JP2003122435A - 力覚付与入力装置 - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝達機構としての部品に寸法上のバラツキが
あっても、操作部にフィードバックされる力覚が一定で
ある力覚付与入力装置を提供することにある。 【解決手段】 操作部１１と、操作部１１に伝達機構を
介して力覚を与えるアクチュエータ２３、２４と、アク
チュエータ２３、２４の移動量を検出する移動量検出部
２と、移動量検出部２からの出力によりアクチュエータ
２３、２４を制御する制御部３とを備え、起動時に移動
量検出部２からの出力を用いて制御部３により初期化処
理をすることにより、起動後、アクチュエータ２３、２
４への出力に補正を加え、操作部１１の移動量に対して
一定の力覚を与えるようにした。
あっても、操作部にフィードバックされる力覚が一定で
ある力覚付与入力装置を提供することにある。 【解決手段】 操作部１１と、操作部１１に伝達機構を
介して力覚を与えるアクチュエータ２３、２４と、アク
チュエータ２３、２４の移動量を検出する移動量検出部
２と、移動量検出部２からの出力によりアクチュエータ
２３、２４を制御する制御部３とを備え、起動時に移動
量検出部２からの出力を用いて制御部３により初期化処
理をすることにより、起動後、アクチュエータ２３、２
４への出力に補正を加え、操作部１１の移動量に対して
一定の力覚を与えるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子機器の
操作を一つの操作部にて集中的に行う入力装置に係り、
特に、操作部に振動がフィードバックされる力覚付与入
力装置に関する。
操作を一つの操作部にて集中的に行う入力装置に係り、
特に、操作部に振動がフィードバックされる力覚付与入
力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に、近年の自動車には、エアコンやラ
ジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシ
ステムなどの各種の電子機器が装備されているが、この
ような数多くの電子機器をそれぞれに備えられた操作体
で個別に操作しようとすると、自動車を運転しづらくな
る恐れがある。そこで運転の動作を妨げずに所望の電子
機器のオン・オフ切換や機能選択などが容易に行えるよ
うにするために、従来より一つの操作部を操作すること
により操作部の操作位置によって固有の振動が感触とし
てフィードバックされる力覚付与入力装置が提案されて
いる。
ジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシ
ステムなどの各種の電子機器が装備されているが、この
ような数多くの電子機器をそれぞれに備えられた操作体
で個別に操作しようとすると、自動車を運転しづらくな
る恐れがある。そこで運転の動作を妨げずに所望の電子
機器のオン・オフ切換や機能選択などが容易に行えるよ
うにするために、従来より一つの操作部を操作すること
により操作部の操作位置によって固有の振動が感触とし
てフィードバックされる力覚付与入力装置が提案されて
いる。
【０００３】このような従来の力覚付与入力装置の図面
を説明すると、図５は従来の力覚付与入力装置の機構部
の斜視図、図６は従来の力覚付与入力装置の動作のブロ
ック図、図７はギヤかみ合わせの説明図をそれぞれ示
す。
を説明すると、図５は従来の力覚付与入力装置の機構部
の斜視図、図６は従来の力覚付与入力装置の動作のブロ
ック図、図７はギヤかみ合わせの説明図をそれぞれ示
す。
【０００４】操作部１１は、軸１２と軸受け１３に連結
され、軸受け１３により揺動可能に構成され、軸受け１
３は筐体１４の上に取り付けられている。
され、軸受け１３により揺動可能に構成され、軸受け１
３は筐体１４の上に取り付けられている。
【０００５】２つの連結部１５、１６は、金属製でＬ字
をなしており、互い直交して配置され、一端に長孔１５
ａ、１６ａを有している。長孔１５ａ、１６ａには軸１
２が挿通されて、軸１２の揺動により連結部１５、１６
が動かされるようになっている。
をなしており、互い直交して配置され、一端に長孔１５
ａ、１６ａを有している。長孔１５ａ、１６ａには軸１
２が挿通されて、軸１２の揺動により連結部１５、１６
が動かされるようになっている。
【０００６】２つの大歯車１７、１８は筐体１４に互い
に直交する方向に軸支されている。大歯車１７、１８に
はＬ字状の連結部１５、１６の長孔のある一端とは反対
側の端部が固定され、連結部１５、１６は大歯車１７、
１８と一体に回転する。操作部１１を揺動すると、連結
部１５，１６を介して操作部１１の揺動方向に対応し
て、大歯車１７、１８がそれぞれ回転するようになって
いる。
に直交する方向に軸支されている。大歯車１７、１８に
はＬ字状の連結部１５、１６の長孔のある一端とは反対
側の端部が固定され、連結部１５、１６は大歯車１７、
１８と一体に回転する。操作部１１を揺動すると、連結
部１５，１６を介して操作部１１の揺動方向に対応し
て、大歯車１７、１８がそれぞれ回転するようになって
いる。
【０００７】小歯車１９、２０は大歯車１７、１８とか
み合って、互い直交して配置され、小歯車１９、２０は
大歯車１７、１８の回転量より多い回転量回転すること
となる。
み合って、互い直交して配置され、小歯車１９、２０は
大歯車１７、１８の回転量より多い回転量回転すること
となる。
【０００８】エンコーダ２１、２２は、小歯車１９、２
０と同軸で一体に回転するようになっており、小歯車１
９、２０の直交する方向の回転量を出力する。例えば、
エンコーダ２１はＸ方向の回転量を検出し、エンコーダ
２２はＹ方向の回転量を検出することとなる。検出され
たこれらＸ方向、Ｙ方向の回転量はＸ座標、Ｙ座標にに
よる位置情報に置き換えることができる。
０と同軸で一体に回転するようになっており、小歯車１
９、２０の直交する方向の回転量を出力する。例えば、
エンコーダ２１はＸ方向の回転量を検出し、エンコーダ
２２はＹ方向の回転量を検出することとなる。検出され
たこれらＸ方向、Ｙ方向の回転量はＸ座標、Ｙ座標にに
よる位置情報に置き換えることができる。
【０００９】モータ２３、２４は小歯車１９、２０及び
エンコーダ２１、２２と同軸で一体に回転するようにな
っている。従って、操作部１１を揺動することにより小
歯車１９、２０が回転し、これに伴いエンコーダ２１、
２２及びモータ２３、２４のの軸が回転するようになっ
ている。逆にモータ２３、２４を細かく正逆回転させる
と操作部１１が細かく揺動するようになる。この揺動に
よる固有の振動が力覚として操作部１１にフィードバッ
クされるようになっている。
エンコーダ２１、２２と同軸で一体に回転するようにな
っている。従って、操作部１１を揺動することにより小
歯車１９、２０が回転し、これに伴いエンコーダ２１、
２２及びモータ２３、２４のの軸が回転するようになっ
ている。逆にモータ２３、２４を細かく正逆回転させる
と操作部１１が細かく揺動するようになる。この揺動に
よる固有の振動が力覚として操作部１１にフィードバッ
クされるようになっている。
【００１０】次に操作部１１の動作を図６のブロック図
を使って説明すると、操作部１１の揺動によりエンコー
ダ２１、２２が回転し検出されたＸ座標、Ｙ座標によっ
て位置情報が得られる。これをコンピュータ２４内の位
置信号検出部２５で検出する。位置信号検出部２５は得
られた位置情報に応じたテーブル選択信号をＣＰＵ２７
の中にあるテーブル選択部２７ａへ送る。テーブル選択
部２７ａはテーブル選択信号に応じてＲＯＭ２６の中に
あるテーブル２６ａの中から対応するテーブルを選びこ
の信号をモータドライバ２８に送る。この時、テーブル
に付随した位置情報が正しいかどうかＣＰＵ２７内の照
合部２７ｂで確認してからモータドライバ２８に送るよ
うになっている。テーブル２６ａにはモータ２３、２４
の回転方向及び回転トルクの大きさを与える情報が符号
化されて記憶されている。モータドライバ２８からはモ
ータ２３、２４に対して駆動信号が送られ、この駆動信
号によってモータ２３、２４が駆動される。モータ２
３、２４の駆動により操作部１１は選択したテーブルに
よる力覚を得るようになっている。
を使って説明すると、操作部１１の揺動によりエンコー
ダ２１、２２が回転し検出されたＸ座標、Ｙ座標によっ
て位置情報が得られる。これをコンピュータ２４内の位
置信号検出部２５で検出する。位置信号検出部２５は得
られた位置情報に応じたテーブル選択信号をＣＰＵ２７
の中にあるテーブル選択部２７ａへ送る。テーブル選択
部２７ａはテーブル選択信号に応じてＲＯＭ２６の中に
あるテーブル２６ａの中から対応するテーブルを選びこ
の信号をモータドライバ２８に送る。この時、テーブル
に付随した位置情報が正しいかどうかＣＰＵ２７内の照
合部２７ｂで確認してからモータドライバ２８に送るよ
うになっている。テーブル２６ａにはモータ２３、２４
の回転方向及び回転トルクの大きさを与える情報が符号
化されて記憶されている。モータドライバ２８からはモ
ータ２３、２４に対して駆動信号が送られ、この駆動信
号によってモータ２３、２４が駆動される。モータ２
３、２４の駆動により操作部１１は選択したテーブルに
よる力覚を得るようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記したようにモータ
から操作部の間に力の伝達機構として２つのギヤを使っ
た場合、２つのギヤのかみ合わせ程度が部品の寸法上の
バラツキに起因して異なるという問題が発生する。図７
は上記した図５の力覚付与入力装置のギヤのかみ合わせ
の模式図であるが、一方のギヤ１９、２０はモータ駆動
軸２９に軸支されており他方のギヤ１７、１８は一方の
ギヤに従動しギヤ受け軸３０を回転させる。図７におい
て、設計値としてはギヤかみ合わせクリアランスＣを１
ｍｍ、軸間距離Ｌを３０ｍｍとした場合、ギヤの部品バ
ラツキでギヤ直径が大きくギヤかみ合わせクリアランス
が０ｍｍ軸間距離Ｌが３１ｍｍとなったとする。（部品
バラツキでギヤ直径が大きくなりお互いのギヤが互いを
押し合う結果、軸間距離が広がった。）このような場合
にはモータに一定の電流を流したとしてもギヤかみ合わ
せがきついため一定の電流値に対してのギヤ移動量（回
転量）が小さくなる。逆に、部品バラツキでギヤ直径が
小さくなり、軸間距離Ｌが３０ｍｍでクリアランスＣが
１．５ｍｍになったとすると、一定の電流に対するギヤ
移動量（回転量）は大きくなる。
から操作部の間に力の伝達機構として２つのギヤを使っ
た場合、２つのギヤのかみ合わせ程度が部品の寸法上の
バラツキに起因して異なるという問題が発生する。図７
は上記した図５の力覚付与入力装置のギヤのかみ合わせ
の模式図であるが、一方のギヤ１９、２０はモータ駆動
軸２９に軸支されており他方のギヤ１７、１８は一方の
ギヤに従動しギヤ受け軸３０を回転させる。図７におい
て、設計値としてはギヤかみ合わせクリアランスＣを１
ｍｍ、軸間距離Ｌを３０ｍｍとした場合、ギヤの部品バ
ラツキでギヤ直径が大きくギヤかみ合わせクリアランス
が０ｍｍ軸間距離Ｌが３１ｍｍとなったとする。（部品
バラツキでギヤ直径が大きくなりお互いのギヤが互いを
押し合う結果、軸間距離が広がった。）このような場合
にはモータに一定の電流を流したとしてもギヤかみ合わ
せがきついため一定の電流値に対してのギヤ移動量（回
転量）が小さくなる。逆に、部品バラツキでギヤ直径が
小さくなり、軸間距離Ｌが３０ｍｍでクリアランスＣが
１．５ｍｍになったとすると、一定の電流に対するギヤ
移動量（回転量）は大きくなる。
【００１２】このように、伝達機構としての部品に寸法
上のバラツキがあると、同じ構造の伝達機構を持つ力覚
付与入力装置を作っても、製品によって操作部にフィー
ドバックされる力覚が異なってしまうという問題があっ
た。
上のバラツキがあると、同じ構造の伝達機構を持つ力覚
付与入力装置を作っても、製品によって操作部にフィー
ドバックされる力覚が異なってしまうという問題があっ
た。
【００１３】本発明の目的は、伝達機構としての部品に
寸法上のバラツキがあっても、操作部にフィードバック
される力覚が一定である力覚付与入力装置を提供するこ
とにある。
寸法上のバラツキがあっても、操作部にフィードバック
される力覚が一定である力覚付与入力装置を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の力覚付与装置
は、操作部と、操作部に伝達機構を介して力覚を与える
アクチュエータと、前記アクチュエータの移動量を検出
する移動量検出部と、前記移動量検出部からの出力によ
りアクチュエータを制御する制御部とを備え、起動時ま
たは特定のイベント発生時に前記移動量検出部からの出
力を用いて前記制御部により初期化処理をすることによ
り、起動後または特定のイベント発生後、前記アクチュ
エータへの出力に補正を加え、前記操作部の移動量に対
して一定の力覚を与えるようにした。この構成により、
伝達機構としての部品に寸法上のバラツキがあっても、
移動量検出部からの出力を用いて、初期化処理を行い補
正を加えると、操作部にフィードバックされる力覚が一
定となる。
は、操作部と、操作部に伝達機構を介して力覚を与える
アクチュエータと、前記アクチュエータの移動量を検出
する移動量検出部と、前記移動量検出部からの出力によ
りアクチュエータを制御する制御部とを備え、起動時ま
たは特定のイベント発生時に前記移動量検出部からの出
力を用いて前記制御部により初期化処理をすることによ
り、起動後または特定のイベント発生後、前記アクチュ
エータへの出力に補正を加え、前記操作部の移動量に対
して一定の力覚を与えるようにした。この構成により、
伝達機構としての部品に寸法上のバラツキがあっても、
移動量検出部からの出力を用いて、初期化処理を行い補
正を加えると、操作部にフィードバックされる力覚が一
定となる。
【００１５】また、前記初期化処理は、起動時または特
定のイベント発生時に前記アクチュエータに所定の出力
を与え、前記アクチュエータの移動量を前記移動量検出
部から検出し、前記制御部の演算部で理想の移動量との
比を元に演算し、起動後または特定のイベント発生後前
記アクチュエータへの出力に演算した値による補正を加
える。この構成により、伝達機構としての部品に寸法上
のバラツキがあっても、アクチュエータの移動量と理想
の移動量との比を元に演算して補正係数を求め補正を加
えると、操作部にフィードバックされる力覚が一定とな
る。
定のイベント発生時に前記アクチュエータに所定の出力
を与え、前記アクチュエータの移動量を前記移動量検出
部から検出し、前記制御部の演算部で理想の移動量との
比を元に演算し、起動後または特定のイベント発生後前
記アクチュエータへの出力に演算した値による補正を加
える。この構成により、伝達機構としての部品に寸法上
のバラツキがあっても、アクチュエータの移動量と理想
の移動量との比を元に演算して補正係数を求め補正を加
えると、操作部にフィードバックされる力覚が一定とな
る。
【００１６】また、前記アクチュエータの電流を検出す
る電流検出部を設け、起動時または特定のイベント発生
時にモータに所定の出力を与え、前記アクチュエータの
電流値を前記電流検出部から検出し、演算部で理想の電
流値との比を元に演算し、起動後または特定のイベント
発生後モータへの出力に演算した値による補正を加え
る。この構成により、伝達機構としての部品に寸法上の
バラツキがあっても、アクチュエータの測定電流値と理
想の電流値との比を元に演算して補正係数を求め補正を
加えると、操作部にフィードバックされる力覚が一定と
なる。測定電流値と理想の電流値の比の演算を移動量と
理想の移動量の比による演算に併せて用いたのでより精
密な補正係数が得られる。
る電流検出部を設け、起動時または特定のイベント発生
時にモータに所定の出力を与え、前記アクチュエータの
電流値を前記電流検出部から検出し、演算部で理想の電
流値との比を元に演算し、起動後または特定のイベント
発生後モータへの出力に演算した値による補正を加え
る。この構成により、伝達機構としての部品に寸法上の
バラツキがあっても、アクチュエータの測定電流値と理
想の電流値との比を元に演算して補正係数を求め補正を
加えると、操作部にフィードバックされる力覚が一定と
なる。測定電流値と理想の電流値の比の演算を移動量と
理想の移動量の比による演算に併せて用いたのでより精
密な補正係数が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の図面を説
明すると、図１は本発明の第１実施形態の力覚付与入力
装置の初期化処理のブロック図、図２は本発明の第１実
施形態の力覚付与入力装置の初期化処理のフローチャー
トである。また、本実施形態においては機械的な構成は
上記した従来の力覚付与入力装置と同じであるので、図
５をそのまま用いて説明する。
明すると、図１は本発明の第１実施形態の力覚付与入力
装置の初期化処理のブロック図、図２は本発明の第１実
施形態の力覚付与入力装置の初期化処理のフローチャー
トである。また、本実施形態においては機械的な構成は
上記した従来の力覚付与入力装置と同じであるので、図
５をそのまま用いて説明する。
【００１８】本発明は、起動時に移動量検出部からの出
力を用いて制御部により初期化処理することにより、起
動後、アクチュエータの出力に補正を加え、操作部の移
動量に対して一定の力覚を与えるようにしたものであ
る。図１のブロック図を説明すると、フォース出力発生
部１は、アクチュエータ、具体的にはモータ２３、２４
で、初期化処理の場合には起動時または特定のイベント
発生時に所定の出力（電流値）をモータ２３、２４に与
える。特定のイベントとは図示しないが通信によって他
の制御装置からの初期化要求や、図示しないが初期化用
スイッチが押下され初期化要求が行われた場合等を指
す。
力を用いて制御部により初期化処理することにより、起
動後、アクチュエータの出力に補正を加え、操作部の移
動量に対して一定の力覚を与えるようにしたものであ
る。図１のブロック図を説明すると、フォース出力発生
部１は、アクチュエータ、具体的にはモータ２３、２４
で、初期化処理の場合には起動時または特定のイベント
発生時に所定の出力（電流値）をモータ２３、２４に与
える。特定のイベントとは図示しないが通信によって他
の制御装置からの初期化要求や、図示しないが初期化用
スイッチが押下され初期化要求が行われた場合等を指
す。
【００１９】フォース出力動作検出部（移動量検出部）
２はフォース出力発生部１のモータ２３、２４の動作を
監視し所定の出力を与えられた時のモータ２３、２４の
移動量を検出する。本実施形態の場合はエンコーダ２
１、２２でモータ２３、２４と直結している伝達機構と
してのギヤ１９、２０の移動量を検出することになる。
２はフォース出力発生部１のモータ２３、２４の動作を
監視し所定の出力を与えられた時のモータ２３、２４の
移動量を検出する。本実施形態の場合はエンコーダ２
１、２２でモータ２３、２４と直結している伝達機構と
してのギヤ１９、２０の移動量を検出することになる。
【００２０】制御部３は、ＣＰＵ等による演算部を有
し、演算部は初期化結果によるフォース補正演算部３ａ
と位置情報によるフォース演算部３ｂを有している。制
御部３は移動量検出部２からの位置情報を取り込み、初
期化結果によるフォース演算部３ａで補正値を算出し、
この補正値に基づいて位置情報によるフォース演算部３
ｂに補正を加え演算させている。
し、演算部は初期化結果によるフォース補正演算部３ａ
と位置情報によるフォース演算部３ｂを有している。制
御部３は移動量検出部２からの位置情報を取り込み、初
期化結果によるフォース演算部３ａで補正値を算出し、
この補正値に基づいて位置情報によるフォース演算部３
ｂに補正を加え演算させている。
【００２１】フォース出力発生部１は、制御部３から補
正されたフォース量を受けて、フォース出力を出力す
る。
正されたフォース量を受けて、フォース出力を出力す
る。
【００２２】フォース出力動作部４は、具体的には操作
部１１でフォース出力発生部１からのフォース出力を受
けて操作部に一定の力覚が与えられる。
部１１でフォース出力発生部１からのフォース出力を受
けて操作部に一定の力覚が与えられる。
【００２３】図２の初期化処理のフローチャートに沿っ
て本発明の第１実施形態の力覚付与入力装置の動作を説
明する。スタート後、ステップ１（Ｓ１と記載する。ス
テップ２はＳ２と記載し以下同様に記載する。）で補正
値を算出する補正係数を１としておく。Ｓ２で起動時ま
たは初期化要求が出ているかを判断して初期化処理を要
求するか否かを判断し、要求する場合（Ｙｅｓ）、Ｓ３
にてエンコーダにより開始前の位置データを取得する。
次にＳ４でモータ２３、２４に所定のフォース量（電流
値）を出力する。次にＳ５で規定時間の経過を待つ。規
定時間経過したらＳ６で規定時間経過した終了後の位置
データをエンコーダにより取得する。
て本発明の第１実施形態の力覚付与入力装置の動作を説
明する。スタート後、ステップ１（Ｓ１と記載する。ス
テップ２はＳ２と記載し以下同様に記載する。）で補正
値を算出する補正係数を１としておく。Ｓ２で起動時ま
たは初期化要求が出ているかを判断して初期化処理を要
求するか否かを判断し、要求する場合（Ｙｅｓ）、Ｓ３
にてエンコーダにより開始前の位置データを取得する。
次にＳ４でモータ２３、２４に所定のフォース量（電流
値）を出力する。次にＳ５で規定時間の経過を待つ。規
定時間経過したらＳ６で規定時間経過した終了後の位置
データをエンコーダにより取得する。
【００２４】次に、所定のフォース量を規定時間出力し
た場合の理想の移動量（理想移動量＝設計値）を用い、
Ｓ７で開始前の位置データと終了後の位置データを使っ
て補正係数を、補正係数＝ｋ５（理想移動量／モータ移
動量）＋ｋ６の式を用いて演算する。補正係数の演算が
終わったらＳ２の前に戻り、Ｓ２で初期化処理を要求す
るか否かの判断をするが、初期化処理は終わっているの
で、次の初期化要求が出る迄は初期化処理は要求しない
（Ｎｏ）となって、Ｓ８で、以前のステップで演算した
補正係数に基づいて通常処理を行い、フォース出力動作
部（操作部）４にフォース出力発生部１により補正値を
出力する。上記した補正係数の式における定数ｋ５，ｋ
６は伝達機構による定数であり、伝達機構により適宜設
定する。本実施形態の伝達機構はギヤのかみ合わせによ
って説明しているが、ギヤの直径が変わったり、伝達機
構が他のものに変わったりする場合、定数ｋ５、ｋ６が
変わることとなる。
た場合の理想の移動量（理想移動量＝設計値）を用い、
Ｓ７で開始前の位置データと終了後の位置データを使っ
て補正係数を、補正係数＝ｋ５（理想移動量／モータ移
動量）＋ｋ６の式を用いて演算する。補正係数の演算が
終わったらＳ２の前に戻り、Ｓ２で初期化処理を要求す
るか否かの判断をするが、初期化処理は終わっているの
で、次の初期化要求が出る迄は初期化処理は要求しない
（Ｎｏ）となって、Ｓ８で、以前のステップで演算した
補正係数に基づいて通常処理を行い、フォース出力動作
部（操作部）４にフォース出力発生部１により補正値を
出力する。上記した補正係数の式における定数ｋ５，ｋ
６は伝達機構による定数であり、伝達機構により適宜設
定する。本実施形態の伝達機構はギヤのかみ合わせによ
って説明しているが、ギヤの直径が変わったり、伝達機
構が他のものに変わったりする場合、定数ｋ５、ｋ６が
変わることとなる。
【００２５】次に、本発明の初期化処理に係る第２実施
形態の図面を説明すると、図３は本発明の第２実施形態
の力覚付与入力装置の初期化処理のブロック図、図４は
本発明の第２実施形態の力覚付与入力装置の初期化処理
のフローチャートである。また、本実施形態においては
機械的な構成は上記した従来の力覚付与入力装置と同じ
であるので、図５をそのまま用いて説明する。
形態の図面を説明すると、図３は本発明の第２実施形態
の力覚付与入力装置の初期化処理のブロック図、図４は
本発明の第２実施形態の力覚付与入力装置の初期化処理
のフローチャートである。また、本実施形態においては
機械的な構成は上記した従来の力覚付与入力装置と同じ
であるので、図５をそのまま用いて説明する。
【００２６】図３の初期化処理のブロック図を説明する
と、フォース出力発生部４は、アクチュエータで、具体
的にはモータ２３、２４であり、初期化処理の場合には
起動時または特定のイベント発生時に所定の出力（電圧
値）をモータ２３、２４に与える。
と、フォース出力発生部４は、アクチュエータで、具体
的にはモータ２３、２４であり、初期化処理の場合には
起動時または特定のイベント発生時に所定の出力（電圧
値）をモータ２３、２４に与える。
【００２７】フォース出力動作検出部（移動量検出部、
電流検出部）６は、フォース出力発生部５でモータ２
３、２４の動作を監視し所定の出力を与えられた時のモ
ータ２３、２４の移動量をエンコーダ２１、２２で検出
し、所定の出力を与えられた時のモータ２１、２２に流
れる電流値を電流計などで検出する。本実施形態の場合
はエンコーダ２１、２２でモータ２３、２４と直結して
いる伝達機構としてのギヤ１９、２０の移動量を検出す
ることになる。
電流検出部）６は、フォース出力発生部５でモータ２
３、２４の動作を監視し所定の出力を与えられた時のモ
ータ２３、２４の移動量をエンコーダ２１、２２で検出
し、所定の出力を与えられた時のモータ２１、２２に流
れる電流値を電流計などで検出する。本実施形態の場合
はエンコーダ２１、２２でモータ２３、２４と直結して
いる伝達機構としてのギヤ１９、２０の移動量を検出す
ることになる。
【００２８】制御部７は、ＣＰＵ等による演算部を有
し、演算部は初期化結果によるフォース補正演算部７ａ
と位置情報によるフォース演算部７ｂを有している。制
御部７はフォース出力動作検出部（移動量検出部、電流
検出部）６の移動量検出部及び電流検出部からの位置情
報及び電流値情報を取り込み、初期化結果によるフォー
ス演算部７ａで補正値を算出し、この補正値に基づいて
位置情報によるフォース演算部７ｂに補正を加えて演算
させている。
し、演算部は初期化結果によるフォース補正演算部７ａ
と位置情報によるフォース演算部７ｂを有している。制
御部７はフォース出力動作検出部（移動量検出部、電流
検出部）６の移動量検出部及び電流検出部からの位置情
報及び電流値情報を取り込み、初期化結果によるフォー
ス演算部７ａで補正値を算出し、この補正値に基づいて
位置情報によるフォース演算部７ｂに補正を加えて演算
させている。
【００２９】フォース出力発生部５は、制御部７から補
正されたフォース量を受けて、フォース出力を出力す
る。
正されたフォース量を受けて、フォース出力を出力す
る。
【００３０】フォース出力動作部４は、具体的には操作
部１１でフォース出力発生部１からのフォース出力を受
けて操作部１１に一定の力覚が与えられる。
部１１でフォース出力発生部１からのフォース出力を受
けて操作部１１に一定の力覚が与えられる。
【００３１】図４の初期化処理のフローチャートに沿っ
て本発明の第２実施形態の初期化処理の動作を説明す
る。尚、図５の力覚付与入力装置には図示しない電流計
が設けられている。スタート後、ステップ９（Ｓ９と記
載する。ステップ１０はＳ１０と記載し以下同様に記載
する。）で、まず補正係数を１としておく。Ｓ１０で初
期化処理を要求するか否かを判断し、要求する場合（Ｙ
ｅｓ）、Ｓ１１にて開始前の位置データをエンコーダに
より取得する。次にＳ１２でモータ２３、２４に所定の
フォース量（電圧値）を出力する。次にＳ１３で規定時
間の経過を待つ。規定時間経過したらＳ１４で規定時間
経過した終了後の位置データをエンコーダにより取得す
る。次に、Ｓ１５でモータの電流値を電流計により取得
する。
て本発明の第２実施形態の初期化処理の動作を説明す
る。尚、図５の力覚付与入力装置には図示しない電流計
が設けられている。スタート後、ステップ９（Ｓ９と記
載する。ステップ１０はＳ１０と記載し以下同様に記載
する。）で、まず補正係数を１としておく。Ｓ１０で初
期化処理を要求するか否かを判断し、要求する場合（Ｙ
ｅｓ）、Ｓ１１にて開始前の位置データをエンコーダに
より取得する。次にＳ１２でモータ２３、２４に所定の
フォース量（電圧値）を出力する。次にＳ１３で規定時
間の経過を待つ。規定時間経過したらＳ１４で規定時間
経過した終了後の位置データをエンコーダにより取得す
る。次に、Ｓ１５でモータの電流値を電流計により取得
する。
【００３２】ここで、所定のフォース量を規定時間出力
した場合の理想の移動量（理想移動量＝設計値）と所定
のフォース量を出力した場合の理想の電流値（理想電流
値＝設計値）を用い、Ｓ１６で開始前の位置データと終
了後の位置データ及びモータ電流値を使って補正係数
を、補正係数＝ｋ１（理想移動量／モータ移動量）×ｋ
２（理想電流値／測定電流値）＋ｋ３（理想移動量／モ
ータ移動量）＋ｋ４（理想電流値／測定電流値）の式を
用いて演算する。補正係数の演算が終わったらＳ１０の
前に戻り、Ｓ１０で初期化処理要求するか否かの判断を
するが、初期化処理は終わっているので、次の初期化要
求が出るまでは初期化処理は要求しない（Ｎｏ）となっ
て、Ｓ１７で、以前のステップで演算した補正係数に基
づいて通常処理を行う。本実施形態の場合、理想移動量
とモータ移動量の比の他に、理想電流値と測定電流値の
比を使って、補正係数を計算するので、理想移動量とモ
ータ移動量の比だけを使った場合に比べて、より精密に
補正係数を計算できる。
した場合の理想の移動量（理想移動量＝設計値）と所定
のフォース量を出力した場合の理想の電流値（理想電流
値＝設計値）を用い、Ｓ１６で開始前の位置データと終
了後の位置データ及びモータ電流値を使って補正係数
を、補正係数＝ｋ１（理想移動量／モータ移動量）×ｋ
２（理想電流値／測定電流値）＋ｋ３（理想移動量／モ
ータ移動量）＋ｋ４（理想電流値／測定電流値）の式を
用いて演算する。補正係数の演算が終わったらＳ１０の
前に戻り、Ｓ１０で初期化処理要求するか否かの判断を
するが、初期化処理は終わっているので、次の初期化要
求が出るまでは初期化処理は要求しない（Ｎｏ）となっ
て、Ｓ１７で、以前のステップで演算した補正係数に基
づいて通常処理を行う。本実施形態の場合、理想移動量
とモータ移動量の比の他に、理想電流値と測定電流値の
比を使って、補正係数を計算するので、理想移動量とモ
ータ移動量の比だけを使った場合に比べて、より精密に
補正係数を計算できる。
【００３３】上記した補正係数の式における定数ｋ１，
ｋ２，ｋ３，ｋ４は伝達機構による定数であり、その値
はそれぞれの伝達機構により適宜設定する。本実施形態
の伝達機構はギヤのかみ合わせによって説明している
が、ギヤの直径が変わったり、伝達機構が他のものに変
わったりする場合、定数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４が変わ
ることとなる。
ｋ２，ｋ３，ｋ４は伝達機構による定数であり、その値
はそれぞれの伝達機構により適宜設定する。本実施形態
の伝達機構はギヤのかみ合わせによって説明している
が、ギヤの直径が変わったり、伝達機構が他のものに変
わったりする場合、定数ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４が変わ
ることとなる。
【００３４】尚、上記した各実施例においては、アクチ
ュエータとしてモータ（回転モータ）を用いて説明した
が本発明はこれに限定されることなく、他のアクチュエ
ータ、例えばソレノイドや直進運動をするボイスコイル
モータを用いてもよい。また、上記各実施例において
は、移動量検出手段としてエンコーダを用いているが、
本発明はこれに限定されることなく、移動量検出手段と
してポテンショメータや磁電変換素子を用いてもよい。
ュエータとしてモータ（回転モータ）を用いて説明した
が本発明はこれに限定されることなく、他のアクチュエ
ータ、例えばソレノイドや直進運動をするボイスコイル
モータを用いてもよい。また、上記各実施例において
は、移動量検出手段としてエンコーダを用いているが、
本発明はこれに限定されることなく、移動量検出手段と
してポテンショメータや磁電変換素子を用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】上記したように、本発明の力覚付与装置
は、操作部と、操作部に伝達機構を介して力覚を与える
アクチュエータと、アクチュエータの移動量を検出する
移動量検出部と、移動量検出部からの出力によりアクチ
ュエータを制御する制御部とを備え、起動時に移動量検
出部からの出力を用いて制御部により初期化処理をする
ことにより、起動後、アクチュエータへの出力に補正を
加え、操作部の移動量に対して一定の力覚を与えるよう
にした。
は、操作部と、操作部に伝達機構を介して力覚を与える
アクチュエータと、アクチュエータの移動量を検出する
移動量検出部と、移動量検出部からの出力によりアクチ
ュエータを制御する制御部とを備え、起動時に移動量検
出部からの出力を用いて制御部により初期化処理をする
ことにより、起動後、アクチュエータへの出力に補正を
加え、操作部の移動量に対して一定の力覚を与えるよう
にした。
【００３６】この構成により、伝達機構としての部品に
寸法上のバラツキがあっても、移動量検出部からの出力
を用いて、初期化処理を行い補正を加えると、操作部に
フィードバックされる力覚が一定となる。
寸法上のバラツキがあっても、移動量検出部からの出力
を用いて、初期化処理を行い補正を加えると、操作部に
フィードバックされる力覚が一定となる。
【図１】本発明の第１実施形態の力覚付与入力装置の初
期化処理のブロック図である。
期化処理のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の力覚付与入力装置の初
期化処理のフローチャートである。
期化処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態の力覚付与入力装置の初
期化処理のブロック図である。
期化処理のブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態の力覚付与入力装置の初
期化処理のフローチャートである。
期化処理のフローチャートである。
【図５】従来の力覚付与入力装置の機構部の斜視図であ
る。
る。
【図６】従来の力覚付与入力装置の動作のブロック図で
ある。
ある。
【図７】従来のギヤかみ合わせの説明図である。
１ フォース出力発生部（アクチュエータ）
２ フォース出力動作検出部（移動量検出部）
３ 制御部（演算部）
４ フォース出力動作部（操作部）
５ フォース出力発生部（アクチュエータ）
６ フォース動作出力動作検出部（移動量検出部、電流
検出部） ７ 制御部（演算部） ８ フォース出力動作部（操作部）
検出部） ７ 制御部（演算部） ８ フォース出力動作部（操作部）
Claims (3)
- 【請求項１】 操作部と、操作部に伝達機構を介して力
覚を与えるアクチュエータと、前記アクチュエータの移
動量を検出する移動量検出部と、前記移動量検出部から
の出力によりアクチュエータを制御する制御部とを備
え、起動時または特定のイベント発生時に前記移動量検
出部からの出力を用いて前記制御部により初期化処理を
することにより、起動後または特定のイベント発生後、
前記アクチュエータへの出力に補正を加え、前記操作部
の移動量に対して一定の力覚を与えるようにしたことを
特徴とする力覚付与入力装置。 - 【請求項２】 前記初期化処理は、起動時または特定の
イベント発生時に前記アクチュエータに所定の出力を与
え、前記アクチュエータの移動量を前記移動量検出部か
ら検出し、前記制御部の演算部で理想の移動量との比を
元に演算し、起動後または特定のイベント発生後の前記
アクチュエータへの出力に演算した値による補正を加え
ることを特徴とする請求項１記載の力覚付与入力装置。 - 【請求項３】 前記アクチュエータの電流を検出する電
流検出部を設け、起動時または特定のイベント発生時に
モータに所定の出力を与え、前記アクチュエータの電流
値を前記電流検出部から検出し、演算部で理想の電流値
との比を元に演算し、起動後または特定のイベント発生
後のモータへの出力に演算した値による補正を加えるこ
とを特徴とする請求項２記載の力覚付与入力装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320344A JP3920618B2 (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 力覚付与入力装置 |
| US10/271,204 US7209115B2 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-15 | Force-feedback input device to compensate output to actuator and apply fixed force-feedback in response to movement of operating section |
| EP02023290A EP1304711A3 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-17 | Force-feedback input device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320344A JP3920618B2 (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 力覚付与入力装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003122435A true JP2003122435A (ja) | 2003-04-25 |
| JP2003122435A5 JP2003122435A5 (ja) | 2005-04-07 |
| JP3920618B2 JP3920618B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=19137747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001320344A Expired - Fee Related JP3920618B2 (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 力覚付与入力装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7209115B2 (ja) |
| EP (1) | EP1304711A3 (ja) |
| JP (1) | JP3920618B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332325A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Alps Electric Co Ltd | 力覚付与型入力装置 |
| JP2007115826A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Nintendo Co Ltd | 入力装置 |
| US7535457B2 (en) | 2003-11-10 | 2009-05-19 | Alps Electric Co., Ltd. | Force-feedback input device |
| KR101786589B1 (ko) * | 2016-05-09 | 2017-10-18 | (주) 넥스트랩 | 터치 힘 측정 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7339574B2 (en) * | 2003-01-16 | 2008-03-04 | Korean Advanced Institute Of Science And Technology | Haptic mouse interface system for providing force and tactile feedbacks to user's fingers and arm |
| US7903087B2 (en) * | 2006-02-13 | 2011-03-08 | Research In Motion Limited | Method for facilitating navigation and selection functionalities of a trackball incorporated upon a wireless handheld communication device |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264768A (en) * | 1992-10-06 | 1993-11-23 | Honeywell, Inc. | Active hand controller feedback loop |
| US6057828A (en) * | 1993-07-16 | 2000-05-02 | Immersion Corporation | Method and apparatus for providing force sensations in virtual environments in accordance with host software |
| US5734373A (en) * | 1993-07-16 | 1998-03-31 | Immersion Human Interface Corporation | Method and apparatus for controlling force feedback interface systems utilizing a host computer |
| US5825308A (en) * | 1996-11-26 | 1998-10-20 | Immersion Human Interface Corporation | Force feedback interface having isotonic and isometric functionality |
| US6636197B1 (en) * | 1996-11-26 | 2003-10-21 | Immersion Corporation | Haptic feedback effects for control, knobs and other interface devices |
| US6067077A (en) * | 1998-04-10 | 2000-05-23 | Immersion Corporation | Position sensing for force feedback devices |
| US6762745B1 (en) | 1999-05-10 | 2004-07-13 | Immersion Corporation | Actuator control providing linear and continuous force output |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001320344A patent/JP3920618B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-15 US US10/271,204 patent/US7209115B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-17 EP EP02023290A patent/EP1304711A3/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7535457B2 (en) | 2003-11-10 | 2009-05-19 | Alps Electric Co., Ltd. | Force-feedback input device |
| JP2005332325A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Alps Electric Co Ltd | 力覚付与型入力装置 |
| JP2007115826A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Nintendo Co Ltd | 入力装置 |
| JP4536634B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2010-09-01 | 任天堂株式会社 | 入力装置 |
| KR101786589B1 (ko) * | 2016-05-09 | 2017-10-18 | (주) 넥스트랩 | 터치 힘 측정 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3920618B2 (ja) | 2007-05-30 |
| EP1304711A3 (en) | 2005-02-09 |
| EP1304711A2 (en) | 2003-04-23 |
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