專利名稱：觸覺接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及操作開關(guān)裝置，特別涉及可通過觸覺提供信息的裝置的結(jié)構(gòu)及該裝置的利用方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為汽車和摩托車等車輛用車載設(shè)備的操作開關(guān)，一般使用簡(jiǎn)單的按鈕開關(guān)，交互轉(zhuǎn)換開關(guān)及滑動(dòng)式開關(guān)，即使不用眼睛觀察也可以對(duì)其進(jìn)行操作，比較簡(jiǎn)單。但是，近年來，不僅是車輛主體的設(shè)備，空調(diào)，音響等附加的車載設(shè)備也分別高功能化，所以，在整個(gè)車輛上的開關(guān)數(shù)目也在逐漸增加?；蛘邔⒁粋€(gè)開關(guān)給予多種功能。因此，開關(guān)的操作本身變得復(fù)雜起來，一面駕駛一面操作這些開關(guān)則變得很難，在有些情況下必須用眼睛觀察加以確認(rèn)。進(jìn)而，目前在車上加裝了汽車駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)這種信息處理裝置的情況下，在駕駛過程中視線離開前方的情況有增加的趨勢(shì)。
從而，目前，通過駕駛員操作給予設(shè)備信息量及從設(shè)備接收的信息量目益增加，它們中的大多數(shù)都要通過視覺來接收，加大對(duì)駕駛員的視力的負(fù)擔(dān)。從而，需要一種不依賴駕駛員的視覺而可利用其它手段提供信息的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題，其目的是提供一種操作開關(guān)裝置及觸覺接口裝置，它們可以不依賴于視覺而是通過觸覺向操作者提供種種信息。
為了達(dá)到上述目的，觸覺接口裝置的特征為，它具有
底座構(gòu)件；由操作者操作的操作部位；可動(dòng)地安裝在前述底座構(gòu)件上，其上固定有前述操作部位上的可動(dòng)構(gòu)件；通過使前述可動(dòng)構(gòu)件位移，將前述操作部位沿一維方向或二維方向驅(qū)動(dòng)的操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其中，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)按照與向操作者提供的信息內(nèi)容相對(duì)應(yīng)使前述可動(dòng)構(gòu)件位移的位移方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)按照向操作者對(duì)前述操作部位進(jìn)行的操作給予規(guī)定的阻力感的位移方式，驅(qū)動(dòng)前述可動(dòng)構(gòu)件。
其特征為，它被用于車載電子設(shè)備。
其特征為，它設(shè)置在轉(zhuǎn)向裝置的駕駛員操作的位置附近。
其特征為，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)通過生成與現(xiàn)在位置與目標(biāo)位置的位置關(guān)系相對(duì)應(yīng)的位移方式，通過操作者的觸覺通知前述位置關(guān)系。
本發(fā)明的觸覺接口裝置，具有底座構(gòu)件；操作者接觸的接觸部位；相對(duì)可動(dòng)地安裝到前述底座構(gòu)件上，其上安裝有前述接觸部位上的可動(dòng)構(gòu)件；通過使上述可動(dòng)構(gòu)件位移，將前述接觸部位沿一維方向或兩維方向驅(qū)動(dòng)的接觸部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；其中，前述接觸部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)利用與操作者對(duì)前述接觸部位的操作相對(duì)應(yīng)使前述可動(dòng)構(gòu)件位移的位移方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，可以不依賴視覺通過操作者的觸覺提供各種信息。此外，由于可根據(jù)多種方式使操作部位位移，所以，通過裝配本發(fā)明的操作開關(guān)裝置，可減少開關(guān)的數(shù)量。
此外，可以根據(jù)操作者的操作給予各種阻力感。借此，通過生成給予阻力感的位移方式，使得利用一個(gè)操作開關(guān)裝置起著設(shè)置多個(gè)開關(guān)的作用。


圖1、是表示本發(fā)明的操作開關(guān)裝置的一種實(shí)施形式的平面圖。
圖2、是圖1所示的操作開關(guān)裝置的側(cè)視圖。
圖3、是把實(shí)施形式1中的操作開關(guān)配置到汽車的轉(zhuǎn)向裝置上時(shí)的示意圖。
圖4、是表示本發(fā)明的操作開關(guān)裝置的另外的實(shí)施形式的平面圖。
圖5、是圖4所示的操作裝置的側(cè)視圖。
圖6、是具有圖2所示的操作開關(guān)的導(dǎo)航系統(tǒng)的操作面板部分的示意圖。
圖7、是表示實(shí)施形式3中傳遞給開關(guān)的位移方式的波形例子的圖示。
圖8、是表示實(shí)施形式4中引導(dǎo)操作者的指尖的圖形的例子的圖示。
圖9、是實(shí)施形式5中的操作開關(guān)裝置的外觀圖。
圖10、是在實(shí)施形式5中把移動(dòng)量換算成電壓的電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖11。是表示實(shí)施形式5中操作開關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的圖示。
圖12、是表示實(shí)施形式5中的操作開關(guān)的阻力感的波形的例子的圖示。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式進(jìn)行說明。
實(shí)施形式1圖1是表示本發(fā)明的操作開關(guān)裝置的一種實(shí)施形式的平面圖。圖2是圖1所示的操作開關(guān)裝置的側(cè)視圖。此外，在圖3中表示把本實(shí)施形式的操作開關(guān)配置到汽車的轉(zhuǎn)向(steering)裝置上的示意圖。如從圖2中可以看出的，本實(shí)施形式由固定部10和可動(dòng)部20以及固定到可動(dòng)部20上的開關(guān)部30構(gòu)成。固定部10具有操作開關(guān)的安裝部位，即，在本實(shí)施例中，具有固定到轉(zhuǎn)向裝置上的底座11，以及極性交替配置在底座11上的磁鐵12，13，14，15。磁鐵12～15沿底座11的厚度方向上分極，在相鄰的磁鐵之間產(chǎn)生磁場(chǎng)。此外，在底座11的中心設(shè)置開口部16，利用配置在開口部16下方的位置傳感器17檢測(cè)出可動(dòng)部20乃至開關(guān)31的移動(dòng)量。
可動(dòng)部20由線圈21，22，23，24以及安裝各線圈21～24的框架25構(gòu)成。根據(jù)弗來明(Fleming)左手定則，通過使電流按規(guī)定方向流過在磁場(chǎng)中沿X軸方向并列設(shè)置的線圈21，23，將可動(dòng)部20沿Y軸方向驅(qū)動(dòng)。同樣地，通過使規(guī)定方向的電流流過沿Y軸方向并列設(shè)置的線圈22，24，將可動(dòng)部20沿X軸驅(qū)動(dòng)。從而，如果僅使電流流過上述線圈組中的其中一組，可以沿一維方向驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部20，如果使電流流過兩組線圈時(shí)，可以沿由各個(gè)一維方向的向量和表示的二維方向驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部20。這樣，可動(dòng)部20相對(duì)于固定部10底座11可動(dòng)地安裝、并借助提供給操作者的信息，被流過線圈21～24的電流進(jìn)行控制的機(jī)構(gòu)(圖中未示出)以及設(shè)置在固定部10上的磁鐵12～15和具有設(shè)在可動(dòng)部20上的線圈21～24的操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，由于開關(guān)部30固定在可動(dòng)部20上，所以，通過驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部20使之移動(dòng)，可以使開關(guān)部30的位置發(fā)生位移。
本實(shí)施形式的開關(guān)部30具有按鈕式開關(guān)31。從而，操作者通過按下開關(guān)31，將某些信息經(jīng)由操作開關(guān)裝置輸入到車輛中。此外，由于作為按鈕式開關(guān)本來所具有的結(jié)構(gòu)不是本實(shí)施形式的特征，所以圖中將其省略。在本實(shí)施形式中，當(dāng)操作者按下開關(guān)31時(shí)，或者在駕駛過程中操作者用指尖觸及開關(guān)31的狀態(tài)下，通過使開關(guān)31位移，經(jīng)過觸及開關(guān)31的狀態(tài)的操作者的指尖，可向操作者提供某些信息。
在本實(shí)施形式中，相對(duì)于電流不流過開關(guān)31的全部線圈21～24的中性(neutral)時(shí)的基準(zhǔn)位置，通過使電流流過，可以經(jīng)由可動(dòng)部20使開關(guān)31位移。從而，當(dāng)操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)獲得傳遞給操作者的信息內(nèi)容時(shí)，利用對(duì)應(yīng)于該內(nèi)容的位移方式驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部20。各種位移方式對(duì)于各個(gè)信息內(nèi)容是預(yù)先決定的，所以可通過根據(jù)該位移方式，用指尖感受開關(guān)31的位移獲得信息。此外，基準(zhǔn)位置也可以通過令一定的電流持續(xù)地流過全部線圈21～24，持續(xù)地給予可動(dòng)部20一定的負(fù)荷來獲得。借此，可以防止按鈕式開關(guān)31的位置偏離。
下面對(duì)本實(shí)施形式的應(yīng)用例進(jìn)行說明。如圖3所示，將上述結(jié)構(gòu)的操作開關(guān)配置在駕駛過程中駕駛員的手把持的位置附近，例如，將本實(shí)施形式的操作開關(guān)4配置在轉(zhuǎn)向裝置的臂部2上。同時(shí)，駕駛員的指尖總是觸及操作開關(guān)。駕駛員通過對(duì)操作開關(guān)進(jìn)行操作，可向車載設(shè)備發(fā)出某些指示。另一方面，連接操作開關(guān)的設(shè)備按照下列方式向操作者提供信息。
例如，在該車輛上裝載有導(dǎo)向裝置，操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)與導(dǎo)向系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行操作開關(guān)的驅(qū)動(dòng)控制。然后，導(dǎo)向系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的指示引導(dǎo)到某個(gè)目的地，為了到達(dá)該目的地，假設(shè)需要在200m前方的交叉點(diǎn)左轉(zhuǎn)彎。這時(shí)，導(dǎo)向系統(tǒng)通常通過在顯示器上左轉(zhuǎn)彎交叉點(diǎn)，將這種意圖通知駕駛員。
但是，當(dāng)視覺不能從前方避開的情況下，駕駛員不能得到該信息。所以，在本實(shí)施形式中，在到達(dá)左轉(zhuǎn)彎的交叉點(diǎn)前方200m時(shí)，按照預(yù)定的位移方式，例如使正在進(jìn)行操作的手的指尖觸及的開關(guān)振動(dòng)一次。此外，使可動(dòng)部20的位移方向瞬時(shí)反轉(zhuǎn)，通過再次重復(fù)這一動(dòng)作可以使開關(guān)31振動(dòng)。借此，通過觸覺可以使駕駛員知道有必要在200m的前方左轉(zhuǎn)彎。然后，在到達(dá)50mm的前方時(shí)，利用與前次不同的振動(dòng)方式，例如使開關(guān)振動(dòng)兩次。進(jìn)而，通過在即將進(jìn)入交叉點(diǎn)之前使開關(guān)連續(xù)振動(dòng)，使駕駛員知道這是應(yīng)該左轉(zhuǎn)彎的交叉點(diǎn)。此外，假定已經(jīng)通過左轉(zhuǎn)彎的交叉點(diǎn)時(shí)，通過用進(jìn)一步不同的方式使開關(guān)31振動(dòng)，把這一情況通知駕駛員。
根據(jù)本實(shí)施形式，對(duì)應(yīng)于行駛的現(xiàn)在位置和目的位置之間的位置關(guān)系的位移方式，在上述例子中通過產(chǎn)生一次、兩次或連續(xù)的振動(dòng)，通過操作者的觸覺能夠可靠地知道與交叉點(diǎn)的位置的關(guān)系。這樣，在本實(shí)施形式中，可以把必須向左轉(zhuǎn)的交叉點(diǎn)以及左轉(zhuǎn)交叉點(diǎn)的位置等從外部環(huán)境獲得的信息通過觸覺刺激進(jìn)行信息傳遞，所以駕駛員在獲得這些信息時(shí)無須將視線離開前方。
此外，在上述例子中，不需要由操作者進(jìn)行輸入時(shí)，可以不要開關(guān)部30。在這種情況下，沒有開關(guān)部30，操作者直接觸及可動(dòng)部20，或者也可以把開關(guān)部30只當(dāng)做由操作者接觸的部位。
此外，在上面的例子中，是通過改變振動(dòng)的次數(shù)來判斷應(yīng)該傳遞的信息的內(nèi)容的，也可以利用開關(guān)位移方向及振動(dòng)的時(shí)間及振動(dòng)的強(qiáng)弱等不同的方式進(jìn)行判斷。
此外，本實(shí)施形式中的操作開關(guān)，在結(jié)構(gòu)上，可以使開關(guān)部30沿二維方向移動(dòng)，但也可以不沿上下方向位移，而總是向可動(dòng)部20上施加推力，使之只能向左右一維方向位移。
實(shí)施形式2在上述實(shí)施形式在1中，說明了可沿二維方向位移的操作開關(guān)，在本實(shí)施形式中，提供一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，只沿一維方向位移的操作開關(guān)。
圖4是表示本發(fā)明的操作開關(guān)裝置的另外一種實(shí)施形式的平面圖。圖5是圖4所示的操作開關(guān)裝置的側(cè)視圖。此外，在圖6中表示了采用本實(shí)施形式的操作開關(guān)的導(dǎo)向系統(tǒng)的操作面板部分的示意圖。在本實(shí)施形式中，其結(jié)構(gòu)也可以大致分為固定部，可動(dòng)部，及開關(guān)部。固定部具有操作開關(guān)安裝部位，在本實(shí)施形式中即埋設(shè)在導(dǎo)向系統(tǒng)的顯示器下方的操作面板內(nèi)的底座41，及載置于底座41上的磁鐵42，43。磁鐵42，43在底座41上極性不同且沿底座41的厚度方向分極。在底座41的可動(dòng)構(gòu)件滑動(dòng)的一維方向上，豎立地設(shè)置壁44，45。
可動(dòng)構(gòu)件具有位于壁44，45之間的可滑動(dòng)地載置于磁鐵42，43上的線圈46。線圈46由彈性支撐構(gòu)件47、48沿滑動(dòng)方向支撐。彈性支撐構(gòu)件47，48的另一端與壁44，45的內(nèi)側(cè)相接。此外，壁44，45及彈性構(gòu)件47，48通過承擔(dān)開關(guān)功能，也可以僅配置在其中的一側(cè)上。在本實(shí)施形式中，作為彈性支撐構(gòu)件47、48，采用圖中所示的圈簧，但并不局限于此。本實(shí)施形式中的開關(guān)部30具有開關(guān)49，從功能上，提供一種滑動(dòng)式開關(guān)。
可動(dòng)部可沿一維方向滑動(dòng)地安裝在固定部的底座41上，由固定部的磁鐵42、43和可動(dòng)部的線圈46、以及根據(jù)向操作者提供的信息向線圈46流過規(guī)定方向的電流的控制機(jī)構(gòu)(圖中未示出)構(gòu)成的操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。開關(guān)49根據(jù)操作者的操作在壁44、45之間沿圖4的左右方向滑動(dòng)。進(jìn)而，開關(guān)49利用操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)按規(guī)定的方式位移。特別是，在本實(shí)施形式中，如后面所述，向觸及開關(guān)49的指尖施加規(guī)定的負(fù)荷。
下面對(duì)本實(shí)施形式的應(yīng)用例進(jìn)行說明。將上述結(jié)構(gòu)的操作開關(guān)50用于圖6所示的導(dǎo)向系統(tǒng)。此外，操作開關(guān)51是現(xiàn)有類型的開關(guān)。由于導(dǎo)向系統(tǒng)配置在駕駛座與助手座之間的儀表盤部分上，所以在駕駛員操作導(dǎo)向系統(tǒng)的按鈕50、51時(shí)，需要將視線離開前方。
這時(shí)，當(dāng)想把目前顯示的地圖向左偏移300m時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中，駕駛員操作右指示器，移動(dòng)地圖的顯示位置，當(dāng)用目視確認(rèn)已移動(dòng)300m時(shí)，停止操作，但是，在這種情況下，為了確認(rèn)已偏移300m，必須使視線離開前方。因此，在本實(shí)施形式中，操作開關(guān)50起著下面所述的作用。
即，駕駛員進(jìn)行操作，將開關(guān)49向右滑動(dòng)并保持指尖不動(dòng)。就是說，處于原封不動(dòng)地觸及開關(guān)49的狀態(tài)。操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)與導(dǎo)向系統(tǒng)連動(dòng)，當(dāng)識(shí)別到其顯示已移動(dòng)50m時(shí)，相對(duì)于可動(dòng)部給予規(guī)定的位移。例如，可以是簡(jiǎn)單的振動(dòng)，也可以給予所謂“咔哧”的輕的沖擊感。通過觸覺刺激的傳遞，駕駛員知道其顯示移動(dòng)50米。例如，當(dāng)這種觸覺是振動(dòng)時(shí)，當(dāng)把開關(guān)49向右側(cè)滑動(dòng)操作之后，指尖接收到六次振動(dòng)的話，通過觸覺駕駛員可以認(rèn)識(shí)到地圖向右移動(dòng)了300m。借此，停止對(duì)開關(guān)50的操作。
根據(jù)本實(shí)施形式，由于駕駛員可以按上述方式對(duì)操作開關(guān)50進(jìn)行操作，通過觸覺得知地圖的顯示向右移動(dòng)300m，所以，不必用目視確認(rèn)顯示地圖的移動(dòng)。
此外，在上述說明中，列舉了將本實(shí)施形式的操作開關(guān)用于導(dǎo)向系統(tǒng)時(shí)的情況，但也可以通過振動(dòng)等位移方式，或者給予開關(guān)49對(duì)振動(dòng)方向的反作用力(阻力感)等，將其用于音量等其它設(shè)備的操作開關(guān)。
實(shí)施形式3在上述實(shí)施形式2中，對(duì)把圖4，5所示的操作開關(guān)用于導(dǎo)向系統(tǒng)，得知地圖的移動(dòng)距離時(shí)的情況進(jìn)行了說明，在本實(shí)施例中，給出提供其它信息時(shí)的例子。
例如，側(cè)制動(dòng)器未完全放開以及門未完全關(guān)閉，所謂半關(guān)門狀態(tài)的警告信息，通常是使在駕駛座前的儀表盤部分的顯示報(bào)警燈亮燈，來通知駕駛員，但是，除非駕駛員的視線向著報(bào)警燈，否則就無法得知這些警告。因此，在本實(shí)施形式中，如圖3所示，把操作開關(guān)配置在駕駛員的指尖通常放置的轉(zhuǎn)向裝置的部分上，通過駕駛員總是觸及它，可以通過觸覺刺激得知上述警告等有關(guān)汽車的狀態(tài)。
圖7中給出了借助由操作部位的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行的電流控制傳遞給開關(guān)的位移方式的波形的例子，通知駕駛員的開關(guān)位移方式，如圖7(a)或(b)所示，按所謂警告信息的種類指定脈沖波形，只生成警告數(shù)的脈沖波形?；蛘?，也可以根據(jù)警告的種類設(shè)定不同的方式。
實(shí)施形式4在上述實(shí)施形式3中，是基于向駕駛者的指尖給予一次或兩次沖擊的脈沖波形，但在本實(shí)施形式中，通過產(chǎn)生字符，記號(hào)等種種方式，駕駛員可以獲得更詳細(xì)的警告類別。
圖8是表示采用實(shí)施形式1所示的操作開關(guān)，引導(dǎo)指尖的方式的例子的圖示。在圖8中，有(a)橫向觸摸，(b)圓周，(c)花瓣，(d)振動(dòng)圓周等各種位移圖形，進(jìn)而還被表示成(e)〔A〕及(f)〔X〕這樣的字符，以及(g)〔8〕這類的數(shù)字。使用它們，可以給各方式以一定的含意。例如，在使用導(dǎo)向系統(tǒng)尋找停車場(chǎng)時(shí)，當(dāng)靠近停車場(chǎng)時(shí)，和實(shí)施例1一樣，使開關(guān)振動(dòng)，但在本實(shí)施形式中，作為其振動(dòng)方式可采用(d)的振動(dòng)圓周。根據(jù)到停車場(chǎng)的距離，改變其振動(dòng)的次數(shù)。當(dāng)停車場(chǎng)在行駛方向的左側(cè)時(shí)，用(b)的圓形方式僅使左側(cè)的操作開關(guān)進(jìn)行開關(guān)位移。
或者，當(dāng)駕駛員由于是單行線的出口而在禁止進(jìn)入車道左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，利用表示否定的(a)的橫向觸摸方式使開關(guān)位移。此外，對(duì)于用文字和數(shù)字直接顯示的信息，可直接用英文和數(shù)字通知。這樣，在本實(shí)施形式中，可利用各種方式通過觸覺將各種信息提供給駕駛員。
此外，在像〔A〕字這種不能用一筆書寫的字符的情況下，通過將構(gòu)成字符的線段部分比較緩慢地移動(dòng)，而對(duì)不形成字符的線段，即對(duì)通常將指尖浮起移動(dòng)的部分較快的移動(dòng)，可以判斷區(qū)分構(gòu)成字符的部分和只是簡(jiǎn)單的移動(dòng)部分。同時(shí)，對(duì)于指尖的移動(dòng)部分，在本實(shí)施形式中，也可以保持在觸及接觸板的狀態(tài)。
實(shí)施形式5在本實(shí)施形式中，通過產(chǎn)生各種方式的負(fù)荷，可給予操作開關(guān)的操作者的指尖阻力感的滑動(dòng)式操作開關(guān)進(jìn)行說明。
圖9是實(shí)施形式的操作開關(guān)裝置的外觀圖，圖10是設(shè)置在裝置框體內(nèi)部、將移動(dòng)量換算成電壓的電路的結(jié)構(gòu)圖。操作者通過沿開口部52滑動(dòng)相當(dāng)于操作部位的操作旋鈕53，輸入所要設(shè)定的音量及室溫等信息。操作旋鈕53安裝到從裝置框體內(nèi)部伸出的作為可動(dòng)構(gòu)件的臂54上，安裝到該臂54的相反側(cè)的電刷56總是與電路的電阻58接觸，通過使電刷56移動(dòng)，可連續(xù)地使輸出值變化。此外，除這種接觸式以外，還存在著用線性編碼器測(cè)量操作旋鈕位置的方式。
圖11是表示在操作開關(guān)裝置中驅(qū)動(dòng)操作旋鈕的本實(shí)施形式中獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖示。這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相當(dāng)于操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。臂54在裝置框體的內(nèi)部緊密連接在旋轉(zhuǎn)帶60上。旋轉(zhuǎn)帶60架設(shè)在安裝到配置于操作旋鈕53的移動(dòng)范圍的兩端側(cè)的馬達(dá)62的馬達(dá)軸上的驅(qū)動(dòng)皮帶輪64與從動(dòng)皮帶輪66之間。操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)向操作者提供的信息，通過控制馬達(dá)62的動(dòng)作，向觸及該操作旋鈕的操作者提供該信息。在本實(shí)施形式中，其特征為，根據(jù)信息的內(nèi)容使馬達(dá)62產(chǎn)生預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)速度及轉(zhuǎn)矩，借此在操作旋鈕53上產(chǎn)生各種阻力感，使操作者感受到開關(guān)感覺等。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施形式的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖12是表示本實(shí)施形式中的操作開關(guān)所產(chǎn)生的阻力感的波形的例子。圖12(a)中表示出這樣一種形狀的波形C，即，操作者根據(jù)滑動(dòng)操作的作用，從初始位置施加成正比的負(fù)荷，在到達(dá)峰值之前施加更大的負(fù)荷，在到達(dá)峰值時(shí)一下子取消負(fù)荷。當(dāng)根據(jù)該波形C進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，操作者會(huì)感受到為使操作旋鈕53滑動(dòng)而加到指尖上的相當(dāng)可觀的阻力感，當(dāng)進(jìn)一步使之滑動(dòng)達(dá)到峰值時(shí)，會(huì)獲得一下子變得沒有阻力感變得輕松起來的感覺。借助這種感覺，可以通知操作者開關(guān)是接通還是斷開。這種波形C恰恰類似于擰煤氣爐的旋轉(zhuǎn)開關(guān)使之自動(dòng)點(diǎn)火時(shí)的“咔哧”的感覺以及點(diǎn)燃?jí)弘娛酱蚧饳C(jī)時(shí)的感覺。通過按照這種波形C進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，可以給予操作開關(guān)已接通(ON)的觸覺刺激。
此外，圖12(b)中表示，以等量間隔重復(fù)性地出現(xiàn)一會(huì)兒有阻力感，一會(huì)兒沒有阻力感。即，利用這種波形D，例如可以給予車載空調(diào)裝置的風(fēng)量調(diào)整開關(guān)那樣風(fēng)量切換的感覺。在圖12(b)中，從開關(guān)斷開的狀態(tài)滑動(dòng)操作旋鈕53時(shí)，可以感受到阻力感，當(dāng)進(jìn)一步滑動(dòng)時(shí)，變得沒有阻力感。借此，給予操作者從關(guān)閉到將風(fēng)量設(shè)定到一級(jí)的感覺。進(jìn)而，通過使操作旋鈕滑動(dòng)，借助受到同樣的感覺，可以感受到將風(fēng)量從一級(jí)到二級(jí)，從二級(jí)到三級(jí)的切換，這樣，感覺到阻力感，然后沒有阻力感，可以將開關(guān)的接通/關(guān)閉(ON/OFF)，或者對(duì)風(fēng)量級(jí)別的設(shè)定通知操作者。
根據(jù)本實(shí)施形式，根據(jù)用上述波形C，D所示的位移方式可給予操作者規(guī)定的阻力感。上面所述的開關(guān)感覺都是通過使滑動(dòng)型開關(guān)滑動(dòng)操作獲得的，所謂“咔哧”感不是根據(jù)物理結(jié)構(gòu)給出的。利用上面所產(chǎn)生的波形的形狀順序，即，利用所產(chǎn)生的負(fù)荷的調(diào)整順序，即使在實(shí)際上不使開關(guān)滑動(dòng)，也可以給予開關(guān)感。在本實(shí)施形式中，以滑動(dòng)型的開關(guān)為例子，但在實(shí)施形式1，2中所示的按鈕式開關(guān)中，也可以給予操作滑動(dòng)式開關(guān)的開關(guān)感。進(jìn)而，它也適用于旋轉(zhuǎn)式開關(guān)等。
在本實(shí)施形式中，根據(jù)操作者的操作輸入，以給予阻力感的方式使操作部位位移，但也可以不是阻力感的感覺，而是按照對(duì)查詢進(jìn)行回答的方式作用。
上述各種實(shí)施形式與本實(shí)施形式不同，與有無操作者的輸入操作無關(guān)、主動(dòng)地使操作部位位移，根據(jù)其位移方式提供信息。換句話說，由于上述各實(shí)施形式無需輸入操作，所以代替能進(jìn)行輸入操作用的操作部位，設(shè)置不進(jìn)行輸入而僅提供信息的由操作者接觸的接觸部位，通過該接觸部位向操作者提供信息。但是，不管操作者接觸的部位是操作部位，還是接觸部位，借助振動(dòng)方式，操作部位等的移動(dòng)有時(shí)會(huì)終止于偏離底座的位置處。當(dāng)從這種偏離的位置開始向下一個(gè)振動(dòng)方式開始移動(dòng)時(shí)，從結(jié)構(gòu)上講，操作部位等的移動(dòng)有可能會(huì)超出上下或左右方向的界限，其結(jié)果是，會(huì)造成不能正確地展示振動(dòng)方式的可能性。因此，優(yōu)選地在根據(jù)一個(gè)振動(dòng)方式使操作部位等剛剛移動(dòng)之后，或者在移動(dòng)結(jié)束經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間之后，或者在根據(jù)下一個(gè)振動(dòng)方式即將開始移動(dòng)之前，或者在畫面圖示及輸入模式轉(zhuǎn)變時(shí)等規(guī)定的時(shí)刻，根據(jù)需要進(jìn)行控制，使操作部位等位置返回到初始位置，即返回到中性的基準(zhǔn)位置。也可以在進(jìn)行返回到作為基準(zhǔn)的初始位置的初始化動(dòng)作時(shí)，通過根據(jù)預(yù)定的初始化方式進(jìn)行振動(dòng)動(dòng)作的展示，通知操作者已經(jīng)實(shí)行初始化動(dòng)作。這樣，通過明確地表示初始動(dòng)作，可以避免與其它方式的混淆。
如上所述，在各實(shí)施形式中，對(duì)本發(fā)明的特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，也可以把在實(shí)施形式中所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行組合進(jìn)行使用。此外，在上述例子中，列舉了用于車載用電子設(shè)備時(shí)的情況，但也可用于車載用之外的電子設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種觸覺接口裝置，其特征為，它具有底座構(gòu)件；由操作者操作的操作部位；可動(dòng)地安裝在前述底座構(gòu)件上，其上固定有前述操作部位上的可動(dòng)構(gòu)件；通過使前述可動(dòng)構(gòu)件位移，將前述操作部位沿一維方向或二維方向驅(qū)動(dòng)的操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其中，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)按照與向操作者提供的信息內(nèi)容相對(duì)應(yīng)使前述可動(dòng)構(gòu)件位移的位移方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征為，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)按照向操作者對(duì)前述操作部位進(jìn)行的操作給予規(guī)定的阻力感的位移方式，驅(qū)動(dòng)前述可動(dòng)構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征為，它被用于車載電子設(shè)備。
4.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征為，它設(shè)置在轉(zhuǎn)向裝置的駕駛員操作的位置附近。
5.如權(quán)利要求3所述的觸覺接口裝置，其特征為，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)通過生成與現(xiàn)在位置與目標(biāo)位置的位置關(guān)系相對(duì)應(yīng)的位移方式，通過操作者的觸覺通知前述位置關(guān)系。
6.如權(quán)利要求3所述的觸覺接口裝置，其特征為，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)通過生成與表示配備有前述車載電子設(shè)備的汽車的狀態(tài)信息相對(duì)應(yīng)的位移方式，通過操作者的觸覺通知前述表示汽車狀態(tài)的信息。
7.如權(quán)利要求6所述的觸覺接口裝置，其特征為，前述表示汽車狀態(tài)的信息是對(duì)駕駛員的警告信息。
8.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征為，前述操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行使前述可動(dòng)構(gòu)件返回初始位置的動(dòng)作。
9.一種觸覺接口裝置，其特征為，它具有底座構(gòu)件；操作者接觸的接觸部位；相對(duì)可動(dòng)地安裝到前述底座構(gòu)件上，其上安裝有前述接觸部位上的可動(dòng)構(gòu)件；通過使上述可動(dòng)構(gòu)件位移，將前述接觸部位沿一維方向或兩維方向驅(qū)動(dòng)的接觸部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其中，前述接觸部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)利用與操作者對(duì)前述接觸部位的操作相對(duì)應(yīng)使前述可動(dòng)構(gòu)件位移的位移方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的接口裝置，其特征為，它被用作汽車駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)的輸入裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的接口裝置，其特征為，前述接觸部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在根據(jù)操作者的操作使前述汽車駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)顯示的地圖移動(dòng)時(shí)，生成對(duì)應(yīng)于該操作的移動(dòng)距離的位移方式，通過操作者的觸覺通知前述移動(dòng)的距離。
12.如權(quán)利要求9所述的接口裝置，其特征為，它被用作滑動(dòng)開關(guān)的輸入裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸覺接口裝置，不依賴于視覺而是通過操作者的觸覺向操作者提供種種信息。為此，這種觸覺接口裝置具有其上配備有極性交替設(shè)置的磁鐵的底座、相對(duì)于底座可動(dòng)、安裝有線圈的框架、以及固定到框架上的按鈕型開關(guān)。操作部位驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)為了生成對(duì)應(yīng)于傳遞給操作的信息的內(nèi)容的方式，使規(guī)定方向的電流流過線圈，使開關(guān)沿二維方向位移。操作者通過觸覺從開關(guān)獲得信息。
文檔編號(hào)G08G1/0969GK1406786SQ0210660
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者坂卷克己, 塚本一之, 竹內(nèi)伸 申請(qǐng)人:富士施樂株式會(huì)社