(57)【要約】【課題】可動部の可動内容に即した適切な制動力が付与されるよう粘性流体デバイスの駆動を制御する。【解決手段】粘性流体デバイスの駆動制御方法は、磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動制御方法であって、センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付ステップと、前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御ステップと、所定のトリガ条件が成立すると、前記制動力を時間に応じて制御する第２制御ステップと、を備える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動制御方法であって、
センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付ステップと、
前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御ステップと、
所定のトリガ条件が成立すると、前記制動力を時間に応じて制御する第２制御ステップと、
を備える粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項２】
前記第２制御ステップは、前記トリガ条件が成立してからの経過時間に基づいて、前記制動力を制御する、
請求項１に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項３】
前記トリガ条件は、前記位置及び前記変位の少なくとも１つに関して予め定められた条件である、
請求項１又は２に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項４】
前記トリガ条件は、前記時間に関して予め定められた条件である、
請求項１〜３の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項５】
前記トリガ条件は、前記可動部が所定の位置まで動いたこと、又は、前記可動部が所定の変位だけ動いたことであり、
前記第１制御ステップは、前記受付ステップにより受け付けられた前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて、第１制動力を前記可動部へ付与し、
前記第２制御ステップは、前記第１制動力とは異なる第２制動力を前記可動部へ付与した後に、付与された前記第２制動力を解除する、
請求項１〜３の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項６】
前記トリガ条件は、前記可動部の動く方向が前記トリガ条件の成立より前とは異なる方向に遷移したことであり、
前記第１制御ステップは、前記受付ステップにより受け付けられた前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて、第１制動力を前記可動部へ付与し、
前記第２制御ステップは、付与された前記第１制動力を速やかに解除する、
請求項１〜３の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項７】
前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、
前記磁界又は前記電界の発生手段へ供給される電力を制御するパルス信号のパルス幅が変化するよう前記パルス信号のデューティ比を設定することによって、前記粘性流体デバイスの駆動波形を変化させ、
前記駆動波形に応じて前記粘性流体デバイスを駆動することによって、前記制動力を制御する、
請求項１〜６の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項８】
前記デューティ比は、所定の時間間隔ごとに予め定められて記憶されており、
前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記デューティ比の読み込み方を変更することによって、前記駆動波形の周期を変更して前記制動力を制御する、
請求項７に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項９】
前記可動部は、ユーザが接触して操作する操作部であり、
前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記制動力を制御することによって、前記操作部の触感を変化させる、
請求項１〜８の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項１０】
前記粘性流体は、前記磁界の強度に基づいて前記粘度が変化する磁気粘性流体であり、
前記磁界の発生手段は、電磁コイルを含んで構成される、
請求項１〜９の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項１１】
前記粘性流体は、前記電界の強度に基づいて前記粘度が変化する電気粘性流体であり、
前記電界の発生手段は、互いに異なる電位が印加される一対の電極を含んで構成される、
請求項１〜９の何れか１項に記載された粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項１２】
磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動を、コンピュータで制御するための駆動制御プログラムであって、
センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付ステップと、
前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御ステップと、
所定のトリガ条件が成立すると、前記制動力を時間に応じて制御する第２制御ステップと、
を備える粘性流体デバイスの駆動制御プログラム。
【請求項１３】
磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動を制御する駆動制御装置であって、
センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付部と、
前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御方式と、所定のトリガ条件が成立すると前記制動力を時間に応じて制御する第２制御方式とを用いて、前記制動力を制御する制御部と、
を備える粘性流体デバイスの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性流体デバイスの駆動制御方法、駆動制御プログラム及び駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって、可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスが知られている。
【０００３】
特許文献１の入力装置は、磁気粘性流体を利用して回転体にブレーキ力を付与するブレーキ付与部と、磁界で回転トルクを発生するトルク付与部とを設けることで、操作部を操作する手に、適度な抵抗感や引き込み感を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０４５６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の入力装置は、回転体が所定の位置にある場合にブレーキ力を付与することが記載されているに過ぎず、ブレーキ力を制御する具体的な構成が不明であるため、操作部の操作内容に即した適切なブレーキ力が付与されない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題点を解決することを課題の一例とする。すなわち、本発明の課題の一例は、可動部の可動内容に即した適切な制動力が付与されるよう粘性流体デバイスの駆動を制御することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る粘性流体デバイスの駆動制御方法は、磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動制御方法であって、センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付ステップと、前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御ステップと、所定のトリガ条件が成立すると、前記制動力を時間に応じて制御する第２制御ステップと、を備える。
【０００８】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記第２制御ステップは、前記トリガ条件が成立してからの経過時間に基づいて、前記制動力を制御する。
【０００９】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記トリガ条件は、前記位置及び前記変位の少なくとも１つに関して予め定められた条件である。
【００１０】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記トリガ条件は、前記時間に関して予め定められた条件である。
【００１１】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記トリガ条件は、前記可動部が所定の位置まで動いたこと、又は、前記可動部が所定の変位だけ動いたことであり、前記第１制御ステップは、前記受付ステップにより受け付けられた前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて、第１制動力を前記可動部へ付与し、前記第２制御ステップは、前記第１制動力とは異なる第２制動力を前記可動部へ付与した後に、付与された前記第２制動力を解除する。
【００１２】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記トリガ条件は、前記可動部の動く方向が前記トリガ条件の成立より前とは異なる方向に遷移したことであり、前記第１制御ステップは、前記受付ステップにより受け付けられた前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて、第１制動力を前記可動部へ付与し、前記第２制御ステップは、付与された前記第１制動力を速やかに解除する。
【００１３】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記磁界又は前記電界の発生手段へ供給される電力を制御するパルス信号のパルス幅が変化するよう前記パルス信号のデューティ比を設定することによって、前記粘性流体デバイスの駆動波形を変化させ、前記駆動波形に応じて前記粘性流体デバイスを駆動することによって、前記制動力を制御する。
【００１４】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記デューティ比は、所定の時間間隔ごとに予め定められて記憶されており、前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記デューティ比の読み込み方を変更することによって、前記駆動波形の周期を変更して前記制動力を制御する。
【００１５】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記可動部は、ユーザが接触して操作する操作部であり、前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記制動力を制御することによって、前記操作部の触感を変化させる。
【００１６】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記粘性流体は、前記磁界の強度に基づいて前記粘度が変化する磁気粘性流体であり、前記磁界の発生手段は、電磁コイルを含んで構成される。
【００１７】
好適には、前記粘性流体デバイスの駆動制御方法において、前記粘性流体は、前記電界の強度に基づいて前記粘度が変化する電気粘性流体であり、前記電界の発生手段は、互いに異なる電位が印加される一対の電極を含んで構成される。
【００１８】
本発明に係る粘性流体デバイスの駆動制御プログラムは、磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動を、コンピュータで制御するための駆動制御プログラムであって、センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付ステップと、前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御ステップと、所定のトリガ条件が成立すると、前記制動力を時間に応じて制御する第２制御ステップと、を備える。
【００１９】
本発明に係る粘性流体デバイスの駆動制御装置は、磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスの駆動を制御する駆動制御装置であって、センサにより検知された前記可動部の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける受付部と、前記制動力を前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御方式と、所定のトリガ条件が成立すると前記制動力を時間に応じて制御する第２制御方式とを用いて、前記制動力を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、可動部の可動内容に即した適切な制動力が付与されるよう粘性流体デバイスの駆動を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１に係る触感提供システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示された触感提供システムの機能的構成を示すブロック図である。
【図３】トリガ条件、イベント情報及び波形情報を互いに対応付けて記憶されたテーブルの図である。
【図４】印加電圧の波形とＰＷＭ波形との関係を説明するための図である。
【図５】所定の時間間隔ごとに定められたデューティ比を示すテーブルの図である。
【図６】印加電圧の波形とデューティ比の読み込み方との関係を説明するための図である。
【図７】図１に示された触感提供システムにおいて、操作部の操作内容に応じてユーザへ提供される触感の変化を説明するための図である。
【図８】図７に示された触感を提供するための粘性流体デバイスの駆動波形の具体例として、電磁界発生手段へ供給される印加電圧の波形を説明するための図である。
【図９】図７に示された触感を提供するために行われる粘性流体デバイスの駆動制御処理の流れを示す図である。
【図１０】実施形態２に係る触感提供システムにおいて、操作部の操作内容に応じてユーザへ提供される触感の変化を説明するための図である。
【図１１】図１０に示された触感を提供するための粘性流体デバイスの駆動波形の具体例として、電磁界発生手段へ供給される印加電圧の波形を説明するための図である。
【図１２】図１０に示された触感を提供するために行われる粘性流体デバイスの駆動制御処理の流れを示す図である。
【図１３】実施形態３に係る触感提供システムの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
本発明は、磁界又は電界の強度に基づいて粘性流体の粘度を変化させることによって、可動部へ任意の制動力を付与する粘性流体デバイスに広く適用可能である。本実施形態では、ユーザが接触して操作する操作部を可動部とし、この可動部に設けられた粘性流体デバイスに本発明を適用することによって、操作部を操作するユーザへ触感を提供する例について説明する。
【００２４】
［実施形態１：触感提供システムの構成］
図１は、実施形態１に係る触感提供システム１の構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示された触感提供システム１の機能的構成を示すブロック図である。図３は、トリガ条件、イベント情報及び波形情報を互いに対応付けて記憶されたテーブルの図である。図４は、印加電圧の波形とＰＷＭ波形との関係を説明するための図である。図５は、所定の時間間隔ごとに定められたデューティ比を示すテーブルの図である。図６は、印加電圧の波形とデューティ比の読み込み方との関係を説明するための図である。
【００２５】
触感提供システム１は、皮膚への刺激に起因した感覚である触覚、及び、筋力の反力に起因した感覚である力覚の少なくとも１つを通じて、操作部１０を操作するユーザへ触感を提供するシステムである。触感提供システム１は、粘性流体デバイス３０に種々のイベントを発生させることによって、操作部１０を操作するユーザへ種々の触感を提供することができる。粘性流体デバイス３０にイベントを発生させるとは、操作部１０を操作するユーザへ触感を提供することができるよう、操作部１０の操作内容に対応して粘性流体デバイス３０を種々の態様で駆動し、操作部１０の操作内容に対応した制動力を操作部１０へ付与することである。制動力は、操作部１０の運動を妨げようとする力であり、例えば、操作部１０を操作するユーザへクリック感を提供する元となる力である。
【００２６】
触感提供システム１は、所定の操作内容に対応したイベントを粘性流体デバイス３０に発生させる際、イベントに対応した粘性流体デバイス３０の駆動波形を生成する。そして、触感提供システム１は、生成された駆動波形に応じて粘性流体デバイス３０を駆動することによって、イベントに対応した制動力を操作部１０へ付与することができる。
【００２７】
触感提供システム１は、図１又は図２に示されるように、操作部１０と、センサ２０と、粘性流体デバイス３０と、駆動回路４０と、制御装置５０とを備える。実施形態１では、駆動回路４０と制御装置５０とを総称して、粘性流体デバイス３０の「駆動制御装置」とも称する。
【００２８】
操作部１０は、ユーザが接触して操作する装置である。操作部１０は、例えば、ジョグダイヤルにより構成される。操作部１０は、図１に示されるように、ユーザによって把持され回転操作が行われる把持部１１と、把持部１１に固定された軸部１２とを含む。軸部１２は、軸部１２の回転運動を電気信号に変換する入力変換装置に接続され、この入力変換装置に、把持部１１の回転操作に応じた電気信号を生成させる。
【００２９】
センサ２０は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを検知するセンサである。センサ２０は、例えば、ロータリエンコーダにより構成される。センサ２０は、図１に示されるように、内縁部が軸部１２に固定され、外縁部に複数のスリットが設けられた略円板形状の回転板２１と、回転板２１のスリットを通過又は遮断される光に応じたパルス信号を生成するフォトセンサ２２とを含む。フォトセンサ２２は、互いに異なる少なくとも２つの位相を有するパルス信号を生成する。センサ２０は、生成されたパルス信号をそのまま制御装置５０へ出力してもよいし、生成されたパルス信号から、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを算出し、制御装置５０へ出力してもよい。なお、センサ２０は、フォトセンサ２２を用いたロータリエンコーダだけでなく、渦電流式の変位センサなど、他のセンサにより構成されてよい。
【００３０】
粘性流体デバイス３０は、磁界又は電界の強度に基づいて粘度が変化する粘性流体３１の粘度を変化させることによって操作部１０へ任意の制動力を付与するデバイスである。粘性流体デバイス３０は、図１及び図２に示されるように、操作部１０の軸部１２の周囲に取り付けられ軸部１２へ制動力を付与する粘性流体３１と、粘性流体３１の粘度が変化するよう粘性流体３１に作用する磁界又は電界を発生させる電磁界発生手段３２とを含む。
【００３１】
実施形態１に係る粘性流体３１は、磁界の強度に基づいて粘度が変化する磁気粘性流体であり、粘性流体デバイス３０は、磁気粘性流体デバイスであってよい。この場合、粘性流体３１は、分散媒に強磁性体粒子を分散させたコロイド分散体であり、磁界の強度によって可逆的に固液相変化が可能な磁気粘性流体であってよい。また、この場合、電磁界発生手段３２は、例えば、電磁コイルを含んで構成される。電磁界発生手段３２は、粘性流体３１に作用する磁界を発生させ、磁気粘性流体である粘性流体３１の粘度を変化させる。粘性流体３１は、その粘度変化により軸部１２の回転運動に伴って発生する摩擦力を変化させることによって、操作部１０へ制動力を付与する。
【００３２】
駆動回路４０は、粘性流体デバイス３０を駆動する回路である。駆動回路４０は、粘性流体デバイス３０の電磁界発生手段３２へ電力を供給し、電磁界発生手段３２で磁界を発生させることによって、粘性流体３１の粘度を変化させる。電磁界発生手段３２へ供給される電力は、電磁界発生手段３２の電磁コイルへ印加される印加電圧に基づいて制御可能であってよい。
【００３３】
駆動回路４０は、正極又は負極の直流電源の出力電圧を用いて、電磁界発生手段３２へ印加電圧を供給する。駆動回路４０は、電磁界発生手段３２を負荷とし、複数のスイッチング素子を含むフルブリッジ回路により構成される。駆動回路４０は、この複数のスイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源と電磁界発生手段３２とを導通状態とするか非導通状態とするかを切り替えることによって、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧を制御する。
【００３４】
制御装置５０は、粘性流体デバイス３０が操作部１０へ付与する制動力を制御するための装置である。制御装置５０は、プロセッサ及び記憶装置を含むと共に、操作部１０へ付与される制動力を制御するための各種機能が実装された駆動回路４０の制御プログラムを含むマイクロコンピュータにより構成される。
【００３５】
制御装置５０は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて、操作部１０へ付与される制動力を制御する第１制御方式と、時間に応じて、操作部１０へ付与される制動力を制御する第２制御方式とを用いて、操作部１０へ付与される制動力を制御することができる。実施形態１では、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて、操作部１０へ付与される制動力を制御する工程を、「第１制御ステップ」とも称し、時間に応じて、操作部１０へ付与される制動力を制御する工程を、「第２制御ステップ」とも称する。また、実施形態１では、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じた制動力を、「第１制動力」とも称し、時間に応じた制動力を、「第２制動力」とも称する。
【００３６】
具体的には、第１制御方式では、制御装置５０は、センサ２０の検知結果に基づいて、操作部１０へ制動力を付与する粘性流体デバイス３０を駆動する駆動回路４０を制御する。第２制御方式では、制御装置５０は、後述するタイマ５１の計測結果に基づいて、操作部１０へ制動力を付与する粘性流体デバイス３０を駆動する駆動回路４０を制御する。
【００３７】
制御装置５０は、粘性流体デバイス３０の駆動波形を生成し、生成された駆動波形に応じて駆動回路４０の動作を制御する。粘性流体デバイス３０の駆動波形は、駆動回路４０から電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形として具体的に表現されてよい。具体的には、制御装置５０は、生成された駆動波形に応じて、駆動回路４０に含まれる複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。それにより、生成された駆動波形に応じて、直流電源と電磁界発生手段３２とが導通状態となるか非導導通状態となるかが切り替わり、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧が変化する。その結果、生成された駆動波形に応じて、電磁界発生手段３２で発生する磁界の強度が変化して、粘性流体３１の粘度が変化する。よって、制御装置５０は、生成された駆動波形に応じて、操作部１０へ付与する制動力を制御することができる。
【００３８】
制御装置５０は、図２に示されるように、タイマ５１と、受付部５２と、トリガ条件記憶部５３と、判断部５４と、イベント情報記憶部５５と、波形情報記憶部５６と、電圧波形生成部５７と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波形生成部５８と、デューティ比記憶部５９とを含む。
【００３９】
タイマ５１は、制御装置５０に含まれるプロセッサの動作に用いられるクロックに基づいて時間を計測する。タイマ５１は、後述するトリガ条件が成立してからの経過時間を計測することができる。タイマ５１は、計測された時間を判断部５４へ出力する。
【００４０】
受付部５２は、センサ２０により検知された操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける。センサ２０により検知された操作部１０の位置及び変位には、操作部１０の動く方向に関する情報が含まれる。操作部１０の位置及び変位は、それぞれ、軸部１２の回転方向の位置及び回転変位であってよい。受付部５２は、センサ２０により検知された操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを受け付けると、受け付けられた位置及び変位の少なくとも１つを判断部５４へ出力する。
【００４１】
トリガ条件記憶部５３は、粘性流体デバイス３０に発生させる複数のイベントのそれぞれに対するトリガ条件を記憶する。トリガ条件は、粘性流体デバイス３０にイベントを発生させる契機を定める条件である。トリガ条件は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに関して予め定められた第１トリガ条件と、時間に関して予め定められた第２トリガ条件とに分類される。第１トリガ条件は、例えば、操作部１０が所定の位置まで動いたこと、操作部１０が所定の変位量だけ動いたこと、又は、操作部１０の動く方向が異なる方向へ遷移したこと等である。第２トリガ条件は、例えば、所定の条件が成立した時点から所定の時間が経過したこと等である。
【００４２】
判断部５４は、粘性流体デバイス３０に発生させる複数のイベントのそれぞれに対するトリガ条件が成立したか否かを判断する。判断部５４は、受付部５２により受け付けられた操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに基づいて、第１トリガ条件が成立したか否かを判断する。判断部５４は、タイマ５１により計測された時間に基づいて、第２トリガ条件が成立したか否かを判断する。判断部５４は、トリガ条件が成立すると、成立したと判断されたトリガ条件を、電圧波形生成部５７へ出力する。
【００４３】
イベント情報記憶部５５は、粘性流体デバイス３０に発生させる複数のイベントのそれぞれを定めるイベント情報を記憶する。イベント情報は、１つのイベントを発生させる際の粘性流体デバイス３０の駆動波形を示す。具体的には、イベント情報は、１つのイベントを発生させる際に粘性流体デバイス３０の電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を示す。
【００４４】
波形情報記憶部５６は、粘性流体デバイス３０の駆動波形を生成する際に用いられる波形情報を記憶する。具体的には、波形情報記憶部５６は、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を生成するための波形情報を記憶する。１つのイベントを発生させる際に供給される印加電圧の波形は、複数の電圧波形を組み合わせることによって生成される。波形情報は、１つのイベントを発生させる際に供給される印加電圧の波形を構成する複数の電圧波形と、複数の電圧波形の組み合わせ方を示す情報である。波形情報は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化する電圧波形の情報である第１波形情報と、時間に応じて変化する電圧波形の情報である第２波形情報とに分類される。すなわち、第１波形情報は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて、操作部１０へ付与される制動力を変化させるための波形情報である。第２波形情報は、時間に応じて操作部１０へ付与される制動力を変化させるための波形情報である。
【００４５】
電圧波形生成部５７は、判断部５４により成立したと判断されたトリガ条件に対するイベントを発生させる粘性流体デバイス３０の駆動波形を生成する。具体的には、電圧波形生成部５７は、判断部５４から出力されたトリガ条件に対応するイベント情報を、イベント情報記憶部５５から読み込む。そして、電圧波形生成部５７は、読み込まれたイベント情報が定めるイベントを発生させる際に供給される印加電圧の波形を生成するための波形情報を、波形情報記憶部５６から読み込む。そして、電圧波形生成部５７は、読み込まれた波形情報に基づいて、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を生成する。電圧波形生成部５７は、生成された波形を、ＰＷＭ波形生成部５８へ出力する。
【００４６】
トリガ条件、イベント情報及び波形情報は、図３に示されるように、互いに対応付けられて記憶されている。図３の例では、トリガ条件Ａには、イベント情報Ａ及び波形情報Ａが対応付けられている。これは、トリガ条件Ａが成立すると、トリガ条件Ａに対応するイベント情報Ａに定められたイベントを発生させることを意味する。そして、イベント情報Ａに定められたイベントを発生させるために、波形情報Ａに基づいて、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を生成することを意味する。トリガ条件Ｃ及びＥのように、波形情報が対応付けられていない場合、電磁界発生手段３２への印加電圧の供給を停止することを意味する。また、トリガ条件Ｆのように、イベント情報Ｆに定められたイベントを発生させるために、波形情報Ｆ１及びＦ２という複数の波形情報に基づいて、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を生成する場合もある。
【００４７】
ＰＷＭ波形生成部５８は、駆動回路４０の動作を制御するＰＷＭ波形を生成する。具体的には、ＰＷＭ波形生成部５８は、電圧波形生成部５７により生成された印加電圧の波形に応じて駆動回路４０を動作させるためのＰＷＭ波形を生成する。ＰＷＭ波形は、駆動回路４０に含まれる複数のスイッチング素子のスイッチング動作をＰＷＭ方式で制御するためのパルス信号により構成される。
【００４８】
ＰＷＭ波形生成部５８は、電圧波形生成部５７により生成された波形を有する印加電圧が電磁界発生手段３２へ供給されるよう、電圧波形生成部５７により生成された波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。この際、ＰＷＭ波形生成部５８は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅が、電圧波形生成部５７により生成された印加電圧の波形に応じた値となるよう、パルス信号のデューティ比を設定することによって、印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。すなわち、ＰＷＭ波形生成部５８は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅が変化するようパルス信号のデューティ比を設定することによって、駆動回路４０の動作を変化させ、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を変化させることができる。なお、デューティ比は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅が１周期に占める割合である。
【００４９】
例えば、電圧波形生成部５７により生成された印加電圧の波形が、図４に示されるような波形である場合、ＰＷＭ波形生成部５８は、印加電圧の波形を、時間軸において所定の時間間隔ごとに分割する。印加電圧の波形は、例えば、２５６個の時点で分割される。そして、ＰＷＭ波形生成部５８は、分割されたそれぞれの時点における電圧値と実効的に等しい電圧が得られるように、分割されたそれぞれの時点においてＰＷＭ波形を構成するパルス信号のデューティ比を設定する。設定されるデューティ比が大きいと、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅が大きくなり、得られる実効的な電圧値が大きくなる。ＰＷＭ波形生成部５８は、分割されたそれぞれの時点における実効的な電圧値が得られるようなパルス幅とするためのデューティ比を、デューティ比記憶部５９から読み込むことによって、ＰＷＭ波形を生成する。
【００５０】
なお、電圧波形生成部５７により生成された印加電圧の波形の分割数が多い程、電磁界発生手段３２に供給される印加電圧の分解能が向上し、よりリニアに変化するものとなる。この分割数は、粘性流体デバイス３０の応答速度と制御装置５０に含まれるプロセッサのクロック周波数とを考慮して予め定められる。粘性流体デバイス３０の応答速度が１〜１０ｍｓである場合、分割数を２５６個とすれば、比較的安価に入手可能なプロセッサのクロック周波数であっても、制御装置５０を構成するプロセッサとして十分に機能する。
【００５１】
デューティ比記憶部５９は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のデューティ比を記憶する。デューティ比は、図５に示されるように、所定の時間間隔ごとに予め定められて記憶されている。図５の左側の「Ｎｏ．」の列は、電圧波形生成部５７により生成された印加電圧の波形が分割された際の、分割されたそれぞれの時点に付された通し番号である。図５の中間の「印加方向」の列は、電磁界発生手段３２に印加電圧が供給されることによって流れる電流の方向を示す。電磁界発生手段３２に含まれる電磁コイルの一端から他端へ電流が流れる場合、印加方向は「＋」と表され、電磁界発生手段３２に含まれる電磁コイルの他端から一端へ電流が流れる場合、印加方向は「−」と表される。図５の右側の「デューティ比（％）」の列は、分割されたそれぞれの時点におけるデューティ比の値を示す。なお、図５に示されるように、印加方向を適宜「＋」と「−」とで切り替えることで、粘性流体３１に磁気又は電気が残留することを防ぐことができる。
【００５２】
ＰＷＭ波形生成部５８は、ＰＷＭ波形を生成するためにデューティ比記憶部５９からデューティ比を読み込む際、通常は１つの通し番号が付されたデューティ比を１回ずつ順に読み込む。しかし、ＰＷＭ波形生成部５８は、この通常の読み込み方とは異なる読み込み方で、デューティ比を読み込むことができる。
【００５３】
例えば、ＰＷＭ波形生成部５８は、１つの通し番号が付されたデューティ比を複数回ずつ順に読み込むような読み込み方である重複読み込みを行ってよい。図５の例では、ＰＷＭ波形生成部５８は、各通し番号が付されたデューティ比を２回ずつ順に読み込んでよい。この場合、図６に示されるように、重複読み込みで生成されたＰＷＭ波形に対応して電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の周期は、通常の読み込み方で生成されたＰＷＭ波形に対応して電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の周期より２倍の長さとなる。
【００５４】
また、例えば、ＰＷＭ波形生成部５８は、デューティ比を通し番号の順に読み込むのではなく、１又は複数個ずつ飛ばして間欠的に読み込むような読み込み方である間欠読み込みを行ってよい。図５の例では、ＰＷＭ波形生成部５８は、デューティ比を１つ飛ばしで間欠的に読み込んでよい。この場合、図６に示されるように、間欠読み込みで生成されたＰＷＭ波形に対応して電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の周期は、通常の読み込み方で生成されたＰＷＭ波形に対応して電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の周期の半分の長さとなる。
【００５５】
このように、ＰＷＭ波形生成部５８は、デューティ比の読み込み方を変更することによって、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅を変更することができ、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形の周期を変更することができる。すなわち、制御装置５０は、デューティ比記憶部５９に多数のデューティ比を予め記憶していなくても、粘性流体デバイス３０の駆動波形を精緻に変化させ、操作部１０に付与される制動力を制御することができる。
【００５６】
［実施形態１：操作部の触感と粘性流体デバイスの駆動波形］
図７は、図１に示された触感提供システム１において、操作部１０の操作内容に応じてユーザへ提供される触感の変化を説明するための図である。図７（ａ）は、操作部１０が初期位置から位置θ１に到達する迄の間における粘性流体３１の様子を示す。図７（ｂ）は、操作部１０が位置θ１に到達してから位置θ２に到達する迄の間における粘性流体３１の様子を示す。図７（ｃ）は、操作部１０が位置θ２に到達した時点における粘性流体３１の様子を示す。図７（ｄ）は、操作部１０が位置θ２に到達した時点から所定の時間が経過した後における粘性流体３１の様子を示す。
【００５７】
触感提供システム１は、操作部１０が時計回りに回転される際に、操作部１０が回転方向における所定の位置に到達するごとにクリック感を提供する。図７（ａ）〜図７（ｄ）において、位置θ１は、第１制動力の付与が開始される位置であり、位置θ２は、第１制動力が解除されると共に第２制動力の付与が開始される位置である。図７（ａ）〜図７（ｄ）において、粘性流体３１の色が白色の場合は、粘性流体３１が、操作部１０へ制動力を付与しないような粘度を有する状態であることを示す。粘性流体３１の色が灰色の場合は、粘性流体３１が、操作部１０へ第１制動力を付与するような粘度を有する状態であることを示す。粘性流体３１の色が濃い灰色の場合は、粘性流体３１が、操作部１０へ第２制動力を付与するような粘度を有する状態であることを示す。
【００５８】
操作部１０が初期位置から位置θ１に到達する迄の間、粘性流体デバイス３０は、図７（ａ）に示されるように、操作部１０へ制動力を付与しない。この場合、ユーザには、操作部１０を抵抗感なくスムーズに回転するような触感が提供される。
【００５９】
操作部１０が位置θ１に到達してから位置θ２に到達する迄の間、粘性流体デバイス３０は、第１制動力を操作部１０へ付与するよう駆動される。例えば、粘性流体デバイス３０は、図７（ｂ）に示されるように、操作部１０の位置がθ１から回転方向に進むと、それに応じて制動力が大きくなるように制御される。この場合、ユーザには、操作部１０を回転するにつれて、操作部１０の動きが重たくなるような触感が提供される。
【００６０】
操作部１０が位置θ２に到達すると、粘性流体デバイス３０は、第２制動力を操作部１０へ付与するよう駆動される。例えば、粘性流体デバイス３０は、図７（ｃ）に示されるように、操作部１０の位置がθ２から回転方向に進むか否かに関わらず、所定の時間で所定の変化を伴う第２制動力を付与するよう駆動される。第２制動力は、操作部１０の位置がθ２に到達する直前の第１制動力よりも大きく、極短時間で解除される制動力であるとする。この場合、ユーザには、操作部１０の位置がθ２に到達すると、操作部１０が障害物を乗り越えて回転するようなクリック感のある触感が提供される。
【００６１】
操作部１０の位置がθ２に到達した時点から所定の時間が経過すると、粘性流体デバイス３０は、図７（ｄ）に示されるように、付与されていた第２制動力を解除するように駆動される。この場合、ユーザには、クリック感のある触感が提供された後に、操作部１０の動きが軽くなるような触感が提供される。なお、図７（ｄ）では、操作部１０の位置が図７（ｃ）に対して回転方向に進んだ様子が記載されているが、図７（ｃ）の時点から所定の時間が経過すると、操作部１０の位置が回転方向に進むか否かに関わらず、第２制動力は解除される。
【００６２】
図８は、図７に示された触感を提供するための粘性流体デバイス３０の駆動波形の具体例として、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を説明するための図である。図８（ａ）は、操作部１０へ第１制動力が付与される場合において、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を示す図である。図８（ｂ）は、操作部１０へ第２制動力が付与される場合において、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を示す図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）に示された波形と図８（ｂ）に示された波形とを組み合わせた波形を示す図である。
【００６３】
図８（ａ）〜図８（ｃ）において、図７と同様に、位置θ１は、第１制動力の付与が開始される位置であり、位置θ２は、第１制動力が解除されると共に第２制動力の付与が開始される位置である。
【００６４】
操作部１０が初期位置から位置θ１に到達する迄の間、制御装置５０は、図８（ａ）及び図８（ｃ）に示されるように、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧がゼロとなるよう、駆動回路４０を動作させる。この場合、粘性流体デバイス３０は、操作部１０へ制動力を付与しない。
【００６５】
操作部１０が位置θ１に到達してから位置θ２に到達する迄の間、制御装置５０は、図８（ａ）及び図８（ｃ）に示されるように、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧が、操作部１０の位置が回転方向に進むにつれて線形的に増加するような波形を有するよう、駆動回路４０を動作させる。この場合、粘性流体デバイス３０は、操作部１０の位置が回転方向に進むことに応じて、その力が大きくなるような第１制動力を操作部１０へ付与するよう駆動される。
【００６６】
操作部１０が位置θ２に到達すると、制御装置５０は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示されるように、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧が、所定の時間τで所定の変化を伴うような波形を有するよう、駆動回路４０を動作させる。この波形は、操作部１０の位置がθ２に到達する直前の線形的な波形よりも波高が高く、周期がτで極短時間の正弦波に類似した形状を有する波形であってよい。この場合、粘性流体デバイス３０は、操作部１０の位置がθ２に到達する直前の第１制動力よりも大きく極短時間で解除されるような第２制動力を操作部１０へ付与するよう駆動される。
【００６７】
操作部１０の位置がθ２に到達した時点から所定の時間τが経過すると、制御装置５０は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示されるように、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧がゼロとなるよう、駆動回路４０を動作させる。この場合、粘性流体デバイス３０は、付与されていた第２制動力を解除するよう駆動される。
【００６８】
このように、制御装置５０は、電磁界発生手段３２に供給される印加電圧の波形が、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化したり、時間に応じて変化したりするよう駆動回路４０を制御することによって、第１制動力を付与させたり、第２制動力を付与させたりすることができる。
【００６９】
［実施形態１：粘性流体デバイスの駆動制御方法］
実施形態１では、粘性流体３１の粘度を変化させることによって操作部１０へ制動力を付与するために粘性流体デバイス３０の駆動を制御する方法を、粘性流体デバイス３０の「駆動制御方法」とも称する。また、実施形態１では、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法を実施するために、制御装置５０によって行われる処理を、粘性流体デバイス３０の「駆動制御処理」とも称する。また、実施形態１では、粘性流体デバイス３０の駆動制御処理を行うためのプログラムを、粘性流体デバイス３０の「駆動制御プログラム」とも称する。
【００７０】
図９は、図７に示された触感を提供するために行われる粘性流体デバイス３０の駆動制御処理の流れを示す図である。
【００７１】
ステップ９０１において、制御装置５０は、トリガ条件Ａ〜Ｃを設定する。トリガ条件Ａ及びＢは、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに関して予め定められた第１トリガ条件に分類されてよい。トリガ条件Ａは、例えば、操作部１０が位置θ１に到達したことであってよい。トリガ条件Ｂは、例えば、操作部１０が位置θ２に到達したことであってよい。トリガ条件Ｃは、時間に関して予め定められた第２トリガ条件に分類されてよい。トリガ条件Ｃは、例えば、トリガ条件Ｂが成立してから所定の時間τが経過したことであってよい。
【００７２】
ステップ９０２において、制御装置５０は、センサ２０の検知結果を受け付ける。センサ２０の検知結果には、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが含まれる。
【００７３】
ステップ９０３において、制御装置５０は、センサ２０の検知結果に基づいて、トリガ条件Ａが成立したか否かを判断する。すなわち、制御装置５０は、操作部１０が位置θ１に到達したか否かを判断する。制御装置５０は、トリガ条件Ａが成立していない場合、ステップ９０２へ移行する。一方、制御装置５０は、トリガ条件Ａが成立した場合、ステップ９０４へ移行する。
【００７４】
ステップ９０４において、制御装置５０は、トリガ条件Ａに対応するイベント情報Ａを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、トリガ条件Ａに対応するイベント情報Ａを特定する。
【００７５】
ステップ９０５において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ａが示す印加電圧の波形を生成するための波形情報Ａを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、イベント情報Ａが示す印加電圧の波形を生成するための波形情報Ａを特定する。波形情報Ａは、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化する電圧波形の情報である第１波形情報に分類されてよい。制御装置５０は、特定された波形情報Ａに基づいて、例えば、図８（ａ）に示されるような印加電圧の波形を生成することができる。
【００７６】
ステップ９０６において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ａが示す印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成するためのパルス信号のデューティ比及びその読み込み方を特定する。制御装置５０は、例えば、図５に示されたテーブルを用いて、印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成するためのパルス信号のデューティ比及びその読み込み方を特定する。
【００７７】
ステップ９０７において、制御装置５０は、特定されたデューティ比及びその読み込み方に基づいて、イベント情報Ａが示す印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。
【００７８】
ステップ９０８において、制御装置５０は、生成されたＰＷＭ波形を駆動回路４０へ出力し、生成されたＰＷＭ波形に応じて駆動回路４０を動作させ、操作部１０へ第１制動力を付与する。生成されたＰＷＭ波形が駆動回路４０へ出力されると、駆動回路４０は、図８（ａ）に示されるような波形の印加電圧を電磁界発生手段３２へ供給することができる。それにより、粘性流体デバイス３０は、図８（ａ）に示されるような印加電圧の波形に応じた第１制動力を操作部１０へ付与することができる。
【００７９】
ステップ９０９において、制御装置５０は、センサ２０の検知結果を受け付ける。
【００８０】
ステップ９１０において、制御装置５０は、センサ２０の検知結果に基づいて、トリガ条件Ｂが成立したか否かを判断する。すなわち、制御装置５０は、操作部１０が位置θ２に到達したか否かを判断する。制御装置５０は、トリガ条件Ｂが成立していない場合、ステップ９０８へ移行する。一方、制御装置５０は、トリガ条件Ｂが成立した場合、ステップ９１１へ移行する。
【００８１】
ステップ９１１において、制御装置５０は、タイマ５１を用いて、トリガ条件Ｂが成立してからの経過時間を計測する。すなわち、制御装置５０は、操作部１０が位置θ２に到達した時点からの経過時間を計測する。
【００８２】
ステップ９１２において、制御装置５０は、トリガ条件Ｂに対応するイベント情報Ｂを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、トリガ条件Ｂに対応するイベント情報Ｂを特定する。
【００８３】
ステップ９１３において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｂが示す印加電圧の波形を生成するための波形情報Ｂを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、イベント情報Ｂが示す印加電圧の波形を生成するための波形情報Ｂを特定する。波形情報Ｂは、時間に応じて変化する電圧波形の情報である第２波形情報に分類されてよい。制御装置５０は、特定された波形情報Ｂに基づいて、例えば、図８（ｂ）に示されるような印加電圧の波形を生成することができる。
【００８４】
ステップ９１４において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｂが示す印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成するためのパルス信号のデューティ比及びその読み込み方を特定する。制御装置５０は、例えば、図５に示されたテーブルを用いて、印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成するためのパルス信号のデューティ比及びその読み込み方を特定する。
【００８５】
ステップ９１５において、制御装置５０は、特定されたデューティ比及びその読み込み方に基づいて、イベント情報Ｂが示す印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。
【００８６】
ステップ９１６において、制御装置５０は、生成されたＰＷＭ波形を駆動回路４０へ出力し、生成されたＰＷＭ波形に応じて駆動回路４０を動作させ、操作部１０へ第２制動力を付与する。生成されたＰＷＭ波形が駆動回路４０へ出力されると、駆動回路４０は、図８（ｂ）に示されるような波形の印加電圧を電磁界発生手段３２へ供給することができる。それにより、粘性流体デバイス３０は、図８（ｂ）に示されるような印加電圧の波形に応じた第２制動力を操作部１０へ付与することができる。
【００８７】
ステップ９１７において、制御装置５０は、タイマ５１の計測結果を確認する。
【００８８】
ステップ９１８において、制御装置５０は、タイマ５１の計測結果に基づいて、トリガ条件Ｃが成立したか否かを判断する。すなわち、制御装置５０は、トリガ条件Ｂが成立してから所定の時間τが経過したか否かを判断する。言い換えると、制御装置５０は、操作部１０が位置θ２に到達した時点から所定の時間τが経過したか否かを判断する。制御装置５０は、トリガ条件Ｃが成立していない場合、ステップ９１６へ移行する。一方、制御装置５０は、トリガ条件Ｃが成立した場合、ステップ９１９へ移行する。
【００８９】
ステップ９１９において、制御装置５０は、トリガ条件Ｃに対応するイベント情報Ｃを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、トリガ条件Ｃに対応するイベント情報Ｃを特定する。
【００９０】
ステップ９２０において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｃが示すように、電磁界発生手段３２への印加電圧の供給を停止して、操作部１０へ付与された第２制動力を解除する。その後、制御装置５０は、本処理を終了する。
【００９１】
なお、上述のステップ９０２又はステップ９０９は、センサ２０により検知された操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける。よって、上述のステップ９０２又はステップ９０９は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「受付ステップ」を構成することができる。
【００９２】
上述のステップ９０４〜９０８は、操作部１０へ付与される制動力が、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御される。よって、上述のステップ９０４〜９０８は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「第１制御ステップ」を構成することができる。
【００９３】
上述のステップ９１２〜９１６又はステップ９１９及び９２０は、操作部１０へ付与される制動力が、時間に応じて制御される。よって、上述のステップ９１２〜９１６又はステップ９１９及び９２０は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「第２制御ステップ」を構成することができる。
【００９４】
［実施形態１：作用効果］
以上のように、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０へ付与する制動力を、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御する。そして、実施形態１に係る触感提供システム１は、所定のトリガ条件が成立すると、操作部１０へ付与する制動力を、時間に応じて制御する。すなわち、実施形態１に係る触感提供システム１では、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御する第１制御方式と、時間に応じて制御する第２制御方式とを用いて、操作部１０へ付与する制動力を制御する。
【００９５】
操作部１０へ付与する制動力が第１制御方式だけで制御される場合、ユーザが操作部１０の動きを一旦停止させると、従前に付与された制動力が継続される可能性がある。このため、ユーザが操作部１０の動きを再開させる際、ユーザには、操作部１０の動きが一旦停止された位置で操作部１０が固着するような触感が提供される可能性がある。また、操作部１０へ付与する制動力が第２制御方式だけで制御される場合、ユーザによって操作部１０を動かす速度にはバラツキがあるため、操作部１０が所望の位置に到達した時点で触感を提供しようとしても、触感が提供される時点がずれてしまう可能性がある。
【００９６】
実施形態１に係る触感提供システム１は、第１制御方式と第２制御方式とを組み合わせて操作部１０へ付与する制動力を制御することができる。このため、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０が所望の位置に到達した時点に合わせて、所望の制動力を付与することができ、所望の触感を忠実に発現させユーザへ提供することができる。よって、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を付与することができ、所望の触感をユーザへ適切に提供することができる。
【００９７】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０へ付与する制動力を時間に応じて制御する場合、トリガ条件が成立してからの経過時間に基づいて制動力を制御する。すなわち、実施形態１に係る触感提供システム１は、第１制御方式から第２制御方式へ移行するトリガ条件が成立してからの経過時間に基づいて、操作部１０へ付与する制動力を制御することができる。このため、実施形態１に係る触感提供システム１は、システム起動時から計測が開始されるような時間に基づいて第２制御方式で制御するよりも、時間の計測誤差が極力排除されて第２制御方式で制御することができる。それにより、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０が所望の位置に到達した時点に一層合わせて、所望の制動力を付与することができ、上述した実施例のように、回転角に応じてクリック感を生じる既存のジョグダイヤルに極めて近い触感を得ることができるなど、所望の触感を忠実に発現させユーザへ提供することができる。よって、操作部１０の操作内容に即した一層適切な制動力を付与することができ、所望の触感をユーザへ一層適切に提供することができる。
【００９８】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、トリガ条件として、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに関して予め定められた第１トリガ条件と、時間に関して予め定められた第２トリガ条件とを設定することができる。このため、実施形態１に係る触感提供システム１は、様々な契機で操作部１０へ制動力を付与することができる。よって、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の様々な操作内容に即した適切な制動力を付与することができ、様々な触感をユーザへ適切に提供することができる。
【００９９】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１では、トリガ条件は、操作部１０が所定の位置まで動いたこと、又は、操作部１０が所定の変位だけ動いたことに設定することができる。そして、実施形態１に係る触感提供システム１では、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて、第１制動力を操作部１０へ付与し、トリガ条件が成立すると、第２制動力を操作部１０へ付与した後に、付与された第２制動力を解除する。このため、実施形態１に係る触感提供システム１では、操作部１０の位置又は変位が所定の位置又は変位に到達するごとにクリック感を提供するような、繊細で頻出の触感であっても簡単に発現させユーザへ提供することができる。よって、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を簡単に付与することができ、所望の触感をユーザへ簡単に提供することができる。
【０１００】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のパルス幅が変化するようデューティ比を設定することによって、駆動回路４０の動作を変化させ、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を変化させることができる。そして、実施形態１に係る触感提供システム１は、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形に応じて、電磁界発生手段３２で発生する磁界の強度及び粘性流体３１の粘度を変化させ、操作部１０へ付与する制動力を制御する。すなわち、実施形態１に係る触感提供システム１は、電磁界発生手段３２へ印加電圧を供給する駆動回路４０のデジタル制御によって、粘性流体デバイス３０を駆動させ、操作部１０へ付与される制動力を制御することができる。このため、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０へ付与される制動力を簡単に制御することができると共に、デジタルアナログ変換回路及びアナログ出力回路等が不要であり、駆動回路４０の回路構成を簡単にすることができる。よって、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を簡単に付与することができ、所望の触感を簡単にユーザへ提供することができる。
【０１０１】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、ＰＷＭ波形を構成するパルス信号のデューティ比の読み込み方を変更することによって、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形の周期を変更して、操作部１０へ付与される制動力を制御することができる。このため、実施形態１に係る触感提供システム１は、デューティ比記憶部５９に多数のデューティ比を予め記憶していなくても、粘性流体デバイス３０の駆動波形を精緻に変化させ、操作部１０に付与される制動力を制御することができる。よって、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を更に簡単に付与することができ、所望の触感を更に簡単にユーザへ提供することができる。
【０１０２】
［他の実施形態］
実施形態２〜４に係る触感提供システム１について説明する。実施形態２〜４に係る触感提供システム１の説明において、実施形態１に係る触感提供システム１と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。
【０１０３】
図１０は、実施形態２に係る触感提供システム１において、操作部１０の操作内容に応じてユーザへ提供される触感の変化を説明するための図である。図１０（ａ）は、操作部１０が時計回りに回転されて位置θ１に到達した後における粘性流体３１の様子を示す。図１０（ｂ）は、操作部１０が位置θ１に到達した後に反時計回りに回転された場合における粘性流体３１の様子を示す。図１１は、図１０に示された触感を提供するための粘性流体デバイス３０の駆動波形の具体例として、電磁界発生手段３２へ供給される印加電圧の波形を説明するための図である。
【０１０４】
実施形態１に係る触感提供システム１では、図９で説明したように、第１トリガ条件に分類されるトリガ条件Ｂが成立する前は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化する制動力を、操作部１０へ付与する。そして、実施形態１に係る触感提供システム１では、第１トリガ条件に分類されるトリガ条件Ｂが成立すると、時間に応じて変化する制動力を、操作部１０へ付与する。
【０１０５】
実施形態２に係る触感提供システム１では、第１トリガ条件に分類されるトリガ条件が成立する前は、実施形態１と同様に、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化する制動力を操作部１０へ付与する。しかしながら、実施形態２に係る触感提供システム１では、このトリガ条件が成立すると、この付与されていた制動力を時間に応じて制御し、この付与されていた制動力を速やかに解除する。
【０１０６】
このトリガ条件は、例えば、操作部１０の動く方向が、このトリガ条件の成立より前とは異なる方向に遷移したことであってよい。図１０及び図１１の例では、このトリガ条件は、操作部１０の回転方向が、時計回り方向から反時計回り方向へ遷移したことであってよい。
【０１０７】
操作部１０が時計回りに回転されて位置θ１に到達すると、実施形態２に係る粘性流体デバイス３０は、図１０（ａ）に示されるように、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて変化する制動力を操作部１０へ付与するよう駆動される。例えば、粘性流体デバイス３０は、図１１に示されるように、操作部１０の位置がθ１から回転方向に進むと、それに応じて制動力が大きくなるように駆動される。この場合、ユーザには、操作部１０を回転するにつれて、操作部１０の動きが重たくなるような触感が提供される。
【０１０８】
操作部１０が位置θ１に到達した後に反時計回りに回転されると、実施形態２に係る粘性流体デバイス３０は、図１０（ｂ）に示されるように、付与されていた制動力が解除されるように駆動される。例えば、粘性流体デバイス３０は、図１１に示されるように、時計回りに回転していた操作部１０が位置θ２に到達する前に反時計回りに回転されると、それまで付与されていた制動力が時間に応じて制御され、速やかにゼロになるように駆動される。この場合、ユーザには、操作部１０を反時計回りに回転し始めた瞬間に、操作部１０の動きが軽くなるような触感が提供される。
【０１０９】
図１２は、図１０に示された触感を提供するために行われる粘性流体デバイス３０の駆動制御処理の流れを示す図である。
【０１１０】
ステップ１２０１において、制御装置５０は、トリガ条件Ｄ及びＥを設定する。トリガ条件Ｄ及びＥは、第１トリガ条件に分類されてよい。トリガ条件Ｄは、トリガ条件Ａと同様に、操作部１０が位置θ１に到達したことであってよい。トリガ条件Ｅは、上述のトリガ条件のように、操作部１０の動く方向が、トリガ条件Ｅの成立より前とは異なる方向に遷移したことであってよい。
【０１１１】
ステップ１２０２〜１２０９において、制御装置５０は、図９のステップ９０２〜９０９と同様の処理を行う。
【０１１２】
ステップ１２１０において、制御装置５０は、センサ２０の検知結果に基づいて、トリガ条件Ｅが成立したか否かを判断する。すなわち、制御装置５０は、操作部１０の動く方向がトリガ条件Ｅの成立より前とは異なる方向に遷移したか否かを判断する。制御装置５０は、トリガ条件Ｅが成立していない場合、ステップ１２０８へ移行する。一方、制御装置５０は、トリガ条件Ｅが成立した場合、ステップ１２１１へ移行する。
【０１１３】
ステップ１２１１において、制御装置５０は、トリガ条件Ｅに対応するイベント情報Ｅを特定する。制御装置５０は、例えば、図３に示されたテーブルを用いて、トリガ条件Ｅに対応するイベント情報Ｅを特定する。
【０１１４】
ステップ１２１２において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｅが示すように、電磁界発生手段３２への印加電圧の供給を停止して、操作部１０へ付与された制動力を速やかに解除する。その後、制御装置５０は、本処理を終了する。
【０１１５】
なお、上述のステップ１２０２又はステップ１２０９は、センサ２０により検知された操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを受け付ける。よって、上述のステップ１２０２又はステップ１２０９は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「受付ステップ」を構成することができる。
【０１１６】
上述のステップ１２０４〜１２０８は、操作部１０へ付与される制動力が、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御される。よって、上述のステップ１２０４〜１２０８は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「第１制御ステップ」を構成することができる。
【０１１７】
上述のステップ１２１１及び１２１２は、操作部１０へ付与される制動力が、時間に応じて制御される。よって、上述のステップ１２１１及び１２１２は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及び駆動制御プログラムのそれぞれにおける「第２制御ステップ」を構成することができる。
【０１１８】
このように、実施形態２に係る触感提供システム１は、操作部１０の動く方向が異なる方向に遷移すると、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御されていた制動力を、時間に応じて制御して速やかに解除する。操作部１０の動く方向が異なる方向に遷移しても、この制動力を操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制御し続けると、操作部１０の動く方向が異なる方向に遷移しても、ユーザには、操作部１０の動きが重いままの触感が提供される可能性がある。実施形態２に係る触感提供システム１は、操作部１０の動く方向が異なる方向に遷移すると、この制動力を時間に応じて制御して速やかに解除するため、操作部１０の動く方向が遷移した瞬間に、操作部１０の動きが軽くなるような触感を提供することができる。よって、実施形態２に係る触感提供システム１は、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を付与することができ、所望の触感をユーザへ適切に提供することができる。
【０１１９】
図１３は、実施形態３に係る触感提供システム１の構成を模式的に示す図である。
【０１２０】
実施形態３に係る触感提供システム１は、図１３に示されるように、操作部１０が１軸方向にスライドするリニアタイプであってよい。図１３の例では、実施形態３に係る操作部１０は、把持部１１が軸部１２の一端部に設けられる。実施形態３に係るセンサ２０は、リニアエンコーダにより構成される。このセンサ２０は、回転板２１の代わりに、軸部１２の他端部から軸部１２と同一軸線を有して延び、目盛が付されたスケール板２３を備える。このセンサ２０のフォトセンサ２２は、スケール板２３の目盛を読み取ることによって、把持部１１の位置及び変位の少なくとも１つを検知することができる。それにより、実施形態３に係るセンサ２０は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを検知することができる。
【０１２１】
実施形態３に係る触感提供システム１は、リニアタイプの操作部１０に適用されても、実施形態１と同様に、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を付与することができ、所望の触感をユーザへ適切に提供することができる。
【０１２２】
実施形態４に係る触感提供システム１は、粘性流体３１が、電界の強度に基づいて粘度が変化する電気粘性流体であり、粘性流体デバイス３０が、電気粘性流体デバイスであってよい。この場合、粘性流体３１は、分散媒に、分散媒との誘電率に差がある粒子を分散させたコロイド分散体であり、電界の強度によって可逆的に固液相変化が可能な電気粘性流体であってよい。また、この場合、電磁界発生手段３２は、例えば、互いに異なる電位が印加される一対の電極を含んで構成され、一対の電極の間に粘性流体３１を挟持するように設けられてよい。電磁界発生手段３２は、粘性流体３１に作用する電界を発生させ、電気粘性流体である粘性流体３１の粘度を変化させる。粘性流体３１は、その粘度変化により軸部１２の運動に伴って発生する摩擦力を変化させることによって、操作部１０へ制動力を付与する。
【０１２３】
実施形態４に係る触感提供システム１は、粘性流体デバイス３０が電気粘性流体デバイスであっても、実施形態１と同様に、操作部１０の操作内容に即した適切な制動力を付与することができ、所望の触感をユーザへ適切に提供することができる。
【０１２４】
［その他］
上述の実施形態では、粘性流体デバイス３０によって制動力を付与される可動部が、ユーザが接触して操作する操作部１０であるとし、操作部１０を操作するユーザへ触感を提供する例について説明されている。しかしながら、本発明は、操作部１０以外の可動部へ制動力を付与する粘性流体デバイスに対して適用可能である。例えば、本発明は、車両用のブレーキ、クラッチ若しくはサスペンション、又は、建造物の免震用若しくは制振用のダンパ等を可動部とし、これらの可動部へ制動力を付与する粘性流体デバイスに対して適用することができる。このような場合であっても、本発明は、可動部の可動内容に即した適切な制動力を付与することができる。
【０１２５】
上述の実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用することができる。上述の実施形態は、本発明の内容を限定するものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない程度に変更を加えることができる。
【０１２６】
上述の実施形態及び特許請求の範囲で使用される用語は、限定的でない用語として解釈されるべきである。例えば、「含む」という用語は、「含むものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「備える」という用語は、「備えるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１２７】
１      触感提供システム
１０      操作部
１１      把持部
１２      軸部
２０      センサ
２１      回転板
２２      フォトセンサ
２３      スケール板
３０      粘性流体デバイス
３１      粘性流体
３２      電磁界発生手段
４０      駆動回路
５０      制御装置
５１      タイマ
５２      受付部
５３      トリガ条件記憶部
５４      判断部
５５      イベント情報記憶部
５６      波形情報記憶部
５７      電圧波形生成部
５８      ＰＷＭ波形生成部
５９      デューティ比記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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