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公開番号2024029470
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-06
出願番号2022131752
出願日2022-08-22
発明の名称操作制御システム
出願人オムロン株式会社
代理人個人
主分類G06F 3/0354 20130101AFI20240228BHJP(計算;計数)
要約【課題】コイルに電流を流すことで回転抵抗が付与されるホイールユニットを高速で回転させた際に使用者の意図しない回転抵抗が発生することを回避して、使用感を向上させることが可能な操作制御システムを提供する。
【解決手段】マウス制御システム1は、PC20、PC20と接続されホイールユニット11を含むマウス10を備える。ホイールユニット11は、ホイール本体部12f、MR流体保持部11g、回転検出部13a、方向検出部13b、コイル12d、コイル制御部12cを有する。PC20の出力トルク決定部23aは、回転検出部13aと方向検出部13bの検出結果に応じて、ホイール本体部12fの出力トルクを決定する。コイル制御部12cは、出力トルク決定部23aにおける決定に従って、1クリック毎にプラス/マイナスの位相が反転したパルス波形を出力して、コイル12dに流れる電流を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
操作制御装置と、前記操作制御装置と接続されホイールユニットを含む操作装置と、を備えた操作制御システムであって、
前記操作装置に含まれる前記ホイールユニットは、
正転・逆転方向に回転可能な状態で前記操作装置に装填されるホイール本体部と、
外部から付与された磁場によって、前記ホイール本体部に対して回転抵抗を付与するブレーキ機構と、
前記ホイール本体部の回転方向における位置を検出する回転検出部と、
前記ホイール本体部の回転方向を検出する方向検出部と、
磁場を発生させるコイルと、
前記回転検出部および前記方向検出部における検出結果に応じて、前記ホイール本体部に対する回転抵抗を変化させるように前記コイルに流れる電流を制御することで、前記ホイール本体部を回転方向に回転させた際に所定の回転角度ごとにクリック感を生じさせるコイル制御部と、
を有し、
前記操作制御装置は、
前記回転検出部および前記方向検出部における検出結果に応じて、前記ホイール本体部の出力トルクを決定する出力トルク決定部を有し、
前記コイル制御部は、前記出力トルク決定部における決定に従って、１クリック毎にプラス／マイナスの位相が反転したパルス波形を出力して、前記コイルに流れる電流を制御する、
操作制御システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記操作制御装置は、前記ホイール本体部の出力トルクに応じた複数のパルス波形のデータを保存する記憶部を、さらに有し、
前記出力トルク決定部は、前記回転検出部および前記方向検出部における検出結果に応じた１クリック毎にプラス／マイナスの位相が反転した前記パルス波形を読み出して、前記コイル制御部へ出力する、
請求項１に記載の操作制御システム。
【請求項３】
前記操作制御装置は、前記操作装置との間で通信を行う第１通信部を、さらに有し、
前記操作装置は、前記第１通信部との間で通信を行う第２通信部を、さらに有している、
請求項１または２に記載の操作制御システム。
【請求項４】
前記操作制御装置は、前記出力トルク決定部において決定された出力トルクに対応するプラス側およびマイナス側のいずれか一方の波形からなる前記パルス波形を、１クリック毎にプラスとマイナスとが交互になるように反転させ、前記コイル制御部へ出力する位相反転部を、さらに有している、
請求項１に記載の操作制御システム。
【請求項５】
前記コイル制御部は、前記パルス波形に基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行う、
請求項１または２に記載の操作制御システム。
【請求項６】
前記回転検出部は、正転方向への回転用に第１分解能、逆転方向への回転用に前記第１分解能よりも低い第２分解能、がそれぞれ設定されている、
請求項１または２に記載の操作制御システム。
【請求項７】
前記回転検出部は、正転方向への回転時における回転位置を検出する第１位相と、逆転方向への回転時における回転位置を検出する第２位相とが互いにズレた位置に設定されている、
請求項１または２に記載の操作制御システム。
【請求項８】
前記コイル制御部は、前記回転検出部および前記方向検出部における検出結果に応じて、前記ホイール本体部が正転方向に回転している場合と逆転方向に回転している場合とで、前記ホイール本体部に対する回転抵抗を変化させるように前記コイルに流れる電流を制御する、
請求項１または２に記載の操作制御システム。
【請求項９】
前記コイル制御部は、前記方向検出部において検出される前記ホイール本体部の回転方向に応じて、前記ホイール本体部のクリック感が異なる感覚になるように、前記コイルに流れる電流を制御する、
請求項８に記載の操作制御システム。
【請求項１０】
前記コイル制御部は、前記方向検出部における検出結果が正転方向である場合には、第１ピッチでクリック感が付与され、前記方向検出部における検出結果が逆転方向である場合には、前記第１ピッチよりも広い第２ピッチでクリック感が付与されるように、前記コイルに流れる電流を制御する、
請求項９に記載の操作制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マウス、キーボード等の操作装置と、操作装置に接続された操作制御装置とを備えた操作制御システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＣ等に各種操作入力を行うマウスやキーボード等の操作装置に、回転操作によって入力を行うホイールユニットが装填された構成が採用されている。
また、近年、ホイールユニットが装填されたマウス等の操作装置は、職場や家庭に設置されたＰＣ等を操作する操作装置としての用途だけでなく、e-Sports等のゲームを操作する操作装置としても使用されており、より繊細な操作感が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、構造が簡単で低コストなスクロールホイールの段数切替え機能を有するマウス装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０６８４１１号公報（特許第６９８１６３２号）
【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、上記従来のマウス装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたマウス装置では、スクロールホイールの段数切替え機能を持たせるために、異なる溝数のコード溝を有する複数のモジュールを備えており、このモジュールを切り替えることで、スクロールホイールの段数を切り替えている。
よって、このマウス装置の構成では、使用者の好みの使用感になるように回転抵抗やクリック感等の各種設定を変化させたりすることは困難であった。
【０００６】
また、ホイールユニットの回転抵抗を変化させる手段として、付与される磁力の大きさに応じて粘性が変化する磁気粘性流体（ＭＲ（Magneto-Rheological）流体）を回転軸の周囲に封入し、磁気粘性流体の粘度変化に応じてホイールユニットの操作感（回転抵抗）を変化させるブレーキ機構が考えられる。
このような磁気粘性流体を用いたブレーキ機構を備えたホイールユニットでは、例えば、通常の２４クリック／回転から、４８クリック／回転や９６クリック／回転のように、細かいクリック感に設定することができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成において、ホイールユニットを高速で回転させると、クリック感を生じさせるためのＯＮ／ＯＦＦの切り替え時間が極端に短くなってしまい、コイルの電流が十分にピークおよび／またはゼロに到達しない電流波形となる。この場合、１クリック毎にコイルに流れる電流がゼロにならない波形となってしまうため、コイルには常に電流が流れて磁場を発生させ、オフセットトルクが発生する。このため、ホイールユニットを高速で回転させた際には、使用者の意図しない回転負荷が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の課題は、コイルに電流を流すことで回転抵抗が付与されるホイールユニットを高速で回転させた際に使用者の意図しない回転抵抗が発生することを回避して、使用感を向上させることが可能な操作制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る操作制御システムは、操作制御装置と、操作制御装置と接続されホイールユニットを含む操作装置と、を備えた操作制御システムであって、操作装置に含まれるホイールユニットは、ホイール本体部と、ブレーキ機構と、回転検出部と、方向検出部と、コイルと、コイル制御部と、を有している。ホイール本体部は、正転・逆転方向に回転可能な状態で操作装置に装填される。ブレーキ機構は、外部から付与された磁場によって、ホイール本体部に対して回転抵抗を付与する。回転検出部は、ホイール本体部の回転方向における位置を検出する。方向検出部は、ホイール本体部の回転方向を検出する。コイルは、磁場を発生させる。コイル制御部は、回転検出部および方向検出部における検出結果に応じて、ホイール本体部に対する回転抵抗を変化させるようにコイルに流れる電流を制御することで、ホイール本体部を回転方向に回転させた際に所定の回転角度ごとにクリック感を生じさせる。操作制御装置は、出力トルク決定部を有している。出力トルク決定部は、回転検出部および方向検出部における検出結果に応じて、ホイール本体部の出力トルクを決定する。コイル制御部は、出力トルク決定部における決定に従って、１クリック毎にプラス／マイナスの位相が反転したパルス波形を出力して、コイルに流れる電流を制御する。
【００１０】
ここでは、ＰＣ（Personal Computer）等の操作制御装置と、操作制御装置と接続されブレーキ機構を含むホイールユニットを有するマウス等の操作装置とを備えた操作制御システムにおいて、操作制御装置が、出力トルク決定部における決定に従って、１クリック毎にプラス／マイナスの位相が反転したパルス波形を出力して、操作装置側のコイルに流れる電流が制御される。
（【００１１】以降は省略されています）

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