WO2024024324A1 - 操作制御システム - Google Patents

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WO2024024324A1
WO2024024324A1 PCT/JP2023/022429 JP2023022429W WO2024024324A1 WO 2024024324 A1 WO2024024324 A1 WO 2024024324A1 JP 2023022429 W JP2023022429 W JP 2023022429W WO 2024024324 A1 WO2024024324 A1 WO 2024024324A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
section
wheel
unit
rotation
coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022429
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌昭 鷲見
暁朗 分部
啓之 伊夫伎
敬一 戸田
充典 杉浦
Original Assignee
オムロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
Publication of WO2024024324A1 publication Critical patent/WO2024024324A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks

Definitions

  • the present invention relates to an operation control system that includes an operation device such as a mouse, a keyboard, a control panel, etc., and an operation control device such as a PC connected thereto.
  • an operation device such as a mouse, a keyboard, a control panel, etc.
  • an operation control device such as a PC connected thereto.
  • Patent Document 1 discloses a mouse device that has a simple structure and low cost and has a scroll wheel number switching function.
  • JP2021-068411A Patent No. 6981632
  • the conventional mouse device described above has the following problems.
  • the mouse device disclosed in the above publication is equipped with a plurality of modules each having a different number of code grooves in order to have the function of switching the number of stages of the scroll wheel, and by switching these modules, the number of stages of the scroll wheel can be changed. Switching the number of stages. Therefore, in the configuration of this mouse device, various settings such as rotational resistance and click feeling can be set to have different rotational resistance during forward rotation and reverse rotation, and various settings such as rotational resistance and click feeling can be set to achieve the user's preferred feeling of use. It was difficult to do so.
  • An object of the present invention is to provide an operation control system that allows a wheel unit using a magnetorheological fluid to be used with a desired operational feel while reducing power consumption.
  • An operation control system includes an operation control device and an operation device connected to the operation control device and including a wheel unit supported in a rotatable state.
  • the wheel unit included in the operating device includes a wheel main body, a magnetorheological fluid holding section, a coil, and a coil control section.
  • the wheel body is loaded into the operating device in a state where it can rotate in forward and reverse directions.
  • the magnetorheological fluid holding section holds a magnetorheological fluid whose viscosity changes due to a magnetic field applied from the outside, thereby imparting rotational resistance to the wheel main body.
  • the coil generates a magnetic field for the magnetorheological fluid.
  • the coil control unit controls the current flowing through the coil so as to change the rotational resistance to the wheel body, and also performs energization control to generate rotational resistance of the wheel body according to settings when there is an operation input, and controls the operation input.
  • the wheel body has a non-energizing control that does not cause rotational resistance of the wheel body when there is no rotation for a predetermined period of time.
  • the operation control device includes a storage section and an output torque determination section.
  • the storage section stores a plurality of settings that determine the rotational resistance of the wheel body during operation.
  • the output torque determination unit determines the output torque of the wheel body according to the settings stored in the storage unit.
  • the coil control section receives an operation input during non-energization control, and when shifting to energization control, reads the most recent setting stored in the storage section and generates rotation resistance of the wheel main body.
  • the operation control device controls the rotational resistance of the wheel body ( Equipped with a memory unit that stores multiple settings for changing braking force), once operation input is interrupted, it shifts to energy saving mode (no-energization control), and when operation input is performed again, operation control is resumed.
  • the most recent settings are read from the storage section and the coil is controlled to perform energization control on the operating device side.
  • the operation devices included in the operation control system include, for example, a mouse, a keyboard, a game controller, various control panels, and the like.
  • the wheel unit loaded in the operating device is an operating member that performs operational input through rotational operation, and may be configured, for example, to perform operational input through pressing in addition to rotational operation.
  • Magneto-rheological fluid is a fluid whose viscosity changes when magnetic force is applied, and by being held around the rotating body of the wheel unit, the rotation of the wheel unit depends on the magnitude of the magnetic force. Change resistance.
  • No-energization control by the coil control unit means, for example, when an operating device such as a mouse is not in use, the coil is energized so as not to waste unnecessary power to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid. This is a control to stop.
  • energization control by the coil control unit means, for example, when an operating device such as a mouse is used, a coil is applied to the magnetorheological fluid to control the rotational resistance of the wheel unit 11. This is the control to energize the.
  • the operation control device reads the most recent settings saved in the storage unit and causes rotation resistance of the wheel body in the operation device. This allows the operator to use the operating device loaded with the wheel unit with the usability set by the operator. As a result, the operating device equipped with the wheel unit using magnetorheological fluid can be used with a desired operating feeling while saving power. As a result, the operating device equipped with the wheel unit using magnetorheological fluid can save power and improve usability.
  • An operation control system is the operation control system according to the first invention, in which the operating device further includes an input button operated by an operator.
  • the operation control device further includes a setting change unit that shifts to a setting change mode when the input button is pressed for a predetermined time or more.
  • the operation control system according to the third invention is the operation control system according to the second invention, in which the input buttons include a first button and a second button provided on both sides of the operating device.
  • the input buttons include a first button and a second button provided on both sides of the operating device.
  • the setting change section shifts from the normal mode to the mode for changing settings.
  • a condition is set that two operation buttons (first and second buttons) must be pressed at the same time for a predetermined period of time. It is possible to prevent a transition to a screen or the like.
  • the operation control system according to a fourth invention is the operation control system according to the first invention, in which the operation control device further includes a first communication unit that communicates with the operation device, further includes a second communication unit that communicates with the first communication unit. Thereby, various data, etc. can be transmitted and received between the operating device side and the operation control device side via the first communication section and the second communication section.
  • An operation control system is the operation control system according to the first or second invention, wherein the operation device includes a rotation detection section that detects a position of the wheel main body in a rotational direction, and a wheel main body. It further includes a direction detection section that detects the rotation direction of the rotation direction. Thereby, the position in the rotational direction and the rotational direction of the wheel main body can be respectively detected based on the detection results of the rotation detection section and the direction detection section. Therefore, the state of the operator's operation input to the wheel unit can be recognized.
  • An operation control system is the operation control system according to the fifth invention, wherein the storage section stores data of a plurality of pulse waveforms corresponding to the output torque of the wheel main body, and The determining section reads an appropriate pulse waveform according to the detection results from the rotation detecting section and the direction detecting section, and determines the output torque of the wheel main body.
  • the output torque determination section reads out the optimal pulse waveform according to the output torque of the wheel body from among the plurality of pulse waveforms stored in the storage section, and determines the output torque of the wheel body. Can be done.
  • An operation control system is the operation control system according to the sixth invention, in which the coil control section performs PWM (Pulse Width Modulation) control based on a pulse waveform.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • An operation control system is the operation control system according to the fifth invention, wherein the rotation detection section has a first resolution for rotation in the forward direction and a first resolution for rotation in the reverse direction. A second resolution lower than the resolution is respectively set.
  • An operation control system is the operation control system according to the fifth invention, in which the rotation detection section has a first phase for detecting a rotation position during rotation in a forward rotation direction and a first phase for detecting a rotation position during rotation in a forward rotation direction.
  • the second phase for detecting the rotational position during rotation is set at positions shifted from each other.
  • the operation control system is the operation control system according to the fifth invention, in which the coil control section controls the rotation direction of the wheel main body according to the rotation direction of the wheel main body detected by the direction detection section.
  • the current flowing through the coil is controlled to give different click sensations.
  • the current flowing through the coil using a pulse waveform that makes the rotational resistance of the wheel body small during forward rotation and increases the rotational resistance of the wheel body during reverse rotation, The click feeling when reversing can be changed.
  • the operation control system is the operation control system according to the tenth invention, in which the coil control section clicks at a first pitch when the detection result in the direction detection section is a forward rotation direction.
  • the current flowing through the coil is controlled so that a click feeling is imparted at a second pitch that is wider than the first pitch.
  • the current flowing through the coil is controlled using a pulse waveform that shortens the interval at which rotational resistance is applied to the wheel body during forward rotation, and lengthens the interval at which rotational resistance is applied to the wheel body during reverse rotation. By doing so, it is possible to change the interval at which a click feeling is given during normal rotation and during reverse rotation.
  • An operation control system is the operation control system according to the first or second invention, in which the operation device is a mouse.
  • the operation device is a mouse.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing the configuration of a mouse control system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a block diagram showing the configuration of the mouse control system of FIG. 1.
  • FIG. 2 is an external perspective view of a mouse included in the mouse control system of FIG. 1.
  • FIG. (a), (b), and (c) are a top view, a side view, and a bottom view of the mouse of FIG. 3.
  • (a) and (b) are external views of the wheel unit loaded into the mouse of FIG. 3.
  • (a) is a side view of the wheel unit of FIG. 6.
  • (b) is a sectional view taken along line BB in (a).
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between magnetic field strength and viscosity of the MR fluid used in the mouse of FIG. 2.
  • (a) is an image diagram showing the click feeling that occurs when the wheel unit rotates in the normal mode.
  • (b) is an image diagram showing the click feeling that occurs when the wheel unit rotates in continuous firing mode (normal rotation).
  • (c) is an image diagram showing the click feeling that occurs when the wheel unit rotates in the weapon switching mode (when reversed).
  • (a) is a diagram showing a pulse waveform that causes a click feeling when the wheel unit rotates in the normal mode.
  • (b) is a diagram showing a pulse waveform that produces a click feeling when the wheel unit rotates in continuous firing mode (normal rotation).
  • (c) is a diagram showing a pulse waveform that produces a click feeling when the wheel unit rotates in the weapon switching mode (in reverse rotation).
  • (d) is a diagram showing a pulse waveform that produces a click feeling by shifting the phase so that the detection timing in (c) is delayed by a predetermined time.
  • 10(a) to 10(d) are diagrams showing assignment of output duty ratios of PWM control for position numbers 1 to 80 in each mode shown in FIG. 10(a) to FIG. 10(d).
  • 5 is a flowchart showing the flow of mode switching processing performed by a mouse equipped with a wheel unit according to the present embodiment.
  • FIGS. 1 to 13 A mouse control system (operation control system) 1 according to an embodiment of the present invention will be described below using FIGS. 1 to 13. Note that in this embodiment, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of well-known matters or redundant explanations of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art. Applicants also provide the accompanying drawings and the following description to enable those skilled in the art to fully understand the invention, and are not intended to limit the claimed subject matter thereby. do not have.
  • the mouse control system (operation control system) 1 receives operation input from a player playing a game such as e-Sports, and As shown in FIG. 1, this system includes a mouse (operation device) 10 and a PC (Personal Computer) (operation control device) 20.
  • a mouse operation device
  • PC Personal Computer
  • the mouse 10 is placed in front of the PC 20 together with the keyboard 20a, and is mainly rotated and pressed by the fingers of a player of a game such as e-Sports, for example.
  • the mouse 10 includes a wheel unit 11 that uses an MR (Magneto-Rheological) fluid (magneto-rheological fluid) 12e, which will be described later, to change the rotational resistance of a wheel main body 12f when rotated by an operator.
  • MR Magnetic-Rheological
  • 12e magnetic-rheological fluid
  • the PC 20 is a personal computer to which the mouse 10 is connected, and is a device that executes various applications such as games such as e-Sports, and executes computer programs such as game programs, business programs, and drive simulator programs. As shown in FIGS. 1 and 2, the PC 20 includes a keyboard 20a, a communication section (first communication section) 21, a display section 22, and a control section 23.
  • the keyboard 20a like the mouse 10, accepts input from an operator such as a game player.
  • the communication unit (first communication unit) 21 is connected via wireless to the communication unit 14 on the mouse 10 side, and performs communication between the mouse 10 and the PC 20.
  • the display unit 22 is a monitor such as a liquid crystal display device included in the PC 20, and as shown in FIG. 2, it is connected to the control unit 23, and displays, for example, a game play screen, etc. controlled to do so.
  • the control unit 23 is a processor such as a CPU that controls the entire PC 20. As shown in FIG. 2, the control unit 23 is connected to the communication unit 21 and the display unit 22. Execute various programs such as game programs. Further, as shown in FIG. 2, the control section 23 includes a setting changing section 23a, a setting registration section (storage section) 23b, and an output torque determining section 23c.
  • the setting change unit 23a activates the mode change signal.
  • the signal is transmitted from the detection unit 15c to the control unit 15e, and then transmitted to the control unit 23 on the PC 20 side via the communication units 14 and 21.
  • the mode of the mouse 10 is switched from the normal mode to the mode in which the settings of the mouse 10 are changed.
  • the settings registration unit (storage unit) 23b registers the contents of various settings of the mouse 10 changed by the settings change unit 23a.
  • the settings registered in the setting registration section 23b include, for example, the operational feel of the wheel body portion 12f of the wheel unit 11 (the interval of click feeling, the rotational resistance, the operational feeling that differs between forward rotation and reverse rotation). settings, etc.).
  • the settings registered in the setting registration section 23b are then transmitted to the output torque determining section 23c.
  • the setting registration section 23b is connected to the output torque determining section 23c, and is configured to change the rotational resistance of the wheel body section 12f with the output torque determined by the output torque determining section 23c.
  • the data of the output pulse waveform (see FIGS. 10(a) to 10(d)), the output duty ratio of PWM control (see FIGS. 11 and 12), etc. are stored.
  • the output torque determining section 23c receives the detection results from the rotation detecting section 13a and the direction detecting section 13b included in the scroll detecting section 13 via the communication sections 14 and 21, and determines the results of the wheel main body section. Determine the output torque of 12f.
  • the output torque determining section 23c outputs an optimal pulse waveform to the coil control section 12c via the communication sections 21 and 14 based on the contents of the settings registered in the setting registration section 23b. Therefore, the coil control section 12c can control the current flowing through the coil 12d and control the rotational resistance of the wheel body section 12f so as to provide a user-friendly usability.
  • the contents of the latest settings changed by the setting change unit 23a may be saved by overwriting past data, or may be saved so as to coexist with past data.
  • the coil control unit 12c After transitioning to the energy saving mode (non-energizing control) described above, when an operation input to the mouse 10 is detected and returning to the normal operation mode (energizing control), the coil control unit 12c , the most recent settings stored in the setting registration section 23b on the PC 20 side are read out, and the current flowing through the coil 12d is controlled so as to generate rotational resistance of the wheel body section 12f.
  • the mouse 10 includes a wheel unit 11 that receives a rotation operation by an operator, and a communication section (second communication section) 14. Further, as shown in FIGS. 3 and 4(a) to 4(c), the mouse 10 includes a mouse body 10a, a switch 10b, a bottom surface 10c, a USB socket 10d, and a light projector 10ea. It has a light receiving section 10eb, a switch 10f, and operation buttons (input button, first and second buttons) 10ga and 10gb.
  • the mouse body 10a is a housing portion of the mouse 10, and as shown in FIGS. 3, 4(a), and 4(b), a portion of the wheel unit 11 protrudes from the top surface of the mouse body 10a.
  • the wheel unit 11 is rotatably supported.
  • the switch 10b is arranged near the wheel unit 11 on the upper surface of the mouse body 10a, as shown in FIGS. 3, 4(a), and 4(b).
  • the switch 10b is operated, for example, when switching between normal mode and game mode, or when switching the power of the mouse 10 on and off.
  • the bottom surface 10c constitutes the outer shell of the mouse 10 together with the mouse body 10a, as shown in FIG. 4(b).
  • the USB socket 10d is provided on the front side of the mouse 10, as shown in FIG. is inserted.
  • the light emitter 10ea and the light receiver 10eb are provided as a scanning unit of the mouse 10, and as shown in FIG. 4(c), are provided approximately in the center of the bottom surface 10c of the mouse 10, and are A change in the position of the mouse 10 is detected by receiving the reflected infrared light at the light receiving section 10eb.
  • the switch 10f is provided on the bottom surface 10c of the mouse 10 near the light projecting section 10ea and the light receiving section 10eb, and turns the power of the mouse 10 ON/OFF.
  • operation buttons (first and second buttons) 10ga and 10gb are arranged on the left and right sides of the wheel unit 11 on the top surface of the mouse body 10a, and are used for operations such as input and determination using the mouse 10. Enter.
  • the operation buttons 10ga and 10gb are pressed down at the same time for a predetermined period of time or more when switching to a setting change mode to be described later, the mode changes from the normal mode to the setting change mode.
  • the setting change mode is, for example, a mode in which a game player or the like sets the rotational resistance of the wheel unit 11, the interval of click sensations, etc. so that the game player or the like can easily play the game.
  • the contents set in the setting change mode are stored in a setting registration section (storage section) 23b, which will be described later.
  • the wheel unit 11 is provided in front of the upper surface of the mouse body 10a of the mouse 10, and mainly receives rotation operations and pressing operations. As shown in FIG. 2, the wheel unit 11 includes a torque generation section 12, a scroll detection section 13, and an operation control unit 15.
  • the torque generation section 12 includes a coil control section 12c, a coil 12d, an MR (Magneto-Rheological) fluid 12e, and a wheel main body section 12f.
  • the coil control section 12c is connected to the control section 23 on the PC 20 side via the communication sections 14 and 21, and causes the wheel body section 12f to reduce rotational resistance by the output torque determined by the output torque determination section 23c on the PC 20 side.
  • the current flowing through the coil 12d that generates a magnetic field for the MR fluid 12e is controlled so as to receive the MR fluid 12e.
  • the coil control unit 12c controls the current flowing through the coil 12d by PWM (Pulse Width Modulation) control using a pulse waveform.
  • the coil 12d is disposed near the MR fluid holding portion 11g (see FIG. 7(b)) holding the MR fluid 12e, and generates a magnetic field for the MR fluid 12e when a current flows through the coil 12d.
  • the MR (Magneto-Rheological) fluid 12e is mainly supplied to the MR fluid holding portion 11g (Fig. 7(b) ) is filled in the space of ).
  • the MR fluid 12e changes its shape under the influence of the magnetic field applied from the coil 12d, thereby changing the rotational resistance of the wheel body 12f. Note that the characteristics of the MR fluid 12e will be described in detail later.
  • the wheel main body 12f is integrated with the rotating shaft (shaft 11e (see FIG. 5, etc.)) of the wheel unit 11, and is rotatably loaded in the mouse main body 10a (see FIG. 5, etc.). .
  • the rotational resistance of the wheel main body 12f changes due to a change in the form of the MR fluid 12e caused by a change in the current flowing through the coil 12d.
  • the scroll detection section 13 includes a rotation detection section 13a, a direction detection section 13b, and an edge determination section 13c.
  • the rotation detection unit 13a is provided to detect the rotational position of the rotating body (wheel main body 12f, etc.) of the wheel unit 11, and as shown in FIG. 2, detects the position of the wheel main body 12f in the rotational direction. do. Then, the rotation detection section 13a transmits information on the detected position of the wheel main body section 12f in the rotational direction to the output torque determination section 23c included in the control section 23 on the PC 20 side via the communication sections 14 and 21.
  • the direction detection section 13b is provided to detect the rotation direction (forward rotation/reverse rotation) of the rotating body (wheel body section 12f, etc.) of the wheel unit 11, and as shown in FIG. Detect rotation direction. Then, the direction detection section 13b transmits information on the detected rotation direction of the wheel main body section 12f to the output torque determination section 23c included in the control section 23 on the PC 20 side via the communication sections 14 and 21.
  • the edge determination section 13c is connected to the rotation detection section 13a, and based on the information on the position in the rotational direction of the wheel body section 12f detected by the rotation detection section 13a, the edge determination section 13c determines the position of the wheel body section 12f, which will be described later. Detects the edge of the rotation control pulse and outputs a scroll pulse.
  • the communication unit 14 is connected via wireless to the communication unit 21 on the PC 20 side, and transmits and receives various data and the like between the mouse 10 and the PC 20.
  • the operation control unit 15 includes an input section 15a, a scanning section 15b, an operation detection section 15c, a power switching section 15d, and a control section 15e.
  • the input unit 15a receives an input signal from a switch 10f for turning on/off the power of the mouse 10 shown in FIG. 15c. Furthermore, when a long press of a predetermined operation button 10ga or 10gb, which will be described later, is input, the input section 15a transmits the operation signal to the motion detection section 15c.
  • the scanning section 15b receives a signal from the scanning unit (light projecting section 10ea, light receiving section 10eb) and transmits it to the motion detecting section 15c.
  • the motion detection section 15c detects the motion of the mouse 10 based on the signals input to the input section 15a and the scanning section 15b.
  • the operation detection section 15c controls the power switching section 15d to turn on/off the power of the mouse 10.
  • the motion detection section 15c detects a change in the position of the mouse 10 using the signal input to the scanning section 15b. Thereby, in the mouse 10, the cursor etc. displayed on the display section 22 of the PC 20 can be moved according to the detected positional change.
  • the motion detection section 15c transmits an energy saving mode operation signal (non-energization control signal) to the power switching section 15d.
  • the power switching unit 15d selects whether or not to supply power to each component of the mouse 10.
  • the motion detection section 15c detects the energy saving function.
  • a mode operation signal (non-energization control signal) is transmitted to the power switching unit 15d. Thereby, the mouse 10 shifts to the energy saving mode (no-power control).
  • the operation detection unit 15c transmits an operation mode restart signal (energization control signal) to the power switching unit 15d. .
  • the power switching unit 15d resumes power supply to each component of the mouse 10 in order to enter the operation mode (energization control). Therefore, by shifting the mouse 10 to the operation mode (energization control), the operator can operate the mouse 10 normally.
  • the control section 15e is connected to the motion detection section 15c, and controls each component of the mouse 10 according to the detection result of the motion detection section 15c.
  • the wheel unit 11 is a unit through which a rotation operation and a pressing operation are input by the operator of the mouse 10, and as shown in FIG. It has a middle button 11c, a push detection lever 11d, a shaft (rotation shaft) 11e, a rotation detection magnet 11f, an MR fluid holding section (magneto-rheological fluid holding section) 11g, and a sealing member 11h.
  • the outer wheel (wheel body part) 11a constitutes a wheel body part 12f together with the inner wheel 11b.
  • the outer wheel 11a is integrated with the shaft 11e together with the inner wheel 11b, and is rotated by an operator's rotation operation.
  • the inner wheel (wheel body portion) 11b is provided on the inner diameter side of the outer wheel 11a, and rotates integrally with the shaft 11e when the outer wheel 11a is operated.
  • the middle button 11c is a microswitch that accepts a push-down operation on the outer wheel 11a, and is provided on the side of the wheel main body 12f in a state where it is in contact with the push-down detection lever 11d.
  • the push-down detection lever 11d is provided so as to protrude from one side of the wheel main body 12f, and when the outer wheel 11a is pushed down by the operator, Press down the middle button 11c.
  • the push-down detection lever 11d is provided as a member on the fixed side with respect to the rotating body including the outer wheel 11a, the inner wheel 11b, and the shaft 11e.
  • the shaft (rotation shaft) 11e is provided so as to protrude from the side surface of the wheel main body 12f opposite to the push-down detection lever 11d. This is the center of rotation during rotation operations.
  • the rotation detection magnet 11f is a fixed member disposed on the outer peripheral surface of the shaft 11e, and detects the rotation of the shaft 11e.
  • FIG. 7(b) which is a cross-sectional view taken along line BB of the wheel unit 11 shown in FIG. A space formed to include the MR fluid 12e.
  • the viscosity of the MR fluid 12e changes due to the magnetic field applied from the outside, so that the contact portion (sliding portion) between the MR fluid holding portion 11g and the rotating body (wheel body portion 12f, etc.) of the wheel unit 11 In this case, the rotational resistance of the wheel body portion 12f can be changed.
  • the sealing member 11h is, for example, a ring member made of rubber, and is provided to prevent the MR fluid 12e sealed in the MR fluid holding portion 11g from leaking to the outside, as shown in FIG. 7(b). .
  • the strength of the magnetic field applied to the MR fluid 12e and changes in the viscosity of the MR fluid 12e will be explained.
  • FIG. 8 shows a graph showing the viscosity of the MR fluid 12e that changes depending on the magnitude of the influence of the magnetic field when a magnetic field is generated.
  • the MR fluid 12e is a functional fluid in which ferromagnetic fine particles with a diameter of 1 to 10 ⁇ m are dispersed in a liquid such as water or oil, and when not affected by a magnetic field, the fine particles are uniform in the liquid. are distributed in When the MR fluid 12e is affected by a magnetic field, the ferromagnetic particles become magnetized and attract each other to form clusters, and as shown in FIG. 8, the viscosity increases as the magnetic field becomes stronger. Note that the degree of cluster formation in the MR fluid 12e can be adjusted by controlling the current flowing through the coil 12d.
  • the coil control section 12c of the wheel unit 11 can control the current flowing through the coil 12d to control the magnitude of the magnetic field generated from the coil 12d.
  • the viscosity of the MR fluid 12e can be controlled. Therefore, the magnitude of the rotational resistance of the wheel unit 11 can be controlled according to the change in the viscosity of the MR fluid 12e.
  • the mouse 10 loaded with the wheel unit 11 that can realize a delicate operation feeling for each player.
  • the mouse 10 included in the mouse control system 1 of the present embodiment for example, when a game player plays a shooting game in which multiple weapons are used to fire, the mouse 10 can be used in a rapid fire mode or a weapon switching mode that is different from the normal mode. is set.
  • FIGS. 9(a) to 9(c) are images of the angular intervals that produce a click feeling in each mode, and the angular intervals shown actually produce a click feeling. It does not mean that. Specifically, in the normal mode, for example, as shown in FIG. 9(a), the click feeling when rotating the wheel unit 11 is felt at an angular interval of 24 clicks/rotation both during forward and reverse rotation. The current flowing through the coil 12d is controlled so as to
  • the rotation direction of the wheel unit 11 is detected and the mode shifts to continuous shooting mode.
  • the normal mode is shown as a comparison with the game mode (the rapid fire mode and the weapon switching mode)
  • switching from the normal mode to the game mode can be done by specifying the mouse 10, for example. This may be caused by simultaneous operation of a plurality of buttons.
  • the click feeling when the wheel unit 11 is rotated in the forward rotation direction is felt at an angular interval of 48 clicks/rotation, which is twice as much as in the normal mode, as shown in FIG. 9(b), for example.
  • the current flowing through the coil 12d is controlled. Thereby, for example, when firing using a weapon such as a machine gun, it is possible to fire continuously at shorter intervals than in the normal mode.
  • the rotation direction of the wheel unit 11 is detected and the mode shifts to weapon switching mode.
  • the click feeling when the wheel unit 11 is rotated in the reverse direction is felt at an angular interval of 12 clicks/rotation, which is half of that in the normal mode, as shown in FIG. 9(c), for example.
  • the current flowing through the coil 12d is controlled.
  • the current flowing through the coil 12d is controlled by the pulse waveform shown in FIG. 10(b) so that during normal rotation, the current is felt at an angular interval of 48 clicks/rotation, which is twice that in the normal mode.
  • the current flowing through the coil 12d is controlled so that when reversing the weapon, it is felt at an angular interval of 12 clicks/rotation, which is half of that in the normal mode. .
  • the continuous firing mode normal rotation
  • erroneous input of 2 pls which is 1/10 of 20 pls/click
  • the resolution of position detection during rotation in the reverse direction is set to be coarser (lower) than the resolution during rotation in the forward direction, which is lower than the normal mode (10%). can also have a low error rate (2.5%). Furthermore, in the weapon switching mode (reverse rotation), there may be a case in which the error rate can be further reduced by shifting the phase from the determination edge of position detection when the wheel unit 11 rotates in the reverse direction.
  • the duty ratio of the PWM control assigned to positions 1 to 20 in the rotation direction (rotational positions) in continuous shooting mode (normal rotation direction) (48 clicks/rotation) will be explained using FIG.
  • the duty ratio is assigned to increase in steps of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%.
  • duty ratios are assigned such that they decrease stepwise: 100%, 95%, 75%, 45%, and 10%.
  • the duty ratio is assigned to be 0%.
  • the PWM output duty ratio assigned to the rotational position is as shown in FIG. ), respectively.
  • rotational positions 1 to 5 increase in stages to 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%.
  • the duty ratio is assigned so as to decrease stepwise from 100%, 95%, 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 11 to 40.
  • the duty ratio is assigned to increase in steps of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%, and at rotational positions 46 to 50, the duty ratio is assigned to 100%, 95%, and 100%, respectively.
  • Duty ratios are assigned so as to decrease in steps of 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 51 to 80.
  • the coil control unit 12c performs control using a pulse signal in which the peak duty ratio appears twice at rotational positions 1 to 80 (see FIG. 10(a)).
  • the rate is increased in stages of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%, as in the normal mode.
  • Duty ratios are assigned to increase.
  • the duty ratio is assigned so as to decrease stepwise from 100%, 95%, 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 11 to 20.
  • the duty ratio is assigned to increase in steps of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%, and at rotational positions 26 to 30, the duty ratio is assigned to 100%, 95%, and 100%, respectively.
  • Duty ratios are assigned to decrease stepwise from 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 31 to 40.
  • the duty ratio is assigned to increase in steps of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%, and at rotational positions 46 to 50, the duty ratio is assigned to 100% and 95%. , 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 51 to 60.
  • the duty ratio is assigned to increase stepwise to 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%, and at rotational positions 66 to 70, the duty ratio is assigned to 100%, 95%, and 75%. , 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 71 to 80.
  • the coil control unit 12c performs control using a pulse signal in which the peak duty ratio appears four times at rotational positions 1 to 80 at intervals of half the rotational position as in the normal mode (FIG. 10(b)). reference).
  • weapon switching mode A as shown in FIG. 12, among rotational positions 1 to 80, rotational positions 1 to 5 increase in stages to 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%.
  • the duty ratio is assigned as follows. Then, at rotational positions 6 to 10, the duty ratio is assigned so as to decrease stepwise from 100%, 95%, 75%, 45%, and 10%.
  • a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 11 to 80.
  • the coil control unit 12c performs control using a pulse signal in which the duty ratio peak appears once at rotational positions 1 to 80 at an interval of rotational positions twice that of the normal mode (Fig. 10 (see (c)). Furthermore, in weapon switching mode B, as shown in FIG. 12, a duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 1 to 10 among rotational positions 1 to 80. Then, at rotational positions 11 to 15, the duty ratio is assigned to increase in steps of 10%, 45%, 75%, 95%, and 100%. Then, at rotational positions 16 to 20, the duty ratio is assigned to decrease stepwise from 100%, 95%, 75%, 45%, and 10%. A duty ratio of 0% is assigned to rotational positions 6 to 80. Thereby, in weapon switching mode B, the coil control unit 12c can perform control using a pulse signal whose phase is shifted from that in weapon switching mode A (see FIG. 10(d)).
  • ⁇ Mode switching process> The mode switching process executed in the mouse control system 1 of this embodiment will be explained using the flowchart of FIG. 13. That is, as shown in FIG. 13, when the switch 10f for turning on/off the power of the mouse 10 is turned on in step S11, the wheel unit 11 is controlled to operate in the normal operation mode in step S12. .
  • step S13 it is determined whether or not there has been no input to the mouse 10 for a predetermined period of time or more in the normal operation mode.
  • the process advances to step S14.
  • the mouse 10 is controlled in the normal operation mode.
  • step S14 since it is determined in step S13 that no input has been made to the mouse 10 for a predetermined period of time or more, a transition is made to the energy saving mode.
  • the energy saving mode as described above, the power supply from the power supply of the mouse 10 to each component is temporarily stopped, and for example, the current flowing through the coil 12d is reduced to almost 0, so that the mouse 10 can be used even when the mouse 10 is not in use. Reduce wasteful power consumption.
  • step S15 it is determined whether an input is made to the mouse 10 in the energy saving mode.
  • the process advances to step S16.
  • the mouse 10 is controlled in the energy saving mode.
  • step S16 since it was determined that there was an input to the mouse 10 in step S15, the control unit 23 reads the most recent setting from the setting registration unit 23b and transmits it to the output torque determining unit 23c.
  • step S17 the energy saving mode returns to the normal operation mode.
  • the coil control unit 12c receives the pulse waveform output from the output torque determining unit 23c via the communication units 21 and 14 so as to match the settings transmitted from the setting registration unit 23b, and Controls the current flowing through the coil 12d.
  • the most recent settings saved in the setting registration section 23b on the PC 20 side are read out and the wheel main body
  • the mouse 10 loaded with the wheel unit 11 can be used while maintaining the feeling of use set just before by the operator.
  • the wheel unit 11 using the MR fluid 12e can continue to be used with the desired operational feel while saving power.
  • the mouse 10 has been described as an example of the operating device loaded with the wheel unit 11 according to the present invention.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the operating device to which the wheel unit of the present invention is loaded may be, in addition to the mouse, a keyboard, a game controller such as a steering wheel, a control panel used for playing music, etc.
  • the present invention has been described using an example in which the coil control unit 12c controls the current flowing through the coil 12d so as to change the interval of the click feeling between the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
  • the configuration may be such that the current flowing through the coil is controlled so as to change the magnitude of the rotational resistance of the wheel unit 11 between the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
  • the rotational resistance is controlled to be small in the continuous fire mode (normal rotation), and the rotational resistance is controlled to be larger in the weapon switching mode (reverse rotation) than in the continuous fire mode.
  • the mouse 10 loaded with the wheel unit 11 according to the present invention is mainly used for games such as e-Sports.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the operating device loaded with the wheel unit according to the present invention may be used in fields other than games, such as normal PC work, design, music, and other business applications.
  • the operation control system of the present invention has the effect of improving usability while reducing power consumption of a wheel unit using magnetorheological fluid. It is widely applicable to operation control systems including

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Abstract

マウス制御システムは、ＰＣ（２０）と、ホイールユニット（１１）を含むマウス（１０）とを備える。ホイールユニット（１１）は、ホイール本体部（１２ｆ）、ＭＲ流体保持部（１１ｇ）、コイル（１２ｄ）、コイル制御部（１２ｃ）を有する。ＭＲ流体保持部（１１ｇ）は、ホイール本体部（１２ｆ）に対して回転抵抗を付与するＭＲ流体（１２ｅ）を保持する。コイル制御部（１２ｃ）は、ホイール本体部（１２ｆ）に対する回転抵抗を変化させるようにコイル（１２ｄ）に流れる電流を制御する。ＰＣ（２０）は、設定登録部（２３ｂ）、出力トルク決定部（２３ｃ）を有する。コイル制御部（１２ｃ）は、無通電制御時に操作入力があり通電制御に移行する際には、設定登録部（２３ｂ）に保存された直近の設定を読み出してホイール本体部（１２ｆ）の回転抵抗を生じさせる。

Description

操作制御システム
　本発明は、例えば、マウス、キーボード、コントロールパネル等の操作装置と、これに接続されるＰＣ等の操作制御装置とを含む操作制御システムに関する。
　近年、ＰＣ等に各種操作入力を行うマウスやキーボード等の操作装置に、回転操作によって入力を行うホイールユニットが装填された構成が採用されている。
　また、近年、ホイールユニットが装填されたマウス等の操作装置は、職場や家庭に設置されたＰＣ等を操作する操作装置としての用途だけでなく、e-Sports等のゲームを操作する操作装置としても使用されており、より繊細な操作感が求められている。
　例えば、特許文献１には、構造が簡単で低コストなスクロールホイールの段数切替え機能を有するマウス装置について開示されている。
特開２０２１－０６８４１１号公報（特許第６９８１６３２号）
　しかしながら、上記従来のマウス装置では、以下に示すような問題点を有している。
　すなわち、上記公報に開示されたマウス装置では、スクロールホイールの段数切替え機能を持たせるために、異なる溝数のコード溝を有する複数のモジュールを備えており、このモジュールを切り替えることで、スクロールホイールの段数を切り替えている。
　よって、このマウス装置の構成では、正転時と逆転時とで異なる回転抵抗になるように設定したり、使用者の好みの使用感になるように回転抵抗やクリック感等の各種設定を変化させたりすることは困難であった。
　また、ホイールユニットの回転抵抗を変化させる手段として、付与される磁力の大きさに応じて粘性が変化する磁気粘性流体（ＭＲ流体）を回転軸の周囲に封入し、磁気粘性流体の粘度変化に応じてホイールユニットの操作感（回転抵抗）を変化させる構成が考えられる。
　しかし、一定の操作感（回転抵抗）を所定の大きさで維持するためには、磁気粘性流体に磁場を発生させるコイルに常時電流を流す必要があるため、コイルの励磁状態を維持するために消費電力が増大するおそれがあった。
　本発明の課題は、磁気粘性流体を用いたホイールユニットの省電力化を図りつつ、所望の操作感で使用することが可能な操作制御システムを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
　第１の発明に係る操作制御システムは、操作制御装置と、操作制御装置と接続されており、回転可能な状態で支持されるホイールユニットを含む操作装置と、を備えている。操作装置に含まれるホイールユニットは、ホイール本体部と、磁気粘性流体保持部と、コイルと、コイル制御部と、を有している。ホイール本体部は、正転・逆転方向に回転可能な状態で操作装置に装填される。磁気粘性流体保持部は、外部から付与された磁場によって粘度が変化することで、ホイール本体部に対して回転抵抗を付与する磁気粘性流体を保持する。コイルは、磁気粘性流体に対して磁場を発生させる。コイル制御部は、ホイール本体部に対する回転抵抗を変化させるようにコイルに流れる電流を制御するとともに、操作入力がある場合に設定に応じてホイール本体部の回転抵抗を生じさせる通電制御と、操作入力が所定時間ない場合にホイール本体部の回転抵抗を生じさせない無通電制御とを有する。操作制御装置は、記憶部と、出力トルク決定部と、を有している。記憶部は、操作中のホイール本体部の回転抵抗を決定する複数の設定を保存する。出力トルク決定部は、記憶部に保存された設定に応じて、ホイール本体部の出力トルクを決定する。コイル制御部は、無通電制御時に操作入力があり通電制御に移行する際には記憶部に保存された直近の設定を読み出してホイール本体部の回転抵抗を生じさせる。
　ここでは、磁気粘性流体（ＭＲ（Magneto-Rheological）流体）を用いたホイールユニットが装填された操作装置と操作制御装置とを含む操作制御システムにおいて、操作制御装置が、ホイール本体部の回転抵抗（制動力）を変化させる複数の設定を保存する記憶部を備えており、一旦、操作入力が途絶えると省エネモード（無通電制御）へ移行し、再度、操作入力が行われる際には、操作制御装置側において、記憶部から直近の設定を読み出して、操作装置側の通電制御を行うようにコイルを制御する。
　ここで、操作制御システムに含まれる操作装置は、例えば、マウス、キーボード、ゲーム用コントローラ、各種コントロールパネル等を含む。
　操作装置に装填されるホイールユニットは、回転操作によって操作入力を行う操作部材であって、例えば、回転操作に加えて、押圧によって操作入力が行われる構成であってもよい。
　磁気粘性流体（ＭＲ流体）は、磁力が付与されると粘度が変化する流体であって、ホイールユニットの回転体の周囲に保持されていることで、磁力の大きさに応じてホイールユニットの回転抵抗を変化させる。
　コイル制御部による無通電制御とは、例えば、マウス等の操作装置が使用されていない状態で、磁気粘性流体への磁場の付与を行うために無用な電力を消費しないように、コイルへの通電を停止する制御である。一方、コイル制御部による通電制御とは、例えば、マウス等の操作装置が使用されている状態で、磁気粘性流体への磁場の付与を行ってホイールユニット１１の回転抵抗を制御するために、コイルへの通電を行う制御である。
　これにより、無通電制御時に操作入力があって通電制御へ移行する際には、操作制御装置において記憶部に保存された直近の設定を読み出して、操作装置においてホイール本体部の回転抵抗を生じさせることで、操作者が設定した使用感のまま、ホイールユニットが装填された操作装置を使用することができる。
　この結果、磁気粘性流体を用いたホイールユニットが装填された操作装置の省電力化を図りつつ、所望の操作感で使用することができる。
　この結果、磁気粘性流体を用いたホイールユニットが装填された操作装置の省電力化を図りつつ、使い勝手を向上させることができる。
　第２の発明に係る操作制御システムは、第１の発明に係る操作制御システムであって、操作装置は、操作者によって操作される入力ボタンをさらに有している。操作制御装置は、入力ボタンが所定時間以上、押下されると設定を変更するモードへ移行する設定変更部を、さらに有している。
　これにより、設定を変更する際に、所定の入力ボタンを操作するだけで、容易に所望の設定変更モードへ切り替えることができる。
　第３の発明に係る操作制御システムは、第２の発明に係る操作制御システムであって、入力ボタンは、操作装置の両サイドに設けられた第１ボタンと第２ボタンとを含む。設定変更部は、第１ボタンと第２ボタンとが同時に所定時間以上押下されると、通常モードから設定を変更するモードへ移行する。
　これにより、設定変更時には、２つの操作ボタン（第１・第２ボタン）を同時に所定時間以上押下する条件が設定されていることで、誤って所定のボタン等を押してしまったために意図しない設定変更画面等への移行が行われることを防止することができる。
　第４の発明に係る操作制御システムは、第１の発明に係る操作制御システムであって、操作制御装置は、操作装置との間で通信を行う第１通信部を、さらに有し、操作装置は、第１通信部との間で通信を行う第２通信部を、さらに有している。
　これにより、操作装置側と操作制御装置側との間において、第１通信部および第２通信部を介して、各種データ等の送受信を行うことができる。
　第５の発明に係る操作制御システムは、第１または第２の発明に係る操作制御システムであって、操作装置は、ホイール本体部の回転方向における位置を検出する回転検出部と、ホイール本体部の回転方向を検出する方向検出部と、をさらに有している。
　これにより、回転検出部および方向検出部における検出結果によって、ホイール本体部の回転方向における位置と、回転方向とをそれぞれ検出することができる。よって、ホイールユニットへの操作者の操作入力の状態を認識することができる。
　第６の発明に係る操作制御システムは、第５の発明に係る操作制御システムであって、記憶部は、ホイール本体部の出力トルクに応じた複数のパルス波形のデータを保存するとともに、出力トルク決定部は、回転検出部および方向検出部における検出結果に応じた適切なパルス波形を読み出して、ホイール本体部の出力トルクを決定する。
　これにより、出力トルク決定部は、記憶部に保存された複数のパルス波形の中から、ホイール本体部の出力トルクに応じた最適なパルス波形を読み出して、ホイール本体部の出力トルクを決定することができる。
　第７の発明に係る操作制御システムは、第６の発明に係る操作制御システムであって、コイル制御部は、パルス波形に基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う。
　これにより、例えば、ホイール本体部の回転時における回転抵抗の大きさ、クリック感の間隔等を容易に制御することができる。
　第８の発明に係る操作制御システムは、第５の発明に係る操作制御システムであって、回転検出部は、正転方向への回転用に第１分解能、逆転方向への回転用に第１分解能よりも低い第２分解能、がそれぞれ設定されている。
　これにより、例えば、シューティングゲーム等に使用される際に、正転時に銃を連射する設定、逆転時に武器を交換する設定である場合において、正転時は逆転時よりも高い分解能で操作を行うことができる。一方、逆転時には、正転時よりも低い分解能で操作を行うことで、正転から意図しない逆転操作があった場合でも、逆転操作による誤った入力を出力しないように制御することができる。
　第９の発明に係る操作制御システムは、第５の発明に係る操作制御システムであって、回転検出部は、正転方向への回転時における回転位置を検出する第１位相と、逆転方向への回転時における回転位置を検出する第２位相とが互いにズレた位置に設定されている。
　これにより、例えば、シューティングゲーム等に使用される際に、正転時に銃を連射する設定、逆転時に武器を交換する設定である場合において、逆転方向における回転位置の検出位相が正転側の検出位相とずれて設定されているため、正転から意図しない逆転操作があった場合でも、逆転操作による誤った入力を出力しないように制御することができる。
　第１０の発明に係る操作制御システムは、第５の発明に係る操作制御システムであって、コイル制御部は、方向検出部において検出されるホイール本体部の回転方向に応じて、ホイール本体部のクリック感が異なる感覚になるように、コイルに流れる電流を制御する。
　これにより、例えば、正転時には、ホイール本体部の回転抵抗が小さく、逆転時には、ホイール本体部の回転抵抗を大きくするパルス波形を用いて、コイルに流れる電流を制御することで、正転時および逆転時におけるクリック感を変化させることができる。
　第１１の発明に係る操作制御システムは、第１０の発明に係る操作制御システムであって、コイル制御部は、方向検出部における検出結果が正転方向である場合には、第１ピッチでクリック感が付与され、方向検出部における検出結果が逆転方向である場合には、第１ピッチよりも広い第２ピッチでクリック感が付与されるように、コイルに流れる電流を制御する。
　これにより、例えば、正転時には、ホイール本体部に回転抵抗を付与する間隔を短く、逆転時には、ホイール本体部に回転抵抗を付与する間隔を長くするパルス波形を用いて、コイルに流れる電流を制御することで、正転時および逆転時におけるクリック感が付与される間隔を変化させることができる。
　第１２の発明に係る操作制御システムは、第１または第２の発明に係る操作制御システムであって、操作装置は、マウスである。
　これにより、磁気粘性流体を用いたホイールユニットの省電力化を図りつつ、使い勝手を向上させることが可能なマウスを含むシステムを提供することができる。
（発明の効果）
　本発明に係る操作制御システムによれば、磁気粘性流体を用いたホイールユニットの省電力化を図りつつ、使い勝手を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係るマウス制御システムの構成を示すシステム全体図。 図１のマウス制御システムの構成を示すブロック図。 図１のマウス制御システムに含まれるマウスの外観斜視図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３のマウスの上面図、側面図、底面図。 図４（ｂ）のＡ－Ａ線断面図。 （ａ）および（ｂ）は、図３のマウスに装填されたホイールユニットの外観図。 （ａ）は、図６のホイールユニットの側面図。（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。 図２のマウスに用いられたＭＲ流体の磁場の強さと粘度との関係を示すグラフ。 （ａ）は、通常モードにおいてホイールユニットの回転時に生じるクリック感を示すイメージ図。（ｂ）は、連射モード（正転時）においてホイールユニットの回転時に生じるクリック感を示すイメージ図。（ｃ）は、武器切替モード（逆転時）においてホイールユニットの回転時に生じるクリック感を示すイメージ図。 （ａ）は、通常モードにおいてホイールユニットの回転時におけるクリック感を生じさせるパルス波形を示す図。（ｂ）は、連射モード（正転時）においてホイールユニットの回転時におけるクリック感を生じさせるパルス波形を示す図。（ｃ）は、武器切替モード（逆転時）においてホイールユニットの回転時におけるクリック感を生じさせるパルス波形を示す図。（ｄ）は、（ｃ）の検出タイミングが所定時間遅れるように位相をずらしてクリック感を生じさせるパルス波形を示す図。 図９（ｂ）の連射モード（正転時）における48click／回転の場合の位置番号１～２０のＰＷＭ制御の出力デューティ比の割り当てを示す図。 図１０（ａ）～図１０（ｄ）に示す各モードにおける位置番号１～８０のＰＷＭ制御の出力デューティ比の割り当てを示す図。 本実施形態のホイールユニットが装填されたマウスによるモード切替処理の流れを示すフローチャート。
　本発明の一実施形態に係るマウス制御システム（操作制御システム）１について、図１～図１３を用いて説明すれば以下の通りである。
　なお、本実施形態では、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　また、出願人は、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　（１）マウス制御システム１の構成
　本実施形態に係るマウス制御システム（操作制御システム）１は、例えば、e-Sports等のゲームをするプレイヤからの操作入力を受け付けて、e-Sports等のゲームを行うシステムであって、図１に示すように、マウス（操作装置）１０と、ＰＣ（Personal Computer）（操作制御装置）２０とを備えている。
　マウス１０は、図１に示すように、キーボード２０ａとともにＰＣ２０の前方に配置された状態で、例えば、e-Sports等のゲームのプレイヤの手指によって、主に、回転操作および押下操作が行われる。マウス１０は、後述するＭＲ（Magneto-Rheological）流体（磁気粘性流体）１２ｅを用いて、操作者によって回転操作される際のホイール本体部１２ｆの回転抵抗を変化させるホイールユニット１１を備えている。
　なお、マウス１０の詳細な構成については、後段にて詳述する。
　ＰＣ２０は、マウス１０が接続されたパーソナルコンピュータであって、e-Sports等のゲーム等の各種アプリケーションを実行する装置であって、ゲームプログラム、ビジネスプログラム、ドライブシミュレータプログラム等のコンピュータプログラムを実行する。ＰＣ２０は、図１および図２に示すように、キーボード２０ａと、通信部（第１通信部）２１と、表示部２２と、制御部２３とを備えている。
　キーボード２０ａは、図１に示すように、マウス１０と同様に、ゲームのプレイヤ等の操作者からの入力を受け付ける。
　通信部（第１通信部）２１は、図２に示すように、無線を介して、マウス１０側の通信部１４と接続されており、マウス１０とＰＣ２０との間における通信を行う。
　表示部２２は、図１に示すように、ＰＣ２０に含まれる液晶表示装置等のモニタであって、図２に示すように、制御部２３と接続されており、例えば、ゲームプレイ画面等を表示するように制御される。
　制御部２３は、ＰＣ２０全体を制御するＣＰＵ等のプロセッサであって、図２に示すように、通信部２１および表示部２２と接続されており、ＰＣ２０内のメモリ（図示せず）に保存されているゲームプログラム等の各種プログラムを実行する。また、制御部２３は、図２に示すように、設定変更部２３ａと、設定登録部（記憶部）２３ｂと、出力トルク決定部２３ｃと、を有している。
　設定変更部２３ａは、例えば、マウス１０において、操作ボタン１０ｇａ，１０ｇｂ（図３等参照）が同時に所定時間以上、押下げ操作されたことが入力部１５ａに入力されると、モード変更信号が動作検出部１５ｃから制御部１５ｅへ送信され、通信部１４，２１を介して、ＰＣ２０側の制御部２３へ送信される。これにより、マウス１０のモードが、通常モードからマウス１０の設定変更を行うモードへ切り替えられる。
　設定登録部（記憶部）２３ｂは、設定変更部２３ａにおいて変更されたマウス１０の各種設定の内容を登録する。具体的には、設定登録部２３ｂに登録される設定は、例えば、ホイールユニット１１のホイール本体部１２ｆの操作感（クリック感の間隔、回転抵抗、正転時と逆転時とで異なる操作感になる設定等）が含まれる。そして、設定登録部２３ｂに登録された設定は、出力トルク決定部２３ｃへ送信される。
　また、設定登録部２３ｂは、図２に示すように、出力トルク決定部２３ｃと接続されており、出力トルク決定部２３ｃにおいて決定された出力トルクでホイール本体部１２ｆの回転抵抗を変化させるための出力パルス波形のデータ（図１０（ａ）～図１０（ｄ）参照）、ＰＷＭ制御の出力デューティ比（図１１および図１２参照）等を保存している。
　出力トルク決定部２３ｃは、図２に示すように、スクロール検出部１３に含まれる回転検出部１３ａおよび方向検出部１３ｂにおける検出結果を、通信部１４，２１を介して受信して、ホイール本体部１２ｆの出力トルクを決定する。
　これにより、出力トルク決定部２３ｃは、設定登録部２３ｂに登録された設定の内容に基づいて、通信部２１，１４を介して、最適なパルス波形をコイル制御部１２ｃへ出力する。よって、コイル制御部１２ｃは、操作者にとって使いやすい使用感になるように、コイル１２ｄに流れる電流を制御して、ホイール本体部１２ｆの回転抵抗を制御することができる。
　なお、設定変更部２３ａによって変更された最新の設定の内容は、過去のデータを上書きして保存されてもよいし、過去のデータと共存するように保存されてもよい。
　本実施形態のマウス制御システム１では、上述した省エネモード（無通電制御）へ移行した後、マウス１０への操作入力が検出されて通常動作モード（通電制御）へ復帰すると、コイル制御部１２ｃは、ＰＣ２０側の設定登録部２３ｂに保存された直近の設定を読み出して、ホイール本体部１２ｆの回転抵抗を生じさせるように、コイル１２ｄに流れる電流を制御する。
　これにより、省エネモード（無通電制御）時に操作入力があって通常動作モード（通電制御）へ移行する際には、設定登録部２３ｂに保存された直近の設定を読み出してホイール本体部１２ｆの回転抵抗を生じさせることで、操作者が設定した使用感のまま、ホイールユニット１１が装填されたマウス１０を使用することができる。
　この結果、ＭＲ流体１２ｅを用いたホイールユニット１１の省電力化を図りつつ、所望の操作感での使用を継続することができる。
　（２）マウス１０の構成
　マウス１０は、図２に示すように、操作者による回転操作を受け付けるホイールユニット１１と、通信部（第２通信部）１４とを備えている。さらに、マウス１０は、図３および図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、マウス本体１０ａと、スイッチ１０ｂと、底面１０ｃと、ＵＳＢ差込み口１０ｄと、投光部１０ｅａと、受光部１０ｅｂと、スイッチ１０ｆと、操作ボタン（入力ボタン、第１・第２ボタン）１０ｇａ，１０ｇｂとを有している。
　マウス本体１０ａは、マウス１０の筐体部分であって、図３および図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、その上面から、ホイールユニット１１の一部が突出した状態で、ホイールユニット１１を回転可能な状態で支持している。
　スイッチ１０ｂは、図３および図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、マウス本体１０ａの上面におけるホイールユニット１１の近傍に配置されている。スイッチ１０ｂは、例えば、通常モードとゲームモードとを切り替える際、あるいは、マウス１０の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える際に、操作される。
　底面１０ｃは、図４（ｂ）に示すように、マウス本体１０ａとともにマウス１０の外殻を構成する。
　ＵＳＢ差込み口１０ｄは、図３に示すように、マウス１０の正面側部に設けられており、主に、マウス１０に搭載された二次電池（図示せず）の充電を行うためのＵＳＢケーブルが挿入される。
　投光部１０ｅａおよび受光部１０ｅｂは、マウス１０の走査ユニットとして設けられており、図４（ｃ）に示すように、マウス１０の底面１０ｃの略中央に設けられており、投光部１０ｅａから照射された赤外光の反射を、受光部１０ｅｂにおいて受光することで、マウス１０の位置変化を検出する。
　スイッチ１０ｆは、図４（ｃ）に示すように、マウス１０の底面１０ｃにおける投光部１０ｅａおよび受光部１０ｅｂの近傍に設けられており、マウス１０の電源をＯＮ／ＯＦＦする。
　操作ボタン（第１・第２ボタン）１０ｇａ，１０ｇｂは、図３に示すように、マウス本体１０ａの上面におけるホイールユニット１１の左右に配置されており、マウス１０を用いた入力、決定等の操作を入力する。また、操作ボタン１０ｇａ，１０ｇｂは、後述する設定変更モードへの切り替えを行う際に、同時に所定時間以上、押し下げ操作されることで、通常モードから設定変更モードへ移行する。
　設定変更モードは、例えば、ゲームのプレイヤ等が、自身がゲームをプレイしやすいように、ホイールユニット１１の回転抵抗、クリック感の間隔等を設定するためのモードである。設定変更モードにおいて設定された内容は、後述する設定登録部（記憶部）２３ｂに保存される。
　ホイールユニット１１は、図３等に示すように、マウス１０のマウス本体１０ａの上面における前方に設けられており、主に、回転操作および押下操作を受け付ける。ホイールユニット１１は、図２に示すように、トルク生成部１２と、スクロール検出部１３と、動作制御ユニット１５と、を備えている。
　トルク生成部１２は、図２に示すように、コイル制御部１２ｃと、コイル１２ｄと、ＭＲ（Magneto-Rheological）流体１２ｅと、ホイール本体部１２ｆと、を有している。
　コイル制御部１２ｃは、通信部１４，２１を介して、ＰＣ２０側の制御部２３と接続されており、ＰＣ２０側の出力トルク決定部２３ｃにおいて決定された出力トルクによってホイール本体部１２ｆが回転抵抗を受けるように、ＭＲ流体１２ｅに対して磁場を発生させるコイル１２ｄに流れる電流を制御する。具体的には、コイル制御部１２ｃは、パルス波形を用いたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、コイル１２ｄに流れる電流を制御する。
　コイル１２ｄは、ＭＲ流体１２ｅが保持されたＭＲ流体保持部１１ｇ（図７（ｂ）参照）の近傍に配置されており、電流が流れることにより、ＭＲ流体１２ｅに対して磁場を発生させる。
　ＭＲ（Magneto-Rheological）流体１２ｅは、主に、ホイールユニット１１の回転体（シャフト１１ｅ等（図７（ｂ）参照））の摺動部に設けられたＭＲ流体保持部１１ｇ（図７（ｂ）参照）の空間内に充填されている。そして、ＭＲ流体１２ｅは、コイル１２ｄから付与される磁場の影響を受けて、その形態を変化させることで、ホイール本体部１２ｆの回転抵抗を変化させる。なお、ＭＲ流体１２ｅの特性については、後段にて詳述する。
　ホイール本体部１２ｆは、ホイールユニット１１の回転軸（シャフト１１ｅ（図５等参照））と一体化した状態で、マウス本体１０ａ（図５等参照）に対して回転可能な状態で装填されている。そして、ホイール本体部１２ｆは、コイル１２ｄに流れる電流の変化によって生じるＭＲ流体１２ｅの形態の変化によって、回転抵抗の大きさが変化する。
　スクロール検出部１３は、図２に示すように、回転検出部１３ａと、方向検出部１３ｂと、エッジ判定部１３ｃと、を有している。
　回転検出部１３ａは、ホイールユニット１１の回転体（ホイール本体部１２ｆ等）の回転位置を検出するために設けられており、図２に示すように、ホイール本体部１２ｆの回転方向における位置を検出する。そして、回転検出部１３ａは、検出したホイール本体部１２ｆの回転方向における位置の情報を、通信部１４，２１を介して、ＰＣ２０側の制御部２３に含まれる出力トルク決定部２３ｃに送信する。
　方向検出部１３ｂは、ホイールユニット１１の回転体（ホイール本体部１２ｆ等）の回転方向（正転・逆転）を検出するために設けられており、図２に示すように、ホイール本体部１２ｆの回転方向を検出する。そして、方向検出部１３ｂは、検出したホイール本体部１２ｆの回転方向の情報を、通信部１４，２１を介して、ＰＣ２０側の制御部２３に含まれる出力トルク決定部２３ｃに送信する。
　エッジ判定部１３ｃは、図２に示すように、回転検出部１３ａと接続されており、回転検出部１３ａにおいて検出されたホイール本体部１２ｆの回転方向における位置の情報から、後述するホイール本体部１２ｆの回転制御パルスのエッジを検出し、スクロールパルスを出力する。
　通信部１４は、図２に示すように、ＰＣ２０側の通信部２１と無線を介して接続されており、マウス１０とＰＣ２０との間において各種データ等の送受信を行う。
　動作制御ユニット１５は、図２に示すように、入力部１５ａと、走査部１５ｂと、動作検出部１５ｃと、電力切換部１５ｄと、制御部１５ｅとを有している。
　入力部１５ａは、図４（ｃ）に示すマウス１０の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ１０ｆ、あるいは、走査ユニット（投光部１０ｅａ、受光部１０ｅｂ）からの入力信号を受け付けて、動作検出部１５ｃへ送信する。また、入力部１５ａは、後述する所定の操作ボタン１０ｇａ，１０ｇｂの長押しが入力されると、その操作信号を動作検出部１５ｃへ送信する。
　走査部１５ｂは、走査ユニット（投光部１０ｅａ、受光部１０ｅｂ）からの信号を受信して、動作検出部１５ｃへ送信する。
　動作検出部１５ｃは、入力部１５ａおよび走査部１５ｂに入力された信号に基づいて、マウス１０の動作を検出する。そして、動作検出部１５ｃは、スイッチ１０ｆから入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号を受信すると、電力切換部１５ｄを制御して、マウス１０の電源をＯＮ/ＯＦＦする。また、動作検出部１５ｃは、走査部１５ｂに入力された信号を用いてマウス１０の位置変化を検出する。これにより、マウス１０において、検出された位置変化に応じてＰＣ２０の表示部２２に表示されるカーソル等を移動させることができる。
　さらに、動作検出部１５ｃは、マウス１０への操作が所定時間以上なかったことを示す信号を受信すると、省エネモード動作信号（無通電制御信号）を電力切換部１５ｄへ送信する。
　電力切換部１５ｄは、マウス１０を構成する各構成に対して電力を供給するか否かを選択する。本実施形態では、例えば、マウス１０への操作入力が所定時間以上なかった場合、すなわち、入力部１５ａおよび走査部１５ｂへの入力が所定時間以上なかった場合には、動作検出部１５ｃが、省エネモード動作信号（無通電制御信号）を電力切換部１５ｄへ送信する。これにより、マウス１０は、省エネモード（無通電制御）に移行する。
　ここで、マウス１０が省エネモードに移行した後、入力部１５ａあるいは走査部１５ｂへの入力を検出すると、動作検出部１５ｃは、動作モード再開信号（通電制御信号）を電力切換部１５ｄへ送信する。これにより、電力切換部１５ｄは、動作モード（通電制御）に入るために、マウス１０の各構成に対する電力供給を再開する。よって、マウス１０が動作モード（通電制御）に移行することで、操作者は、マウス１０を正常に動作させることができる。
　制御部１５ｅは、動作検出部１５ｃと接続されており、動作検出部１５ｃにおける検出結果に応じて、マウス１０の各構成の制御を行う。
　（３）ホイールユニット１１の構造
　本実施形態のマウス制御システム１に含まれるマウス１０は、上述したように、ＭＲ流体１２ｅを用いて、操作者によって回転操作された際に、ホイール本体部１２ｆの回転抵抗が所望の大きさになるように変化させるホイールユニット１１を備えている。
　ホイールユニット１１は、マウス１０の操作者に回転操作および押下操作が入力されるユニットであって、図５に示すように、アウターホイール（ホイール本体部）１１ａ、インナーホイール（ホイール本体部）１１ｂ、中ボタン１１ｃ、押下検出レバー１１ｄ、シャフト（回転軸）１１ｅ、回転検出用マグネット１１ｆ、ＭＲ流体保持部（磁気粘性流体保持部）１１ｇおよびシール部材１１ｈを有している。
　アウターホイール（ホイール本体部）１１ａは、インナーホイール１１ｂとともにホイール本体部１２ｆを構成する。アウターホイール１１ａは、図５に示すように、インナーホイール１１ｂとともにシャフト１１ｅと一体化しており、操作者の回転操作によって回転する。
　インナーホイール（ホイール本体部）１１ｂは、図５に示すように、アウターホイール１１ａの内径側に設けられており、アウターホイール１１ａが操作されるとシャフト１１ｅとともに一体化して回転する。
　中ボタン１１ｃは、図５に示すように、アウターホイール１１ａへの押し下げ操作を受け付けるマイクロスイッチであって、押下検出レバー１１ｄに当接した状態で、ホイール本体部１２ｆの側方に設けられている。
　押下検出レバー１１ｄは、図５および図６（ｂ）に示すように、ホイール本体部１２ｆの一方の側方から突出するように設けられており、操作者によってアウターホイール１１ａが押し下げされると、中ボタン１１ｃを押し下げる。また、押下検出レバー１１ｄは、アウターホイール１１ａ、インナーホイール１１ｂおよびシャフト１１ｅを含む回転体に対して、固定側の部材として設けられている。
　シャフト（回転軸）１１ｅは、図５および図６（ａ）に示すように、ホイール本体部１２ｆの押下検出レバー１１ｄとは反対側の側面から突出するように設けられており、ホイールユニット１１の回転操作時の回転中心となる。
　回転検出用マグネット１１ｆは、図５に示すように、シャフト１１ｅの外周面側に配置された固定側の部材であって、シャフト１１ｅの回転を検出する。
　ＭＲ流体保持部１１ｇは、図７（ａ）に示すホイールユニット１１のＢ－Ｂ線断面図である図７（ｂ）に示すように、ホイール本体部１２ｆの回転機構に含まれる摺動部を含むように形成された空間であって、ＭＲ流体１２ｅが封入されている。これにより、ＭＲ流体１２ｅは、外部から付与された磁場によって粘度が変化することで、ＭＲ流体保持部１１ｇとホイールユニット１１の回転体（ホイール本体部１２ｆ等）との接触部分（摺動部）において、ホイール本体部１２ｆに対して回転抵抗を変化させることができる。
　シール部材１１ｈは、例えば、ゴム製のリング部材であって、図７（ｂ）に示すように、ＭＲ流体保持部１１ｇに封入されたＭＲ流体１２ｅが外部へ漏れ出さないように設けられている。
　ここで、ＭＲ流体１２ｅに対して付与された磁場の強さとＭＲ流体１２ｅの粘度の変化について説明する。
　図８は、磁場を発生させた際に、磁場の影響の大きさに応じて変化するＭＲ流体１２ｅの粘度を示すグラフを示している。
　ＭＲ流体１２ｅは、水、油等の液体に、直径１～１０μｍの強磁性体の微粒子を分散させた機能性流体であって、磁場の影響を受けていない状態では、微粒子が液体中に均一に分散している。そして、ＭＲ流体１２ｅは、磁場の影響を受けると強磁性体の微粒子が磁化して引きつけ合うことでクラスターを形成し、図８に示すように、磁場が強くなると粘度が高くなる。なお、ＭＲ流体１２ｅにおけるクラスターの形成の程度は、コイル１２ｄに流れる電流を制御することにより調整することができる。
　これにより、本実施形態のマウス制御システム１に含まれるマウス１０では、ホイールユニット１１のコイル制御部１２ｃがコイル１２ｄに流れる電流を制御してコイル１２ｄから発生する磁場の大きさを制御することで、ＭＲ流体１２ｅの粘度を制御することができる。よって、ＭＲ流体１２ｅの粘度変化に応じて、ホイールユニット１１の回転抵抗の大きさを制御することができる。
　この結果、例えば、e-Sports等のゲームのプレイヤが操作者である場合において、プレイヤごとに繊細な操作感を実現可能なホイールユニット１１が装填されたマウス１０を提供することができる。
　特に、本実施形態のマウス制御システム１に含まれるマウス１０では、例えば、ゲームのプレイヤが複数の武器を用いて発砲するシューティングゲームをプレイする際に、通常モードとは異なる連射モード、武器切替モードが設定される。
　なお、図９（ａ）～図９（ｃ）に示すイメージ図は、各モード別のクリック感を生じさせる角度間隔をイメージしたものであって、実際に、図示した角度間隔でクリック感を生じさせることを意味するものではない。
　具体的には、通常モードでは、例えば、図９（ａ）に示すように、ホイールユニット１１を回転させた際のクリック感は、正転時、逆転時ともに、24click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　一方、ゲームのプレイ中にプレイヤがホイールユニット１１を正転方向へ回転させると、ホイールユニット１１の回転方向が検出され、連射モードへ移行する。
　なお、通常モードは、ゲームモード（連射モードおよび武器切替モード）との比較として示されているが、通常モードからゲームモード（連射モードおよび武器切替モード）への切り替えは、例えば、マウス１０の特定の複数のボタンを同時に操作されたこと等により行われればよい。
　連射モードでは、ホイールユニット１１を正転方向へ回転させた際のクリック感は、例えば、図９（ｂ）に示すように、通常モードの２倍の48click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　これにより、例えば、マシンガン等の武器を用いて発砲する際に、通常モードよりも短い間隔で連射することができる。
　逆に、ゲームのプレイ中にプレイヤがホイールユニット１１を逆転方向へ回転させると、ホイールユニット１１の回転方向が検出され、武器切替モードへ移行する。
　武器切替モードでは、ホイールユニット１１を逆転方向へ回転させた際のクリック感は、例えば、図９（ｃ）に示すように、通常モードの半分の12click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　これにより、例えば、ゲーム中のプレイヤが、マシンガン等の武器を用いて連射している状態から、無意識にホイールユニット１１を少し逆転させた場合でも、逆転方向における分解能が正転方向よりも低いため、意図せずに誤って武器を交換してしまうことを回避することができる。よって、プレイヤの意図しないエラー操作を検出しないように制御することができるため、ゲームのプレイヤの満足度を高めることができる。
　ここで、図９（ａ）～図９（ｃ）に示すクリック感を生じさせるために、回転位置の検出分解能が960pls/回転の場合のコイル制御部１２ｃから出力される電流のパルス波形について、図１０（ａ）～図１０（ｄ）を用いて説明する。
　通常モードでは、図１０（ａ）に示すパルス波形によって、正転時、逆転時ともに、24click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　連射モードでは、図１０（ｂ）に示すパルス波形によって、正転時に、通常モードの２倍の48click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　武器切替モード（12click/回転）では、図１０（ｃ）に示すように、逆転時に、通常モードの半分の12click/回転の角度間隔で体感されるように、コイル１２ｄに流れる電流が制御される。
　ここで、連射モードで５連射した後、プレイヤが無意識に逆転方向へ回転操作（例えば、3pls）してしまうエラー操作を受け付けてしまうエラー率について検討する。
　ここでは、人間は、1clickの1/10程度の精度で制御することができると仮定して、時折、1/10幅の誤入力が発生するモデルでエラー率を定義する。
　図１０（ａ）に示す通常モードでは、40pls/clickの1/10である4plsの誤入力（正転方向への回転操作中の最後に逆転方向へ回転させてしまう）が起こる。
　この場合、エラー率は、誤入力された4plsが、40plsの中のエッジを跨ぐ確率で定義され、4pls/40pls=10%と算出される。
　図１０（ｂ）に示す連射モード（正転）では、20pls/clickの1/10である2plsの誤入力が発生する。
　この場合、エラー率は、誤入力した2plsが、逆転時は武器切替モード（逆転）が適用されるため、80plsの中のエッジを跨ぐ確率で定義され、2pls/80pls=2.5%と算出される。
　これにより、上述したように、逆転方向への回転時における位置検出の分解能が、正転方向への回転時における分解能よりも粗く（低く）設定されていることで、通常モード（10%）よりも低いエラー率（2.5%）とすることができる。
　また、武器切替モード（逆転）において、逆転方向へのホイールユニット１１の回転時における位置検出の判定エッジと位相をずらすことで、よりエラー率を下げられるケースも考えられる。
　具体的には、図１０（ｄ）に示すように、図１０（ｃ）に示す武器切替モード用のパルス波形から検出位相をずらしたパルス波形を用いることで、例えば、1/10である2plsの誤入力よりも、2/10=4pls、3/10=6pls、4/10=8pls、5/10=10plsの誤入力が発生する確率は、指数関数的に下げることができると考えられる。
　この場合には、検出位相の調整によって、エラー率は、2.5%よりもはるかに低い0%に近い確率まで下げることができる。
　次に、例えば、連射モード（正転方向）（48click/回転）における回転方向における位置（回転位置）１～２０に対して割り当てられるＰＷＭ制御のデューティ比について、図１１を用いて説明する。
　回転位置１～５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられている。また、回転位置６～１０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられている。そして、回転位置１１～２０では、デューティ比が０％になるように割り当てられている。
　同様に、回転位置に対して割り当てられるＰＷＭ出力デューティ比は、図１２に示すように、通常モード（正転・逆転方向）、連射モード（正転方向）、武器切替モードＡ，Ｂ（逆転方向）に対して、それぞれ割り当てられる。
　例えば、通常モードでは、図１２に示すように、回転位置１～８０のうち、回転位置１～５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と、段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置６～１０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置１１～４０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置４１～４５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられ、回転位置４６～５０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置５１～８０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。
　つまり、通常モードでは、コイル制御部１２ｃが、回転位置１～８０においてデューティ比のピークが２回現れるパルス信号を用いて制御する（図１０（ａ）参照）。
　連射モードでは、図１２に示すように、回転位置１～８０のうち、回転位置１～５では、通常モードと同様に、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置６～１０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置１１～２０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置２１～２５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられ、回転位置２６～３０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置３１～４０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。同様に、回転位置４１～４５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられ、回転位置４６～５０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置５１～６０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。回転位置６１～６５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられ、回転位置６６～７０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置７１～８０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。
　つまり、連射モードでは、コイル制御部１２ｃが、通常モードの半分の回転位置の間隔で、回転位置１～８０においてデューティ比のピークが４回現れるパルス信号を用いて制御する（図１０（ｂ）参照）。
　一方、武器切替モードＡでは、図１２に示すように、回転位置１～８０のうち、回転位置１～５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置６～１０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置１１～８０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。
　つまり、武器切替モードＡでは、コイル制御部１２ｃが、通常モードの２倍の回転位置の間隔で、回転位置１～８０においてデューティ比のピークが１回現れるパルス信号を用いて制御する（図１０（ｃ）参照）。
　また、武器切替モードＢでは、図１２に示すように、回転位置１～８０のうち、回転位置１～１０では、０％のデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置１１～１５では、１０％、４５％、７５％、９５％、１００％と段階的に増加するようにデューティ比が割り当てられる。そして、回転位置１６～２０では、１００％、９５％、７５％、４５％、１０％と、段階的に減少するようにデューティ比が割り当てられる。回転位置６～８０までは、０％のデューティ比が割り当てられる。
　これにより、武器切替モードＢでは、コイル制御部１２ｃが、武器切替モードＡとは位相をずらしたパルス信号を用いて制御することができる（図１０（ｄ）参照）。
　＜マウス制御システム１の主な特徴＞
　本実施形態のマウス制御システム１では、上述した省エネモード（無通電制御）へ移行した後、マウス１０への操作入力が検出されて通常動作モード（通電制御）へ復帰すると、コイル制御部１２ｃは、ＰＣ２０側の設定登録部２３ｂに保存された直近の設定を読み出して、ホイール本体部１２ｆの回転抵抗を生じさせるように、コイル１２ｄに流れる電流を制御する。
　これにより、省エネモード（無通電制御）時に操作入力があって通常動作モード（通電制御）へ移行する際には、設定登録部２３ｂに保存された直近の設定を読み出してホイール本体部１２ｆの回転抵抗を生じさせることで、操作者が設定した使用感のまま、ホイールユニット１１が装填されたマウス１０を使用することができる。
　この結果、ＭＲ流体１２ｅを用いたホイールユニット１１の省電力化を図りつつ、所望の操作感での使用を継続することができる。
　＜モード切替処理＞
　本実施形態のマウス制御システム１において実行されるモード切替処理について、図１３のフローチャートを用いて説明する。
　すなわち、図１３に示すように、ステップＳ１１では、マウス１０の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ１０ｆがＯＮされると、ステップＳ１２において、通常動作モードで動作するように、ホイールユニット１１が制御される。
　なお、通常動作モードでの動作は、例えば、ＰＣ２０側の制御部２３の設定登録部２３ｂに保存された設定に応じて制御される。
　次に、ステップＳ１３では、通常動作モードにおいて、所定時間以上、マウス１０に対して入力がない状態であるか否かを判定する。ここで、所定時間以上、マウス１０への入力が無いと判定されると、ステップＳ１４へ進む。一方、所定時間未満に、マウス１０への入力がある場合には、マウス１０は、通常動作モードのまま制御される。
　次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１３において、所定時間以上、マウス１０への入力が無いと判定されたため、省エネモードへ移行する。
　省エネモードでは、上述したように、マウス１０の電源から各構成への電力供給が一時停止され、例えば、コイル１２ｄに流れる電流をほぼ０にすることで、マウス１０を使用していない状態での無駄な電力消費を抑制する。
　次に、ステップＳ１５では、省エネモードにおいて、マウス１０に対して入力があったか否かを判定する。ここで、マウス１０への入力があったと判定されると、ステップＳ１６へ進む。一方、マウス１０への入力がない場合には、マウス１０は、省エネモードのまま制御される。
　次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１５においてマウス１０への入力があったと判定されたため、制御部２３が、設定登録部２３ｂから直近の設定を読み出して、出力トルク決定部２３ｃへ送信する。
　次に、ステップＳ１７では、省エネモードから通常動作モードへ復帰する。具体的には、コイル制御部１２ｃは、設定登録部２３ｂから送信された設定になるように、出力トルク決定部２３ｃから出力されたパルス波形を、通信部２１，１４を介して受信して、コイル１２ｄに流れる電流を制御する。
　これにより、省エネモード（無通電制御）時に操作入力があって通常動作モード（通電制御）へ復帰する際には、ＰＣ２０側の設定登録部２３ｂに保存された直近の設定を読み出してホイール本体部１２ｆの回転抵抗を生じさせることで、操作者が直前に設定した使用感を維持したまま、ホイールユニット１１が装填されたマウス１０を使用することができる。
　この結果、ＭＲ流体１２ｅを用いたホイールユニット１１の省電力化を図りつつ、所望の操作感での使用を継続することができる。
　［他の実施形態］
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　（Ａ）
　上記実施形態では、本発明に係るホイールユニット１１が装填された操作装置として、マウス１０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、本発明のホイールユニットが装填される操作装置としては、マウス以外にも、キーボード、ハンドル等のゲーム用のコントローラ、音楽の演奏する際等に使用されるコントロールパネル等であってもよい。
　（Ｂ）
　上記実施形態では、マウス本体１０ａの上面におけるホイールユニット１１の左右に設けられた操作ボタン１０ｇａ，１０ｇｂが同時に所定時間以上、押下げ操作されたことを検知して、通常モードから設定変更モードへ切り替える例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、設定変更モードへの切り替えは、上述したように、複数の操作ボタンの同時長押し操作によるものだけでなく、単一の操作ボタンの長押し操作によって行われてもよい。
　（Ｃ）
　上記実施形態では、正転方向と逆転方向とでクリック感の間隔を変化させるように、コイル制御部１２ｃがコイル１２ｄに流れる電流を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、正転方向と逆転方向とで、ホイールユニット１１の回転抵抗の大きさを変化させるように、コイルに流れる電流を制御する構成であってもよい。具体的には、例えば、連射モード（正転時）では回転抵抗が小さくなるように制御しつつ、武器切替モード（逆転時）には回転抵抗が連射モードよりも大きくなるように制御する。
　これにより、ゲームのプレイヤにとって、より繊細な操作が可能となるとともに、無意識に正転方向から逆転方向へ操作して、意図しない操作を実行してしまうことを抑止することができる。
　また、正転方向と逆転方向とで、クリック感を生じさせる間隔および回転抵抗の大きさを組み合わせて、異なる制御を行ってもよい。
　（Ｄ）
　上記実施形態では、正転方向における回転時に、逆転方向における回転時よりも短い間隔でクリック感が生じるように、コイル１２ｄに流れる電流を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、ゲームの操作内容等に応じて、正転方向における回転時に、逆転方向における回転時よりも長い間隔でクリック感が生じするように、コイルに流れる電流を制御してもよい。
　（Ｅ）
　上記実施形態では、逆転方向における回転時には、正転方向における回転時よりも粗い分解能となるように制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、ゲームの操作内容等に応じて、逆転方向における回転時には、正転方向における回転時よりも細かい分解能となるように制御してもよい。
　（Ｆ）
　上記実施形態では、本発明に係るホイールユニット１１が装填されたマウス１０が、主として、e-Sports等のゲームに使用される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、ゲーム以外の分野として、通常のＰＣ業務、設計、音楽等のビジネス用途に対して、本発明に係るホイールユニットが装填された操作装置が用いられてもよい。
　本発明の操作制御システムは、磁気粘性流体を用いたホイールユニットの省電力化を図りつつ、使い勝手を向上させることができるという効果を奏することから、マウス、キーボード、コントロールパネル等の各種操作装置を含む操作制御システムに対して広く適用可能である。
　１　　　マウス制御システム（操作制御システム）
１０　　　マウス（操作装置）
１０ａ　　マウス本体（本体部）
１０ｂ　　スイッチ
１０ｃ　　底面
１０ｄ　　ＵＳＢ差込み口
１０ｅａ　投光部
１０ｅｂ　受光部
１０ｆ　　スイッチ
１０ｇａ　　操作ボタン（入力ボタン、第１ボタン）
１０ｇｂ　　操作ボタン（入力ボタン、第２ボタン） 
１１　　　ホイールユニット
１１ａ　　アウターホイール（ホイール本体部）
１１ｂ　　インナーホイール（ホイール本体部）
１１ｃ　　中ボタン
１１ｄ　　押下検出レバー
１１ｅ　　シャフト
１１ｆ　　回転検出用マグネット
１１ｇ　　ＭＲ流体保持部（磁気粘性流体保持部）
１１ｈ　　シール部材
１２　　　トルク生成部
１２ｃ　　コイル制御部
１２ｄ　　コイル
１２ｅ　　ＭＲ流体
１２ｆ　　ホイール本体部
１３　　　スクロール検出部
１３ａ　　回転検出部
１３ｂ　　方向検出部
１３ｃ　　エッジ判定部
１４　　　通信部（第２通信部）
１５　　　動作制御ユニット
１５ａ　　入力部
１５ｂ　　走査部
１５ｃ　　動作検出部
１５ｄ　　電力切換部
１５ｅ　　制御部
２０　　　ＰＣ（操作制御装置）
２０ａ　　キーボード
２１　　　通信部（第１通信部）
２２　　　表示部
２３　　　制御部
２３ａ　　設定変更部
２３ｂ　　設定登録部
２３ｃ　　出力トルク決定部

Claims (12)

  1. 　操作制御装置と、
    　前記操作制御装置と接続されており、回転可能な状態で支持されるホイールユニットを含む操作装置と、
    を備え、
    　前記操作装置に含まれる前記ホイールユニットは、
    　　正転・逆転方向に回転可能な状態で前記操作装置に装填されるホイール本体部と、
    　　外部から付与された磁場によって粘度が変化することで、前記ホイール本体部に対して回転抵抗を付与する磁気粘性流体を保持する磁気粘性流体保持部と、
    　　前記磁気粘性流体に対して磁場を発生させるコイルと、
    　　前記ホイール本体部に対する回転抵抗を変化させるように前記コイルに流れる電流を制御するとともに、操作入力がある場合に設定に応じて前記ホイール本体部の回転抵抗を生じさせる通電制御と、前記操作入力が所定時間ない場合に前記ホイール本体部の回転抵抗を生じさせない無通電制御とを有するコイル制御部と、
    を有し、
    　前記操作制御装置は、
    　　操作中の前記ホイール本体部の前記回転抵抗を決定する複数の設定を保存する記憶部と、
    　　前記記憶部に保存された設定に応じて、前記ホイール本体部の出力トルクを決定する出力トルク決定部と、
    を有し、
    　前記コイル制御部は、前記無通電制御時に操作入力があり前記通電制御に移行する際には前記記憶部に保存された直近の設定を読み出して前記ホイール本体部の回転抵抗を生じさせる、
    操作制御システム。
  2. 　前記操作装置は、操作者によって操作される入力ボタンをさらに有しており、
    　前記操作制御装置は、前記入力ボタンが所定時間以上押下されると前記設定を変更するモードへ移行する設定変更部を、さらに有している、
    請求項１に記載の操作制御システム。
  3. 　前記入力ボタンは、前記操作装置の両サイドに設けられた第１ボタンと第２ボタンとを含み、
    　前記設定変更部は、前記第１ボタンと前記第２ボタンとが同時に所定時間以上、押下されると、前記設定変更部が通常モードから前記設定を変更するモードへ移行する、
    請求項２に記載の操作制御システム。
  4. 　前記操作制御装置は、前記操作装置との間で通信を行う第１通信部を、さらに有し、
    　前記操作装置は、前記第１通信部との間で通信を行う第２通信部を、さらに有している、
    請求項１に記載の操作制御システム。
  5. 　前記操作装置は、
    　　前記ホイール本体部の回転方向における位置を検出する回転検出部と、
    　　前記ホイール本体部の回転方向を検出する方向検出部と、
    をさらに有している、
    請求項１または２に記載の操作制御システム。
  6. 　前記記憶部は、前記ホイール本体部の出力トルクに応じた複数のパルス波形のデータを保存するとともに、
    　前記出力トルク決定部は、前記回転検出部および前記方向検出部における検出結果に応じた適切なパルス波形を読み出して、前記ホイール本体部の出力トルクを決定する、
    請求項５に記載の操作制御システム。
  7. 　前記コイル制御部は、前記パルス波形に基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う、
    請求項６に記載の操作制御システム。
  8. 　前記回転検出部は、正転方向への回転用に第１分解能、逆転方向への回転用に前記第１分解能よりも低い第２分解能、がそれぞれ設定されている、
    請求項５に記載の操作制御システム。
  9. 　前記回転検出部は、正転方向への回転時における回転位置を検出する第１位相と、逆転方向への回転時における回転位置を検出する第２位相とが互いにズレた位置に設定されている、
    請求項５に記載の操作制御システム。
  10. 　前記コイル制御部は、前記方向検出部において検出される前記ホイール本体部の回転方向に応じて、前記ホイール本体部のクリック感が異なる感覚になるように、前記コイルに流れる電流を制御する、
    請求項５に記載の操作制御システム。
  11. 　前記コイル制御部は、前記方向検出部における検出結果が正転方向である場合には、第１ピッチでクリック感が付与され、前記方向検出部における検出結果が逆転方向である場合には、前記第１ピッチよりも広い第２ピッチでクリック感が付与されるように、前記コイルに流れる電流を制御する、
    請求項１０に記載の操作制御システム。
  12. 　前記操作装置は、マウスである、
    請求項１または２に記載の操作制御システム。
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