JP5788375B2 - 操作装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態に係る操作装置1は、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を駆動部により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、不等間隔の間欠信号及び所定の変調周波数に設定されるPWM信号に基づいて生成される駆動制御信号Vcにより駆動部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を保持するホルダ34とが固定される。
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、モータ42によりタッチパネル24を上方へ押し上げて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6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、駆動信号生成部120、駆動回路130等から構成されている。この駆動制御部100は、不等間隔の間欠信号及び所定の変調周波数に設定されるPWM信号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。
モータ42を駆動してタッチパネル24を振動させる場合の目標電流値に基づいて、前述のように制御部110の割り込み処理時間が100μsとして、100μs毎に駆動指令の制御を行なう。
目標電流値が500mA〜100mAの場合は、PWM信号VPのデューティを93〜20%に設定することにより、不等間隔の間欠信号VRはON継続とすることができる。すなわち、駆動制御信号VCは、デューティ93〜20%の連続信号とすることができる。図7(d)で示した駆動電流Idの最大値IMを500mAとすると、上記の設定により、目標電流値を略500mA〜100mAとすることができる。
目標電流値が50mAの場合は、PWM信号VPのデューティを20%に設定し、不等間隔の間欠信号VRを、ON期間を100μs、OFF期間を100〜1100μsに設定する。図7(d)で示した駆動電流Idの最大値IMを500mAとすると、上記の設定により、目標電流値を略50〜8.3mAとすることができる。
目標電流値が20mAの場合は、PWM信号VPのデューティを20%に設定し、不等間隔の間欠信号VRを、ON期間を100μs、OFF期間を500〜2100μsに設定する。図7(d)で示した駆動電流Idの最大値IMを500mAとすると、上記の設定により、目標電流値を略16.7〜4.5mAとすることができる。
図8(a)は、目標電流値が50mAの場合に設定されるTicnt値の表である。このTicnt値は、図7で示した不等間隔の周期T1、T2、T3、・・・・・の周期の各値である。図8(b)は、目標電流値が20mAの場合に設定されるTicnt値の表である。このTicnt値は、図7で示した不等間隔の周期T1、T2、T3、・・・・・の周期の各値である。また、図9A、図9Bは、図8(a)、(b)のようにTicnt値が設定された場合の、それぞれの駆動電流Idを示す波形図である。
図8(a)に示すように、不等間隔の間欠信号を9周期の各Ticnt値で形成する。例えば、1周目のTicnt値を7として、これを初期値とする。Ticnt値=7は、図7で示したON期間T0の7倍を1周期の期間とすることである。2周目のTicnt値を4とする。初期値7から3を引いてAとする計算式とし、このAは、6周期のTicnt値の計算に用いる。同様な計算により、3周期〜9周期のTicnt値を決定する。
次に、上記のように構成された触覚呈示装置40について、その動作を説明する。
図10は、モータを回転させてタッチパネルを上、下方向に駆動して触覚呈示する場合の一連の電流駆動図を示す。次に示す(1)〜(7)までの各期間において、前述の駆動電流Id等によりモータ42を駆動して、タッチパネルを上下に振動させて触覚呈示を行なう。
以上のように構成された操作装置1を採用することで、以下の効果が得られる。
(2)上記のようにモータ42を間欠駆動する場合に、変調周波数を20kHz以上とすることにより、PWM信号に基づく可聴域周波数の聴感異音が発生することはない。
(3)モータ駆動の目標電流値によっては、間欠信号ではなく、所定の変調周波数のPWM信号により連続駆動が可能である。この場合は、聴域周波数の聴感異音が発生することはない。
(4)以上説明したように、不等間隔の間欠信号としてランダムに周期を設定して音の周波数を分散することにより、耳障りな音の改善が出来る。
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 (3)
- 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駆動部により駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、
不等間隔の間欠信号及び所定の変調周波数に設定されるPWM信号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。 - 前記間欠信号は、前記駆動部を駆動する電流量に応じて設定される不等間隔の周期のパルスが時系列に出力されるパルス列であることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
- 前記PWM信号は、前記変調周波数が可聴域周波数を超えた周波数に設定されることを特徴とする請求項1記載の操作装置。
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