專利名稱：觸感提供裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供觸感的裝置，更具體地涉及基于對觸摸傳感器的接觸而提供觸感的裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，移動終端(諸如，移動電話)采用具有觸摸傳感器(諸如，觸摸面板、觸摸開關(guān)等)的輸入裝置作為用于檢測操作者的操作的輸入裝置(諸如，操作單元、開關(guān)等)。這種具有觸摸傳感器的輸入裝置不僅被移動終端廣泛采用，而且還被信息設(shè)備(諸如，計(jì)算器、售票機(jī))、家用電器(諸如微波爐、電視機(jī)、照明設(shè)備)、工業(yè)設(shè)備(FA設(shè)備)等采用。存在多種類型的這種觸摸傳感器，例如電阻膜型、電容型、光學(xué)型等。特別地，小型終端裝置(諸如，移動電話)常常具有用于顯示鍵(諸如，數(shù)字鍵盤)和圖標(biāo)對象的觸摸面板，從而觸摸傳感器可以檢測操作者對對象的接觸。具有這種觸摸面板的終端裝置基于被激活的應(yīng)用軟件，通過顯示所述對象可形成各種用戶界面。通過向操作者提供容易的操作和良好的可用性，具有觸摸面板的終端裝置已經(jīng)得到了迅速普及。然而，這些類型中的任一類型的觸摸傳感器檢測不同于機(jī)械推壓按鈕開關(guān)的手指或手寫筆的接觸，觸摸傳感器自身在被觸摸時(shí)沒有物理位移。因此，在操作傳感器時(shí)，操作者可能不能獲得響應(yīng)于該操作的反饋。由此，操作者可能不能獲得感知到在操作中鍵或按鈕被“按下/釋放”的操作感覺。結(jié)果，在使用這種終端時(shí)，操作者可能通過接觸相同的點(diǎn)多次而執(zhí)行重復(fù)操作，這可能使操作者感到壓力。如此，提出了 一種反饋方法，該方法在觸摸傳感器檢測到接觸時(shí)使觸摸傳感器振動(例如，參見專利文獻(xiàn)1、2)。相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:第2003-288158號日本專利公告專利文獻(xiàn)2 :第2008-130055號日本專利公告

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題順便說一句，當(dāng)微弱電流被供給至透明導(dǎo)電膜時(shí)，電容型觸摸傳感器在該觸摸傳感器的整個(gè)表面上形成電場，通過獲得導(dǎo)電膜上由操作者手指等接觸的位置處表面電荷的變化，檢測到該位置。這個(gè)時(shí)候，電容型觸摸傳感器基于流過人體電容的微弱電流變化獲得接觸位置。具有電容型觸摸傳感器的觸感提供裝置為了通過使觸摸傳感器振動而向操作者提供諸如觸感的反饋，需要用于設(shè)置于觸摸傳感器附近且用于產(chǎn)生振動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。而且，當(dāng)這種驅(qū)動機(jī)構(gòu)被設(shè)置在觸摸傳感器附近時(shí)，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)需要被放置為盡可能接近觸摸傳感器，使得該驅(qū)動機(jī)構(gòu)與觸摸傳感器接觸。否則，驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動不能充分地傳遞至觸摸傳感器，這導(dǎo)致諸如部分地浪費(fèi)與觸摸傳感器振動相關(guān)聯(lián)的功率的一些缺點(diǎn)。小型終端裝置(諸如，移動電話)由于其內(nèi)部空間的局限性，用于產(chǎn)生振動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)需要被設(shè)置為接近觸摸傳感器。然而，當(dāng)觸感提供單元(諸如，壓電元件)被設(shè)置在觸摸傳感器附近以使該觸摸傳感器振動時(shí)，被施加用于使該壓電元件振動的電壓產(chǎn)生電場。如上所述，該觸摸傳感器基于微弱電流的變化獲得接觸位置。因此，存在的問題是這種電場的產(chǎn)生(即使它是微弱的電場)不利地影響對該觸摸傳感器的接觸位置的檢測。也就是說，當(dāng)施加用于驅(qū)動觸感提供單元以向操作者提供反饋的電壓時(shí)，觸摸傳感器受到影響并且可能不能精確地檢測接觸位置。同樣地，近幾年的研究已經(jīng)開發(fā)了一種具有檢測機(jī)構(gòu)的觸摸面板，該檢測機(jī)構(gòu)能夠檢測接觸位置，并且對由觸感提供單元提供反饋時(shí)所產(chǎn)生的電場引起的噪聲具有一定的抗噪性。而且，噪聲消除技術(shù)(例如，通過設(shè)計(jì)出一種掃描線，使電流從其流過來檢測接觸位置)的研究也已經(jīng)在進(jìn)行中。此外，當(dāng)諸如液晶顯示面板的顯示單元被設(shè)置在觸摸傳感器上時(shí)，顯示單元也產(chǎn)生噪聲。然而，在某種程度上可通過使用合適的電容型數(shù)字轉(zhuǎn)換器或噪聲抑制算法去除噪聲。然而，當(dāng)諸如壓電元件的觸感提供單元被設(shè)置為非常接近這種觸摸傳感器時(shí)，可能不能充分防止由電場引起的負(fù)面影響。這是因?yàn)橛捎谟|摸傳感器因其自身性質(zhì)從外部接收影響(動作)并且對其進(jìn)行檢測，因此觸摸傳感器在一定程度上需要是靈敏的以精確地檢測接觸位置。本發(fā)明在考慮這種條件的情況下提供一種觸感提供裝置，該觸感提供裝置能夠減少觸感的提供對觸摸傳感器的位置檢測的影響。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上面的目的，根據(jù)第一方面的觸感提供裝置包括觸摸傳感器；觸感提供單元，設(shè)置在所述觸摸傳感器附近并且被配置為使所述觸摸傳感器振動；觸摸傳感器控制單元，被配置為將掃描信號發(fā)送至所述觸摸傳感器，并且通過從所述觸摸傳感器接收所述掃描信號來檢測接觸所述觸摸傳感器的位置；信號線，被配置為在所述觸摸傳感器與所述觸摸傳感器控制單元之間傳輸所述掃描信號；以及觸感控制單元，被配置為基于由所述觸摸傳感器控制單元檢測到的接觸位置來控制所述觸感提供單元使所述觸摸傳感器振動，其中所述觸感提供單元被布置為避免與所述信號線重疊。第二方面為根據(jù)第一方面的觸感提供裝置，其中所述觸摸傳感器包括電容型觸摸傳感器。為了實(shí)現(xiàn)上面的目的，根據(jù)第三方面的觸感提供裝置包括觸摸傳感器；觸感提供單元，被配置為使所述觸摸傳感器振動；以及觸感控制單元，被配置為進(jìn)行控制以使執(zhí)行用于檢測接觸所述觸摸傳感器的位置的掃描周期與所述觸感提供單元使所述觸摸傳感器振動的周期不互相重疊。第四方面為根據(jù)第三方面的觸感提供裝置，其中所述觸摸傳感器包括電容型觸摸傳感器。第五方面為根據(jù)第四方面的觸感提供裝置，其中所述觸感控制單元在所述觸感傳感器振動的周期內(nèi)施加驅(qū)動電壓，使得所述觸感提供單元產(chǎn)生振動。技術(shù)效果根據(jù)本發(fā)明，減少觸感的提供對觸摸傳感器的位置檢測的影響，因此觸摸傳感器可以高精確度檢測接觸位置。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置圖；圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置的觸感提供單元的布置的另一實(shí)施例的示意性配置圖；圖3是根據(jù)第二實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置圖；圖4是根據(jù)第二實(shí)施方式的觸感提供裝置的信號線布置的實(shí)施例的示意性配置圖；圖5是根據(jù)第二實(shí)施方式的觸感提供裝置的觸感提供單元的布置的示意性配置圖；圖6是圖5中的觸感提供裝置的信號線的布置的另一實(shí)施例的示意性配置圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的框圖；圖8 (A)至8 (C)是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的觸感提供裝置的操作的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的框圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的框圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的功能框圖。根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置適用于基于觸摸傳感器檢測操作者的接觸而進(jìn)行操作的任何裝置，例如移動終端(諸如，移動電話和游戲機(jī))、銀行的ATM機(jī)、火車站的售票機(jī)等。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置I包括基板10、觸摸傳感器11、觸感提供單元12、信號線16和18、觸摸傳感器控制單元20、觸感控制單元30。觸摸傳感器控制單元20包括掃描信號生成單元22和位置檢測單元24。觸感控制單元30包括驅(qū)動信號生成單元32。根據(jù)本實(shí)施方式，基板10設(shè)置于顯示單元的正面，其中顯示單元由將在下面描述的液晶顯示器等構(gòu)成。為了使顯示單元的顯示器可見，基板10的與顯示單元的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的部分優(yōu)選地具有透明性?；?0正面上透明的該部分具有觸摸傳感器11，傳感器11典型地為片狀并且透明。觸摸傳感器11為具有觸摸面的傳感器并且檢測操作者手指等對觸摸面的接觸(觸摸)。一般地，觸摸傳感器11例如為電阻膜型、電容型或光學(xué)型。根據(jù)本實(shí)施方式采用電容型觸摸傳感器。電容型觸摸傳感器11通常具有觸摸傳感器單元，該觸摸傳感器單元具有以矩陣模式布置的X個(gè)電極和Y個(gè)電極。觸摸傳感器單元可保存電極之間的電能。當(dāng)不接觸觸摸傳感器11時(shí)，傳感器單元的兩個(gè)電極形成穩(wěn)定的電場。然而，當(dāng)人的手指靠近或接觸時(shí)，手指因人體的性能而作為地(earth)，從而電場被改變并且手指接觸位置處的電容值減小。基于電容值的變化，觸感提供裝置I可檢測到接觸觸摸傳感器11的位置。注意，在圖1中部分地示出了觸摸傳感器11的X電極和Y電極。觸摸傳感器11具有透過型觸摸面并且設(shè)置于顯示單元(未示出)的正面。由此，觸摸傳感器11還用作所謂的觸摸面板、用于檢測對顯示在顯示單元上的諸如鍵或按鈕的對象的觸摸(接觸)的傳感器。在此，顯示單元(未示出)顯示按鈕、鍵的圖形描繪對象或圖標(biāo)，并且可使用例如液晶顯示面板或有機(jī)EL顯示面板構(gòu)成該顯示單元。當(dāng)鍵或按鈕的對象如上所述顯示在顯示單元上并且操作者接觸對象時(shí)，對與觸摸傳感器11上的對象相對應(yīng)的位置處的接觸進(jìn)行檢測。根據(jù)本實(shí)施方式，由于觸感提供裝置I具有設(shè)置于顯示單元正面的觸摸傳感器11并且以任意技術(shù)基于對顯示在顯示單元上的對象位置的接觸而進(jìn)行操作，其附圖和詳細(xì)描述被省略。觸感提供單元12使觸摸傳感器11振動并且一般可由多種元件構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)施方式，觸感提供單元12由壓電振動器(壓電元件)構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)施方式，觸感提供單元12優(yōu)選地設(shè)置為足夠靠近觸摸傳感器11以向該觸摸傳感器11充分地傳遞振動。觸感提供單元12設(shè)置于(粘附至)基板10的不透明部分，即基板10的未重疊有上述觸摸傳感器11的接觸檢測區(qū)域或顯示單元的顯示區(qū)域的部分。在圖1中，在基板10上，觸感提供單元12設(shè)置于觸摸傳感器11上部附近。由此，由觸感提供單元12產(chǎn)生的振動被充分地傳遞至觸摸傳感器11。也就是說，可防止由向觸摸傳感器11不充分地傳遞觸感提供單元12產(chǎn)生的振動所引起的功率浪費(fèi)。觸摸傳感器控制單元20控制操作者接觸觸摸傳感器11的位置的整體檢測。為了檢測接觸觸摸傳感器11的位置，觸摸傳感器控制單元20將來自掃描信號生成單元22的掃描信號提供給觸摸傳感器11的電極以用于掃描。位置檢測單元24檢測從掃描信號生成單元22提供給觸摸傳感器11電極的掃描信號的電容變化。這個(gè)時(shí)候，位置檢測單元24從觸摸傳感器11接收掃描信號。由此，觸摸傳感器控制單元20檢測觸摸傳感器11的接觸位置并且將位置信息輸出作為結(jié)果。由于任意的電容感測技術(shù)是適用的，因此省略其詳細(xì)描述。根據(jù)本實(shí)施方式，如圖1所示，信號線16將掃描信號從觸摸傳感器控制單元20(即，從掃描信號生成單元22)傳輸至觸摸傳感器11。此外，信號線18將掃描信號從觸摸傳感器11傳輸至觸摸傳感器控制單元20 (S卩，至位置檢測單元24)?？刹捎美畿浘€(軟電纜)作為信號線16和18。注意，信號線16和18在圖1中被簡化。
觸感控制單元30控制用于提供觸感的觸感提供單元12的整體操作。詳細(xì)地，當(dāng)觸感控制單元30接收指令以提供觸感時(shí)，驅(qū)動信號生成單元32向觸感提供單元12提供驅(qū)動信號。響應(yīng)于驅(qū)動信號，觸感提供單元12使觸摸傳感器11振動，由此向操作者提供預(yù)定的觸感。根據(jù)本實(shí)施方式，基于由觸摸傳感器控制單元20檢測到的觸摸傳感器11的接觸位置，觸感控制單元30控制觸感提供單元12使觸摸傳感器11振動。例如，當(dāng)檢測到對觸摸傳感器11上與顯示在顯示單元上的對象對應(yīng)的位置的接觸時(shí)，為了向操作者通知與對象對應(yīng)的預(yù)定操作的開始，觸感控制單元30控制觸感提供單元12使觸摸傳感器11振動。當(dāng)如上所述觸感提供單元12設(shè)置于觸摸傳感器11附近以使該觸摸傳感器11振動時(shí)，被施加用于使觸感提供單元12振動的電壓產(chǎn)生電場，因此在對傳感器11的接觸位置的檢測中的精確度會惡化。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，觸感提供單元12被設(shè)置為避免與圖1中所示的信號線16和18重疊。由于觸感提供單元12被設(shè)置為不與信號線16和18重疊(如上所述)并且它們之間具有一定的空間，當(dāng)觸感提供單元12提供觸感(B卩，產(chǎn)生振動)時(shí)，減少了產(chǎn)生振動所產(chǎn)生的電場對傳感器11上位置檢測的影響。由此，觸感提供裝置I可以高精確度檢測對傳感器11接觸的位置。圖2是根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置的觸感提供單元的布置的另一實(shí)施例的圖示。圖2中所示的觸感提供裝置2與參照圖1描述的根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置I的觸感提供單元具有不同的布置。觸感提供裝置2的其它示意性配置可類似于根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置I的配置。在圖2中，觸感提供裝置具有兩個(gè)觸感提供單元。圖2中所示的觸感提供裝置2具有位于觸摸傳感器11左手側(cè)的觸感提供單元12A和位于觸摸傳感器11右手側(cè)的觸感提供單元12B。由此，可通過比圖1中所示的配置產(chǎn)生的振動更強(qiáng)烈的振動向觸摸傳感器11提供觸感。而且在此配置中，信號線16和18被布置為避免與觸感提供單元12A和12B重疊。因此，此配置可減少由觸感提供單元12A和12B的振動產(chǎn)生的電場對觸摸傳感器的接觸位置的檢測的影響。由此，觸感提供裝置2還可以高精確度地檢測接觸觸摸傳感器11的位置。(第二實(shí)施方式)接下來將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的觸感提供裝置。根據(jù)第二實(shí)施方式，觸感提供裝置的觸感提供單元或信號線16和18與參考圖1和圖2所述的第一實(shí)施方式的觸感提供裝置的觸感提供單元或信號線16和18具有不同的配置。其它示意性配置可類似于根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置I或2的配置。由此，將適當(dāng)?shù)厥÷耘c第一實(shí)施方式類似的描述。一般地，存在一種情況，即由于構(gòu)成觸感提供裝置的裝置殼體內(nèi)的一些配置，信號線16和18可能未被布置為如參考圖1或圖2的第一實(shí)施方式所述的避免與觸感提供單元12重疊。而且，存在一種情況，即由于在設(shè)計(jì)觸感提供裝置中使用的每個(gè)部件的尺寸或形狀的限制，信號線16和18可能未被布置為避免與觸感提供單元12重疊。因此，根據(jù)第二實(shí)施方式，將描述當(dāng)信號線16和18可能未被布置為完全避免與觸感提供單元12重疊時(shí)所采用的措施。根據(jù)上述的第一實(shí)施方式，通過使用電容型觸摸傳感器11，基于由流過該觸摸傳感器11的微弱電流引起的信號變化，檢測操作者接觸觸摸傳感器11的位置。詳細(xì)地，掃描信號從掃描信號生成單元22經(jīng)由信號線16傳輸至觸摸傳感器11，或者掃描信號從觸摸傳感器11經(jīng)由信號線18傳輸至位置檢測單元24，由此，信號被掃描以檢測對觸摸傳感器11的接觸。假設(shè)此時(shí)經(jīng)從掃描信號生成單元22由信號線16傳輸至觸摸傳感器11的掃描信號在由掃描信號生成單元22產(chǎn)生之后幾乎不受其他電場等的影響并且因此具有高信號強(qiáng)度。另一方面，從觸摸傳感器11經(jīng)由信號線18傳輸至位置檢測單元24的掃描信號已經(jīng)被觸摸傳感器11掃描并且因此在承受人體電容時(shí)被改變。而且，由于從觸摸傳感器11經(jīng)由信號線18傳輸至位置檢測單元24的掃描信號經(jīng)過相對長的路徑，因此假設(shè)掃描信號已經(jīng)受到來自裝置中的部件的電磁波等的影響。在圖3所示的觸感提供裝置5中，例如，用于將掃描信號從觸摸傳感器11傳輸至觸摸傳感器控制單元20的信號線18與設(shè)置在觸摸傳感器11右手側(cè)的觸感提供單元12B重疊。在這種布置中，可假設(shè)由于已經(jīng)受各種因素影響的掃描信號在通過信號線18傳輸時(shí)進(jìn)一步受到觸感提供單元12B所產(chǎn)生電場的影響，可能不能高精確度地檢測觸摸傳感器11的接觸位置。然而，由于諸如裝置殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)限制等的某些理由，信號線16和18可能未被設(shè)置為避免與觸感提供單元12重疊。由此，根據(jù)第二實(shí)施方式，當(dāng)由于每個(gè)部件等的特征的限制使信號線16和18中的一個(gè)被設(shè)置為與觸感提供單元12重疊時(shí)，信號線18被設(shè)置為避免與該觸感提供單元12重疊。在圖4所示的觸感提供裝置3中，例如，用于將掃描信號從觸摸傳感器控制單元20傳輸至觸摸傳感器11的信號線16與觸感提供單元12B重疊。然而，用于將掃描信號從觸摸傳感器11傳輸至觸摸傳感器控制單元20的信號線18不與觸感提供單元重疊。當(dāng)通過信號線18傳輸已經(jīng)受到各種因素影響的掃描信號時(shí)，這種配置能夠防止該掃描信號進(jìn)一步受到由觸感提供單元12B產(chǎn)生的電場的影響。因此，根據(jù)觸感提供裝置3，對觸摸傳感器11的接觸位置的檢測精確度未顯著惡化。接下來將描述當(dāng)信號線16和18可能未被設(shè)置為完全避免與觸感提供單元12重疊時(shí)采用根據(jù)第二實(shí)施方式的措施的另一實(shí)施例。在圖5所示的觸感提供裝置6中，用于將掃描信號從觸摸傳感器11傳輸至控制單元20的信號線18與設(shè)置在該觸摸傳感器11下面的觸感提供單元12重疊。在這種配置中，假設(shè)當(dāng)通過信號線18傳輸已經(jīng)受到各種因素影響的掃描信號時(shí)，該掃描信號進(jìn)一步受到由觸感提供單元12所產(chǎn)生電場的影響并且可能不能以高精確度檢測接觸觸摸傳感器11的位置。然而，由于諸如裝置殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)限制等的某些理由，觸感提供單元12可能別無選擇而如圖5所示被設(shè)置。在這種情況下，根據(jù)第二實(shí)施方式，信號線18被設(shè)置為避免與觸感提供單元12重疊。在圖6所示的觸感提供裝置4中，例如，用于將掃描信號從觸摸傳感器控制單元20傳輸至觸摸傳感器11的信號線16與觸感提供單元12重疊。然而，用于將掃描信號從觸摸傳感器11傳輸至觸摸傳感器控制單元20的信號線18不與觸感提供單元12重疊。當(dāng)通過信號線18傳輸已經(jīng)受到各種因素影響的掃描信號時(shí)，這種配置能夠防止該掃描信號進(jìn)一步受到由觸感提供單元12所產(chǎn)生電場的影響。因此，根據(jù)觸感提供裝置4，對觸摸傳感器11的接觸位置的檢測精確度未顯著惡化。(第三實(shí)施方式)接下來將描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的觸感提供裝置。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的功能框圖。如圖7所示，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置7包括觸摸傳感器11、觸感提供單元12、觸摸傳感器控制單元20、觸感控制單元30。觸摸傳感器控制單元20包括掃描信號生成單元22和位置檢測單元24。觸感控制單元30包括驅(qū)動信號生成單元32。這些功能單元中的每個(gè)單元可類似于參考圖2描述的根據(jù)第一實(shí)施方式的觸感提供裝置2的功能單元。由此將省略它們的詳細(xì)描述。在根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置7中，觸感控制單元30可從觸摸傳感器控制單元20接收掃描信號生成單元22提供掃描信號的時(shí)間。圖8是根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置的操作的概念圖。圖8 (A)是傳統(tǒng)的提供觸感的典型實(shí)施例的圖示。傳統(tǒng)上，由于諸如不能進(jìn)行用于檢測觸摸傳感器的接觸位置的快速操作的原因，通常一直(例如，圖8 (A)的上線所表示的預(yù)定的長時(shí)間)執(zhí)行用于檢測接觸位置的掃描。圖8 (A)中的上線的“開(0N)”位置處的部分表示提供用于掃描的信號周期。在這種條件下，如圖8 (A)中的下線所表示的，為了在觸摸傳感器處產(chǎn)生振動，例如在(I)與(2)之間的周期內(nèi)產(chǎn)生用于驅(qū)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(諸如，觸感提供單元)的信號(驅(qū)動信號)。對于圖8 (A)中的下線，在“開”位置處具有實(shí)線的周期表示提供驅(qū)動信號的周期。然而，在(I)與(2)之間的周期內(nèi)，掃描可能受到與如上所述產(chǎn)生驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的噪聲的影響。近幾年，已經(jīng)能夠進(jìn)行對接觸觸摸傳感器的位置檢測的快速操作。因此，當(dāng)例如圖8 (B)中的上線所表示的間歇地在短周期內(nèi)執(zhí)行用于檢測接觸位置的掃描時(shí)，可獲得足夠好的結(jié)果。在使用例如電容型觸摸傳感器時(shí)，以幾十微秒為間隔的幾微秒的掃描就可檢測到該觸摸傳感器上的接觸位置。然而，當(dāng)如圖8 (B)中的上線所表示的間歇地執(zhí)行掃描以檢測接觸位置時(shí)，如果如圖8 (B)中的下線所表示的在長周期內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動信號，那么仍然引發(fā)問題。也就是說，在這種情況下，在(3)與(4)之間的周期和在(5)與(6)之間的周期內(nèi)，驅(qū)動信號充當(dāng)噪聲并且對掃描有不利影響。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)如圖8 (C)中的上線所表示的間歇地執(zhí)行掃描以檢測接觸位置時(shí)，如圖8 (C)中的下線所表示的避開執(zhí)行用于檢測接觸位置的掃描的周期，產(chǎn)生用于在觸摸傳感器處產(chǎn)生振動的驅(qū)動信號。也就是說，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感控制單元30進(jìn)行控制，使得執(zhí)行掃描以檢測接觸觸摸傳感器11的位置的周期和觸感提供單元12使觸摸傳感器11振動的周期不互相重疊。因此，在用于使觸摸傳感器11振動的周期內(nèi)，不執(zhí)行用于檢測觸摸傳感器11的接觸位置的掃描，由此防止掃描受充當(dāng)噪聲的用于產(chǎn)生振動的驅(qū)動信號的不利影響。在根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置7中，如參考圖7所描述的，觸感控制單元30可接收關(guān)于掃描信號生成單元22向觸摸傳感器11提供掃描信號的時(shí)間的通知。由于該通知，觸感控制單元30可預(yù)先或?qū)崟r(shí)地知道觸摸傳感器20的掃描信號生成單元22生成掃描信號的時(shí)間?；谝陨鲜龇绞将@得的掃描信號生成單元22生成掃描信號的時(shí)間，觸感控制單元30控制該時(shí)間使得由驅(qū)動信號生成單元32生成的驅(qū)動信號不與掃描信號的生成重疊。也就是說，觸感控制單元30控制時(shí)間，從而即使接收到提供觸感的指令，驅(qū)動信號生成單元32也不在生成掃描信號的周期內(nèi)而是在不生成掃描信號的周期內(nèi)提供驅(qū)動信號?；谝赃@種方式控制時(shí)間，觸感控制單元30施加驅(qū)動電壓使得觸感提供單元12在使觸摸傳感器11振動的周期內(nèi)產(chǎn)生振動。圖7中示出的根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置7已經(jīng)基于如下的假設(shè)進(jìn)行了描述，即假設(shè)觸感控制單元30接收對于觸摸傳感器控制單元20提供掃描信號的時(shí)間的通知。然而，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置7不限于這種配置。例如，觸感控制單元30可直接接收從掃描信號生成單元22向觸摸傳感器11提供的掃描信號以實(shí)時(shí)地獲得生成掃描信號的時(shí)間。(第四實(shí)施方式)接下來將描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的觸感提供裝置。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的功能框圖。如圖9所示，根據(jù)第四實(shí)施方式的觸感提供裝置8除了具有根據(jù)第三實(shí)施方式的觸感提供裝置7的配置以外，還具有主機(jī)控制器40。觸感提供裝置8的其它示意性配置可類似于根據(jù)第三實(shí)施方式的觸感提供裝置7的配置。由此，將適當(dāng)?shù)厥÷耘c在第三實(shí)施方式中描述的內(nèi)容類似的根據(jù)本實(shí)施方式的描述。由于不同于如上所述根據(jù)第三實(shí)施方式的觸感提供裝置7，觸感提供裝置8具有主機(jī)控制器40，因此觸感控制單元30不需要接收關(guān)于觸摸傳感器控制單元20提供掃描信號的時(shí)間的通知。主機(jī)控制器40接收由觸摸傳感器控制單元20對接觸觸摸傳感器11的位置的檢測結(jié)果。在接收到該結(jié)果之后，主機(jī)控制器40基于來自應(yīng)用軟件的指令，確定是否指示觸感控制單元30基于接觸觸摸傳感器11的位置來提供觸感。也就是說，主機(jī)控制器40知道設(shè)置于觸摸傳感器11背面上的顯示單元(未示出)上的顯示狀態(tài)并且確定接觸觸感傳感器11的位置是否對應(yīng)于用于提供觸感的對象的位置。當(dāng)接觸觸摸傳感器11的位置對應(yīng)于用于提供觸感的對象的位置時(shí)，主機(jī)控制器40指示觸感控制單元30提供觸感。另一方面，當(dāng)檢測到對觸摸傳感器11的接觸并且接觸位置未對應(yīng)于用于提供觸感的對象的位置時(shí)，主機(jī)控制器40不指示觸感控制單元30提供觸感?；蛘撸趤碜杂|摸傳感器控制單元20的通知，主機(jī)控制器40可知道掃描信號生成單元22提供掃描信號的時(shí)間。因此，主機(jī)控制器40在指示觸感提供單元30提供觸感時(shí)，還提供關(guān)于掃描信號生成單元22提供掃描信號的時(shí)間的通知。因此根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)觸感控制單元30接收指令以提供觸感時(shí)，觸感控制單元30還對時(shí)間進(jìn)行控制使得驅(qū)動信號生成單元32不在生成掃描信號的周期內(nèi)而是在不生成掃描信號的周期內(nèi)提供驅(qū)動信號。注意，根據(jù)本實(shí)施方式，以與第三實(shí)施方式類似的方式，觸感控制單元30可從觸摸傳感器控制單元20接收關(guān)于掃描信號生成單元22提供掃描信號的時(shí)間的通知，使得觸感控制單元30控制驅(qū)動信號生成單元32生成驅(qū)動信號的時(shí)間。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，主機(jī)控制器40在指示觸感控制單元30提供觸感時(shí)已經(jīng)知道掃描信號生成單元22提供掃描信號的時(shí)間。由此，代替觸感控制單元30，主機(jī)控制器40可控制在不生成掃描信號的周期內(nèi)生成驅(qū)動信號的時(shí)間。此外，圖9中示出的根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置8已經(jīng)基于如下的假設(shè)進(jìn)行了描述，即假設(shè)觸感控制單元30從主機(jī)控制器40接收關(guān)于提供掃描信號的時(shí)間的通知。然而，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置8不限于這種配置。例如，以與第三實(shí)施方式中的描述相似的方式，觸感控制單元30可直接接收從掃描信號生成單元22提供給觸感傳感器11的掃描信號，以實(shí)時(shí)地獲得生成掃描信號的時(shí)間。(第五實(shí)施方式)接下來將描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的觸感提供裝置。圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的觸感提供裝置的示意性配置的功能框圖。如圖10所示，根據(jù)第五實(shí)施方式的觸感提供裝置9除了具有根據(jù)第四實(shí)施方式的觸感提供裝置8的配置以外，還具有負(fù)荷檢測單元14。觸感提供裝置9的其它示意性配置可與根據(jù)第四實(shí)施方式的觸感提供裝置8的配置相似。由此，將適當(dāng)?shù)厥÷耘c上面每個(gè)實(shí)施方式中的描述相似的對本實(shí)施方式的描述。根據(jù)本實(shí)施方式，負(fù)荷檢測單元14檢測施加在觸摸傳感器11的觸摸面上的壓力負(fù)荷。負(fù)荷檢測單元14由諸如應(yīng)變計(jì)式傳感器、壓電元件等構(gòu)成,這些元件線性地對負(fù)荷作出反應(yīng)。在上述的每個(gè)實(shí)施方式中，在檢測到對觸摸傳感器的接觸與顯示在顯示單元上用于提供觸感的對象的位置相對應(yīng)之后，觸感控制單元30被指示提供觸感。然而，當(dāng)在如上所述檢測到接觸的時(shí)間點(diǎn)提供觸感時(shí)，即使操作者非有意地輕輕地接觸觸摸傳感器11，也提供觸感。這種裝置基于操作者的非有意的操作而啟動操作，不能提供實(shí)際的鍵和按鈕被按下時(shí)獲得的真實(shí)的觸感(按鈕下陷的感覺)。為了向操作者提供真實(shí)的觸感，觸感提供裝置9通過下面的操作在刺激壓覺的同時(shí)刺激操作者的觸覺。也就是說，觸感提供裝置9刺激操作者的壓覺，直到由負(fù)荷檢測單元14檢測到施加在觸摸傳感器11上的壓力負(fù)荷滿足用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷(例如，IN)。然后，當(dāng)所述壓力負(fù)荷滿足標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)，觸感提供裝置用預(yù)定的驅(qū)動信號驅(qū)動構(gòu)成觸感提供單元12的壓電振動器，使得觸摸傳感器的觸摸面振動并且刺激操作者的觸感。因而，觸感提供裝置9可向操作者提供與按壓推壓按鈕開關(guān)(推壓式按鈕開關(guān))時(shí)獲得的觸感相似的觸感。由此，在被圖形描繪在觸摸傳感器上(優(yōu)選地，顯示單元上)的推壓按鈕開關(guān)對象進(jìn)行操作時(shí)，操作者可執(zhí)行對觸摸傳感器11的按下操作，感覺到與操作實(shí)際推壓按鈕開關(guān)時(shí)獲得的感覺相似的真實(shí)的按鈕下陷感覺。因此，操作者不會有奇怪的感覺。而且，由于操作者可執(zhí)行該操作并且感覺到“已經(jīng)按壓”觸摸傳感器11，因此可防止錯(cuò)誤操作。根據(jù)待提供的觸感可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定如上所述提供觸感的驅(qū)動信號，即用于刺激觸感的恒定頻率、周期(波長)、波形和振幅。例如，為了提供移動終端所采用的金屬圓頂開關(guān)所代表的觸感，觸感提供單元12被140Hz或更高的恒定頻率的驅(qū)動信號驅(qū)動1/4至5/4個(gè)周期。觸感提供單元12被如上所述的驅(qū)動信號驅(qū)動使得觸摸傳感器11的觸摸面在滿足標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷的壓力負(fù)荷的作用下振動約15 μ m。由此，可向操作者提供與按壓實(shí)際鍵時(shí)獲得的觸感相似的真實(shí)觸感。根據(jù)本實(shí)施方式，觸感控制單元30監(jiān)視由負(fù)荷檢測單元14檢測到的施加在觸摸傳感器11上的壓力負(fù)荷。然而，當(dāng)負(fù)荷檢測單元14檢測到的壓力負(fù)荷基于操作者對觸摸傳感器11的壓力而增加并且滿足預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)，觸感控制單元30相應(yīng)地通知主機(jī)控制器40。然后，主機(jī)控制器40確定接觸觸摸傳感器11的位置是否對應(yīng)于用于提供觸感的對象的位置。當(dāng)接觸觸摸傳感器11的位置對應(yīng)于用于提供觸感的對象的位置時(shí)，主機(jī)控制器40指不觸感控制單兀30提供觸感。在被王機(jī)控制器40指不提供觸感之后，觸感控制單元30在不與由掃描信號生成單元22生成掃描信號重疊的時(shí)間控制驅(qū)動信號生成單元32生成驅(qū)動信號?；蛘撸?dāng)觸感控制單元30具有從主機(jī)控制器40初步接收的用于提供觸感的指令(啟動指令)并且壓力負(fù)荷滿足預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)，觸感控制單元30可(在不與生成掃描信號重疊的時(shí)間)提供觸感。負(fù)荷檢測單元14根據(jù)例如多個(gè)壓電元件的平均輸出值檢測壓力負(fù)荷。在此，基于操作者的普通按壓操作的壓力負(fù)荷將滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷的壓力負(fù)荷預(yù)設(shè)為例如IN (I牛)是優(yōu)選的，并且之后是可重新設(shè)置的。而且，為了避免當(dāng)操作者非有意地輕輕接觸觸摸傳感器時(shí)確定按壓負(fù)荷滿足預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷，預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷被設(shè)定為避免取非常小的值。此夕卜，為了向操作者提供如上所述真實(shí)觸感的按壓感覺，在考慮操作者意圖按壓的普通按壓負(fù)荷(例如，平均值)的前提下，避免將預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷設(shè)定為非常小的值是優(yōu)選的。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置9能夠在提供與根據(jù)第三或第四實(shí)施方式的觸感提供裝置的效果相似的效果的同時(shí)防止錯(cuò)誤操作，并且進(jìn)一步提供真實(shí)的觸感。在如圖10所示的觸感提供裝置9中，觸感提供單元12和負(fù)荷檢測單元14被顯示成單獨(dú)的部件。然而，根據(jù)本實(shí)施方式的觸感提供裝置9不限于這種配置。例如，在觸感提供裝置9中，觸感提供單元12和負(fù)荷檢測單元14可由例如共同元件(例如，壓電元件)構(gòu)成。也就是說，諸如壓電元件的共同元件可檢測觸摸傳感器11上的壓力負(fù)荷，并且當(dāng)壓力負(fù)荷滿足預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)通過使觸摸傳感器11振動提供預(yù)定的觸感。這種配置能夠減少設(shè)置于裝置殼體內(nèi)的部件數(shù)量。在這種情況下，觸感控制單元30通過進(jìn)行控制以使負(fù)荷檢測單元14檢測觸摸傳感器11上的壓力負(fù)荷的周期不與驅(qū)動信號生成單元32生成驅(qū)動信號的周期短暫重疊，觸感控制單元30可單獨(dú)地使用公共部件的功能。應(yīng)理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，并且可以多種方式進(jìn)行修改或改變。例如，在上面每個(gè)實(shí)施方式中，觸摸傳感器控制單元20和觸感控制單元30被描述成單獨(dú)的部件。然而，根據(jù)本發(fā)明的觸感提供裝置不限于這種配置。例如，觸摸傳感器控制單元20和觸感控制單元30可由單芯片控制器構(gòu)成。而且，其它元件可適當(dāng)?shù)亟M合成一個(gè)元件，或一個(gè)元件可分離成多個(gè)元件。在上面每個(gè)實(shí)施方式中，觸感提供單元12可由任意數(shù)量的壓電振蕩器、設(shè)置于觸摸傳感器整個(gè)表面上的透明壓電元件構(gòu)成，或者在能夠振動以提供觸感時(shí)由在一個(gè)驅(qū)動信號周期內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周的偏心馬達(dá)構(gòu)成。根據(jù)如上所述的第五實(shí)施方式，負(fù)荷檢測單元14可由任意數(shù)量的應(yīng)變計(jì)式傳感器構(gòu)成。而且，負(fù)荷檢測單元14可根據(jù)觸摸傳感器的輸入檢測方案構(gòu)成。例如，電阻膜型的負(fù)荷檢測單元14在能夠從基于根據(jù)接觸面積的電阻變化的輸出信號變化來檢測負(fù)荷時(shí)，可在不使用應(yīng)變計(jì)式傳感器的情況下構(gòu)成?；蛘撸娙菪偷呢?fù)荷檢測單元14在能夠從基于電容變化的輸出信號變化來檢測負(fù)荷時(shí)，可在不使用應(yīng)變計(jì)式傳感器的情況下構(gòu)成。
根據(jù)第五實(shí)施方式的觸感提供裝置，當(dāng)由負(fù)荷檢測單元14檢測到的壓力負(fù)荷滿足用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)，觸感提供單元12被驅(qū)動?！爱?dāng)由負(fù)荷檢測單元14檢測到的壓力負(fù)荷滿足用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷時(shí)”可表示“當(dāng)由負(fù)荷檢測單元14檢測到的壓力負(fù)荷達(dá)到用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)”，“當(dāng)由負(fù)荷檢測單元14檢測到的壓力負(fù)荷超過用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)”或“當(dāng)負(fù)荷檢測單元14檢測到用于提供觸感的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)”。參考標(biāo)號列表1-4 觸感提供裝置7-9 觸感提供裝置10基板11觸摸傳感器12觸感提供單元14負(fù)荷檢測單元16、18 信號線20觸摸傳感器控制單元22掃描信號生成單元

24位置檢測單元30觸感控制單元32驅(qū)動信號生成單元
權(quán)利要求
1.觸感提供裝置，包括: 觸摸傳感器； 觸感提供單元，設(shè)置在所述觸摸傳感器附近并且被配置為使所述觸摸傳感器振動； 觸摸傳感器控制單元，被配置為將掃描信號發(fā)送至所述觸摸傳感器，并且通過從所述觸摸傳感器接收所述掃描信號來檢測接觸所述觸摸傳感器的位置； 信號線，被配置為在所述觸摸傳感器與所述觸摸傳感器控制單元之間傳輸所述掃描信號；以及 觸感控制單元，被配置為基于由所述觸摸傳感器控制單元檢測到的接觸位置來控制所述觸感提供單元使所述觸摸傳感器振動，其中 所述觸感提供單元被布置為避免與所述信號線重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸感提供裝置，其中所述觸摸傳感器包括電容型觸摸傳感器。
3.觸感提供裝置，包括: 觸摸傳感器； 觸感提供單元，被配置為使所述觸摸傳感器振動；以及 觸感控制單元，被配置為進(jìn)行控制以使執(zhí)行用于檢測所述觸摸傳感器的接觸位置的掃描周期與所述觸感提供單元使所述觸摸傳感器振動的周期不互相重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸感提供裝置，其中所述觸摸傳感器包括電容型觸摸傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸感提供裝置，其中所述觸感控制單元在所述觸感傳感器振動的周期內(nèi)施加驅(qū)動電壓，使得所述觸感提供單元產(chǎn)生振動。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N觸感提供裝置以減少提供觸感對觸摸傳感器位置檢測的影響，該觸感提供裝置包括觸摸傳感器(11)；觸感提供單元(12)，設(shè)置在觸摸傳感器(11)附近并且被配置為使觸摸傳感器(11)振動；觸摸傳感器控制單元(20)，被配置為將掃描信號發(fā)送至觸摸傳感器(11)，并且通過從傳感器(11)接收信號來檢測對傳感器(11)的接觸的位置；信號線(16、18)，被配置為在傳感器(11)與控制單元(20)之間傳輸所述信號；以及觸感控制單元(30)，被配置為基于由控制單元(20)檢測到的接觸位置，控制提供單元(12)使傳感器(11)振動，其中提供單元(12)被布置為避免與信號線(16、18)重疊。
文檔編號G06F3/041GK103080875SQ201180041378
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者井上裕司, 佐藤昭典 申請人:京瓷株式會社