專利名稱：輸入設(shè)備、便攜式電子設(shè)備、遙控設(shè)備以及用于輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸入設(shè)備、便攜式電子設(shè)備、遙控設(shè)備和用于輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法。
本申請(qǐng)基于在2002年12月12日提交的在先日本專利申請(qǐng)No.2002-360608并且要求其優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)的全文在這里被引用作為參考。
背景技術(shù)：
近年來，被稱為觸摸面板的輸入設(shè)備已經(jīng)廣泛用于在金融機(jī)構(gòu)中的自動(dòng)出納機(jī)、在火車站中的售票機(jī)、信息處理設(shè)備例如PDA(個(gè)人數(shù)字助理)等。觸摸面板型輸入設(shè)備使顯示在顯示器例如LCD(液晶顯示器)上的圖標(biāo)等與在顯示面板上的坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)，并且顯示出用戶已經(jīng)用其手指或指示裝置例如筆接觸的位置以便實(shí)現(xiàn)GUI(圖形用戶界面)功能。
在傳統(tǒng)的觸摸面板式輸入設(shè)備中，在用戶操作它并且向它輸入數(shù)據(jù)時(shí)，例如出現(xiàn)他或她已經(jīng)按壓的圖標(biāo)改變其外觀或者出現(xiàn)操作聲音以便告知他或她輸入操作已經(jīng)接受。相反，在最近的觸摸面板中，在用戶按壓圖標(biāo)等時(shí)，面板的高度變化，從而使得力感覺回饋給其手指或指示裝置。因此，由于用戶能夠感覺他或她是否接觸(點(diǎn)擊)了開關(guān)按鈕，所以將改善其操作感覺。
例如，日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開No.2002-259059(于2002年9月13日公開)披露了一種電阻膜式觸摸面板，它具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中其上形成有透明電極的多塊電極板按照這樣一種方式層疊，從而它們間隔預(yù)定長(zhǎng)度并且其電極相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。具體地說，該相關(guān)技術(shù)的說明書的段落 至 和圖6描述了一種具有多層結(jié)構(gòu)的觸摸面板，三塊或多個(gè)電極板和激勵(lì)器例如筒管線圈設(shè)置在固定著觸摸面板的外殼和固定著顯示器側(cè)的外殼之間以便使得用戶感覺到作為反饋的力感。
另外，日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開平11-212725(在1999年8月6日公開)披露了一種信息顯示設(shè)備，它采用了壓電裝置來使得用戶感覺到作為反饋的力感并且檢測(cè)出操作輸入位置。具體地說，該相關(guān)技術(shù)的說明書段落 至 和圖3描述了設(shè)置在液晶顯示面板上并且由壓電裝置支撐的操作面板。與在按壓操作面板的操作表面時(shí)在壓電裝置中產(chǎn)生出的電壓對(duì)應(yīng)地檢測(cè)出該操作力和操作位置。在檢測(cè)到操作力大于預(yù)定閾值時(shí)，向壓電裝置施加射頻波以使該操作表面振動(dòng)。
利用力感反饋功能讓用戶能夠最大地感受到點(diǎn)擊感的最簡(jiǎn)單方法是使觸摸面板的變形量最大化。在通過壓電激勵(lì)器按照使壓電激勵(lì)器沿著一個(gè)方向最大彎曲然后沿著相反方向最大彎曲這樣一種方式使觸摸面板變形時(shí)，獲得觸摸面板的最大變形量。但是，在這樣使用壓電激勵(lì)器時(shí)，總是必須使壓電激勵(lì)器在等待狀態(tài)中沿著兩個(gè)方向中的一個(gè)最大彎曲。由于壓電激勵(lì)器的彎曲量與所施加的電壓成正比，所以壓電激勵(lì)器的能耗變大。另外，壓電激勵(lì)器的使用壽命變短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種輸入設(shè)備、一種便攜式電子設(shè)備、一種遙控設(shè)備和一種用于輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法，它們是新穎的并且能夠解決上面現(xiàn)有技術(shù)的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種輸入設(shè)備、一種便攜式電子設(shè)備、一種遙控設(shè)備和一種用于輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法，其使得用戶能夠感覺到比現(xiàn)有技術(shù)更自然的操作感覺，同時(shí)輸入設(shè)備能耗較低并且使用壽命較長(zhǎng)。
本發(fā)明的輸入設(shè)備輸出用戶作為輸入操作按壓的操作表面的坐標(biāo)值，使操作表面變形并且利用變形的操作表面使用戶感覺到力感作為反饋。該輸入設(shè)備具有采用了包括壓電雙晶片裝置的壓電激勵(lì)器并且使操作表面變形的一變形機(jī)構(gòu)部分和檢測(cè)操作表面是否受到按壓的壓力檢測(cè)部分。另外，輸入設(shè)備具有一控制部分，它控制變形機(jī)構(gòu)部分開始驅(qū)動(dòng)壓電激勵(lì)器以使操作表面沿著一個(gè)方向逐漸變形然后沿著相反方向逐漸變形，從而在壓力檢測(cè)部分檢測(cè)出操作表面已經(jīng)受到按壓時(shí)該操作表面沿著一個(gè)方向變形的時(shí)間明段顯長(zhǎng)于操作表面沿著相反方向變形的時(shí)間段。
另外，本發(fā)明涉及一種便攜式電子設(shè)備和一種具有輸入設(shè)備的遙控設(shè)備。
在該輸入設(shè)備、便攜式電子設(shè)備和遙控設(shè)備中，在按壓觸摸面板部分時(shí)，操作表面在控制部分的控制下沿著一個(gè)方向逐漸變形然后沿著相反方向變形。在這一點(diǎn)上，由于操作表面沿著一個(gè)方向的變形時(shí)間段明顯長(zhǎng)于操作表面沿著相反方向的變形時(shí)間段，所以緊接著在按壓操作表面之后，該操作表面變形。因此，在操作表面沿著相反方向變形時(shí)，用戶可以感覺到強(qiáng)力感。另外，由于操作表面沿著一個(gè)方向變形然后沿著相反方向變形，所以在按壓操作表面同時(shí)沒有向壓電激勵(lì)器施加任何電壓時(shí)，可以使操作表面的變形量最大。因此，在壓電激勵(lì)器在等待狀態(tài)中的能耗降低并且壓電激勵(lì)器的使用壽命增加的同時(shí)，用戶能夠感到比他或她在現(xiàn)有技術(shù)中所能夠感覺到的更自然且更清晰的點(diǎn)擊感覺。
另外，本發(fā)明的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法應(yīng)用于這樣一種輸入設(shè)備，該設(shè)備具有作為輸入操作受到按壓的操作表面，輸出按壓操作表面的位置，使操作表面變形并且使得用戶感覺到力感作為反饋。在該驅(qū)動(dòng)控制方法中，在檢測(cè)到操作表面已經(jīng)受到按壓時(shí)，向壓電激勵(lì)器施加電壓。在操作表面沿著一個(gè)方向逐漸變形之后，操作表面沿著相反方向變形。另外，如此驅(qū)動(dòng)該壓電激勵(lì)器，從而操作表面沿著一個(gè)方向變形所用的時(shí)間段明顯長(zhǎng)于該操作表面沿著相反方向變形所用的時(shí)間段。
在用于輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法中，在操作表面受到按壓時(shí)，它沿著一個(gè)方向逐漸變形然后沿著相反方向變形。在這一點(diǎn)上，由于操作表面沿著一個(gè)方向變形所用的時(shí)間段明顯長(zhǎng)于該操作表面沿著相反方向變形所用的時(shí)間段，所以緊接著在按壓操作表面之后，該操作表面變形。因此，在操作表面沿著相反方向變形時(shí)，用戶能夠從操作表面感覺到強(qiáng)烈的力感。另外，由于操作表面沿著一個(gè)方向變形然后沿著相反方向變形，所以在按壓操作表面同時(shí)沒有向壓電激勵(lì)器施加任何電壓時(shí)，操作表面能夠產(chǎn)生最大變形。因此，在壓電激勵(lì)器在等待狀態(tài)中的能耗降低并且壓電激勵(lì)器的使用壽命增加的同時(shí)，用戶能夠感到比他或她在現(xiàn)有技術(shù)中所能夠感覺到的更自然且更清晰的點(diǎn)擊感覺。
從如在附圖中所示的其最佳實(shí)施方案的以下詳細(xì)說明中將更加清楚地了解本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為一分解透視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備的主要部分。
圖2A和圖2B為示意圖，顯示出壓電激勵(lì)器在柔性板上的安裝狀態(tài)。
圖3為一示意圖，顯示出壓電激勵(lì)器的曲率和其驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系。
圖4為一曲線圖，顯示出與壓電激勵(lì)器的操作對(duì)應(yīng)的觸摸面板部分的變形量。
圖5為一方框圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的輸入設(shè)備的功能。
圖6為一流程圖，顯示出參考電壓控制部分的過程。
圖7為一時(shí)間圖，顯示出輸入設(shè)備的輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電壓的波形。
圖8為一時(shí)間圖，顯示出壓電激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)電壓和定時(shí)器的設(shè)定值的關(guān)系。
圖9為一示意圖，顯示出用于錄像磁帶記錄機(jī)的遙控設(shè)備即根據(jù)本發(fā)明輸入設(shè)備的遙控設(shè)備的外觀示例。
具體實(shí)施例方式
接下來將參照這些附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行說明。下面的這些優(yōu)選實(shí)施方案在技術(shù)上具有優(yōu)選限制條件。但是，應(yīng)該指出的是，本發(fā)明的范圍不限于這些實(shí)施方案，除非它們描述了本發(fā)明的限制條件。
圖1為一分解透視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的輸入設(shè)備的主要部分。在下面，輸入設(shè)備100用作用來控制播放裝置例如從一個(gè)圖畫切換至另一個(gè)圖畫的切換器的控制面板。圖1所示的輸入設(shè)備100具有液晶顯示部分1和觸摸面板部分2。在液晶顯示部分1的顯示側(cè)上固定有一柔性板4，在其上安裝有壓電激勵(lì)器(piezoelectric actuator)3。
液晶顯示部分1具有一顯示面板1a和一框架1b。顯示面板1a顯示圖畫。框架1b保持著該顯示面板1a。在顯示面板1a中設(shè)有液晶基板、背光燈等(未示出)?？蚣?b由例如金屬制成?？蚣?b設(shè)置在顯示面板1a的顯示表面上，從而框架1b不會(huì)遮擋圖畫的顯示區(qū)域。
觸摸面板部分2具有一按壓部分2a和一框架2b。按壓部分2a由用戶按壓?？蚣?b保持著按壓部分2a。按壓部分2a由透明樹脂片等構(gòu)成。按壓部分2a將液晶顯示部分1的顯示面板1a顯示出的圖畫透射出?？蚣?b例如由金屬制成?？蚣?b設(shè)置成不會(huì)遮擋顯示面板1a的顯示區(qū)域。
觸摸面板部分2例如為所謂的電阻膜式觸摸面板。觸摸面板部分2具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中其上形成有透明電極的多塊電極板層疊在一起，從而它們等距離間隔開并且電極表面相對(duì)地對(duì)準(zhǔn)。在通過用戶的手指或指示裝置例如筆按壓所述按壓部分2a時(shí)，電極板相互接觸。通過檢測(cè)電極板的電阻變化，從而可以識(shí)別出所指示的位置的坐標(biāo)值。
壓電激勵(lì)器3由壓電雙晶片(bi-morph)裝置構(gòu)成。該壓電激勵(lì)器3與通過形成在柔性板4上的電極提供的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)地彎曲和變形。柔性板4為柔性電路板，在其上用導(dǎo)電金屬薄膜例如銅箔在樹脂膜例如聚酰亞胺上形成電極。柔性板4具有用來從中將驅(qū)動(dòng)電壓施加給壓電激勵(lì)器3的電極。在柔性板4中形成有一對(duì)通孔(將在后面描述)。通過這些通孔保持著壓電激勵(lì)器3。
觸摸面板部分2如此設(shè)置，從而柔性板4和壓電激勵(lì)器3由液晶顯示部分1和觸摸面板部分2夾著。觸摸面板部分2的按壓部分2a將操作功能項(xiàng)目的圖畫例如顯示在液晶顯示部分1的顯示面板1a上的圖標(biāo)透射出。在用戶用其手指或指示裝置例如筆接觸在按壓部分2a上的圖畫顯示位置時(shí)，進(jìn)行與所顯示的圖畫對(duì)應(yīng)的輸入操作。
液晶顯示部分1和觸摸面板部分2設(shè)置在輸入設(shè)備100的外殼(未示出)上，從而觸摸面板部分2能夠相對(duì)于液晶顯示部分1的顯示表面垂直來回運(yùn)動(dòng)。因此，隨著壓電激勵(lì)器3彎曲并且變形，在液晶顯示部分1和觸摸面板部分2之間的距離改變。因此，在用戶按壓觸摸面板部分2的按壓部分2a時(shí)，壓電激勵(lì)器3彎曲并且變形。因此，將力感反饋給用戶。用戶能夠感覺就好像他或她按壓(點(diǎn)擊)開關(guān)按鈕一樣。用來檢測(cè)觸摸面板已經(jīng)受到按壓并且根據(jù)觸摸面板是否已經(jīng)受到按壓來驅(qū)動(dòng)和控制壓電激勵(lì)器3的電路封裝在例如外殼中。
圖2A和2B顯示出壓電激勵(lì)器3在柔性板4上的安裝狀態(tài)。圖2A為一平面圖，顯示出一部分柔性板4。圖2B為沿著圖2A的X-X線剖開的剖視圖。
如圖2A和2B所示，在柔性板4上形成有一安裝部分41和接線圖案42a和42b。安裝部分41由一對(duì)通孔41a和41b構(gòu)成。接線圖案42a和42b向壓電激勵(lì)器3提供驅(qū)動(dòng)電壓。
具有相同形狀的通孔41a和41b形成并且對(duì)準(zhǔn)在安裝部分41中。在通孔41a和41b之間形成有中央間隔部分41c。該中央間隔部分41c由成橋形離開柔性板4的樹脂膜制成。根據(jù)該實(shí)施方案，在柔性板4上設(shè)有兩個(gè)安裝部分41。
接線圖案42a和42b如此形成，從而它們與形成在安裝部分41的一個(gè)端部上的兩條相應(yīng)直線連接。另一方面，在壓電激勵(lì)器3的一個(gè)端部上設(shè)有接線端子31a和31b。在接線端子31a和31b分別與在柔性板4上的接線圖案42a和42b接觸時(shí)，從驅(qū)動(dòng)器(未示出)將驅(qū)動(dòng)電壓提供給壓電激勵(lì)器3。
壓電激勵(lì)器3從安裝部分41的前部插入到通孔41a中。然后從安裝部分41的后部通過中央間隔部分41c將壓電激勵(lì)器3插入到通孔41b中。因此，壓電激勵(lì)器3如此安裝在柔性板4上，從而該壓電激勵(lì)器3沿著縱向方向的兩個(gè)端部接觸著柔性板4的前表面。壓電激勵(lì)器3剛性相對(duì)較高并且柔性板4容易變形。因此，如圖2B所示，壓電激勵(lì)器3由安裝部分41保持在只有中央間隔部分41c向上變形的狀態(tài)中。在這一點(diǎn)上，設(shè)置在壓電激勵(lì)器3的一端上的接線端子31a和31b在柔性板4上分別與接線圖案42a和42b接觸，并且它們電連接。實(shí)際上，在它們接觸之后，它們通過焊劑等連接。因此壓電激勵(lì)器3固定在柔性板4上。
在壓電激勵(lì)器3已經(jīng)按照前述方式安裝在柔性板4上之后，柔性板4設(shè)置在液晶顯示部分1的框架1b和觸摸面板部分2的框架2b之間。在這一點(diǎn)上，例如圖中所示的中央間隔部分41c的上表面與觸摸面板部分2的框架2b接觸。圖中所示的柔性板4的下表面與壓電激勵(lì)器3接觸的區(qū)域43a和43b與液晶顯示部分1的框架1b相接觸。這種安裝結(jié)構(gòu)導(dǎo)致柔性板4的中央間隔部分41c作為設(shè)置在觸摸面板部分2的框架2b和壓電激勵(lì)器3之間的間隔。另一方面，柔性板4的區(qū)域43a和43b作為液晶顯示部分1的框架1b和壓電激勵(lì)器3之間的間隔。
當(dāng)在這種狀態(tài)中向壓電激勵(lì)器3提供驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)候，壓電激勵(lì)器3彎曲變形。在這一點(diǎn)上，隨著壓電激勵(lì)器3的中央部分的變形，中央間隔部分41c朝著液晶顯示部分1豎直移動(dòng)。因此，隨著中央間隔部分41c的變形，觸摸面板部分2移動(dòng)。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于用戶的作用力反饋功能。
高剛性材料例如賽璐珞制成的增強(qiáng)板可以附著在壓電激勵(lì)器3的兩端部分所接觸的中央間隔部分41c的前表面上或者柔性板4的后表面上。
壓電激勵(lì)器3的這種安裝方式只是一個(gè)示例。因此，可以采用其它的方式來安裝壓電激勵(lì)器3，只要在壓電激勵(lì)器3的一個(gè)表面上在中央部分的附近設(shè)置一個(gè)間隔，并且在壓電激勵(lì)器3的另一個(gè)表面上沿著縱向在兩端部分處設(shè)置兩個(gè)間隔即可。
壓電激勵(lì)器3的彎曲量與施加給它的驅(qū)動(dòng)電壓成比例。如上所述，壓電激勵(lì)器3具有兩個(gè)接線端子31a和31b。當(dāng)這些端子之間的電勢(shì)提高時(shí)，壓電激勵(lì)器3的彎曲量增加。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電極的極性變?yōu)榉聪虻臅r(shí)候，壓電激勵(lì)器3的彎曲方向變?yōu)榉聪颉?br> 圖3是顯示壓電激勵(lì)器3的彎曲與對(duì)其施加的驅(qū)動(dòng)電壓之間的關(guān)系。
圖3中，施加給接線端子31a和31b的驅(qū)動(dòng)電壓分別用Vh和Vl表示。另外，圖3顯示了壓電激勵(lì)器3的彎曲部分，以及柔性板4的作為壓電激勵(lì)器3、觸摸面板部分2以及液晶顯示部分1之間的間隔的區(qū)域。
如圖3所示，當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl的電平為L(zhǎng)(例如接地電平)時(shí)，壓電激勵(lì)器3不會(huì)彎曲。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl的電平分別是H和L時(shí)，壓電激勵(lì)器3例如向上彎曲。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl的電平分別是L和H時(shí)，壓電激勵(lì)器3向下彎曲。當(dāng)壓電激勵(lì)器3向上彎曲的時(shí)候，觸摸面板部分2向上發(fā)生最大變形。當(dāng)壓電激勵(lì)器3向下彎曲的時(shí)候，觸摸面板部分2發(fā)生最小變形。
當(dāng)觸摸面板部分2使得用戶感覺到力感作為反饋的時(shí)候，用戶清晰地感覺到的點(diǎn)擊感覺與觸摸面板部分2的瞬時(shí)變形量成比例。因此，優(yōu)選壓電激勵(lì)器3沿著一個(gè)方向最大彎曲并然后沿著相反方向最大彎曲。這意味著在點(diǎn)擊感覺被反饋之前和之后，需要使施加給壓電激勵(lì)器3的驅(qū)動(dòng)電壓最大。在這個(gè)操作中，壓電激勵(lì)器3的等待功率(standbypower)在操作觸摸面板部分2之前變大。另外，當(dāng)壓電激勵(lì)器3處于等待狀態(tài)時(shí)，它始終被供能。因此，減少了壓電激勵(lì)器3的壽命。
因此根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)壓電激勵(lì)器3處于等待狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓沒有施加在壓電激勵(lì)器3上，如圖4所示。當(dāng)操作觸摸面板部分2的時(shí)候，壓電激勵(lì)器3逐漸彎曲，從而盡可能使用戶不會(huì)感覺到力感。然后壓電激勵(lì)器3沿著相反方向快速?gòu)澢瑥亩脩舾杏X到強(qiáng)烈的力感。結(jié)果，可以利用壓電激勵(lì)器3實(shí)現(xiàn)允許用戶感覺到優(yōu)異的操作感覺的力感反饋功能，同時(shí)減小其能量消耗并延長(zhǎng)其壽命。
圖4顯示了與壓電激勵(lì)器3的操作相對(duì)應(yīng)的觸摸面板部分2的變形量的變化。圖4顯示了被施壓的觸摸面板部分2的變形量與時(shí)間的關(guān)系。設(shè)定觸摸面板部分2被向下壓，觸摸面板部分2沒有被施加驅(qū)動(dòng)電壓的位置稱為變形量“0”，壓電激勵(lì)器3的彎曲量最大時(shí)的觸摸面板部分2的最大和最小位置被分別稱之為變形量“Max”和“Min”。
在用戶已經(jīng)在定時(shí)T401按下觸摸面板部分2之前，壓電激勵(lì)器3不會(huì)彎曲。當(dāng)用戶在定時(shí)T401壓下觸摸面板部分2時(shí)，壓電激勵(lì)器3被驅(qū)動(dòng)而使得觸摸面板部分2逐漸向上變形。在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段之后，在定時(shí)T402，觸摸面板部分2發(fā)生最大程度的升高。然后，壓電激勵(lì)器3使得觸摸面板部分2沿著相反方向變形。在定時(shí)T403，觸摸面板部分2發(fā)生最大程度的降低。直到面板表面已經(jīng)被壓下，觸摸面板部分2保持在最低位置處。
在用戶已經(jīng)壓下觸摸面板部分2的時(shí)候，當(dāng)他或者她在定時(shí)T404從面板表面釋放他或者她的手指或者指示設(shè)備的時(shí)候，壓電激勵(lì)器3使得觸摸面板部分2沿著相反方向(向上)變形。在定時(shí)T405，壓電激勵(lì)器3最大程度地升高觸摸面板部分2，然后逐漸使得觸摸面板部分2變形至變形量“0”的位置。
在觸摸面板部分2的位置的過渡中，在從定時(shí)T401至T402的時(shí)間段T1中，觸摸面板部分2的面板表面相對(duì)的逐漸向上變形。另一方面，在從定時(shí)T402至T403的時(shí)間段T2中，觸摸面板部分2的面板表面快速降低。當(dāng)時(shí)間段T1遠(yuǎn)大于時(shí)間段T2的時(shí)候，在時(shí)間段T1中，用戶基本不會(huì)由于觸摸面板部分2的變形而感覺到力感。在時(shí)間段T2，用戶可以感覺到清晰的點(diǎn)擊感覺，具有比時(shí)間段T1大很多的力感。
在時(shí)間段T2中，觸摸面板部分2的變形量從最大變至最小。換句話說，當(dāng)在壓電激勵(lì)器3的性能中觸摸面板部分2的變形量最大的時(shí)候，用戶可以感覺的點(diǎn)擊感覺最大。因此當(dāng)不向處于等待狀態(tài)的壓電激勵(lì)器3施加驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)候，與現(xiàn)有技術(shù)相比，壓電激勵(lì)器3可以使得用戶感覺到更加清晰的點(diǎn)擊感覺和更加自然的操作感覺。
優(yōu)選從定時(shí)T402至T403的時(shí)間段T2盡可能短。但是當(dāng)觸摸面板部分2在短時(shí)間時(shí)間中發(fā)生大的變形的時(shí)候，壓電激勵(lì)器3和通過柔性板4的樹脂構(gòu)件相接觸的框架1b和2b產(chǎn)生噪音。
當(dāng)20V左右的驅(qū)動(dòng)電壓施加至大約30mm長(zhǎng)的壓電激勵(lì)器3時(shí)，在中央部分處的沿著上下方向的變形量是最大為大約200μm。在這種情況下，當(dāng)壓電激勵(lì)器3從一個(gè)方向向相反方向最大變形的變形時(shí)間段在2毫秒至3毫秒的范圍內(nèi)的時(shí)候，可以降低噪音水平而不會(huì)犧牲用戶的操作感覺。在這一點(diǎn)上，優(yōu)選時(shí)間段T1大約是時(shí)間段T2的大約33倍或者更多，以使得用戶感覺到自然的操作感覺。
另一方面，從其中面板表面受到按壓的時(shí)刻T401至T402開始的時(shí)期為在用戶按壓面板表面直到他或她感到點(diǎn)擊感之后的延遲時(shí)間。為了防止這個(gè)延遲削弱用戶的操作感覺，該時(shí)間段T1優(yōu)選為20毫秒或更少。
接著將對(duì)實(shí)現(xiàn)該壓電激勵(lì)器3的操作的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行說明。圖5為一方框圖，顯示出輸入設(shè)備100的功能。
該輸入設(shè)備100具有一A/D轉(zhuǎn)換器5、一觸摸面板檢測(cè)部分6、一感覺壓力設(shè)定部分7、一感覺壓力設(shè)定開關(guān)(SW)71、一激勵(lì)器控制部分8以及一驅(qū)動(dòng)器電路9。A/D轉(zhuǎn)換器5將在觸摸面板部分2中檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。觸摸面板檢測(cè)部分6與所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)地檢測(cè)出坐標(biāo)值以及面板表面是否受到按壓。感覺壓力設(shè)定部分7和感覺壓力設(shè)定開關(guān)(SW)71將對(duì)于回饋給用戶的力感設(shè)定觸摸面板部分2的變形量。該激勵(lì)器控制部分8控制著壓電激勵(lì)器3的操作。該驅(qū)動(dòng)器電路9驅(qū)動(dòng)著壓電激勵(lì)器3。
A/D轉(zhuǎn)換器5將從觸摸面板部分2檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且將數(shù)字信號(hào)提供給觸摸面板檢測(cè)部分6。
觸摸面板檢測(cè)部分6向觸摸面板部分2輸出控制信號(hào)以掃描面板上的X-Y坐標(biāo)。觸摸面板檢測(cè)部分6具有壓力檢測(cè)部分61和坐標(biāo)檢測(cè)部分62。A/D轉(zhuǎn)換器5的數(shù)字信號(hào)輸入至壓力檢測(cè)部分61和坐標(biāo)檢測(cè)部分62。
壓力檢測(cè)部分61檢測(cè)用戶根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器5輸出的信號(hào)用他或者她的手指、指示設(shè)備等壓下觸摸面板部分2的時(shí)間(該時(shí)間被稱之為“推時(shí)間”)，以及用戶從觸摸面板部分2釋放他或者她的手指、指示設(shè)備等的時(shí)間(該時(shí)間被稱之為“拉時(shí)間”)。壓力檢測(cè)部分61向感覺壓力設(shè)定部分7提供推時(shí)間并向激勵(lì)器控制部分8的參考電壓控制部分82提供拉時(shí)間。坐標(biāo)檢測(cè)部分62向輸入設(shè)備100的外側(cè)對(duì)應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器5的信號(hào)輸出用戶按壓觸摸面板部分2的位置作為X-Y坐標(biāo)值。
感覺壓力設(shè)定開關(guān)71連接至感覺壓力設(shè)定部分7。感覺壓力設(shè)定開關(guān)71可以設(shè)定用戶利用觸摸面板部分2的力感反饋功能可以感覺到的多個(gè)壓力感覺靈敏度級(jí)別。感覺壓力設(shè)定開關(guān)71可以設(shè)定例如三個(gè)感覺級(jí)別“硬(最高靈敏度)”、“中等”和“軟(最低靈敏度)”。感覺壓力設(shè)定部分7根據(jù)感覺壓力設(shè)定開關(guān)71的設(shè)定向激勵(lì)器控制部分8的定時(shí)器81提供定時(shí)器設(shè)定值。另外，感覺壓力設(shè)定部分7在壓力檢測(cè)部分61提供的推時(shí)間向定時(shí)器81提供操作開始信號(hào)。當(dāng)定時(shí)器81的定時(shí)器設(shè)定值發(fā)生改變的時(shí)候，如后所述，觸摸面板2的變形量發(fā)生變化。結(jié)果，用戶感覺到的力感靈敏度發(fā)生變化。
激勵(lì)器控制部分8具有定時(shí)器81、參考電壓控制部分82、以及控制信號(hào)輸出部分83。定時(shí)器81向參考電壓控制部分82提供一個(gè)代表與感覺壓力設(shè)定部分7所設(shè)定的定時(shí)器設(shè)定值相對(duì)應(yīng)的輸出電壓提高時(shí)間的信號(hào)。實(shí)際上，當(dāng)激勵(lì)器控制部分8從感覺壓力設(shè)定部分7接收操作開始信號(hào)的時(shí)候，定時(shí)器81開始計(jì)數(shù)。直到定時(shí)器81已經(jīng)計(jì)數(shù)到計(jì)時(shí)器設(shè)定值，計(jì)時(shí)器81輸出定時(shí)信號(hào)St。
參考電壓控制部分82與從定時(shí)器81接收的定時(shí)信號(hào)St和從壓力檢測(cè)部分61接收的拉時(shí)間相對(duì)應(yīng)地向驅(qū)動(dòng)器電路9提供參考電壓Vref。參考電壓控制部分82具有濾波器。當(dāng)施加參考電壓Vref的時(shí)候，電壓按照恒定速率逐漸提高，直到電壓變?yōu)轭A(yù)定的最大值。在已經(jīng)施加了參考電壓Vref之后，電壓按照恒定的速率逐漸降低。參考電壓控制部分82向控制信號(hào)輸出部分83提供定時(shí)器81的計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)間和拉時(shí)間。
控制信號(hào)輸出部分83輸出控制信號(hào)，該信號(hào)使得驅(qū)動(dòng)器電路9的輸出信號(hào)的極性根據(jù)參考電壓控制部分82的定時(shí)信號(hào)來改變。實(shí)際上，在定時(shí)器81已經(jīng)計(jì)數(shù)了預(yù)定的數(shù)值之后直至控制信號(hào)輸出部分83接收拉時(shí)間，控制信號(hào)輸出部分83輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)使得驅(qū)動(dòng)器電路9的輸出電壓的極性發(fā)生改變。
驅(qū)動(dòng)器電路9根據(jù)參考電壓控制部分82和控制信號(hào)輸出部分83提供的信號(hào)向壓電激勵(lì)器3施加驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl。實(shí)際上，驅(qū)動(dòng)器電路9連接至壓電激勵(lì)器3的兩個(gè)接線端子31a和31b。驅(qū)動(dòng)器電路9根據(jù)參考電壓控制部分82提供的參考電壓改變輸出至接線端子31a和31b的驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl。在這一點(diǎn)上，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器電路9接收來自控制信號(hào)輸出部分83的控制信號(hào)的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)器電路9輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vl。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器電路9不接收控制信號(hào)的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)器電路9輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vh。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)器電路9改變施加給壓電激勵(lì)器3的電壓的極性。
信息處理裝置(未顯示)連接至輸入設(shè)備100。信息處理裝置向液晶顯示部分1輸出圖畫信號(hào)，從坐標(biāo)檢測(cè)部分62接收與用戶在觸摸面板部分2上的輸入操作相對(duì)應(yīng)的X-Y坐標(biāo)值，進(jìn)行預(yù)定的處理。信息處理裝置在液晶顯示部分1上顯示操作功能項(xiàng)目的圖畫例如圖標(biāo)。信息處理裝置接收觸摸面板部分2被壓下的位置作為X-Y坐標(biāo)值，辨別與該X-Y坐標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的操作功能項(xiàng)目，進(jìn)行與所辨別的操作功能項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的處理。
圖6是顯示參考電壓控制部分82的過程的流程圖。在流程圖所示的過程開始之前，提供給驅(qū)動(dòng)器電路9的參考電壓Vref的輸出電壓值是0。提供給控制信號(hào)輸出部分83的定時(shí)信號(hào)的電平是L。
在步驟S601，參考電壓控制部分82監(jiān)視從定時(shí)器81接收的定時(shí)信號(hào)St。當(dāng)定時(shí)信號(hào)St的電平變?yōu)镠的時(shí)候，參考電壓控制部分82確定定時(shí)器81開始計(jì)數(shù)操作。然后，該流程進(jìn)到步驟S602。在步驟S602，參考電壓控制部分82對(duì)應(yīng)于預(yù)定波形逐漸提高參考電壓Vref的輸出電壓值。
在步驟S603，參考電壓控制部分82監(jiān)視從定時(shí)器81接收的定時(shí)信號(hào)St，并連續(xù)提高參考電壓Vref的輸出電壓值直至定時(shí)信號(hào)St的電平變?yōu)長(zhǎng)。當(dāng)定時(shí)信號(hào)St的電平變?yōu)長(zhǎng)的時(shí)候，參考電壓控制部分82確定參考電壓控制部分82已經(jīng)完成計(jì)數(shù)操作。然后，該流程進(jìn)入到步驟S604。
在步驟S604，在定時(shí)信號(hào)St的電平為L(zhǎng)的狀態(tài)下，參考電壓控制部分82保持參考電壓Vref的輸出電壓值。在步驟S605，參考電壓控制部分82將輸出至控制信號(hào)輸出部分83的定時(shí)信號(hào)的電平改變?yōu)镠。
在步驟S606，參考電壓控制部分82監(jiān)視從壓力檢測(cè)部分61接收的定時(shí)信號(hào)并連續(xù)輸出參考電壓Vref，直至參考電壓控制部分82接收拉時(shí)間。當(dāng)參考電壓控制部分82接收拉時(shí)間的時(shí)候，流程進(jìn)入到步驟S607。在步驟S607，參考電壓控制部分82將提供給控制信號(hào)輸出部分83的定時(shí)信號(hào)的電平變?yōu)長(zhǎng)。
圖7是顯示輸入設(shè)備100的輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)器電路9的輸出電壓的波形的時(shí)間圖。在圖7中，時(shí)間T701至T705分別對(duì)應(yīng)于圖4所示的定時(shí)T401至T405。當(dāng)用戶如圖7所示在時(shí)間T701壓下觸摸面板部分2的時(shí)候，壓力檢測(cè)部分61檢測(cè)用戶壓下觸摸面板部分2的時(shí)間(該時(shí)間被稱之為推時(shí)間)。壓力檢測(cè)部分61通過感覺壓力設(shè)定部分7通知定時(shí)器81該時(shí)間，以使得定時(shí)器81開始計(jì)數(shù)操作。結(jié)果，定時(shí)信號(hào)St的電平變?yōu)镠。參考電壓控制部分82對(duì)應(yīng)于定時(shí)信號(hào)St逐漸提高提供給驅(qū)動(dòng)器電路9的參考電壓Vref的輸出電壓值。
驅(qū)動(dòng)器電路9對(duì)應(yīng)于輸入的參考電壓Vref的值決定輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vh或者Vl。在這一點(diǎn)上，由于從控制信號(hào)輸出部分83向驅(qū)動(dòng)電路9提供的控制信號(hào)Sc的電平是L，如圖7所示，驅(qū)動(dòng)器電路9逐漸提高輸出至壓電激勵(lì)器3的接線端子31a的驅(qū)動(dòng)電壓Vh。
然后，在時(shí)間T702，當(dāng)定時(shí)器81計(jì)數(shù)到由感覺壓力設(shè)定部分7所設(shè)定的定時(shí)器設(shè)定值的時(shí)候，從定時(shí)器81提供的定時(shí)信號(hào)St的電平變?yōu)長(zhǎng)。當(dāng)參考電壓控制部分82檢測(cè)到該電平已經(jīng)改變的時(shí)候，參考電壓控制部分82保持參考電壓Vref的輸出電壓值，并向控制信號(hào)輸出部分83提供定時(shí)信號(hào)St的電平改變的檢測(cè)時(shí)間?？刂菩盘?hào)輸出部分83對(duì)應(yīng)于從參考電壓控制部分82接收的定時(shí)信號(hào)將提供給驅(qū)動(dòng)器電路9的控制信號(hào)Sc變?yōu)镠。
當(dāng)控制信號(hào)83的電平改變的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)器電路9停止輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vh，并開始輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vl。在這一點(diǎn)上，驅(qū)動(dòng)器電路9對(duì)應(yīng)于在時(shí)間T702的狀態(tài)中的參考電壓Vref保持輸出電壓值。在時(shí)間T703，驅(qū)動(dòng)器電路9向壓電激勵(lì)器3的接線端子31b施加恒定的驅(qū)動(dòng)電壓Vl。
然后，在時(shí)間T704，當(dāng)用戶從觸摸面板部分2釋放她或者他的手指或者指示設(shè)備的時(shí)候，壓力檢測(cè)部分61檢測(cè)拉時(shí)間。參考電壓控制部分82接收拉時(shí)間，并逐漸降低提供給驅(qū)動(dòng)器電路9的參考電壓Vref的輸出電壓值。電壓降低的比例可以小于在時(shí)間T701至T702電壓升高的比例。拉時(shí)間通過參考電壓控制部分82提供給控制信號(hào)輸出部分83。控制信號(hào)輸出部分83將提供給驅(qū)動(dòng)器電路9的控制信號(hào)Sc的電平變?yōu)長(zhǎng)。
驅(qū)動(dòng)器電路9對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)Sc的電平的改變，停止輸出驅(qū)動(dòng)電壓V，并開始輸出驅(qū)動(dòng)電壓Vh。驅(qū)動(dòng)器電路9對(duì)應(yīng)于參考電壓Vref逐漸降低輸出電壓。在時(shí)間T705，驅(qū)動(dòng)電壓Vh施加給壓電激勵(lì)器3的接線端子31a。電壓值逐漸降低。
因此，觸摸面板部分2如圖4所示變形。換句話說，當(dāng)壓下觸摸面板部分2的時(shí)候，它沿著被壓下的反向變形。然后，觸摸面板部分2沿著它被壓下的方向發(fā)生極大的變形。緊接著在觸摸面板部分2被壓下之后，由于它逐漸變形，因此用戶基本不會(huì)感覺到變形。然后，當(dāng)觸摸面板部分2沿著它被壓下的方向快速變形的時(shí)候，用戶感覺到清晰的點(diǎn)擊感覺。結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)中用戶可以感覺到的相比，由于他或者她可以感覺到更自然和更清晰的點(diǎn)擊感覺，因此改善了用戶的操作感覺。另外，由于觸摸面板部分2的變形產(chǎn)生的噪音水平降低。
當(dāng)壓電激勵(lì)器3在壓下觸摸面板部分2之前處于等待狀態(tài)的時(shí)候，提供給壓電激勵(lì)器3的驅(qū)動(dòng)電壓Vh和Vl是0V。因此壓電激勵(lì)器3不會(huì)消耗功率。另外，僅當(dāng)觸摸面板部分2被壓下的時(shí)候，由于壓電激勵(lì)器3彎曲，因此提高了壓電激勵(lì)器3的壽命。
輸入設(shè)備100可以給用戶能夠利用觸摸面板部分2的變形感覺到的點(diǎn)擊感覺設(shè)定多級(jí)靈敏度。觸摸面板部分2的變形量可以對(duì)應(yīng)于用戶的喜好而從定時(shí)T402至T403發(fā)生變化，如圖4所示。感覺壓力可以由感覺壓力設(shè)定部分7設(shè)定。在這種情況下，感覺壓力設(shè)定部分7改變定時(shí)器81的定時(shí)器設(shè)定值。用戶可以利用感覺壓力設(shè)定開關(guān)71自由改變感覺壓力設(shè)定部分7的定時(shí)器設(shè)定值。
圖8是顯示壓電激勵(lì)器3的驅(qū)動(dòng)電壓之間的關(guān)系的時(shí)間圖，并對(duì)應(yīng)于定時(shí)器81的定時(shí)器設(shè)定值的變化。
假設(shè)可以設(shè)定三個(gè)感覺級(jí)別“硬(最高靈敏度)”、“中等”和“軟(最低靈敏度)”。實(shí)際上，定時(shí)器81為“硬”設(shè)定至80毫秒，為“軟”設(shè)定至40毫秒，為“中等”設(shè)定60毫秒。因此如圖8所示，當(dāng)在定時(shí)T801檢測(cè)推時(shí)間的時(shí)候，定時(shí)器81向參考電壓控制部分82輸出定時(shí)信號(hào)St。定時(shí)信號(hào)St在與定時(shí)器設(shè)定值對(duì)應(yīng)的一個(gè)時(shí)間內(nèi)保持在H水平上。定時(shí)信號(hào)St電平變?yōu)長(zhǎng)的定時(shí)T802、T803和T804分別對(duì)應(yīng)于感覺設(shè)定“軟”、“中等”和“硬”。
當(dāng)定時(shí)器81的定時(shí)信號(hào)St水平變?yōu)镠的時(shí)候，參考電壓控制部分82始終與同樣的波形相對(duì)應(yīng)而與感覺設(shè)定無關(guān)地輸出參考電壓Vref。因此，當(dāng)定時(shí)器81的計(jì)數(shù)時(shí)間也就是輸出定時(shí)信號(hào)St的時(shí)間減少的時(shí)候，參考電壓Vref的最終輸出電壓值降低。結(jié)果，觸摸面板部分2的變形量減少。
在前述結(jié)構(gòu)中，隨著觸摸面板部分2的變形量降低，在用戶壓下觸摸面板部分2之后直至他或者她的感覺到點(diǎn)擊感覺的延遲時(shí)間降低。因此，希望強(qiáng)烈的點(diǎn)擊感覺的用戶可以將壓力感覺設(shè)定為“硬”。相比強(qiáng)烈的點(diǎn)擊感覺而言更喜歡快速響應(yīng)的用戶可以將感覺壓力設(shè)定為“軟”。當(dāng)用戶優(yōu)選力感反饋的快速響應(yīng)的時(shí)候，她或者他傾向于連續(xù)和快速的進(jìn)行按鈕操作。在這種情況下，當(dāng)觸摸面板部分2的變形量降低時(shí)，在按壓觸摸面板部分2的用戶的手指上施加的負(fù)載被減輕，改善了操作感覺。
因此，利用定時(shí)器81控制施加在驅(qū)動(dòng)器電路9上的參考電壓Vref的電壓值，從而改變觸摸面板部分2的變形量和響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果，由于可以容易的設(shè)定多個(gè)感覺壓力級(jí)別，因此用戶可以在多個(gè)級(jí)別中感覺到自然的操作感覺。
在前面的實(shí)施方案中，當(dāng)觸摸面板部分2被壓下的時(shí)候，它沿著被壓下的方向快速變形，從而用戶可以感覺到點(diǎn)擊感覺?；蛘?，在觸摸面板部分2被壓下的時(shí)候，它可以沿著相反的方向變形。在這種情況下，當(dāng)用戶利用他的手指或者指示設(shè)備感覺到強(qiáng)烈的排斥力的時(shí)候，他或者她可以知道他的輸入已經(jīng)被接受。
輸入設(shè)備可以適用于信息處理裝置例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、蜂窩電話、便攜式信息終端例如PDA以及電子設(shè)備例如DSC(數(shù)碼照相機(jī))和DVC(數(shù)碼攝像機(jī))。另外，輸入設(shè)備可以用于控制金融機(jī)構(gòu)的任何設(shè)備例如自動(dòng)提款機(jī)(CD)或者自動(dòng)柜員機(jī)(ATM)、游戲設(shè)備以及廣播設(shè)備例如開關(guān)設(shè)備的顯示輸入設(shè)備。另外，輸入設(shè)備可以用作遙控那些設(shè)備的遙控裝置的顯示輸入設(shè)備。
圖9是顯示本發(fā)明遙控裝置的外觀的示意圖，該遙控裝置可以用于磁帶錄像機(jī)(VTR)。
圖9所示的遙控裝置200顯示VTR的操作模式。遙控裝置200具有顯示和輸入部分210，以及紅外傳輸部分220。顯示和輸入部分210接收這些模式的選擇輸入。紅外傳輸部分220對(duì)應(yīng)于選擇輸入向VTR傳遞例如指令代碼的信息。當(dāng)本發(fā)明的輸入設(shè)備用于顯示和輸入部分210并且用戶感覺到與顯示和輸入部分210的輸入操作相對(duì)的操作感覺的時(shí)候，可以改善遙控裝置200的操作感覺，同時(shí)它功率消耗低，壽命長(zhǎng)，并且噪音低。另外，利用允許用戶設(shè)定顯示和輸入部分210的力感的任何反饋量的感覺壓力設(shè)定開關(guān)230，可以提供與用戶的喜好相對(duì)應(yīng)的力感反饋功能。
在前面的實(shí)施方案中，描述了觸摸面板部分設(shè)置在圖畫顯示表面上并且發(fā)生變形的輸入設(shè)備?；蛘弑景l(fā)明可以用于不具有圖畫顯示部分的輸入設(shè)備。在這種情況下，優(yōu)選壓電激勵(lì)器可以平坦的設(shè)置在觸摸面板部分的面板表面的后表面上。
不具有這種顯示部分的輸入設(shè)備可以是例如筆記本型PC的輸入操作部分的指示設(shè)備的輸入墊，以及用于畫圖軟件的圖形輸入板設(shè)備。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種輸入設(shè)備，它具有作用力反饋功能，使得用戶可以感覺到自然的操作感覺，同時(shí)該裝置在壓電激勵(lì)器的等待狀態(tài)中功率消耗低，并且其使用壽命長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種輸入設(shè)備，輸出用戶作為輸入操作按壓的操作表面的坐標(biāo)值，使操作表面變形并且利用變形的操作表面使用戶感覺到力感作為反饋，該輸入設(shè)備包括采用包括壓電雙晶片裝置的壓電激勵(lì)器并且使操作表面變形的一變形機(jī)構(gòu)部分；檢測(cè)操作表面是否受到按壓的壓力檢測(cè)部分；以及一控制部分，它控制所述變形機(jī)構(gòu)部分開始驅(qū)動(dòng)壓電激勵(lì)器，以使操作表面沿著一個(gè)方向逐漸變形并隨后沿著相反方向逐漸變形，從而在壓力檢測(cè)部分檢測(cè)出操作表面已經(jīng)受到按壓時(shí)，該操作表面沿著一個(gè)方向變形的時(shí)間段明顯長(zhǎng)于操作表面沿著相反方向變形的時(shí)間段。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中當(dāng)所述變形機(jī)構(gòu)部分所變形的操作表面的最大變形量是200μm或者更小時(shí)，操作表面沿著一個(gè)方向變形的時(shí)間段是該操作表面沿著相反方向變形的時(shí)間段的33倍或者更多。
3.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中操作表面沿著第一方向變形的時(shí)間段是200毫秒或者更小。
4.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，還包括變形量設(shè)定部分，對(duì)應(yīng)于用戶的設(shè)定來設(shè)定面板表面的變形量；其中所述控制部分對(duì)應(yīng)于操作表面的變形量設(shè)定來變形操作表面。
5.如權(quán)利要求4所述的輸入設(shè)備，其中所述控制部分始終對(duì)應(yīng)于相同波形逐漸增加或者減少壓電激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)電壓，并對(duì)應(yīng)于該波形改變驅(qū)動(dòng)電壓增加或者減少的時(shí)間段以改變操作表面沿著一個(gè)方向的變形量。
6.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中所述控制部分控制所述變形機(jī)構(gòu)部分，以保持沿著相反方向變形的操作表面，直至所述壓力檢測(cè)部分檢測(cè)到操作表面已經(jīng)被壓下。
7.如權(quán)利要求6所述的輸入設(shè)備，其中所述控制部分控制所述變形機(jī)構(gòu)部分，以將操作表面沿著相反方向變形預(yù)定的時(shí)間段，以及將操作表面變形一個(gè)明顯長(zhǎng)于該預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段，從而當(dāng)所述壓力檢測(cè)部分檢測(cè)到所述操作表面已經(jīng)被壓下時(shí)，施加給壓電激勵(lì)器的電壓變?yōu)?V。
8.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中所述變形機(jī)構(gòu)部分具有第一間隔器，設(shè)置在壓電激勵(lì)器中央部分附近的第一表面上；以及第二間隔器和第三間隔器，設(shè)置在壓電激勵(lì)器的前表面的相對(duì)表面上，第二間隔器和第三間隔器設(shè)置在壓電激勵(lì)器的縱向端部的附近；其中壓電激勵(lì)器沿著與設(shè)置有間隔器的表面垂直的方向彎曲，從而改變第一間隔器的前表面與第二和第三間隔器的前表面之間的距離，并變形所述操作表面。
9.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，還包括顯示部分，透射操作表面并且顯示屏幕，其中當(dāng)通過操作表面按壓顯示在所述顯示部分上的操作功能項(xiàng)目時(shí)，操作功能項(xiàng)目被選定并被輸入。
10.一種便攜式電子設(shè)備，包括如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備。
11.一種遙控設(shè)備，包括如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備。
12.一種輸入設(shè)備的壓電激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)控制方法，該輸入設(shè)備輸出用戶作為輸入操作按壓的操作表面的坐標(biāo)值，利用包括壓電雙晶片裝置的壓電激勵(lì)器使操作表面變形，并且利用變形的操作表面使用戶感覺到力感作為反饋，包括如下步驟開始向壓電激勵(lì)器施加電壓并驅(qū)動(dòng)壓電激勵(lì)器，以逐漸將操作表面沿著一個(gè)方向變形并隨后沿著相反方向變形，從而當(dāng)檢測(cè)到該操作表面已經(jīng)被按壓時(shí)，操作表面沿著一個(gè)方向變形的時(shí)間段明顯長(zhǎng)于該操作表面沿著相反方向變形的時(shí)間段。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸入設(shè)備，它使用戶感到力感，作為從其已按壓的操作表面的反饋。當(dāng)輸入設(shè)備處于用戶按壓操作表面的等待狀態(tài)中時(shí)，不向壓電激勵(lì)器施加驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)在定時(shí)T401按壓操作表面時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓逐漸增加。這時(shí)，隨著壓電激勵(lì)器彎曲，操作表面逐漸升高。在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段T1之后，在定時(shí)T402，壓電激勵(lì)器沿相反方向快速?gòu)澢Ｔ诙〞r(shí)T403，操作表面變形至最低位置。保持操作表面的該位置，直至在T404按壓操作表面。當(dāng)時(shí)間段T1明顯長(zhǎng)于T2時(shí)，緊接著在按壓操作表面后，它發(fā)生變形。然后由于操作表面沿相反方向變形，用戶能感到強(qiáng)烈的力感。當(dāng)操作表面沿相反方向變形時(shí)，由于壓電激勵(lì)器沿相反方向彎曲，變形量變大。因此用戶能感到更自然且更清晰的點(diǎn)擊感覺。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1723432SQ200380105683
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者佐藤公保, 井川裕幸 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社