(57)【要約】【課題】可動部の動きが複雑であっても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、可動部へ制動力を付与する複数の粘性流体デバイスに複数のイベントを発生させる駆動制御方法であって、複数の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つを受け付けるステップと、前記位置及び前記変位の少なくとも１つに基づいて、前記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ステップと、成立したと判断された前記トリガ条件に対する前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの駆動波形を、成立したと判断された前記トリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成するステップと、前記駆動波形に応じて前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスを駆動するステップと、を備える。【選択図】図９
2020035376.tif 000002
【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複数の粘性流体デバイスに複数のイベントを発生させる粘性流体デバイスの駆動制御方法であって、
複数の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つに基づいて、前記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ステップと、
前記判断ステップにより成立したと判断された前記トリガ条件に対する前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの駆動波形を、成立したと判断された前記トリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成された前記駆動波形に応じて、前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスを駆動する駆動ステップと、
を備える粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項２】
前記波形情報は、前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて前記制動力を変化させるための第１波形情報と、時間に応じて前記制動力を変化させるための第２波形情報とを含み、
前記生成ステップは、前記第１波形情報及び前記第２波形情報の少なくとも１つに基づいて、前記駆動波形を生成する、
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】
前記可動部は、複数の座標軸に沿って動くこと、及び／又は、複数の回転軸を中心として動くことが可能であり、
前記複数の粘性流体デバイスは、前記可動部が動いた前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸について、それぞれ前記制動力を付与し、
前記複数のセンサは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸における前記位置及び前記変位の少なくとも１つを検知し、
前記生成ステップは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおける前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化すると、少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの前記駆動波形を変化させる、
請求項１又は２に記載にされた粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項４】
前記生成ステップは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおける前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化すると、
前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化した前記座標軸及び／又は前記回転軸について前記制動力を付与する前記粘性流体デバイスの前記駆動波形と、
前記位置及び前記変位の何れもが変化していない前記座標軸及び／又は前記回転軸について前記制動力を付与する前記粘性流体デバイスの前記駆動波形と、
を同期して変化させる、
請求項３に記載にされた粘性流体デバイスの駆動制御方法。
【請求項５】
前記生成ステップは、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、前記駆動波形を変化させる、
請求項１〜４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、
前記生成ステップは、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する、
請求項５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】
前記可動部は、ユーザが接触して操作する操作部であり、
前記生成ステップは、前記駆動波形を変化させることによって、前記駆動ステップにより前記粘性流体デバイスが駆動されて前記操作部へ付与される前記制動力を変化させ、前記操作部の触感を変化させる、
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１〜７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９】
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１〜７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】
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複数の粘性流体デバイスに複数のイベントを発生させる粘性流体デバイスの駆動制御装置であって、
複数の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、
前記受付部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つに基づいて、前記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と、
前記判断部により成立したと判断された前記トリガ条件に対する前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの駆動波形を、成立したと判断された前記トリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記駆動波形に応じて、前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスを駆動する駆動部と、
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。また、特許文献１の入力装置は、回転体が回転中心線の周りを回転するだけの単純な動きしかできないため、複雑な動きをする操作部に対してブレーキ力を適切に付与することができない可能性がある。
【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、可動部の動きが複雑であっても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複数の粘性流体デバイスに複数のイベントを発生させる粘性流体デバイスの駆動制御方法であって、複数の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つに基づいて、前記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ステップと、前記判断ステップにより成立したと判断された前記トリガ条件に対する前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの駆動波形を、成立したと判断された前記トリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成する生成ステップと、前記生成ステップにより生成された前記駆動波形に応じて、前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスを駆動する駆動ステップと、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、前記波形情報は、前記位置及び前記変位の少なくとも１つに応じて前記制動力を変化させるための第１波形情報と、時間に応じて前記制動力を変化させるための第２波形情報とを含み、前記生成ステップは、前記第１波形情報及び前記第２波形情報の少なくとも１つに基づいて、前記駆動波形を生成する。
【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、前記可動部は、複数の座標軸に沿って動くこと、及び／又は、複数の回転軸を中心として動くことが可能であり、前記複数の粘性流体デバイスは、前記可動部が動いた前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸について、それぞれ前記制動力を付与し、前記複数のセンサは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸における前記位置及び前記変位の少なくとも１つを検知し、前記生成ステップは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおける前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化すると、少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの前記駆動波形を変化させる。
【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、前記生成ステップは、前記複数の座標軸及び／又は前記複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおける前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化すると、前記位置及び前記変位の少なくとも１つが変化した前記座標軸及び／又は前記回転軸について前記制動力を付与する前記粘性流体デバイスの前記駆動波形と、前記位置及び前記変位の何れもが変化していない前記座標軸及び／又は前記回転軸について前記制動力を付与する前記粘性流体デバイスの前記駆動波形と、を同期して変化させる。
【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、前記生成ステップは、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、前記駆動波形を変化させる。
【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、前記生成ステップは、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、前記可動部は、ユーザが接触して操作する操作部であり、前記生成ステップは、前記駆動波形を変化させることによって、前記駆動ステップにより前記粘性流体デバイスが駆動されて前記操作部へ付与される前記制動力を変化させ、前記操作部の触感を変化させる。
【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。
【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。
【００１６】
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複数の粘性流体デバイスに複数のイベントを発生させる粘性流体デバイスの駆動制御装置であって、複数の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、前記受付部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つに基づいて、前記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と、前記判断部により成立したと判断された前記トリガ条件に対する前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスの駆動波形を、成立したと判断された前記トリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成する生成部と、前記生成部により生成された前記駆動波形に応じて、前記イベントを発生させる少なくとも１つの前記粘性流体デバイスを駆動する駆動部と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、可動部の動きが複雑であっても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】
【００１８】
【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、波形情報及び出力ポート情報を互いに対応付けて記憶されたテーブルと、受付部と、第１及び第２駆動回路との関係を説明するための図である。
【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第１及び第２粘性流体デバイスの駆動波形の具体例として、第１及び第２電磁界発生手段へ供給される第１及び第２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第１及び第２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】図１０は、図９に続けて行われる駆動制御処理の流れを示す図である。
【図１１】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１２】図１１に示された触感を提供するための第１及び第２粘性流体デバイスの駆動波形の具体例として、第１及び第２電磁界発生手段へ供給される第１及び第２印加電圧の波形を説明するための図である。
【図１３】図１１に示された触感を提供するために行われる第１及び第２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１４】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】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［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、波形情報及び出力ポート情報を互いに対応付けて記憶されたテーブルと、受付部５２と、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂとの関係を説明するための図である。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、複数のセンサ２０と、複数の粘性流体デバイス３０と、複数の駆動回路４０と、制御装置５０とを備える。実施形態１では、複数の駆動回路４０と制御装置５０とを総称して、複数の粘性流体デバイス３０の「駆動制御装置」とも称する。
【００２５】
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、ジョイスティック等の多方向入力装置により構成される。操作部１０は、後述する軸部１２がユーザにより傾倒操作されると、軸部１２の傾倒方向及び傾倒角度を、ＸＹ座標軸での位置情報を表す入力信号に変換する。実施形態１では、図１に示されるように、傾倒操作されていない中立状態の軸部１２が延びる方向に沿った座標軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する座標軸の１つをＸ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸にそれぞれ直交する座標軸をＹ軸とする。
【００２６】
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る把持部１１と、一端部が把持部１１に固定された軸部１２と、軸部１２の一端部と他端部との間に固定されたボール部１３と、ボール部１３を自転可能に支持する台座部１４とを含む。更に、操作部１０は、軸部１２の一端部が外部へ露出するように台座部１４を収容する筐体部１５と、軸部１２の他端部を筐体部１５の底板に接続し傾倒状態の軸部１２を中立状態に復帰させるばね部１６とを含む。
【００２７】
更に、操作部１０は、スリットを有して略円弧形状に湾曲したリンク部１７を含む。リンク部１７は、Ｙ軸に沿って延びる第１リンク部１７ａと、Ｘ軸に沿って延びる第２リンク部１７ｂとを含んで構成される。軸部１２は、第１リンク部１７ａが有するスリットと第２リンク部１７ｂが有するスリットとがＺ軸から視て交差する部分に対して、挿入される。この際、軸部１２は、第１リンク部１７ａ及び第２リンク部１７ｂのそれぞれと摺動可能に挿入される。
【００２８】
更に、操作部１０は、リンク部１７の両端部を、筐体部１５の対向する側板に回動可能に支持する回動軸部１８を含む。回動軸部１８は、第１リンク部１７ａに連動して回動する第１回動軸部１８ａと、第２リンク部１７ｂに連動して回動する第２回動軸部１８ｂとを含んで構成される。操作部１０は、軸部１２のＸ軸に沿った傾倒に伴って、第１リンク部１７ａ及び第１回動軸部１８ａが回動し、軸部１２のＹ軸に沿った傾倒に伴って、第２リンク部１７ｂ及び第２回動軸部１８ｂが回動する。なお、図１に示された操作部１０としてのジョイスティックは、あくまで一例であって、触感提供システム１が備える操作部１０は、他の構成から成るジョイスティック等の多方向入力装置であってよい。
【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、回転型の可変抵抗器により構成される。センサ２０は、第１回動軸部１８ａに接続される第１センサ２０ａと、第２回動軸部１８ｂに接続される第２センサ２０ｂとを含んで構成される。第１センサ２０ａは、第１回動軸部１８ａの回動に伴って、第１センサ２０ａの抵抗値が変化する。それにより、第１センサ２０ａは、第１回動軸部１８ａの回動角度を検知し、Ｘ軸における傾倒角度に応じた軸部１２のＸ軸での位置を検知することができる。第２センサ２０ｂは、第２回動軸部１８ｂの回動に伴って、第２センサ２０ｂの抵抗値が変化する。それにより、第２センサ２０ｂは、第２回動軸部１８ｂの回動角度を検知し、Ｙ軸における傾倒角度に応じた軸部１２のＹ軸での位置を検知することができる。その結果、センサ２０は、操作部１０のＸＹ座標軸での位置及び変位の少なくとも１つを検知し、その検知結果を制御装置５０へ出力することができる。なお、センサ２０は、回転型の可変抵抗器に代えて、又は、回転型の可変抵抗器に加えて、ロータリエンコーダ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】
粘性流体３１は、Ｘ軸について操作部１０へ制動力を付与する第１粘性流体３１ａと、Ｙ軸について操作部１０へ制動力を付与する第２粘性流体３１ｂとを含んで構成される。電磁界発生手段３２は、第１粘性流体３１ａの粘度が変化するよう第１粘性流体３１ａに作用する磁界又は電界を発生させる第１電磁界発生手段３２ａと、第２粘性流体３１ｂの粘度が変化するよう第２粘性流体３１ｂに作用する磁界又は電界を発生させる第２電磁界発生手段３２ｂとを含んで構成される。粘性流体デバイス３０は、第１粘性流体３１ａ及び第１電磁界発生手段３２ａを含む第１粘性流体デバイス３０ａと、第２粘性流体３１ｂ及び第２電磁界発生手段３２ｂを含む第２粘性流体デバイス３０ｂとを含んで構成される。
【００３２】
実施形態１に係る複数の粘性流体３１のそれぞれは、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、複数の粘性流体デバイス３０のそれぞれは、磁気粘性流体デバイスであってよい。この場合、複数の粘性流体３１のそれぞれは、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、複数の電磁界発生手段３２のそれぞれは、例えば、電磁コイルを含んで構成される。複数の電磁界発生手段３２のそれぞれは、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。複数の粘性流体３１のそれぞれは、その粘度変化により軸部１２の傾倒運動に伴って発生する複数の回動軸部１８のそれぞれへの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。
【００３３】
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、第１粘性流体デバイス３０ａを駆動する第１駆動回路４０ａと、第２粘性流体デバイス３０ｂを駆動する第２駆動回路４０ｂとを含んで構成される。第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂは、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ電力を供給し、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂで磁界を発生させることによって、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの粘度を変化させる。第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される電力は、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂのそれぞれ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。
【００３４】
第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂは、正極又は負極の直流電源の出力電圧を用いて、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ印加電圧を供給する。第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂは、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂを負荷とし、それぞれが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。第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂ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第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂのそれぞれ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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される印加電圧を制御する。
【００３５】
制御装置５０は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂのそれぞれ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。
【００３６】
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。
【００３７】
具体的には、第１制御方式では、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂの検知結果に基づいて、操作部１０へ制動力を付与する第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂを駆動する第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂ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第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂを駆動する第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂを制御する。
【００３８】
制御装置５０は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動波形を生成し、生成された駆動波形に応じて第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂの動作を制御する。第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動波形は、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂから第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへそれぞれ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。実施形態１では、第１電磁界発生手段３２ａへ供給される印加電圧を「第１印加電圧」とも称し、第２電磁界発生手段３２ｂへ供給される印加電圧を「第２印加電圧」とも称する。
【００３９】
より具体的には、制御装置５０は、生成された駆動波形に応じて、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂのそれぞれ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、直流電源と第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂのそれぞれとが導通状態となるか非導通状態となるかが切り替わり、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂのそれぞれで発生する磁界の強度が変化して、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂ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Ｘ軸及びＹ軸についての制動力を制御することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
受付部５２は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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。第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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の位置は、操作部１０のＸ軸又はＹ軸での位置であってよい。操作部１０の変位は、操作部１０のＸ軸又はＹ軸での変位であってよい。受付部５２は、図３に示されるように、第１センサ２０ａ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つを記憶する第１センサ記憶領域５２ａと、第２センサ２０ｂ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つを記憶する第２センサ記憶領域５２ｂとを含んで構成される。受付部５２は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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。
【００４３】
トリガ条件記憶部５３は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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。
【００４４】
判断部５４は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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。
【００４５】
イベント情報記憶部５５は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２印加電圧の波形を示す。
【００４６】
波形情報記憶部５６は、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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第１及び第２印加電圧のそれぞれの波形は、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第１及び第２印加電圧のそれぞれ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。
【００４７】
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第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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。
【００４８】
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。また、トリガ条件、イベント情報及び波形情報には、出力ポート情報が対応付けられて記憶されている。出力ポート情報は、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂの出力ポートを示す情報である。出力ポート情報が示す第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂは、出力ポート情報に対応するイベント情報に定められたイベントを発生させる第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂを駆動する駆動回路４０である。また、トリガ条件には、その条件が成立したか否かの判断に用いられる情報を有するタイマ５１、並びに、第１及び第２センサ記憶領域５２ａ及び５２ｂが対応付けられている。なお、図３では、トリガ条件とこれらとの対応関係の一部が図示されており、それ以外の部分の図示は省略されている。
【００４９】
図３の例では、トリガ条件Ａには、イベント情報Ａ１及びＡ２、波形情報Ａ１及びＡ２、並びに、出力ポート情報ＰＮ１及びＰＮ２が対応付けられている。このことは、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Ａ１及びＡ２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Ａ１に定められたイベントを発生させるために、波形情報Ａ１に基づいて生成された波形を有する第１印加電圧が第１電磁界発生手段３２ａへ供給されるよう、出力ポート情報ＰＮ１として定められた第１駆動回路４０ａを駆動することを意味する。同様に、イベント情報Ａ２に定められたイベントを発生させるために、波形情報Ａ２に基づいて生成された波形を有する第２印加電圧が第２電磁界発生手段３２ｂへ供給されるよう、出力ポート情報ＰＮ２として定められた第２駆動回路４０ｂを駆動することを意味する。
【００５０】
また、図３の例では、トリガ条件Ｅのように、波形情報が対応付けられていない場合、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへの第１及び第２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Ｇのように、イベント情報Ｇ１に定められたイベントを発生させるために、波形情報Ｇ１１及Ｇ１２という複数の波形情報に基づいて、第１電磁界発生手段３２ａへ供給される第１印加電圧の波形を生成する場合もある。同様に、トリガ条件Ｇでは、イベント情報Ｇ２に定められたイベントを発生させるために、波形情報Ｇ２１及Ｇ２２という複数の波形情報に基づいて、第２電磁界発生手段３２ｂへ供給される第２印加電圧の波形を生成する。
【００５１】
ＰＷＭ波形生成部５８は、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂ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により生成された第１及び第２印加電圧の波形に応じて第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂを動作させるためのＰＷＭ波形を生成する。ＰＷＭ波形は、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂのそれぞれ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。
【００５２】
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第１及び第２印加電圧が第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂ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により生成された第１及び第２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、第１及び第２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、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂの動作を変化させ、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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。
【００５３】
例えば、電圧波形生成部５７により生成された第１又は第２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、第１又は第２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。第１又は第２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。
【００５４】
なお、電圧波形生成部５７により生成された第１及び第２印加電圧の波形の分割数が多い程、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂに供給される第１及び第２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、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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。第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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。
【００５５】
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により生成された第１又は第２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、第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂに第１又は第２印加電圧がそれぞれ供給されることによって流れる電流の方向を示す。第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂ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、第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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波形に対応して第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂへ供給される第１又は第２印加電圧の周期は、通常の読み込み方で生成されたＰＷＭ波形に対応して第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂへ供給される第１又は第２印加電圧の周期より２倍の長さとなる。
【００５８】
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波形に対応して第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂへ供給される第１又は第２印加電圧の周期は、通常の読み込み方で生成されたＰＷＭ波形に対応して第１又は第２電磁界発生手段３２ａ又は３２ｂへ供給される第１又は第２印加電圧の周期の半分の長さとなる。
【００５９】
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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動波形を精緻に変化させ、操作部１０に付与されるＸ軸及びＹ軸についての制動力を制御することができる。
【００６０】
［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Ｘ１に到達する迄の間における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。図７（ｂ）は、操作部１０が位置Ｘ１に到達してから位置Ｘ２に到達する迄の間における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。図７（ｃ）は、操作部１０が位置Ｘ２に到達した時点における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。図７（ｄ）は、操作部１０が位置Ｘ２に到達した時点から所定の時間が経過した後における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。
【００６１】
触感提供システム１は、操作部１０がＸ軸又はＹ軸に沿って傾倒操作される際に、操作部１０がＸ軸又はＹ軸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）では、操作部１０が、Ｘ軸に沿って傾倒操作される例を示している。図７（ａ）〜図７（ｄ）において、位置Ｘ１は、第１制動力の付与が開始される位置であり、位置Ｘ２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、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの色が白色の場合は、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂ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。第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの色が灰色の場合は、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂ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。第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの色が濃い灰色の場合は、第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂ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。
【００６２】
操作部１０が初期位置から位置Ｘ１に到達する迄の間、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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傾倒するような触感が提供される。
【００６３】
操作部１０が位置Ｘ１に到達してから位置Ｘ２に到達する迄の間、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂ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、第１粘性流体デバイス３０ａは、図７（ｂ）に示されるように、操作部１０の位置がＸ１からＸ軸方向へ進むと、それに応じてＸ軸において付与される制動力が大きくなるように駆動される。また、第２粘性流体デバイス３０ｂは、操作部１０の位置がＸ１からＸ軸方向へ進むと、Ｙ軸に沿って進んでいなくても、Ｙ軸において一定の制動力を付与するように駆動される。この場合、ユーザには、操作部１０をＸ軸に沿って傾倒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。また、この場合、ユーザには、操作部１０をＹ軸に沿って傾倒しようとしても抵抗感があるような触感が提供される。
【００６４】
操作部１０が位置Ｘ２に到達すると、第１粘性流体デバイス３０ａ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、第１粘性流体デバイス３０ａは、図７（ｃ）に示されるように、操作部１０の位置がＸ２からＸ軸方向へ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Ｘ軸について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Ｘ２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。また、第２粘性流体デバイス３０ｂは、図７（ｂ）の場合と同様に、Ｙ軸において一定の制動力を付与するよう駆動される。この場合、ユーザには、操作部１０の位置がＸ２に到達すると、操作部１０が障害物を乗り越えてＸ軸に沿って傾倒するようなクリック感のある触感が提供される。また、この場合、ユーザには、図７（ｂ）の場合と同様に、操作部１０をＹ軸に沿って傾倒しようとしても抵抗感があるような触感が提供される。
【００６５】
操作部１０の位置がＸ２に到達した時点から所定の時間が経過すると、第１粘性流体デバイス３０ａは、図７（ｄ）に示されるように、Ｘ軸において付与されていた第２制動力を解除するように駆動される。また、第２粘性流体デバイス３０ｂは、図７（ｂ）の場合と同様に、Ｙ軸において一定の第１制動力を付与するよう駆動される。この場合、ユーザには、Ｘ軸に沿って傾倒されてクリック感のある触感が提供された後に、操作部１０のＸ軸に沿った動きが軽くなるような触感が提供される。また、この場合、ユーザには、図７（ｂ）の場合と同様に、操作部１０をＹ軸に沿って傾倒しようとしても抵抗感があ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Ｘ軸方向へ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Ｘ軸方向へ進むか否かに関わらず、第２制動力は解除される。
【００６６】
図８は、図７に示された触感を提供するための第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動波形の具体例として、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２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。
【００６７】
図８（ａ）〜図８（ｃ）では、図７と同様に、操作部１０がＸ軸に沿って傾倒操作される例を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）において、図７と同様に、位置Ｘ１は、第１制動力の付与が開始される位置であり、位置Ｘ２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。
【００６８】
操作部１０が初期位置から位置Ｘ１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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２印加電圧がゼロとなるよう、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂを動作させる。この場合、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂは、操作部１０へ制動力を付与しない。
【００６９】
操作部１０が位置Ｘ１に到達してから位置Ｘ２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、第１電磁界発生手段３２ａへ供給される第１印加電圧が、操作部１０の位置がＸ軸方向へ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、第１駆動回路４０ａを動作させる。この場合、第１粘性流体デバイス３０ａは、操作部１０の位置がＸ軸方向へ進むことに応じて、その力が大きくなるような第１制動力をＸ軸について付与するよう駆動される。また、制御装置５０は、図８（ａ）及び図８（ｃ）に示されるように、第２電磁界発生手段３２ｂへ供給される第２印加電圧が、一定の大きさで推移するような波形を有するよう、第２駆動回路４０ｂを動作させる。この場合、第２粘性流体デバイス３０ｂは、操作部１０の位置がＸ軸方向へ進むか否かに関わらず、一定の大きさを有する第１制動力をＹ軸について付与するよう駆動される。
【００７０】
操作部１０が位置Ｘ２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、第１電磁界発生手段３２ａへ供給される第１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、第１駆動回路４０ａを動作させる。この波形は、操作部１０の位置がＸ２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、第１粘性流体デバイス３０ａは、操作部１０の位置がＸ２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Ｘ軸について付与するよう駆動される。また、制御装置５０は、操作部１０が位置Ｘ１に到達してから位置Ｘ２に到達する迄の間と同様に、第２電磁界発生手段３２ｂへ供給される第２印加電圧が、一定の大きさで推移するような波形を有するよう、第２駆動回路４０ｂを動作させる。この場合、第２粘性流体デバイス３０ｂは、操作部１０の位置がＸ軸方向へ進むか否かに関わらず、一定の大きさを有する第１制動力をＹ軸について付与するよう駆動される。
【００７１】
操作部１０の位置がＸ２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、第１電磁界発生手段３２ａへ供給される第１印加電圧がゼロとなるよう、第１駆動回路４０ａを動作させる。この場合、第１粘性流体デバイス３０ａは、Ｘ軸について付与されていた第２制動力を解除するよう駆動される。また、制御装置５０は、操作部１０が位置Ｘ１に到達してから位置Ｘ２に到達する迄の間と同様に、第２駆動回路４０ｂを動作させる。
【００７２】
このように、制御装置５０は、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂに供給される第１及び第２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第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂ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。
【００７３】
また、制御装置５０は、操作部１０のＸＹ座標軸における位置及び変位の少なくとも１つが変化すると、第１及び第２印加電圧の少なくとも１つの波形を変化させることができる。そして、制御装置５０は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化したＸ軸又はＹ軸について制動力を付与する第１又は第２粘性流体デバイス３０ａ又は３０ｂを駆動する第１又は第２印加電圧の波形と、操作部１０の位置及び変位の何れもが変化していないＸ軸又はＹ軸について制動力を付与する第１又は第２粘性流体デバイス３０ａ又は３０ｂを駆動する第１又は第２印加電圧の波形とを、同期して変化させることができる。図７及び図８の例では、制御装置５０は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化したＸ軸について制動力を付与する第１粘性流体デバイス３０ａを駆動する第１印加電圧の波形と、操作部１０の位置及び変位の何れもが変化していないＹ軸について制動力を付与する第２粘性流体デバイス３０ｂを駆動する第２印加電圧の波形とを、同期して変化させることができる。
【００７４】
［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。
【００７５】
図９は、図７に示された触感を提供するために行われる第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動制御処理の流れを示す図である。図１０は、図９に続けて行われる駆動制御処理の流れを示す図である。
【００７６】
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Ｘ１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Ｘ２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。
【００７７】
ステップ９０２において、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂの検知結果を受け付ける。第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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。
【００７８】
ステップ９０３において、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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Ｘ１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。
【００７９】
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Ａ１及びＡ２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Ａ１及びＡ２を特定する。
【００８０】
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Ａ１及びＡ２が示す第１及び第２印加電圧の波形を生成するための波形情報Ａ１及びＡ２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、波形情報Ａ１及びＡ２を特定する。波形情報Ａ１及びＡ２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Ａ１及びＡ２に基づいて、例えば、図８（ａ）に示されるような第１及び第２印加電圧の波形を生成することができる。
【００８１】
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Ａ１及びＡ２が示す第１及び第２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、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。
【００８２】
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Ａ１及びＡ２が示す第１及び第２印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。
【００８３】
ステップ９０８において、制御装置５０は、生成されたＰＷＭ波形を第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂへ出力し、生成されたＰＷＭ波形に応じて第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂ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波形が第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂへ出力されると、第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂは、図８（ａ）に示されるような波形の第１及び第２印加電圧を第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給することができる。それにより、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂは、図８（ａ）に示されるような第１及び第２印加電圧の波形に応じた第１制動力を操作部１０のＸ軸及びＹ軸について付与することができる。
【００８４】
ステップ９０９において、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂの検知結果を受け付ける。
【００８５】
ステップ９１０において、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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Ｘ２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。
【００８６】
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Ｘ２に到達した時点からの経過時間を計測する。
【００８７】
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Ｂ１及びＢ２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Ｂ１及びＢ２を特定する。
【００８８】
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Ｂ１及びＢ２が示す第１及び第２印加電圧の波形を生成するための波形情報Ｂ１及びＢ２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、波形情報Ｂ１及びＢ２を特定する。波形情報Ｂ１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。波形情報Ｂ２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Ｂ１に基づいて、例えば、図８（ｂ）に示されるような第１印加電圧の波形を生成し、特定された波形情報Ｂ２に基づいて、例えば、図８（ａ）に示されるような第２印加電圧の波形を生成することができる。
【００８９】
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Ｂ１及びＢ２が示す第１及び第２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、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。
【００９０】
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Ｂ１及びＢ２が示す第１及び第２印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。
【００９１】
ステップ９１６において、制御装置５０は、生成されたＰＷＭ波形を第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂへ出力し、生成されたＰＷＭ波形に応じて第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂを動作させ、Ｘ軸について第２制動力を付与し、Ｙ軸について第１制動力を付与する。生成されたＰＷＭ波形が第１及び第２駆動回路４０ａ及び４０ｂへ出力されると、第１駆動回路４０ａは、図８（ｂ）に示されるような波形の第１印加電圧を第１電磁界発生手段３２ａへ供給し、第２駆動回路４０ｂは、図８（ａ）に示されるような波形の第２印加電圧を第２電磁界発生手段３２ｂへ供給することができる。それにより、第１粘性流体デバイス３０ａは、図８（ｂ）に示されるような第１印加電圧の波形に応じた第２制動力をＸ軸について付与し、第２粘性流体デバイス３０ｂは、図８（ａ）に示されるような第２印加電圧の波形に応じた第１制動力をＹ軸について付与することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
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Ｘ２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。
【００９４】
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Ｃ１及びＣ２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Ｃ１及びＣ２を特定する。
【００９５】
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Ｃ１が示すように、第１電磁界発生手段３２ａへの第１印加電圧の供給を停止して、Ｘ軸について付与された第２制動力を解除する。
【００９６】
ステップ９２１において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｃ２が示す第２印加電圧の波形を生成するための波形情報Ｃ２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、波形情報Ｃ２を特定する。波形情報Ｃ２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Ｃ２に基づいて、例えば、図８（ａ）に示されるような第２印加電圧の波形を生成することができる。
【００９７】
ステップ９２２において、制御装置５０は、特定されたイベント情報Ｃ２が示す第２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、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。
【００９８】
ステップ９２３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Ｃ２が示す第２印加電圧の波形に対応するＰＷＭ波形を生成する。
【００９９】
ステップ９２４において、制御装置５０は、生成されたＰＷＭ波形を第２駆動回路４０ｂへ出力し、生成されたＰＷＭ波形に応じて第２駆動回路４０ｂを動作させ、Ｙ軸について第１制動力を付与する。生成されたＰＷＭ波形が第２駆動回路４０ｂへ出力されると、第２駆動回路４０ｂは、図８（ａ）に示されるような波形の第２印加電圧を第２電磁界発生手段３２ｂへ供給することができる。それにより、第２粘性流体デバイス３０ｂは、図８（ａ）に示されるような第２印加電圧の波形に応じた第１制動力をＹ軸について付与することができる。その後、制御装置５０は、本処理を終了する。
【０１００】
なお、上述のステップ９０２又はステップ９０９は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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の駆動制御方法における「受付ステップ」を構成することができる。
【０１０１】
上述のステップ９０３又は９１０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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つに基づいて、トリガ条件Ａ又はＢが成立したか否かを判断する。よって、上述のステップ９０３又は９１０は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「判断ステップ」を構成することができる。
【０１０２】
上述のステップ９０４〜９０７又はステップ９１２〜９１５は、成立したと判断されたトリガ条件Ａ又はＢに対するイベントを発生させる少なくとも１つの粘性流体デバイス３０の駆動波形を、成立したと判断されたトリガ条件Ａ又はＢに対応付けられた波形情報Ａ１及びＡ２又はＢ１及びＢ２に基づいて生成する。よって、上述のステップ９０４〜９０７又はステップ９１２〜９１５は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「生成ステップ」を構成することができる。
【０１０３】
上述のステップ９０８又は９１６は、イベントを発生させる少なくとも１つの粘性流体デバイス３０を駆動波形に応じて駆動する。よって、上述のステップ９０８又は９１６は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「駆動ステップ」を構成することができる。
【０１０４】
［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、複数のセンサ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、それに基づいて、複数の粘性流体デバイス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。そして、実施形態１に係る触感提供システム１は、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少なくとも１つの粘性流体デバイス３０の駆動波形を、成立したと判断されたトリガ条件に対応付けられた波形情報に基づいて生成する。そして、実施形態１に係る触感提供システム１は、生成された駆動波形に応じて、イベントを発生させる少なくとも１つの粘性流体デバイス３０を駆動する。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が複数の座標軸に沿って動く場合や、複数の操作部１０を動かす場合であっても、制御装置５０が複数の粘性流体デバイス３０の駆動を統合的に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、複数の座標軸に沿って動く操作部１０に対して様々な制動力を連動させて同時並行的に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が複雑な動きをしても、適切な制動力を付与することができ、ユーザへ所望の触感を適切に提供することができる。
【０１０５】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つに応じて制動力を変化させるための第１波形情報、及び、時間に応じて制動力を変化させるための第２波形情報の少なくとも１つに基づいて、粘性流体デバイス３０の駆動波形を生成する。すなわち、実施形態１に係る触感提供システム１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制御方式とを組み合わせて、操作部１０へ付与する制動力を制御する。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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が複雑な動きをしても、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、ユーザへ所望の触感を適切に提供することができる。
【０１０８】
更に、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化した座標軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形と、操作部１０の位置及び変位の何れもが変化していない座標軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形とを、同期して変化させることができる。例えば、実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化したＸ軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形と、操作部１０の位置及び変位の何れもが変化していないＹ軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形とを、同期して変化させることができる。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の位置及び変位の少なくとも１つが変化したＸ軸について付与される制動力と連動させて、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化していないＹ軸について制動力を付与することができる。
【０１０９】
操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化していないＹ軸について制動力が付与されない場合、ユーザには、操作部１０がＸ軸に沿って傾倒するにつれて抵抗感のある触感が提供されるが、操作部１０がＹ軸に沿って抵抗感なく傾倒してしまうため、違和感を与えてしまう。
【０１１０】
実施形態１に係る触感提供システム１は、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化したＸ軸について付与される制動力と連動させて、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化していないＹ軸について制動力を付与することができる。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が複雑な動きをしても、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、ユーザへ所望の触感を一層適切に提供することができる。
【０１１１】
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、複数の駆動回路４０のそれぞれの動作を変化させ、複数の電磁界発生手段３２のそれぞれに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、印加電圧の波形に応じて、複数の電磁界発生手段３２のそれぞれで発生する磁界の強度を変化させると共に、複数の粘性流体３１のそれぞれの粘度を変化させて、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、複数の電磁界発生手段３２に印加電圧をそれぞれ供給する複数の駆動回路４０のデジタル制御によって、複数の粘性流体デバイス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、複数の駆動回路４０のそれぞれ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が複雑な動きをしても、適切な制動力を簡単に付与することができ、ユーザへ所望の触感を簡単に提供することができる。
【０１１２】
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、複数の電磁界発生手段３２のそれぞれに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、複数の粘性流体デバイス３０のそれぞれ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が複雑な動きをしても、適切な制動力を更に簡単に付与することができ、ユーザへ所望の触感を更に簡単に提供することができる。
【０１１３】
［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。
【０１１４】
図１１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１１（ａ）は、操作部１０が＋Ｘ軸方向へ傾倒されて位置Ｘ１に到達した後における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。図１１（ｂ）は、操作部１０が位置Ｘ１に到達した後に−Ｘ軸方向へ傾倒された場合における第１及び第２粘性流体３１ａ及び３１ｂの様子を示す。図１２は、図１１に示された触感を提供するための第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動波形の具体例として、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへ供給される第１及び第２印加電圧の波形を説明するための図である。
【０１１５】
実施形態１に係る触感提供システム１では、図９及び図１０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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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１１及び図１２の例では、このトリガ条件は、操作部１０の傾倒操作される方向が、＋Ｘ軸方向から−Ｘ軸方向へ遷移したことであってよい。
【０１１８】
操作部１０が＋Ｘ軸方向へ傾倒されて位置Ｘ１に到達すると、実施形態２に係る第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂは、図１１（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Ｘ軸及びＹ軸について付与するよう駆動される。例えば、第１粘性流体デバイス３０ａは、図１２に示されるように、操作部１０の位置がＸ１から＋Ｘ軸方向へ進むと、それに応じてＸ軸についての制動力が大きくなるように駆動される。第２粘性流体デバイス３０ｂは、図１２に示されるように、操作部１０のＸ軸での位置に関わらず、Ｙ軸についての制動力が一定となるよう駆動される。この場合、ユーザには、操作部１０をＸ軸に沿って傾倒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。また、この場合、ユーザには、操作部１０をＹ軸に沿って傾倒しようとしても抵抗感があるような触感が提供される。
【０１１９】
操作部１０が位置Ｘ１に到達した後に−Ｘ軸方向へ傾倒されると、実施形態２に係る第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂは、図１１（ｂ）に示されるように、Ｘ軸及びＹ軸について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、第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂは、図１１に示されるように、＋Ｘ軸方向へ傾倒されていた操作部１０が位置Ｘ２に到達する前に−Ｘ軸方向へ傾倒されると、それまでＸ軸及びＹ軸について付与されていた制動力が時間に応じて制御され、それぞれ速やかにゼロになるように制御される。この場合、ユーザには、操作部１０を−Ｘ軸方向へ傾倒し始めた瞬間に、操作部１０の動きが軽くなるような触感が提供される。
【０１２０】
図１３は、図１１に示された触感を提供するために行われる第１及び第２粘性流体デバイス３０ａ及び３０ｂの駆動制御処理の流れを示す図である。
【０１２１】
ステップ１３０１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Ｘ１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。
【０１２２】
ステップ１３０２〜１３０９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。
【０１２３】
ステップ１３１０において、制御装置５０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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１３０８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１３１１へ移行する。
【０１２４】
ステップ１３１１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。
【０１２５】
ステップ１３１２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、第１及び第２電磁界発生手段３２ａ及び３２ｂへの第１及び第２印加電圧の供給を停止して、Ｘ軸及びＹ軸について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。
【０１２６】
なお、上述のステップ１３０２又はステップ１３０９は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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１３０２又はステップ１３０９は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法及における「受付ステップ」を構成することができる。
【０１２７】
上述のステップ１３０３又は１３１０は、第１及び第２センサ２０ａ及び２０ｂ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つに基づいて、トリガ条件Ｄ又はＥが成立したか否かを判断する。よって、上述のステップ１３０３又は１３１０は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「判断ステップ」を構成することができる。
【０１２８】
上述のステップ１３０４〜１３０７は、成立したと判断されたトリガ条件Ｄに対するイベントを発生させる少なくとも１つの粘性流体デバイス３０の駆動波形を、成立したと判断されたトリガ条件Ｄに対応付けられた波形情報Ｄ１及びＤ２に基づいて生成する。よって、上述のステップ１３０４〜１３０７は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「生成ステップ」を構成することができる。
【０１２９】
上述のステップ１３０８は、イベントを発生させる少なくとも１つの粘性流体デバイス３０を駆動波形に応じて駆動する。よって、上述のステップ１３０８は、粘性流体デバイス３０の駆動制御方法における「駆動ステップ」を構成することができる。
【０１３０】
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が複雑な動きをしても、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、ユーザへ所望の触感を適切に提供することができる。
【０１３１】
図１４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。
【０１３２】
実施形態３に係る触感提供システム１は、操作部１０が、Ｘ軸及びＹ軸に沿って傾倒する動きだけでなく、他の動きも可能なように構成されてよい。例えば、操作部１０は、Ｘ軸及びＹ軸に沿って傾倒する動きだけでなく、Ｘ軸及びＹ軸に沿ってスライドする動きや、Ｚ軸に沿って押圧される動きや、Ｚ軸を中心として回転する動きも可能なように構成されてよい。すなわち、実施形態３に係る触感提供システム１は、操作部１０が、複数の座標軸に沿って動くこと、及び／又は、複数の回転軸を中心として動くことが可能であるように構成されてよい。この場合、実施形態３に係る複数の粘性流体デバイス３０は、操作部１０が動いた複数の座標軸及び／又は複数の回転軸について、それぞれ制動力を付与する。実施形態３に係る複数のセンサ２０は、複数の座標軸及び／又は複数の回転軸において、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つを検知する。実施形態３に係る制御装置５０は、複数の座標軸及び／又は複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおいて、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化すると、少なくとも１つの粘性流体デバイス３０の駆動波形を変化させる。また、実施形態３に係る制御装置５０は、複数の座標軸及び／又は複数の回転軸のうちの少なくとも１つにおいて、操作部１０の位置及び変位の少なくとも１つが変化すると、位置及び変位の少なくとも１つが変化した座標軸及び／又は回転軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形と、位置及び変位の何れもが変化していない座標軸及び／又は回転軸について制動力を付与する粘性流体デバイス３０の駆動波形と、を同期して変化させる。
【０１３３】
例えば、図１４に示された操作部１０は、Ｘ軸及びＹ軸に沿ってスライドする動きが可能なジョイスティック等の多方向入力装置である。この操作部１０では、把持部１１に固定された軸部１２と摺動可能に設けられた第１リンク部１７ａ及び第２リンク部１７ｂが、第１スライド板部１９ａ及び第２スライド板部１９ｂにそれぞれ取り付けられる。第１スライド板部１９ａ及び第２スライド板部１９ｂは、それぞれ、Ｘ軸及びＹ軸に沿って基板部１９ｃ上をスライド移動するように配置される。図１４に示された操作部１０は、軸部１２のＸ軸に沿ったスライド操作に伴って、第１リンク部１７ａ及び第１スライド板部１９ａが連動してＸ軸に沿ってスライド移動し、軸部１２のＹ軸に沿ったスライド操作に伴って、第２リンク部１７ｂ及び第２スライド板部１９ｂが連動してＹ軸に沿ってスライド移動する。この場合、第１粘性流体デバイス３０ａは、第１スライド板部１９ａに沿って配置され、第１スライド板部１９ａのスライド移動に対して制動力を付与することができる。第２粘性流体デバイス３０ｂは、第２スライド板部１９ｂに沿って配置され、第２スライド板部１９ｂのスライド移動に対して制動力を付与することができる。
【０１３４】
実施形態３に係る触感提供システム１は、操作部１０が、複数の座標軸に沿って動くこと、及び／又は、複数の回転軸を中心として動くことが可能であっても、実施形態１と同様に、適切な制動力を付与することができ、ユーザへ所望の触感を適切に提供することができる。
【０１３５】
実施形態４に係る触感提供システム１は、複数の粘性流体３１のそれぞれが、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、複数の粘性流体デバイス３０のそれぞれが、電気粘性流体デバイスであってよい。この場合、複数の粘性流体３１のそれぞれは、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、複数の電磁界発生手段３２のそれぞれは、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。複数の電磁界発生手段３２のそれぞれは、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。複数の粘性流体３１のそれぞれは、その粘度変化により軸部１２の傾倒運動に伴って発生する複数の回動軸部１８のそれぞれへの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。
【０１３６】
実施形態４に係る触感提供システム１は、複数の粘性流体デバイス３０のそれぞれ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、複雑な動きをする操作部１０へ適切に制動力を付与することができ、ユーザへ所望の触感を適切に提供することができる。
【０１３７】
［その他］
上述の実施形態では、粘性流体デバイス３０のそれぞれ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。このように、本発明は、可動部の動きが複雑であっても、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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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】
【０１４０】
１      触感提供システム
１０      操作部
１１      把持部
１２      軸部
１３      ボール部
１４      台座部
１５      筐体部
１６      ばね部
１７      リンク部
１７ａ    第１リンク部
１７ｂ    第２リンク部
１８      回動軸部
１８ａ    第１回動軸部
１８ｂ    第２回動軸部
１９ａ    第１スライド板部
１９ｂ    第２スライド板部
１９ｃ    基板部
２０      センサ
２０ａ    第１センサ
２０ｂ    第２センサ
３０      粘性流体デバイス
３０ａ    第１粘性流体デバイス
３０ｂ    第２粘性流体デバイス
３１      粘性流体
３１ａ    第１粘性流体
３１ｂ    第２粘性流体
３２      電磁界発生手段
３２ａ    第１電磁界発生手段
３２ｂ    第２電磁界発生手段
４０      駆動回路
４０ａ    第１駆動回路
４０ｂ    第２駆動回路
５０      制御装置
５１      タイマ
５２      受付部
５２ａ    第１センサ記憶領域
５２ｂ    第２センサ記憶領域
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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【図１４】
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