TW202418723A - 控制裝置以及振動呈現裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種控制裝置以及振動呈現裝置,在開始操作設備的振動後調整振動衰減期間時抑制諧波的產生。控制裝置對電磁致動器進行控制,該電磁致動器使由彈性支承部以能夠彈性振動的方式支承的操作設備向該操作設備的振動方向的一方向驅動來使其振動,控制裝置具有對電磁致動器的線圈施加主驅動信號,在開始與針對操作設備的接觸操作對應的所述操作設備的振動之後,施加副驅動信號來調整振動的衰減期間的回路,副驅動信號具有以從零電壓偏移後的偏移電壓為中心值而變動的可變電壓,表示可變電壓的變動的波形是正弦函數的曲線或余弦函數的曲線,回路使所述偏移電壓在每個週期改變的同時施加所述副驅動信號。
Description
[0001]本發明涉及驅動電磁致動器的控制裝置以及振動呈現裝置。
[0002]以往,公知有如下結構:在操作作為操作設備的觸摸面板時,對與顯示於觸摸面板的顯示畫面接觸的操作者的指腹等,作為接觸操作感(接觸操作的感覺),通過電磁致動器賦予振動。
[0003]例如,在專利文獻1中示出了具有觸摸面板、作為彈性支承部發揮功能的偏置元件、電磁致動器等的觸覺介面裝置。在專利文獻1中,控制電磁致動器的控制裝置在施加起動振動的主驅動脈衝作為驅動電磁致動器的電壓後,施加起動脈衝、制動脈衝,延長或縮短振動衰減期間。
[0004]在專利文獻1所示的觸覺介面裝置中,在施加主驅動脈衝後,對電磁致動器的線圈施加矩形波的起動脈衝或制動脈衝,延長或縮短振動衰減期間。但是,在施加矩形波的脈衝的情況下,例如,由於在其施加時或停止時流過線圈的電流的變動,有時在振動的加速度波形中重疊諧波(參照後述的圖14、圖15)。若在振動的加速度波形中重疊諧波,則由振動引起的接觸操作感變得不適,或者產生異響。因此,期望抑制這樣的諧波的產生。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[0005][專利文獻1]日本特開2010-287232號公報
[發明所要解決的問題]
[0006]本發明是鑒於該點而完成的,其目的在於提供一種在開始操作設備的振動之後調整振動衰減期間時能夠抑制諧波的產生的控制裝置以及振動呈現裝置。
[解決問題的技術手段]
[0007]本發明的控制裝置對電磁致動器進行控制,該電磁致動器使由彈性支承部以能夠彈性振動的方式支承的操作設備向該操作設備的振動方向的一方向驅動並使該操作設備振動,所述控制裝置具有對所述電磁致動器的線圈施加主驅動信號,在開始與針對所述操作設備的接觸操作對應的所述操作設備的振動之後,施加副驅動信號來調整所述振動的衰減期間的回路,所述副驅動信號具有以從零電壓偏移後的偏移電壓為中心值而變動的可變電壓,表示所述可變電壓的變動的波形是正弦函數的曲線或余弦函數的曲線,所述回路使所述偏移電壓在每個週期改變的同時,施加所述副驅動信號。
[0008]本發明的振動呈現裝置具備:電磁致動器,其將由彈性支承部以能夠彈性振動的方式支承的操作設備向該操作設備的振動方向的一方向驅動並使該操作設備振動;以及上述的控制裝置。
[發明的效果]
[0009]根據本發明,能夠在開始操作設備的振動之後調整振動衰減期間時抑制諧波的產生。
[0011]以下,參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
[0012]在本實施方式中,使用正交坐標系(X,Y,Z)進行說明。在後述的圖中也以共同的正交坐標系(X,Y,Z)表示。以下,具有控制裝置1的振動呈現裝置200的寬度、進深、高度分別是X方向、Y方向、Z方向的長度,電磁致動器10的寬度、進深、高度也分別對應地設為X方向、Y方向、Z方向的長度。另外,Z方向正側是對操作者賦予振動回饋的方向,設為“上側”,Z方向負側是操作者操作時按壓的方向,設為“下側”來進行說明。
[0013](使用了控制裝置1的振動呈現裝置200的基本結構)
圖1所示的振動呈現裝置200具有控制裝置1、控制裝置1進行驅動控制的電磁致動器10、操作者進行接觸操作的操作設備(觸摸面板2)等。在振動呈現裝置200中,與操作者對操作設備的接觸操作對應地對操作設備賦予振動。即,經由操作設備,對接觸操作設備而進行操作的操作者賦予接觸操作感(也稱為“觸感”)。
[0014]在本實施方式中,操作設備是將圖像顯示於畫面並通過與畫面接觸而被操作的觸摸面板2。觸摸面板2是靜電式、電阻膜式、光學式等的觸摸面板。觸摸面板2檢測操作者的接觸位置。觸摸面板2由控制裝置1控制。控制裝置1能夠經由未圖示的觸摸面板控制部得到操作者的觸摸位置的資訊。另外,觸摸面板2的畫面也可以由液晶方式、有機EL方式、電子紙方式、等離子體方式等的顯示部構成,並由控制裝置1控制。控制裝置1控制未圖示的顯示資訊控制部,在畫面上對操作者顯示與所呈現的振動的種類對應的圖像。
[0015]另外,在此,控制裝置1進行操作者的觸摸位置的資訊取得、與所呈現的振動的種類對應的圖像顯示等,但也可以設置成為與控制裝置1不同的控制裝置的微機,微機將控制裝置1與觸摸面板2之間連接。在該情況下,微機經由觸摸面板控制部取得操作者的觸摸位置的資訊,或者控制顯示資訊控制部,對操作者將與呈現的振動的種類對應的圖像顯示於畫面。另外,微機也可以將與所取得的操作者的觸摸位置的資訊對應的振動相關的資訊(波形資料等)向控制裝置1輸出,或者將在後述的圖11中說明的觸發信號向控制裝置1輸出。此外,微機是微型電腦,例如由半導體晶片構成。
[0016]振動呈現裝置200例如作為電子設備而用作汽車導航系統的觸摸面板裝置。振動呈現裝置200作為向與觸摸面板2的畫面2a接觸而操作的操作者呈現振動的裝置發揮功能。此時,作為振動呈現裝置200,只要是通過對與振動物件接觸的操作者呈現振動來對操作者賦予觸感的電子設備,則可以是任意的設備。例如,振動呈現裝置200也可以是智慧手機、平板型電腦、電視機等圖像顯示裝置、帶觸摸面板的遊戲機或者帶觸摸面板的遊戲控制器等。
[0017]在本實施方式中,在振動呈現裝置200中,在操作者的指腹等與觸摸面板2的畫面2a接觸而操作時,與此對應地,控制裝置1驅動電磁致動器10使其振動。通過該振動,對操作者賦予觸感。本實施方式的控制裝置1與操作者操作的顯示圖像對應地賦予各種觸感。控制裝置1例如賦予作為觸覺開關、交替型開關、暫態開關、撥動開關、滑動開關、旋轉開關、DIP開關、搖臂開關等機械式開關的觸感。另外,在按壓式的開關中,也能夠賦予按壓程度不同的開關的觸感。
[0018]此外,在振動呈現裝置200中,也可以代替作為操作設備的觸摸面板2,而設為不具有顯示功能而僅是操作者能夠觸摸操作的操作設備。
[0019]在圖1所示的振動呈現裝置200中,電磁致動器10配置於觸摸面板2與配置於觸摸面板2的背面側的作為裝置背面部的基台3之間。控制裝置1可以設置於電磁致動器10自身,也可以設置於基台3。
[0020]觸摸面板2在背面側固定於電磁致動器10的可動體40(參照圖2)的面部固定部44。另外,基台3被配置成與觸摸面板2對置,電磁致動器10的固定體30(參照圖2)經由支柱部3a固定於基台3。這樣,電磁致動器10被配置成在觸摸面板2與基台3的中央部各自之間相互連接。
[0021]觸摸面板2自身與電磁致動器10的可動體40一體地驅動。在操作者按壓觸摸面板2的畫面進行操作時,操作者的手指等與畫面接觸的方向、例如相對於觸摸面板2的畫面垂直地按壓的方向是與電磁致動器10中的可動體40的振動方向即Z方向相同的方向。
[0022]根據安裝有控制裝置1、觸摸面板2、電磁致動器10的振動呈現裝置200,使觸摸面板2直接動作,即,使觸摸面板2與可動體40一起在與手指的接觸方向相同的方向上驅動,因此能夠使觸摸面板2直接振動。
[0023]因此,在與顯示於觸摸面板2的機械式開關等的圖像接觸而進行操作時,使可動體40可動,能夠賦予與圖像對應的操作感、例如與操作實際的機械式開關時的操作感同樣的接觸操作感的振動。由此,能夠表現使用感覺良好的操作。
[0024]<電磁致動器10的整體結構>
圖2是作為本發明的實施方式的控制裝置1進行驅動控制的一例的電磁致動器10的表面側外觀立體圖,圖3是電磁致動器10的背面側外觀立體圖,圖4是電磁致動器的平面圖。另外,圖5是圖4的A-A線箭頭方向剖視圖,圖6是本發明的實施方式的控制裝置1的電磁致動器10的分解立體圖。另外,圖7是表示在電磁致動器10設置有感測器的狀態的剖視圖。
[0025]在本實施方式中,圖2~圖7所示的電磁致動器10安裝于應用了控制裝置1的電子設備,作為操作設備的一例即觸摸面板2(參照圖1)的振動產生源發揮功能。
[0026]電磁致動器10具有包含線圈22的電磁鐵和包含由磁性體構成的磁軛的可動體40,詳細內容後述。電磁致動器10使用線圈22向一方向驅動可動體40,通過產生作用力的部件(板狀彈性部50)的作用力使可動體40向與一方向相反的方向移動,從而使可動體40直線往復移動(振動)。這樣,電磁致動器10作為振動致動器發揮功能。
[0027]通過與操作者在觸摸面板2的畫面2a上的接觸操作對應地將振動傳遞給操作者並使操作者感受到該振動,能夠使觸摸了觸摸面板2的操作者進行直觀的操作。此外,觸摸面板2具有接受操作者在觸摸面板2上的接觸操作並輸出其接觸位置的接觸位置輸出部。基於由接觸位置輸出部輸出的接觸位置資訊以及驅動定時,控制裝置1生成致動器驅動信號(以下,稱為驅動信號),以便產生與接觸操作對應的振動。並且,控制裝置1向電磁致動器10的包含線圈22的回路施加所生成的驅動信號,向線圈22供給驅動電流。
[0028]將驅動電流供給至線圈22的電磁致動器10產生與從觸摸面板2輸出的接觸位置對應的振動,並傳遞到觸摸面板2,使觸摸面板2直接振動。這樣,接受由觸摸面板2接受的操作者的操作,與此對應地驅動電磁致動器10。
[0029]電磁致動器10通過向線圈22供給驅動電流,克服作用力而使可動體40向一方向(例如,Z方向負側)移動。另外,電磁致動器10通過停止向線圈22供給驅動電流,釋放作用力,通過該作用力使可動體40向另一方向側(Z方向正側)移動。電磁致動器10通過供給和停止向線圈22的驅動電流使可動體40及操作設備振動。電磁致動器10不使用磁鐵地驅動可動體40,而使操作設備振動。
[0030]在本實施方式中,如後述的圖10中說明的那樣,驅動信號是從驅動信號生成部130向驅動部140輸出並施加於包含線圈22的回路的電壓信號。當向作為包含線圈22的回路的驅動部140施加驅動信號時,在驅動部140中生成驅動電流,並向線圈22供給。
[0031]另外,在本實施方式中,如後述的圖11中說明的那樣,驅動信號由主驅動信號和副驅動信號構成,與主驅動信號及副驅動信號分別對應的驅動電流作為驅動可動體40的驅動電流被供給至線圈22。並且,當向線圈22供給與主驅動信號對應的主驅動電流時,可動體40向一方向移動而開始主要的振動。之後,當向線圈22供給與副驅動信號對應的副驅動電流時,根據副驅動信號的供給定時,調整振動的衰減期間,該期間延長或變短。
[0032]對電磁致動器10的結構進行說明。電磁致動器10具有線圈22、具有芯部24的芯部組裝體20、具有基座部32的固定體30、具有磁軛41的可動體40、板狀彈性部(彈性支承部)50(50-1、50-2)等。板狀彈性部50將可動體40彈性支承為能夠相對於固定體30沿振動方向移動。
[0033]電磁致動器10以使由板狀彈性部50支承為能夠移動的可動體40相對於固定體30向一方向移動的方式進行驅動。相對于向一方向移動的可動體40,向與一方向相反的方向的移動通過板狀彈性部50的作用力來進行。
[0034]具體而言,電磁致動器10通過芯部組裝體20使可動體40的磁軛41振動。具體而言,通過由通電的線圈22及被通電的線圈22勵磁的芯部24的吸引力和由板狀彈性部50(50-1、50-2)產生的作用力,使可動體40振動。
[0035]電磁致動器10構成為以Z方向為厚度方向的扁平形狀。電磁致動器10使可動體40以Z方向、即厚度方向為振動方向相對於固定體30振動,使在電磁致動器10中在厚度方向上分離配置的表背面中的一個面相對於另一個面在Z方向上接近、分離。
[0036]在本實施方式中,電磁致動器10通過芯部24的吸引力,使可動體40向作為一方向的Z方向負側移動,通過板狀彈性部50(50-1、50-2)的作用力,使可動體40向作為與一方向相反的方向的Z方向正側移動。
[0037]在本實施方式的電磁致動器10中,可動體40在相對於可動體40的可動中心呈點對稱的位置,被沿著與Z方向正交的方向配置有多個的板狀彈性部50(50-1、50-2)彈性支承,但不限於該結構。
[0038]板狀彈性部50固定於可動體40與固定體30之間,至少在與芯部24的兩端部(磁極部242、244;參照圖5)中的一個端部對置的方向上,將可動體40彈性支承為相對於固定體30移動自如。板狀彈性部50只要是這樣的結構,則可以任意設置。
[0039]例如,板狀彈性部50也可以將可動體40彈性支承為相對於固定體30(芯部組裝體20)在與芯部24的一方的端部(磁極部242或者磁極部244)對置的方向上移動自如。另外,板狀彈性部50-1、50-2也可以配置成相對於可動體40的中心線對稱,也可以使用兩個以上的多個板狀彈性部50。各個板狀彈性部50-1、50-2的一端側固定於固定體30,另一端側固定於可動體40,將可動體40支承為能夠相對於固定體30沿振動方向(Z方向,在此為上下方向)移動。
[0040]<固定體30>
如圖5至圖9所示,固定體30具有:芯部組裝體20,其具有線圈22和芯部24;以及基座部32。
[0041]基座部32固定有芯部組裝體20,經由板狀彈性部50(50-1、50-2)將可動體40支承為在振動方向上可動自如。基座部32是扁平形狀的部件,形成電磁致動器10的底面。基座部32具有安裝部32a,該安裝部32a以夾著芯部組裝體20的方式固定板狀彈性部50(50-1、50-2)的一端部。安裝部32a分別與芯部組裝體20隔開相同的間隔地配置。另外,該間隔是成為板狀彈性部50(50-1、50-2)的變形區域的間隔。
[0042]安裝部32a具有固定板狀彈性部50(50-1、50-2)的固定孔321和用於將基座部32固定於基台3(參照圖1)的固定孔322。固定孔322以夾著固定孔321的方式設置於安裝部32a的兩端部。由此,基座部32相對於基台3(參照圖1)整面穩定地被固定。
[0043]在本實施方式中,基座部32構成為,對金屬板進行加工,作為安裝部32a的一邊部和另一邊部位於隔著底面部32b在進深方向上分離的位置。在安裝部32a之間設置有凹狀部,該凹狀部具有高度比安裝部32a低的底面部32b。凹狀部內、即底面部32b的表面側的空間是用於確保板狀彈性部50(50-1、50-2)的彈性變形區域的空間,是用於確保由板狀彈性部50(50-1、50-2)支承的可動體40的可動區域的空間。
[0044]底面部32b為矩形狀,在其中央部形成有開口部36,在該開口部36內配置有芯部組裝體20。
[0045]開口部36是與芯部組裝體20的形狀對應的形狀。在本實施方式中,開口部36形成為正方形狀。由此,使芯部組裝體20和可動體40配置於電磁致動器10的中央部,能夠使電磁致動器10整體在俯視時呈大致正方形狀。此外,開口部36也可以是矩形(包括正方形)。
[0046]在開口部36內插入有芯部組裝體20的下側的繞線管26的分割體26b和線圈22的下側部分,側面觀察時以芯部24位於底面部32b上的方式固定。由此,與在底面部32b上安裝芯部組裝體20的結構相比,Z方向的長度(厚度)變薄。另外,芯部組裝體20的一部分、在此為底面側的一部分以嵌入到開口部36內的狀態被固定,因此芯部組裝體20以難以從底面部32b脫落的狀態被牢固地固定。
[0047]<芯部組裝體20>
芯部組裝體20通過在芯部24的外周經由繞線管26捲繞線圈22而構成。
[0048]若對線圈22通電,則芯部組裝體20通過與板狀彈性部50(50-1、50-2)的協作,使可動體40的磁軛41振動(沿Z方向往復直線移動)。
[0049]在本實施方式中,芯部組裝體20形成為矩形板狀。在芯部組裝體20中,在矩形板狀的長邊方向(X方向)上分離的兩邊部分配置有磁極部242、244。
[0050]這些磁極部242、244配置為能夠在X方向上隔開間隙地與可動體40的被吸引面部46、47對置。在本實施方式中,作為上表面的對置面(對置面部)20a、20b在可動體40的振動方向(Z方向)上與磁軛41的被吸引面部46、47的下表面斜向地接近。
[0051]如圖2所示,芯部組裝體20以線圈22的捲繞軸朝向在基座部32中分離的安裝部32a彼此的對置方向(與振動方向正交的X方向)的方式固定於基座部32。在本實施方式中,芯部組裝體20配置於基座部32的中央部,具體而言,配置於底面部32b的中央部。如圖3~圖9所示,芯部組裝體20以芯部24與底面部32b平行且跨過開口部36地位於底面上的方式固定於底面部32b。芯部組裝體20在使線圈22以及捲繞線圈22的部位(芯部主體241)位於基座部32的開口部36內的狀態下被固定。
[0052]具體而言,芯部組裝體20相對於底面部32b,在將線圈22配置於開口部36內的狀態下,通過使螺釘68穿過固定孔28和底面部32b的止動孔33(參照圖6)進行緊固而被固定。芯部組裝體20和底面部32b成為以由在Y方向上分離的開口部36的兩邊部和磁極部242、244夾著線圈22的方式通過作為止動構件的螺釘68在線圈22的軸心上的兩處接合的狀態。
[0053]線圈22是在電磁致動器10驅動時被通電而產生磁場的螺線管。線圈22與芯部24及可動體40一起構成吸附可動體40並使其移動的磁回路(磁路)。詳細情況參照後述的圖10進行說明,通過將由控制裝置1生成的驅動信號施加於包含線圈22的回路,向線圈22供給驅動電流,來驅動電磁致動器10。
[0054]芯部24具有捲繞有線圈22的芯部主體241和設置於芯部主體241的兩端部並通過對線圈22通電而勵磁的磁極部242、244。芯部24只要是具有通過線圈22的通電而兩端部成為磁極部242、244的長度的構造,則可以是任意的構造。例如,也可以形成為直線型(I型)平板狀,但本實施方式的芯部24形成為俯視H型的平板狀。
[0055]在I型的芯部的情況下,在I型芯部的兩端部(磁極部),隔著氣隙G對置的被吸引面部46、47側的面(氣隙側面)的面積變窄。由此,磁回路中的磁阻變高,轉換效率有可能降低。另外,在芯部上安裝繞線管時,芯部的長度方向上的繞線管的定位消失或變小,因此需要另外設置。
[0056]與此相對,芯部24為H型,因此能夠在芯部主體241的兩端部使氣隙側面在前後方向(Y方向)上擴大得比捲繞線圈22的芯部主體241的寬度長,能夠降低磁阻來實現磁回路的效率的改善。另外,僅通過在磁極部242、244中從芯部主體241伸出的部位之間嵌入繞線管26就能夠進行線圈22的定位,不需要另外設置繞線管26相對於芯部24的定位部件。
[0057]芯部24在捲繞有線圈22的板狀的芯部主體241的兩端部分別向與線圈22的捲繞軸正交的方向突出地設置有磁極部242、244。
[0058]芯部24是由軟磁性材料等構成的磁性體,例如由矽鋼板、坡莫合金、鐵氧體等形成。另外,芯部24也可以由電磁不銹鋼、燒結材料、MIM(金屬注射成型)材料、層疊鋼板、電鍍鋅鋼板(SECC)等構成。
[0059]磁極部242、244通過向線圈22通電而被勵磁,吸引在振動方向(Z方向)上分離的可動體40的磁軛41並移動。具體而言,磁極部242、244通過產生的磁通來吸引隔著間隙G對置配置的可動體40的被吸引面部46、47。
[0060]在本實施方式中,磁極部242、244是在與沿X方向延伸的芯部主體241垂直的方向即Y方向上延伸的板狀體。磁極部242、244在Y方向上長,因此與形成於芯部主體241的兩端部的結構相比,與磁軛41對置的對置面20a、20b的面積大。
[0061]繞線管26被配置成包圍芯部24的芯部主體241的長度方向的周圍。繞線管26例如由樹脂材料形成。由此,能夠確保與金屬制的其他部件(例如,芯部24)的電絕緣,因此作為電路的可靠性提高。通過在樹脂材料中使用高流動的樹脂,成形性變好,能夠在確保繞線管26的強度的同時使壁厚變薄。另外,繞線管26通過以夾著芯部主體241的方式組裝分割體26a、26b而形成為覆蓋芯部主體241的周圍的筒狀體。在繞線管26上,在筒狀體的兩端部設置有凸緣,規定為線圈22位於芯部主體241的外周上。
[0062]<可動體40>
可動體40被配置成在與振動方向(Z方向)正交的方向上隔開間隙而與芯部組裝體20對置。可動體40設置為相對於芯部組裝體20在振動方向上往復移動自如。
[0063]可動體40具有磁軛41,並包括固定於磁軛41的板狀彈性部50-1、50-2的可動體側固定部54。
[0064]可動體40被配置成經由板狀彈性部50(50-1、50-2),相對於底面部32b能夠在接觸分離方向(Z方向)上移動且大致平行地分離而懸吊的狀態(基準常態位置)。
[0065]磁軛41是對線圈22通電時產生的磁通的磁路,是由電磁不銹鋼、燒結材料、MIM(金屬注射成型)材料、層疊鋼板、電鍍鋅鋼板(SECC)等磁性體構成的板狀體。在本實施方式中,磁軛41是對SECC板進行加工而形成的。
[0066]磁軛41通過分別固定於在X方向上分離的被吸引面部46、47的板狀彈性部50(50-1、50-2),以在振動方向(Z方向)上隔開間隙G(參照圖7)而與芯部組裝體20對置的方式懸吊設置。
[0067]磁軛41具有安裝操作設備(參照圖1所示的觸摸面板2)的面部固定部44和與磁極部242、244對置配置的被吸引面部46、47。
[0068]磁軛41形成為在中央部具有開口部48的矩形框狀,具有包圍開口部48的面部固定部44和被吸引面部46、47。
[0069]開口部48與線圈22對置。在本實施方式中,開口部48位於線圈22的正上方,開口部48的開口形狀形成為在磁軛41向底面部32b側移動時能夠供芯部組裝體20的線圈22部分插入的形狀。
[0070]磁軛41通過設為具有開口部48的結構,與沒有開口部48的情況相比,能夠使電磁致動器整體的厚度變薄。
[0071]另外,由於使芯部組裝體20位於開口部48內,因此不在線圈22附近配置磁軛41而能夠抑制由從線圈22洩漏的漏磁通引起的轉換效率的降低,能夠實現高輸出。
[0072]面部固定部44具有對作為操作設備的一例的觸摸面板2進行面接觸而固定的固定面44a。固定面44a在俯視時呈梯形形狀,與經由插入到面部固定孔42的螺釘等止動部件而固定於面部固定部44的觸摸面板2面接觸。
[0073]板狀彈性部50-1、50-2的可動體側固定部54分別以層疊的狀態固定於被吸引面部46、47。在被吸引面部46、47設置有在向底面部32b側移動時避開芯部組裝體20的螺釘64的頭部的缺口部49。
[0074]由此,即使可動體40向底面部32b側移動,被吸引面部46、47接近磁極部242、244,也不會與將磁極部242、244固定於底面部32b的螺釘68接觸,能夠確保相應的Z方向的磁軛41的可動區域。
[0075]<板狀彈性部50(50-1、50-2)>
板狀彈性部50(50-1、50-2)將可動體40支承為相對於固定體30可動自如。板狀彈性部50(50-1、50-2)將可動體40的上表面支承為與芯部組裝體20的上表面相同的高度,或者在比固定體30的上表面(在本實施方式中為芯部組裝體20的上表面)靠下表面側相互平行。另外,板狀彈性部50-1、50-2具有相對於可動體40的中心對稱的形狀,在本實施方式中,是同樣形成的部件。
[0076]板狀彈性部50以使磁軛41與芯部組裝體20的芯部24的磁極部242、244隔開間隙G對置的方式大致平行地配置。板狀彈性部50在比與芯部組裝體20的上表面的高度水準大致相同的水準靠底面部32b側的位置,在振動方向上移動自如地支承可動體40的下表面。
[0077]板狀彈性部50是板簧,具有固定體側固定部52、可動體側固定部54、連接固定體側固定部52和可動體側固定部54的蜿蜒形狀的彈性臂部56。
[0078]板狀彈性部50在安裝部32a的表面安裝固定體側固定部52,在磁軛41的被吸引面部46、47的表面安裝可動體側固定部54,使彈性臂部56與底面部32b平行地安裝可動體40。
[0079]固定體側固定部52與安裝部32a面接觸並通過螺釘62接合固定,可動體側固定部54與被吸引面部46、47面接觸並通過螺釘64接合固定。
[0080]彈性臂部56是具有彈性變形的蜿蜒形狀部的臂部。在本實施方式中,彈性臂部56具有沿固定體側固定部52與可動體側固定部54的對置方向延伸並折回的形狀。在彈性臂部56中,分別與固定體側固定部52和可動體側固定部54接合的端部形成於在Y方向上錯開的位置。彈性臂部56配置在相對於可動體40的中心點對稱或線對稱的位置。
[0081]由此,由於可動體40在兩側被具有蜿蜒形狀的彈簧的彈性臂部56支承,因此能夠實現彈性變形時的應力分散。即,板狀彈性部50能夠使可動體40相對於芯部組裝體20不傾斜地沿振動方向(Z方向)移動,能夠實現振動狀態的可靠性的提高。
[0082]板狀彈性部50分別具有至少兩個以上的彈性臂部56。由此,與板狀彈性部50分別具有一個彈性臂部的情況相比,彈性變形時的應力被分散,能夠實現可靠性的提高,並且對可動體40的支承的平衡變好,能夠實現穩定性的改善。
[0083]在本實施方式中,板狀彈性部50由磁性體構成。另外,板狀彈性部50的可動體側固定部54配置於在線圈捲繞軸方向上與芯部的兩端部(磁極部242、244)對置的位置或其上側,成為磁路。
[0084]在本實施方式中,可動體側固定部54以層疊的狀態固定於被吸引面部46、47的上側。由此,能夠增大與芯部組裝體的磁極部242、244對置的被吸引面部46、47的厚度(Z方向、振動方向的長度)H(參照圖7)作為磁性體的厚度。由於板狀彈性部50的厚度與磁軛41的厚度相同,因此能夠使與磁極部242、244對置的磁性體的部位的截面積成為2倍。由此,與板簧為非磁性的情況相比,能夠擴張磁回路的磁路,緩和磁回路中的磁飽和引起的特性的降低,實現輸出提高。
[0085]此外,在本實施方式的電磁致動器10中,也可以設置檢測固定於面部固定部44的操作設備被操作時的可動體40的壓入量、與壓入相關的量的檢測部。在本實施方式中,例如,如圖6至圖7所示,作為與壓入相關的量的檢測部,也可以設置檢測板狀彈性部50的應變的應變檢測感測器70。
[0086]應變檢測感測器70檢測面部固定部44被向底面部32b側壓入時變形的板狀彈性部50的應變。檢測出的應變作為檢測信號輸出到控制裝置1。如後述的圖11中說明的那樣,控制裝置1基於檢測信號生成驅動信號(副驅動信號),並施加於包括線圈22的回路。由此,線圈22被通電,吸引磁軛41,使可動體40移動(振動)。
[0087]這樣,也可以使用應變檢測感測器70,基於檢測與操作者的接觸操作、即可動體40的壓入相關的量的感測器的檢測結果,由控制裝置1調整可動體40(操作設備)的振動週期。另外,也可以與應變檢測感測器70獨立地,與由操作設備檢測到的操作者的接觸位置的顯示方式聯動地,將產生與該顯示方式對應的振動的操作信號輸出至控制裝置1,與此相應地,控制裝置1控制可動體40的振動週期。
[0088]在本實施方式中,控制裝置1即使不判定被操作的操作設備的位移量(例如,壓入量),只要能夠檢測操作者對操作設備的接觸,就能夠實現針對接觸的振動回饋。此外,控制裝置1如果能夠判定實際的操作設備的位移量,例如,作為與該位移量對應的量,如果能夠檢測對板狀彈性部50的壓入量,則能夠使用該檢測結果,實現更自然的觸感的表現。
[0089]在此,應變檢測感測器70在板狀彈性部50的彈性臂部56安裝於應變大的根部附近,另外,配置於不妨礙其他部件的區域即所謂的死區。
[0090]此外,應變檢測感測器70不限於安裝於一處,也可以安裝於多處。在該情況下,優選應變檢測感測器70以相對於操作設備的操作面的中心呈放射狀等間隔地包圍的方式配置於至少3處以上。例如,參照圖6對一個例子進行說明,應變檢測感測器70分別配置於板狀彈性部50-1、50-2的彈性臂部56,合計配置於四個部位。由此,電磁致動器10以面承受操作設備被操作時的操作設備的位移,應變檢測感測器70能夠高精度地檢測伴隨位移的板狀彈性部50的應變。
[0091]另外,在此,電磁致動器10是固定於固定體30側的芯部組裝體20使經由板狀彈性部50支承於固定體30的可動體40(磁軛41)振動的磁軛振動型的結構。取而代之,也可以是經由板狀彈性部支承於固定體的可動體具有芯部組裝體,可動體自身相對于固定體振動的芯部振動型的結構的電磁致動器。在這樣的結構的情況下,可以將檢測與操作設備被操作時的壓入相關的量(應變)的應變檢測感測器安裝於板狀彈性部,另外,也可以安裝於可動體側的部件(例如,連接操作設備與可動體的框架等)。
[0092]另外,也可以代替應變檢測感測器70,在板狀彈性部50的下方,在與板狀彈性部50的變形部分對置的底面部32b上配置測定與被壓入而位移的板狀彈性部50之間的距離的靜電電容感測器等壓入量檢測用的檢測部。
[0093]圖8是表示電磁致動器10的磁回路的圖。此外,圖8是以圖4的A-A線切斷的電磁致動器10的立體圖,磁回路的未圖示的部分也具有與圖示的部分相同的磁通的流動M。另外,圖9是示意性地表示基於磁回路的可動體的移動的剖視圖。詳細而言,圖9A是通過板狀彈性部50將可動體40保持於從芯部組裝體20分離的位置的狀態的圖,圖9B示出了通過基於磁回路的磁動勢向芯部組裝體20側吸引而移動的可動體40。
[0094]具體而言,當對線圈22通電時,芯部24被勵磁而產生磁場,芯部24的兩端部成為磁極。例如,在圖8中,在芯部24中,磁極部242為N極,磁極部244為S極。於是,在芯部組裝體20與磁軛41之間形成磁通的流動M所示的磁回路。該磁回路中的磁通的流動M從磁極部242流向對置的磁軛41的被吸引面部46,通過磁軛41的面部固定部44,從被吸引面部47到達與被吸引面部47對置的磁極部244。在本實施方式中,板狀彈性部50也是磁性體。因此,流過被吸引面部46的磁通(用磁通的流動M表示)通過磁軛41的被吸引面部46以及可動體側固定部54,從被吸引面部46的兩端經由面部固定部44到達被吸引面部46以及板狀彈性部50-2的可動體側固定部54的兩端。
[0095]由此,根據電磁螺線管的原理,芯部組裝體20的磁極部242、244產生吸引磁軛41的被吸引面部46、47的吸引力F。於是,磁軛41的被吸引面部46、47被芯部組裝體20的磁極部242、244雙方吸附。由此,在磁軛41的開口部48內插入線圈22,包括磁軛41的可動體40克服板狀彈性部50的作用力而向F方向移動(參照圖9A及圖9B)。
[0096]另外,若解除向線圈22的通電,則磁場消失,芯部組裝體20對可動體40的吸引力F消失,通過板狀彈性部50的作用力,向原來的位置移動(向-F方向移動)。
[0097]通過反復進行該動作,電磁致動器10能夠使可動體40往復直線移動而產生振動方向(Z方向)的振動。
[0098]通過使可動體40往復直線移動,作為固定可動體40的操作設備的觸摸面板2也追隨可動體40在Z方向上位移。在本實施方式中,驅動引起的可動體40的位移、即觸摸面板2的位移量G1(參照圖1)設為0.03mm~0.3mm的範圍。該位移量的範圍是在作為操作設備的觸摸面板2的畫面2a中能夠賦予與操作者按壓的顯示對應的振動的範圍。
[0099]例如,在畫面2a中成為操作者的按壓物件的顯示是機械式的按鈕或者各種開關的情況下,是能夠賦予與實際按壓這些機械式的按鈕或者各種開關時相同觸感的振幅的範圍。該範圍在可動體40的振幅的位移較小時觸感變得不充分,另外,在較大時感到不適。
[0100]在電磁致動器10中,通過將磁軛41的被吸引面部46、47接近設置於芯部組裝體20的磁極部242、244,能夠提高磁回路效率,實現高輸出。另外,在電磁致動器10中,由於不使用磁鐵,因此成為低成本的構造。通過作為板狀彈性部50(50-1、50-2)的蜿蜒形狀的彈簧,能夠進行應力分散,能夠實現可靠性的提高。特別是,由於通過多個板狀彈性部50(50-1、50-2)支承可動體40,因此能夠更有效地進行應力分散。這樣,電磁致動器10能夠對通過上下方向驅動而在上下方向上與畫面2a接觸的操作者提供直接的觸感。
[0101]具有供線圈22捲繞的芯部24的芯部組裝體20固定於固定體30,該芯部組裝體20配置於可動體40的磁軛41的開口部48內,該可動體40被板狀彈性部50支承為相對於固定體30在Z方向上可動自如。由此,不需要為了產生磁力而在Z方向上驅動可動體而將分別設置於固定體及可動體的部件在Z方向上重疊設置(例如,將線圈和磁鐵在Z方向上對置配置),因此作為電磁致動器能夠減薄Z方向的厚度。並且,通過不使用磁鐵而使可動體40往復直線移動,能夠對操作設備賦予作為觸覺感覺的振動。這樣,由於支承構造簡單,因此設計變得簡單,能夠實現省空間化,能夠實現電磁致動器10的薄型化。另外,由於不是使用磁鐵的致動器,因此與使用磁鐵的結構相比,能夠實現成本的低廉化。
[0102]以下,對電磁致動器10的驅動原理進行簡單說明。電磁致動器10也能夠使用下述的運動方程式以及回路方程式產生諧振現象來進行驅動。此外,作為動作,不是諧振驅動,而是表現作為操作設備的觸摸面板2所顯示的機械式開關的操作感,在本實施方式中,通過經由控制裝置1向線圈22供給驅動電流來進行驅動。作為機械式開關,例如可列舉觸覺開關、交替型開關、暫態開關、撥動開關、滑動開關、旋轉開關、DIP開關、搖杆開關。
[0103]此外,電磁致動器10中的可動體40基於式(1)、(2)進行往復運動。
[0104][數式1]
m:品質[kg]
x(t):位移[m]
K
f:推力常數[N/A]
i(t):電流[A]
K
sp:彈簧常數[N/m]
D:衰減係數[N/(m/s)]
[0105][數式2]
e(t):電壓[V]
R:電阻[Ω]
L:電感[H]
K
e:反電動勢常數[V/(rad/s)]
[0106]即,電磁致動器10中的品質m[Kg]、位移x(t)[m]、推力常數K
f[N/A]、電流i(t)[A]、彈簧常數K
sp[N/m]、衰減係數D[N/(m/s)]等能夠在滿足式(1)的範圍內適當變更。另外,電壓e(t)[V]、電阻R[Ω]、電感L[H]、反電動勢常數K
e[V/(rad/s)]能夠在滿足式(2)的範圍內適當變更。
[0107]這樣,電磁致動器10中的可動體40的往復運動基本上由可動體40的品質m和作為板狀彈性部50的金屬彈簧(彈性體,在本實施方式中為板簧)的彈簧常數K
sp決定。
[0108]另外,在電磁致動器10中,基座部32與板狀彈性部50的固定以及板狀彈性部50與可動體40的固定使用螺釘62、64。由此,能夠將為了驅動可動體40而需要牢固地固定於固定體30及可動體40的板狀彈性部50以能夠再加工的狀態以機械方式牢固地固定。
[0109]此外,板狀彈性部50優選在相對於可動體40的中心對稱的位置固定有多個,但如上所述,也可以利用一個板狀彈性部50將可動體40支承為能夠相對於固定體30振動。板狀彈性部50也可以具備至少兩個以上連結可動體40和固定體30且具有彈性臂部56的臂部。板狀彈性部50也可以由磁性體構成。在該情況下,板狀彈性部50的可動體側固定部54相對於芯部24的兩端部分別配置於線圈22的捲繞軸方向或者與捲繞軸方向正交的方向,在對線圈22通電時,與芯部24一起構成磁路。
[0110]另外,在電磁致動器10的結構中,也可以使用鉚釘來代替用於基座部32與板狀彈性部50的固定以及板狀彈性部50與可動體40的固定的螺釘62、64、68。鉚釘分別由頭部和沒有螺紋部的主體部構成,插入開設有孔的部件,將相反側的端部鉚接而使其塑性變形,由此將開設有孔的部件彼此接合。鉚接例如也可以使用衝壓加工機、專用的工具等來進行。
[0111]<控制裝置1>
控制裝置1(本發明中的回路)控制將被支承為能夠彈性振動的操作設備(在圖1中為觸摸面板2)向其振動方向的一個方向驅動的電磁致動器10。
[0112]控制裝置1根據操作設備的接觸操作,向電磁致動器10的線圈22供給驅動電流,產生磁場,使可動體40相對於固定體30向一個方向(在此為Z方向負側)移動,使其彈性振動。由此,控制裝置1在操作者接觸到操作設備時,賦予振動作為觸感。此外,接觸操作例如可以是從觸摸面板2輸入的表示接觸狀態的信號,也可以是由應變檢測感測器70檢測出的信號。
[0113]在本實施方式中,控制裝置1生成驅動信號,向電磁致動器10的包含線圈22的電路施加所生成的驅動信號,向線圈22供給驅動電流。
[0114]控制裝置1通過施加驅動信號而向線圈22供給驅動電流,從而可動體40克服板狀彈性部50的作用力,通過磁吸引力而吸附至線圈22側、即Z方向負側而位移。追隨於此,觸摸面板2也相對於固定有固定體30的基台3向Z方向負側移動。
[0115]另外,通過停止向線圈22供給驅動電流,釋放作用力,解除可動體40在相對於基準位置的Z方向負側的位置的保持狀態。由此,可動體40通過板狀彈性部50的作用力,從Z方向負側的最大位移位置向與被拉入的方向(Z方向負側)相反的方向(Z方向正側)被施力而移動,回饋振動。
[0116]驅動信號由主驅動信號和副驅動信號構成。主驅動信號產生與接觸操作對應的主要的振動。副驅動信號調整由主驅動信號產生的振動的衰減期間。
[0117]主驅動信號在操作者接觸到操作設備(在圖1中為觸摸面板2的畫面2a)時由控制裝置1生成。當生成的主驅動信號被施加到包含線圈22的回路時,與主驅動信號對應的主驅動電流被供給到線圈22,驅動電磁致動器10。根據主驅動信號驅動電磁致動器10,由此產生根據接觸操作向操作者回饋的主要振動。
[0118]在施加主驅動信號後由控制裝置1生成副驅動信號。當生成的副驅動信號被施加到包含線圈22的回路時,與副驅動信號對應的副驅動電流被供給到線圈22,驅動電磁致動器10。根據副驅動信號驅動電磁致動器10,由此形成由主驅動信號產生的振動的衰減期間的振動、即根據接觸操作回饋給操作者的主要振動的剩餘的衰減期間的振動。
[0119]這樣,控制裝置1對電磁致動器10的線圈22施加主驅動信號,開始與對操作設備的接觸操作對應的操作設備的振動,之後,施加副驅動信號,調整振動的衰減期間。
[0120]主驅動信號只要構成向進行了接觸操作的操作者回饋的主要的振動即可,可以產生任意大小的振動,另外,也可以由多個脈衝(脈衝列)形成。
[0121]副驅動信號是在施加主驅動信號後施加的電壓信號,是具有後述的波形(例如,正弦波等)的電壓信號,由一個波形或多個波形(波列)構成的電壓信號形成。
[0122]在本實施方式中,副驅動信號具有用於縮短基於主驅動信號的回饋振動後的衰減的振動(振動的衰減期間)的制動信號和用於繼續該衰減期間的衰減追加信號。此外,副驅動信號只要具有制動信號和衰減追加信號中的至少一方即可。
[0123]針對主驅動信號以及副驅動信號,控制裝置1根據各自的振幅、各自的波長、各自的供給定時等,生成各種振動方式,並作為驅動信號向電磁致動器10側輸出。通過這樣的驅動信號,控制裝置1將各種振動方式作為體感賦予操作者。
[0124]圖10是說明本發明的實施方式的控制裝置1的圖。另外,圖11是說明圖10所示的控制裝置1中的驅動信號的生成的圖。
[0125]如圖10所示,控制裝置1具有電源部110、檢測信號處理部120、驅動信號生成部130以及驅動部140。
[0126]雖然省略了電力供給線等的圖示,但電源部110向檢測信號處理部120、驅動信號生成部130以及驅動部140供給電力。此外,在驅動部140中,通過從外部電源供給的電力,供給電磁致動器10的電源電壓Vact。
[0127]向檢測信號處理部120輸入由設置於電磁致動器10的應變檢測感測器70檢測到的檢測信號。應變檢測感測器70檢測與伴隨接觸操作的可動體40的壓入量、伴隨振動的可動體40的位移量相關聯的板狀彈性部50的應變,並作為檢測信號輸入到檢測信號處理部120。
[0128]檢測信號處理部120進行所輸入的檢測信號的處理。檢測信號處理部120具有HPF(High Pass Filter:高通濾波器)121、LPF(Low Pass Filter:低通濾波器)122等,對由應變檢測感測器70檢測出的檢測信號進行偏移去除處理、雜訊去除處理,並向驅動信號生成部130輸入。
[0129]此外,在此,將由應變檢測感測器70檢測到的檢測信號向檢測信號處理部120輸入,但只要能夠檢測可動體40的壓入力、加速度、位移量,也可以將由應變檢測感測器70以外的檢測部檢測到的檢測信號向檢測信號處理部120輸入。
[0130]驅動信號生成部130生成驅動電磁致動器10而啟動振動的主驅動信號和在施加主驅動信號後施加的副驅動信號,詳細情況參照圖11在後面敘述。
[0131]驅動部140具有柵極驅動器141、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金屬氧化物半導體場效應管)142、SBD(Schottky Barrier Diodes:肖特基勢壘二極體)143。
[0132]柵極驅動器141是用於進行MOSFET142的驅動控制的電路。柵極驅動器141將來自驅動信號生成部130的驅動信號放大並輸出,控制MOSFET142的柵極G的電壓,從而驅動MOSFET142。
[0133]MOSFET142在向柵極G與源極S之間施加電壓時,使源極S與漏極D之間成為導通狀態而流過電流,進行向線圈22供給的電流的開關、放大。SBD143是整流元件,防止在線圈22產生的回掃電壓。
[0134]在驅動部140中,驅動信號生成部130經由柵極驅動器141與MOSFET142的柵極G連接。另外,SBD143與線圈22並聯連接,向並聯連接的SBD143以及線圈22的一端側供給電源電壓Vact,在另一端側連接MOSFET142的漏極D。MOSFET142的源極S與接地GND連接。
[0135]參照圖11,對控制裝置1中的驅動信號的生成進行說明。
[0136]當操作者進行觸摸面板2的接觸操作時,接觸操作的觸發信號被輸入到控制裝置1。觸發信號可以是從被接觸操作的觸摸面板2輸入的信號,也可以是伴隨觸摸面板2的接觸操作而由應變檢測感測器70檢測出的信號。另外,如上所述,也可以從與控制裝置1不同的控制裝置即微機向控制裝置1輸入接觸操作的觸發信號。
[0137]從觸摸面板2等輸入的觸發信號被輸入到驅動信號生成部130的主驅動信號生成部B21。主驅動信號生成部B21在被輸入觸發信號時,生成驅動電磁致動器10而啟動可動體40的振動的主驅動信號。所生成的主驅動信號被輸入到輸出部B25,經由輸出部B25被輸入到驅動部140的柵極驅動器141。
[0138]如後述的圖16~圖22所示,主驅動信號是矩形波。矩形波的脈衝寬度、峰值電壓值作為參數被預先輸入到控制裝置1的存儲部。主驅動信號生成部B21若被輸入觸發信號,則參照作為參數輸入至存儲部的矩形波的脈衝寬度、峰值電壓值,生成主驅動信號。在振動呈現裝置200如上述那樣具有與控制裝置1不同的控制裝置即微機的情況下,也可以在微機側預先設定矩形波的脈衝寬度、峰值電壓值,並作為參數輸入至控制裝置1的存儲部。
[0139]當從驅動信號生成部130向驅動部140輸入主驅動信號時,驅動部140使用柵極驅動器141、MOSFET142向線圈22供給主驅動電流,啟動可動體40的振動。
[0140]當可動體40的振動啟動時,由應變檢測感測器70檢測伴隨可動體40的振動的板狀彈性部50的應變,檢測到的檢測信號被輸入到檢測信號處理部120。板狀彈性部50的應變起因於可動體40對板狀彈性部50施加的力,與可動體40的加速度相關。
[0141]檢測信號處理部120進行將輸入的檢測信號整形為適當的波形的處理。如上所述,檢測信號處理部120具有HPF121、LPF122等,通過HPF121的HPF部B11對檢測信號進行偏移去除處理,通過LPF122的LPF部B12對檢測信號進行雜訊去除處理。檢測信號處理部120在進行了以上那樣的濾波處理等之後,將處理後的檢測信號輸入到驅動信號生成部130的定時檢測部B22。
[0142]驅動信號生成部130除了上述的主驅動信號生成部B21、輸出部B25之外,還具有定時檢測部B22、振幅設定部B23、副驅動信號生成部B24等。
[0143]定時檢測部B22根據從檢測信號處理部120輸入的檢測信號的波形,檢測出檢測信號的峰值定時、穀值定時。也可以代替峰值定時、穀值定時,或者除了峰值定時、穀值定時之外,檢測出檢測信號的零交叉定時。
[0144]通過定時檢測部B22檢測檢測信號的峰值定時、穀值定時、零交叉定時,從而能夠在適當的供給定時供給後述的副驅動信號。由於供給定時的不同,副驅動信號成為用於縮短振動的衰減期間的制動信號、或者用於繼續衰減期間的衰減追加信號。對於供給定時,參照圖16和圖17在後面描述。
[0145]定時檢測部B22將檢測出的上述的定時經由振幅設定部B23(或者直接)輸入到副驅動信號生成部B24。
[0146]振幅設定部B23基於從定時檢測部B22輸入的檢測信號的峰值定時、穀值定時、零交叉定時,設定副驅動信號的振幅。振幅設定部B23例如也可以參照存儲於控制裝置1的存儲部的資料表來設定副驅動信號的振幅。振幅設定部B23將所設定的振幅輸入到副驅動信號生成部B24。
[0147]根據電磁致動器10的結構,即使增大副驅動信號的振幅,有時制動力也不會增大到預定的制動力以上,或者加速度波形發生變形。在這樣的情況下,也可以以電源電壓Vact為基準來設定副驅動信號的振幅的上限值。例如,將副驅動信號的振幅的上限值設定為電源電壓Vact的20%等。由此,能夠高效地進行基於副驅動信號的制動和衰減追加。
[0148]副驅動信號生成部B24基於從定時檢測部B22輸入的上述的定時、由振幅設定部B23設定的振幅等,生成副驅動信號。
[0149]副驅動信號生成部B24具有週期計數部B241、第一副驅動信號生成部B242(本發明中的第一波形生成部)、第二副驅動信號生成部B243(本發明中的第二波形生成部)、合成部B244等。
[0150]週期計數部B241基於從定時檢測部B22輸入的上述定時,對副驅動信號的週期進行計數。而且,週期計數部B241例如在第奇數個週期的情況下,使第一副驅動信號生成部B242生成副驅動信號,在第偶數個週期的情況下,使第二副驅動信號生成部B243生成副驅動信號。
[0151]在使用第一副驅動信號生成部B242這一個生成第奇數個週期的副驅動信號和第偶數個週期的副驅動信號的情況下,難以從先行的副驅動信號向下一個副驅動信號切換。例如,在切換時,存在副驅動信號中斷或發生急劇變動的可能性。
[0152]因此,在本實施方式中,副驅動信號生成部B24具有第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243這兩個以及合成部B244。詳細內容參照圖13進行說明,由第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243這兩個分別生成的第奇數個和第偶數個週期的副驅動信號由合成部B244合成。這樣,通過合成第奇數個和第偶數個週期的副驅動信號,即使存在先行的副驅動信號與下一個副驅動信號重疊的期間,從先行的副驅動信號向下一個副驅動信號的切換也成為順暢的變化。例如,若將可動體40的振動的週期設為T,則在使副驅動信號的週期大於1T的情況下,通過以下說明的合成,能夠使從先行的副驅動信號向下一個副驅動信號的切換成為順暢的變化。
[0153]另外,在本實施方式中,第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243這兩個均為正弦波發生器。第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243生成正弦波作為副驅動信號。
[0154]此外,正弦波是副驅動信號的一個例子,也可以是基於正弦波的波形,例如余弦波等波形。作為這種副驅動信號,優選具有以從零電壓偏移的偏移電壓為中心值而進行變動的可變電壓,且表示可變電壓的變動的波形為曲線,例如,該波形為正弦函數的曲線或余弦函數的曲線。而且,副驅動信號優選在極性不發生變化的範圍內可變電壓發生變動的信號。
[0155]詳細內容參照後述的圖16~圖22進行說明,但在本實施方式所示的例子中,副驅動信號設為以從零電壓偏移的偏移電壓為中心值,在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波或者余弦波。
[0156]這樣,副驅動信號以偏移電壓為中心值,在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動,因此與該副驅動信號對應的副驅動電流也曲線地變動而流向線圈22。這樣,副驅動電流不存在不連續的變動。因此,在振動週期的全部期間,線圈22的吸引力(驅動力)以預定值以上曲線地變動。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波振動的產生、伴隨於此的異響的產生。在此,“不連續的變動”是指在副驅動電流、吸引力中,電流、力中斷或三角波狀地變動。
[0157]如上所述,合成部B244對由第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243這兩個分別生成的第奇數個和第偶數個週期的副驅動信號進行合成,生成副驅動信號的波列,並輸出至輸出部B25。
[0158]在此,在本實施方式中,參照圖12A~圖12C對由第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243生成的正弦波、余弦波進行說明。圖12A是表示初始相位為0的正弦波的圖表。另外,圖12B是表示初始相位為3/2π的正弦波的圖表。另外,圖12C是表示初始相位為π的余弦波的圖表。
[0159]在本實施方式中,第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243生成圖12A中粗線所示的初始相位為0的一個週期的正弦波作為構成副驅動信號的基本波形。而且,第一副驅動信號生成部B242生成第奇數個週期的正弦波的波列,第二副驅動信號生成部B243生成第偶數個週期的正弦波的波列。合成部B244對由第一副驅動信號生成部B242生成的第奇數個週期的正弦波的波列和由第二副驅動信號生成部B243生成的第偶數個週期的正弦波的波列進行合成,生成後述的圖16、圖17所示那樣的副驅動信號的波列。上述的基本波形也可以取代圖12A所示的初始相位為0的1個週期量的正弦波,而是與其同等的波形。例如,也可以是包含電壓在二階微分中為負的波形(例:圖12A中的0~π的期間)和與此相反的電壓在二階微分中為正的波形(例:圖12A中的π~2π的期間)雙方的波形。
[0160]另外,第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243也可以生成圖12B中粗線所示的初始相位為3/2π的一個週期的正弦波作為構成副驅動信號的基本波形。即,也可以將正弦波的波谷至波谷作為基本波形。而且,第一副驅動信號生成部B242生成第奇數個週期的正弦波的波列,第二副驅動信號生成部B243生成第偶數個週期的正弦波的波列。合成部B244將由第一副驅動信號生成部B242生成的第奇數個週期的正弦波的波列與由第二副驅動信號生成部B243生成的第偶數個週期的正弦波的波列合成,生成以下說明的圖13所示那樣的副驅動信號的波列。上述的基本波形也可以代替圖12B所示的初始相位為3/2π的1個週期的正弦波,而是與其同等的波形。例如,也可以是包含電壓在二階微分中為負的波形(例:圖12B中的2π~3π的期間)和與此相反的電壓在二階微分中為正的波形(例:圖12B中的3/2π~2π的期間和3π~7/2π的期間)雙方的波形。
[0161]此外,第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243也可以代替圖12B所示的初始相位為3/2π的一個週期的正弦波,而生成圖12C中粗線所示的初始相位為π的一個週期的余弦波作為構成副驅動信號的基本波形。即,也可以將余弦波的波谷至波谷作為基本波形。該情況下的基本波形也可以代替圖12C所示的初始相位為π的1個週期的余弦波,而是與其同等的波形。例如,也可以是包括電壓在二階微分中為負的波形(例:圖12C中的3/2π~5/2π的期間)和與此相反的電壓在二階微分中為正的波形(例:圖12C中的π~3/2π的期間和5/2π~3π的期間)雙方的波形。
[0162]參照圖13,對第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243這兩個分別生成的由第奇數個和第偶數個週期的正弦波的波列的合成進行說明。圖13是說明由第奇數個週期的正弦波構成的波列和由第偶數個週期的正弦波構成的波列的合成的圖表。在此,由第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243生成的副驅動信號的基本波形為圖12B所示的初始相位為3/2π的一個週期的正弦波。
[0163]在圖13中,圖表中段是表示第一副驅動信號生成部B242生成的由第奇數個週期的正弦波構成的波列(第一副驅動信號)的圖表。圖表下段是表示第二副驅動信號生成部B243生成的由第偶數個週期的正弦波構成的波列(第二副驅動信號)的圖表。
[0164]第一副驅動信號生成部B242生成由第奇數個週期的正弦波構成的波列,第二副驅動信號生成部B243生成由第偶數個週期的正弦波構成的波列。而且,合成部B244對第一副驅動信號生成部B242生成的由第奇數個週期的正弦波構成的波列和第二副驅動信號生成部B243生成的由第偶數個週期的正弦波構成的波列進行合成,生成圖表上段所示的副驅動信號的波列。合成部B244使由第奇數個週期的正弦波構成的波列和由第偶數個週期的正弦波構成的波列重合。由此,能夠使從第奇數個週期的正弦波切換為第偶數個週期的正弦波的部分、從第偶數個週期的正弦波切換為第奇數個週期的正弦波的部分(圖13中的圓的部分)成為平滑的波形。
[0165]輸出部B25向驅動部140輸出成為驅動信號的主驅動信號以及副驅動信號。輸出部B25包括PWM(Pulse Width Modulation:脈衝寬度調製)電路,在輸出主驅動信號的情況下,控制矩形波的占空比以成為所設定的振幅。而且,輸出部B25向驅動部140輸出設定了振幅、脈衝寬度的主驅動信號。另一方面,輸出部B25在輸出副驅動信號的情況下,將由副驅動信號生成部B24生成的副驅動信號向驅動部140輸出。
[0166]控制裝置1通過以上的結構,根據操作設備(觸摸面板2)的接觸操作,生成驅動操作設備的驅動信號,將與驅動信號對應的驅動電流供給到電磁致動器10的線圈22。
[0167]此外,在控制裝置1中,驅動信號生成部130也可以具備CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、存儲部等。CPU從ROM讀出與處理內容對應的程式並在RAM中展開,與展開的程式協作,進行主驅動信號以及副驅動信號的生成。
[0168]存儲部例如也可以由非易失性的半導體記憶體(所謂的快閃記憶體)等構成,CPU也可以參照儲存於存儲部的各種資料,生成主驅動信號、副驅動信號。各種資料包括上述的用於副驅動信號的振幅的設定的資料表等,另外,也可以包括後述的圖16~圖22所示的副驅動信號的波形資料。
[0169]另外,ROM不僅儲存有主驅動信號以及副驅動信號的生成用的程式,還儲存有作為驅動電磁致動器10來呈現振動的振動呈現裝置的振動呈現程式等各種程式。
[0170]振動呈現程式包括在從觸摸面板2、應變檢測感測器70輸入了表示接觸操作的接觸狀態的接觸資訊時,生成產生與接觸資訊對應的振動的驅動信號,並經由驅動部140向電磁致動器10輸出的程式。例如,按照該程式,設定與接觸資訊對應的主驅動信號的脈衝寬度、峰值電壓值等、副驅動信號的定時、振幅等。並且,通過這些設定而生成的主驅動信號、副驅動信號經由驅動部140向電磁致動器10輸出。
[0171]<控制裝置1的振動動作>
控制裝置1向線圈22供給與主驅動信號對應的主驅動電流,向振動方向的一方向驅動可動體40。當向線圈22供給主驅動電流時,產生線圈22的吸引力,通過該吸引力,可動體40克服板狀彈性部50的作用力而向振動方向的一方向位移。若持續供給主驅動電流,則可動體40會向振動方向的一方向持續位移,但若板狀彈性部50的作用力大於線圈22的吸引力,則可動體40因該作用力而會向與上述一方向相反的方向位移。在該定時,停止主驅動電流的供給,從而向上述一方向位移的吸引力被釋放,可動體40通過作用力而向相反方向位移。由此,在可動體40產生由主驅動電流引起的主要的振動。
[0172]在本實施方式中,主驅動信號是矩形波,對應的主驅動電流的供給停止意味著生成該驅動電流的主驅動信號的電壓成為斷開的定時、即主驅動信號的矩形波下降的定時。在電壓斷開的時間點,驅動電流不是完全斷開而是衰減的狀態。可動體40通過在拉入方向(Z方向負側)的最大可位移位置蓄積的板狀彈性部50的作用力,向振動方向中的另一方向(Z方向正側)移動而位移。經由向作為操作設備側的另一方向側移動的可動體40向操作設備傳播較強的振動,對操作者賦予觸感。
[0173]當操作者接觸觸摸面板2的畫面2a進行操作時,根據操作者對畫面2a的接觸,例如上述的微機生成觸發信號,並輸入到控制裝置1。控制裝置1通過觸發信號的輸入,最初將與主驅動信號對應的主驅動電流供給至線圈22,之後,將與副驅動信號(制動信號、衰減追加信號)對應的副驅動電流供給至線圈22。控制裝置1向線圈22供給與主驅動信號對應的主驅動電流,此外,通過與在供給主驅動電流後供給的副驅動信號對應的副驅動電流,調整在主驅動電流的供給停止後還剩餘而繼續的可動體40的振動、所謂的振動衰減期間。
[0174]<與主驅動信號對應的主驅動電流的供給>
如上所述,當操作者接觸觸摸面板2的畫面2a進行操作時,根據操作者對畫面2a的接觸,例如微機生成觸發信號,並輸入到控制裝置1。控制裝置1通過觸發信號的輸入,將與主驅動信號對應的主驅動電流供給至線圈22。由此,可動體40根據主驅動電流而進行驅動並進行振動,從而產生振動衰減期間。控制裝置1通過主驅動信號來調整振動衰減期間的強弱、振動衰減期間的長度、或者振動衰減期間的有無等,由此在操作者接觸到操作設備時賦予各種觸感。
[0175]在此,將作為可動部分的可動體40(也包括觸摸面板2,但在此為了方便而以可動體40進行說明)的品質設為m,將作為彈性支承可動體40的板狀彈性部50的板簧的彈簧常數設為K
sp。電磁致動器10中的振動週期T由下述式(3)表示。
[0176][數式3]
在本實施方式中,振動週期T是從負側的最大位移的定時到下一個負側的最大位移的定時為止的時間間隔。
[0177]<與副驅動信號對應的副驅動電流的供給>
控制裝置1在將與主驅動信號對應的主驅動電流供給至線圈22之後,在預定的供給定時,將與副驅動信號(制動信號、衰減追加信號)對應的副驅動電流供給至線圈22。換言之,控制裝置1在將能夠啟動彈性振動的主驅動電流供給至線圈22之後,將能夠調整彈性振動的衰減期間的副驅動電流供給至線圈22。對於預定的供應定時,在後敘述。
[0178]通過向線圈22供給副驅動電流,調整由主驅動電流引起的振動的衰減期間。即,與副驅動信號對應的副驅動電流調整緊接由與主驅動信號對應的主驅動電流引起的主要的振動後的振動的大小、長度。
[0179]若將固有角頻率設為ω
0,將衰減比設為ζ,則基於主驅動電流的主要的振動的衰減期間中的振動的振動週期T
d由下述式(4)表示。
[0180][數式4]
[0181]振動週期T
d比上述的振動週期T大。而且,在作為副驅動信號而施加制動信號的情況下,實質上衰減比ζ變大,振動週期T
d進一步變大。因此,使副驅動信號的振動週期T
d比振動週期T大,以便與該振動週期T
d一致。例如,若T
d=nT,則使n大於1。
[0182]另一方面,在作為副驅動信號而施加衰減追加信號的情況下,實質上衰減比ζ變小,振動週期T
d小於振動週期T。因此,使副驅動信號的振動週期T
d比振動週期T小,以便與該振動週期T
d一致。例如,若T
d=nT,則使n小於1。
[0183]在此,參照圖14、圖15對使用矩形波作為副驅動信號的情況進行說明。圖14是說明從控制裝置1施加矩形波的副驅動信號(衰減追加信號)的情況下產生的諧波的圖表。另外,圖15是說明在從控制裝置1施加矩形波的副驅動信號(制動信號)的情況下產生的諧波的圖表。
[0184]圖14是表示從控制裝置1將與接觸操作對應的主驅動信號作為矩形波施加,將成為衰減追加信號的副驅動信號也作為矩形波施加時,流過線圈22的電流和可動體40的加速度的圖表。副驅動信號在成為使振動的衰減期間持續的衰減追加信號的供給定時被供給。另外,可動體40的加速度根據由應變檢測感測器70檢測出的檢測信號來計算。
[0185]如圖14所示,當從控制裝置1施加矩形波的主驅動信號時,與矩形波的主驅動信號對應的主驅動電流流過線圈22,在可動體40產生主要的振動。伴隨可動體40的振動,其加速度也如圖14那樣變化。
[0186]而且,如圖14中的橢圓內所示,若從控制裝置1施加成為衰減追加信號的矩形波的副驅動信號,則與矩形波的副驅動信號對應的副驅動電流流過線圈22。此時,在矩形波的副驅動信號的施加時或停止時流過線圈22的電流不連續地變動,由於電流的不連續的變動,諧波與可動體40的振動的加速度波形重疊。若這樣的諧波與振動的加速度波形重疊,則成為不適的觸感、異響的原因。
[0187]作為副驅動信號而施加制動信號的情況也是同樣的。圖15是表示從控制裝置1將與接觸操作對應的主驅動信號作為矩形波施加,將成為制動信號的副驅動信號也作為矩形波施加時,流過線圈22的電流和可動體40的加速度的圖表。副驅動信號在成為縮短振動的衰減期間的制動信號的供給定時被供給。
[0188]如圖15所示,當從控制裝置1施加矩形波的主驅動信號時,與矩形波的主驅動信號對應的主驅動電流流過線圈22,在可動體40產生主要的振動。伴隨可動體40的振動,其加速度也如圖15那樣變化。
[0189]而且,如圖15中的橢圓內所示,若從控制裝置1施加成為制動信號的矩形波的副驅動信號,則與矩形波的副驅動信號對應的副驅動電流流過線圈22。此時,在矩形波的副驅動信號的施加時或停止時流過線圈22的電流發生變動,由於該電流變動,諧波與可動體40的振動的加速度波形重疊。若這樣的諧波與振動的加速度波形重疊,則成為不適的觸感、異響的原因。
[0190]這樣,若使用矩形波作為副驅動信號,則產生諧波,諧波與振動的加速度波形重疊,成為不適的觸感、異響的原因。
[0191]在使用矩形波作為副驅動信號的情況下,為了作為衰減追加信號、制動信號發揮功能,若將可動體40的振動的週期設為T,則其脈衝寬度為0.5T以下。而且,即使在0.5T以下的範圍內擴大或縮小脈衝寬度,也不能抑制諧波的產生。
[0192]關於諧波的產生的抑制,本發明人等的研究的結果可知,通過使用具有以從零電壓偏移的偏移電壓為中心值以曲線的波形變動的可變電壓的副驅動信號、例如正弦波的副驅動信號,能夠抑制諧波的產生。
[0193]圖16是說明從控制裝置1施加正弦波的副驅動信號(衰減追加信號)的情況的圖表。另外,圖17是說明從控制裝置1施加正弦波的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。以下,作為具有以偏移電壓為中心值以曲線的波形變動的可變電壓的副驅動信號,以正弦波或者余弦波的副驅動信號為例進行說明。
[0194]圖16是表示從控制裝置1施加矩形波作為與接觸操作對應的主驅動信號、施加正弦波的波列作為成為衰減追加信號的副驅動信號時,流過線圈22的電流和可動體40的加速度的圖表。
[0195]副驅動信號在成為使振動的衰減期間持續的衰減追加信號的供給定時被供給。作為供給定時,使副驅動信號的一個週期內的波形的最大值(峰側的峰值)的位置與可動體40振動時的加速度的負的峰值位置(可動體40最遠離線圈22的位置)為同時(參照圖16中的單點劃線的箭頭)。另外,這些位置不限於同時,也可以大致同時。控制裝置1控制副驅動信號,以便成為這樣的供給定時。
[0196]另外,副驅動信號是以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值的正弦波的波列,是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為0的1個週期量的正弦波(參照圖12A)。在此,將各週期的副驅動信號的振幅設為相同的振幅。另外,在主驅動信號與副驅動信號之間的期間也施加偏移電壓V1。
[0197]如圖16所示,當從控制裝置1施加矩形波的主驅動信號時,與矩形波的主驅動信號對應的主驅動電流流過線圈22,在可動體40產生主要的振動。伴隨可動體40的振動,其加速度也如圖16那樣變化。
[0198]而且,如圖16中的橢圓內所示,若從控制裝置1施加成為衰減追加信號的正弦波的副驅動信號,則與正弦波的副驅動信號對應的副驅動電流流過線圈22。
[0199]流過線圈22的副驅動電流成為根據正弦波的副驅動信號中的可變電壓的變動而以與偏移電壓V1對應的偏移電流I1為中心值進行變化的可變電流,表示可變電流的變化的波形為曲線,沒有不連續的變動。實際上,圖16所示的副驅動電流與圖14所示的副驅動電流不同,表示可變電流的變化的波形不存在不連續的變動。
[0200]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。這樣的吸引力例如可以由正弦函數表示。而且,在圖16中,與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波未出現,可知能夠抑制諧波的產生。
[0201]在可動體40的振動中,通過上述的副驅動電流在振動週期的整個期間內作用有預定值上的吸引力。換言之,是可動體40在振動週期的整個期間被吸引到線圈22側的狀態,該情況下的振動中心是從可動體40自由振動的情況下的振動中心向線圈22側偏移的狀態。
[0202]而且,在此,在這樣的狀態下,將以偏移電壓V1為中心值的正弦波的副驅動信號施加於線圈22,使得一個週期內的最大值的位置與可動體40振動時的加速度的負的峰值位置為同時或大致同時。即,在開始振動的可動體40向朝向線圈22的方向位移時,向線圈22施加比偏移電壓V1高的副驅動信號的電壓。因此,線圈22能夠吸引向朝向線圈22的方向發生位移的可動體40,加速可動體40的位移,延長振動衰減期間。
[0203]施加制動信號作為副驅動信號的情況也是同樣的。圖17是表示從控制裝置1施加矩形波作為與接觸操作對應的主驅動信號、施加正弦波的波列作為成為制動信號的副驅動信號時,流過線圈22的電流和可動體40的加速度的圖表。
[0204]副驅動信號在成為縮短振動的衰減期間的制動信號的供給定時被供給。作為供給定時,使副驅動信號的一個週期內的波形的最大值(峰側的峰值)的位置與可動體40振動時的加速度的正的峰值位置(可動體40最接近線圈22的位置)為同時(參照圖17中的單點劃線的箭頭)。另外,這些位置不限於同時,也可以大致同時。控制裝置1控制副驅動信號,以便成為這樣的供給定時。
[0205]另外,副驅動信號是以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值的正弦波的波列,是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為0的1個週期量的正弦波(參照圖12A)。在此,使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小。另外,在主驅動信號與副驅動信號之間的期間也施加偏移電壓V1。
[0206]如圖17所示,當從控制裝置1施加矩形波的主驅動信號時,與矩形波的主驅動信號對應的主驅動電流流過線圈22,在可動體40產生主要的振動。伴隨可動體40的振動,其加速度也如圖17那樣變化。
[0207]而且,如圖17中的橢圓內所示,若從控制裝置1施加成為制動信號的正弦波的副驅動信號,則與正弦波的副驅動信號對應的副驅動電流流過線圈22。
[0208]流過線圈22的副驅動電流成為根據正弦波的副驅動信號的可變電壓的變動而以與偏移電壓V1對應的偏移電流I1為中心值進行變化的可變電流,表示可變電流的變化的波形為曲線,沒有不連續的變動。實際上,圖17所示的副驅動電流與圖14所示的副驅動電流不同,表示可變電流的變化的波形不存在不連續的變動。
[0209]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。在圖17中,與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波未出現,可知能夠抑制諧波的產生。
[0210]在此,如上所述,可動體40的振動中心也是從可動體40自由振動時的振動中心向線圈22側偏移的狀態。
[0211]而且,在此,在這樣的狀態下,將以偏移電壓V1為中心值的正弦波的副驅動信號施加於線圈22,使得一個週期內的最大值的位置與可動體40振動時的加速度的正的峰值位置為同時或大致同時。即,在開始振動的可動體40向遠離線圈22的方向發生位移時,向線圈22施加比偏移電壓V1高的副驅動信號的電壓。因此,線圈22吸引向遠離線圈22的方向發生位移的可動體40,能夠對可動體40的位移施加制動,縮短振動衰減期間。
[0212]另外,在本實施方式的情況下,副驅動信號是以從零電壓偏移的電壓V1為中心值的正弦波,因此與矩形波的情況相比,能夠延長施加一個週期的副驅動信號的期間。例如,在本實施方式中,若將可動體40的振動週期設為T,則能夠將副驅動信號的一個週期設為0.7T以上且1.3T以下。換言之,能夠將施加一個週期的副驅動信號的期間設為0.7T以上且1.3T以下的範圍內的期間。在副驅動信號為矩形波的情況下,限於0.5T以下的範圍內的期間,但在為偏移了的正弦波的情況下,能夠施加副驅動信號的範圍變大,因此振動的衰減期間的調整的自由度變大。
[0213]如以上說明的那樣,在本實施方式中,控制裝置1在對電磁致動器10的線圈22施加主驅動信號之後,施加具有以偏移電壓V1為中心值以曲線的波形變動的可變電壓的正弦波等副驅動信號。
[0214]根據這樣構成的本實施方式,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力發揮作用,因此吸引力不會不連續地變動,能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。這樣,抑制與振動的加速度波形重疊的諧波,因此能夠抑制不適的觸感、異響的產生。
[0215]另外,在電磁致動器中具有LRA(Linear Resonant Actuator:線性諧振致動器),該LRA具有線圈和磁鐵,向線圈供給正弦波的驅動信號,通過與磁鐵的協作,使可動體以諧振頻率線性地往復驅動。在本實施方式中,控制裝置1驅動的電磁致動器10與LRA不同,不具有磁鐵。然而,控制裝置1與LRA同樣地將正弦波等副驅動信號向電磁致動器10側施加,因此能夠得到與LRA同等的加速特性。
[0216]另外,根據本實施方式,由於電磁致動器10不使用磁鐵等,所以能夠實現成本的低廉化,能夠實現裝置整體的低成本化,並且表現各種接觸操作感的振動。另外,根據本實施方式,通過高效的驅動,即使是小型的產品也能夠實現輸出增加。而且,能夠實現裝置的低成本化,並且高效地產生適合於對操作操作設備的操作者的觸感的可動體40的推力。
[0217]另外,在本實施方式中,由於未利用橡膠等衰減材料來調整成為各種接觸操作感的振動,因此不會如衰減材料那樣成為單一的振動衰減期間,也不會缺乏振動衰減期間的變化而限定要表現的操作感的種類。另外,也沒有由衰減材料的個體差異引起的諧振頻率的變化,其特性也不會因每個產品而不同。
[0218]此外,在上述的例子中,控制裝置1使用制動信號或者衰減追加信號作為副驅動信號,但也可以組合使用制動信號和衰減追加信號。在該情況下,制動信號和衰減追加信號的順序、次數等能夠根據接觸操作而進行各種模式的組合。並且,包括主驅動信號在內,制動信號以及衰減追加信號的振幅、施加時間等也可以根據接觸操作而變更,包括它們在內,能夠進行各種模式的組合。
[0219][變形例1]
圖18是作為上述實施方式的變形例1而示出與圖16和圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號的圖表。
[0220]在圖18所示的例子中,主驅動信號是與圖16以及圖17所示的主驅動信號相同的矩形波。
[0221]在圖18所示的例子中,副驅動信號基本上是與圖17所示的副驅動信號相同的正弦波的波列。具體而言,副驅動信號是以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值的正弦波的波列,是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為0的1個週期的正弦波(參照圖12A)。
[0222]另外,在圖18中,副驅動信號與圖17所示的副驅動信號相同,使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小,但在不施加副驅動信號的期間,不施加偏移電壓V1。
[0223]在圖16和圖17中,在不施加副驅動信號的期間、例如主驅動信號與副驅動信號之間的期間也施加偏移電壓V1。當施加這樣的偏移電壓V1時,在該期間,對應的偏移電流I1流過線圈22,消耗電力增加,線圈22的發熱變大。
[0224]在本變形例中,為了減少消耗電力,抑制線圈22的發熱,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間、例如主驅動信號與副驅動信號之間的期間、副驅動信號彼此之間的期間,停止偏移電壓V1的施加。
[0225]控制裝置1可以是在上述實施方式中說明的結構(參照圖10、圖11),但在本變形例中,如上所述,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間停止偏移電壓V1的施加。
[0226]這樣,在本變形例中,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間停止偏移電壓的施加,因此能夠減少消耗電力,抑制線圈22的發熱。
[0227]另外,在本變形例中,也在施加主驅動信號之後,施加具有以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值而變動的可變電壓的正弦波的波列作為副驅動信號。
[0228]在本變形例中,如圖18所示,在第一個週期的副驅動信號與第二個週期的副驅動信號之間的期間內,停止偏移電壓V1的施加。在該期間,流過線圈22的電流處於從通過第一個週期的副驅動信號的施加而生成的副驅動電流逐漸減少的狀態,不為零。另外,在本變形例中的副驅動電流中,表示該可變電流的變化的波形也不存在不連續的變動。
[0229]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。因此,與上述實施方式同樣地,能夠抑制與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波的產生。這樣,本變形例也能夠得到與上述實施方式相同的效果。
[0230]另外,在本變形例的情況下,由於在未施加副驅動信號的期間停止偏移電壓的施加,因此當將可動體40的振動週期設為T時,將副驅動信號的一個週期設為大於0.5T且小於1.0T。如果假設將副驅動信號的1個週期設為0.5T以下,則通過副驅動信號的施加而生成的副驅動電流有可能逐漸減少,在施加下一個副驅動信號之前成為零。因此,優選將副驅動信號的一個週期設為大於0.5T且小於1.0T,更優選設為0.7T以上且小於1.0T。
[0231][變形例2]
圖19是作為上述實施方式的變形例2而示出與圖16和圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號的圖表。
[0232]在圖19所示的例子中,主驅動信號是與圖16以及圖17所示的主驅動信號相同的矩形波。
[0233]在圖19所示的例子中,副驅動信號是相位等與圖17所示的副驅動信號不同的正弦波的波列。具體而言,副驅動信號是以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值的正弦波的波列,是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列。另一方面,在本變形例中,副驅動信號的基本波形是初始相位為3/2π的一個週期的正弦波(參照圖12B)。
[0234]另外,在圖19中,副驅動信號與圖17所示的副驅動信號相同,使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小,但在不施加副驅動信號的期間,不施加偏移電壓V1。
[0235]這樣,在本變形例中,也與變形例1相同,為了減少消耗電力,抑制線圈22的發熱,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間不施加偏移電壓V1。
[0236]控制裝置1可以是在上述實施方式中說明的結構(參照圖10、圖11),但在本變形例中,控制裝置1也如上述那樣在不施加副驅動信號的期間停止偏移電壓V1的施加。
[0237]而且,在本變形例中,控制裝置1也在不施加副驅動信號的期間,例如在主驅動信號與副驅動信號之間的期間、副驅動信號彼此之間的期間停止偏移電壓的施加,因此能夠減少消耗電力,抑制線圈22的發熱。
[0238]另外,在本變形例中,也在施加主驅動信號之後,施加具有以從零電壓偏移的偏移電壓V1為中心值而變動的可變電壓的正弦波的波列作為副驅動信號。
[0239]在本變形例中,如圖19所示,在第一個週期的副驅動信號與第二個週期的副驅動信號之間的期間,也停止偏移電壓V1的施加。在該期間,流過線圈22的電流處於從通過第一個週期的副驅動信號的施加而生成的副驅動電流逐漸減少的狀態,不為零。另外,在本變形例中的副驅動電流中,表示該可變電流的變化的波形也不存在不連續的變動。
[0240]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。因此,與上述實施方式同樣地,能夠抑制與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波的產生。這樣,本變形例也能夠得到與上述實施方式相同的效果。
[0241]另外,在本變形例的情況下,也與上述的變形例1同樣地,將可動體40的振動週期設為T時,優選將副驅動信號的一個週期設為大於0.5T且小於1.0T,進一步優選設為0.7T以上且小於1.0T。
[0242][變形例3]
圖20是作為上述實施方式的變形例3而說明從控制裝置1施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
[0243]在圖20所示的例子中,主驅動信號是與圖17所示的主驅動信號相同的矩形波。
[0244]在圖20所示的例子中,副驅動信號基本上是與圖17所示的副驅動信號相同的正弦波的波列。具體而言,副驅動信號是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為0的1個週期的正弦波(參照圖12A)。另一方面,在本變形例中,副驅動信號是在各週期中以不同的偏移電壓V1~V4為中心值的正弦波的波列。
[0245]另外,在圖20中,副驅動信號與圖17所示的副驅動信號同樣地使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小。
[0246]控制裝置1基本上可以是在上述實施方式中說明的結構(參照圖10、圖11)。另一方面,在本變形例中,驅動信號生成部130的第一副驅動信號生成部B242以及第二副驅動信號生成部B243與上述實施方式不同,分別形成偏移電壓按每個週期變化的正弦波的波列。
[0247]在圖20所示的例子中,第一副驅動信號生成部B242在每個週期將正弦波的偏移電壓改變為V1→V3的同時生成第奇數個週期的該正弦波(本發明中的第一波形)的波列。另外,第二副驅動信號生成部B243在每個週期將正弦波的偏移電壓改變為V2→V4的同時生成第偶數個週期的該正弦波(本發明中的第二波形)的波列。然後,合成部B244將由第一副驅動信號生成部B242生成的第奇數個週期的正弦波的波列與由第二副驅動信號生成部B243生成的第偶數個週期的正弦波的波列合成,生成如圖20所示的副驅動信號的波列。
[0248]這樣,在本變形例中,控制裝置1通過第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243以及合成部B244,生成偏移電壓按每個週期變化的副驅動信號的波列。這在以下說明的變形例4、變形例5中也是同樣的。
[0249]在本變形例中,也與變形例1、變形例2同樣地,減少消耗電力,抑制線圈22的發熱,但為此,在本變形例中,如上所述,在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓。
[0250]具體而言,在圖20所示的例子中,將從主驅動信號到第一個週期的副驅動信號的偏移電壓設為V1。另外,將從第一個週期的副驅動信號到第二個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V1低的電壓V2。另外,將從第二個週期的副驅動信號到第三個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V2低的電壓V3。另外,將從第三個週期的副驅動信號到第四個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V3低的電壓V4。
[0251]這樣,控制裝置1一邊以成為V1>V2>V3>V4的方式在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,一邊向線圈22側施加正弦波的波列的副驅動信號。控制裝置1例如也可以使偏移電壓階段性地下降,使得偏移電壓最終成為零。
[0252]在每個週期降低副驅動信號的偏移電壓,由此如圖20所示,與偏移電壓對應的偏移電流也逐漸下降為I1>I2>I3>I4。
[0253]這樣,在本變形例中,控制裝置1在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,因此能夠減少消耗電力,抑制線圈22的發熱。
[0254]本變形例適合於副驅動信號為制動信號的情況。
因此,作為供給定時,控制裝置1使副驅動信號的一個週期內的波形的最大值(峰側的峰值)的位置與可動體40振動時的加速度的正的峰值位置為同時或大致同時(參照圖20中的單點劃線的箭頭)。
[0255]另外,在本變形例中,在施加主驅動信號之後,也施加具有以各個偏移電壓V1~V4為中心值而變動的可變電壓的正弦波的波列作為副驅動信號。
[0256]因此,如圖20所示,流過線圈22的副驅動電流成為根據正弦波的副驅動信號中的可變電壓的變動,以與各個偏移電壓V1~V4對應的偏移電流I1~I4為中心值而變化的可變電流。在圖20中,表示該可變電流的變化的波形為曲線,沒有不連續的變動。實際上,圖20所示的副驅動電流與圖14所示的副驅動電流不同,表示可變電流的變化的波形不存在不連續的變動。
[0257]這樣,當具有以偏移電流I1~I4為中心值而變化的可變電流的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。在圖20中,未表現出與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波,能夠抑制諧波的產生。這樣,本變形例也能夠得到與上述實施方式相同的效果。
[0258][變形例4]
圖21是作為上述實施方式的變形例4而說明從控制裝置1施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
[0259]在圖21所示的例子中,主驅動信號是與圖17所示的主驅動信號相同的矩形波。
[0260]在圖21所示的例子中,副驅動信號基本上是與圖17所示的副驅動信號相同的正弦波。具體而言,副驅動信號是在極性不變化的範圍內可變電壓曲線地變動的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為0的1個週期的正弦波(參照圖12A)。另一方面,在本變形例中,副驅動信號是在各週期中以不同的偏移電壓V1~V4為中心值的正弦波的波列。
[0261]另外,在圖21中,副驅動信號與圖17所示的副驅動信號相同,使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小,但在不施加副驅動信號的期間,不施加偏移電壓。
[0262]控制裝置1基本上可以是在上述實施方式中說明的結構(參照圖10、圖11)。而且,在本變形例中,控制裝置1也與上述變形例3相同,通過第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243以及合成部B244,生成偏移電壓按每個週期變化(下降)的副驅動信號的波列。
[0263]並且,在本變形例中,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間、例如主驅動信號與副驅動信號之間的期間、副驅動信號彼此之間的期間不施加偏移電壓。
[0264]這樣,在本變形例中,為了減少消耗電力,抑制線圈22的發熱,控制裝置1在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且在預定期間不施加偏移電壓。
[0265]具體而言,在圖21所示的示例中,停止主驅動信號與第一個週期的副驅動信號之間的期間的偏移電壓的施加,並將第一個週期的副驅動信號的偏移電壓設為V1。另外,停止第一個週期的副驅動信號與第二個週期的副驅動信號之間的期間的偏移電壓的施加,將第二個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V1低的電壓V2。另外,停止第二個週期的副驅動信號與第三個週期的副驅動信號之間的期間的偏移電壓的施加,將第三個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V2低的電壓V3。另外,停止第三個週期的副驅動信號與第四個週期的副驅動信號之間的期間的偏移電壓的施加,將第四個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V3低的電壓V4。
[0266]這樣,控制裝置1停止不施加副驅動信號的期間的偏移電壓的施加,並且以成為V1>V2>V3>V4的方式,在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且向線圈22側施加正弦波的波列的副驅動信號。控制裝置1例如也可以使偏移電壓階段性地下降,以使偏移電壓最終成為零。
[0267]通過在每個週期降低副驅動信號的偏移電壓,如圖21所示,與偏移電壓對應的偏移電流也逐漸下降為I1>I2>I3>I4。
[0268]除此之外,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間、例如主驅動信號與副驅動信號之間的期間、副驅動信號彼此之間的期間不施加偏移電壓。
[0269]這樣,在本變形例中,控制裝置1在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且在不施加副驅動信號的期間停止偏移電壓的施加,所以能夠進一步減少消耗電力,抑制線圈22的發熱。
[0270]本變形例適合於副驅動信號為制動信號的情況。因此,作為供給定時,控制裝置1使副驅動信號的一個週期內的波形的最大值(峰側的峰值)的位置與可動體40振動時的加速度的正的峰值位置為同時或大致同時(參照圖21中的單點劃線的箭頭)。
[0271]另外,在本變形例中,在施加主驅動信號之後,也施加具有按每個週期以不同的偏移電壓為中心值變動的可變電壓的正弦波的波列作為副驅動信號。
[0272]在本變形例中,也如圖21所示,在主驅動信號與第一個週期的副驅動信號之間的期間、副驅動信號彼此之間的期間,停止偏移電壓的施加。在該期間,流過線圈22的電流處於從因施加主驅動信號、副驅動信號而生成的副驅動電流逐漸減少的狀態,不為零。另外,在本變形例中的副驅動電流中,表示該可變電流的變化的波形也不存在不連續的變動。
[0273]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。因此,與上述實施方式同樣地,能夠抑制與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波的產生。這樣,本變形例也能夠得到與上述實施方式相同的效果。
[0274][變形例5]
圖22是作為上述實施方式的變形例5而說明從控制裝置1施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
[0275]在圖22所示的例子中,主驅動信號是與圖17所示的主驅動信號相同的矩形波。
[0276]在圖22所示的例子中,副驅動信號是相位等與圖17所示的副驅動信號不同的正弦波。具體而言,副驅動信號為在極性不發生變化的範圍內可變電壓曲線性地變動的正弦波的波列。另一方面,在本變形例中,副驅動信號是在各週期中以不同的偏移電壓V1~V4為中心值的正弦波的波列,其基本波形是初始相位為3/2π的一個週期的正弦波(參照圖12B)。
[0277]另外,在圖22中,副驅動信號與圖17所示的副驅動信號相同,使各週期的副驅動信號的振幅逐漸變小,但在不施加副驅動信號的期間,不施加偏移電壓。
[0278]控制裝置1基本上可以是在上述實施方式中說明的結構(參照圖10、圖11)。而且,在本變形例中,控制裝置1也與上述變形例3相同,通過第一副驅動信號生成部B242、第二副驅動信號生成部B243以及合成部B244,生成偏移電壓按每個週期變化(下降)的副驅動信號的波列。
[0279]另外,在本變形例的情況下,控制裝置1使用初始相位為3/2π的一個週期的正弦波作為副驅動信號的基本波形,生成副驅動信號的波列。因此,如用圖13說明的那樣,能夠將從第奇數個週期的正弦波切換為第偶數個週期的正弦波的部分或從第偶數個週期的正弦波切換為第奇數個週期的正弦波的部分設為平滑的波形(參照圖13)。
[0280]在本變形例中,也與變形例4同樣地,為了減少消耗電力並抑制線圈22的發熱,控制裝置1在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且在預定期間不施加偏移電壓。
[0281]具體而言,在圖22所示的示例中,停止主驅動信號與第一個週期的副驅動信號之間的期間的偏移電壓的施加,並將第一個週期的副驅動信號的偏移電壓設為V1。另外,將第二個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V1低的電壓V2。另外,將第三個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V2低的電壓V3。另外,將第四個週期的副驅動信號的偏移電壓設為比V3低的電壓V4。
[0282]這樣,控制裝置1停止不施加副驅動信號的期間的偏移電壓的施加,並且以成為V1>V2>V3>V4的方式,在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且向線圈22側施加正弦波的波列的副驅動信號。控制裝置1例如也可以使偏移電壓階段性地下降,以使偏移電壓最終成為零。
[0283]在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,從而使與偏移電壓對應的偏移電流也如圖22所示那樣逐漸下降為I1>I2>I3>I4。
[0284]此外,控制裝置1在不施加副驅動信號的期間、例如主驅動信號與副驅動信號之間的期間不施加偏移電壓。
[0285]這樣,在本變形例中,控制裝置1在副驅動信號的每個週期降低偏移電壓,並且在不施加副驅動信號的期間,停止偏移電壓的施加,所以能夠進一步減少消耗電力,抑制線圈22的發熱。
[0286]本變形例適合於副驅動信號為制動信號的情況。因此,作為供給定時,控制裝置1使副驅動信號的一個週期內的波形的最大值(峰側的峰值)的位置與可動體40振動時的加速度的正的峰值位置為同時或大致同時(參照圖22中的單點劃線的箭頭)。
[0287]另外,在本變形例中,在施加主驅動信號之後,也施加具有按每個週期以不同的偏移電壓為中心值變動的可變電壓的正弦波的波列作為副驅動信號。
[0288]在本變形例中,如在圖13中說明的那樣,使用初始相位為3/2π的一個週期的正弦波來生成副驅動信號的波列,因此如圖22所示,副驅動信號彼此之間的電壓為零或者大致為零。這樣,即使副驅動信號彼此之間的電壓為零或大致為零,流過線圈22的電流也處於從因副驅動信號的施加而生成的副驅動電流逐漸減少的狀態,不為零。另外,在本變形例中的副驅動電流中,表示該可變電流的變化的波形也不存在不連續的變動。
[0289]當這樣的副驅動電流流過線圈22時,在振動週期的整個期間,以預定值以上曲線地變動的吸引力作用於可動體40。這樣,吸引力在預定值以上呈曲線地變動,即,不產生吸引力的不連續的變動,因此能夠抑制由吸引力的不連續的變動引起的諧波的產生。因此,與上述實施方式同樣地,能夠抑制與可動體40的振動的加速度波形重疊的諧波的產生。這樣,本變形例也能夠得到與上述實施方式相同的效果。
[0290]以上,對本發明的實施方式進行了說明。另外,以上的說明是本發明的優選實施方式的例證,本發明的範圍並不限定於此。即,關於上述裝置的結構、各部分的形狀的說明是一個例子,在本發明的範圍內能夠對這些例子進行各種變更、追加是顯而易見的。
[0291]在本實施方式中,將由控制裝置1進行驅動控制的電磁致動器的驅動方向設為Z方向。不限於此,在與操作者的接觸面平行的方向、具體而言X方向或Y方向上,也能夠得到上述的高效的驅動、振動的強化等效果。
[產業上的可利用性]
[0292]本發明的電磁致動器具有能夠表現各種接觸操作感的振動的效果。例如,在車載產品或工業設備中,對通過使手指等接觸畫面上的圖像來輸入操作的操作設備是有用的。特別是例如在搭載有能夠回饋與觸摸顯示於圖像的機械式開關等各種圖像時的操作感相同的操作感的觸摸面板裝置的觸摸顯示器裝置等操作設備中是有用的。
[0293]1:控制裝置
10:電磁致動器
20:芯部組裝體
20a、20b:對置面(對置面部)
22:線圈
24:芯部
26:繞線管
30:固定體
32:基座部
32a:安裝部
32b:底面部
33:止動孔
36:開口部
40:可動體
41:磁軛
42:面部固定孔
44:面部固定部
44a:固定面
46、47:被吸引面部
48:開口部
49:缺口部
50:板狀彈性部(彈性支承部)
52:固定體側固定部
54:可動體側固定部
56:彈性臂部
70:應變檢測感測器
82:開關元件
84:信號產生部
110:電源部
120:檢測信號處理部
121:HPF
122:LPF
130:驅動信號生成部
140:驅動部
141:柵極驅動器
142:MOSFET
143:SBD
200:振動呈現裝置
241:芯部主體
242、244:磁極部
321、322:固定孔
B21:主驅動信號生成部
B22:定時檢測部
B23:振幅設定部
B24:副驅動信號生成部
B241:週期計數部
B242:第一副驅動信號生成部
B243:第二副驅動信號生成部
B244:合成部
B25:輸出部
[0010]圖1是表示具有本發明的實施方式的控制裝置的振動呈現裝置的側視圖。
圖2是作為本發明的實施方式的控制裝置進行驅動控制的一例的電磁致動器的表面側外觀立體圖。
圖3是該電磁致動器的背面側外觀立體圖。
圖4是該電磁致動器的平面圖。
圖5是圖4的A-A線箭頭方向剖視圖。
圖6是該電磁致動器的分解立體圖。
圖7是表示在該電磁致動器設置有感測器的狀態的剖視圖。
圖8是表示該電磁致動器的磁回路結構的圖。
圖9是說明該電磁致動器的動作的圖。
圖10是說明本發明的實施方式的控制裝置的圖。
圖11是說明圖10所示的控制裝置中的驅動信號的生成的圖。
圖12A是表示初始相位為0的正弦波的圖表。
圖12B是表示初始相位為3/2π的正弦波的圖表。
圖12C是表示初始相位為π的余弦波的圖表。
圖13是說明由第奇數個週期的正弦波構成的波列和由第偶數個週期的正弦波構成的波列的合成的圖表。
圖14是說明從控制裝置施加矩形波的副驅動信號(衰減追加信號)的情況下產生的諧波的圖表。
圖15是說明從控制裝置施加矩形波的副驅動信號(制動信號)的情況下產生的諧波的圖表。
圖16是說明從控制裝置施加正弦波的副驅動信號(衰減追加信號)的情況的圖表。
圖17是說明從控制裝置施加正弦波的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
圖18是作為本發明的實施方式的變形例1而示出與圖16和圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號的圖表。
圖19是作為本發明的實施方式的變形例2而示出與圖16和圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號的圖表。
圖20是作為本發明的實施方式的變形例3而說明從控制裝置施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
圖21是作為本發明的實施方式的變形例4而說明從控制裝置施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
圖22是作為本發明的實施方式的變形例5而說明從控制裝置施加與圖17所示的副驅動信號不同的副驅動信號(制動信號)的情況的圖表。
Claims (7)
- 一種控制裝置,其對電磁致動器進行控制,該電磁致動器使由彈性支承部以能夠彈性振動的方式支承的操作設備向該操作設備的振動方向的一方向驅動來使該操作設備振動,其特徵在於, 所述控制裝置具有對所述電磁致動器的線圈施加主驅動信號,在開始與針對所述操作設備的接觸操作對應的所述操作設備的振動之後,施加副驅動信號來調整所述振動的衰減期間的回路, 所述副驅動信號具有以從零電壓偏移後的偏移電壓為中心值而變動的可變電壓,表示所述可變電壓的變動的波形是正弦函數的曲線或余弦函數的曲線, 所述回路使所述偏移電壓在每個週期改變的同時,施加所述副驅動信號。
- 如請求項1所述的控制裝置,其特徵在於, 所述回路使所述偏移電壓階段性地降低。
- 如請求項1所述的控制裝置,其特徵在於, 所述回路具有: 第一波形生成部,其在每個週期改變第一波形的所述偏移電壓的同時,生成成為第奇數個週期的所述副驅動信號的第一波形; 第二波形生成部,其在每個週期改變第二波形的所述偏移電壓的同時,生成成為第偶數個週期的所述副驅動信號的第二波形;以及 合成部,其對所述第一波形和所述第二波形進行合成來生成所述副驅動信號。
- 如請求項3所述的控制裝置,其特徵在於, 所述第一波形和所述第二波形是在極性不變化的範圍內所述可變電壓變動的正弦波或余弦波。
- 如請求項4所述的控制裝置,其特徵在於, 所述第一波形和所述第二波形是從初始相位3/2π開始的正弦波或從初始相位π開始的余弦波。
- 一種振動呈現裝置,其特徵在於,具備: 電磁致動器,其使由彈性支承部以能夠彈性振動的方式支承的操作設備向該操作設備的振動方向的一方向驅動來使該操作設備振動;以及 請求項1至5中的任一項所述的控制裝置。
- 如請求項6所述的振動呈現裝置,其特徵在於, 所述電磁致動器包括包含所述線圈的電磁鐵和由磁性體構成的磁軛,通過向所述線圈施加驅動信號而產生的所述電磁鐵和所述磁軛的磁吸引,將所述操作設備向所述一方向驅動。
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