(57)【要約】      （修正有）【課題】振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供する。【解決手段】プッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、プッシュ操作機構を介してモータ４２、カムプレート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装置と、所定の時間間隔ΔＴ毎に駆動開始が可能であって、モータ４２、カムプレートを第１の方向に駆動することによりタッチパネル２４を触覚呈示駆動すると共に、触覚呈示駆動後にモータ４２、カムプレートを第１の方向と逆の第２の方向に駆動する駆動制御部１００と、を有し、駆動制御部１００は、第２の方向に駆動する場合に、所定の時間間隔ΔＴの前半においてモータ４２、カムプレートを第２の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレートを第１の方向に駆動する制動制御を行なうように操作装置を構成する。【選択図】図５
2014154002.tif 000002
【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を介して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、
所定の時間間隔毎に駆動開始が可能であって、前記駆動部を第１の方向に駆動することにより前記操作部を触覚呈示駆動すると共に、前記触覚呈示駆動後に前記駆動部を前記第１の方向と逆の第２の方向に駆動する駆動制御部と、を有し、
前記駆動制御部は、前記第２の方向に駆動する場合に、前記所定の時間間隔の前半において前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半において前記駆動部を前記第１の方向に駆動する制動制御を行なうことを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記第２の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第１の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第１の方向に駆動するブレーキ制動により行われ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】
前記第２の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第１の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第１の方向に駆動する駆動パルスにより行われることを特徴とする請求項１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基準位置にある可動パネルに当接させて可動パネルを上方向に駆動して情報呈示（振動呈示）し、呈示後にカムを基準位置まで戻し、その後、カムを退避位置まで移動させる退避動作が必要である。しかしこのような機構の場合、カムの退避動作の途中から情報呈示（振動呈示）の動作を開始する場合等にはカムの速度がゼロでない状態から動作開始するので、振動呈示動作の大きさを安定させることができないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができ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を介して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、所定の時間間隔毎に駆動開始が可能であって、前記駆動部を第１の方向に駆動することにより前記操作部を触覚呈示駆動すると共に、前記触覚呈示駆動後に前記駆動部を前記第１の方向と逆の第２の方向に駆動する駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記第２の方向に駆動する場合に、前記所定の時間間隔の前半において前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半において前記駆動部を前記第１の方向に駆動する制動制御を行なうことを特徴とする操作装置を提供する。
【０００８】
［２］前記第２の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第１の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第１の方向に駆動するブレーキ制動により行われ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、前記第２の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第２の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第１の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第１の方向に駆動する駆動パルスにより行われ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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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、カムの退避動作を説明するための図である。
【図５】図５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６】図６（ａ）〜（ｃ）は、ブレーキ制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流Ｉ、カムの角速度ω、カムの角度θと時間ｔとの関係を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、パルス制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流Ｉ、カムの角速度ω、カムの角度θと時間ｔとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（本発明の実施の形態）
（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、カムプレート４３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、所定の時間間隔ΔＴ毎に駆動開始が可能であって、モータ４２、カムプレート４３を第１の方向に駆動することによりタッチパネル２４を触覚呈示駆動すると共に、触覚呈示駆動後にモータ４２、カムプレート４３を第１の方向と逆の第２の方向に駆動する駆動制御部１００と、を有し、駆動制御部１００は、第２の方向に駆動する場合に、所定の時間間隔ΔＴの前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向に駆動する制動制御を行なうように概略構成されている。
【００１４】
ここで、第１の方向（押上方向）は、ベース２１、フレーム２２、タッチパネル２４等を上方向に押上げる方向（プッシュ操作と逆方向）、図２（ｂ）で示すＡ方向であって、モータ４２、カムプレート４３等の回転方向もこの方向に押上げるための回転方向、図３（ｂ）で示すＢ方向である。また、第２の方向（退避方向）は、ベース２１、フレーム２２、タッチパネル２４を下方向に駆動する方向（プッシュ操作の方向）また後述するカムプレート４３を退避させる方向、図２（ｂ）で示すＣ方向であって、モータ４２、カムプレート４３等の回転方向もこの方向への回転方向、図３（ｂ）、図４で示すＤ方向である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（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３４とが取り付けられている。
【００２８】
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。
【００２９】
エンタースイッチ３４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３４Ａと、制御基板７側に取り付けられたフォトインタラプタ３４Ｂから構成されている。エンタースイッチ板３４Ａ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３４の検出信号は、図５に示すように、制御部１１０へ入力される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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振動呈示動作により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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、図４に示すストッパ５０にカムプレート４３が当接して、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
図４は、カムの退避動作を説明するための図である。
【００４３】
ここで、図２（ａ）〜図３（ｃ）及び図４により、本発明の実施の形態の、退避状態からのガタ詰め動作、基準位置Ｌ１から上方への押し上げによる振動呈示動作（メイン振動）、基準位置Ｌ１までの戻り動作、及び、基準位置Ｌ１からカムプレート４３がストッパ５０に当接するまでの退避動作を説明する。
【００４４】
操作装置１が停止しているときは、図３（ａ）に示すように、カムプレート４３がストッパ５０に当接した状態である。
【００４５】
モータ４２、カムプレート４３をＢ方向に回転させて、この退避状態から図３（ｂ）の状態に至る、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を行なう。この時、タッチパネル２４は基準位置Ｌ１にある。
【００４６】
図３（ｂ）の状態から、モータ４２をＢ方向に駆動して、カムプレート４３によるタッチパネル２４（図２ではベース２１が示されている）の基準位置Ｌ１から上方への押し上げによる振動呈示動作を行なう。上方への押し上げによる振動呈示動作は、図２（ｂ）、図３（ｂ）で示す基準位置Ｌ１から、図２（ｃ）、図３（ｃ）で示す上方のＬ２位置まで、カムプレート４３をリンク部材３２のカムフォロア面３２ｅに当接させながらモータ４２を駆動して行なう。
【００４７】
振動呈示動作の上方への押し上げ後、図３（ａ）に示すように、モータ４２をＤ方向に回転させてタッチパネル２４を基準位置Ｌ１まで戻す戻し動作を行なう。
【００４８】
図３（ｂ）に示す基準位置Ｌ１に戻った状態から、後述するモータ制御により、モータ４２をＤ方向に回転させて、基準位置Ｌ１からカムプレート４３がストッパ５０に当接するまでの退避動作を行なう。
【００４９】
退避動作の途中、又は、完了後に、再び、上記説明したガタ詰め動作から始まる一連の振動呈示動作が、所定時間間隔ΔＴのタイミングで動作開始される。
【００５０】
（駆動制御部１００の構成）
図５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からモータ電流Ｉを供給されて回転駆動される。また、モータ４２は、制御部１１０から出力されるブレーキ制御信号Ｖｂに基づいて、モータ電流Ｉによる回転制御から回生制動に切り替えてモータの制御を行なうことができる。
【００５１】
図５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３４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の通電又は回生制動による制御を行なう。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。
【００５２】
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、ブレーキ制御信号Ｖｂを出力するアナログ信号出力部を備える。ＣＰＵは、基準クロックにより割込み処理を所定時間間隔ΔＴ（例えば、５ｍｓ）毎に行なうものであり、上記説明したガタ詰め動作、振動呈示動作、戻し動作、及び、退避動作は所定時間間隔ΔＴのタイミングで動作開始が可能なシステムとなっている。
【００５３】
（操作装置１の退避動作）
図４及び図６、図７により、本発明の実施の形態における特徴部分である退避動作について説明する。
【００５４】
（ブレーキ制動による場合）
図６（ａ）〜（ｃ）は、ブレーキ制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流Ｉ、カムの角速度ω、カムの角度θと時間ｔとの関係を示す図である。
【００５５】
図６（ａ）は、モータ電流Ｉと時間ｔとの関係である。図４に示すように、時間ｔ＝ｔ１においてカムプレート４３は基準位置Ｌ１に対応する基準角度θ１にある。図５で示した駆動制御信号Ｖｃにより、所定時間間隔ΔＴのタイミング上の時間ｔ＝ｔ１からカムプレート４３の退避動作が開始される。
【００５６】
駆動制御信号Ｖｃは、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向Ｄ方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半において、制御部１１０からブレーキ制御信号Ｖｂが出力されて、モータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動する回生電流がモータ電流Ｉｐと逆のブレーキ電流Ｉｂ（ピーク電流）となるような制動制御が行われる。
【００５７】
時間ｔ＝ｔ１からｔ２までは、モータ４２をパルス制御信号によりモータ電流Ｉｐでモータ４２を第２の方向（退避方向Ｄ方向）に駆動してカムプレート４３を退避方向へ向かって移動させる。次に、制御部１１０からブレーキ制御信号Ｖｂが出力されて、時間ｔ＝ｔ２から回生制御が開始される。ｔ３でＩｐと逆方向のピークのブレーキ電流Ｉｂとなり、時間ｔ＝ｔ４まで回生制動が行われる。この時間間隔ΔＴの１周期の前半における退避方向への駆動制御と、後半における押上方向への制動制御は、その合計が時間間隔ΔＴの１周期の一部であっても全部であってもよい。
【００５８】
図６（ｂ）は、カムプレート４３の角速度ωと時間ｔの関係である。時間間隔ΔＴの１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角速度をω（ｔ１）からω（ｔ２）まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ｉｂにより角速度をω（ｔ４）まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔＴにおいても、１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角速度をω（ｔ４）からω（ｔ５）まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ｉｂにより角速度をω（ｔ７）まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図４に示すカムプレート４３がストッパに当接する退避位置（角度θe）までカムプレート４３を移動制御する。
【００５９】
図６（ｃ）は、カムプレート４３の角度θと時間ｔの関係である。時間間隔ΔＴの１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角度をθ（ｔ１）からθ（ｔ２）まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ｉｂにより角度をθ４まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔＴにおいても、１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角度をθ（ｔ４）からθ（ｔ５）まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ｉｂにより角度をθ（ｔ７）まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図４に示すカムプレート４３がストッパに当接する退避位置（角度θe）までカムプレート４３を移動制御する。
【００６０】
ここで、図６（ｂ）に示す点線Ｌωは、連続的に退避制御した場合の角速度ωと時間ｔの関係を示す。また、図６（ｃ）に示す点線Ｌθは、連続的に退避制御した場合の角度θと時間ｔの関係を示す。
【００６１】
図６（ｃ）で示すように、時間ｔ４、ｔ７における角度θ（ｔ４）、θ（ｔ７）が連続的に退避制御した場合の点線Ｌθと同じ場合でも、図６（ｂ）で示す、時間ｔ４、ｔ７における角速度ω（ｔ４）、ω（ｔ７）は、それぞれ連続的に退避制御した場合の点線Ｌωよりも上にあり、角速度は小さいことがわかる。これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
【００６２】
図６（ｃ）で示したように、周期ΔＴ毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図６（ｂ）で示したように、周期ΔＴ毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。したがって、周期ΔＴ毎にマイコンから割込み処理がされるシステムにおいて、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動する回生電流がモータ電流Ｉｐと逆のブレーキ電流Ｉｂ（ピーク電流）となるような制動制御を行なう。これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
【００６３】
なお、上記説明した、時間ｔ＝ｔ１においてカムプレート４３が基準位置Ｌ１（基準角度θ１）にあるとされる状態は、戻し動作の終了状態であって一定ではない。このような基準位置Ｌ１（基準角度θ１）から退避動作を開始する本実施の形態に係るシステムの場合においては、特に有利な効果となる。
【００６４】
（パルス制動による場合）
図７（ａ）〜（ｃ）は、パルス制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流Ｉ、カムの角速度ω、カムの角度θと時間ｔとの関係を示す図である。
【００６５】
図７（ａ）は、モータ電流Ｉと時間ｔとの関係である。図４に示すように、時間ｔ＝ｔ１においてカムプレート４３は基準位置Ｌ１に対応する基準角度θ１にある。図５で示した駆動制御信号Ｖｃにより、所定時間間隔ΔＴのタイミング上の時間ｔ＝ｔ１からカムプレート４３の退避動作が開始される。
【００６６】
駆動制御信号Ｖｃは、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向Ｄ方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｂとなるような駆動制御を行なうように出力される。
【００６７】
時間ｔ＝ｔ１からｔ２までは、モータ４２をパルス制御信号によりモータ電流Ｉｐでモータ４２を第２の方向（退避方向Ｄ方向）に駆動してカムプレート４３を退避方向へ向かって移動させる。次に、モータ４２を逆極性のパルス制御信号によりモータ電流Ｉｂでモータ４２を第１の方向に駆動してカムプレート４３にブレーキがかけられる。この時間間隔ΔＴの１周期の前半における退避方向への駆動制御と、後半における押上方向への制動制御は、その合計が時間間隔ΔＴの１周期の一部であっても全部であってもよい。
【００６８】
図７（ｂ）は、カムプレート４３の角速度ωと時間ｔの関係である。時間間隔ΔＴの１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角速度をω（ｔ１）からω（ｔ２）まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ｉｂによるブレーキ制御により角速度をω（ｔ３）、ω（ｔ４）まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔＴにおいても、１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角速度をω（ｔ４）からω（ｔ５）まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ｉｂによるブレーキ制御により角速度をω（ｔ６）、ω（ｔ７）まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図４に示すカムプレート４３がストッパに当接する退避位置（角度θe）までカムプレート４３を移動制御する。
【００６９】
図７（ｃ）は、カムプレート４３の角度θと時間ｔの関係である。時間間隔ΔＴの１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角度をθ（ｔ１）からθ（ｔ２）まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ｉｂによるブレーキ制御により角度をθ（ｔ４）まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔＴにおいても、１周期の前半において、パルス電流Ｉｐで退避方向に大きく駆動して角度をθ（ｔ４）からθ（ｔ５）まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ｉｂによるブレーキ制御により角度をθ（ｔ７）まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図４に示すカムプレート４３がストッパに当接する退避位置（角度θe）までカムプレート４３を移動制御する。
【００７０】
ここで、図７（ｂ）に示す点線Ｌωは、連続的に退避制御した場合の角速度ωと時間ｔの関係を示す。また、図７（ｃ）に示す点線Ｌθは、連続的に退避制御した場合の角度θと時間ｔの関係を示す。
【００７１】
図７（ｃ）で示すように、時間ｔ４、ｔ７における角度θ（ｔ４）、θ（ｔ７）が連続的に退避制御した場合の点線Ｌθと同じ場合でも、図７（ｂ）で示す、時間ｔ４、ｔ７における角速度ω（ｔ４）、ω（ｔ７）は、それぞれ連続的に退避制御した場合の点線Ｌωよりも上にあり、角速度は小さいことがわかる。すなわち、角速度が退避方向に小さいことにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
【００７２】
図７（ｃ）で示したように、周期ΔＴ毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図７（ｂ）で示したように、周期ΔＴ毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。したがって、周期ΔＴ毎にマイコンから割込み処理がされるシステムにおいて、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｂとなるような駆動制御を行なう。これにより、これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
【００７３】
なお、上記説明した、時間ｔ＝ｔ１においてカムプレート４３が基準位置Ｌ１（基準角度θ１）にあるとされる状態は、戻し動作の終了状態であって一定ではない。このような基準位置Ｌ１（基準角度θ１）から退避動作を開始する本実施の形態に係るシステムの場合においては、特に有利な効果となる。
【００７４】
（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に係る操作装置１は、周期ΔＴ毎にマイコンから割込み処理がされるシステムであって、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動する回生電流がモータ電流Ｉｐと逆のブレーキ電流Ｉｂ（ピーク電流）となるような制動制御を行なう。これにより、図６（ｃ）で示したように、周期ΔＴ毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図６（ｂ）で示したように、周期ΔＴ毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。すなわち、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができ、出力振動の大きさを安定させることができる。
（２）また、本発明の実施の形態に係る操作装置１は、周期ΔＴ毎にマイコンから割込み処理がされるシステムであって、時間間隔ΔＴの１周期の前半においてモータ４２、カムプレート４３を第２の方向（退避方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｐとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ４２、カムプレート４３を第１の方向（押上方向）に駆動するためモータ電流がパルスＩｂとなるような駆動制御を行なう。これにより、図７（ｃ）で示したように、周期ΔＴ毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図７（ｂ）で示したように、周期ΔＴ毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。すなわち、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができ、出力振動の大きさを安定させることができる。
（３）上記示したそれぞれの実施の形態により、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供することができる。また、２つの実施の形態で示した後半の制御、ブレーキ電流Ｉｂによる制動制御とパルス電流Iｐによる駆動制御は、組み合わせることが可能である。これにより、さらに制御性、安定性に優れた操作装置を実現することもできる。
【００７５】
［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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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】
【００７８】
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、３４…エンタースイッチ、３５…スタビライザ、３６…トーションバネ、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、５０…ストッパ、１００…駆動制御部、１１０…制御部、１２０…駆動回路、Ｖｃ…駆動制御信号、Ｖｂ…ブレーキ制御信号、Ｌ１…基準位置、Ｌ２…位置、ΔＴ…所定時間間隔、Ｉ…モータ電流、ω…カムの角速度、θ…カムの角度、Ｉｂ…ブレーキ電流
【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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