JP2014164557A - 操作装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操作部としてのタッチパネル24をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構30と、プッシュ操作機構30を介して駆動部としてのモータ42によりタッチパネル24を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段である触覚呈示装置40と、タッチパネル24の動きを検出する検出部としてのエンコーダ33と、起動パルス信号P01と起動パルス信号P01よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号P02とに基づいて生成される駆動制御信号Vcにより駆動部としてのモータ42を間欠駆動する駆動制御部100と、を有して操作装置を構成する。
【選択図】図5
Description
(操作装置1の全体構成)
操作装置1は、操作部としてのタッチパネル24をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構30と、プッシュ操作機構30を介して駆動部としてのモータ42によりタッチパネル24を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段である触覚呈示装置40と、タッチパネル24の動きを検出する検出部としてのエンコーダ33と、起動パルス信号P01と起動パルス信号P01よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号P02とに基づいて生成される駆動制御信号Vcにより駆動部としてのモータ42を間欠駆動する駆動制御部100と、を有して概略構成されている。
このタッチパネル装置20は、図1に示すように、平面矩形状のベース21と枠状のフレーム22との間に矩形状のタッチセンサ基板23とシート状のタッチパネル24とを図示しない両面テープを介して接合した状態で組み付けられる。このベース21及びフレーム22は、樹脂材料により形成されている。タッチパネル装置20の外周部分には、矩形枠状のシールド部材25が覆うように配置される。このシールド部材25は、制御基板7の接地回路に電気的に接続される。
このプッシュ操作機構30は、図1に示すように、ボディ2に回転可能に固定される支持軸31と、支持軸31の一端とは一体になって回転するリンク部材32とを備える。支持軸31の他端には、プッシュ操作機構30の位置を検出する位置センサであるエンコーダ33と、プッシュ操作のオンオフを検出するエンタースイッチ37とが取り付けられている。
この実施の形態に係る操作装置1において主要な基本の構成は、駆動部としてのモータ42により操作部としてのタッチパネル24を上方へ押し上げてメイン振動させることで操作感覚を呈示する触覚呈示手段を備えた触覚呈示装置40にある。従って、上記のように構成された操作装置1は、この実施の形態に係る一構成例を示しており、その構成部品の形状や構造などは、図示例に限定されるものではない。
図4は、本発明の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部を中心とした電気系のブロック図である。駆動制御部100は、制御部110、駆動回路120等から構成されている。モータ42は、制御部110から出力される駆動制御信号Vcに基づいて、駆動回路120からモータ駆動電流Idを供給されて回転駆動される。この駆動制御部100は、起動パルス信号P01と起動パルス信号P01よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号P02とに基づいて生成される駆動制御信号Vcによりモータ42を間欠駆動し、カム面43aがカムフォロア面32eに当接するまで駆動する。すなわち、上記起動パルス信号P01と事前振動パルス信号P02とに基づいて生成される駆動制御信号Vcによる駆動は、図3(a)の状態から図3(b)の状態に至る、タッチパネル24を上方向へ押し上げてメイン振動させるまでのカム面43aとカムフォロア面32eとの間隙(ガタ)を詰めるガタ詰め動作である。
図6は、第1の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態と操作装置1の全体構成は同じであり、制御部110から出力される駆動制御信号Vcが異なると共に、制御部110による判断フローが異なる。以下において、第1の実施の形態と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。
図8は、第2の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る操作装置1は、次のような効果を有する。
(1)本発明の実施の形態では、起動パルス信号(P01又はP11)と事前振動パルス信号(P02又はP12)とに基づいて生成される駆動制御信号Vcにより、カム面43aとカムフォロア面32eとの間隙のガタを詰めるガタ詰め動作を行なう。このガタ詰め動作時に、所定の時間経過後に、操作部であるタッチパネル24が動いたかどうかを判断して制御方法を切り替える。この制御方法により、ガタ詰め動作による衝突音や不要な振動等を抑制でき、振動呈示動作時又はその前に衝突音や不要な振動等が発生することが低減可能な操作装置を提供することができる。
(2)事前振動パルス信号P02は、電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定することができる。このように設定することにより、ガタ詰め動作を確実にすることができる。なお、このような設定は、第2の実施の形態にも適用可能である。
(3)起動パルス信号P11において、モータ42を起動させるためのパルス信号として、図7に示すように、モータ42を駆動する方向の正パルス(電圧値V1p)に続いて逆極性の負パルス電圧値V1mを出力することにより過剰な駆動を補正することができる。なお、このような設定は、第1の実施の形態にも適用可能である。
(4)事前振動パルス信号P12は、起動パルス信号P11の電圧値V1pよりも小さい電圧値V12に設定された所定パルス数のパルス列である。ここで、所定パルス数は、所定時間t11経過時にガタ詰め動作が終了するように、等価な電流量から換算されて決定される。この等価な電流量は、慣性モーメントやモータ42の発生トルク等からカムの動きをシミュレーションし、カムの衝突速度を評価関数、電流値や通電時間等を設計パラメータとして、衝突速度が最も小さくなるように電流パターンを最適値検索して決定される。この等価な電流量から、所定パルス数を設定するので、所定時間t11経過時にほぼガタ詰め動作が終了することが可能となる。また、ガタ詰め動作が終了していない場合は、追加パルス信号P13により補正することが可能である。なお、このような設定は、第1の実施の形態にも適用可能である。
(5)追加パルス信号P13の電圧値V13は、前振動パルス信号P12の電圧値V12よりも大きく設定され、1又は2以上のパルスで構成されている。これにより、所定時間t11経過時にガタ詰め動作が終了していない場合でも確実にガタ詰め動作を行なうことができる。
本発明における操作装置1においては、次に示すような他の変形例も可能である。
(2)タッチパネルを備えていない各種のスイッチ装置であっても、操作者の手指に触覚刺激操作感触を呈示することは可能であり、上記触覚呈示手段は、例えばマウス装置、キーボードや操作ノブなどにも適用することができる。
(3)上記触覚呈示手段は、例えば使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。
Claims (6)
- 操作部をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、
前記プッシュ操作機構を介して駆動部により前記操作部を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、
前記操作部の動きを検出する検出部と、
起動パルス信号と前記起動パルス信号よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号とに基づいて生成される駆動制御信号により前記駆動部を間欠駆動する駆動制御部と、
を有することを特徴とする操作装置。 - 前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記事前振動パルス信号の出力を停止することを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
- 前記駆動制御部は、所定時間経過時において前記検出部が前記操作部の動きを検出しないときは、前記事前振動パルス信号の出力の後、前記事前振動パルス信号より大きな追加パルス信号を出力して前記操作部を間欠駆動することを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
- 前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記プッシュ操作機構を介して前記駆動部により前記操作部を駆動してメイン振動制御を行なうことにより操作感覚を呈示することを特徴とする請求項2又は3に記載の操作装置。
- 前記事前振動パルス信号は、その電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定されていることを特徴とする請求項2又は4に記載の操作装置。
- 前記起動パルス信号は、前記操作部を駆動する方向の正パルスと、前記正パルスと逆極性の負パルスとから構成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の操作装置。
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