詳細な駆動制御が可能になるうえ、可
動部を剛体的に支持することができ、入出力装置に外乱
が加わっても可動部が変位せず、利用者に誤ったフィー
ドバックを与えることがない。

【０１２０】また、圧電素子に変位拡大機構を設けたの
で、より少ない電圧で駆動制御することができ、消費電
力が少なくなる。

【０１２１】また、流体の粘度を制御することにより、
回動体の負荷トルクの制御を行うようにしたので、より
広い範囲での力覚的フィードバックを行うことができ、
かつ利用者によりなめらかなフィードバックを与えるこ
とができる。さらに、摩擦を利用しないため、構成部品
の摩耗が避けられる。

【０１２２】また、磁性流体を用いたので、コイルに電
流を流し磁界を発生するという簡単でしかも安価な構成
で流体の粘度を制御することができる。

【０１２３】また、電気粘性流体を用いたので、さらに
簡単な構成で流体の粘度を制御することができる。

【０１２４】また、回動体とコイルを一体的に駆動する
ような構成としたので、回動体を任意の方向に制御する
ことが可能になり、広い範囲での柔軟な力覚的フィード
バックを行うことができる。

【０１２５】また、物体間の干渉の有無をシミュレーシ
ョンする装置を設けることにより、利用者は物体の干渉
を知ることができ、円滑な操作を行うことができる。

【０１２６】また、物体間に干渉が生じた場合、その度
合に応じたデータをシミュレーションする装置を設けた
ので、力覚フィードバック装置を動作することが可能に
なり、利用者は感覚的に操作の内容を知ることができ
る。

【０１２７】また、物体間の干渉が許容範囲を超えた場
合、ブレーキ機構を動作させるデータをシミュレーショ
ンする装置を設けたので、入出力装置のブレーキ機構を
動作させることが可能になり、利用者の過剰な操作を避
けることができ、操作の無駄を省くことができる。

【０１２８】また、入出力装置をポインティングペンで
構成したので、従来のコンピュータシステムの入力装置
と力覚フィードバック装置を兼用することができるた
め、装置構成が簡単になり、製造が簡単で、安価な入出
力装置が得られるとともに、利用者の操作上での負担を
減らすことができる。

【０１２９】また、入出力装置をマウスで構成したの
で、従来のコンピュータシステムの入力装置と力覚フィ
ードバック装置を兼用することができるため、装置構成
が簡単になり、製造が簡単で、安価な入出力装置が得ら
れるとともに、利用者の操作上での負担を減らすことが
できる。

【０１３０】また、入出力装置をジョイスティックで構
成したので、従来のコンピュータシステムの入力装置と
力覚フィードバック装置を兼用することができるため、
装置構成が簡単になり、製造が簡単で、安価な入出力装
置が得られるとともに、利用者の操作上での負担を減ら
すことができる。

【０１３１】また、入出力装置をコントロール・ダイア
ル・ボックスで構成したので、従来のコンピュータシス
テムの入力装置と力覚フィードバック装置を兼用するこ
とができるため、装置構成が簡単になり、製造が簡単
で、安価な入出力装置が得られるとともに、利用者の操
作上での負担を減らすことができる。

【０１３２】また、回転位置検出手段を抵抗式のポテン
ションメータで構成したので、安価で簡素な入出力装置
を得ることができる。

【０１３３】また、回転位置検出手段を光学式としたの
で、回転角の検出精度が上がり、詳細な制御を行うこと
ができる。

【０１３４】また、回転位置検出手段を磁気式としたの
で、安価で精度のよい回転位置検出装置を得ることがで
きる。

【０１３５】また、回転位置検出装置を静電容量方式と
したので、装置の簡素化が図れるとともに精度のよい回
転位置検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示すコンピュータシミュレ
ーション装置とその入出力装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】実施例１の動作を説明するためのイメージ図で
ある。

【図３】実施例１のフロー図である。

【図４】実施例１の入出力装置の要部の構成を示す斜視
図である。

【図５】図４中のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】形状記憶合金素子の温度に対する変位の関係を
示す図である。

【図７】本発明の実施例２の入出力装置の要部を示す斜
視図である。

【図８】本発明の実施例３の入出力装置の要部を示す斜
視図である。

【図９】図８中のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】本発明の実施例４の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１１】本発明の実施例５の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１２】本発明の実施例６の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１３】本発明の実施例７の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１４】電気粘性流体の電場の強さと見かけの粘度の
関係を示す図である。

【図１５】本発明の実施例８の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１６】実施例８の一部拡大図である。

【図１７】本発明の実施例９の入出力装置の要部を示す
斜視図である。

【図１８】本発明の実施例１０の入出力装置の要部を示
す斜視図である。

【図１９】本発明の実施例１１の入出力装置の要部を示
す斜視図である。

【図２０】本発明の実施例１２の入出力装置の要部を示
す斜視図である。

【図２１】従来の入力装置を用いたコンピュータシステ
ムの概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】１コンピュータシステム２ディスプレイ装置３シミュレーション装置４制御装置１０入出力装置１１位置検出器１２回動体１３回転位置検出器１４形状記憶合金素子１５電気加熱器１６ポインディングペン１７固定部１８軸１９平板２０ペルチェ素子２１コイル２２ヨーク２３マグネット２４圧電素子２５軸２６変位拡大機構２７圧電素子２８円筒状の容器２９表面に突起をもつ円筒３０コイル３１電極３３コイル３４マグネット３５バックヨーク３６ポインティングペン３７回動体３８マウス３９マウススイッチ４０回動体４１ジョイスティック４２マウススイッチ４３アクチュエータ４４回動体４５コントロール・ダイアル・ボックス４９回動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータシステムの入出力装置に設
けられた入力部と、前記入出力装置の入力部の少なくと
も１次元の位置を検出する手段と、前記入出力装置に対
して回転可能に設けられた回動体と、前記回動体の回転
位置を検出する手段と、検出された位置と回転位置を制
御する装置と、制御された内容をもとに入出力装置の状
態をシミュレーションするシミュレーション装置と、シ
ミュレーション結果を視覚的にフィードバックするディ
スプレイ装置と、シミュレーション結果を力覚的にフィ
ードバックするコンピュータシステムの入出力装置に設
けられた出力部とを備えたことを特徴とするコンピュー
タシミュレーション装置。
【請求項２】コンピュータシステムの入力手段と、そ
の位置を検出する手段と、回動体と、回転位置を検出す
る手段と、力覚的にフィードバックするコンピュータシ
ステムの出力手段とを同一デバイスにて兼ね備えたコン
ピュータシステムの入出力装置を備えたことを特徴とす
る請求項１記載のコンピュータシミュレーション装置。
【請求項３】制御装置が制御した内容をもとに、コン
ピュータディスプレイに表示された物体とコンピュータ
ディスプレイ上で入力装置が指し示す物体または位置と
の物理的関係をシミュレーションするシミュレーション
装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のコンピュ
ータシミュレーション装置。
【請求項４】入出力装置は、回動体と、前記回動体の
回転位置を検出する手段と、回動体に対向する位置に設
けた平板とを備え、回動体と平板間の摩擦力を制御し回
動体に負荷トルクを付与することにより力覚的なフィー
ドバックを得ることを特徴とする請求項２記載のコンピ
ュータシミュレーション装置の入出力装置。
【請求項５】回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記回
動体に対向する位置で前記軸上に設けられた平板と、前
記入出力装置の固定部と前記平板の間に延在する渦巻状
に形成された形状記憶合金素子と、固定部に設けられた
電気加熱器を備え、電気加熱器に印加する電流を制御す
ることにより前記回動体と平板の距離を変化させ、摩擦
力の制御を行うことを特徴とする請求項４記載の入出力
装置。
【請求項６】回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記回
動体に対向する位置で前記軸上に設けられた平板と、前
記入出力装置の固定部と前記平板の間に延在する渦巻状
に形成された形状記憶合金素子と、固定部に設けられた
ペルチェ素子を備え、ペルチェ素子に印加する電流を制
御することにより前記回動体と平板の距離を変化させ、
摩擦力の制御を行うことを特徴とする請求項４記載の入
出力装置。
【請求項７】回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記回
動体に対向する位置で前記軸上に設けられた平板と、円
筒状のコイルと、マグネットと、磁性材で形成されたヨ
ークを備え、コイルに印加する電流を制御することによ
り前記回動体と平板の距離を変化させ、摩擦力の制御を
行うことを特徴とする請求項４記載の入出力装置。
【請求項８】回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記回
動体に対向する位置で前記軸上に設けられた平板と、前
記入出力装置の固定部と前記平板の間に延在する圧電素
子を備え、圧電素子に印加する電圧を制御することによ
り前記回動体と平板の距離を変化させ、摩擦力の制御を
行うことを特徴とする請求項４記載の入出力装置。
【請求項９】回動体と、前記回動体の回転位置を検出
する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記回
動体に対向する位置で軸上に設けられた平板と、前記入
出力装置の固定部と前記平板の間に延在する変位拡大機
構と、変位拡大機構に組み込まれた圧電素子を備え、圧
電素子に印加する電圧を制御することにより前記回動体
と平板の距離を変化させ、摩擦力の制御を行うことを特
徴とする請求項４記載の入出力装置。
【請求項１０】入出力装置は、回動体と、前記回動体
の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支持
する軸と、前記入出力装置の固定部と前記回動体の間に
設けられた円筒状容器と、容器に封入された流体とを備
え、流体の粘度を制御し回動体に負荷トルクを付与する
ことにより、力覚的なフィードバックを得ることを特徴
とする請求項２記載のコンピュータシミュレーション装
置の入出力装置。
【請求項１１】回動体と、前記回動体の回転位置を検
出する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記
入出力装置の固定部と前記回動体の間に設けられた円筒
状容器と、前記容器に封入された磁性流体と、前記回動
体と一体に回動する前記容器内に配置された円筒と、前
記円筒状容器外周の一部に設けられたコイルを備え、コ
イルに印加する電流を制御し前記回動体に負荷トルクを
付与することにより力覚的なフィードバックを得ること
を特徴とする請求項１０記載の入出力装置。
【請求項１２】回動体と、前記回動体の回転位置を検
出する手段と、回動体を回転可能に支持する軸と、前記
入出力装置の固定部と前記回動体の間に設けられた円筒
状容器と、前記容器に封入された電気粘性流体と、前記
回動体と一体に回動する前記容器内に配置された円筒
と、前記円筒状容器外周に設けられた電極を備え、電極
に印加する電圧を制御し前記回動体に負荷トルクを付与
することにより力覚的なフィードバックを得ることを特
徴とする請求項１０記載の入出力装置。
【請求項１３】入出力装置は、回動体と、前記回動体
の回転位置を検出する手段と、回動体を回転可能に支持
する軸と、前記回動体に固定された中空円筒部材と、少
なくとも１組のコイルと、マグネットと、磁性材で形成
されたヨークを備え、コイルに印加する電流を制御し前
記回動体に負荷トルクを付与することにより力覚的なフ
ィードバックを得ることを特徴とする請求項２記載のコ
ンピュータシミュレーション装置の入出力装置。
【請求項１４】シミュレーション装置は、コンピュー
タディスプレイに表示された物体と、コンピュータディ
スプレイ上で入力装置が示す物体または位置との干渉の
有無をシミュレーションすることを特徴とする請求項３
記載のコンピュータシミュレーション装置。
【請求項１５】シミュレーション装置は、コンピュー
タディスプレイに表示された物体と、コンピュータディ
スプレイ上で入力装置が示す物体または位置との干渉が
生じた場合、その干渉の度合をもとに力覚フィードバッ
ク装置を制御するためのデータをシミュレーションする
ことを特徴とする請求項３記載のコンピュータシミュレ
ーション装置。
【請求項１６】シミュレーション装置は、コンピュー
タディスプレイに表示された物体と、コンピュータディ
スプレイ上で入力装置が示す物体または位置との干渉が
生じた場合、その干渉が許容範囲を超えた時、入出力装
置のブレーキ機構を動作させるデータをシミュレーショ
ンすることを特徴とする請求項３記載のコンピュータシ
ミュレーション装置。
【請求項１７】コンピュータシステムの入力手段と、
その位置を検出する手段をポインティングペンで実現す
ることを特徴とする請求項２記載のコンピュータシミュ
レーション装置の入出力装置。
【請求項１８】コンピュータシステムの入力手段と、
その位置を検出する手段をマウスで実現することを特徴
とする請求項２記載のコンピュータシミュレーション装
置の入出力装置。
【請求項１９】コンピュータシステムの入力手段と、
その位置を検出する手段をジョイスティックで実現する
ことを特徴とする請求項２記載のコンピュータシミュレ
ーション装置の入出力装置。
【請求項２０】コンピュータシステムの入力手段と、
その位置を検出する手段をコントロール・ダイアル・ボ
ックスで実現することを特徴とする請求項２記載のコン
ピュータシミュレーション装置の入出力装置。
【請求項２１】回動体の回転位置検出手段は抵抗式の
ポテンショメータであることを特徴とする請求項２記載
のコンピュータシミュレーション装置の入出力装置。
【請求項２２】回動体の回転位置検出手段は光学式で
あることを特徴とする請求項２記載のコンピュータシミ
ュレーション装置の入出力装置。
【請求項２３】回動体の回転位置検出手段は磁気方式
であることを特徴とする請求項２記載のコンピュータシ
ミュレーション装置の入出力装置。
【請求項２４】回動体の回転位置検出手段は静電容量
方式であることを特徴とする請求項２記載のコンピュー
タシミュレーション装置の入出力装置。