特許 5781556 操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5781556

(24)【登録日】2015年7月24日

(45)【発行日】2015年9月24日

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20150907BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20150907BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 480

   G06F3/01 310Z

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-35595(P2013-35595)

(22)【出願日】2013年2月26日

(65)【公開番号】特開2014-164557(P2014-164557A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2014年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100071526

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100128211

【弁理士】

【氏名又は名称】野見山 孝

(72)【発明者】

【氏名】石垣 誠司

(72)【発明者】

【氏名】阿部 喜

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５１６５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３３３６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１ − ３／０４８２

Ｇ０６Ｆ ３／０４８５

Ｇ０６Ｆ ３／０４８７− ３／０４８９

Ｈ０３Ｍ １１／０４

Ｈ０３Ｍ １１／０８ −１１／１４

Ｈ０３Ｍ １１／２０ −１１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作部をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、
前記プッシュ操作機構側に設けられたリンク部材と、前記リンク部材に駆動を伝達する伝達位置と前記リンク部材に駆動を伝達しない非伝達位置のどちらかに位置変更が可能なカムプレートを備え、前記カムプレートが前記リンク部材に当接した状態で駆動伝達を行なう駆動部と、
前記プッシュ操作機構を介して前記駆動部により前記操作部を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、
前記操作部の動きを検出する検出部と、
起動パルス信号と前記起動パルス信号よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号とに基づいて生成される駆動制御信号により前記駆動部を間欠駆動する駆動制御部と、
を有することを特徴とする操作装置。

【請求項2】

前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記事前振動パルス信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。

【請求項3】

前記駆動制御部は、所定時間経過時において前記検出部が前記操作部の動きを検出しないときは、前記事前振動パルス信号の出力の後、前記事前振動パルス信号より大きな追加パルス信号を出力して前記操作部を間欠駆動することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。

【請求項4】

前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記プッシュ操作機構を介して前記駆動部により前記操作部を駆動してメイン振動制御を行なうことにより操作感覚を呈示することを特徴とする請求項２又は３に記載の操作装置。

【請求項5】

前記事前振動パルス信号は、その電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の操作装置。

【請求項6】

前記起動パルス信号は、前記操作部を駆動する方向の正パルスと、前記正パルスと逆極性の負パルスとから構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作装置に係り、特に、操作者に操作感覚を呈示する機能を有する操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

操作者に情報を伝達する従来の情報呈示装置の一例としては、例えば操作者の指の傾きを利用して方向を呈示する方向呈示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

上記特許文献１に記載の従来の方向呈示装置は、独立して上下動可能な複数の可動パネルの上面に指載置板を配置しており、その指載置板をカーナビゲーション装置が表示する画面上の進路方向に対応して傾斜させるように構成されている。この可動パネルを駆動するための駆動部の一例としては、可動パネルの下方に突出して形成されたラックと、モータの出力軸に固定されたピニオンとが用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２０４７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種の情報呈示装置において、上記示したようなラックとピニオンによるモータ駆動では可動パネルを操作する場合にモータのコギング等の操作抵抗が操作感を低下させる。このため、可動パネル側とモータ側を常時ギア結合とはせずに、カムにより可動パネルを駆動する機構が考えられる。この場合は、可動パネルをモータで駆動する場合にまずモータ側のカムを可動パネル側に当接させる、すなわち、ガタ詰め動作を行った後に振動呈示のための駆動をする機構が必要である。しかし、モータ側のギアあるいはカムが可動パネル側に当接する際の衝突音や不要な振動等が発生しやすいという問題があった。

【0006】

従って、本発明の目的は、振動呈示動作時又はその前に衝突音や不要な振動等を低減可能とする操作装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

［１］本発明は上記目的を達成するため、操作部をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、前記プッシュ操作機構側に設けられたリンク部材と、前記リンク部材に駆動を伝達する伝達位置と前記リンク部材に駆動を伝達しない非伝達位置のどちらかに位置変更が可能なカムプレートを備え、前記カムプレートが前記リンク部材に当接した状態で駆動伝達を行なう駆動部と、前記プッシュ操作機構を介して前記駆動部により前記操作部を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、前記操作部の動きを検出する検出部と、起動パルス信号と前記起動パルス信号よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号とに基づいて生成される駆動制御信号により前記駆動部を間欠駆動する駆動制御部と、を有することを特徴とする操作装置を提供する。

【0008】

［２］前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記事前振動パルス信号の出力を停止することを特徴とする上記［１］に記載の操作装置であってもよい。

【0009】

［３］また、前記駆動制御部は、所定時間経過時において前記検出部が前記操作部の動きを検出しないときは、前記事前振動パルス信号の出力の後、前記事前振動パルス信号より大きな追加パルス信号を出力して前記操作部を間欠駆動することを特徴とする上記［１］に記載の操作装置であってもよい。

【0010】

［４］また、前記駆動制御部は、前記検出部が前記操作部の動きを検出した後に、前記プッシュ操作機構を介して前記駆動部により前記操作部を駆動してメイン振動制御を行なうことにより操作感覚を呈示することを特徴とする上記［２］又は［３］に記載の操作装置であってもよい。

【0011】

［５］また、前記事前振動パルス信号は、その電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定されていることを特徴とする上記［２］又は［４］に記載の操作装置であってもよい。

【0012】

［６］また、前記起動パルス信号は、前記操作部を駆動する方向の正パルスと、前記正パルスと逆極性の負パルスとから構成されていることを特徴とする上記［３］又は［４］に記載の操作装置であってもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、振動呈示動作時又はその前に衝突音や不要な振動等を低減可能とする操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置を備えた操作装置を概略的に示す分解斜視図である。

【図2】図２（ａ）〜（ｃ）は、振動フィードバック時における触覚呈示装置の動作を説明するための図である。

【図3】図３（ａ）〜（ｃ）は、触覚呈示装置の構成部品の動作を示す図４に対応した図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部を中心とした電気系のブロック図である。

【図5】図５は、第１の実施の形態における駆動制御信号Ｖｃを示す図である。

【図6】図６は、第１の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。

【図7】図７は、第２の実施の形態における駆動制御信号Ｖｃを示す図である。

【図8】図８は、第２の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【0016】

（本発明の第１の実施の形態）
（操作装置１の全体構成）
操作装置１は、操作部としてのタッチパネル２４をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構３０と、プッシュ操作機構３０を介して駆動部としてのモータ４２によりタッチパネル２４を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段である触覚呈示装置４０と、タッチパネル２４の動きを検出する検出部としてのエンコーダ３３と、起動パルス信号Ｐ_０１と起動パルス信号Ｐ_０１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_０２とに基づいて生成される駆動制御信号Ｖｃにより駆動部としてのモータ４２を間欠駆動する駆動制御部１００と、を有して概略構成されている。

【0017】

図１において、全体を示す符号１は、この実施の形態における典型的な触覚呈示装置を備えた操作装置の構成部品を概略的に例示している。この操作装置１は、特に限定されるものではないが、例えば空調装置、オーディオ装置やナビゲーション装置等の車載機器の作動を制御するための操作信号を出力する車両用のタッチパネルに好適に用いられる。

【0018】

図示例による操作装置１は、例えば車室内の図示しないセンターコンソールなどの運転席周辺部に配置されており、同じく図示を省略したディスプレイに配線を介して接続される。

【0019】

この操作装置１は、操作者の手指でタッチパネルをタッチ操作すると、例えばタッチパネル２４の表面上の位置がタッチセンサにより検出され、この位置に対応した位置検出信号がディスプレイ上の項目ボタンを選択決定する遠隔操作式の入力装置として構成される。

【0020】

この操作装置１は、図１に示すように、プッシュ操作可能なタッチパネル装置２０と、タッチパネル装置２０が操作入力を受け付けた際に、操作部としてのタッチパネル２４を介してタッチ操作する手指に振動を与えることにより操作感覚を操作者に呈示する触覚呈示装置４０とを備えている。

【0021】

下方に向けて開口したケース状に形成された樹脂製のボディ２には、図１に示すように、タッチパネル装置２０及び触覚呈示装置４０のそれぞれの構成部品が組み込まれる。ボディ２の下方開口を覆う樹脂製のカバー体３を図示しないビスにより締付固定することで、タッチパネル装置２０と触覚呈示装置４０とを一体化した操作装置１が構成される。

【0022】

このボディ２の一側部には、図１に示すように、第１〜第３の３個の操作ノブ５，５，５が一列に設けられる。隣り合う操作ノブ５の間には、絶縁体である樹脂製のセパレータ４，４が介在されるようになっている。このボディ２の他側部には、第４の操作ノブ６が設けられる。この第１〜第４の操作ノブ５，６のそれぞれは、プッシャ５ａ，６ａを介して制御基板７に搭載されたプッシュスイッチ５ｂ，６ｂをオンオフ操作可能に配置される。

【0023】

（タッチパネル装置２０の構成）
このタッチパネル装置２０は、図１に示すように、平面矩形状のベース２１と枠状のフレーム２２との間に矩形状のタッチセンサ基板２３とシート状のタッチパネル２４とを図示しない両面テープを介して接合した状態で組み付けられる。このベース２１及びフレーム２２は、樹脂材料により形成されている。タッチパネル装置２０の外周部分には、矩形枠状のシールド部材２５が覆うように配置される。このシールド部材２５は、制御基板７の接地回路に電気的に接続される。

【0024】

このベース２１の上面に凹状に形成された凹部の底面には、図１に示すように、クリック部材２６を介してタッチセンサ基板２３が弾性的に保持される。このクリック部材２６は、弾性変形によりタッチパネル２４に対して変位可能な筒状のラバー材からなり、タッチパネル２４側の内径がベース２１側の内径よりも大きく形成されている。

【0025】

このフレーム２２は、図１に示すように、上面を開口した枠部２２ａからなる。その枠部２２ａは、額縁状の枠板体と、枠板体の内周縁部から収容部側に向けて延びる筒状の壁部とを有している。

【0026】

このタッチセンサ基板２３とタッチパネル２４とは、図１に示すように、導電材である導電性テープ２７を介して接続される。

【0027】

このタッチセンサ基板２３は、図１に示すように、例えば静電容量を検出する静電容量タッチセンサであり、フレキシブルフラットケーブル２８を介して制御基板７に搭載された図示しないコネクタに接続される。一方のタッチパネル２４は、シール性を有する両面テープ２９を介してフレーム２２の枠板体の裏面に接合され、フレーム２２の枠部２２ａの開口に操作面を露出させた状態で操作可能に配置される。

【0028】

このベース２１には更に、図１に示すように、ボディ２に形成された貫通孔に係合する複数の弾性係合片２１ａ，…，２１ａと、ボディ２に形成された案内孔に沿って案内移動する一対の案内片２１ｂ，２１ｂと、タッチパネル２４の往復運動に連動する連結部材である連結片２１ｃとのそれぞれがプッシュ操作機構３０側に向けて延在されている。

【0029】

（プッシュ操作機構３０の構成）
このプッシュ操作機構３０は、図１に示すように、ボディ２に回転可能に固定される支持軸３１と、支持軸３１の一端とは一体になって回転するリンク部材３２とを備える。支持軸３１の他端には、プッシュ操作機構３０の位置を検出する位置センサであるエンコーダ３３と、プッシュ操作のオンオフを検出するエンタースイッチ３７とが取り付けられている。

【0030】

エンコーダ３３は、プッシュ操作機構３０側に取り付けられたエンコーダスリット板３３Ａと、制御基板７側に取り付けられたフォトインタラプタ３３Ｂから構成されたロータリエンコーダである。エンコーダスリット板３３Ａは、支持軸３１に取り付けられタッチパネル装置２０のベース２１の上下移動に伴い回転するので、ベース２１に固定されている操作部としてのタッチパネル２４の動きを高分解能で検出することができる。エンコーダ３３の検出信号は、図４に示すように、制御部１１０へ入力される。

【0031】

エンタースイッチ３７は、プッシュ操作機構３０側に取り付けられたエンタースイッチ板３７Ａと、制御基板７側に取り付けられたフォトインタラプタ３７Ｂから構成されている。エンタースイッチ板３７Ａは、支持軸３１に取り付けられているので、ベース２１に固定されている操作部としてのタッチパネル２４のエンター動作を検出することができる。エンタースイッチ３７の検出信号は、図４に示すように、制御部１１０へ入力される。

【0032】

このプッシュ操作機構３０は更に、図１に示すように、プッシュ操作時におけるタッチパネル２４の傾き動作を抑制するスタビライザ３５を備える。このスタビライザ３５の両端は、支持軸３１とは交差して、タッチパネル装置２０の一対の案内片２１ｂのそれぞれに取り付けられることで、支持軸３１の軸回りの傾き動作を抑制するようになっている。

【0033】

このリンク部材３２には、図１に示すように、トーションバネ３６が取り付けられる。このトーションバネ３６は、リンク部材３２を一方向に向けて常に付勢するように構成される。支持軸３１及びトーションバネ３６は、金属材料からなり、リンク部材３２は、樹脂材料により形成されている。

【0034】

このリンク部材３２は、図２（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、支持軸挿入用孔３２ｂを有するドーナツ状の基部３２ａと、基部３２ａの外周面両側に突出して形成された一対のアーム部３２ｃ，３２ｃとを有する。この基部３２ａの偏心位置には、連結ピン３２ｄが突出している。

【0035】

このリンク部材３２の連結ピン３２ｄは、図２（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、タッチパネル装置２０のベース２１の連結片２１ｃに形成されたピン係止孔２１ｄ内を往復動（往復微動）可能に連結される。この連結ピン３２ｄと連結片２１ｃとの連結により、リンク部材３２は、タッチパネル装置２０のプッシュ操作に連動してプッシュ操作機構３０の支持軸３１を回転中心として正逆回転する。この連結片２１ｃのピン係止孔２１ｄとは反対側の部位は、触覚呈示装置４０とは干渉しないように切欠して形成されている。

【0036】

（触覚呈示装置４０の構成）
この実施の形態に係る操作装置１において主要な基本の構成は、駆動部としてのモータ４２により操作部としてのタッチパネル２４を上方へ押し上げてメイン振動させることで操作感覚を呈示する触覚呈示手段を備えた触覚呈示装置４０にある。従って、上記のように構成された操作装置１は、この実施の形態に係る一構成例を示しており、その構成部品の形状や構造などは、図示例に限定されるものではない。

【0037】

この触覚呈示装置４０は、プッシュ操作機構３０を介して操作者の手指に操作感覚を呈示する触覚呈示手段を備える。この触覚呈示手段は、図１に示すように、プッシュ操作機構３０をリンク部材３２を介して駆動する駆動伝達機構４１により主に構成される。この駆動伝達機構４１は、回転駆動手段とカム機構とを備える。

【0038】

この回転駆動手段である正逆回転可能なモータ４２は、図１に示すように、ハウジング４４に保持されており、このハウジング４４が図示しないビスを介してタッチパネル装置２０のボディ２に締付固定される。このモータ４２は、制御基板７に電気的に接続されるコードを有するターミナル４５と、モータ４２に帯電した静電気を制御基板７の接地回路に逃がすグランドクリップ４６とを介して電気的に接続される。

【0039】

一方のカム機構は、図１に示すように、モータ４２の出力軸に固定された回転カム部材であるカムプレート４３を備えている。

【0040】

プッシュ操作機構３０と触覚呈示装置４０とが常に連結したままの状態にあるときはプッシュ操作機構３０のリンク部材３２と触覚呈示装置４０のカムプレート４３とがプッシュ操作機構３０のプッシュ操作の抵抗力となり、操作感を損なうことになるので、好ましくない。

【0041】

図示例にあっては、リンク部材３２とカムプレート４３との連結を解除する構成が設けられている。このカムプレート４３は、図２（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、リンク部材３２に駆動を伝達する伝達位置とリンク部材３２に駆動を伝達しない非伝達位置のどちらかに位置変更が可能となるように回転可能に構成されている。触覚呈示のための振動発生を必要としないときは、触覚呈示装置４０をプッシュ操作機構３０から退避する位置に停止させている。

【0042】

このカムプレート４３は、図２（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、モータ４２の往復回転運動をタッチパネル装置２０の往復微動運動に変換する運動変換部材である。カムプレート４３の外面には、カム面４３ａがモータ４２の出力軸に形成されている。図示例では、カム面４３ａは、インボリュート曲線形状に形成されている。

【0043】

このカム面４３ａは、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、リンク部材３２のアーム部３２ｃからなるカムフォロア面３２ｅに当接しつつ所定の角度をもって回転するように構成されている。

【0044】

（駆動制御部１００の構成）
図４は、本発明の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部を中心とした電気系のブロック図である。駆動制御部１００は、制御部１１０、駆動回路１２０等から構成されている。モータ４２は、制御部１１０から出力される駆動制御信号Ｖｃに基づいて、駆動回路１２０からモータ駆動電流Ｉｄを供給されて回転駆動される。この駆動制御部１００は、起動パルス信号Ｐ_０１と起動パルス信号Ｐ_０１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_０２とに基づいて生成される駆動制御信号Ｖｃによりモータ４２を間欠駆動し、カム面４３ａがカムフォロア面３２ｅに当接するまで駆動する。すなわち、上記起動パルス信号Ｐ_０１と事前振動パルス信号Ｐ_０２とに基づいて生成される駆動制御信号Ｖｃによる駆動は、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に至る、タッチパネル２４を上方向へ押し上げてメイン振動させるまでのカム面４３ａとカムフォロア面３２ｅとの間隙（ガタ）を詰めるガタ詰め動作である。

【0045】

図４に示すように、制御部１１０は、タッチパネル２４、プッシュスイッチ５ｂ、６ｂ、エンコーダ３３、エンタースイッチ３７からそれぞれ座標情報、プッシュ情報、角度情報を入力され、これらの情報と予め記憶された情報に基づいて駆動回路１２０からモータ４２を通電制御し、駆動制御信号Ｖｃ（Ｐ_０１、Ｐ_０２）によりガタ詰め動作を行なう。このガタ詰め動作後に、図３（ｃ）に示すようにカム面４３ａがカムフォロア面３２ｅに当接した状態でタッチパネル２４を上方向へ押し上げるメイン振動制御を行なう。また、タッチパネル２４、プッシュスイッチ５ｂ、６ｂから操作情報を電子機器へ出力して当該電子機器を遠隔操作する。

【0046】

制御部１１０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えると共に、電圧及びパルス幅を設定に基づいて変化させて生成した駆動制御信号Ｖｃを出力するアナログ信号出力部を備える。

【0047】

図５は、第１の実施の形態における駆動制御信号Ｖｃを示す図である。図５で示す駆動制御信号Ｖｃは、起動パルス信号Ｐ_０１と起動パルス信号Ｐ_０１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_０２からパルス列として生成されている。また、駆動制御信号Ｖｃは、起動パルス信号Ｐ_０１と事前振動パルス信号Ｐ_０２とによるガタ詰め動作後にメイン振動パルスＰ_０３を出力し、タッチパネル２４を上方向へ押し上げるメイン振動制御により操作感覚の呈示が行われる。

【0048】

起動パルス信号Ｐ_０１は、モータ４２を起動させるためのパルス信号である。静止摩擦力から動摩擦力が支配する状態に移行するために、比較的大きな電圧値設定がされている。

【0049】

事前振動パルス信号Ｐ_０２は、起動パルス信号Ｐ_０１の電圧値Ｖ_０１よりも小さい電圧値Ｖ_０２に設定された所定パルス数のパルス列である。ここで、所定パルス数は、所定時間ｔ_０１経過時までにガタ詰め動作が終了するように、動作温度範囲等を考慮して十分なパルス数が設定されている。

【0050】

また、図５に示すように、事前振動パルス信号Ｐ_０２は、電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定することができる。このように設定することにより、ガタ詰め動作を確実にすることができる。

【0051】

（駆動制御信号Ｖｃによる触覚呈示の動作例）
図６は、第１の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。

【0052】

操作感覚の呈示動作がスタートすると、制御部１１０は、起動パルス信号Ｐ_０１と起動パルス信号Ｐ_０１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_０２からパルス列として生成した駆動制御信号Ｖｃを駆動回路１２０へ出力する（Ｓｔｅｐ０１）。

【0053】

制御部１１０は、所定時間ｔ_０１経過後、タッチパネル２４の動きを検出する。この検出はエンコーダ３３の検出信号により行なうことができ、操作部であるタッチパネル２４が動いたかどうかを判断する。タッチパネル２４が動いたと判断された場合は、Ｓｔｅｐ０３へ進み、タッチパネル２４が動いたと判断されない場合は判断を繰り返し実行する（Ｓｔｅｐ０２）。

【0054】

制御部１１０は、事前振動パルス信号Ｐ_０２の出力を停止し、ガタ詰め動作を終了する（Ｓｔｅｐ０３）。

【0055】

制御部１１０は、駆動制御信号Ｖｃとしてメイン振動パルスＰ_０３を出力し、タッチパネル２４を上方向へ押し上げるメイン振動制御により操作感覚の呈示を行なう（Ｓｔｅｐ０４）。

【0056】

上記フローにより、一連のモータ駆動による操作感覚の呈示を終了する。

【0057】

（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と操作装置１の全体構成は同じであり、制御部１１０から出力される駆動制御信号Ｖｃが異なると共に、制御部１１０による判断フローが異なる。以下において、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。

【0058】

図７は、第２の実施の形態における駆動制御信号Ｖｃを示す図である。図７で示す駆動制御信号Ｖｃは、起動パルス信号Ｐ_１１と起動パルス信号Ｐ_１１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_１２からパルス列として生成されている。また、所定時間ｔ_１１経過時に、エンコーダ３３の検出信号によりタッチパネル２４が動いたと判断されない場合は、事前振動パルス信号Ｐ_１２より大きな電圧として設定された追加パルス信号Ｐ_１３が出力される。また、駆動制御信号Ｖｃは、起動パルス信号Ｐ_１１、事前振動パルス信号Ｐ_１２、必要に応じて追加パルス信号Ｐ_１３とによるガタ詰め動作後にメイン振動パルスＰ_１４を出力し、タッチパネル２４を上方向へ押し上げるメイン振動制御により操作感覚の呈示が行われる。

【0059】

起動パルス信号Ｐ_１１は、モータ４２を起動させるためのパルス信号である。静止摩擦力から動摩擦力が支配する状態に移行するために、比較的大きな電圧値設定がされている。この起動パルス信号Ｐ_１１において、モータ４２を起動させるためのパルス信号として、図７に示すように、モータ４２を駆動する方向の正パルス（電圧値Ｖ_１ｐ）に続いて逆極性の負パルス電圧値Ｖ_１ｍを出力することができる。これにより、正パルス（電圧値Ｖ_１ｐ）による過剰な駆動を補正することができる。

【0060】

事前振動パルス信号Ｐ_１２は、起動パルス信号Ｐ_１１の電圧値Ｖ_１ｐよりも小さい電圧値Ｖ_１２に設定された所定パルス数のパルス列である。ここで、所定パルス数は、所定時間ｔ_１１経過時にガタ詰め動作が終了するように、等価な電流量から換算されて決定される。

【0061】

ここで、上記の等価な電流量は、慣性モーメントやモータ４２の発生トルク等からカムの動きをシミュレーションし、カムの衝突速度を評価関数、電流値や通電時間等を設計パラメータとして、衝突速度が最も小さくなるように電流パターンを最適値検索して決定される。この等価な電流量から、所定パルス数を設定するので、所定時間ｔ_１１経過時にほぼガタ詰め動作が終了するが、ガタ詰め動作が終了していない場合は、追加パルス信号Ｐ_１３によりガタ詰め動作が完了する。

【0062】

図７に示すように、追加パルス信号Ｐ_１３の電圧値Ｖ_１３は、前振動パルス信号Ｐ_１２の電圧値Ｖ_１２よりも大きく設定され、１又は２以上のパルスで構成されている。これにより、所定時間ｔ_１１経過時にガタ詰め動作が終了していない場合でも確実にガタ詰め動作を行なうことができる。

【0063】

（駆動制御信号Ｖｃによる触覚呈示の動作例）
図８は、第２の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部のフローチャートである。

【0064】

操作感覚の呈示動作がスタートすると、制御部１１０は、起動パルス信号Ｐ_１１と起動パルス信号Ｐ_１１よりも小さい所定パルス数の事前振動パルス信号Ｐ_１２からパルス列として生成した駆動制御信号Ｖｃを駆動回路１２０へ出力する（Ｓｔｅｐ１１）。

【0065】

制御部１１０は、所定時間ｔ_１１経過後、タッチパネル２４の動きを検出する。この検出はエンコーダ３３の検出信号により行なうことができ、操作部であるタッチパネル２４が動いたかどうかを判断する。タッチパネル２４が動いたと判断された場合は、Ｓｔｅｐ１３へ進み、タッチパネル２４が動いたと判断されない場合はＳｔｅｐ１５へ進む（Ｓｔｅｐ１２）。

【0066】

制御部１１０は、事前振動パルス信号Ｐ_１２の出力を停止し、ガタ詰め動作を終了する（Ｓｔｅｐ１３）。

【0067】

制御部１１０は、駆動制御信号Ｖｃとしてメイン振動パルスＰ_１４を出力し、タッチパネル２４を上方向へ押し上げるメイン振動制御により操作感覚の呈示を行なう（Ｓｔｅｐ１４）。

【0068】

制御部１１０は、タッチパネル２４が動いたと判断されない場合、所定時間ｔ_１１からｔ_１２まで追加パルス信号Ｐ_１３を出力する。これにより、ガタ詰め動作を行なう。追加パルス信号Ｐ_１３を出力した後、Ｓｔｅｐ１４へ進む（Ｓｔｅｐ１５）。

【0069】

上記フローにより、一連のモータ駆動による操作感覚の呈示を終了する。

【0070】

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る操作装置１は、次のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態では、起動パルス信号（Ｐ_０１又はＰ_１１）と事前振動パルス信号（Ｐ_０２又はＰ_１２）とに基づいて生成される駆動制御信号Ｖｃにより、カム面４３ａとカムフォロア面３２ｅとの間隙のガタを詰めるガタ詰め動作を行なう。このガタ詰め動作時に、所定の時間経過後に、操作部であるタッチパネル２４が動いたかどうかを判断して制御方法を切り替える。この制御方法により、ガタ詰め動作による衝突音や不要な振動等を抑制でき、振動呈示動作時又はその前に衝突音や不要な振動等が発生することが低減可能な操作装置を提供することができる。
（２）事前振動パルス信号Ｐ_０２は、電圧値又はパルス幅が漸次増加するパルス列として設定することができる。このように設定することにより、ガタ詰め動作を確実にすることができる。なお、このような設定は、第２の実施の形態にも適用可能である。
（３）起動パルス信号Ｐ_１１において、モータ４２を起動させるためのパルス信号として、図７に示すように、モータ４２を駆動する方向の正パルス（電圧値Ｖ_１ｐ）に続いて逆極性の負パルス電圧値Ｖ_１ｍを出力することにより過剰な駆動を補正することができる。なお、このような設定は、第１の実施の形態にも適用可能である。
（４）事前振動パルス信号Ｐ_１２は、起動パルス信号Ｐ_１１の電圧値Ｖ_１ｐよりも小さい電圧値Ｖ_１２に設定された所定パルス数のパルス列である。ここで、所定パルス数は、所定時間ｔ_１１経過時にガタ詰め動作が終了するように、等価な電流量から換算されて決定される。この等価な電流量は、慣性モーメントやモータ４２の発生トルク等からカムの動きをシミュレーションし、カムの衝突速度を評価関数、電流値や通電時間等を設計パラメータとして、衝突速度が最も小さくなるように電流パターンを最適値検索して決定される。この等価な電流量から、所定パルス数を設定するので、所定時間ｔ_１１経過時にほぼガタ詰め動作が終了することが可能となる。また、ガタ詰め動作が終了していない場合は、追加パルス信号Ｐ_１３により補正することが可能である。なお、このような設定は、第１の実施の形態にも適用可能である。
（５）追加パルス信号Ｐ_１３の電圧値Ｖ_１３は、前振動パルス信号Ｐ_１２の電圧値Ｖ_１２よりも大きく設定され、１又は２以上のパルスで構成されている。これにより、所定時間ｔ_１１経過時にガタ詰め動作が終了していない場合でも確実にガタ詰め動作を行なうことができる。

【0071】

［変形例］
本発明における操作装置１においては、次に示すような他の変形例も可能である。

【0072】

（１）上記触覚呈示手段は、車載機器に限らず、例えばゲーム機、パーソナルコンピュータや携帯電話機などの各種の端末装置に適用することができることは勿論である。
（２）タッチパネルを備えていない各種のスイッチ装置であっても、操作者の手指に触覚刺激操作感触を呈示することは可能であり、上記触覚呈示手段は、例えばマウス装置、キーボードや操作ノブなどにも適用することができる。
（３）上記触覚呈示手段は、例えば使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。

【0073】

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0074】

１…操作装置、２…ボディ、３…カバー体、４…セパレータ、５，６…操作ノブ、５ａ，６ａ…プッシャ、５ｂ，６ｂ…プッシュスイッチ、７…制御基板、８…ストッパ、２０…タッチパネル装置、２１…ベース、２１ａ…弾性係合片、２１ｂ…案内片、２１ｃ…連結片、２１ｄ…ピン係止孔、２２…フレーム、２２ａ…枠部、２３…タッチセンサ基板、２４…タッチパネル、２５…シールド部材、２６…クリック部材、２７…導電性テープ、２８…フレキシブルフラットケーブル、２９…両面テープ、３０…プッシュ操作機構、３１…支持軸、３２…リンク部材、３２ａ…基部、３２ｂ…支持軸挿入用孔、３２ｃ…アーム部、３２ｄ…連結ピン、３２ｅ…カムフォロア面、３３…エンコーダ、３５…スタビライザ、３６…トーションバネ、３７…エンタースイッチ、４０…触覚呈示装置、４１…駆動伝達機構、４２…モータ、４３…カムプレート、４３ａ…カム面、４４…ハウジング、４５…ターミナル、４６…グランドクリップ、１００…駆動制御部、１１０…制御部、１２０…駆動回路、Ｖｃ…駆動制御信号、Ｐ_０１…起動パルス信号、Ｐ_０２…事前振動パルス信号、Ｐ_０３…メイン振動パルス、Ｐ_１１…起動パルス信号、Ｐ_１２…事前振動パルス信号、Ｐ_１３…追加パルス信号、Ｐ_１４…メイン振動パルス、ｔ_１１、ｔ_１２…所定時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】