JP2022047419A - Haptic feedback system and method for adjusting operation of actuator - Google Patents

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公和 松野
Kimikazu Matsuno
淳 村田
Atsushi Murata
誠 平原
Makoto Hirahara
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Abstract

To provide a haptic feedback system that brings about a stable haptic effect regardless of a change in environment, and a method for adjusting the operation of an actuator.SOLUTION: A haptic feedback system is to apply an impact to an electronic apparatus, and the haptic feedback system comprises: an actuator configured to generate an impact; a driving circuit that applies a driving voltage to the actuator to drive the actuator; a detection unit that detects kinematic characteristics related to the impact; and a controller configured to transmit, to the driving circuit, a first control signal for generating a first pulse voltage for driving the actuator, based on the kinematic characteristics related to the impact generated by the first pulse voltage, transmit, to the driving circuit, a second control signal for generating a second pulse voltage for driving the actuator, and control the kinematic characteristics related to the impact.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子機器に衝撃を付与するための触覚フィードバックシステム、及びアクチュエータの動作を調整する方法に関する。 The present invention relates to a tactile feedback system for applying an impact to an electronic device and a method of adjusting the operation of an actuator.

タブレット端末、スマートフォン、携帯電話及びコンピュータのような、使用時にユーザが筐体やタッチスクリーンに触れる電子機器は、人体に触覚フィードバック(ハプティク・フィードバック)を付与するアクチュエータ(ハプティク・アクチュエータ)を搭載することがある。ユーザの身体の部位(例えば、手指)若しくはユーザが操作する物体が電子機器の入力部に触れたとき、あるいはシステムが特定のイベントを生成したとき、ハプティク・アクチュエータは、電子機器の筐体やタッチスクリーンなどの構成部品に運動を発生させる。ユーザは、電子機器に接触した身体の部位で振動を知覚したり、音として知覚したりすることで、直感的かつ容易に電子機器を操作し、又は情報を受け取ることができる。 Electronic devices such as tablet terminals, smartphones, mobile phones and computers that the user touches the housing or touch screen during use should be equipped with an actuator (haptic actuator) that gives tactile feedback (haptic feedback) to the human body. There is. When a part of the user's body (eg, a finger) or an object operated by the user touches the input of an electronic device, or when the system generates a specific event, the haptic actuator is the housing or touch of the electronic device. Generate motion in components such as screens. The user can intuitively and easily operate the electronic device or receive information by perceiving the vibration at the part of the body in contact with the electronic device or perceiving it as a sound.

ハプティク・アクチュエータは、一般的に駆動源に電力を使用しており、運動の性質から衝撃駆動型と振動駆動型に大別することができる。衝撃駆動型は代表例として、形状記憶合金を利用するSIA(Shape Memory metal Impact Actuator)やピエゾ素子を利用した圧電アクチュエータを挙げることができる。衝撃駆動型アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、電子機器のタッチスクリーンや筐体に対し、動作部品が打撃し、又は連動させることで一過性の衝撃を与える。振動駆動型アクチュエータは代表例として偏心モータを利用するERM(Eccentric Rotating Mass)型アクチュエータ、磁界中のコイルに交流電流を流して可動子を振動させるリニア共振型アクチュエータ(LRA:Linear Resonant Actuator)などを挙げることができる。振動駆動型は振動体に必要な時間だけ一定の振幅の振動を与える。 Haptic actuators generally use electric power as a drive source, and can be roughly classified into an impact drive type and a vibration drive type according to the nature of motion. Typical examples of the impact drive type include SIA (Shape Memory Metal Impact Actuator) using a shape memory alloy and a piezoelectric actuator using a piezo element. The impact-driven actuator includes a moving component capable of shocking movement, and gives a transient impact to the touch screen or housing of an electronic device by hitting or interlocking the moving component. Typical examples of the vibration drive type actuator are an ERM (Eccentric Rotating Mass) type actuator that uses an eccentric motor, and a linear resonance type actuator (LRA: Linear Resonant Actuator) that vibrates a mover by passing an alternating current through a coil in a magnetic field. Can be mentioned. The vibration-driven type gives a vibration of a constant amplitude to the vibrating body for the required time.

特許文献1(再表2012/023605号)には、ワイヤー状形態を有する形状記憶合金の長さ方向の伸縮変化を利用して水平方向(または平面方向)または上下方向(前後方向または厚み方向)の衝撃的な動き(衝撃動作)、および当該衝撃動作の繰り返しに基づく回転動作または直進動作を可能にする衝撃駆動型アクチュエータが開示されている。当該衝撃駆動型アクチュエータによれば、所定の配線状態で配置されるワイヤー状形状記憶合金に対して各種形状の絶縁性熱伝導体を可能な限り有効に接触させるように設け、この絶縁性熱伝導体によってワイヤー状形状記憶合金でパルス的通電時に生じた熱を迅速に放散させて逃がすようにしたため、ワイヤー状形状記憶合金の低温化を迅速に行うことができ、比較的に短い時間で繰り返すことが可能な瞬間的動作を実現することができ、実用性の高い衝撃駆動型アクチュエータを実現することができる。 In Patent Document 1 (Re-Table 2012/023655), the horizontal (or planar direction) or vertical direction (front-back direction or thickness direction) is utilized by utilizing the expansion / contraction change in the length direction of the shape memory alloy having a wire-like morphology. A shock-driven actuator that enables a shocking motion (impact motion) and a rotational motion or a straight-ahead motion based on the repetition of the impact motion is disclosed. According to the impact-driven actuator, insulating heat conductors of various shapes are provided so as to be in contact with the wire-shaped shape memory alloy arranged in a predetermined wiring state as effectively as possible, and the insulating heat conduction is provided. Since the heat generated by the wire-shaped shape memory alloy during pulse energization is quickly dissipated and released by the body, the temperature of the wire-shaped shape memory alloy can be lowered quickly, and it can be repeated in a relatively short time. It is possible to realize a momentary operation that is possible, and it is possible to realize a highly practical impact-driven actuator.

特許文献2(特開2010-287231号公報)には、多タッチ触感タッチパネルのためのアクチュエータ制御の方法、システム及び装置が開示されている。システムの減衰特性のみならず所望の特定タイプの触覚効果にも依存して、制御器は、主パルスが追従するブレーキパルスかつまたはキックインパルス(kick-in pulse)を発生し加速度応答を増加させ、かつ又はブレーキパルスを発生して短い機械的タイプの触覚効果に対する減衰効果を提供することができる。これにより、従来のアクチュエータに関連する触感遅延効果の問題を解決することが可能である。 Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-287231) discloses an actuator control method, a system, and an apparatus for a multi-touch tactile touch panel. Depending on the damping characteristics of the system as well as the desired particular type of tactile effect, the controller produces a brake pulse and / or kick-in pulse that the main pulse follows to increase the acceleration response. And / or can generate a brake pulse to provide a damping effect for short mechanical type tactile effects. This makes it possible to solve the problem of the tactile delay effect associated with conventional actuators.

再表2012/023605号Re-table 2012/023605 特開2010-287231号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-287231

アクチュエータ等の部品を含む触覚フィードバックシステムが搭載された電子機器は、固定された環境条件で使用されることが少なく、屋外や屋内などの場所的変動、季節などの時間変動によって、温度や湿度などの環境条件が変動する場合がある。温度や湿度などの変動により、アクチュエータ自体、あるいは電子機器の筐体やタッチスクリーンなどの構成部品の硬さや体積は多少変化することがある。 Electronic devices equipped with a tactile feedback system that includes parts such as actuators are rarely used in fixed environmental conditions, and due to location fluctuations such as outdoors and indoors, and time fluctuations such as seasons, temperature and humidity, etc. Environmental conditions may fluctuate. Due to fluctuations in temperature and humidity, the hardness and volume of the actuator itself or components such as the housing of electronic devices and touch screens may change slightly.

上記のような変化は通常、電子機器の使用に困難をきたすほどのものではないが、アクチュエータに同じ駆動電圧を印加しても、衝撃がもたらす触覚効果が一定でないという問題がある。例えば、アクチュエータの動作部品からタッチスクリーンに衝撃を与えてクリックのような触覚効果をフィードバックする場合、動作部品の運動力学特性(例えば、加速度又は変位)が上記環境変動により一定ではなく、クリック感覚が比較的「鋭い」と感じられるときと、比較的「鈍い」と感じられる時がある。このようなクリック感覚の変動は、電子機器の機能に支障をきたさないにせよ、ユーザの使用体験を向上させる観点では好ましくない。 The above changes are usually not so difficult to use in electronic devices, but there is a problem that even if the same drive voltage is applied to the actuator, the tactile effect caused by the impact is not constant. For example, when an impact is applied to the touch screen from an actuator operating component to feed back a tactile effect such as a click, the kinematic characteristics (for example, acceleration or displacement) of the operating component are not constant due to the above environmental changes, and the click sensation is felt. Sometimes it feels relatively "sharp" and sometimes it feels relatively "dull". Such fluctuations in the click sensation are not preferable from the viewpoint of improving the user experience, even if they do not interfere with the functions of the electronic device.

本発明は、上記の課題に鑑みて完成されたものであり、環境の変化に関わらず、安定した触覚効果をもたらす触覚フィードバックシステム、及びアクチュエータの動作を調整する方法を提供することが課題とする。 The present invention has been completed in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a tactile feedback system that provides a stable tactile effect regardless of changes in the environment, and a method for adjusting the operation of an actuator. ..

本発明者は鋭意検討した結果、アクチュエータに対して、衝撃に関する運動力学特性を検出するための第1パルス電圧と、検出された運動力学特性に基づいて、当該運動力学特性を所定範囲(あるいは、所定値)に制御するための第2パルス電圧を、別々に印加することにより、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、環境条件の変動により規定値や理論値から離れた運動力学特性を第1パルス電圧の印加により検出し、当該検出結果に基づいて、所定の運動力学特性を達成するために必要なパルス電圧を計算して、それを第2パルス電圧として発生する、というものである。 As a result of diligent studies, the present inventor has set the kinematic characteristics within a predetermined range (or) based on the first pulse voltage for detecting the kinematic characteristics related to the impact and the detected kinematic characteristics for the actuator. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by separately applying a second pulse voltage for controlling to a predetermined value). That is, the kinematic characteristics deviating from the specified value or the theoretical value due to the fluctuation of the environmental conditions are detected by applying the first pulse voltage, and the pulse voltage required to achieve the predetermined kinematic characteristics based on the detection result. Is calculated and generated as the second pulse voltage.

したがって、本発明は以下のように特定される。
(1)
電子機器に衝撃を付与するための触覚フィードバックシステムであって、
衝撃を発生するように構成されたアクチュエータと、
前記アクチュエータに駆動電圧を印加して、前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記衝撃に関連する運動力学特性を検出する検出部と、
前記駆動回路に対し、前記アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するための第1制御信号を送信し、前記第1パルス電圧により発生する前記衝撃に関連する前記運動力学特性に基づいて、前記駆動回路に対し、前記アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生するための第2制御信号を送信して、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を制御するように構成されたコントローラと
を備える触覚フィードバックシステム。
(2)
前記制御により、前記衝撃に関連する前記運動力学特性が所定の範囲内又は目標値になる、(1)に記載の触覚フィードバックシステム。
(3)
前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品のピーク加速度値である、(1)又は(2)に記載の触覚フィードバックシステム。
(4)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値との時間差が27ms以下である、(3)に記載の触覚フィードバックシステム。
(5)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値より小さい、(3)又は(4)に記載の触覚フィードバックシステム。
(6)
前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品の最大変位値である、(1)又は(2)に記載の触覚フィードバックシステム。
(7)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値との時間差が27ms以下である、(6)に記載の触覚フィードバックシステム。
(8)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値より小さい、(6)又は(7)に記載の触覚フィードバックシステム。
(9)
前記第1パルス電圧及び前記第2パルス電圧による前記アクチュエータの駆動が併せて1回の触覚フィードバックを構成する、(1)~(8)のいずれか一項に記載の触覚フィードバックシステム。
(10)
電子機器に衝撃を付与するように構成されたアクチュエータの動作を調整する方法であって、
前記アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するステップと、
前記第1パルス電圧により駆動された前記アクチュエータの前記衝撃に関連する運動力学特性に基づいて、前記アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生し、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を制御するステップと
を含む方法。
(11)
前記制御により、前記衝撃に関連する前記運動力学特性が所定の範囲内又は目標値になる、(10)に記載の方法。
(12)
前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品のピーク加速度値である、(10)又は(11)に記載の方法。
(13)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値との時間差が27ms以下である、(12)に記載の方法。
(14)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値より小さい、(12)又は(13)に記載の方法。
(15)
前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品の最大変位値である、(10)又は(11)に記載の方法。
(16)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値との時間差が27ms以下である、(15)に記載の方法。
(17)
前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値より小さい、(15)又は(16)に記載の方法。
(18)
前記第1パルス電圧及び前記第2パルス電圧による前記アクチュエータの駆動が併せて1回の触覚フィードバックを構成する、(10)~(17)のいずれか一項に記載の方法。
Therefore, the present invention is specified as follows.
(1)
A tactile feedback system for giving impact to electronic devices.
Actuators configured to generate impact, and
A drive circuit that drives the actuator by applying a drive voltage to the actuator,
A detector that detects the kinematic properties related to the impact,
A first control signal for generating a first pulse voltage for driving the actuator is transmitted to the drive circuit, and the kinematic characteristics related to the impact generated by the first pulse voltage are used. Tactile sensation with a controller configured to send a second control signal to the drive circuit to generate a second pulse voltage to drive the actuator to control the kinematic properties associated with the impact. Feedback system.
(2)
The tactile feedback system according to (1), wherein the control causes the kinematic properties related to the impact to be within a predetermined range or to a target value.
(3)
The tactile feedback system according to (1) or (2), wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a peak acceleration value of the moving component. ..
(4)
The tactile feedback system according to (3), wherein the time difference between the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage and the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. ..
(5)
The tactile feedback system according to (3) or (4), wherein the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage.
(6)
The tactile feedback system according to (1) or (2), wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the impact-related kinematic property is the maximum displacement value of the moving component. ..
(7)
The tactile feedback system according to (6), wherein the time difference between the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage and the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. ..
(8)
The tactile feedback system according to (6) or (7), wherein the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage.
(9)
The tactile feedback system according to any one of (1) to (8), wherein the drive of the actuator by the first pulse voltage and the second pulse voltage together constitutes one tactile feedback.
(10)
A method of adjusting the behavior of an actuator configured to give an impact to an electronic device.
The step of generating the first pulse voltage for driving the actuator, and
A step of generating a second pulse voltage for driving the actuator and controlling the impact-related kinematic characteristics based on the impact-related kinematic characteristics of the actuator driven by the first pulse voltage. And how to include.
(11)
The method according to (10), wherein the control causes the kinematic properties related to the impact to be within a predetermined range or to a target value.
(12)
The method according to (10) or (11), wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a peak acceleration value of the moving component.
(13)
The method according to (12), wherein the time difference between the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage and the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less.
(14)
The method according to (12) or (13), wherein the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage.
(15)
The method according to (10) or (11), wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a maximum displacement value of the moving component.
(16)
The method according to (15), wherein the time difference between the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage and the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less.
(17)
The method according to (15) or (16), wherein the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage.
(18)
The method according to any one of (10) to (17), wherein the drive of the actuator by the first pulse voltage and the second pulse voltage together constitutes one tactile feedback.

本発明によれば、環境の変化に関わらず、安定した触覚効果をもたらす触覚フィードバックシステム、及びアクチュエータの動作を調整する方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a tactile feedback system that produces a stable tactile effect regardless of changes in the environment, and a method for adjusting the operation of an actuator.

本発明の一実施形態に係る触覚フィードバックシステムの構成概略図を示す。The configuration schematic diagram of the tactile feedback system which concerns on one Embodiment of this invention is shown. 本発明の一実施形態に係る触覚フィードバックシステムを用いてアクチュエータの動作を調整する方法の流れ図である。It is a flow chart of the method of adjusting the operation of an actuator by using the tactile feedback system which concerns on one Embodiment of this invention. アクチュエータの動作部品の加速度又は変位(縦軸)を制御すべき対象とした場合、本発明に係る触覚フィードバックシステムを用いた調整方法によって、加速度又は変位の時間変動(横軸)を示すグラフである。It is a graph showing the time variation (horizontal axis) of acceleration or displacement by the adjustment method using the tactile feedback system according to the present invention, when the acceleration or displacement (vertical axis) of the moving component of the actuator is the object to be controlled. ..

次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and design changes, improvements, etc. may be appropriately made based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should be.

(1.アクチュエータ)
本発明は、さまざまは触覚フィードバック効果を生成する、任意のアクチュエータを備えることができる。衝撃駆動型のアクチュエータや、振動駆動型のアクチュエータのいずれも、本発明のために用いることができるが、動作が比較的単純で運動力学特性を特定しやすい衝撃駆動型アクチュエータが好ましい。後述の触覚フィードバックシステムは、衝撃駆動型アクチュエータを例として説明するが、振動駆動型アクチュエータにも適用できることは言うまでもない。
(1. Actuator)
The present invention may include any actuator that produces a variety of tactile feedback effects. Both a shock-driven actuator and a vibration-driven actuator can be used for the present invention, but a shock-driven actuator that is relatively simple in operation and whose kinematic characteristics can be easily specified is preferable. The tactile feedback system described later will be described by taking an impact-driven actuator as an example, but it goes without saying that the tactile feedback system can also be applied to a vibration-driven actuator.

例えば、本発明の一実施形態におけるアクチュエータはコイル、動作部品(例えば金属芯材)及びバネから作られている。コイルは金属の周りに巻きつけられ、(ここで、コイルと金属の部品の両者は「ソレノイド」と称してよい)かつ、コイルが磁界を生成するとき(例えば、電流がコイル端子間を流れる時)金属は移動する。当該金属の移動は電子機器に衝撃をもたらし得る。バネは次いで、電流がコイルから除去されるとき移動金属または他の芯材を静止位置に戻すように用いてよい。 For example, the actuator in one embodiment of the invention is made of a coil, a moving component (eg, a metal core) and a spring. The coil is wound around the metal (where both the coil and the metal component may be referred to as "solenoids") and when the coil creates a magnetic field (eg, when a current flows between the coil terminals). ) The metal moves. The movement of the metal can have an impact on the electronic device. The spring may then be used to return the moving metal or other core material to a stationary position when the current is removed from the coil.

あるいは、別の実施形態における衝撃駆動型アクチュエータは、通電加熱で収縮するワイヤー状形状記憶合金と、このワイヤー状形状記憶合金に接触し当該ワイヤー状形状記憶合金で生じた熱を逃がす絶縁性熱伝導体(動作部品)と、を備えるように構成される。駆動回路により、当該ワイヤー状形状記憶合金に対して瞬間的に通電を行い、ワイヤー状形状記憶合金を瞬間的に収縮させると、それに接触する絶縁性熱伝導体が瞬間的に押圧されて変位する。当該絶縁性熱伝導体の変位は電子機器に衝撃をもたらし得る。そして、絶縁性熱伝導体による熱伝導作用によってワイヤー状形状記憶合金で生じた熱が急速に放熱され、その結果、ワイヤー状形状記憶合金は直ぐに元の長さ状態(伸長状態)に戻る。こうして、ワイヤー状形状記憶合金において、相対的に短い時間間隔での瞬間的な収縮を行うことが可能となる。このようなアクチュエータの詳細は再表2012/023605号に開示されている。 Alternatively, the impact-driven actuator in another embodiment has a wire-shaped shape memory alloy that contracts when energized and heated, and an insulating heat conduction that contacts the wire-shaped shape memory alloy and releases heat generated by the wire-shaped shape memory alloy. It is configured to include a body (moving component). When the wire-shaped shape memory alloy is momentarily energized by the drive circuit and the wire-shaped shape memory alloy is momentarily contracted, the insulating thermal conductor in contact with the wire-shaped shape memory alloy is momentarily pressed and displaced. .. Displacement of the insulating thermal conductor can cause a shock to the electronic device. Then, the heat generated in the wire-shaped shape memory alloy is rapidly dissipated by the heat conduction action of the insulating heat conductor, and as a result, the wire-shaped shape memory alloy immediately returns to the original length state (extended state). In this way, the wire-shaped shape memory alloy can be momentarily shrunk at relatively short time intervals. Details of such actuators are disclosed in Retable 2012/023605.

あるいは、別の実施形態における衝撃駆動型アクチュエータは、通電加熱で収縮するワイヤー状形状記憶合金と、このワイヤー状形状記憶合金に接触し当該ワイヤー状形状記憶合金で生じた熱を逃がす絶縁性熱伝導体の固定子(固定部品)及び移動子(動作部品)と、を備えるように構成される。駆動回路により、当該ワイヤー状形状記憶合金に対して瞬間的に通電を行い、ワイヤー状形状記憶合金を瞬間的に収縮させると、それに接触する絶縁性熱伝導体の移動子が瞬間的に押圧されて変位する。当該絶縁性熱伝導体の移動子の変位は電子機器に衝撃をもたらし得る。そして、絶縁性熱伝導体による熱伝導作用によってワイヤー状形状記憶合金で生じた熱が急速に放熱され、その結果、ワイヤー状形状記憶合金は直ぐに元の長さ状態(伸長状態)に戻る。こうして、ワイヤー状形状記憶合金において、相対的に短い時間間隔での瞬間的な収縮を行うことが可能となる。 Alternatively, the impact-driven actuator in another embodiment has a wire-shaped shape memory alloy that contracts when energized and heated, and an insulating heat conduction that contacts the wire-shaped shape memory alloy and releases heat generated by the wire-shaped shape memory alloy. It is configured to include a body stator (fixing component) and a mover (moving component). When the wire-shaped shape memory alloy is momentarily energized by the drive circuit and the wire-shaped shape memory alloy is momentarily contracted, the mover of the insulating thermal conductor in contact with the wire-shaped shape memory alloy is momentarily pressed. And displace. Displacement of the mover of the insulating thermal conductor can cause a shock to the electronic device. Then, the heat generated in the wire-shaped shape memory alloy is rapidly dissipated by the heat conduction action of the insulating heat conductor, and as a result, the wire-shaped shape memory alloy immediately returns to the original length state (extended state). In this way, the wire-shaped shape memory alloy can be momentarily shrunk at relatively short time intervals.

固定子の位置を変更させないように、電子機器の部品に、例えば両面テープや接着剤などで固定し、移動子に電子機器の動作する部品(筐体やタッチスクリーンなど)を密着させ、衝撃駆動型アクチュエータを挟み込み、それらを元に戻すスプリングなどの弾性を持った部品で動作する部品を抑え込むことで電子機器に衝撃をもたらすことが可能となる。固定子と移動子の形状は、上記機能を実現できれば特に限定されず、円盤状、波状、柱状など、適宜選択することができる。 To prevent the position of the stator from being changed, it is fixed to the parts of the electronic device with, for example, double-sided tape or adhesive, and the moving parts (housing, touch screen, etc.) that operate the electronic device are brought into close contact with the mover to drive the impact. It is possible to bring an impact to an electronic device by sandwiching a mold actuator and holding down a part that operates with an elastic part such as a spring that returns them. The shapes of the stator and the mover are not particularly limited as long as the above functions can be realized, and can be appropriately selected from a disk shape, a wavy shape, a columnar shape, and the like.

(2.駆動回路)
駆動回路は、アクチュエータに駆動電圧を印加して、前記アクチュエータを駆動することが可能であれば、その構造は特に限定されない。典型的には、駆動回路には、DC/DCコンバータ、電池などの電源、充電抵抗、放電用コンデンサ、FETなどのスイッチ素子、センサなどの検出器、マイコンなどの演算器、駆動パルスのコントローラなどが含まれる。
(2. Drive circuit)
The structure of the drive circuit is not particularly limited as long as it is possible to drive the actuator by applying a drive voltage to the actuator. Typically, the drive circuit includes a DC / DC converter, a power supply such as a battery, a charging resistor, a discharge capacitor, a switch element such as a FET, a detector such as a sensor, an arithmetic unit such as a microcomputer, and a drive pulse controller. Is included.

(3.検出部)
検出部は、アクチュエータによって出力される衝撃に関連する運動力学特性、例えば変位、速度、加速度、又は衝撃の感受性に関連する何らかの運動力学特性を測定又は検知できるように構成され得る。一例では、検出部は、アクチュエータの動作部品によって出力される変位を感知するように構成された位置センサ(例えば、ポテンショメータ)であり得る。一例では、検出部は、アクチュエータの動作部品によって出力される加速度を感知するように構成された加速度センサ(加速度計とも呼ばれる)であり得る。例えば、検出部は、バネ質量ベースの加速度センサ、圧電ベースの加速度センサ、微細加工された微小電気機械(MEMS)加速度センサ、または任意の他のタイプの加速度センサであり得る、またはそれらを含み得る。一実施形態では、検出部が加速度センサである場合、電子機器は、加速度センサを置換又は増強する第2のセンサを含み得る。例えば、第2のセンサは、位置センサ(例えば、感知コイル)、電流センサ、ゼロ交差センサ、または任意の他のセンサであり得る。
(3. Detection unit)
The detector may be configured to be able to measure or detect any impact-related kinematic properties output by the actuator, such as displacement, velocity, acceleration, or any impact-related kinematic properties. In one example, the detector may be a position sensor (eg, a potentiometer) configured to sense the displacement output by the moving component of the actuator. In one example, the detector may be an accelerometer (also referred to as an accelerometer) configured to sense the acceleration output by the moving component of the actuator. For example, the detector may be, or may include, a spring mass-based accelerometer, a piezoelectric-based accelerometer, a micromachined microelectromechanical (MEMS) accelerometer, or any other type of accelerometer. .. In one embodiment, if the detector is an accelerometer, the electronic device may include a second sensor that replaces or augments the accelerometer. For example, the second sensor can be a position sensor (eg, a sensing coil), a current sensor, a zero crossover sensor, or any other sensor.

(4.コントローラ)
コントローラは、駆動回路に対し、アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するための第1制御信号を送信し、当該第1パルス電圧により発生する衝撃に関連する運動力学特性に基づいて、さらに駆動回路に対し、アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生するための第2制御信号を送信して、衝撃に関連する運動力学特性を制御するように構成される。
(4. Controller)
The controller sends a first control signal to the drive circuit to generate a first pulse voltage to drive the actuator, and further drives it based on the kinematic characteristics associated with the impact generated by the first pulse voltage. It is configured to send a second control signal to the circuit to generate a second pulse voltage to drive the actuator to control impact-related kinematic properties.

一実施形態において、コントローラは、駆動信号を生成するように構成された増幅器、又はより一般的には駆動回路を含み得る。一実施形態では、コントローラは、1つ又は複数のプロセッサ又はプロセッサコア、プログラマブルロジックアレイ(PLA)又はプログラマブルロジック回路(PLC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロコントローラ、又は任意の他の制御回路を含み得る。コントローラがプロセッサを含む場合、プロセッサは、携帯電話又は他のエンドユーザデバイス上の汎用プロセッサなどの汎用プロセッサであってもよく、あるいは、触覚効果の生成専用のプロセッサであってもよい。一実施形態では、コントローラは、検出器からのデータに基づいて、駆動回路を介して、アクチュエータを制御するように構成され得る。 In one embodiment, the controller may include an amplifier configured to generate a drive signal, or more generally a drive circuit. In one embodiment, the controller is one or more processors or processor cores, programmable logic array (PLA) or programmable logic circuit (PLC), field programmable gate array (FPGA), application specific integrated circuit (ASIC), micro. It may include a controller, or any other control circuit. If the controller includes a processor, the processor may be a general purpose processor such as a general purpose processor on a mobile phone or other end user device, or it may be a processor dedicated to producing haptic effects. In one embodiment, the controller may be configured to control the actuator via a drive circuit based on data from the detector.

(5.触覚フィードバックシステム)
前述の各構成要素を備えた触覚フィードバックシステムは、環境の変化に適合された安定した触覚効果をもたらすことができる。図1は、本発明の一実施形態に係る触覚フィードバックシステムの構成概略図を示す。図2は、当該触覚フィードバックシステムを用いてアクチュエータの動作を調整する方法の流れ図である。特定の開始条件を満たす場合(例えば、ユーザの身体の一部が電子機器のタッチスクリーンの一部に触れた場合)、触覚フィードバックシステムは作動を開始する。アクチュエータが駆動パルスにより駆動される場合、コントローラが、制御信号(以下、「プリ制御信号」という。)を出力する(S101)。プリ制御信号を受けた駆動回路から第1パルス電圧を発生し、アクチュエータを駆動する(S102)。後述のように、ここでの駆動は衝撃に関連する運動力学特性を検出するためであり、それだけで完全な触覚効果を達成するものではないので、当該第1パルス電圧によるアクチュエータの駆動をプリ駆動と呼ぶ。
(5. Tactile feedback system)
A tactile feedback system with each of the above components can provide a stable tactile effect adapted to changes in the environment. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a tactile feedback system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flow chart of a method of adjusting the operation of the actuator using the tactile feedback system. If certain starting conditions are met (eg, when a part of the user's body touches a part of the touch screen of an electronic device), the tactile feedback system is activated. When the actuator is driven by the drive pulse, the controller outputs a control signal (hereinafter, referred to as “pre-control signal”) (S101). A first pulse voltage is generated from the drive circuit that receives the pre-control signal to drive the actuator (S102). As will be described later, the drive here is for detecting the kinematic characteristics related to the impact, and does not achieve a complete tactile effect by itself. Therefore, the drive of the actuator by the first pulse voltage is pre-driven. Called.

アクチュエータのプリ駆動を実施すると、検出器がアクチュエータから発生する衝撃に関連する運動力学特性を検出する(S103)。前述のように、運動力学特性は、変位、速度、加速度、又は衝撃の感受性に関連する何らかの運動力学特性であり得る。好ましくは、運動力学特性は、加速度又は変位である。当該運動力学特性は、電子機器の筐体又はタッチスクリーンについて検出してもよく、アクチュエータが衝撃的な動きが可能な動作部品を含む場合、当該運動力学特性は、当該動作部品について直接検出してもよい。設計上の利便性や、触覚フィードバックシステムモジュールとして生産する場合の一体性を考慮すると、運動力学特性は、動作部品について検出することが好ましい。その場合、動作部品の設計上の動作方向における加速度又は変位を検出対象とすればよい。 When the actuator is pre-driven, the detector detects the kinematic properties associated with the impact generated by the actuator (S103). As mentioned above, a kinetic property can be any kinetic property related to displacement, velocity, acceleration, or impact sensitivity. Preferably, the kinematic property is acceleration or displacement. The kinematic properties may be detected for the housing or touch screen of the electronic device, and if the actuator includes a moving component capable of impact movement, the kinematic properties may be detected directly for the moving component. May be good. Considering design convenience and integrity when produced as a tactile feedback system module, kinematic properties are preferably detected for moving components. In that case, the acceleration or displacement in the design operating direction of the operating component may be the detection target.

以下、アクチュエータの動作部品の加速度及び変位を制御すべき運動力学特性の例として説明する。本発明の一実施形態では、加速度として動作部品のピーク加速度値を検出する。本発明の別の一実施形態では、変位として動作部品の最大変位値を検出する。検出器がアクチュエータの動作部品の加速度又は変位を検出すると、コントローラが、当該加速度又は変位が、生成すべき所望の加速度又は変位であるかどうかを判定する(S104)。生成すべき所望の加速度又は変位は、あらかじめ設定された、加速度又は変位の目標範囲、又は目標値であり得る。目標範囲とは、例えばある中央値に対して、±1%の範囲、又は±2%の範囲、又は±5%の範囲、又は±10%の範囲など、精度の要求に応じて適宜設定し得る。当該中央値は、事前にデフォルト設定として規定されている数値でもよく、ユーザが設定した数値でもよく、特定の算出方法に基づいてプロセッサが最適と決定した数値であってもよい。目標値も、事前にデフォルト設定として規定されている数値でもよく、ユーザが設定した数値でもよく、特定の算出方法に基づいてプロセッサが最適と決定した数値であってもよい。 Hereinafter, an example of the kinematic characteristics in which the acceleration and displacement of the moving parts of the actuator should be controlled will be described. In one embodiment of the present invention, the peak acceleration value of the moving component is detected as the acceleration. In another embodiment of the present invention, the maximum displacement value of the moving component is detected as the displacement. When the detector detects the acceleration or displacement of the moving component of the actuator, the controller determines if the acceleration or displacement is the desired acceleration or displacement to be generated (S104). The desired acceleration or displacement to be generated can be a preset target range of acceleration or displacement, or a target value. The target range is appropriately set according to the demand for accuracy, for example, a range of ± 1%, a range of ± 2%, a range of ± 5%, or a range of ± 10% with respect to a certain median value. obtain. The median value may be a numerical value predetermined as a default setting in advance, a numerical value set by the user, or a numerical value determined by the processor to be optimal based on a specific calculation method. The target value may be a numerical value specified as a default setting in advance, a numerical value set by the user, or a numerical value determined by the processor to be optimal based on a specific calculation method.

次いで、所望の加速度又は変位を得られないと判定した場合、コントローラが、その差分を補った制御信号を生成する(S105)。ここで、「差分を補った制御信号」とは、当該差分のみを反映した制御信号を意味するものではなく、当該制御信号自体によって、所望の加速度又は変位を得られることを意味する。コントローラが、当該所望の加速度又は変位で駆動できる制御信号を出力し(S106)、当該制御信号を受けた駆動回路から第2パルス電圧を発生し、アクチュエータを本駆動する(S107)。第2パルス電圧によるアクチュエータの駆動から発生する衝撃が、所望の触覚効果を達成するので、ここでの駆動を本駆動と呼ぶ。当該本駆動により、目標範囲又は目標値に該当する加速度又は変位が得られるので、それに対応して所望の触覚効果が得られる。このようにして、環境が変化しても、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を所定の目標範囲又は目標値に制御でき、安定した触覚効果が得られる触覚フィードバックシステムが提供される。 Then, if it is determined that the desired acceleration or displacement cannot be obtained, the controller generates a control signal that compensates for the difference (S105). Here, the "control signal supplemented with the difference" does not mean a control signal reflecting only the difference, but means that a desired acceleration or displacement can be obtained by the control signal itself. The controller outputs a control signal that can be driven by the desired acceleration or displacement (S106), generates a second pulse voltage from the drive circuit that receives the control signal, and actually drives the actuator (S107). Since the impact generated from the drive of the actuator by the second pulse voltage achieves the desired tactile effect, the drive here is referred to as the main drive. Since the acceleration or displacement corresponding to the target range or the target value is obtained by the main drive, the desired tactile effect can be obtained correspondingly. In this way, a tactile feedback system is provided in which the kinematic characteristics related to the impact can be controlled to a predetermined target range or a target value even if the environment changes, and a stable tactile effect can be obtained.

アクチュエータは、第1パルス電圧によるプリ駆動、及びそれに続く第2パルス電圧による本駆動により、2回の衝撃を発生するが、ユーザは、より強い衝撃を感受しやすいので、プリ駆動ではなく、加速度又は変位が目標範囲又は目標値である本駆動による衝撃がもたらす触覚効果をユーザに提供することが好ましい。そのため、制御すべき運動力学特性が、アクチュエータの動作部品の加速度である場合、第1パルス電圧により発生する動作部品のピーク加速度値が、第2パルス電圧により発生する動作部品のピーク加速度値より小さいことが好ましい。同様に、制御すべき運動力学特性が、アクチュエータの動作部品の変位である場合、第1パルス電圧により発生する動作部品の最大変位値が、第2パルス電圧により発生する動作部品の最大変位値より小さいことが好ましい。 The actuator generates two impacts by the pre-drive by the first pulse voltage and the subsequent main drive by the second pulse voltage, but the user is more likely to perceive a stronger impact, so the acceleration is not pre-driven. Alternatively, it is preferable to provide the user with the tactile effect caused by the impact of this drive in which the displacement is the target range or the target value. Therefore, when the kinematic characteristic to be controlled is the acceleration of the operating component of the actuator, the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage. Is preferable. Similarly, when the kinematic characteristic to be controlled is the displacement of the operating component of the actuator, the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage is larger than the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage. Small is preferable.

また、プリ駆動により発生する動作部品のピーク加速度値又は最大変位値は、特に限定されないが、検出器による検出限界以上で、目標範囲又は目標値以下であることが好ましい。例えば、プリ駆動により発生する動作部品のピーク加速度値又は最大変位値は、目標範囲の中央値又は目標値の0.1~0.9倍とすることができ、0.2~0.8倍とすることができ、0.3~0.7倍とすることができ、0.4~0.6倍とすることができ、0.5倍とすることができる。 Further, the peak acceleration value or the maximum displacement value of the operating component generated by the pre-drive is not particularly limited, but is preferably above the detection limit by the detector and below the target range or the target value. For example, the peak acceleration value or maximum displacement value of the moving parts generated by the pre-drive can be 0.1 to 0.9 times the median value or the target value of the target range, and 0.2 to 0.8 times. It can be 0.3 to 0.7 times, 0.4 to 0.6 times, and 0.5 times.

さらに、プリ駆動による衝撃がもたらす触覚効果による影響を最小限にするために、プリ駆動と本駆動との間の時間間隔を短くすることが好ましい。より具体的には、人間の触感分解能(2回の刺激の最小時間間隔)以下のタイミングで、本駆動の制御信号を出力することが好ましい。一般的には、人間の触感分解能は、27msとされている。そのため、制御すべき運動力学特性が、アクチュエータの動作部品の加速度である場合、第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値と、前記第2パルス電圧により発生する動作部品のピーク加速度値との時間差が27ms以下であることが好ましく、26ms以下であることがより好ましく、25ms以下であることがさらにより好ましく、24ms以下であることがさらにより好ましく、23ms以下であることがさらにより好ましく、22ms以下であることがさらにより好ましく、21ms以下であることがさらにより好ましく、20ms以下であることがさらにより好ましく、19ms以下であることがさらにより好ましく、18ms以下であることがさらにより好ましく、17ms以下であることがさらにより好ましく、16ms以下であることがさらにより好ましく、15ms以下であることがさらにより好ましい。同様に、制御すべき運動力学特性が、アクチュエータの動作部品の変位である場合、第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値と、第2パルス電圧により発生する動作部品の最大変位値との時間差が27ms以下であることが好ましく、26ms以下であることがより好ましく、25ms以下であることがさらにより好ましく、24ms以下であることがさらにより好ましく、23ms以下であることがさらにより好ましく、22ms以下であることがさらにより好ましく、21ms以下であることがさらにより好ましく、20ms以下であることがさらにより好ましく、19ms以下であることがさらにより好ましく、18ms以下であることがさらにより好ましく、17ms以下であることがさらにより好ましく、16ms以下であることがさらにより好ましく、15ms以下であることがさらにより好ましい。 Further, it is preferable to shorten the time interval between the pre-drive and the main drive in order to minimize the influence of the tactile effect caused by the impact of the pre-drive. More specifically, it is preferable to output the control signal of this drive at a timing equal to or less than the human tactile resolution (minimum time interval between two stimuli). Generally, the human tactile resolution is 27 ms. Therefore, when the kinematic characteristic to be controlled is the acceleration of the operating component of the actuator, the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage and the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage. The time difference from the above is preferably 27 ms or less, more preferably 26 ms or less, further preferably 25 ms or less, further preferably 24 ms or less, still more preferably 23 ms or less. , 22 ms or less, even more preferably 21 ms or less, even more preferably 20 ms or less, even more preferably 19 ms or less, and even more preferably 18 ms or less. , 17 ms or less is even more preferable, 16 ms or less is even more preferable, and 15 ms or less is even more preferable. Similarly, when the kinematic characteristic to be controlled is the displacement of the operating component of the actuator, the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage and the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage. The time difference from the above is preferably 27 ms or less, more preferably 26 ms or less, further preferably 25 ms or less, further preferably 24 ms or less, still more preferably 23 ms or less. , 22 ms or less, even more preferably 21 ms or less, even more preferably 20 ms or less, even more preferably 19 ms or less, and even more preferably 18 ms or less. , 17 ms or less is even more preferable, 16 ms or less is even more preferable, and 15 ms or less is even more preferable.

前述のように、第1パルス電圧によるプリ駆動及び第2パルス電圧による本駆動の両方により所望の触覚効果が得られるので、プリ駆動及び本駆動の両方が併せて1回の触覚フィードバックを構成する。ここで1回の触覚フィードバックとは、1回のユーザ入力、又は1回のイベントに対応する電子機器の反応をいう。すなわち、1回の触覚フィードバックにより、ユーザは、電子機器が1回反応した、あるいは、特定のイベントが1回発生したと認識する。 As described above, since the desired tactile effect can be obtained by both the pre-drive by the first pulse voltage and the main drive by the second pulse voltage, both the pre-drive and the main drive together constitute one tactile feedback. .. Here, one tactile feedback means a reaction of an electronic device corresponding to one user input or one event. That is, with one tactile feedback, the user recognizes that the electronic device has reacted once or that a particular event has occurred once.

(6.アクチュエータの動作調整方法)
本発明は、別の側面において、電子機器に衝撃を付与するように構成されたアクチュエータの動作を調整する方法であって、
前記アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するステップと、
前記第1パルス電圧により駆動された前記アクチュエータの前記衝撃に関連する運動力学特性に基づいて、前記アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生し、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を制御するステップと
を含む方法に関する。
(6. Actuator operation adjustment method)
The present invention, in another aspect, is a method of adjusting the operation of an actuator configured to give an impact to an electronic device.
The step of generating the first pulse voltage for driving the actuator, and
A step of generating a second pulse voltage for driving the actuator and controlling the impact-related kinematic characteristics based on the impact-related kinematic characteristics of the actuator driven by the first pulse voltage. And how to include.

上記方法を実現するためには、前述の本発明に係る触覚フィードバックシステムを用いることができる。また、上記方法を実施するにあたり、触覚フィードバックシステムの作動態様は、前述と同様であり、個々では割愛する。 In order to realize the above method, the above-mentioned tactile feedback system according to the present invention can be used. Further, in carrying out the above method, the operation mode of the tactile feedback system is the same as described above, and is omitted individually.

図3は、アクチュエータの動作部品の加速度又は変位(縦軸)を制御すべき対象とした場合、本発明に係る触覚フィードバックシステムを用いた調整方法によって、加速度又は変位の時間変動(横軸)を示すグラフである。 FIG. 3 shows the time variation (horizontal axis) of acceleration or displacement by the adjustment method using the tactile feedback system according to the present invention, when the acceleration or displacement (vertical axis) of the moving component of the actuator is to be controlled. It is a graph which shows.

第1パルス電圧によるプリ駆動が行われると、アクチュエータの動作部品の運動力学特性の変動(当該グラフでは加速度又は変位)aが発生し、これを検出し、目標値a0と比較して、差分δがある場合に、これを用いて、目標値a0を得るための制御量b0を計算し第2パルス電圧を生成して目標値a0に達する本駆動を行なう。プリ駆動と本駆動の時間差Δtは、人間の触感分解能27ms以下に行なわれる。これにより、ユーザは本駆動による触覚フィードバックのみを感知する。本駆動による触覚フィードバックでは、加速度又は変位が目標値a0に制御されるため、環境の変動にかかわらず、ユーザに対し、常に一定の触覚フィードバックを提供することができる。 When pre-driving by the first pulse voltage is performed, fluctuations in the kinematic characteristics of the moving parts of the actuator (acceleration or displacement in the graph) a occur, which are detected and compared with the target value a0, and the difference δ If there is, this is used to calculate the control amount b0 for obtaining the target value a0, generate the second pulse voltage, and perform the main drive to reach the target value a0. The time difference Δt between the pre-drive and the main drive is set to a human tactile resolution of 27 ms or less. As a result, the user senses only the tactile feedback due to this drive. In the tactile feedback by this drive, since the acceleration or the displacement is controlled to the target value a0, it is possible to always provide a constant tactile feedback to the user regardless of the change in the environment.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本明細書において開示される各実施形態の具体的な特徴は互いに独立するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜組み合わせることができることが理解されるべきである。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the specific features of the respective embodiments disclosed in the present specification are not independent of each other and are usually used by those skilled in the art to the extent that they do not deviate from the gist of the present invention. It should be understood that it can be combined appropriately based on the knowledge of.

Claims (18)

電子機器に衝撃を付与するための触覚フィードバックシステムであって、
衝撃を発生するように構成されたアクチュエータと、
前記アクチュエータに駆動電圧を印加して、前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記衝撃に関連する運動力学特性を検出する検出部と、
前記駆動回路に対し、前記アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するための第1制御信号を送信し、前記第1パルス電圧により発生する前記衝撃に関連する前記運動力学特性に基づいて、前記駆動回路に対し、前記アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生するための第2制御信号を送信して、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を制御するように構成されたコントローラと
を備える触覚フィードバックシステム。
A tactile feedback system for giving impact to electronic devices.
Actuators configured to generate impact, and
A drive circuit that drives the actuator by applying a drive voltage to the actuator,
A detector that detects the kinematic properties related to the impact,
A first control signal for generating a first pulse voltage for driving the actuator is transmitted to the drive circuit, and the kinematic characteristics related to the impact generated by the first pulse voltage are used. Tactile sensation with a controller configured to send a second control signal to the drive circuit to generate a second pulse voltage to drive the actuator to control the kinematic properties associated with the impact. Feedback system.
前記制御により、前記衝撃に関連する前記運動力学特性が所定の範囲内又は目標値になる、請求項1に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 1, wherein the control causes the kinematic properties related to the impact to be within a predetermined range or to a target value. 前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品のピーク加速度値である、請求項1又は2に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 1 or 2, wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a peak acceleration value of the moving component. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値との時間差が27ms以下である、請求項3に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 3, wherein the time difference between the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage and the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. .. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値より小さい、請求項3又は4に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 3 or 4, wherein the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage. 前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品の最大変位値である、請求項1又は2に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 1 or 2, wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a maximum displacement value of the moving component. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値との時間差が27ms以下である、請求項6に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 6, wherein the time difference between the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage and the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. .. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値より小さい、請求項6又は7に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to claim 6 or 7, wherein the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage. 前記第1パルス電圧及び前記第2パルス電圧による前記アクチュエータの駆動が併せて1回の触覚フィードバックを構成する、請求項1~8のいずれか一項に記載の触覚フィードバックシステム。 The tactile feedback system according to any one of claims 1 to 8, wherein the driving of the actuator by the first pulse voltage and the second pulse voltage together constitutes one tactile feedback. 電子機器に衝撃を付与するように構成されたアクチュエータの動作を調整する方法であって、
前記アクチュエータを駆動する第1パルス電圧を発生するステップと、
前記第1パルス電圧により駆動された前記アクチュエータの前記衝撃に関連する運動力学特性に基づいて、前記アクチュエータを駆動する第2パルス電圧を発生し、前記衝撃に関連する前記運動力学特性を制御するステップと
を含む方法。
A method of adjusting the behavior of an actuator configured to give an impact to an electronic device.
The step of generating the first pulse voltage for driving the actuator, and
A step of generating a second pulse voltage for driving the actuator and controlling the impact-related kinematic characteristics based on the impact-related kinematic characteristics of the actuator driven by the first pulse voltage. And how to include.
前記制御により、前記衝撃に関連する前記運動力学特性が所定の範囲内又は目標値になる、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10, wherein the control causes the kinematic properties associated with the impact to be within a predetermined range or to a target value. 前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品のピーク加速度値である、請求項10又は11に記載の方法。 The method according to claim 10 or 11, wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the kinematic property related to the impact is a peak acceleration value of the moving component. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値との時間差が27ms以下である、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the time difference between the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage and the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品のピーク加速度値より小さい、請求項12又は13に記載の方法。 The method according to claim 12 or 13, wherein the peak acceleration value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the peak acceleration value of the operating component generated by the second pulse voltage. 前記アクチュエータは、衝撃的な動きが可能な動作部品を含み、前記衝撃に関連する前記運動力学特性は、前記動作部品の最大変位値である、請求項10又は11に記載の方法。 The method according to claim 10 or 11, wherein the actuator includes a moving component capable of impact movement, and the impact-related kinematic property is the maximum displacement value of the moving component. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値と、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値との時間差が27ms以下である、請求項15に記載の方法。 The method according to claim 15, wherein the time difference between the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage and the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage is 27 ms or less. 前記第1パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値が、前記第2パルス電圧により発生する前記動作部品の最大変位値より小さい、請求項15又は16に記載の方法。 The method according to claim 15 or 16, wherein the maximum displacement value of the operating component generated by the first pulse voltage is smaller than the maximum displacement value of the operating component generated by the second pulse voltage. 前記第1パルス電圧及び前記第2パルス電圧による前記アクチュエータの駆動が併せて1回の触覚フィードバックを構成する、請求項10~17のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 10 to 17, wherein the driving of the actuator by the first pulse voltage and the second pulse voltage together constitutes one tactile feedback.
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