操作裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠以適當?shù)拈_始時機進行信息呈現(xiàn)動作的操作裝置。操作裝置具備能夠推動操作操作部的推動操作機構(gòu)、經(jīng)由推動操作機構(gòu)通過驅(qū)動部驅(qū)動操作部來呈現(xiàn)操作感覺的觸覺呈現(xiàn)單元、檢測操作部的動作的檢測部、以及驅(qū)動控制部，該驅(qū)動控制部利用基于起動脈沖信號P01和比起動脈沖信號小的規(guī)定脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號P02而生成的驅(qū)動控制信號、以及在驅(qū)動控制信號的輸出后輸出的主振動脈沖信號，來驅(qū)動驅(qū)動部。驅(qū)動控制部設(shè)置在輸出驅(qū)動控制信號的一定時間期間，設(shè)置使檢測部的檢測信號為無效的屏蔽時間t01，在經(jīng)過屏蔽時間后基于檢測部的檢測信號而切換為主振動脈沖信號P03的輸出。
【專利說明】操作裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及操作裝置，特別是涉及具有向操作者呈現(xiàn)觸覺刺激操作感覺的功能的操作裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為向操作者傳遞信息的現(xiàn)有的信息呈現(xiàn)裝置的一個例子，例如提出有利用操作者的手指的傾斜來呈現(xiàn)方向的方向呈現(xiàn)裝置(例如，參照專利文獻I。)
[0003]上述專利文獻I所記載的現(xiàn)有的方向呈現(xiàn)裝置在多個獨立并能夠上下移動的可動面板的上表面配置有手指放置板，并構(gòu)成為使該手指放置板以與車輛導航裝置所顯示的畫面上的行進路徑方向?qū)?yīng)的方式傾斜。對于用于驅(qū)動該可動面板的可動部而言，成為向可動面板的下方突出地形成的棒狀部件的前端部與被固定于驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)軸的凸輪的外周面以自由滑動的方式始終抵接的狀態(tài)，通過驅(qū)動電機的正反旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來使凸輪正反旋轉(zhuǎn)從而能夠使可動面板上下移動。
[0004]專利文獻1:日本特開2010 — 204741號公報
[0005]上述專利文獻I所記載的現(xiàn)有的方向呈現(xiàn)裝置為從使可動面板的棒狀部件與驅(qū)動電機的凸輪始終抵接的狀態(tài)開始方向呈現(xiàn)動作的結(jié)構(gòu)。因此，在推動操作可動面板的情況下，存在電機的齒槽轉(zhuǎn)矩成為可動面板的推動操作的阻力，而使可動面板的操作感降低的技術(shù)問題。
[0006]因此，考慮采用在不需要可動面板的方向呈現(xiàn)動作時，使驅(qū)動電機的凸輪從與可動面板的棒狀部件抵接的位置退避到不與棒狀部件抵接的位置，從而避免電機的齒槽轉(zhuǎn)矩的影響的結(jié)構(gòu)。然而，由于只要驅(qū)動電機的凸輪不與可動面板的棒狀部件抵接，即使具備檢測驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器，也不能檢測出可動面板的動作，所以難以基于驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來控制方向呈現(xiàn)動作的開始時機。
[0007]另一方面，在不基于由傳感器檢測出的驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)角度，而是基于由傳感器檢測出的可動面板的動作來控制方向呈現(xiàn)動作的開始時機的驅(qū)動，在從驅(qū)動電機的凸輪未與棒狀部件抵接的位置到與棒狀部件抵接的位置之間，若可動面板因由凸輪的抵接引起的動作以外的動作動作，則存在錯誤判定方向呈現(xiàn)動作的控制的開始時機的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠以適當?shù)拈_始時機進行信息呈現(xiàn)動作的操作裝置。
[0009][I]本發(fā)明提供一種操作裝置，其特征在于，具備:能夠推動操作操作部的推動操作機構(gòu)；經(jīng)由上述推動操作機構(gòu)通過驅(qū)動部驅(qū)動上述操作部來呈現(xiàn)操作感覺的觸覺呈現(xiàn)單元；檢測上述操作部的動作的檢測部；以及驅(qū)動控制部，其利用基于起動脈沖信號和比上述起動脈沖信號小的規(guī)定脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號而生成的驅(qū)動控制信號、以及在上述驅(qū)動控制信號的輸出后輸出的主振動脈沖信號，來驅(qū)動上述驅(qū)動部，上述驅(qū)動控制部在輸出上述驅(qū)動控制信號的一定時間期間，設(shè)置使上述檢測部的檢測信號為無效的屏蔽時間，在經(jīng)過上述屏蔽時間后基于上述檢測部的檢測信號而切換為上述主振動脈沖信號的輸出。
[0010][2]根據(jù)上述[I]記載的發(fā)明，其特征在于，對于上述屏蔽時間而言，將從上述起動脈沖信號的輸出開始到輸出停止的時間設(shè)定為第一屏蔽時間，將從上述起動脈沖信號的輸出開始到上述預(yù)先振動脈沖信號的輸出開始的時間設(shè)定為第二屏蔽時間，通過計算存儲的過去η次的屏蔽時間歷史信息的平均值，來更新上述第二屏蔽時間。
[0011][3]根據(jù)上述[2]記載的發(fā)明，其特征在于，對上述屏蔽時間而言，在將上述第一屏蔽時間這一時候的上述檢測部的檢測值設(shè)為Hfbtl，將上述第二屏蔽時間這一時候的上述檢測部的檢測值設(shè)為Hfb1，將經(jīng)過上述第二屏蔽時間后的上述檢測部的檢測值設(shè)為HfbST時，將到變化為(Hfb1 - Hfb0) > Hfbsi為止的時間設(shè)定為上述第二屏蔽時間。
[0012][4]根據(jù)上述[2]或者[3]記載的發(fā)明，其特征在于，在上述第二屏蔽時間這一時候的上述檢測部的檢測值Hfb1比經(jīng)過上述第二屏蔽時間后的上述檢測部的檢測值HfbST大的情況下，上述驅(qū)動控制部控制為輸出上述主振動脈沖信號，在上述第二屏蔽時間這一時候的上述檢測部的檢測值Hfb1比經(jīng)過上述第二屏蔽時間后的上述檢測部的檢測值Hfbs^J、的情況下，上述驅(qū)動控制部控制為不輸出上述主振動脈沖信號。
[0013][5]根據(jù)上述[2]?[4]中任一項所述的發(fā)明，其特征在于，對上述屏蔽時間而言，將從上述第二屏蔽時間的上述平均值減去校正值后的值設(shè)定為更新后的時間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠以適當?shù)拈_始時機進行信息呈現(xiàn)動作，操作者不會對操作部的操作感覺不協(xié)調(diào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示意性地表示本發(fā)明的第一實施方式的具備典型的觸覺呈現(xiàn)裝置的操作裝置的分解立體圖。
[0016]圖2(a)?(C)是用于說明振動反饋時的觸覺呈現(xiàn)裝置的動作的圖。
[0017]圖3(a)?(C)是表示觸覺呈現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)部件的動作的與圖2對應(yīng)的圖。
[0018]圖4是以觸覺呈現(xiàn)裝置的驅(qū)動控制部為中心的電氣系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖5是表示驅(qū)動控制部的動作例的圖。
[0020]圖6是表示驅(qū)動控制部的處理例的流程圖。
[0021]圖7是表示第二實施方式的觸覺呈現(xiàn)裝置中的驅(qū)動控制部的動作例的圖。
[0022]圖8是表示第二實施方式的觸覺呈現(xiàn)裝置中的驅(qū)動控制部的處理例的流程圖。
[0023]附圖標記的說明說明:1…操作裝置；2…主體；3…罩體；4…隔板；5、6…操作鈕；5a、6a…推動器；5b、6b…推動開關(guān)；7…控制基板；8…連接器;20…觸摸面板裝置;21…基座；21a…彈性接合片；21b…引導片；21c…連結(jié)片；21d…銷卡止孔；22…框架；22a…框部；23…觸摸傳感器基板；24…觸摸面板；25…屏蔽部件；26...點擊部件；27…導電膠帶；28…柔性扁平電纜；29…雙面膠帶；30…推動操作機構(gòu)；31…支承軸；32…連接部件；32a…基部；32b…支承軸插入孔；32c…臂部；32d…連結(jié)銷；32e…凸輪從動件面；33…編碼器；33A…編碼器狹縫板；33B…光遮斷器；34…輸入開關(guān)；34A…輸入開關(guān)板；34B…光遮斷器；35...穩(wěn)定器；36...扭簧；40...觸覺呈現(xiàn)裝置；41...驅(qū)動傳遞機構(gòu)；42...電機；43...凸輪盤；43a…第一凸輪面；43b…第二凸輪面;44…外殼;45…端子；46…接地夾；100…驅(qū)動控制部；110…控制部；120…驅(qū)動電路；Id...電機驅(qū)動電流；L...移動量；Ρν.起動脈沖信號；Ρ(Κ...預(yù)先振動脈沖信號；Ρ(β...主振動脈沖信號Ao1?…屏蔽時間；Vc…驅(qū)動控制信號；V0I?Vm…電壓值。

【具體實施方式】
[0024]以下，基于附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行具體說明。
[0025]第一實施方式
[0026](操作裝置的整體結(jié)構(gòu))
[0027]在圖1中，表示整體的附圖標記I示意性地例示出該第一實施方式的具備了典型的觸覺呈現(xiàn)裝置的操作裝置的結(jié)構(gòu)部件。該操作裝置I雖然沒有特別限定，但適用于輸出例如用于控制空調(diào)裝置、音頻裝置、導航裝置等車載設(shè)備的動作的操作信號的車輛用的觸摸面板。
[0028]圖示例的操作裝置I例如配置在車廂內(nèi)的未圖示的中控臺等的駕駛座周邊部，經(jīng)由布線與同樣省略了圖示的顯示器連接。
[0029]該操作裝置I構(gòu)成如下遠程操作式的輸入裝置，即若操作者用手指對觸摸面板進行觸摸操作，則例如通過觸摸傳感器檢測觸摸面板的表面上的位置，與該位置對應(yīng)的位置檢測信號選擇并決定顯示器上的項目按鈕。
[0030]如圖1所示，該操作裝置I具備:能夠進行推動操作的觸摸面板裝置20 ；以及在觸摸面板裝置20接受到了操作輸入時，對操作者的手指呈現(xiàn)振動刺激操作感(觸覺感)的觸覺呈現(xiàn)裝置40。
[0031]如圖1所示，在向下方開口的形成為箱型的樹脂制的主體2安裝觸摸面板裝置20以及觸覺呈現(xiàn)裝置40各自的結(jié)構(gòu)部件。覆蓋主體2的下方開口的樹脂制的罩體3由未圖示的螺絲緊固，從而構(gòu)成使觸摸面板裝置20和觸覺呈現(xiàn)裝置40 —體化的操作裝置I。
[0032]如圖1所示,在該主體2的一側(cè)部,一列地設(shè)置有第一?第三這三個操作鈕5、5、5。在相鄰的操作鈕5之間，夾裝有作為絕緣體的樹脂制的隔板4、4。在該主體2的另一側(cè)部設(shè)置有第四操作鈕6。該第一?第四操作鈕5、6分別被配置為能夠經(jīng)由推動器5a、6a對搭載于控制基板7的推動開關(guān)5b、6b進行接通以及斷開操作。通過將來自該推動開關(guān)5b、6b的操作信息輸出至電子設(shè)備，來遠程操作電子設(shè)備。
[0033](觸摸面板裝置的結(jié)構(gòu))
[0034]如圖1所示，該觸摸面板裝置20在平面矩形狀的基座21和框狀的框架22之間以經(jīng)由未圖示的雙面膠帶接合的狀態(tài)組裝矩形狀的觸摸傳感器基板23和片狀的觸摸面板24。該基座21以及框架22由樹脂材料形成。配置成觸摸面板裝置20的外周部分被矩形框狀的屏蔽部件25覆蓋。該屏蔽部件25與控制基板7的接地電路電連接。
[0035]如圖1所示，在該基座21的上表面形成為凹狀的凹部的底面，觸摸傳感器基板23經(jīng)由點擊部件26而被彈性地保持。該點擊部件26由能夠通過彈性變形而相對于觸摸面板24移位的筒狀的橡膠材料形成，該點擊部件26形成為其靠觸摸面板24側(cè)的內(nèi)徑大于靠基座21側(cè)的內(nèi)徑。
[0036]如圖1所示，該框架22由上面開口的框部22a構(gòu)成。該框部22a具有邊框狀的框板體、以及從框板體的內(nèi)周邊部向收納部側(cè)延伸的筒狀的壁部。
[0037]如圖1所示，該觸摸傳感器基板23和觸摸面板24經(jīng)由作為導電材料的導電膠帶27連接。
[0038]如圖1所示，該觸摸傳感器基板23例如是檢測靜電電容的靜電電容觸摸傳感器，經(jīng)由柔性扁平電纜28與搭載于控制基板7的連接器8連接。
[0039]如圖1所示，一方的觸摸面板24配置成經(jīng)由具有密封性的雙面膠帶29與框架22的框板體的背面接合，能夠在使操作面在框架22的框部22a的開口露出的狀態(tài)下操作。通過將來自作為操作部的觸摸面板24的操作信息輸出至電子設(shè)備，來遠程操作電子設(shè)備。
[0040]如圖1所示，在該基座21還以朝向推動操作機構(gòu)30側(cè)的方式分別延伸有:多個與形成于主體2的通孔接合的彈性接合片21a、一、21a、一對沿著形成于主體2的引導孔而引導并移動的引導片21b、21b、以及作為與觸摸面板24的往復運動連動的連結(jié)部件的連結(jié)片21c。
[0041 ](推動操作機構(gòu)的結(jié)構(gòu))
[0042]如圖1所示，該推動操作機構(gòu)30具備以能夠旋轉(zhuǎn)的方式固定于主體2的支承軸31、以及與支承軸31的一端成為一體地旋轉(zhuǎn)的連接部件32。在支承軸31的另一端安裝有作為檢測連接部件32的位置的檢測部的板狀的編碼器33、以及檢測推動操作的接通以及斷開的輸入開關(guān)34。
[0043]如圖1所示，該編碼器33是由安裝于推動操作機構(gòu)30側(cè)的編碼器狹縫板33A、以及安裝于控制基板7側(cè)的光遮斷器33B構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式編碼器。由于編碼器狹縫板33A隨著觸摸面板裝置20的基座21的上下移動而旋轉(zhuǎn)，所以以高解析度地檢測固定于基座21的作為操作部的觸摸面板24的動作。
[0044]如圖1所示，該輸入開關(guān)34由安裝于推動操作機構(gòu)30側(cè)的輸入開關(guān)板34A、以及安裝于控制基板7側(cè)的光遮斷器34B構(gòu)成。由于輸入開關(guān)板34A安裝于支承軸31，所以檢測固定于基座21的觸摸面板24的輸入動作。輸入開關(guān)34的檢測信號如圖4所示，被輸入至控制部110。
[0045]如圖1所示，該推動操作機構(gòu)30還具備抑制推動操作時的觸摸面板24的傾斜動作的穩(wěn)定器35。該穩(wěn)定器35的兩端與支承軸31交叉而分別安裝于觸摸面板裝置20的一對引導片21b，從而能夠抑制支承軸31的繞軸的傾斜動作。
[0046]如圖1所示，在該連接部件32安裝有扭簧36。該扭簧36構(gòu)成為總是對連接部件32朝一個方向施力。支承軸31以及扭簧36由金屬材料形成，連接部件32由樹脂材料形成。
[0047]如圖2 (a)?圖3 (a)所示，該連接部件32具有:具有支承軸插入孔32b的環(huán)狀的基部32a、以及一對在基部32a的外周面兩側(cè)突出形成的臂部32c、32c。在該基部32a的偏心位置突出有連結(jié)銷32d。
[0048]如圖2 (a)?圖3 (a)所示，該連接部件32的連結(jié)銷32d以能夠在形成于觸摸面板裝置20的基座21的連結(jié)片21c的銷卡止孔21d內(nèi)往復移動(往復微動)的方式與被連結(jié)。通過該連結(jié)銷32d與連結(jié)片21c的連結(jié)，連接部件32與觸摸面板裝置20的推動操作連動，而以推動操作機構(gòu)30的支承軸31為旋轉(zhuǎn)中心進行正反旋轉(zhuǎn)。與該連結(jié)片21c的銷卡止孔21d相反的一側(cè)的部位以切口的方式形成，以便不與觸覺呈現(xiàn)裝置40發(fā)生干擾。
[0049](觸覺呈現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu))
[0050]該第一實施方式中的基本結(jié)構(gòu)在于觸覺呈現(xiàn)裝置40，該觸覺呈現(xiàn)裝置40具備通過對作為操作部的觸摸面板24賦予主振動來對操作者的手指呈現(xiàn)操作感覺的觸覺呈現(xiàn)單元。因此，如上述那樣構(gòu)成的操作裝置I表示該第一實施方式的一個結(jié)構(gòu)例，其結(jié)構(gòu)部件的形狀、構(gòu)造等并不限于圖示例。
[0051]該觸覺呈現(xiàn)裝置40具備經(jīng)由推動操作機構(gòu)30對操作者的手指呈現(xiàn)觸覺刺激操作感覺的觸覺呈現(xiàn)單元。該觸覺呈現(xiàn)單元如圖1所示，主要由推動操作機構(gòu)30的連接部件32和驅(qū)動傳遞機構(gòu)41構(gòu)成。該驅(qū)動傳遞機構(gòu)41具備驅(qū)動部和凸輪機構(gòu)。
[0052]如圖1所示，作為該驅(qū)動部的能夠正反旋轉(zhuǎn)的電機42被保持在外殼44，該外殼44經(jīng)由未圖示的螺絲緊固于主體2。該電機42經(jīng)由具有與控制基板7電連接的軟線的端子45、和將電機42所帶的靜電導至控制基板7的接地電路的接地夾46電連接。
[0053]一方的凸輪機構(gòu)如圖1所示，具備固定于電機42的作為輸出軸的旋轉(zhuǎn)凸輪部件的凸輪盤43。
[0054]在總是保持推動操作機構(gòu)30與觸覺呈現(xiàn)裝置40處于連結(jié)的狀態(tài)時，推動操作機構(gòu)30的連接部件32和觸覺呈現(xiàn)裝置40的凸輪盤43成為推動操作機構(gòu)30的推動操作的阻力，破壞操作感，所以并非優(yōu)選。
[0055]在圖示例子中，設(shè)置有解除連接部件32與凸輪盤43的連結(jié)的結(jié)構(gòu)。如圖2(a)?圖3 (c)所示，該凸輪盤43構(gòu)成為能夠在向連接部件32傳遞驅(qū)動的傳遞位置和不對連接部件32傳遞驅(qū)動的非傳遞位置旋轉(zhuǎn)。在不需要產(chǎn)生觸覺感時，使觸覺呈現(xiàn)裝置40停止在從推動操作機構(gòu)30退避的位置。
[0056]如圖2 (a)?圖3 (C)所示，該凸輪盤43是將電機42的往復旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為觸摸面板裝置20的往復微動運動的運動轉(zhuǎn)換部件。在凸輪盤43的外表面，第一凸輪面43a關(guān)于電機42的輸出軸形成為對稱。在圖示例子中，第一凸輪面43a以及第二凸輪面43b分別形成為漸開線曲線形狀。
[0057]如圖2(a)?圖3(c)所示，該第二凸輪面43a構(gòu)成為與由連接部件32的凸輪盤對置側(cè)的臂部32c構(gòu)成的凸輪從動件面32e抵接而以規(guī)定的角度旋轉(zhuǎn)。
[0058](驅(qū)動控制部的結(jié)構(gòu))
[0059]參照圖4，在該圖中，例示出驅(qū)動控制觸覺呈現(xiàn)裝置40的驅(qū)動控制部100的一個結(jié)構(gòu)例。該驅(qū)動控制部100由控制部110以及驅(qū)動電路120構(gòu)成。
[0060]該控制部110由具有根據(jù)例如存儲的程序?qū)Λ@取的數(shù)據(jù)進行運算以及處理等的CPU (Central Processing Unit:中央處理器)、作為半導體存儲器的 RAM (Random AccessMemory:隨機存儲器)以及R0M(Read Only Memory:只讀存儲器)等各種結(jié)構(gòu)元件的微型計算機構(gòu)成，具有模擬信號輸出部，該模擬信號輸出部輸出通過使電壓以及脈沖寬度變化而生成的驅(qū)動控制信號Vc。
[0061]如圖4所示，被該驅(qū)動控制部100通電控制的電機42被基于從控制部110輸出的驅(qū)動控制信號Vc而由驅(qū)動電路120供給的電機驅(qū)動電流Id旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。該驅(qū)動控制信號Vc基于起動脈沖信號Ptll和具有比起動脈沖信號Ptll小的規(guī)定的脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號P02而生成。
[0062]如圖4所示，該驅(qū)動控制部100通過驅(qū)動控制信號Vc間歇驅(qū)動電機42?；谟糜谔顫M凸輪盤43的第一凸輪面43a與連接部件32的凸輪從動件面32e抵接之前的期間的第一凸輪面43a與凸輪從動件面32e的空隙(間隙)的間隙填滿動作的信號來進行該驅(qū)動控制信號Vc的驅(qū)動。
[0063]如圖4所示，向該控制部110輸入來自觸摸面板24的坐標信息、來自推動開關(guān)5的推動信息、以及來自編碼器33及輸入開關(guān)34的角度信息。基于這些信息、和存儲的信息經(jīng)由驅(qū)動電路120而對電機42進行通電控制，從而在從圖3 (a)的狀態(tài)到達圖3 (b)的狀態(tài)的預(yù)先振動控制中，通過驅(qū)動控制信號Vc進行間隙填滿動作。
[0064]在該間隙填滿動作后，如圖3 (C)所示，進行在凸輪盤43的第一凸輪面43a與連接部件32的凸輪從動件面32e抵接的狀態(tài)下，將觸摸面板24向上方推頂移動量L的主振動控制。
[0065](驅(qū)動控制部的動作)
[0066]這里，參照圖5，在該圖中，例示出驅(qū)動控制部100的動作例。在該圖中，驅(qū)動控制信號Vc被生成為由起動脈沖信號Ptll、和具有比起動脈沖信號Ptll小的規(guī)定脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號Ptl2構(gòu)成的脈沖列。驅(qū)動控制信號Vc在通過起動脈沖信號Ptll以及預(yù)先振動脈沖信號Ptl2進行的間隙填滿動作后作為主振動脈沖信號Ptl3被輸出。
[0067]如圖5所示,該起動脈沖信號Pcil是用于起動電機42的脈沖信號,為了從靜止摩擦力移至動摩擦力支配的狀態(tài)，進行與主振動脈沖信號Ptl3的電壓值Vtl3相比相對較大的電壓值Vtll的設(shè)定。作為起動脈沖信號Ptll,接著驅(qū)動電機42的正方向的電壓值Vtll而輸出負方向的電壓值Vtl4,從而能夠校正過度的驅(qū)動。
[0068]如圖5所不,一方的預(yù)先振動脈沖信號Ptl2是具有被設(shè)定為比起動脈沖信號Ptll的電壓值Vtll小的電壓值Vtl2的規(guī)定的脈沖數(shù)的脈沖列。作為該規(guī)定的脈沖數(shù)，為了經(jīng)過產(chǎn)生規(guī)定的起動脈沖信號Ptll和預(yù)先振動脈沖信號Ptl2的一定時間時之前間隙填滿動作結(jié)束，優(yōu)選考慮固體的偏差、動作溫度范圍、老化變化等再設(shè)定脈沖數(shù)。
[0069]作為該預(yù)先振動脈沖信號Ptl2,能夠設(shè)定為電壓值或者脈沖寬度逐漸增加的脈沖列。通過該設(shè)定，能夠可靠地進行間隙填滿動作。
[0070]如圖5所示，該主振動脈沖信號Ptl3是對觸摸面板24賦予主振動的脈沖信號。根據(jù)檢測使觸摸面板24上下方向連動的連接部件32的動作的編碼器33的旋轉(zhuǎn)量，可變地控制被發(fā)送至驅(qū)動電路120的驅(qū)動控制信號的電壓值Vtl3或者脈沖寬度。
[0071]如圖5所示，檢測連接部件32的動作的編碼器33將相位發(fā)生了偏離的A相和B相這2個脈沖信號輸出至控制部110。由于將這2相的相位差(超前-滯后)轉(zhuǎn)換為向上脈沖而輸出，所以在觸摸面板24的上方移動和下方移動中輸出時機相互相反，能夠判斷連接部件32的旋轉(zhuǎn)方向以及旋轉(zhuǎn)位置。
[0072]然而，不用具備檢測電機42的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器，控制部110基于從檢測連接部件32的動作的編碼器33輸出的檢測信號將驅(qū)動控制信號發(fā)送至驅(qū)動電路120從而控制從預(yù)先振動控制向主振動控制的切換動作。因此，即使在連接部件32與凸輪盤43抵接的狀態(tài)以外的其他的狀態(tài)下連接部件32發(fā)生動作的情況下，也看作連接部件32與凸輪盤43抵接而以規(guī)定的角度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0073]其結(jié)果，因控制部110的錯誤判定，而從預(yù)先振動控制向主振動控制切換、主振動控制的振動經(jīng)由連接部件32被賦予給觸摸面板24，操作者對觸摸面板24的操作感覺不協(xié)調(diào)，所以并非優(yōu)選。
[0074]因此，在該第一實施方式中主要的基本結(jié)構(gòu)在于為了防止控制部110的錯誤判定，控制部110具有屏蔽時間設(shè)定部，該屏蔽時間設(shè)定部設(shè)定在輸出起動脈沖信號Ptll和預(yù)先振動脈沖信號Ptl2的預(yù)先振動控制區(qū)域內(nèi)的一定時間的期間，忽略從編碼器33輸出的檢測信號的檢測的屏蔽時間U?？刂撇?10在經(jīng)過屏蔽時間^后基于編碼器33的檢測信號來切換為主振動脈沖信號Pm的輸出。
[0075]如圖5所示，該屏蔽時間設(shè)定部將規(guī)定的屏蔽時間^設(shè)定為從起動脈沖信號Pcu的輸出開始到輸出停止為止的時間，在被設(shè)定的屏蔽時間^經(jīng)過為止的期間，忽略從檢測連接部件32的動作的編碼器33輸出的檢測信號的檢測值。這里，檢測信號的檢測值是從編碼器33輸出的編碼器脈沖數(shù)(以下，稱為“編碼器值”。)。
[0076]忽略該編碼器值的檢測的時間被設(shè)定在使連接部件32的動作的檢測即觸摸面板24的動作的檢測為無效的預(yù)先振動控制區(qū)域內(nèi)。因此，即使在預(yù)先振動控制區(qū)域內(nèi)，存在在連接部件32與凸輪盤43抵接的主振動控制的狀態(tài)以外的其他的狀態(tài)下存在觸摸面板24動作的情況，也不會被控制部110錯誤判定，所以能夠防止從預(yù)先振動控制向主振動控制切換的錯誤動作。
[0077](驅(qū)動控制信號的觸覺呈現(xiàn)的處理)
[0078]接下來，針對如上述那樣構(gòu)成的驅(qū)動控制部100進行其處理的說明。
[0079]在圖6中，當前，開始呈現(xiàn)操作感覺的動作。若操作感覺的呈現(xiàn)動作開始，則驅(qū)動控制部100的控制部110將作為由起動脈沖信號Ptll和預(yù)先振動脈沖信號Ptl2構(gòu)成的脈沖列生成的驅(qū)動控制信號Vc輸出至驅(qū)動電路120 (步驟SI)。
[0080]在控制部110將驅(qū)動控制信號Vc向驅(qū)動電路120輸出的同時，控制部110監(jiān)視是否超過了使從編碼器33輸出的編碼器值為無效的屏蔽時間^ (步驟S2)。在步驟S2的處理中，在通過控制部110判斷為沒有超過屏蔽時間^的情況下，反復步驟S2的處理。如果，判斷為超過了屏蔽時間Itll，則進入下一步驟S3。
[0081]在步驟S3的處理中，控制部110檢測經(jīng)過屏蔽時間tQ1后的編碼器值的變化，判斷在經(jīng)過屏蔽時間^后連接部件32是否進行了動作，即觸摸面板24是否進行了動作(步驟S4)。
[0082]在步驟S4的處理中，在通過控制部110判斷為觸摸面板24沒有動作的情況下，判斷為是預(yù)先振動控制的間隙填滿動作狀態(tài)，并反復步驟S4的處理。如果，判斷為觸摸面板24動作，則移至用于進行主振動控制的下一步驟S5。
[0083]在步驟S5的處理中，控制部110停止預(yù)先振動脈沖信號Ptl2的輸出。由此，從步驟SI到步驟S5的預(yù)先振動控制的間隙填滿動作結(jié)束。接著，移至步驟S6。
[0084]在步驟S6的處理中，控制部110將主振動脈沖信號Ptl3作為驅(qū)動控制信號而輸出至驅(qū)動電路120，通過向上方推頂觸摸面板24的主振動控制來進行操作感覺的呈現(xiàn)。通過以上的動作，從步驟SI到步驟S6的一系列的電機驅(qū)動的操作感覺的呈現(xiàn)結(jié)束。
[0085](第一實施方式的效果)
[0086]通過采用如上述那樣構(gòu)成的操作裝置1，除了上述效果以外能夠得到以下的效果。
[0087](I)通過忽視從振動控制開始一定時間內(nèi)的連接部件32的動作即觸摸面板24的動作，能夠防止控制部110的主振動控制前的錯誤判定。
[0088](2)由于能夠防止主振動控制前的錯誤判定，所以能夠使信息呈現(xiàn)動作穩(wěn)定化。
[0089](3)由于能夠在預(yù)先振動控制時防止向主振動控制的切換，所以能夠使操作者對觸摸面板24的操作感覺不協(xié)調(diào)的振動減少。
[0090](4)通過生成為由起動脈沖信號Ptll、和具有比起動脈沖信號Ptll小的規(guī)定脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號Ptl2構(gòu)成的驅(qū)動控制信號VC，能夠抑制由間隙填滿動作引起的碰撞音、不必要的振動等，能夠減少在振動呈現(xiàn)動作時或者振動呈現(xiàn)動作前產(chǎn)生碰撞音、不必要的振動等。
[0091](5)有效地得到能夠在需要觸覺反饋時僅在需要的方向上產(chǎn)生觸覺感的結(jié)構(gòu)。
[0092](6)能夠減少電機42的齒槽轉(zhuǎn)矩，能夠?qū)崿F(xiàn)伴隨齒槽轉(zhuǎn)矩的沖擊音、振動等較少的驅(qū)動。
[0093]第二實施方式
[0094]參照圖7以及圖8，在這些圖中，分別例示出第二實施方式的觸覺呈現(xiàn)裝置40中的控制部110的動作以及處理的一個例子。
[0095]在該第二實施方式中，除了更新將從檢測連接部件32的動作的編碼器33輸出的編碼器值設(shè)為無效的屏蔽時間^的結(jié)構(gòu)以外，具備其他的結(jié)構(gòu)與上述第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)。因此，使用在上述第一實施方式中使用的部件標號相同的部件標號，從而省略與該部件有關(guān)的詳細的說明。
[0096](驅(qū)動控制部的動作)
[0097]在將該第一屏蔽時間U設(shè)為屏蔽的固定時間的情況下，若該固定時間過短，則在未設(shè)定屏蔽時間的預(yù)先振動控制區(qū)域中錯誤判定了主振動控制的開始時機時，操作者對觸摸面板24的操作感覺不協(xié)調(diào)，所以并非優(yōu)選。與此相反的，若該固定時間過長，則從預(yù)先振動控制向主振動控制的切換動作延遲，操作者對觸摸面板24的操作感覺不協(xié)調(diào)，所以并非優(yōu)選。
[0098]在該第二實施方式中主要的基本結(jié)構(gòu)在于，驅(qū)動控制部100的控制部110具有更新被屏蔽時間設(shè)定部設(shè)定的屏蔽時間^的屏蔽時間更新單元這點。由此，能夠進行從預(yù)先振動向主振動的切換動作穩(wěn)定的高精度的控制。
[0099]如圖7所示，對該屏蔽時間^而言，將從起動脈沖信號Ptll的輸出開始到輸出停止為止的時間設(shè)定為第一屏蔽時間Itl2，將從起動脈沖信號Ptll的輸出開始到預(yù)先振動脈沖信號Ptl2的輸出開始為止的時間設(shè)定為第二屏蔽時間、3。
[0100]如圖7所示，該屏蔽時間更新單元通過將第一屏蔽時間U作為屏蔽時間^的最小值(最小時間)而固定為一定時間，并將經(jīng)過該第一屏蔽時間U后的第二屏蔽時間作為歷史信息進行存儲，計算該歷史信息的過去η次的平均值，來更新控制屏蔽時間
[0101]在該屏蔽時間更新單元將第一屏蔽時間U這一時候的編碼器值設(shè)為Hfbtl，將第二屏蔽時間這一時候的編碼器值設(shè)為Hfb1，將經(jīng)過第二屏蔽時間后的編碼器值設(shè)為Hfbsi時，將到編碼器值變化為(Hfb1 - Hfb0) > Hfbsi為止的時間設(shè)定為第二屏蔽時間tQ3。
[0102]優(yōu)選地，作為該屏蔽時間^，將從第二屏蔽時間^的過去η次的平均值減去時間X毫秒后的值設(shè)定為更新后的時間。這里，X毫秒是從連接部件32與凸輪盤43抵接的這一時候開始到連接部件32動作的這一時候為止的時間差(時間滯后)等的校正值。
[0103]在圖示例中，將屏蔽時間^設(shè)定為超過了第一屏蔽時間^和比該第一屏蔽時間t02長的第二屏蔽時間^的時間，但例如若將屏蔽時間^的最小時間設(shè)定為第一屏蔽時間U (屏蔽時間砧=第一屏蔽時間tj，則第二屏蔽時間^的過去η次的平均值為屏蔽時間I^cil (第二屏蔽時間U的過去η次的平均值=屏蔽時間U)。
[0104]在第二屏蔽時間^這一時候的編碼器值Hfb1比經(jīng)過第二屏蔽時間^后的編碼器值HfbST大的情況下，從預(yù)先振動控制移至主振動控制。另一方面，在第二屏蔽時間Itl3這一時候的編碼器值Hfb1比經(jīng)過第二屏蔽時間后的編碼器值HfbST小的情況下，不從預(yù)先振動控制移至主振動控制。其中，在屏蔽時間^這一時候，在編碼器值變化到(Hfb1 - Hfb0)> Hfbsi的情況下，立即從預(yù)先振動控制移至主振動控制。
[0105]通過利用如上述那樣構(gòu)成的屏蔽時間更新單元，計算使用過去η次的平均值對第二屏蔽時間U進行更新后的新的屏蔽時間U,能夠適當?shù)刈兏帘螘r間tf
[0106](驅(qū)動控制信號的觸覺呈現(xiàn)的處理)
[0107]接下來，針對如上述那樣構(gòu)成的驅(qū)動控制部100進行其處理的說明。
[0108]在圖8中，當前，開始呈現(xiàn)操作感覺的動作。若操作感覺的呈現(xiàn)動作開始，則驅(qū)動控制部100的控制部110將作為由起動脈沖信號Ptll和預(yù)先振動脈沖信號Ptl2構(gòu)成的脈沖列生成的驅(qū)動控制信號Vc輸出至驅(qū)動電路120 (步驟Sll)。
[0109]在控制部110將驅(qū)動控制信號Vc向驅(qū)動電路120輸出的同時，控制部110監(jiān)視是否超過了使從編碼器33輸出的編碼器值為無效的屏蔽時間^ (步驟S12)。在步驟S12的處理中，在通過控制部110判斷為沒有超過屏蔽時間^的情況下，反復步驟S12的處理。如果，判斷為超過了屏蔽時間Itll，則進入下一步驟S13。
[0110]在步驟S13的處理中，控制部110檢測經(jīng)過屏蔽時間tQ1后的編碼器值的變化，判斷連接部件32是否進行了動作，即觸摸面板24是否進行了動作(步驟S14)。
[0111]在步驟S14的處理中，在判斷為第二屏蔽時間U的編碼器值Hfb1比經(jīng)過第二屏蔽時間^后的編碼器值HfbST小，觸摸面板24沒有動作的情況下，判斷為是預(yù)先振動控制的間隙填滿動作狀態(tài)，不從預(yù)先振動控制移至主振動控制，而是反復步驟S14的處理。
[0112]如果，判斷為第二屏蔽時間^的編碼器值Hfb1比經(jīng)過第二屏蔽時間Itl3后的編碼器值HfbST大，觸摸面板24進行了動作，則移至下一步驟S15。
[0113]在步驟S15的處理中，控制部110停止經(jīng)過第二屏蔽時間^后的預(yù)先振動脈沖信號Ptl2的輸出。由此，從步驟Sll到步驟S15的預(yù)先振動控制的間隙填滿動作結(jié)束。在間隙填滿動作結(jié)束后，移至下一步驟S16。
[0114]在步驟S16的處理中，控制部110將主振動脈沖信號Ptl3作為驅(qū)動控制信號而輸出至驅(qū)動電路120，通過向上方推頂觸摸面板24的主振動控制來進行操作感覺的呈現(xiàn)。由此，從步驟Sll到步驟S16的一系列的電機驅(qū)動的操作感覺的呈現(xiàn)結(jié)束，并移至下一步驟S17。
[0115]在步驟S17的處理中，將第二屏蔽時間Itl3作為歷史信息而存儲，并且計算過去N次的第二屏蔽時間Itl3的平均值。通過下一步驟S18、S19的處理，進行第二屏蔽時間U的更新處理，將計算出的平均的第二屏蔽時間^作為歷史信息而保存至控制部110的存儲部。
[0116]通過以上的處理，從步驟Sll到步驟S19的一系列的電機驅(qū)動的操作感覺的呈現(xiàn)全部結(jié)束。
[0117](第二實施方式的效果)
[0118]在該第二實施方式中，除了能夠得到與上述第一實施方式相同的效果以外，也能夠得到如下的效果。
[0119](I)通過針對每一振動呈現(xiàn)而更新第二屏蔽時間Itl3，能夠不受個體差異以及動作環(huán)境的變化等的影響而減少操作的不協(xié)調(diào)產(chǎn)生的頻率。
[0120](2)將第二屏蔽時間Itl3的過去η次的平均值作為更新值，并將該更新值作為新的屏蔽時間^而使用，所以能夠減少連接部件32的旋轉(zhuǎn)位置的誤差。
[0121][變形例]
[0122]在本發(fā)明的操作裝置I中，也能夠進行如下所示的變形例。
[0123](I)上述觸覺呈現(xiàn)單元并不局限于車載設(shè)備，當然能夠應(yīng)用于例如游戲機、個人計算機、移動電話機等各種終端裝置。
[0124](2)不具備觸摸面板的各種開關(guān)裝置也能夠?qū)Σ僮髡叩氖种赋尸F(xiàn)觸覺刺激操作感覺，上述觸覺呈現(xiàn)單元能夠應(yīng)用于例如鼠標裝置、鍵盤、操作鈕等。
[0125](3)上述觸覺呈現(xiàn)單元只要例如根據(jù)使用目的等而適當?shù)剡x擇配配置個數(shù)、配置位置、配置方式等即可，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的初始的目的。
[0126]由以上的說明可知，例示了本發(fā)明的代表性的實施方式、變形例以及圖示例，但上述實施方式、變形例以及圖示例并不是限定權(quán)利要求書所涉及的發(fā)明。因此，需要留意的是，在上述實施方式、變形例以及圖示例中說明的特征的所有組合不限定為用于解決發(fā)明的技術(shù)問題的方法所必須的。
【權(quán)利要求】
1.一種操作裝置，其特征在于，具備: 能夠推動操作操作部的推動操作機構(gòu)； 經(jīng)由所述推動操作機構(gòu)通過驅(qū)動部驅(qū)動所述操作部來呈現(xiàn)操作感覺的觸覺呈現(xiàn)單元; 檢測所述操作部的動作的檢測部；以及 驅(qū)動控制部，其利用基于起動脈沖信號和比所述起動脈沖信號小的規(guī)定脈沖數(shù)的預(yù)先振動脈沖信號而生成的驅(qū)動控制信號、以及在所述驅(qū)動控制信號的輸出后輸出的主振動脈沖信號，來驅(qū)動所述驅(qū)動部， 所述驅(qū)動控制部在輸出所述驅(qū)動控制信號的一定時間期間，設(shè)置使所述檢測部的檢測信號為無效的屏蔽時間，在經(jīng)過所述屏蔽時間后基于所述檢測部的檢測信號而切換為所述主振動脈沖信號的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于， 對所述屏蔽時間而言，將從所述起動脈沖信號的輸出開始到輸出停止的時間設(shè)定為第一屏蔽時間，將從所述起動脈沖信號的輸出開始到所述預(yù)先振動脈沖信號的輸出開始的時間設(shè)定為第二屏蔽時間， 通過計算存儲的過去η次的屏蔽時間歷史信息的平均值，來更新所述第二屏蔽時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作裝置，其特征在于， 對所述屏蔽時間而言，在將所述第一屏蔽時間這一時候的所述檢測部的檢測值設(shè)為Hfbtl,將所述第二屏蔽時間這一時候的所述檢測部的檢測值設(shè)為Hfb1，將經(jīng)過所述第二屏蔽時間后的所述檢測部的檢測值設(shè)為HfbST時，將到變化為(Hfb1 - Hfb0) > Hfbsi為止的時間設(shè)定為所述第二屏蔽時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的操作裝置，其特征在于， 在所述第二屏蔽時間這一時候的所述檢測部的檢測值Hfb1比經(jīng)過所述第二屏蔽時間后的所述檢測部的檢測值HfbST大的情況下，所述驅(qū)動控制部控制為輸出所述主振動脈沖信號，在所述第二屏蔽時間這一時候的所述檢測部的檢測值Hfb1比經(jīng)過所述第二屏蔽時間后的所述檢測部的檢測值HfbST小的情況下，所述驅(qū)動控制部控制為不輸出所述主振動脈沖信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項所述的操作裝置，其特征在于， 對所述屏蔽時間而言，將從所述第二屏蔽時間的所述平均值減去校正值后的值設(shè)定為更新后的時間。
【文檔編號】G06F3/041GK104460978SQ201410440326
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】村田健二, 芳野正樹 申請人:株式會社東海理化電機制作所