JPH0820881B2 - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JPH0820881B2
JPH0820881B2 JP6174932A JP17493294A JPH0820881B2 JP H0820881 B2 JPH0820881 B2 JP H0820881B2 JP 6174932 A JP6174932 A JP 6174932A JP 17493294 A JP17493294 A JP 17493294A JP H0820881 B2 JPH0820881 B2 JP H0820881B2
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ANPETSUKUSU SHISUTEMUZU CORP
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/10—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using selector switches
    • G05B19/106—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using selector switches for selecting a programme, variable or parameter
    • G05B19/108—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using selector switches for selecting a programme, variable or parameter characterised by physical layout of switches; switches co-operating with display; use of switches in a special way
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23379—Knob, delivering pulses, digipot, electronic potentiometer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H2003/008—Mechanisms for operating contacts with a haptic or a tactile feedback controlled by electrical means, e.g. a motor or magnetofriction

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、被制御装置
あるいはその他の利用装置で使用される制御装置の分野
に関するものである。より詳細には、情報信号が可動部
材（ノブ）の動作に応答して発生され、その動作は触覚
的に感知できる応答を発生する制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】概して、制御可能な装置，すなわち，よ
り一般的には利用装置は以前から制御要素によって実行
される動作に関連する制御要素と相互作用する性能を必
要として来た。このインターフェイス性能は、両方向に
おける情報の流れを必要とする。すなわち、制御可能な
装置すなわち利用装置から制御要素まで（以後出力動作
という）の状態表示と、それは逆に、制御要素から制御
可能な装置まで（以後入力動作という）の状態表示であ
る。以下の説明では、入力と出力は電気的システムに関
係する。
【０００３】制御可能な装置に関して制御要素は数多く
の形式を取り得る。この制御要素は人間のオペレータで
あることもよくあり、制御可能な装置からの状態表示に
従って反応する。しかし、制御要素はその他の形式も取
り得るのであって、例えば、１つ以上の選択された動作
パラメータに関する動作を実行する電気機械的に制御さ
れた装置を含む自動化システムのようなものである。こ
の用途においては、「オペレータ」は人間あるいは電気
的被制御装置等のように、制御可能な装置と相互作用す
るいかなる制御要素をも意味するのに使われる。そのよ
うなシステムは必然的に、制御可能な装置と、入力と出
力の両動作における情報を有効に流通させるオペレータ
との間のインターフェイスを含まざるを得ない。
【０００４】入力動作の広い範囲において、この事は関
連する動作パラメータを備えた可動部分を有する変位装
置を含むことも良くある。このような動作パラメータは
変換性あるいは回転性の物理的動作、例えば、１個また
は多数個の位置スイッチ、電位差計等の変換動作あるい
は回転動作、を含むことができる。同様に、出力動作の
広い範囲においても、情報が効果的に流れるには制御可
能な装置からの情報がオペレータにより感知できるフォ
ーマットであることが必要である。そのような情報をフ
ォーマット化するには、しばしば、視覚的、聴覚的ある
いは触覚的な感覚を含む複数の関係を必要とする。
【０００５】視覚感覚に対する出力情報の流れに有用な
周知の装置としては、発光ダイオードおよびＣＲＴ管を
有する各種の光表示装置があり、聴覚感覚に対するもの
としては、永久磁石と音声コイルを利用する従来のラウ
ドスピーカ、および極く最近では固体音響装置がある。
触覚的に感知できる感覚は動的相互作用的態様では未だ
利用されたことはない。触覚感覚を利用することは静的
相互作用に限定されていた。たとえば、変換あるいは回
転動作を実行する装置における固定点抗力（ディテン
ト）および／または一定抗力を感知する作用、例えば、
固定抗力あるいは一定数の点抗力（ディテント）めを有
する回転装置が位置を表示する、などの作用である。
【０００６】技術が発展し続けるにつれて、被制御装置
もまた同様により複雑に、より精巧になり、また実行さ
れ制御される一般の仕事の範囲においても発展し続けて
来た。被制御装置の複雑性および精巧性における発展と
同時に、関連する入力および出力情報量も対応的に増加
して来たのである。このようなシステムを扱う人間のオ
ペレータに対して、この事はしばしば、各々が被制御装
置の個別のパラメータを制御するよう向けられたぼう大
な数のスイッチ、ノブ、さらに表示装置を与える結果と
なってしまった。
【０００７】すべてのこれらのずらりと並んだスイッ
チ、ノブおよび表示装置の根底にある基本的な要件はオ
ペレータと被制御装置との間の２方向性の情報の流れで
あるので、しばしば問題が生ずる。この問題は特に、い
ずれの時間においてもある一定量の情報しか効果的に処
理できないという人間の限界に関係している。この事
は、単に入力または方向出力信号のどちらでも流れる基
本情報だけでなく、人間的な要件をも含むのであるが、
この人間的要件とは、パネル上のスイッチや表示装置の
場所のような若干の物理的パラメータおよびそれに関連
する対応情報をオペレータが同時に考案して適切な、必
要な動作をしなければならないということである。この
要件は、関連するオペレータの応答が即時的なものある
いは創造的性格のものであることを必要とする分野では
特に重要である。
【０００８】このような要件の結果は、しばしば、変化
する要件に応答してその動作が動的態様で変更され得る
スイッチやノブのような多機能入力または出力装置、あ
るいは、表示が即座に変化し得るＣＲＴ管のような表示
装置となって表われる。技術用語ではこのような装置は
「ソフト」、例えばソフトスイッチ、とされて、関連す
る諸動作が随意に変更できることを表わす。
【０００９】押しボタンの多機能利用による特例は、い
わゆる「ソフトキー」に関してみられるが、これは通常
コンピュータ端末で見られるタイプライタ型のキーボー
ド上でよく見られる。このようなキーボードキーの機能
は、一般に、特定用途に属する多数の動作の中のいずれ
にも割り当てることができるのであって、そのような動
作も新しいデータをコンピュータ端末に入力するのと同
様に容易に変更することもできるのである。
【００１０】動作が随意に変更され得る変換動作を伴う
スイッチは周知であり広く利用されているが、動作が容
易に変更され得る回転動作を伴う入力装置については、
同様に広汎には利用されていないようである。
【００１１】マイクロプロセッサの利用が増大するにつ
れて、情報のディジタル処理もますます普及するように
なって来た。以前は当然明らかにアナログと考えられて
いた用途でもいまではディジタル方式で処理されてお
り、アナログ／ディジタル変換器を対応的に利用するこ
とによって、関連するアナログ情報をディジタルフォー
マットに変形して必要なディジタル処理を行ない、さら
に、ディジタルフォーマットを元のアナログフォーマッ
トに戻すという、それに続く結果の変換を行なって、特
定の周辺機器と相互作用をするのである。
【００１２】情報が連続的なアナログから離散的なディ
ジタルに変換される周辺機器において、外部からの入力
装置がアナログフォーマットでなくディジタルで情報を
直接発生するということは望ましいことである。ディジ
タルすなわち２進形式で基本入力情報を発生できる入力
装置は、スイッチまたはキーを押すというような、変換
的物理動作を表わすことがよくある。一般に、対応する
出力は、オペレータの視覚的または聴覚的感覚によって
感知しやすい周知の通常の形式のものを取る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変換動
作を伴う入力装置に比較して、回転動作を伴う入力装置
は相対的にあまり利用されていない。以前は、そのよう
な装置は、アナログフォーマットで出力を直接に発生す
る電位差計に限られることが多かった。従って、そのよ
うな装置を入力目的に利用するには多くの問題が生じた
のである。アナログフォーマットで出力を発生する電位
差計の出力を効果的に利用するには、アナログ／ディジ
タル変換過程が基本である。もう１つの問題は、発生さ
れるアナログ信号が固定角位置に不変的に関連している
ということに関係する。すなわち、電位差計が入力装置
として利用されようとする場合、角度基準点、例えば零
基準位置、は同じ角位置に留っている。この事は、ディ
ジタル装置への入力手段としてのこの装置の有効性を厳
しく制限しているのである。
【００１４】電位差計により生じる出力信号の性能に基
因するこの問題は、タコメータを利用することによって
解消される。特に、スロットディスクが回転可能な軸に
取り付けられていて、しかも、このスロットディスクの
一方に光源が置かれ、また、このディスクの反対側に置
かれた光感知装置が光源と１直線になっているものであ
る。従って、軸が回転するにつれて光線は回転するディ
スクによって遮断され、よって、通常は２進性の出力信
号を発生するのである。適切なデコード手段により、回
転量と回転速度とを確認することができる。第１セット
とは異なる独立した、しかし、第２の光感知装置と随意
の第２光源と共に、適切な量だけ第１セットから変位さ
れた第２セットのディスクスロットを利用することによ
っても、この軸の回転方向を示す情報が発生されること
もまた明らかである。
【００１５】特に、タコメータを組み込んだ入力装置
は、入力情報を発生することができるのであるが、なお
多くの欠点を抱えている。特にそのような入力装置は、
回転動作に基づいた情報を発生する性能がある一方、一
般に終端停止（エンドストップ）装置、すなわち、角回
転の極限を制限する手段、を欠いているのである。
【００１６】同様に、そのような入力装置は選択された
角位置における点抗力（ディテント）を欠いている。こ
の特徴はアナログ電位差計に共通に見られるものである
が、この入力装置を既知の値に予めセットしたり、ある
いはノブの動作の基準点として利用する際に、きわめて
有用であることがよくある。しかし、上述の入力装置に
固定の点抗力（ディテント）を備えることによって、融
通性の点で同様な制限を生ずる結果になるのである。
【００１７】さらに、上述したような、軸によってタコ
メータに結合されたノブを組み込んでいるに装置は、回
転に関連する固定の回転摩擦すなわち連続抗力（ドラッ
グ）を有する。アナログ電位差計では、連続抗力（ドラ
ッグ）の量が機械的に選択可能である事が多く、選択さ
れた特定の装置およびそれが物理的に設置される態様に
依存する。このような融通性は明らかに上述の入力装置
には欠けている。しかし、回転摩擦すなわち連続抗力
（ドラッグ）は、ノブをタコメータに結合している軸を
機械的に調整することによって生ずるし、また、その他
の手段によっても生じ得るのであり、そのような手段は
また、装置の融通性を制限することにもなるのである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によって、ある位
置決め可能な装置が提供されているのであるが、この装
置は、動作を直接情報信号に変換することのできる可動
部分を有し、また、制御可能な装置あるいはオペレータ
からの状態表示に同時に応答して触覚によって制御要素
に出力情報を発生することができるのである。本発明に
組み込まれている入力／出力相互作用性能を有する位置
ぎめ可能装置は、非常に融通性があり、容易にかつ動的
に変更できる入力と出力動作に関連する主要パラメータ
を備えた設計である。
【００１９】触覚的に感知できる感覚が関数的関係ある
いは無作為の任意のあるいはその他所望の関係で可動部
分の動作に与えられることができる。また、それはこの
可動部分の１つ以上の選択された動作パラメータに応答
して変化することができるのである。いかなる入力、例
えば、状態表示、にも応答してそのような複数の関係の
中から１つを選択することができる。動作方向、動作量
および動作速度等を含む入力動作に関連するパラメータ
は容易に定められ、変更される。特に、可動部分の動作
は１つ以上のパラメータの値における増加にも減少にも
関連しており、所定の角度変位あるいは角回転速度に関
連するパラメータ変化の結果の振幅は、同様に容易に調
整され、変更され得る。
【００２０】同様にして、現在の静的回転摩擦（ドラッ
グ）の量および終端停止（エンドストップ）と点抗力
（ディテント）の数と位置、とを含む出力動作に関連す
る触覚パラメータも容易に定められるし変更もできるの
である。特に、静的回転摩擦（エンドストップ）の量
は、回転の角位置および方向の両方に応答して変化す
る。さらに、両方向の回転を制限する終端停止（エンド
ストップ）位置の存在も、バイパス点抗力（ディテン
ト）に必要な数、場所さらに抗力の大きさと同様に、容
易に定めたり変更したりすることができる。
【００２１】本発明は、動的に相互に作用する応答制御
装置およびシステムが、オペレータインタフェースおよ
びタコメータとの通信のためにその一端にノブを有する
回転可能な軸、粒子ブレーキおよび制御装置との組合せ
によって提供される。
【００２２】粒子ブレーキはスロットディスクに取り付
けられた回転可能軸を有する装置であるが、このスロッ
トディスクは磁気粒子を充填した室に入れられ、電流が
流れる電気的巻線で囲まれている。電流がこの巻線を流
れる際、この磁気粒子は磁界によってつくられた力線に
沿って整列する傾向があり、この軸に与えられた回転動
作に抵抗する連続抗力（ドラッグ）となる。発生された
連続抗力（ドラッグ）の量はこの電気的巻線に与えられ
た電流に正比例している。この電気巻線中の電流を適切
に制御することによって、多くの異なった、明白な触覚
的効果が容易に発生し得る。
【００２３】特に、巻線中に連続的に電流を流すことに
よって、対応する静的回転摩擦（エンドストップ）効果
は、連続的電流の振幅により決定された量で達成される
のである。回転を制御する終端停止（エンドストップ）
は、個々の終端停止（エンドストップ）を必要とする場
所での特定の角位置に対応して比較的多くの電流が電気
巻線を流れることによってシュミレートされる。同様
に、点抗力（ディテント）は、個々の点抗力（ディテン
ト）が必要とされる場所での特定角位置に対応して少量
の電流が電気巻線中を流れることによってシュミレート
される。
【００２４】上述した、オペレータインタフェースおよ
びタコメータと通信するためのノブを有する回転可能軸
と粒子ブレーキとの組み合わせは、制御装置を備えてい
るので、タコメータから与えられた回転情報は、関連す
る特定利用手段を制御したり、また、出力情報を発生し
たりする両用に利用されて、オペレータの触覚で感知さ
れうるフォーマットで粒子ブレーキを制御するのであ
る。特に、例えば、回転方向、回転の角度変位と速度の
ような、タコメータから与えられた入力情報は、関連す
る特定利用手段を制御したり、また、回転抗力（ドラッ
グ）、終端停止（エンドストップ）および点抗力（ディ
テント）等を含む関連する出力情報を、オペレータの触
覚で感知できるフォーマットで発生したり、という両用
に利用される。
【００２５】
【作用】本発明の制御装置は、制御範囲内で可動な可動
部材によって利用装置への情報の入力を制御し、可動部
材の動作に応じて制御範囲内で可動部材の位置の信号表
示を行い、利用装置の動作状態を決定し、その可動部材
位置信号と利用装置の動作状態によって決定された選択
位置基準信号とを比較し、この可動部材位置信号と選択
位置基準信号との一致検出に従って制御範囲内で可動部
材の動作に抵抗する選択された力を供給するための抗力
制御信号を発生し、この抗力制御信号に応じて可動部材
に選択された抗力を供給するように構成される。
【００２６】
【実施例】次に本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。図１の２つの図は、本発明による変換器１
を示しているが、それはこの変換器のオペレータに対し
て、一方向の情報流と双方向の情報流を与えることがで
きるようになっている。さらに、以下の変換器１のさま
ざまな良好な実施例についての詳細な説明から明らかな
ように、この情報流は選択可能である。本発明による変
換器１はオペレータ／変換器リンク手段２を介するオペ
レータをこの変換器１との間の単一方向の情報流（ある
いはオペレータへの情報のみ）、通信リンク２１を介す
るこの変換器１と関連電気装置との間の２方向の情報
流、リンク２１あるいは分離通信リンク２３を介するこ
の変換器から電気装置への単一方向の情報流、およびも
う一つの通信リンク１８を介する外部情報源からこの変
換器への単一方向の情報流を発生することができる。
【００２７】本発明の特に顕著な特徴は前述のオペレー
タ／変換器リンク手段２に関するものであり、それは、
関連する電気装置に情報流を発生することができ、さら
に、変換器に関連して触覚的に感知できるフォーマット
で、オペレータに選択的な二方向の情報流を与えること
ができる。有利なことに、この変換器は、オペレータが
変換器１に情報を入力し、また変換器１から情報を受信
する性能を備えているので、必要があれば、適切な応答
を実行することができる。
【００２８】通常、図１の利用手段１９で示される電気
装置に関する情報の入力と出力の両方に対して、ノブ
（可動部材）１０は直接オペレータインタフェースとし
て動作する。軸１２にノブ１０と共に回転するよう設置
された入力変換装置１３は、制御装置１７への情報の入
力用であり、また、出力変換装置１５は、制御装置１７
からオペレータへの触覚により感知できるフォーマット
での情報の出力用である。制御装置１７の機能は入力変
換装置１３から入力情報を受信し、かつ、そのような情
報を利用手段１９に通信することである。また、制御装
置１７は入力変換装置１３および利用手段１９からの情
報に応答して動作し、出力変換装置１５への出力情報の
伝送を制御し、さらに、軸１２およびノブ１０によって
触覚を介した通信によって人間のオペレータに伝達す
る。
【００２９】利用手段１９は一般に情報をインタフェー
スすることが望ましいいかなる電気装置をも表わしてい
ることを理解されたい。また、明らかに、制御装置１７
も同様に利用手段１９とは関係のない外部情報源から情
報１８受信することもできるのである。同様に、入力変
換装置１３はリンク２１によって利用手段１９と直接交
信することもできるし、あるいは、リンク２３によって
制御装置１７および利用手段１９と同時に交信すること
もできるのである。同様に、制御装置１７は入力変換装
置１３からのリンク２３とは独立して利用手段１９と直
接交信することができるのである。
【００３０】本発明による動的相互作用による応答制御
装置とシステムについての幾つかの特徴を明らかにす
る。情報の入力に関連する動作はそれに関連する復原力
を持っていない。特に、情報の入力に関連する動作が発
生する場合、入力装置部分は最後に位置決めされた位置
に静止したままである。さらに、動作に対する抵抗は独
立に制御され得るし、特に位置や変位に基準とされる必
要はない。
【００３１】この良好な実施例では、入力変換装置１３
は光学的タコメータを利用して実現される。図２ではノ
ブ１０の回転の基づいて軸１２も回転する。軸１２に結
合されたディスク２０は情報源２５からの光を通過させ
ている光学的溝２２を有している。第２セットの溝は板
２７上にある。ディスク２０の回転によって、ディスク
２０のスロットと板２７にあるスロットとの間の関連動
作が原因でセンサ２４と２６に当たる光エネルギに光学
的干渉図形を生じる。特に、板２７上にある溝は、図３
に示されるように、センサ２４と２６によって直角位相
関係９０゜の位相差を有するそれぞれの波形を発生させ
る結果となる。板２７上に位置する溝が図３のような波
形を生じさせる態様は、当業者にとって周知である。
【００３２】ノブ１０の回転に応答してセンサ２４と２
６により発生された波形をデコードする（復号する）回
路は図４に示されている。センサ２４と２６からの入力
信号は入力として排他的オアゲート３０に供給される
が、このゲートの速度出力信号３２は軸１２の角度変位
に比例する一連のパルスとなっていてその速度は軸１２
の角速度に比例している。フリップフロップ３４はＤ型
フリップフロップである。センサ２４の出力はクロック
入力３６に与えられまた、センサ２６の出力はフリップ
フロップ３４のＤ入力３８に与えられる。従って、セン
サ２４からの出力信号に高から低への遷移が生ずる度毎
に、フリップフロップ３４の方向出力信号４０はセンサ
２６の対応する出力状態をとる。
【００３３】図４に示された回路の動作は図５に示され
た波形を参照することによりさらによく理解できる。図
５（ａ）と図５図（ｂ）は、ディスク２０（図２）の回
転にそれぞれ応答するセンサ２４と２６の出力波形を示
す。図５図（ｃ）はフリップフロップ３４の対応する方
向出力信号４０を示す。図５図（ｄ）は排他的オアゲー
ト３０に対応する速度出力信号３２を示す。
【００３４】ノブ１０（図２）が第１の方向に回転する
場合、センサ２４と２６によって発生される出力は、図
５（ａ）および図５（ｂ）で示されるようになる。時間
ｔ1において、センサ２４の出力に生ずる高から低への
遷移によって、フリップフロップ３４の状態はセンサ２
６からの信号の現在状態になる（図５（ｂ））。従っ
て、フリップフロップ３４の方向出力信号４０は図５
（ｃ）で示されるように高状態をとる。
【００３５】ノブ１０の回転方向における変化は時間ｔ
2に生ずると仮定する。ノブ１０の回転方向での変化は
時間ｔ3において図４の回路によって検出されるが、こ
の場合、センサ２４からの信号は高から低状態へと変化
する。時間ｔ3においてセンサ２４からの出力の高から
低への遷移が生ずる際に、フリップフロップ３４は再び
センサ２６からの出力状態をとる。ノブ１０の回転方向
における変化のために、時間ｔ3におけるセンサ２６か
らの出力の対応状態は低となる。従って、フリップフロ
ップ３４からの方向出力信号４０は低状態をとる。図５
（ｃ）から明らかに、図４の単純な回路ではフリップフ
ロップ３４の方向出力信号４０はノブ１０の回転方向を
表わしている。図５（ｄ）は排他的オアゲート３０に対
応する速度出力信号３２を示す。
【００３６】従って、軸に結合されたタコメータを利用
することによって、回転動作は二進フォーマットの情報
を直接発生することができる。特に、回転方向、角度変
位および角速度等がすべて容易に得られるのである。
【００３７】触覚的フィードバックを有するソフトノブ
の良好な実施例においては、ヒューレットパッカード社
製２チャンネル増分光学符号化器ＨＥＤＳ−５０００シ
リーズ、を使用して上述のタコメータを実現している
が、詳細は、１９８１年１月付、第５９５３−０４６９
（１／８１）号のヒューレットパッカード社２８ミリ径
の２チャンネル増分光学符号化器キット（２８ｍｍ Ｄ
ＩＡＭＥＴＥＲ ＴＷＯＣＨＡＮＮＥＬ ＩＮＣＲＥＭ
ＥＮＴＡＬ ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＮＣＯＤＥＲＫＩＴ）
に述べられているので参考までに記載する。
【００３８】この良好な実施例において、出力変換装置
１５（図１）は粒子ブレーキを使用して実現されるが、
これは図６でもっともよく示されている。軸１２に取り
付けられているのは複数のスロット５２を有するディス
ク５０である。ディスク５０は非磁性体構成であり、ま
た、粉末状の磁性粒子５６で充填された非磁性外被５４
の中に完全に封入されている。電流Ｉ６２に応答してコ
イル６０によって発生された磁束５８はディスク５０の
表面に垂直にかつスロット５２によって占められる場所
の軌跡の一部と並んで位置決めされている。電流Ｉ６２
をコイル６０に与えることによって磁束５８が生成され
るのであるが、この磁束の量はコイル６０に与えられた
電流Ｉ６２の量に正比例している。この磁束５８に応答
して磁性粒子５６は磁束５８に沿って共に結合する。こ
の結果の結合の強さは電流Ｉ６２によって決定された磁
束の量に正比例している。従って、軸１０の回転は電流
Ｉ６２を与えることによって生ずる抗力の発生によって
限定される。
【００３９】上述の粒子ブレーキはＳＯＦＳＴＥＰとい
う商標でダナインダストリアル社から市場に出回ってい
るが、より詳細については、ダナ・インダストリアル・
シンプラトロール・カタログ（ＤＡＮＡ・ＩＮＤＵＳＴ
ＲＩＡＬ・Ｓｉｍｐｌａｔｒｏｌ・ｃａｔａｌｏｇ）Ｓ
−１１００に述べられており、参考までに記載する。粒
子ブレーキへの電流を制御することによって、多くの異
なった触覚的応答が達成され得る。
【００４０】連続的に電流をコイル６０内に流すことに
よって、回転摩擦すなわち連続抗力（ドラッグ）効果を
得ることができる。特に、発生された抗力の量はコイル
６２を流れる電流の量に正比例する。従って、発生され
た抗力の量は異なる用途についての変化する要件に応じ
て容易に調整することができる。
【００４１】従来の電位差計の回転動作に関連する抗力
の量は一定であるけれども、本発明によれば、多くの新
規でかつ独特なプログラム可能な触覚的応答を容易に得
ることができる。概して、コイル６０を流れる電流の量
を変化させることによって、発生される連続抗力（ドラ
ッグ）の量が角位置、角速度、回転方向あるいは関連す
るいかなるパラメータまたは条件とのいかなる所望の関
係で変化することがあり得る。一例をあげれば、本発明
がクリチカルパラメータを制御するのに利用される複雑
な過程の制御用途において、パラメータ調整（あるいは
その他無関係な原因）に起因する好ましくない条件の存
在を、連続抗力（ドラッグ）の量を増加させることによ
って、容易に人間のオペレータに伝えることができる。
また、例えば、角位置に関連するパラメータの増加速度
が好ましくない結果を与える場合、この条件は、現在の
特定条件に量的に適切な連続抗力（ドラッグ）の量を増
加することによって、人間のオペレータに伝えられる。
【００４２】同様に、入力変換装置１３からの角位置情
報を適切に利用することによって、また、それに応答し
てコイル６２の電流を制御することによって、許容角回
転量を容易に制限することができる、つまり、終端停止
（エンドストップ）をいずれの所望角位置にでも位置決
めすることができるのである。
【００４３】同様に、入力変換装置１３からの角位置情
報に応答して、コイル６０を流れる電流の振幅を適切に
調整することによって、関連する点の相対的角位置が容
易に人間オペレータに伝えられる、すなわち、点抗力
（ディテント）をいずれの所望角位置にでも置くことが
できるのである。
【００４４】従って、明らかに、共通軸で結合されたノ
ブ、粒子ブレーキおよびタコメータの組み合わせを、タ
コメータからの情報に応答する制御装置によって制御さ
れる粒子ブレーキの動作に結合することによって、非常
に融通性のある特徴と広範囲にわたる用途とを有する触
覚的フィードバックを備えたソフトノブが可能となり、
それは制御装置の精巧度によってのみ限定される。
【００４５】図７はある用途における触覚フィードバッ
クを有するソフトノブの実施例であるが、それはプログ
ラム可能な時計方向と反時計方向の終端のある回転停止
（エンドストップ）と、プログラム可能な点抗力（ディ
テント）と、さらに各方向の回転に関連する異なる量の
抗力とを有し、アナログ制御出力を発生して関連する利
用手段を制御し、さらに関連する利用手段からあるいは
無関係の利用手段からの情報の触覚的表示を与える性能
を有している。
【００４６】速度出力信号３２および方向出力信号４０
は、それぞれアップ／ダウンカウンタ８０のカウント入
力と方向入力に供給される。方向出力信号４０に応答し
て、また速度出力信号３２に応答して、アップ／ダウン
カウンタ８０は、増加のシーケンスでもまたは減少のシ
ーケンスでもカウントする。従って、アップ／ダウンカ
ウンタ８０に現存するカウントの数値はノブ１０の角位
置に対応する。アップ／ダウンカウンタ８０からの出力
は、上限比較装置８２、中間レンジ点抗力（ディテン
ト）装置８４、下限比較装置８６およびディジタル／ア
ナログ変換器８７に与えられる。
【００４７】ディジタル／アナログ変換器８７の出力８
９はノブ１０の角位置に比例するアナログ信号であり、
また関連する特定利用手段９１を制御するのに利用され
ることもあるが、その場合アナログフォーマットでの制
御電圧が必要とされてもよい。しかし、対応するディジ
タル制御信号は、それを必要とする用途のためにアップ
／ダウンカウンタ８０の出力から直接得ることができる
ということは明らかである。
【００４８】上限比較装置８２、中間レンジ点抗力（デ
ィテント）装置８４および下限比較装置８６の各々の機
能はアップ／ダウンカウンタ８０からのディジタル出力
信号の数値を所定の数値と比較することであるが、この
所定の数値は、例えばサムホイールスイッチ設定による
というような特定の用途に従って定めることができる。
【００４９】上限比較装置８２、中間レンジ点抗力（デ
ィテント）装置８４および下限比較装置８６からのそれ
ぞれの出力は、アップ／ダウンカウンタ８０に現存する
カウントが上限比較装置８２、中間レンジ点抗力（ディ
テント）装置８４、および下限比較装置８６にプリセッ
トされたそれぞれの数値である場合に「真」になる。
【００５０】アップ／ダウンカウンタ８０の出力は同時
に上限比較装置８２、中間レンジ点抗力（ディテント）
装置８４、および下限比較装置８６に与えられる。上限
比較装置８２および下限比較装置８６の出力は共に入力
としてオアゲート８８に供給される。従ってオアゲート
８８の出力９０は、アップ／ダウンカウンタ８０に現存
する値が上限比較装置８２あるいは下限比較装置８６に
おけるそれぞれの所定値のいずれかである場合、すなわ
ち、ノブ１０の角位置が角回転に対する所定の極限のう
ちの１つに対応する場合に「真」になる。
【００５１】粒子ブレーキ７２のコイル６０に関連する
インダクタンスのために、関連する電気回路によって生
じた同等のインダクタンスと抵抗によって決定された時
定数は、磁束５８の発生に関連しているが、以後粒子ブ
レーキ時定数という。従って、現在のパルスに応答して
感知できる触覚表示が生ずるためには、その現在のパル
スの持続時間は前述の粒子ブレーキ時定数によって決定
された最少時間周期を超えねばならない。この事は次の
ような状況において特に顕著である。すなわち、ノブ１
０の角速度が、粒子ブレーキ時定数より少ない持続時間
を有するパルスについての中間レンジ点抗力（ディテン
ト）装置８４からの「真」の表示を発生させるような状
況、例えば、非常に多くのスロット２２（図２）と大き
い角速度でのノブ１０の回転を利用するような状況であ
る。
【００５２】従って、中間レンジ点抗力（ディテント）
装置８４の出力はオアゲート９２に１入力としてまたワ
ンショット装置９４にトリが入力として同時に与えられ
る。ワンショット装置９４によって発生されたパルスの
周期は前述の粒子ブレーキ時定数より大きくなるよう調
整される。ワンショット装置９４の出力はオアゲート９
２に第２入力として与えられる。従って、オアゲート９
２の出力は、粒子ブレーキ時定数より大きい最少持続時
間を有する信号であって、ノブ１０の角位置と、点抗力
（ディテント）触覚応答が必要とされる所定の角位置と
の間の一致を表わす。
【００５３】多重変換装置９８にディジタルフォーマッ
トで与えられた数値１００と１０２は、各方向でのノブ
１０の回転に与えられるそれぞれの所望の連続抗力（ド
ラッグ）量を表わす。選択入力１０４に与えられた信号
の２進状態に応答して多重変換装置９８は、この変換装
置９８からのそれぞれの出力１０６として、時計方向連
続抗力（ドラッグ）値１００あるいは反時計方向連続抗
力（ドラッグ）値１０２のいずれかを供給する。フリッ
プフロップ３４からの方向４０は多重変換装置の選択入
力１０４に入力として供給されるので、従って、ノブ１
０の回転方向は多重変換装置９８への２つの入力のうち
いずれがその出力１０６として供給されるかを判定す
る。
【００５４】多重変換装置９８の出力１０６は、ディジ
タル／アナログ変換器１０８に入力として供給される
が、その出力１１０は多重変換装置９８から入力として
与えられたディジタル信号の２進値に比例するアナログ
信号となっている。従って、ディジタル／アナログ変換
器１０８からの結果の出力信号１１０はノブ１０の回転
に与えられる所望の抗力量を表すアナログ信号となって
いる。
【００５５】演算増幅器１１２とそれに関連する抵抗器
１１４、１１６、１１７、１１８、１１９および１２０
はアナログ電圧加算装置を構成しており、その出力１２
２はそれぞれの入力電圧の代数的な和に比例するアナロ
グ電圧となっている、すなわち、オアゲート８８からの
出力９０、関連する利用手段からのアナログ入力電圧１
２１、オアゲート９２からの出力９６、利用手段とは無
関係の外部情報源からのアナログ入力電圧１２３、およ
びディジタル／アナログ変換器１０８の出力１１０に存
在する電圧となっているのである。抵抗器１１６、１１
７、１１８、１１９および１２０は、各々が増幅量を決
定できるように個別的調整可能であり、その結果この増
幅量は、与えられた関連アナログ電圧のレベルに応答し
て演算増幅器１１２からのアナログ出力１２２となる。
この結果のアナログ電圧出力１２２は電力と、従って粒
子ブレーキ７２によって生ずる回転摩擦すなわち抗力の
量を制御するのに利用される。
【００５６】アナログ加算回路への各入力の振幅は、抵
抗器１１６、１１７、１１８、１１９および１２０の値
を調整することによって調整できるので、上限比較装置
８２、下限比較装置８６、中間レンジ点抗力（ディテン
ト）装置８４、関連する利用手段あるいはこの利用手段
に無関係な外部情報源からの入力１２１と１２３でそれ
ぞれ生じた回転摩擦の結果の量、およびディジタル／ア
ナログ変換器１０８の出力１１０で表される方向に依存
する連続抗力（ドラッグ）は、それぞれ独立的に調整す
ることができ、所望の触覚的応答を発生する。特に、ノ
ブ１０の角位置が回転の所定の極限の１つである場合、
抵抗器１１６の値が粒子ブレーキ７２に与えられる電流
の量を決定するので、抵抗器１１６は、終端停止（エン
ドストップ）を表す所望の触覚的応答をシミュレートす
るように調整される。
【００５７】同様に、抵抗器１１７の値は、関連する利
用手段からの入力１２１に応答して生ずる回転抵抗の量
を制御する。同様にして、抵抗器１１８の値は、所定の
点抗力（ディテント）と等しいノブ１０の角位置に応答
して生ずる回転摩擦の量を決定する。抵抗器１１９の値
は、関連利用手段に無関係の外部情報源からの入力１２
３に応答して生ずる回転抵抗の量を制御する。同様に、
抵抗器１２０の値は、時計方向連続抗力（ドラッグ）値
１００と反時計方向連続抗力（ドラッグ）値１０２によ
って定められる時計方向または反時計方向回転に応答し
て生ずる連続的抗力（ドラッグ）量を決定する。
【００５８】従って、図７では、所定の終端停止（エン
ドストップ）装置、点抗力（ディテント）、および回転
の方向に従属する連続的抗力（ドラッグ）効果を備えた
触覚的フィードバックを有するソフトノブの良好な実施
例を示している。このソフトノブはさらに、関連する利
用手段およびこの利用手段に無関係の外部信号源の両方
からの信号に応答する触覚的表示を与えることができ
る。
【００５９】前述の触覚的応答を有するソフトノブの融
通性は、マイクロプロセッサおよび関連するプログラム
を利用することによって非常に拡張され得る。図８およ
び図９はそのような設計により可能な１実施例を示して
いる。図１０〜図１３は、それに関連して利用すること
のできる対応するプログラムの１例をフローチャート形
式で示したものである。
【００６０】説明を明確にするために、汎用マイクロプ
ロセッサに関連する特定信号のみが、図８、図９に示さ
れた特定実施例について述べられている。ここでの説明
に関連しない他の信号も必要なことは明らかである。こ
れらの他の説明およびより詳細については、触覚的フィ
ードバックを有するソフトノブを備えたマイクロプロセ
ッサの利用について理解するには必要ではないし、ま
た、通常の当業者には周知である。
【００６１】まず、図８、図９において、マイクロプロ
セッサ１３０は関連するアドレスバス１３２、データバ
ス１３４および割り込み入力１３６、さらに読み取り／
書き込み出力１３８を備えている。マイクロプロセッサ
１３０への割り込み入力１３６は、このマイクロプロセ
ッサに外部イベントの発生を通報するのに役立ち、適切
な動作がとられる。
【００６２】本実施例では、３０Ｈｚ信号が割り込み入
力１３６に効果的に供給されて、以後より詳細に述べる
が、マイクロプロセッサ１３０による所望の動作を規則
的、周期的に実行させる。読み取り／書き込み信号１３
８は、データバス１３４およびアドレスバス１３２に関
連して生ずる動作の性質を表示する、すなわち、現在の
動作はマイクロプロセッサ１３０への情報の入力である
のかあるいはマイクロプロセッサ１３０からの情報の出
力であるのか、を表示するのに役立っている。
【００６３】アドレスデコーダ１４０、１４１、１４
２、１４３および１４４は、それぞれが連続抗力（ドラ
ッグ）レジスタ１４６、利用手段入力レジスタ１４５、
カウントレジスタ１４８、外部情報源入力レジスタ１４
７および利用手段出力レジスタ１５０にそれぞれ関連す
る独特の所定のアドレスを認識するように設計されてい
る。抗力レジスタ１４６、利用手段入力レジスタ１４
５、カウントレジスタ１４８、外部情報源入力レジスタ
１４７、あるいは利用手段出力レジスタ１５０の所定の
アドレスに等しいアドレス値がアドレスバス１３２上に
存在することに応答して、対応するそれぞれの作動信号
１５２、１５３、１５４、１５５あるいは１５６が発生
される。
【００６４】作動信号１５２、１５４あるいは１５６
は、データバス１３４上にある現在の数値を、抗力レジ
スタ１４６、カウントレジスタ１４８あるいは利用手段
出力レジスタ１５０にそれぞれ伝達する作用をする。同
様に、カウントレジスタ１４８、利用手段入力レジスタ
１４５あるいは外部情報源入力レジスタ１４７の所定の
アドレスがアドレスバス１３２上に存在すること、およ
び作動信号１５４、１５３、また１５５の結果的な発
生、さらに読み取り／書き込み信号１３８の所望の状態
が存在すること等に応答して、カウントレジスタ１４
８、利用手段入力レジスタ１４５あるいは外部情報源入
力レジスタ１４７にある数値はデータバス１３４に伝達
される。
【００６５】ディジタル／アナログ変換器１５８と１６
０は、連続抗力（ドラッグ）レジスタ１４６と利用手段
出力レジスタ１５０からのそれぞれのディジタル入力を
対応するアナログ電圧１６２と１６４に変換する動作を
する。アナログ電圧１６２は粒子ブレーキ７２により生
じた回転抵抗を制御する動作をし、またアナログ電圧１
６４は、ノブ１０の回転によって制御される必要のある
特定利用手段で利用される。
【００６６】もちろん、明らかに、ノブ１０の特定角位
置についての対応するディジタル表示は利用手段出力レ
ジスタ１５０からの出力に表れているし、また同様にデ
ィジタルフォーマットでの制御信号を必要とする利用手
段において利用することができる。同様に、アナログ／
ディジタル変換器１５９と１６１も、利用手段からの入
力アナログ電圧１２１および利用手段に無関係の外部信
号源からの入力アナログ電圧１２３を、対応するディジ
タル値に変換し次にデータバス１３４に伝達する動作を
する。
【００６７】カウントレジスタ１４８は８ビットプリセ
ット可能なアップ／ダウンカウンタとなっている。カウ
ンティングの方向は方向信号４０の状態によって決定さ
れ、また、それに応答してカウントレジスタ１４８は各
速度出力信号３２からのパルスの発生に際してカウント
の現在値を増分したり減衰したりする。カウントレジス
タ１４８にある値は、アドレスバス１３２上の適切なア
ドレスの存在に応答してプリセットでき、作動信号１５
４を発生して、データバス１３４上にあるディジタル信
号の現在値をカウントレジスタ１４８に伝達させる。
【００６８】次にこの値は方向出力信号４０および速度
出力信号３２に応答して増分されたり減衰されたりす
る。同様にして、マイクロプロセッサ１３０はアドレス
デコーダ１４２に関連する所定のアドレスを特定するこ
とによってカウントレジスタ１４８に現存する値を読み
取ることができ、その結果カウントレジスタ１４８の内
容がデータバス１３４に伝達されるのである。
【００６９】従って、マイクロプロセッサ１３０は若干
の動作を制御することができる。特に、連続抗力（ドラ
ッグ）レジスタ１４６およびディジタル／アナログ変換
器１６２を利用することによって、マイクロプロセッサ
１３０は粒子ブレーキ７２に与えられた電流を制御する
ことでノブ１０の回転に生ずる連続抗力（ドラッグ）す
なわち回転抵抗を動的に変化させることができる。
【００７０】同様にして、マイクロプロセッサ１３０は
利用手段出力レジスタ１５０の出力からディジタルフォ
ーマットで制御信号を発生して、ディジタルフォーマッ
トでの制御信号を必要とする利用手段を制御することが
できるし、あるいはまた、ディジタル／アナログ変換器
１６０の出力からアナログフォーマットで制御信号を発
生して、アナログフォーマットでの制御信号を必要とす
る利用手段を制御することもできるのである。
【００７１】カウントレジスタ１４８に関連して、多く
の動作が可能である。マイクロプロセッサ１３０はカウ
ントレジスタ１４８にディジタル値を記憶することもで
きるし、また、カウントレジスタ１４８の内容について
の現在値を読み取ることもできる。
【００７２】同様にして、アナログ入力信号１２１と１
２３で示されるように、マイクロプロセッサ１３０は関
連する利用手段あるいは無関係の情報源のいずれからも
入力情報を受信することができる。もちろん、信号１２
１と１２３とはアナログフォーマットであるように示さ
れているが、この信号のフォーマットがディジタルフォ
ーマットでも同様になり得ることは明らかである。入力
信号１２１と１２３は、関連する利用手段あるいは何か
他の無関係な情報源のいずれからの情報でもマイクロプ
ロセッサ１３０に伝えることができ、適切な応答をする
ということを示している。
【００７３】図８、図９に示されたハードウエア構成を
利用することによって、触覚的フィードバックを備えた
ソフトノブの融通性は非常に拡張される。触覚的フィー
ドバックを備えたソフトノブに伴う融通性の１例とし
て、図１０、図１１、図１２、図１３にフローチャート
形式のプログラムを示す。このフローチャートは、ノブ
１０の角回転に対してプログラム可能な終端停止（エン
ドストップ）を与えるだけでなく、方向と角位置の両方
に依存しているノブ１０の回転に点抗力（ディテン
ト）、連続抗力（ドラッグ）を与え、さらに関連する利
用手段と他の無関係な利用手段の両方からの入力情報に
対する応答性をも与えている。
【００７４】図１０は初期ルーチンを示し、図１１は制
御プログラムの本体を示す。先ず図１０について見る
と、マイクロプロセッサは最初にステップ１７０で示さ
れるＣＯＵＮＴを零にする。ＣＯＵＮＴはある値の一時
的な記憶のために利用されるのであるが、この値はカウ
ントレジスタ１４８の内容と比較され、ノブ１０の回転
に関連するさまざまなイベントの発生を決定するのであ
るが、以下、より詳細に述べる。次に、ステップ１７２
と１７４はカウントレジスタ１４８とドラッグレジスタ
１４６の内容を零にセットする。次に、マイクロプロセ
ッサは割り込みの受信に応答して図１１に示される汎用
制御ルーチンを実行するが、これは、この良好な実施例
では１／３０秒ごとの規則的な間隔をおいた周期で発生
する。
【００７５】図１１では、割り込みの受信に応答してマ
イクロプロセッサ１３０は先ず、ステップ１８０におい
てカウントレジスタ１４８の現在値を読み取り、次に、
読み取った数がステップ１８２では零に等しいかどう
か、あるいはステップ１８８では正数か負数かどうかを
判定する。ノブ１０がある方向に回転している場合は、
カウントレジスタ１４８の値は正数になるはずである。
逆に、ノブ１０が反対方向に回転している場合は、カウ
ントレジスタ１４８の現在値は負数である。従ってカウ
ントレジスタ１４８で得た数の代数記号はノブ１０が回
転している方向を表わす。
【００７６】ステップ１８２においてカウントレジスタ
１４８で得た値が零である場合、この事はノブ１０の角
位置がマイクロプロセッサ１３０によって前回点検され
て以来変化していないことを表わすが、その理由は、ス
テップ１８４において汎用処理ルーチンでなされた最後
の仕事はカウントレジスタ１４８の値を零に設定するこ
とであるからである。従って、ステップ１８０において
カウントレジスタ１４８で得た値が零である場合、マイ
クロプロセッサは以下でさらに説明するがステップ２１
０に進む。
【００７７】この例では、ノブ１０の回転に与えられた
連続抗力（ドラッグ）の値はある１方向の回転につれて
直線的に増加し、また、反対方向の回転につれて直線的
に減少する。従って、回転の方向を点検することは、適
切な調整（ドラッグレジスタ１４６に記憶された数値に
対してなされる）を決定する上で必要である。
【００７８】前述したように、ステップ１８８はノブ１
０の回転方向をカウントレジスタ１４８に表れた数の符
号から判定する。検出された回転方向が第１方向であっ
て、図１１で零より大きい値として表れる場合、ドラッ
グレジスタ１４６に記憶された値はステップ１９０で増
分され、ノブ１０の回転に与えられる連続抗力（ドラッ
グ）を増加させる。検出された回転方向が零より少ない
値が存在するために反対方向である場合、ドラッグレジ
スタ１４６に記憶された値はステップ１９２で低減さ
れ、ノブ１０の回転に与えられる連続抗力（ドラッグ）
を低減させる。
【００７９】ステップ１９０あるいは１９２においてド
ラッグレジスタ１４６内の値に適切な調整を行った後、
カウントレジスタ１４８で得た数値はステップ１９４に
おいてカウントに記憶された数値に加算される。この加
算の結果は、ノブ１０の角位置を表わす数となってい
る。
【００８０】次に、上で決定された１０の現位置はステ
ップ１９６および１９８において点検され、カウントの
値を、所望の回転極値に関連する対応の数値と比較する
ことによって、いずれの方向でも最大の角回転量に等し
いかあるいはそれを越えているかどうか判定する。条件
が「真」であると判断された場合、ドラッグレジスタ１
４６に適切な数値を記憶することによって、最大トルク
が粒子ブレーキ７２で発生され、ステップ２００におい
て、以後のノブ１０の回転を禁止する。
【００８１】次に、ステップ２０２において、マイクロ
プロセッサはＣＯＵＮＴに記憶された現在値を利用手段
出力レジスタ１５０に出力する。この値はノブ１０の角
位置を表している。次に、ノブ１０は許容し得る回転の
極限にあるので、これ以上は何事も行われないし、ま
た、マイクロプロセッサはステップ１８４においてカウ
ントレジスタ１４８の値を零リセットし、かつ、以下で
より詳細に述べるが、ブロック２１０で始まるステップ
（図１３）を実行する。
【００８２】カウントの値が、ステップ１９６と１９８
における回転の許容極値に等しい対応数値のいずれでも
ない場合、マイクロプロセッサは次にステップ２０４と
２０６において、点抗力（ディテント）の位置を表わす
それぞれの値に対してカウントの値を点検する。一致す
る場合は、ステップ２０８でマイクロプロセッサは抗力
レジスタ１４６に適切な数値を出力し、粒子ブレーキの
所望の回転抵抗を与えて所望の点抗力（ディテント）を
表示させる。ステップ１９８と２００における点抗力
（ディテント）の位置に関する値に対してのカウントの
値の比較の結果が一致しない場合、これは所望の点抗力
（ディテント）位置に対応する角位置にノブ１０の位置
が現在置かれていないことを示す。
【００８３】次に、カウントに現存する値がノブ１０の
角位置を表している場合、この値はステップ２０２にお
いて利用手段出力レジスタ１５０に記憶されて対応する
アナログ電圧１６４を発生し、かつ、関連する特定の利
用手段を制御する。
【００８４】次に、ノブ１０の位置におけるいずれの角
変化の処理もこの時点で完了したので、カウントレジス
タ１４８の値はステップ１８４において零にセットさ
れ、その結果、位置上のいかなる後続の変化でもステッ
プ１８０と１８２において検出され、汎用制御ルーチン
が、割り込みを受信することで再び実行されるのであ
る。
【００８５】次に、マイクロプロセッサ１３０は、ステ
ップ２１０において、利用手段に無関係の外部情報源か
らの入力アナログ電圧１２３の状態を点検する。このス
テップと関連アドレスデコーダ１４３、外部情報源入力
レジスタ１４７、およびアナログ／デジタル変換器１６
１（図８）とは、無関係な利用手段からのイベントの１
例を示している（図１における線１８）。決定ブロック
２１０（図１３）からの肯定的な表示に応答する適切な
動作は、例えば、連続抗力（ドラッグ）レジスタ１４６
への値の出力、のような適切な動作となって、ブロック
２１２で示されるように、粒子ブレーキ７２における回
転抵抗（ドラッグ）（図８）を生ずる。
【００８６】次に、マイクロプロセッサ１３０はステッ
プ２１４において利用手段からの入力アナログ電圧１２
１の状態を点検する。このステップと関連アドレスデコ
ーダ１４１、利用手段入力レジスタ１４５（図８）およ
びアナログ／デジタル変換器１５９（図９）は、利用手
段からのイベントの１例を示す。決定ブロック２１４
（図１３）からの肯定的な表示に応答するこの適切な動
作は、例えば、連続抗力（ドラッグ）レジスタ１４６へ
の値の出力、のような適切な動作となってブロック２１
６で示されるように粒子ブレーキ７２における回転抵抗
（ドラッグ）をもたらす。
【００８７】次に、マイクロプロセッサ１３０はノブ１
０からのいかなる情報の処理をも完了し、粒子ブレーキ
７２によって生ずる回転抵抗（ドラッグ）における必要
な調整を行い、また、関連する特定利用手段を制御する
アナログ電圧１６４における対応する調整も行い、さら
に、関連する利用手段および無関係な利用手段の両方か
らの入力情報状態の点検も行ったことになる。次に、マ
イクロプロセッサは次に規則的に発生する割り込みを待
機し、その時点でマイクロプロセッサ１３０は上述の制
御プログラムを再び実行するのである。
【００８８】明らかに、マイクロプロセッサ１３０の動
作速度のために、上述の最後の仕事の実行完了と次の割
り込みの発生との間にかなりの量の時間が残ることにな
る。従って、マイクロプロセッサ１３０は必要であれば
他の仕事の処理に移ることもできるのである。
【００８９】前述の事から述べられた技術はさらに拡張
されて、そのような動的相互作用的応答制御装置および
システムが、それぞれが異なる独特のパラメータ、例え
ばその動作に関連する連続抗力（ドラッグ）、点抗力
（ディテント）、終端停止（エンドストップ）等を有す
る無限の利用手段を制御することを可能にしているとい
うことも同様に明らかである。従って、上述の技術につ
いての多くの変化例が、本発明の精神、範囲および発明
的概念内で、しかも添付の特許請求の範囲に基づいて考
えられ得ることは、当業者にとって明らかである。
【００９０】
【発明の効果】上述したように、本発明は連続抗力（ド
ラッグ）、終端停止（エンドストップ）および点抗力
（ディテント）の数と位置を容易に定めることができ、
また変更することも容易にできる。これによって、オペ
レータはあらかじめ定められた任意の回転角、回転位
置、回転方向、抗力の大きさ等を自由に設定、変更がで
きるので、装置の融通性が大きくなり、使いやすい制御
装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 触覚的フィードバックを備えたソフトノブに
おける基本的動作と相互作用を示すブロック図である。
【図２】 光学タコメータを示す図である。
【図３】 図２の光学タコメータで発生される波形を示
す図である。
【図４】 図２の光学タコメータによって発生された信
号から速度出力情報および方向出力情報をデコードする
回路を示す図である。
【図５】 図４の回路の各部に発生する波形を示す図で
ある。
【図６】 粒子ブレーキを示す図である。
【図７】 触覚的フィードバックを備えたソフトノブの
ハードウエア構成を示す図である。
【図８】 マイクロプロセッサを利用する触覚的フィー
ドバックを備えたソフトノブのハードウエア構成を示す
図である。
【図９】 マイクロプロセッサを利用する触覚的フィー
ドバックを備えたソフトノブのハードウエア装置を示す
示す図である。
【図１０】 図８のハードウエア構成で利用することの
できるプログラムのフローチャートを示す図である。
【図１１】 図８のハードウエア構成で利用することの
できるプログラムのフローチャートの第１部分を示す図
である。
【図１２】 図８のハードウエア構成で利用することの
できるプログラムのフローチャートの第２部分を示す図
である。
【図１３】 図８のハードウエア構成で利用することの
できるプログラムのフローチャートの第４部分を示す図
である。
【符号の説明】
１ 変換器 ２ リンク手段 １０ ノブ １２ 軸 １３ 入力変換装置 １５ 出力変換装置 １７ 制御装置 １８ 通信リンク １９ 利用手段 ２０ ディスク ２１ 通信リンク ２２ 光学的溝 ２３ 分離通信リンク ２４、２６ センサ ３０ 他的オアゲート ３２ 速度出力信号 ３４ フリップフロップ ５０ ディスク ５２ スロット ５４ 非磁性外被 ５６ 粉末状の磁性粒子 ５８ 磁束 ６０ コイル ７２ 抗力供給手段 ８０ アップ／ダウンカウンタ ８２ 上限比較装置 ８４ 中間レンジ点抗力（ディテント）装置 ８６ 下限比較装置 ８７ ディジタル／アナログ変換器 ８８ オアゲート ９２ オアゲート ９４ ワンショット装置 ９８ 多重変換装置 １０８ ディジタル／アナログ変換器 １１２ 演算増幅器 １１４、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 抵
抗器 １３０ マイクロプロセッサ １３２ アドレスバス １３４ データバス １４０、１４１、１４２、１４３、１４４ アドレスデ
コーダ １４５ 利用手段入力レジスタ １４６ 連続抗力（ドラッグ）レジスタ １４７ 外部情報源入力レジスタ １４８ カウントレジスタ １５０ 利用手段出力レジスタ １５８、１６０ ディジタル／アナログ変換器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 利用装置（１９）への入力情報を制御す
    るための制御装置において：前記利用装置への情報の入
    力を制御するために制御範囲内で可動な可動部材（１
    ０）と、 前記可動部材の動作に応答して前記制御範囲内で前記可
    動部材の位置の信号表示を供給す検出器（７０、３０、
    ３４、８０）と、 前記利用装置の動作状態を決定し、その可動部材位置信
    号と前記利用装置の動作状態によって決定された選択位
    置基準信号とを比較し、この可動部材位置信号と選択位
    置基準信号の選択された一致に応答して、前記制御範囲
    内で前記可動部材の動作に抵抗する選択された力を供給
    するための抗力制御信号を発生する処理装置（１３０，
    １４０−１４４，１４５−１５０）と、 前記処理装置によって発生された前記抗力制御信号に応
    答して前記可動部材に選択された抗力を供給するための
    抗力供給手段（７２）と、を有することを特徴とする制
    御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の制御装置において：前記検出
    器は、前記可動部材の変位に比例したパルス信号を供給
    し、前記可動部材の変位の方向を表示し、 前記の選択位置基準信号は、前記利用装置の動作状態の
    決定に応答して供給される選択カウント（１８２、１９
    ６、１９８、２０４、２０６）であり、 前記処理装置は、前記可動部材の変位の方向に従って前
    記パルス信号をカウントし、前記パルス信号のカウント
    数と前記選択カウント数とを比較するカウンタ（１４
    ８）を含み、さらに、この処理装置は、前記パルス信号
    のカウント数と前記選択カウント数間の選択された一致
    に従って前記抗力制御信号を発生することを特徴とする
    制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２の制御装置において、 前記処理装置は、 前記処理装置によって使用するための信号パルスのカウ
    ント数を受信しストアするためのカウント・レジスタ
    （１４８）と、 抗力供給手段に結合するための抗力制御信号を受信しス
    トアする抗力レジスタ（１４６）と、 前記処理装置によって使用するために、前記利用装置の
    動作状態に関する情報を受信しストアするための入力レ
    ジスタ（１４５）と、 前記利用装置に入力するための情報を受信しストアする
    出力レジスタ（１５０）と、を有することを特徴とする
    制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１の制御装置において、 第１の位置基準信号（１９６，１９８）および少なくと
    も第２の位置基準信号（２０４、２０６）が前記利用装
    置の動作状態の決定に応じて供給され、 前記処理装置は、可動部材位置信号と第１の位置基準信
    号が一致したときに、前記制御範囲の終端部分で前記可
    動部材の動作範囲を制限する端部抗力を供給するための
    第１の抗力制御信号（２００）を発生し、 前記処理装置は、可動部材位置信号と第２の位置基準信
    号が一致したときに、前記制御範囲の少なくとも一点で
    前記可動部材の動作を制限する点抗力（ディテント）を
    供給するための第２の抗力制御信号（２０８）を発生
    し、 前記抗力供給手段は、前記処理装置によって発生された
    前記第１および第２の抗力制御信号に応答して、端部抗
    力および点抗力（ディテント）を前記可動部材に供給す
    ることを特徴とする制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４の制御装置において、 第３の位置基準信号（１８２）は、前記利用装置の動作
    状態の決定に応答して供給され、 前記処理装置は、可動部材位置信号と第３の位置基準信
    号が一致したとき、前記制御範囲内で連続した長さの距
    離だけ前記可動部材の動作に抵抗を与える連続抗力（ド
    ラッグ）を供給する第３の抗力制御信号（１９０、１９
    ２）を発生し、 前記抗力供給手段は、さらに、処理装置によっては発生
    された前記第３の抗力制御信号に応じて、連続の抗力
    （ドラッグ）を供給する、ことを特徴とする制御装置。
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