壓電元件及電子設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N壓電元件及電子設(shè)備。壓電元件具備：具有安裝面及至少1個(gè)其他面的壓電體；在所述壓電體的內(nèi)部隔開(kāi)規(guī)定間隔且交替地配置的多個(gè)第1內(nèi)部電極及多個(gè)第2內(nèi)部電極；與所述多個(gè)第1內(nèi)部電極電連接且設(shè)置在所述至少1個(gè)其他面上的第1端子；與所述多個(gè)第2內(nèi)部電極電連接且設(shè)置在所述至少1個(gè)其他面上的第2端子；設(shè)置在所述壓電體的所述安裝面上的基準(zhǔn)電極；以及與所述基準(zhǔn)電極電連接且設(shè)置在所述至少其他面上的第3端子。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓電元件及電子設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年10月17、申請(qǐng)?zhí)枮?01280004430.X、發(fā)明名稱(chēng)為“電子
設(shè)備”的分案申請(qǐng) 。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本申請(qǐng)的公開(kāi)涉及具備觸摸面板的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，作為輸入單元而在顯示器的表面具備觸摸面板的電子設(shè)備得到廣泛利用。作為該觸摸面板的動(dòng)作原理之一，可列舉靜電電容方式。在該方式中，通過(guò)捕捉操作者的指尖與觸摸面板的導(dǎo)電膜之間的靜電電容的變化，檢測(cè)操作者的指尖在觸摸面板上的觸摸位置。
[0004]一般而言，具備觸摸面板的電子設(shè)備是通過(guò)使操作者直接觸碰觸摸面板表面而進(jìn)行輸入操作的。即便在接觸觸摸面板表面時(shí)引起了靜電電容的變化，操作者在觸覺(jué)上也無(wú)法識(shí)別靜電電容的變化。因此，操作者借助手指尖的觸覺(jué)是無(wú)法判斷是否正確地進(jìn)行了輸入操作。該狀況對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)造成很大的壓力。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種帶觸覺(jué)提示功能的觸摸面板，其感測(cè)對(duì)觸摸面板的輸入操作，使觸摸面板振動(dòng)，由此給予操作者觸覺(jué)上的操作感。
[0006]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0008]【專(zhuān)利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2010-238222號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](發(fā)明所要解決的問(wèn)題)
[0010]本申請(qǐng)的公開(kāi)提供一種具備提示進(jìn)一步改善的觸覺(jué)的觸摸面板的電子設(shè)備。
[0011](用于解決問(wèn)題的手段)
[0012]本申請(qǐng)公開(kāi)的電子設(shè)備具備基座、面板、相對(duì)于所述基座而對(duì)所述面板進(jìn)行支撐的支撐部、以及使所述面板以規(guī)定的頻率振動(dòng)的振動(dòng)部，所述支撐部包括位于所述面板的振動(dòng)的波節(jié)的部分的第I區(qū)域、和位于所述面板的波節(jié)以外的部分的第2區(qū)域，所述支撐部的所述第I區(qū)域中的剛性比所述第2區(qū)域中的剛性更小。
[0013](發(fā)明效果)
[0014]根據(jù)本發(fā)明，可以提供能降低觸摸位置引起的觸感的差異的電子設(shè)備。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是實(shí)施方式涉及的電子設(shè)備100的外觀立體圖。
[0016]圖2是表示電子設(shè)備100的構(gòu)成的分解立體圖。
[0017]圖3是振動(dòng)部的立體圖。[0018]圖4是圖2的A-A’剖視圖。
[0019]圖5 (a)、(b)表不來(lái)自驅(qū)動(dòng)部301的輸出電壓波形，圖5(c)表不所施加的電壓波形。
[0020]圖6 (a)是被基座201通過(guò)支撐部202支撐的觸摸面板102的俯視圖，圖6 (b)表示圖6(a)中的B-B’剖面。
[0021]圖7(a)表示以某一頻率進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)時(shí)的觸摸面板102的振動(dòng)分布，圖7 (b)表示振幅的波形。
[0022]圖8 (a)?(f)表示支撐部202的第I區(qū)域202a的剖面的其他例。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本申請(qǐng)發(fā)明人詳細(xì)地研究了專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的帶觸覺(jué)提示功能的觸摸面板的安裝結(jié)構(gòu)。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了:操作者有時(shí)根據(jù)接觸的手指的位置仍無(wú)法以足夠的大小感知觸摸面板的振動(dòng)。本申請(qǐng)發(fā)明人鑒于這種問(wèn)題，提供一種抑制了觸摸位置引起的觸感的差異的電子設(shè)備。
[0024]以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明實(shí)施方式。其中，有時(shí)省略不必要的詳細(xì)的說(shuō)明。例如，有時(shí)省略已經(jīng)公知的事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明或針對(duì)實(shí)質(zhì)上相同結(jié)構(gòu)的重復(fù)說(shuō)明。這是為了避免以下的說(shuō)明不必要地變得冗長(zhǎng)且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解。
[0025]另外，發(fā)明人為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分理解本申請(qǐng)的公開(kāi)而提供附圖及以下的說(shuō)明，但并不意味著利用這些內(nèi)容來(lái)限定權(quán)利要求書(shū)所記載的主題。
[0026]以下，參照附圖，對(duì)實(shí)施方式涉及的電子設(shè)備100進(jìn)行說(shuō)明。為了便于說(shuō)明，將電子設(shè)備100的長(zhǎng)邊方向設(shè)為X方向、短邊方向設(shè)為Y方向、厚度方向設(shè)為Z方向。
[0027][1.電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)]
[0028]圖1是表示電子設(shè)備100的顯示面102a側(cè)的外觀的立體圖。電子設(shè)備100具備顯示部101、配置成覆蓋顯示部101的觸摸面板102和框體103。顯示部101也可以是液晶顯示裝置或有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光顯示裝置、電子紙型的顯示裝置等。
[0029]圖2是表示電子設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。如圖2所示，電子設(shè)備100具備基座201、觸摸面板102、支撐部202以及振動(dòng)部210a、210b?；?01支撐觸摸面板102?；?01由金屬或樹(shù)脂等具備可以支撐觸摸面板102等的剛性的部件構(gòu)成。本實(shí)施方式中，雖然將基座201與支撐部202設(shè)置成了分體，但也可以一體形成基座201與支撐部202。再有，基座201也可以是顯示部101。
[0030]電子設(shè)備100例如還具備設(shè)置有驅(qū)動(dòng)部301、圖像處理部302、控制部303的基板305。基板305例如也可以安裝在基座201的與觸摸面板102相反的一側(cè)。驅(qū)動(dòng)部301向振動(dòng)部210a、210b供給驅(qū)動(dòng)電壓并使振動(dòng)部210a、210b振動(dòng)。圖像處理部302對(duì)顯示于顯示部101的內(nèi)容、即圖像信號(hào)進(jìn)行處理?？刂撇?03包括微型計(jì)算機(jī)等信息處理電路和存儲(chǔ)程序或顯示于顯示部的動(dòng)態(tài)圖像等內(nèi)容的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部。再有，進(jìn)行顯示部101、觸摸面板102、驅(qū)動(dòng)部301、圖像處理部302的控制。
[0031]觸摸面板102例如具有矩形形狀，其尺寸例如在X方向上是280mm、Y方向上是180mm、Z方向上是0.9mm。觸摸面板102的材質(zhì)例如是玻璃及形成有傳感器電極的薄膜的層疊體。觸摸面板102的楊氏模量例如為70GPa，比重為2500kg / m3。[0032]觸摸面板102對(duì)操作者的觸摸操作進(jìn)行檢測(cè)。更具體的是，觸摸面板102具有主面102a，在觸摸面板102的主面102a上，對(duì)操作者以手指或記錄筆等接觸的狀況、和/或主面102a上的接觸位置進(jìn)行檢測(cè)。接觸位置的檢測(cè)既可以是I個(gè)，也可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)位置。作為觸摸面板102，可以采用感壓方式、靜電電容方式、光學(xué)式、表面彈性波方式等公知的方式。觸摸面板102是面板的一例。觸摸面板102的周?chē)糠直恢尾?02支撐著。
[0033]觸摸面板102既可以是被粘接于顯示裝置101的on-cell型觸摸面板，也可以是顯示部101自身具備檢測(cè)觸摸操作的功能的in-cell型觸摸面板。此外，觸摸面板102既可以是透明的也可以是不透明的。總之，觸摸面板102只要具備對(duì)操作者的觸摸操作進(jìn)行檢測(cè)的功能即可。
[0034]支撐部202與觸摸面板102的周?chē)佑|，相對(duì)于基座201而支撐觸摸面板102。本實(shí)施方式中，支撐部202設(shè)置在觸摸面板102的周?chē)恼?。支撐?02由樹(shù)脂、橡膠、凝膠或彈簧要素等具備一定的強(qiáng)度和彈力的材料構(gòu)成。
[0035]支撐部202由4條邊構(gòu)成。具體是，支撐部202具有由與觸摸面板102的形狀對(duì)應(yīng)且對(duì)置的一對(duì)長(zhǎng)邊202L、和對(duì)置的一對(duì)短邊202S構(gòu)成的框架形狀。由此，在觸摸面板102與基座201之間形成被支撐部202包圍的空間202C。利用空間202C，觸摸面板102不與基座201接觸就能振動(dòng)。
[0036]支撐部202包括第I區(qū)域202a和第2區(qū)域202b。如以下詳細(xì)說(shuō)明的那樣，第I區(qū)域202a位于成為觸摸面板102進(jìn)行了振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)的波節(jié)的部分，第2區(qū)域202b位于振動(dòng)的波節(jié)以外的部分。本實(shí)施方式中，支撐部202包括2N個(gè)(N為I以上的自然數(shù))第I區(qū)域202a。N個(gè)第I區(qū)域202a分別位于一對(duì)長(zhǎng)邊202L的各個(gè)邊上。在與短邊202S延伸的方向平行(Y方向)的N根直線上，分別各有一個(gè)位于一對(duì)長(zhǎng)邊202L的一方的N個(gè)第I區(qū)域202a及位于另一方的N個(gè)第I區(qū)域202a。
[0037]如上所述，本實(shí)施方式中，雖然將基座201與支撐部202設(shè)置成了分體，但也可以一體形成基座201與支撐部202。該情況下，從基座201突出來(lái)的部分與支撐部202對(duì)應(yīng)，使得在與支撐部202 —體形成的基座201中形成空間202C。
[0038]本實(shí)施方式中，電子設(shè)備100具備2個(gè)振動(dòng)部210a、210b。振動(dòng)部210a、2IOb被安裝在觸摸面板102的背面102b的周?chē)糠?。更具體的是，在觸摸面板102的短邊附近、SP短邊的大致中點(diǎn)附近各配置一個(gè)振動(dòng)部210a、210b使振動(dòng)部210a、210b的縱長(zhǎng)方向和短邊平行，由此在支撐部202的短邊附近使觸摸面板102振動(dòng)。
[0039]作為振動(dòng)部21Oa、21Ob，例如可采用壓電元件、振動(dòng)電機(jī)、線性致動(dòng)器、音圈電機(jī)、人造肌等?？傊?，振動(dòng)部210a、210b只要是可以將電能等變換為振動(dòng)能量的部件即可。
[0040]圖3表不在本實(shí)施方式中振動(dòng)部為壓電兀件時(shí)的振動(dòng)部210a、210b的一例。壓電元件210a、210b包括壓電體212、第I端子P、第2端子N、基準(zhǔn)電極216和第3端子G。如圖3所示，壓電體210a、210b例如具有長(zhǎng)方體形狀，具有安裝面212b以及面212a、212c、212d、212e、212f。安裝面212b和面212a構(gòu)成長(zhǎng)方體的相互平行的一對(duì)主面?；鶞?zhǔn)電極216被設(shè)置成覆蓋安裝面212b的整體。再有，第I端子P、第2端子N及第3端子G為了與外部進(jìn)行連接而被設(shè)置于面212a、212c、212d、212e、212f中的至少I(mǎi)個(gè)面上。本實(shí)施方式中，第I端子P被設(shè)置在面212a中。如以下所說(shuō)明的，在面212c、212d、212e上分別設(shè)有第I外部電極215a、第2外部電極215b、第3外部電極215c。[0041]圖4是在A-A’處將圖2中的電子設(shè)備100切斷時(shí)的觸摸面板102和振動(dòng)部210a的剖視圖。振動(dòng)部210b也具有相同的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，利用環(huán)氧系粘接劑、UV固化樹(shù)脂、雙面膠等粘接材料250，將振動(dòng)部210a粘接成安裝面212b和觸摸面板102的背面102b對(duì)置。在觸摸面板102的背面102b具有布線等，在存在振動(dòng)部210a的基準(zhǔn)電極216和觸摸面板102電導(dǎo)通的可能性的情況下，粘接材料250采用具有絕緣性的材料。
[0042]由于需要將振動(dòng)部210a的振動(dòng)有效地傳遞至觸摸面板102，故粘接材料250 —般而言具有高的剛性。其中，若剛性過(guò)高，則在高溫時(shí)或低音時(shí)，因振動(dòng)部210與觸摸面板102的熱膨脹系數(shù)之差而導(dǎo)致容易產(chǎn)生翹曲。因此，粘接部件250具有比振動(dòng)部210a及觸摸面板102小的剛性。
[0043]如圖4所示，振動(dòng)部210a還包括在壓電體212的內(nèi)部隔開(kāi)了規(guī)定間隔且交替地配置的多個(gè)第I內(nèi)部電極214a及多個(gè)第2內(nèi)部電極214b。由此，壓電體212被分為被第I內(nèi)部電極214a和多個(gè)第2內(nèi)部電極214b夾持的多個(gè)層。多個(gè)第I內(nèi)部電極214a經(jīng)由第I外部電極215a而與第I端子P電連接。同樣地，多個(gè)第2內(nèi)部電極214b經(jīng)由第2外部電極215b而與第2端子N電連接?；鶞?zhǔn)電極216經(jīng)由第3外部電極215c而與第3端子G電連接。壓電體212由鈦酸鉛、鈦酸鋯酸鉛、鈮酸鋰等的壓電材料構(gòu)成。
[0044]通過(guò)印刷、派射、熔敷、金屬噴鍍(metallikon)等方法,采用銀、鈕、銅、鎳等金屬或包括這些金屬的復(fù)合體來(lái)形成第I外部電極215a及第2外部電極215b。在該形成方法的基礎(chǔ)上，也可以在安裝面212b側(cè)也形成第I外部電極215a及第2外部電極215b的一部分。也可以在振動(dòng)部210a中預(yù)先形成絕緣體層251以覆蓋基準(zhǔn)電極216，以使形成于安裝面212b側(cè)的第I外部電極215a及第2外部電極215b不與觸摸面板102a接觸。可以由環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等樹(shù)脂或玻璃等的前緣材料來(lái)構(gòu)成絕緣體層251。利用粘接材料250將已形成絕緣體層251的振動(dòng)部210a粘接到觸摸面板上。在觸摸面板102a的表面被絕緣的情況下，當(dāng)觸摸面板102a的感測(cè)方式對(duì)電磁噪聲的影響較少時(shí)等情況下，絕緣層251并非是必須的。振動(dòng)部210a的第I端子P、第2端子N及第3端子G分別與驅(qū)動(dòng)部301電連接。
[0045]通過(guò)經(jīng)由第I端子P及第2端子N而向壓電體212施加電壓，從而振動(dòng)部210a根據(jù)電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)而進(jìn)行伸縮。一般而言，為了使壓電體伸縮而需要施加高的電壓。但是，想到操作者以手指等接觸觸摸面板102，因此無(wú)法施加非常高的電壓。因而，振動(dòng)部210a具有在壓電體的內(nèi)部多個(gè)第I內(nèi)部電極214a及多個(gè)第2內(nèi)部電極214b隔著壓電體而被交替地配置的層疊結(jié)構(gòu)，使得即便為低電壓，也能向壓電體施加足夠強(qiáng)度的電場(chǎng)。由此，即便將電極的間隔縮小且為低的電壓，也能產(chǎn)生高電場(chǎng)。
[0046]再有，為了防止振動(dòng)部210a、210b的驅(qū)動(dòng)電壓引起的電磁噪聲對(duì)觸摸面板102的影響，使基準(zhǔn)電極216位于振動(dòng)部210a和觸摸面板102之間?；鶞?zhǔn)電極216形成于振動(dòng)部210a、210b的觸摸面板102側(cè)的表面或最靠觸摸面板102側(cè)的內(nèi)部電極上。
[0047]圖3及圖4中，雖然基準(zhǔn)電極216形成于振動(dòng)部210a的表面，但可以和振動(dòng)部210a分開(kāi)形成，例如可以由金屬箔等形成。為了不引起不必要的諧振，壓電體的厚度也可以設(shè)為:位于最外側(cè)的壓電體的層的厚度tQ比被第I內(nèi)部電極214a和第2內(nèi)部電極214b夾持的壓電體的層厚ti大。
[0048]圖5(a)、(b)表不驅(qū)動(dòng)部301輸出的電壓波形的一例。向第I端子P施加圖5 (a)所示的波形的電壓，向第2端子N施加圖5(b)所示的波形的電壓。這2個(gè)電壓的相位相互反轉(zhuǎn)。由于向振動(dòng)部210a的壓電體212的各層施加2個(gè)電壓的差分的電壓，故如圖5(c)所示，向壓電體212的各層施加每個(gè)電壓的2倍電壓。向第3端子G施加基準(zhǔn)電位、例如接地電位的電壓。由此,基準(zhǔn)電極216被維持在接地電位的電壓上，可以抑制對(duì)觸摸面板102的噪聲的產(chǎn)生。
[0049]圖6 (a)是被支撐部202支撐在基座201上的觸摸面板102的俯視圖，圖6 (b)表示圖6(a)中的B-B’剖面。
[0050]支撐部202中，與基座201平行的面上的與縱長(zhǎng)方向垂直的方向(Y方向)上的第I區(qū)域202a的寬度Wa小于第2區(qū)域202b的寬度Wb。本實(shí)施方式中，第I區(qū)域202a及第2區(qū)域202b由同一部件構(gòu)成。因此，與第2區(qū)域202b相比，寬度小的第I區(qū)域202a的剛性更小。剛性指的是對(duì)與觸摸面板102的主面102a及背面102b垂直的方向的壓縮/伸長(zhǎng)的難易程度。
[0051]利用振動(dòng)部210a、210b使觸摸面板102振動(dòng)。只要適當(dāng)?shù)剡x定面板102的形狀或尺寸、材料、固定方法及振動(dòng)部210a、210b的振動(dòng)頻率、振動(dòng)振幅、振動(dòng)相位等，觸摸面板102就能以規(guī)定的駐波進(jìn)行振動(dòng)。為了盡量使觸摸面板102整體均勻地振動(dòng)，使駐波以2次以上的高階振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。在高階振動(dòng)模式中，在觸摸面板102的端部以外，在2個(gè)以上的特定部位生成振幅大的振動(dòng)的波腹，在I個(gè)以上的特定的部位生成振動(dòng)的振幅小的波節(jié)。即便在支撐部202中，接近振動(dòng)的波節(jié)的區(qū)域部分由第I區(qū)域202a形成，除此之外的區(qū)域由第2區(qū)域202b形成。在根據(jù)操作者的觸摸位置來(lái)切換多個(gè)駐波的情況下，在至少一個(gè)駐波的波節(jié)的位置配置第I區(qū)域202a。
[0052][2.電子設(shè)備的動(dòng)作及觸摸面板的振動(dòng)]
[0053]本實(shí)施方式的電子設(shè)備例如基于來(lái)自操作者的指令，根據(jù)控制部303的信號(hào)處理電路的指令從控制部303的存儲(chǔ)部中讀取存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)圖像內(nèi)容的數(shù)據(jù)，由圖像處理部302進(jìn)行處理，并顯示在顯示部101上。
[0054]再有，觸摸面板102受理來(lái)自操作者的輸入。例如，若操作者用手指接觸觸摸面板102的表面102a，則觸摸面板向控制部303輸出與手指的接觸及表面102a上的接觸的位置相關(guān)的信息。
[0055]控制部303接受來(lái)自觸摸面板102的輸出，向驅(qū)動(dòng)部301輸出使振動(dòng)部210a、210b振動(dòng)的指令。由此，驅(qū)動(dòng)部301使振動(dòng)部210a、210b振動(dòng)，觸摸面板102進(jìn)行振動(dòng)。通過(guò)觸摸面板102的振動(dòng)，操作者通過(guò)手指所感覺(jué)到的觸覺(jué)來(lái)識(shí)別操作者向觸摸面板102的輸入
已被受理。
[0056]基于與接觸的位置相關(guān)的信息，控制部303也可以根據(jù)接觸的位置向驅(qū)動(dòng)部301輸出指令，以使振動(dòng)部210a、210b的振動(dòng)的振幅的大小或振動(dòng)圖案、振動(dòng)模式等振動(dòng)條件不同。由此，操作者可以識(shí)別手指接觸到的位置的差異。
[0057]控制部303例如在電子設(shè)備100中還進(jìn)行規(guī)定的處理。例如，根據(jù)手指接觸到的位置，進(jìn)行暫時(shí)停止顯示部所顯示的動(dòng)態(tài)圖像的處理、將動(dòng)態(tài)圖像快進(jìn)的處理、變更動(dòng)態(tài)圖像的聲音的大小的處理等。
[0058]接著，詳細(xì)說(shuō)明觸摸面板102的振動(dòng)。
[0059]圖7 (a)表示從驅(qū)動(dòng)部301以相反相位對(duì)振動(dòng)部210a、210b施加了電壓150Vpp、頻率370Hz的正弦波時(shí)的觸摸面板102的駐波的振動(dòng)振幅的例子。在此，相反相位例如是指在振動(dòng)部210a延伸時(shí)振動(dòng)部210b收縮這樣的相位。具體是,對(duì)振動(dòng)部210a和振動(dòng)部210b施加的電壓的相位反轉(zhuǎn)。在X方向上存在振幅大的部位即振動(dòng)的波腹501、和振幅小的部位即振動(dòng)的波節(jié)502。在Y方向上除了兩端部以外，不存在振動(dòng)的波節(jié)502。圖7(b)表示Y方向的中央位置處的振動(dòng)的波形，橫軸表示X方向的距離，縱軸表示振幅的大小。如圖7 (a)及(b)所示，觸摸面板102所產(chǎn)生的駐波在X方向上具有4個(gè)振動(dòng)的波腹501及3個(gè)振動(dòng)的波節(jié)502。將這種振動(dòng)模式稱(chēng)為f30模式。在此，f后綴的第一位表示X方向的波節(jié)的數(shù)量、第二位表示Y方向的波節(jié)的數(shù)量。
[0060]觸摸面板102可產(chǎn)生的駐波不止是I個(gè)，也能生成各種模式的駐波。為了選定所使用的振動(dòng)模式，不止是根據(jù)振動(dòng)的均衡性來(lái)決定振動(dòng)模式，也可以根據(jù)人容易感覺(jué)到且難以聽(tīng)到聲音的頻率的觀點(diǎn)來(lái)決定振動(dòng)模式。
[0061]人的觸覺(jué)易感覺(jué)到的頻率為100?500Hz，如果是200?400Hz的頻率，則作為觸覺(jué)而更容易感覺(jué)到。另一方面,若振動(dòng)的頻率超過(guò)500Hz，則由于面板的振動(dòng)而產(chǎn)生噪音。因此，在難以聽(tīng)到振動(dòng)這一觀點(diǎn)下，也可以選擇500Hz以下、或400Hz以下的頻率。還有，在分開(kāi)使用多個(gè)振動(dòng)模式的情況下，若驅(qū)動(dòng)頻率差別非常大，則觸覺(jué)上會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感。因此，在使用多個(gè)振動(dòng)模式的情況下，只要所選擇的振動(dòng)模式的頻率相互接近，就難以產(chǎn)生這種不協(xié)調(diào)感。
[0062]在觸摸面板102上，只要振動(dòng)部210a、210b配置于所使用的振動(dòng)模式的振動(dòng)振幅大的部位，就能有效地激勵(lì)大振幅的駐波。在采用圖7(a)所示的振動(dòng)模式的情況下，如果將振動(dòng)部配置在4處振動(dòng)的波腹501上，則可最有效地激勵(lì)大振幅的駐波。但是，通常振動(dòng)部并不是透明的，因此若配置于觸摸面板的中央部，則看不到背側(cè)的顯示部101的表示。因此，將振動(dòng)部210a、210b配置在觸摸面板102的端部。具體是，配置在顯示部101的顯示區(qū)域的外側(cè)、即觸摸面板102的范圍內(nèi)。端部并未限于接近支撐部202的短邊的位置，即便是從支撐部的短邊起稍靠?jī)?nèi)側(cè)，只要比顯示區(qū)域更靠外側(cè)即可。該情況下，也優(yōu)選設(shè)置在更接近振動(dòng)的波腹的端部。在圖7(a)所示的振動(dòng)模式的情況下，希望配置于觸摸面板102的X方向端部、即Y方向的中央部或者觸摸面板102的Y方向端部的接近X方向的振動(dòng)的波腹的部位的4處。
[0063]如上所述，振動(dòng)部也可以設(shè)置于2處，還可以設(shè)置于I處、或3處以上。再有，本實(shí)施方式中，雖然將振動(dòng)部210a、210b排列在了 X方向上，但也可以排列在Y方向上，還可以排列在包括Y方向和X方向在內(nèi)的方向上。還有，既可以相對(duì)于觸摸面板102對(duì)稱(chēng)地配置，也可以配置在非對(duì)稱(chēng)的位置上。無(wú)論是哪種情況，只要配置在所產(chǎn)生的駐波的盡量接近波腹的部分即可。
[0064]在將振動(dòng)部設(shè)置于2處以上的情況下，根據(jù)所激勵(lì)的駐波的振動(dòng)模式及振動(dòng)部的位置，可以決定是以同相驅(qū)動(dòng)所設(shè)置的振動(dòng)部還是以反相驅(qū)動(dòng)所設(shè)置的振動(dòng)部。例如，在將多個(gè)振動(dòng)部配置于X方向的振動(dòng)的波腹的情況下，相對(duì)于配置在第I個(gè)波腹的振動(dòng)部而言，只要與配置在第I個(gè)波腹的振動(dòng)部相同的相位驅(qū)動(dòng)配置在第3、5個(gè)波腹的振動(dòng)部即可，且只要與配置在第I個(gè)波腹的振動(dòng)部相反的相位驅(qū)動(dòng)配置在第2、4個(gè)波腹的振動(dòng)部即可。
[0065]如上所述，觸摸面板102以高階模式振動(dòng)。由于以高階模式振動(dòng)，故存在振動(dòng)的波節(jié)502，振動(dòng)的波節(jié)502附近的振動(dòng)的振幅變小。因此，本實(shí)施方式中，振動(dòng)的波節(jié)502的位置附近的第I區(qū)域202a的剛性小于在振動(dòng)的波節(jié)502以外的位置支撐的第2區(qū)域202b的剛性。因此，即便在波節(jié)附近、也就是說(shuō)第I區(qū)域202a附近，觸摸面板102也變得容易振動(dòng)，觸摸面板102在第I區(qū)域202a附近能引起比較大的振動(dòng)。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠進(jìn)一步降低觸摸面板102上的位置引起的振動(dòng)的大小的偏差。
[0066]再有，支撐部202在整個(gè)周?chē)B續(xù)地支撐著觸摸面板102的周?chē)糠?。因此，水或塵埃等不會(huì)侵入基座201與觸摸面板102之間。由此，能夠提供防水性/防塵性優(yōu)越的電子設(shè)備100。
[0067]還有，支撐部202由單個(gè)部件構(gòu)成，且支撐著觸摸面板102。由此，以較少的部件數(shù)量就能獲得所期望的效果，組裝工時(shí)也被削減，還有助于電子設(shè)備100的成本降低。
[0068]另外，振動(dòng)部210a、210b在安裝面212b上具有基準(zhǔn)電極216，基準(zhǔn)電極被連接到接地電平上。因此，可以利用基準(zhǔn)電極來(lái)抑制驅(qū)動(dòng)振動(dòng)部210a、210b時(shí)有可能產(chǎn)生的噪聲被傳遞到觸摸面板102，可以穩(wěn)定地進(jìn)行觸摸面板102中的檢測(cè)。
[0069][3.效果等]
[0070]如以上所述，本實(shí)施方式中，電子設(shè)備100具備:基座201、觸摸面板102、相對(duì)于基座201而支撐觸摸面板102的支撐部202、以及使觸摸面板102以規(guī)定的頻率振動(dòng)的振動(dòng)部210a、210b。支撐部202包括:位于觸摸面板102的振動(dòng)的波節(jié)部分的第I區(qū)域202a ;和位于觸摸面板102的波節(jié)以外部分的第2區(qū)域202b。支撐部202的第I區(qū)域202a中的剛性小于第2區(qū)域202b中的剛性。因此，即便在振動(dòng)的波節(jié)附近，觸摸面板102也變得容易振動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以降低觸摸面板102上的位置引起的振動(dòng)大小的偏差。
[0071]此外，在本實(shí)施方式中，觸摸面板102具有矩形形狀，支撐部202與觸摸面板102的周?chē)佑|，并相對(duì)于基座201而支撐觸摸面板102。支撐部202具有由對(duì)置的一對(duì)長(zhǎng)邊和對(duì)置的一對(duì)短邊構(gòu)成的框架形狀，且在觸摸面板102與基座201之間形成有被支撐部202包圍的空間。因此，觸摸面板102被基座201穩(wěn)定地支撐著，且可以進(jìn)行振動(dòng)。
[0072]在空間內(nèi)的一對(duì)短邊附近，振動(dòng)部210a、210b使觸摸面板102振動(dòng)。
[0073]支撐部202包括2N個(gè)(N為I以上的自然數(shù))第I區(qū)域202a，N個(gè)第I區(qū)域位于一對(duì)長(zhǎng)邊的每一條邊上。在與一對(duì)短邊延伸的方向平行的N根直線上，分別各有一個(gè)位于一對(duì)長(zhǎng)邊的一方的N個(gè)第I區(qū)域202a、及位于一對(duì)長(zhǎng)邊的另一方的N個(gè)第I區(qū)域202a。由此，在觸摸面板102以高階模式振動(dòng)的情況下，可以將第I區(qū)域202a配置于振動(dòng)的波節(jié)。
[0074]支撐部202的第I區(qū)域202a及第2區(qū)域202b分別由第I材料及第2材料構(gòu)成，第I材料的剛性比第2材料的剛性小?；蛘撸c支撐部202的長(zhǎng)邊或短邊延伸的方向垂直的第I區(qū)域202a的剖面比第2區(qū)域202b的剖面小。再或者，與基座201平行的面上且與長(zhǎng)邊或短邊延伸的方向垂直的方向上的第I區(qū)域202a的寬度比第2區(qū)域202b的寬度小。由此，可以使第I區(qū)域202a的剛性小于第2區(qū)域202b。
[0075]振動(dòng)部210a、210b為壓電元件。再有，被粘貼在觸摸面板102上。進(jìn)而，在被粘貼于觸摸面板102的面上具有與基準(zhǔn)電位連接的電極216。由此，可以抑制通過(guò)壓電元件的驅(qū)動(dòng)而有可能產(chǎn)生的噪聲向觸摸面板102擴(kuò)散，觸摸面板102能夠穩(wěn)定地檢測(cè)操作者的操作。
[0076]此外，振動(dòng)部210a、210b使觸摸面板102的振動(dòng)的波腹部分附近振動(dòng)。由此，可以有效地使觸摸面板102振動(dòng)。再有，通過(guò)以高階振動(dòng)模式使觸摸面板102振動(dòng)，從而可以抑制觸摸面板102內(nèi)的振動(dòng)大小的偏差。
[0077]面板為觸摸面板，電子設(shè)備還具備顯示部，從而可將本實(shí)施方式的電子設(shè)備適用于智能手機(jī)或電子書(shū)籍、寫(xiě)字板等便攜式信息終端。
[0078]電子設(shè)備100還具備:對(duì)振動(dòng)部210a、210b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部301 ;以及控制部303，操作者通過(guò)接觸來(lái)指定觸摸面板102的輸入面中的任意位置，從而該控制部從觸摸面板102接受表不輸入的信號(hào)，并基于信號(hào)向驅(qū)動(dòng)部301輸出用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)部210a、210b的控制信號(hào)。此外，控制部303向驅(qū)動(dòng)部301輸出控制信號(hào)，以使觸摸面板102按照操作者指定的位置而異的振動(dòng)條件進(jìn)行振動(dòng)。由此，操作者可以通過(guò)觸覺(jué)知曉觸摸面板102受理了操作者的輸入，可以獲得優(yōu)越的操作性。
[0079]還有，根據(jù)本實(shí)施方式，壓電元件具備:具有安裝面及至少I(mǎi)個(gè)其他面的壓電體212 ;在壓電體212的內(nèi)部隔開(kāi)規(guī)定間隔而交替地配置的多個(gè)第I內(nèi)部電極214a及多個(gè)第2內(nèi)部電極214b ;與多個(gè)第I內(nèi)部電極214a電連接且設(shè)置在至少I(mǎi)個(gè)其他面上的第I端子P ;與多個(gè)第2內(nèi)部電極214b電連接且設(shè)置在至少I(mǎi)個(gè)其他面上的第2端子N ;設(shè)置于壓電體212的安裝面上的基準(zhǔn)電極216 ;以及與基準(zhǔn)電極216電連接且至少設(shè)置在其他面上的第3端子G。
[0080]通過(guò)具有基準(zhǔn)電極，從而可以抑制壓電元件的驅(qū)動(dòng)引起的噪聲從安裝面?zhèn)鬟f到壓電元件外部。壓電體中，配置有多個(gè)第I內(nèi)部電極及多個(gè)第2內(nèi)部電極的部分被多個(gè)第I內(nèi)部電極及多個(gè)第2內(nèi)部電極分為多個(gè)層，多個(gè)層之中位于最外側(cè)的層的厚度比位于內(nèi)部的層更厚。由此，可以抑制不必要的諧振。
[0081][4?其他實(shí)施方式]
[0082]如以上所述，作為本申請(qǐng)公開(kāi)的技術(shù)的例示，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。然而，本申請(qǐng)公開(kāi)中的技術(shù)并不限于此，也能適用于適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了變更、替換、附加、省略等的實(shí)施方式中。再有，也能將在 上述實(shí)施方式說(shuō)明過(guò)的各構(gòu)成要素進(jìn)行組合而作為新的實(shí)施方式。以下，例示其他實(shí)施方式。
[0083]上述實(shí)施方式中，作為電子設(shè)備的一例采用寫(xiě)字板型信息終端設(shè)備進(jìn)行了說(shuō)明，但電子設(shè)備并不限于此。例如，也可以是移動(dòng)電話、PDA、游戲機(jī)、汽車(chē)導(dǎo)航、ATM等具備觸摸面板的電子設(shè)備。
[0084]再有，雖然將觸摸面板102例示為面板來(lái)進(jìn)行了說(shuō)明，但面板不限于此。只要是觸墊等具有平面且在平面上接受操作者的輸入的墊即可，也可以是不具備顯示部的電子設(shè)備。
[0085]首先，支撐部202并不限于上述實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，只要第I區(qū)域的剛性小于第2區(qū)域的剛性，也可以具備上述實(shí)施方式中說(shuō)明過(guò)的結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)。例如，支撐部202的第I區(qū)域202a及第2區(qū)域202b分別由第I材料及第2材料構(gòu)成，也可以使第I材料的剛性小于第2材料的剛性。
[0086]再有，在支撐部202無(wú)需具備防水功能及防塵功能的情況下，也可以通過(guò)在支撐部202的第I區(qū)域202a中不設(shè)置構(gòu)成支撐部202的部件，使第I區(qū)域202a的剛性小于第2區(qū)域202b的剛性。該情況下，通過(guò)改變第I區(qū)域202a延伸的方向的長(zhǎng)度、也就是說(shuō)夾持第I區(qū)域202a的第2區(qū)域202b的間隔，從而能夠調(diào)整第I區(qū)域202a的剛性。另外，也可以使支撐部202的第I區(qū)域202a的厚度(z方向的寬度)小于第2區(qū)域202b的厚度。
[0087]還有，在利用相同的材料來(lái)形成支撐部202的情況下，也可以通過(guò)使與支撐部202延伸的方向垂直的第I區(qū)域202a的剖面小于第2區(qū)域202b的剖面，從而減小第I區(qū)域202a的剛性。具體是，如圖8(a)及(b)所示，也可以在與觸摸面板102及基座201不相接的I個(gè)或2個(gè)面上具備切口 220。再有，如圖8(C)所示，也可以在內(nèi)部設(shè)置中空部分221。
[0088]另外，如圖8 (d)所示，支撐部202的第I區(qū)域202a的剖面也可以在與觸摸面板102相接的邊上具有倒角部223。此外，如圖8(e)所示，支撐部202的第I區(qū)域202a的剖面也可以在與觸摸面板102及基座201相接的邊上具有倒角部223。再者，如圖8(f)所示，第2支撐部3b的剖面也可以是圓形的。
[0089]再有，本實(shí)施方式中雖然在整周形成了支撐部202，但也可以僅在一部分形成支撐部。該情況下，即便根據(jù)形成支撐部202的間隔來(lái)變更剛性，也可獲得同樣的效果。
[0090]還有，圖6 (a)中，雖然將第I區(qū)域202配置在適于f30模式的振動(dòng)的波節(jié)502的位置處，但在使用其他模式的情況下，只要將第I區(qū)域202配置在適于該模式的位置即可。
[0091]多個(gè)振動(dòng)部210也可以均等地配置在觸摸面板102的4條邊上，當(dāng)然也可以僅在短邊或僅在長(zhǎng)邊配置多組。再有，也可以分別在I條短邊及I條長(zhǎng)邊上分別各配置I個(gè)第I區(qū)域202a。
[0092]另外，在本實(shí)施方式中雖然以單一的振動(dòng)模式進(jìn)行了說(shuō)明，但在分開(kāi)使用多個(gè)振動(dòng)模式的情況下，只要在與任一振動(dòng)模式的波節(jié)對(duì)應(yīng)的部分形成第I區(qū)域202，就能獲得同樣的效果。此外，在多個(gè)振動(dòng)模式的波節(jié)的位置接近的情況下，也可以將第I區(qū)域202形成為覆蓋雙方的波節(jié)。
[0093]再者，本實(shí)施方式中，雖然將振動(dòng)部210a、210b粘貼到了觸摸面板102，但還可以通過(guò)濺射等方法在觸摸面板102上形成薄膜的透明壓電部件，由此作為振動(dòng)部來(lái)使用。
[0094]再有，在此雖然示出了振動(dòng)部210a、210b物理地連接于觸摸面板102的例子，但振動(dòng)部210a、210b并非一定要與觸摸面板102直接連接，只要能夠使觸摸面板102振動(dòng)，也能與觸摸面板102以外的部件連接。
[0095]還有，在存在多個(gè)振動(dòng)部的情況下，也可以使其中的幾個(gè)振動(dòng)部停止。由此，可以降低功耗。
[0096]另外，關(guān)于驅(qū)動(dòng)相位，雖然表示了同相位(相位差為0度)及相反相位(相位差為180度)的例子，但為了將觸摸面板102的特定部位的振動(dòng)振幅最大化或最小化等調(diào)整為最佳的量，也可以設(shè)定0度及180度以外的任意相位差。
[0097]此外，驅(qū)動(dòng)部301不僅可以以正弦波使振動(dòng)部210a、2IOb振動(dòng)，還能以根據(jù)任意波形對(duì)正弦波的包絡(luò)線施加調(diào)制而得到的波形使振動(dòng)部210a、210b振動(dòng)。由此，用戶可以感受到硬、柔軟、粗糙等各種觸覺(jué)。
[0098]如以上所述，作為本申請(qǐng)公開(kāi)中的技術(shù)的例示，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。為此，提供了附圖及詳細(xì)的說(shuō)明。
[0099]因此，在附圖及詳細(xì)的說(shuō)明所記載的構(gòu)成要素之中，不僅有解決問(wèn)題所需的構(gòu)成要素，為了例示上述技術(shù)還包含了解決問(wèn)題的非必要的構(gòu)成要素。因而，并不應(yīng)該根據(jù)這些非必要的構(gòu)成要素被記載于附圖或詳細(xì)的說(shuō)明中的事實(shí)而直接認(rèn)定為這些非必要的構(gòu)成要素是必須的。
[0100]再有，上述實(shí)施方式只是對(duì)本申請(qǐng)公開(kāi)中的技術(shù)進(jìn)行例示，因此在權(quán)利要求書(shū)或其均等范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更、替換、附加、省略等。
[0101](工業(yè)上的可利用性)[0102]本申請(qǐng)的公開(kāi)能適用于各種用途的具有接觸式輸入面的電子設(shè)備中。具體是，本申請(qǐng)的公開(kāi)能適用于寫(xiě)字板或電子書(shū)籍、智能手機(jī)等便攜型信息終端裝置、計(jì)算機(jī)用顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航裝置、ATM、售票機(jī)等。
[0103]符號(hào)說(shuō)明
[0104]100電子設(shè)備
[0105]101顯示部
[0106]10la 表面
[0107]10lb 背面
[0108]102觸摸面板
[0109]103 框體
[0110]201 基座
[0111]202支撐部
[0112]202L 長(zhǎng)邊
[0113]202S 短邊
[0114]202a 第 I 區(qū)域
[0115]202b 第 2 區(qū)域
[0116]202C 空間
[0117]212a、212c、212d、212e、212f面
[0118]212b 安裝面
[0119]210a、2IOb 振動(dòng)部
[0120]212壓電體
[0121]214a第I內(nèi)部電極
[0122]214b第2內(nèi)部電極
[0123]215a第I外部電極
[0124]215b第2外部電極
[0125]215c第3外部電極
[0126]216基準(zhǔn)電極
[0127]250粘接材料
[0128]251絕緣體層
[0129]301驅(qū)動(dòng)部
[0130]302圖像處理部
[0131]303控制部
[0132]501 波腹
[0133]502 波節(jié)
[0134]P第I端子
[0135]N第2端子
[0136]G第3端子
【權(quán)利要求】
1.一種壓電兀件，具備: 具有安裝面及至少I(mǎi)個(gè)其他面的壓電體； 在所述壓電體的內(nèi)部隔開(kāi)規(guī)定間隔且交替地配置的多個(gè)第I內(nèi)部電極及多個(gè)第2內(nèi)部電極； 與所述多個(gè)第I內(nèi)部電極電連接且設(shè)置在所述至少I(mǎi)個(gè)其他面上的第I端子； 與所述多個(gè)第2內(nèi)部電極電連接且設(shè)置在所述至少I(mǎi)個(gè)其他面上的第2端子； 設(shè)置在所述壓電體的所述安裝面上的基準(zhǔn)電極；以及 與所述基準(zhǔn)電極電連接且設(shè)置在所述至少其他面上的第3端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其中， 在所述壓電體中，配置有所述多個(gè)第I內(nèi)部電極及所述多個(gè)第2內(nèi)部電極的部分被所述多個(gè)第I內(nèi)部電極及所述多個(gè)第2內(nèi)部電極分開(kāi)為多個(gè)層， 所述多個(gè)層中位于最外側(cè)的層的厚度比位于內(nèi)部的層更厚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其中， 所述基準(zhǔn)電極形成于所述壓電體的所述安裝面的大致整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其中， 所述第I端子和所述第2端子形成在與所述安裝面相反的主面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其中， 所述第3端子形成在所述第I端子與所述第2端子之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其中， 在設(shè)置在所述壓電體的安裝面上的所述基準(zhǔn)電極的更外側(cè)形成有絕緣體層。
7.一種電子設(shè)備，其安裝了權(quán)利要求1所述的壓電元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中， 所述第3端子與所述電子設(shè)備的接地端相連。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK103529990SQ201310503369
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】足立祐介, 奧村亮 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社