專利名稱：觸覺接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸覺接口裝置，特別是涉及一種將操作部安裝在方向盤上被車載的裝置，其是通過觸覺向司機等操作者告知車輛狀態(tài)或車外狀態(tài)的裝置。
背景技術(shù)：
車輛在行走中，可以通過觀察儀表板來了解汽油殘量等車輛狀態(tài)，并且可以通過觀察車外的表示板、導(dǎo)向板、表示交通信息的導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示畫面等來察覺前方障礙物或路面狀態(tài)等。雖然可以通過視覺識別這些信息，但由于駕駛中意識集中在駕駛上，無法凝視被給出的信息，有時還會出現(xiàn)漏掉的現(xiàn)象。
更進一步來說，近年來，雖然安裝音頻系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)的車輛也不少，但伴隨著這些機器的高功能化，也搭載了許多操作開關(guān)類部件，進一步加大了視覺的負擔(dān)。
就這樣，現(xiàn)在雖然存在著從車載機器類或從車外得到的信息量不斷增大的傾向，但其中大部分要通過視覺取得，加大了駕駛員視力的負擔(dān)。因此希望有不依靠駕駛員的視覺、可以用其他方法提供信息的裝置出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決以上問題而設(shè)計，其目的是提供一種不依賴視覺、可以通過觸覺向操作者直感傳達各種信息的觸覺接口裝置。
為了達成以上目的，本發(fā)明的觸覺接口裝置具有如下特征檢測車輛狀態(tài)或車外狀態(tài)中至少一者的狀態(tài)檢測裝置、和判斷是否需要將上述狀態(tài)檢測裝置檢測的信息告知操作者，且在判斷為應(yīng)告知時將此信息生成為觸覺信息的報知控制裝置、以及根據(jù)從上述報知控制裝置來的觸覺信息進行驅(qū)動的觸覺呈示裝置。
使用此發(fā)明，可以不依賴視覺、通過操作者的觸覺提供車內(nèi)狀態(tài)或者車外狀態(tài)。特別是由于可按照與應(yīng)報知操作者信息的內(nèi)容相關(guān)的方向驅(qū)動操作部，可以直感地傳達應(yīng)報知信息的內(nèi)容。
此外，上述觸覺呈示裝置的特征是具有2個自由度以上的轉(zhuǎn)位呈示自由度。
如此，因為可以驅(qū)動操作部在2個自由度以上，可以就應(yīng)報知信息的內(nèi)容生成更加直感、容易理解的觸覺刺激。
此外，觸覺呈示裝置的特征是具有基臺構(gòu)件、可被操作者操作的操作部位、對應(yīng)上述基臺構(gòu)件以可動形式安裝的同時固定上述操作部位的可動構(gòu)件、以及通過上述可動構(gòu)件的轉(zhuǎn)位在至少2個自由度上驅(qū)動上述操作部位的操作部位驅(qū)動控制裝置，上述操作部位驅(qū)動控制裝置對應(yīng)于向操作者提供信息的內(nèi)容，通過可使上述可動構(gòu)件轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位圖形(パタ一ン)進行驅(qū)動控制。
此外其特征還有當(dāng)判斷配設(shè)的方向盤(ステアリング)需要強力把持的狀態(tài)發(fā)生時，具有可以強制上述可動構(gòu)件不動的可動抑制裝置。
此外，當(dāng)觸覺接口裝置安裝在方向盤上時，由于當(dāng)判斷方向盤需要強力把持狀態(tài)發(fā)生時，就會強制可動構(gòu)件不動，這樣就可以將駕駛員的把持力充分傳給方向盤。
進一步說明，上述可動抑制裝置的特征是具有物理阻止上述可動構(gòu)件的可動狀態(tài)的鎖住功能。
此外，上述操作部位驅(qū)動控制裝置的特征是根據(jù)觸覺信息，在與應(yīng)報知操作者信息的內(nèi)容相關(guān)的方向上驅(qū)動上述操作部位。
此外，上述狀態(tài)檢測裝置的特征是具有可以接收作為車外狀態(tài)的由事業(yè)人員(事業(yè)者)發(fā)出的有關(guān)交通信息的信息接收部。
附圖的簡單說明圖1為表示本發(fā)明觸覺接口裝置實施例之一的概略的立體圖。
圖2為圖1所示的觸覺接口裝置去除盒體上部狀態(tài)下的俯視圖。
圖3為圖2中所示的觸覺接口裝置的側(cè)視圖。
圖4為實施例1中鑲嵌于方向盤里側(cè)狀態(tài)下的觸覺接口裝置的立體圖。
圖5為實施例1中的觸覺接口裝置的功能方塊構(gòu)成圖。
圖6為實施例2中的觸覺接口裝置去除盒體上部狀態(tài)下的俯視圖。
圖7為圖6中所示的觸覺接口裝置的側(cè)視圖。
圖8為表示本發(fā)明中觸覺接口裝置實施例之一的概略的立體圖。
圖9A的為在上方看圖8所示的觸覺接口裝置時線圈和磁鐵位置關(guān)系的表示圖。
圖9B為去除觸覺接口裝置盒體的一部分后的側(cè)視圖。
圖10為表示圖8所示觸覺接口裝置的變形例的概略立體圖。
發(fā)明的實施方式以下根據(jù)


本發(fā)明較佳的實施例。
實施例1圖1為表示本發(fā)明中觸覺接口裝置實施例之一的概略的立體圖。圖2為圖1中的觸覺接口裝置去除盒體上部狀態(tài)下的俯視圖，圖3為圖2中所示的觸覺接口裝置的側(cè)視圖。此外，圖4表示鑲嵌于方向盤里側(cè)狀態(tài)下的觸覺接口裝置2。
圖1中表示了本實施例中觸覺接口裝置2的主體部分、與主體分開設(shè)計并用連接線6連接的狀態(tài)檢測部4。觸覺接口裝置2的主體部分鑲嵌在方向盤8的內(nèi)側(cè)，只有被操作者(一般是駕駛者)操作的操作部12是從方向盤8突出的狀態(tài)。狀態(tài)檢測部4由可檢測車輛狀態(tài)的各種傳感器構(gòu)成。所謂的車輛狀態(tài)是指燈忘關(guān)、汽油余量不足、輪胎氣壓低等，在車輛上發(fā)生過的現(xiàn)象和現(xiàn)有狀態(tài)中應(yīng)告知駕駛員的現(xiàn)象等?；臼窃诰娴燃壱陨系默F(xiàn)象等。例如，為了檢測燈是否忘關(guān)，狀態(tài)檢測部4帶有檢測車外光亮的光度計，當(dāng)檢測到有基準光亮以上的光亮，并且燈已點了某一時間以上時，發(fā)送表示“燈忘關(guān)”的信號。對于汽油余量、輪胎氣壓低等問題，由于帶有汽油余量檢測裝置、輪胎氣壓檢測裝置，當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的余量和輪胎氣壓時，就會分別發(fā)送表示“汽油不足”、“氣壓不足”的信號。就這樣，狀態(tài)檢測部4對應(yīng)于應(yīng)檢測的車輛狀態(tài)，成為具有一個乃至幾個傳感器的裝置。只是，對于所謂儀表板的警告指示燈所顯示的汽油殘量等，如果是利用即存車輛構(gòu)成零件搭載的傳感器就可檢測的車輛狀態(tài)，那么也可以與此車載傳感器共用。或者還可以構(gòu)成為從車載電子控制裝置等處取得必要信息，該車載電子控制裝置從各傳感器輸入檢測信號。像這樣構(gòu)成的狀態(tài)檢測部4檢測的車輛狀態(tài)，通過接接線6輸入到觸覺接口裝置2的主體部分。無論哪一種，由于狀態(tài)檢測裝置配置在方向盤以外的地方，接接線6都是在轉(zhuǎn)向柱內(nèi)部配線的。而且，本實施例中的觸覺接口裝置從上面說明可以明確，是由鑲嵌在方向盤8中的裝置主體部分，和由接接線6連接的狀態(tài)檢測部4構(gòu)成的，但在以下的說明中，為了說明上的方便，只要沒有特別明示，也簡單地將除狀態(tài)檢測部4和接接線6以外的觸覺接口裝置主體部分稱為觸覺接口裝置。
鑲嵌在方向盤8中的觸覺接口裝置2，如圖3所示，可以大致分為操作部10、驅(qū)動部20和控制部40。操作部10具有被操作者操作的操作部位12。在支撐操作部位12的基臺14的中心部分，安裝有在和操作部位12相反方向上發(fā)光的發(fā)光部16。并且在圖2中為方便省略了發(fā)光部16。
驅(qū)動部20為了能給操作操作部12的操作者以反作用力，利用電磁對操作部位12施加驅(qū)動力。驅(qū)動部20具有將盒21的底面作為基臺，極性交互配置的磁鐵22、23、24、25。磁鐵22～25在裝置2的厚度方向上分極，使鄰接的磁鐵間產(chǎn)生磁場。在磁鐵21～25上方的空間，各磁石21～25之間分別配設(shè)了線圈26、27、28、29，并設(shè)計了安裝各線圈26～29的框架30。根據(jù)弗來明左手定律，對于磁場中沿X軸方向并設(shè)的線圈26、28，通過電流在規(guī)定方向上的流動沿Y軸方向驅(qū)動處于可動狀態(tài)的框架30。同樣，對于沿Y軸方向并設(shè)的線圈27、29，通過電流在規(guī)定方向上的流動沿X軸方向驅(qū)動框架30。因此，如果上述線圈組的任一方通入電流可以向一次元方向、如果雙方都通入電流可以向各一次元方向的向量和表示的二次元方向上驅(qū)動框架30。像這樣，驅(qū)動部20具有將位于盒21中的框架30設(shè)計為可動構(gòu)件的構(gòu)造。在框架30中安裝有操作部10的基臺14，此外，在框架30的中央部分，為了不遮住安裝在基臺14上的發(fā)光部16而形成開口部32。后述的控制部40通過利用信號線31向線圈26～29通入電流，帶動驅(qū)動部20的驅(qū)動控制，使框架30轉(zhuǎn)位。安裝在框架30上的操作部位12，與框架30的轉(zhuǎn)位連動產(chǎn)生轉(zhuǎn)位，驅(qū)動部20為了能給操作者以反作用力，基于控制部40的驅(qū)動控制，利用電磁對操作部位12施加驅(qū)動力。驅(qū)動部20，例如，可以通過特開2000-330688號公報上記載的2次元傳動裝置實現(xiàn)。
發(fā)光部16發(fā)出的光，通過開口部32使光傳感器41受光。由于光傳感器41由光檢測方向檢測操作部位12的移動量，開口部32必須具有在操作部12的可動范圍內(nèi)不阻止光通過的大小。此外，光傳感器41不僅可以使用從光檢測方向，也可以使用從光的照射位置和光量來檢測的方法。而且，操作部位12的可動范圍與由光傳感器41的光檢測范圍是相同意義，實際上，其是依據(jù)盒體的表面33的開口領(lǐng)域大小來決定的。為了使盒體的表面33能夠成為方向盤8表面的一部分，要配合方向盤8的形狀，使其可以握成圓形?；蛘撸部梢匀∠滦纬杀砻?3的盒21的上板，用形成方向盤8的構(gòu)件覆蓋驅(qū)動部20。
此外，由于本發(fā)明狀態(tài)中的觸覺接口裝置2是以圖4所示的站立狀態(tài)安裝在方向盤8上的，控制部40必須在考慮到框架30和操作部10自重的基礎(chǔ)上驅(qū)動控制驅(qū)動部20。而且，在沒有進行驅(qū)動時為了支撐可動部分、也為了考慮到伴隨行走的震動，在本實施形態(tài)中，在框架30的四周通過橡膠或彈簧等彈性構(gòu)件34使其與盒21結(jié)合起來。
控制部40具有為使作為報知控制裝置動作而形成有控制電路的控制基板42、配設(shè)在控制基板42上的上述光傳感器41。光傳感器41通過以上描述的那樣檢測出發(fā)光部16發(fā)出的光，以此檢測出操作部位12在可動范圍內(nèi)的位置。本實施形態(tài)的檢測裝置具有該光傳感器41、在控制基板42上形成的檢測操作者對操作部位12實施的操作狀況的檢測電路(圖中未示)?？刂齐娐放袛嗍欠駥顟B(tài)檢測部4檢測后的車輛狀態(tài)通知操作者，當(dāng)判斷為應(yīng)通知時，將此車輛狀態(tài)生成觸覺信息。并且，基于此觸覺信息進行驅(qū)動部20的驅(qū)動控制。因此，觸摸操作部位12的駕駛員通過接收與觸覺信息對應(yīng)的操作感，可以知道車輛的狀態(tài)。
在本實施形態(tài)中，如圖3所示，在驅(qū)動部20的下側(cè)配設(shè)控制部40，可以將觸覺接口裝置2作為一個零件處理。但是，依據(jù)方向盤8的大小，有時如圖3所示就主體形狀那樣并不能納入方向盤8中。此時，可以將控制部40結(jié)合在驅(qū)動部20的側(cè)面，或者從驅(qū)動部20上分離，作為其他盒體并設(shè)，使其可以被收納在方向盤8中。只是，即使在這種情況下，也必須將光傳感器41留在可以接收發(fā)光部16發(fā)出的光的位置上。
圖5為本實施形態(tài)下觸覺接口裝置的功能方塊構(gòu)成圖。狀態(tài)檢測部4是監(jiān)測汽油殘量等車輛狀態(tài)的裝置。報知控制部50通過控制部40實現(xiàn)，判斷是否是應(yīng)將狀態(tài)檢測部4檢測后的車輛狀態(tài)通知駕駛員，當(dāng)判斷為應(yīng)通知時，將此信息生成觸覺信息。此觸覺信息是通過對接觸操作部位12的駕駛員發(fā)出的振動等，以此通知燈忘關(guān)或汽油余量不足等車輛狀態(tài)的信息，具體來說，是對使操作部位12震動的驅(qū)動部20發(fā)出的驅(qū)動控制信息。觸覺呈示部52通過驅(qū)動部20及操作部10實現(xiàn)，基于報知控制部50傳送的觸覺信息驅(qū)動。
下面說明本實施形態(tài)中的動作。
狀態(tài)檢測部4通過各種傳感器發(fā)出的信號經(jīng)常性監(jiān)視車輛處于什麼樣的狀態(tài)。并且，如果檢測到例如亮度計超出預(yù)先設(shè)定的基準光亮，且檢測到燈的點燈狀態(tài)持續(xù)在預(yù)先設(shè)定時間之上，就會將此時的狀態(tài)判斷為“燈忘關(guān)”，發(fā)出表示此意思的信號。
當(dāng)控制部40通過連接線6收到狀態(tài)檢測部4發(fā)出的車輛狀態(tài)通知后，判斷是否應(yīng)生成觸覺信息。例如，如果操作者操作圖中未示的模式選擇機構(gòu)選擇觸覺接口裝置2的動作停止模式時，或者對方向盤8做類似于大轉(zhuǎn)舵這樣的急轉(zhuǎn)舵操作等情況時，由于操作部位12不動，并不生成觸覺信息。而且，為了消除操作部位12給駕駛員的刺激超過一定時間之后對刺激形成的慣性，在規(guī)定時間之外并不生成觸覺信息。
控制部40在上述以外的觸覺刺激生成模式下，按照接收的車輛狀態(tài)生成觸覺信息，基于此觸覺信息驅(qū)動控制驅(qū)動部20，以此啟動操作部位12，給接觸該操作部位12的駕駛員以一定的觸覺刺激。例如，各自生成表示“燈忘關(guān)”的X軸的振動刺激、表示汽油不足的Y軸的振動刺激、表示氣壓不足的從X軸傾斜45度的振動刺激。由此，事前就已知道所受刺激是何意思的駕駛員，根據(jù)所受刺激的種類，即使不用視覺確認燈開關(guān)的狀態(tài)和儀表板等，也可以通過觸覺了解車輛的狀態(tài)。此外，通過操作部位12傳達給駕駛員的觸覺刺激也可以不是振動。例如圓運動、四角、三角等以2次元表示任意運動都可以。
通過本實施形態(tài)，可以實現(xiàn)不依靠視覺，通過駕駛員的觸覺通知車輛狀態(tài)。此外，通過使觸覺接口裝置2生成的圖形由要傳遞的信息的內(nèi)容而有所不同，可以得到削減各車載器件擁有的操作開關(guān)數(shù)量的效果。
實施例2在上述實施例1中說明了一種將檢測車輛后的狀態(tài)傳給駕駛員的裝置。本實施例要說明一種可以將檢測的車外狀態(tài)傳給駕駛員的裝置。在本實施形態(tài)中的狀態(tài)檢測部4是作為一種檢測車外狀態(tài)的狀態(tài)檢測裝置而設(shè)計的。其他構(gòu)成要素與用圖1至圖5說明的實施例1相同。
這里所說的車外狀態(tài)，是指例如風(fēng)向及強度、坡的傾斜狀態(tài)、路面狀態(tài)、前方有無障礙物、脫離車線等在車外發(fā)生了的現(xiàn)象或現(xiàn)有狀態(tài)中應(yīng)通知駕駛員的現(xiàn)象。基本上是警告等級以上的現(xiàn)象。例如，為了檢測風(fēng)向及強度，狀態(tài)檢測部4具有風(fēng)速計和風(fēng)向計，傳送風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)。此外，為了檢測坡的傾斜狀態(tài)，狀態(tài)檢測部4具有車體的傾斜計，傳送傾斜方向數(shù)據(jù)和傾斜角度數(shù)據(jù)。
本實施形態(tài)中的動作與實施形態(tài)1相同。即當(dāng)控制部40通過連接線6收到狀態(tài)檢測部4發(fā)出的車外狀態(tài)通知后，判斷是否應(yīng)生成觸覺信息。當(dāng)判斷應(yīng)生成時，控制部40按照接收的車外狀態(tài)生成觸覺信息，根據(jù)該觸覺信息驅(qū)動控制驅(qū)動部20，以此啟動操作部位12，給接觸此操作部位12的駕駛員以一定的觸覺刺激。
例如，在從狀態(tài)檢測部4傳來風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)后，驅(qū)動控制驅(qū)動部20，使其生成將車的行進方向作為X軸的正方向，在對應(yīng)風(fēng)向的方向上振幅與風(fēng)速成比例的振動刺激。此外，從狀態(tài)檢測部4傳來傾斜方向數(shù)據(jù)和傾斜角度數(shù)據(jù)后，驅(qū)動控制驅(qū)動部20，使其生成與方向和角度對應(yīng)的觸覺刺激。而且，利用車載的傳感器檢測設(shè)置在道路路面上的線路標識器，從而檢測出在行車線內(nèi)的位置信息。當(dāng)車輛要脫離行車線時，生成橫向的振動刺激，以此形式驅(qū)動控制驅(qū)動部20。車線內(nèi)的位置檢測可以通過例如用搭載在車體上的照相機看線路標識器，或使用車體的磁傳感器檢測帶有磁性的線路標識器的方法。
由此，在事前就已知道所受刺激是何意思的駕駛員，可以根據(jù)所受刺激的種類，通過觸覺了解車外的狀態(tài)。因此，可以知道風(fēng)速等在車內(nèi)無法確認的信息。此外，通過操作部位12傳達給駕駛員的觸覺刺激也可以不是振動。例如圓運動、四角、三角等以2次元表示的任意運動都可以。
此外，車外的狀態(tài)并不一定非要基于車載的傳感器，以可以從車外的機器接受數(shù)據(jù)。例如，如果狀態(tài)檢測部4上裝有可以從行走支援道路系統(tǒng)(AHS)等接受信息的接收器，這種行走支援道路系統(tǒng)具有對車輛提供信息、發(fā)警報、支援操作的行走支援功能，當(dāng)?shù)缆芳t外線(傳感器)檢測到停止車輛或落下物等障礙物時，從AHS的指示標發(fā)出信息。狀態(tài)檢測部4由接收器接收指示標發(fā)出的表示前方障礙物的數(shù)據(jù)。并且，控制部40驅(qū)動控制驅(qū)動部20，生成在車輛行進方向上給與規(guī)定振動刺激的觸覺信息。此外，當(dāng)向車輛傳達路面凍結(jié)等道路狀況時，控制部40驅(qū)動控制驅(qū)動部20，例如生成在車的行進方向上給予像畫一個長橢圓那樣規(guī)定振動刺激的觸覺信息。就這樣，通過設(shè)有可以將事業(yè)人員發(fā)出的有關(guān)交通的信息做為車外狀態(tài)接收的信息接收部，也可以從車載傳感器以外得到車外的狀態(tài)。
通過本實施狀態(tài)，可以不依賴視覺，通過駕駛員的觸覺告知車外的狀態(tài)。此外，為了通知駕駛員而生成的觸覺刺激也可以以前后移動的刺激表示障礙物的有無、左右移動的刺激表示脫離行車線的形式，像這樣，在與應(yīng)告知操作者的現(xiàn)象及信息內(nèi)容相關(guān)的方向上，移動操作部位12呈示刺激，進行在直接感受上易理解的觸覺呈示。
而且，雖然分別說明了在上述實施例1中檢測車輛狀態(tài)的情況，以及本實施形態(tài)中檢測車外狀態(tài)的情況，也可以通過安裝可檢測車內(nèi)狀態(tài)和車外狀態(tài)兩者的檢測裝置，達到能對應(yīng)兩者的狀態(tài)。
實施形態(tài)3當(dāng)發(fā)生急剎車、急轉(zhuǎn)舵、撞擊等必須強力把持方向盤的狀態(tài)時，產(chǎn)生了強力把持方向盤來支撐身體的必要。此時，如果像圖4所示那樣在方向盤的駕駛員把持的位置上配置觸覺接口裝置2，由于操作部位12本來處于可動狀態(tài)，便產(chǎn)生了把持力無法充分傳給方向盤8的情況。因此，本實施例中，設(shè)置了當(dāng)判斷為發(fā)生急剎車、急轉(zhuǎn)舵、撞擊等必須強力把持方向盤的狀態(tài)時，可強制可動構(gòu)件不動的可動抑制裝置。
圖6為本實施形態(tài)中的觸覺接口裝置去除盒體上部狀態(tài)下的俯視圖，圖7為圖6中所示的觸覺接口裝置的側(cè)視圖。而且，對于與上述實施例相同的構(gòu)成要素使用了相同的符號，說明省略。
本實施形態(tài)中，在驅(qū)動部20的盒21上安裝固定螺線管54。螺線管54的螺線管可動部56在電源閉合狀態(tài)時向遠離框架30的方向(圖面的上方)、在電源打開狀態(tài)時向位于接近框架30的方向(圖面的下方)移動。并且，在電源打開時，螺線管可動部56繼續(xù)向圖面下方下降，與設(shè)置在框架30上面的卡合孔58嵌合。本實施形態(tài)中通過這樣的構(gòu)造，形成可物理阻止可動構(gòu)件的可動狀態(tài)的鎖住機構(gòu)?？刂撇?0實施由該鎖住機構(gòu)的鎖住控制。
下面說明本實施形態(tài)中的動作。狀態(tài)檢測部4判斷是否發(fā)生急剎車等必須強力把持方向盤的狀態(tài)，當(dāng)有此必要時，輸出表達需要固定的信號?？刂撇?0接收到從狀態(tài)檢測部4發(fā)出的需要固定的信號后，使螺線管54的電源打開。由此，螺線管可動部56向框架30一側(cè)移動，與卡合孔58嵌合。由于框架30由螺線管可動部56被物理抑制了行動，即使在與其相伴的操作部位12上施加把持力，操作部位12也不動。
通過本實施例，可以如以上那樣強制使可動構(gòu)件進入不動的狀態(tài)。
而且，如果將沒有被控制部40驅(qū)動的狀態(tài)設(shè)定為框架30的中立位置，則框架30在未被鎖住的狀態(tài)下由于被驅(qū)動而并不一定存在于中立位置上。因此，當(dāng)不在中立位置時，即使螺線管可動部56向框架30一側(cè)移動，由于在對應(yīng)位置上沒有卡合孔58，結(jié)果導(dǎo)致不能上鎖。因此，在通常情況下，如果控制部40接收到狀態(tài)檢測部4發(fā)出的需要固定的信號時，要驅(qū)動控制框架30返回中立位置，使螺線管可動部56可以和卡合孔58嵌合，即使框架30沒有返回中立位置，也要驅(qū)動螺線管54，將螺線管可動部56按壓到框架30的上部表面上。即使框架30不能返回中立位置，控制部40也要使用按壓力優(yōu)先阻止框架30的移動。
本實施形態(tài)中雖然設(shè)置了螺線管54，從上方固定框架30，但也可以在框架30的側(cè)面或底面配設(shè)卡合孔，從框架30的側(cè)面或底面固定螺線管54。此外，本實施形態(tài)中，是將作為可動構(gòu)件的框架30設(shè)定在不可移動的狀態(tài)下，但由于駕駛員施加的把持力時操作部位12最好不動，作為可動抑制裝置，未必非是框架30，也可以將其作為固定操作部位12的機構(gòu)。
實施形態(tài)4上述實施形態(tài)中，通過在平面上的2次元方向上移動操作部位12，給駕駛員以觸覺刺激。本實施形態(tài)中的特點是，通過提供一種2自由度的觸覺接口裝置，使其可以給予3次元方向的觸覺刺激。
圖8為顯示本實施形態(tài)中觸覺接口裝置的其他實施例的概略的立體圖。圖9A為表示在上方看圖8所示的觸覺接口裝置內(nèi)部時線圈和磁石位置關(guān)系的圖，圖9B為只去除觸覺接口裝置盒體的一部分后所示的盒體內(nèi)構(gòu)成的側(cè)視圖。而且，由于狀態(tài)檢測部和控制部與實施例1的構(gòu)成相同，從圖中省略。
各圖中表示了上下重疊狀態(tài)的兩個盒體60、70。盒體60收納了如圖9所示的旋轉(zhuǎn)型發(fā)動機62，該旋轉(zhuǎn)型發(fā)動機62的旋轉(zhuǎn)軸64與盒體70相連接。在盒體70的內(nèi)部設(shè)置了鋪設(shè)在底面的軌道72、在此軌道上滑動的滑塊74、以及固定在滑塊74上，從設(shè)計在盒體70一側(cè)面的開口部延伸出來的臂76。此外，在盒體70上面的內(nèi)側(cè)安裝有磁鐵78、80。磁鐵78、80以磁性相反的形式配設(shè)。在與該磁鐵78、80相對置的臂76的上部設(shè)有線圈82。線圈82與圖中未示的控制電路通過圖中未示的信號線進行電連接。此外，在從盒體70延伸出來的臂76的前端上安裝有操作部位12。
本實施形態(tài)中的觸覺接口裝置102具有如以上組合了旋轉(zhuǎn)發(fā)動機和線性發(fā)動機的構(gòu)成，以只有操作部位12從方向盤突起形式鑲嵌。在方向盤的表面被實施切入，以使操作部位12可以在3次元方向上移動，并在內(nèi)部設(shè)置空間。
本實施形態(tài)中的功能鎖結(jié)構(gòu)與上述實施例1所示的圖5相同。圖8、圖9只表示了與觸覺呈示部52相當(dāng)部分的構(gòu)成。并且，報知控制部50從狀態(tài)檢測部4送出的車輛狀態(tài)或車外狀態(tài)中，根據(jù)是否必要，生成觸覺信息進行觸覺呈示部52的驅(qū)動控制。由于到狀態(tài)檢測部4對應(yīng)檢測的車輛狀態(tài)或車外狀態(tài)驅(qū)動觸覺呈示部52為止的處理流程中，有關(guān)狀態(tài)檢測部4和報知控制部50的處理與實施形態(tài)1相同，因此在這里說明一下關(guān)于圖8、圖9所示的按照控制部的驅(qū)動控制的觸覺呈示部52的動作。
在控制部驅(qū)動控制下，旋轉(zhuǎn)型發(fā)動機62通過使旋轉(zhuǎn)軸64旋轉(zhuǎn)，使被連接在旋轉(zhuǎn)軸64上的盒體70向箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)。由此可以使操作部位12向旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)位。此外，在控制部驅(qū)動控制下，如果在規(guī)定方向向線圈82通入電流，處于可動狀態(tài)的滑塊74按照費來明左手定律，在軌道72上滑動。由此，因為臂76與滑塊74的滑動聯(lián)動，沿著軌道72的方向(箭頭A方向)移動，所以從盒體70來看可以看到臂76在箭頭A方向伸縮。像這樣，就可以使操作部位12在直線方向上位移。
就本實施形態(tài)來說，通過提供2自由度的觸覺接口裝置，可以給駕駛員以復(fù)雜的觸覺刺激。
在圖8說明的構(gòu)造中，臂76沿方向盤的圓周方向動作。也可以構(gòu)成為使此臂76按照與方向盤的圓周方向略成正交的方向上動作。圖10為與圖8相當(dāng)?shù)挠|覺接口裝置的概略立體圖。如果被搭載在盒體60上的旋轉(zhuǎn)型發(fā)動機并不與盒體70直接相連，通過使用錐齒輪等將旋轉(zhuǎn)方向改變90度構(gòu)成，就可以提供一種使操作部位12在上下(箭頭C)方向上動作的觸覺接口裝置，進一步說，在本實施例中雖然以2自由度的觸覺接口裝置為例，也可以為3自由度以上，這樣，在可以給駕駛員以更多的對駕駛員來說的信息的同時，由于可以使操作部位按照應(yīng)報知駕駛員的內(nèi)容動作，或在與應(yīng)報知內(nèi)容相關(guān)的方向上動作，可以進行更加直觀易理解的觸覺呈示。
此外，雖然本實施例說明了一種適合鑲嵌在車輛方向盤內(nèi)的觸覺接口裝置，但并不是被限定在此，在方向盤以外的器具，或者車輛以外的器具上也根據(jù)需要可以適用。
權(quán)利要求
1.一種觸覺接口裝置，其特征在于，具有檢測車輛狀態(tài)或者車外狀態(tài)的至少一者的狀態(tài)檢測裝置；判斷是否需要向使用上述狀態(tài)檢測裝置檢測信息的操作者告知，在判斷為應(yīng)告知時將該信息生成為觸覺信息的報知控制裝置；以及根據(jù)從上述報知控制裝置來的觸覺信息驅(qū)動的觸覺呈示裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征在于上述觸覺呈示裝置中，轉(zhuǎn)位呈示的自由度為2個自由度以上。
3.如權(quán)利要求2所述的觸覺接口裝置，其特征在于上述觸覺呈示裝置具有基臺構(gòu)件、可被操作者操作的操作部位、對應(yīng)上述基臺構(gòu)件以可動形式被安裝，并且固定上述操作部位的可動構(gòu)件、以及通過上述可動構(gòu)件的變位在至少2自由度上驅(qū)動上述操作部位的操作部位驅(qū)動控制裝置，上述操作部位驅(qū)動控制裝置對應(yīng)于向操作者提供信息的內(nèi)容，使用可使上述可動構(gòu)件變位的變位圖形進行驅(qū)動控制。
4.如權(quán)利要求3所述的觸覺接口裝置，其特征在于具有當(dāng)判斷配設(shè)的方向盤需要強力把持的狀態(tài)發(fā)生時，可以強制上述可動構(gòu)件不動的可動抑制裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的觸覺接口裝置，其特征在于上述可動抑制裝置具有物理阻止上述可動構(gòu)件的可動狀態(tài)的鎖住機構(gòu)。
6.如權(quán)利要求3所述的觸覺接口裝置，其特征在于上述操作部位驅(qū)動控制裝置根據(jù)觸覺信息，在與應(yīng)報知操作者信息的內(nèi)容相關(guān)的方向上驅(qū)動上述操作部位。
7.如權(quán)利要求1所述的觸覺接口裝置，其特征在于上述狀態(tài)檢測裝置具有可以接收作為車外狀態(tài)的由事業(yè)人員發(fā)出的有關(guān)交通信息的信息接收部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸覺接口裝置，其通過觸覺向操作者傳達種種信息。其中驅(qū)動部具有在盒底面極性交互配設(shè)的磁鐵、安裝有被收于盒內(nèi)的線圈的可動框架、被固定在框架上的操作部位。在狀態(tài)檢測部檢測燈忘關(guān)或風(fēng)向等車輛和車外狀態(tài)時，控制部判斷被檢測的狀態(tài)是否要向操作者報告，當(dāng)判斷為應(yīng)報知時，為了通過觸覺刺激對操作者傳達此信息的內(nèi)容，向線圈通入規(guī)定方向的電流，驅(qū)動驅(qū)動部。
文檔編號G06F3/033GK1504358SQ0312062
公開日2004年6月16日 申請日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者塚本一之, 坂卷克已, 竹內(nèi)伸, 已, 本一之 申請人:富士施樂株式會社