專利名稱：輸入設(shè)備以及使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠在用戶通過觸摸該觸摸面板進行信息的輸入操作時通過觸覺實現(xiàn)對用戶的輸入操作的反饋的輸入設(shè)備以及使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備。
本申請基于2002年8月29日遞交的日本專利申請No.2002-251781并要求其優(yōu)先權(quán)，該申請全文在此引為參考。
背景技術(shù)：
這里用ATM(自動柜員機)作為電子設(shè)備的一個例子。觸摸面板被附加到ATM的顯示面上。在使用ATM的操作中，用戶通過觸摸面板輸入信息，通過添加到ATM外部的設(shè)備實現(xiàn)對用戶的輸入操作的反饋。所添加的設(shè)備通過改變ATM的顯示窗口上的圖像或者通過使用揚聲器或者發(fā)聲器改變聲音來實現(xiàn)反饋。
在室外使用小型電子設(shè)備比如PDA(其應(yīng)用了通過改變圖像或者聲音的方法實現(xiàn)的反饋系統(tǒng))的情況下，由于環(huán)境噪聲或者黑暗的原因，可能難以充分地傳遞反饋。另外，當(dāng)用戶使用手指在顯示窗口上指點圖標(biāo)等時，圖像可能被手指蓋住，從而圖像的改變而產(chǎn)生的反饋信息不能被傳達給用戶。
已經(jīng)公開了以這樣那樣的方式對觸摸面板給予觸覺反饋的一些嘗試。
在日本專利申請公開No.9-251347(1997年9月22日公開)所公開的坐標(biāo)輸入設(shè)備中，觸摸面板和機械開關(guān)的組合導(dǎo)致“點按”的感覺。日本專利申請公開No.11-212725(1999年8月6日公開)所公開的信息顯示設(shè)備和操作輸入設(shè)備使用壓電元件等來對觸摸面板提供觸覺反饋。在當(dāng)前可用的設(shè)備中，儲備使用層疊壓電元件或者雙壓電元件，在實踐中位移太小而不足以獲得反饋。日本實用新型申請公開No.63-164127(1988年10月26日公開)描述了將壓電材料用于觸摸面板開關(guān)，以對觸摸面板提供觸覺反饋。但是，該申請限于光學(xué)觸摸面板。日本專利申請公開No.11-85400(1999年5月30日公開)所公開的顯示設(shè)備是圖像顯示器、輸入設(shè)備和振動器的組合。但是，在該文獻中沒有例如有關(guān)致動器類型或者支承方法的具體描述。該文獻主要描述了一種結(jié)構(gòu)，其中在圖像顯示設(shè)備下方設(shè)置了輸入檢測傳感器(不清楚類型)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種新的輸入設(shè)備和使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備，其能夠解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種輸入設(shè)備和使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備，其能夠在用戶使用觸覺對觸摸面板進行信息輸入操作時確保通過觸覺對用戶的根據(jù)信息類型執(zhí)行的輸入操作實現(xiàn)反饋。
本發(fā)明包括觸摸面板，用戶通過觸摸該觸摸面板執(zhí)行信息的輸入操作；振動發(fā)生裝置，用于根據(jù)信息的類型，通過觸摸面板向用戶反饋各種觸覺；以及振動控制電路，以使所述振動發(fā)生裝置根據(jù)信息的類型產(chǎn)生各種形式的振動。所述振動發(fā)生裝置是雙壓電晶片壓電致動器，其包括第一致動器單元和疊在第一致動器單元上的第二致動器單元，其中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙聞悠鲉卧械囊粋€膨脹時，另一個收縮。第一和第二致動器單元中的每一個都具有多層的壓電元件層。
使用本發(fā)明的輸入設(shè)備以及使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備，用戶通過觸摸該觸摸面板執(zhí)行信息的輸入操作。振動發(fā)生裝置通過觸摸面板根據(jù)信息的類型向用戶反饋各種觸覺。振動控制電路允許振動發(fā)生裝置根據(jù)信息的類型產(chǎn)生各種形式的振動。振動發(fā)生裝置包括第一致動器單元和第二致動器單元。第一致動器單元和第二的每一個具有層疊結(jié)構(gòu)。作為振動發(fā)生裝置，使用雙壓電晶片壓電致動器，其中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙聞悠鲉卧械囊粋€膨脹時，另一個收縮。第一致動器單元和第二致動器單元中的每一個具有多層壓電元件層。
使用上述配置，在振動控制電路的控制下，根據(jù)信息的類型，振動發(fā)生裝置產(chǎn)生各種形式的振動。結(jié)果，當(dāng)用戶通過觸摸該觸摸面板執(zhí)行輸入操作時，根據(jù)信息的類型產(chǎn)生的振動可以通過觸覺被反饋給用戶。觸覺反饋類似于已被廣泛使用為對操作的反饋的“點按感覺”或者“敲鍵感覺”，對于用戶來說是有益的，因為其比用圖像或者聲音產(chǎn)生的反饋更為直覺(直觀)。另外，被包括在雙壓電晶片壓電致動器中的第一和第二致動器單元中的每一個由多層壓電元件層構(gòu)成。這樣的層疊壓電致動器與第一和第二致動器單元中的每一個由單個壓電元件層構(gòu)成的情況相比，能夠在振動方向產(chǎn)生較大的撓曲(彎曲)位移。
本發(fā)明是輸入設(shè)備和使用輸入設(shè)備的電子設(shè)備，輸入設(shè)備還包括顯示信息的圖像顯示單元。用戶能夠通過觸摸該觸摸面板的對應(yīng)于圖像顯示單元顯示信息的位置的一部分來執(zhí)行信息的輸入操作，所述振動發(fā)生裝置被設(shè)置在圖像顯示單元中。在本發(fā)明中，圖像顯示單元顯示信息。用戶能夠通過觸摸該觸摸面板的對應(yīng)于圖像顯示單元顯示信息的位置的一部分來執(zhí)行信息的輸入操作，所述振動發(fā)生裝置被設(shè)置在圖像顯示單元中。在本發(fā)明中，圖像顯示單元顯示信息。振動發(fā)生裝置通過觸摸面板根據(jù)信息的類型向用戶反饋各種觸覺。當(dāng)用戶通過觸摸面板選擇并觸摸圖像顯示單元上的各種信息項之一時，根據(jù)所選擇的信息而產(chǎn)生的振動可以被反饋給用戶。結(jié)果，用戶能夠直觀地根據(jù)觸覺的類型知道圖像顯示單元上的信息類型。通過向觸摸面板添加使用觸覺(振動)的顯示功能，可以通過觸覺實現(xiàn)對輸入操作的反饋。另外，通過將觸覺顯示功能與傳統(tǒng)的使用視頻、聲音等的顯示功能結(jié)合起來，可以顯示實現(xiàn)得更為豐富的信息。
從下面結(jié)合附圖進行的描述，可以更加清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、優(yōu)點和特征。


圖1的透視圖用于圖示設(shè)置有本發(fā)明的輸入輸出設(shè)備的電子設(shè)備；圖2的俯視圖用于圖示圖1所示的電子設(shè)備的觸摸面板、支承框以及雙壓電晶片壓電致動器；圖3是圖1所示電子設(shè)備的分解透視圖；圖4是電子設(shè)備的沿著圖3中的IV-IV線的剖面圖；圖5A是圖4所示的壓電致動器、振動傳遞機構(gòu)等的放大圖，圖5B的透視圖用于圖示突起和軟粘合劑之間的關(guān)系；圖6是雙壓電晶片壓電致動器的部分省略的透視圖；圖7的剖面圖用于圖示圖6所示的雙壓電晶片壓電致動器的層疊結(jié)構(gòu)；圖8A圖示了單層雙壓電元件壓電致動器，圖8B的側(cè)視圖用于圖示多層雙壓電元件壓電致動器；圖9的視圖用于圖示在圖像顯示單元上顯示的作為例子的圖標(biāo)，以及對應(yīng)于所述圖標(biāo)的振動控制波形模式的例子；圖10的方框電路圖用于圖示包括輸入輸出設(shè)備的控制模塊；圖11的剖面示了本發(fā)明的另一個例子；圖12的剖面示了本發(fā)明的另一個例子；圖13的剖面示了本發(fā)明的另一個例子；圖14的剖面示了本發(fā)明的另一個例子；圖15的電路框示了構(gòu)成本發(fā)明的輸入設(shè)備的控制模塊的另一個例子；圖16的視示了根據(jù)本發(fā)明的振動指令方法的一個例子，用于按照雙壓電元件壓電致動器中的規(guī)定振動頻率有效地振動觸摸面板。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附帶說明，由于下面所描述的實施例是本發(fā)明的優(yōu)選的具體例子，添加了技術(shù)上優(yōu)選的各種限制。但是，只要下面的說明沒有具體限制本發(fā)明的陳述，則本發(fā)明的范圍不限于這些實施例。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置有輸入輸出設(shè)備的電子設(shè)備10是具有如圖1所示的配置的PDA(個人數(shù)字助理)。
在用作本發(fā)明的電子設(shè)備的PDA中，向觸摸面板添加了使用觸覺(振動)的觸覺反饋發(fā)生功能，使得能夠通過觸覺向用戶提供對所執(zhí)行的輸入操作的根據(jù)信息類型的反饋。觸覺反饋類似于已被廣泛使用為對操作的反饋的“點按感覺”或者“敲鍵感覺”，對于用戶來說是有益的，因為其比用圖像或者聲音產(chǎn)生的反饋更為直覺(直觀)。
另外，觸覺反饋發(fā)生功能不僅允許對輸入操作產(chǎn)生反饋，而且允許向用戶提供各種信息，比如傳統(tǒng)上使用的圖像或者聲音。
圖1所示的電子設(shè)備10主要包括主體13、觸摸面板15、多個雙壓電元件壓電致動器20以及一個輸入輸出設(shè)備100。在圖1的電子設(shè)備中提供了四個雙壓電元件壓電致動器。主體13具有一些按鍵16到19以及其它按鍵21、22和24，還有電源開關(guān)23。例如，按鍵16用作轉(zhuǎn)換鍵，按鍵17用作確定鍵，按鍵18用作日語、英語切換鍵。主體13還具有其它所需要的鍵。
圖2圖示了圖1的觸摸面板15以及主體13的支承框25。在支承框25的四角，例如使用粘合劑固定了四個長坂形的雙壓電元件壓電致動器20。
圖3的分解透視示了觸摸面板15和主體13。
主體13設(shè)置有圖像顯示單元30以及圖像顯示單元30的支承框25。液晶顯示器可以用作圖像顯示單元30。除了液晶顯示器(LCD)之外，可以用有機EL(場致發(fā)光)、CRT(陰極射線管)等作為圖像顯示單元30。圖像顯示單元30能夠響應(yīng)例如圖1所示的按鍵24的操作顯示作為例子的所需圖標(biāo)31到34。支承架25例如由金屬制成，是具有四條邊的框體，所述四條邊對應(yīng)于圖像顯示單元30的四條邊。兩個雙壓電晶片壓電致動器20按照預(yù)定的間隔與支承框25的每一個縱框部分25A和25B串聯(lián)地通過粘合被固定。所述雙壓電晶片壓電致動器20在X方向相互平行布置。X方向是垂直于Y方向的方向，Y方向是主體13的橫向。
主體13例如由塑料比如PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)或者PI(聚酰亞胺)制成，但是不限于這些材料。支承框25例如由鋁、鐵板或者不銹鋼板制成，但是也可以由金屬或者塑料制成。圖像顯示單元30是能夠進行彩色顯示的液晶顯示器。
作為觸摸面板15，其是透明膜，例如，可以使用薄的聚酯膜。觸摸面板15被蒸汽淀積有具有預(yù)定厚度的矩形透明導(dǎo)電層(ITO)。首先，準(zhǔn)備上述兩個聚酯膜。在一個聚酯膜上，在縱向上形成矩形的導(dǎo)電層。在另一個聚酯膜上，在橫向上形成矩形的導(dǎo)電層。上述兩個聚酯膜可以相互重疊，中間夾一個絕緣隔離層。絕緣隔離層的夾入防止了兩側(cè)的導(dǎo)電層相互接觸。當(dāng)用戶(操作者)按壓聚酯膜的表面時，電流流過一個聚酯膜上的導(dǎo)電層和另一個聚酯膜上的導(dǎo)電層，從而能夠從X軸和Y軸的交點檢測到按下了圖3所示的圖像顯示單元30上的什么位置。在上下兩層上由于交點之間的接觸而流動的電流由一個電路加以處理。這例如允許CPU(中央處理器)檢測用戶按下了圖3的圖像顯示單元30上的哪些圖標(biāo)31到34。上述觸摸面板1 5的結(jié)構(gòu)不是限制性的，各種配置都可以應(yīng)用于觸摸面板15。觸摸面板15可以通過重疊一個透明玻璃板和一個透明膜來形成。在此例中，當(dāng)玻璃板的表面上的導(dǎo)電層和膜表面的導(dǎo)電層相互接觸時，就可以知道按下了圖像顯示單元30上的什么位置。
圖4是該電子設(shè)備的沿著圖3中的線IV-IV的剖面結(jié)構(gòu)的一個例子。圖5A圖示了圖4所示的電子設(shè)備的剖面結(jié)構(gòu)的部分放大圖。
在圖4和圖5A中，在觸摸面板15和支承框25之間設(shè)置上述四個雙壓電晶片壓電致動器20。設(shè)置觸摸面板支承部件35，以在觸摸面板15和支承框25之間提供間隔。觸摸面板支承部件35由不吸震的柔性材料支承，被定位于例如觸摸面板15的四角。上述雙壓電晶片壓電致動器20被設(shè)置在觸摸面板15和支承框25之間的空間中。雙壓電晶片壓電致動器20和振動傳遞機構(gòu)構(gòu)成振動發(fā)生裝置，其中，由于雙壓電晶片壓電致動器20的撓曲位移導(dǎo)致的振動被傳遞到觸摸面板15一側(cè)。
在下面的說明中，術(shù)語“雙壓電晶片壓電致動器20”被簡化為“壓電致動器20”。在壓電致動器20的一個端部20A和支承框25之間設(shè)置一個第一支承部分41。類似地，在壓電致動器20的另一個端部20B和支承框25之間設(shè)置一個第二支承部分42。在壓電致動器20的中央和觸摸面板15的背面之間設(shè)置一個第三支承部分43。
圖5A和5B圖示了放大的第一支承部分41、第二支承部分42和第三支承部分43。如圖5A和圖4所示，用箭頭U表示壓電致動器20的振動位移。振動位移U垂直于觸摸面板15和支承框25的方向，也就是對應(yīng)于Z方向。Z方向是垂直于圖3所示的X方向和Y方向的方向。
如圖4和5A所示，壓電致動器20被第一到第三支承部分三點支承在觸摸面板15和支承框25之間的空間中。第一到第三支承部分41到43構(gòu)成上述振動傳遞機構(gòu)37，將壓電致動器20產(chǎn)生的振動傳遞到觸摸面板15一側(cè)。如圖5A所示，第一到第三支承部分41到43中的每一個由一個刀刃一樣的突起50和軟粘合劑51構(gòu)成。第一到第三支承部分41到43中的每一個使用所述刀刃狀突起50支承所述壓電致動器20的平面，其支承方式不妨礙壓電致動器20的撓曲變形(或者彎曲變形)。更具體地，第一支承部分41的突起50從支承框25一側(cè)支承壓電致動器20，其支承方式允許壓電致動器20在R方向樞轉(zhuǎn)運動。類似地，第二支承部分42的突起50從支承框25一側(cè)支承壓電致動器20，其支承方式允許壓電致動器20在R方向樞轉(zhuǎn)運動。第三支承部分43的突起50從支承框25一側(cè)支承壓電致動器20，其支承方式允許壓電致動器20在R方向樞轉(zhuǎn)運動。
在第一到第三支承部分41到43中，所述軟粘合劑51允許突起50粘到支承框25和觸摸面板15上以防止位移。作為軟粘合劑51的材料，可以使用能夠固定硬材料制成的突起，并能夠?qū)弘娭聞悠?0的撓曲位移無減少地傳遞到觸摸面板15的材料。軟粘合劑的材料的例子包括苯乙烯合成橡膠(styrene elastomer)(KG-gelYMG-80 BK(Kitagawa Industries Co.，Ltd))。
圖5B圖示了突起50和軟粘合劑51。軟粘合劑51用虛線表示。
圖4和圖5所示的壓電致動器20所導(dǎo)致的振動位移U平行于Z方向。在第一到第三支承部分41到43中，所述壓電致動器20通過所述刀刃狀突起50由粘合劑51固定。因此，在第一到第三支承部分41到43中，壓電致動器20能夠在R方向自由地運動，而壓電致動器20沿著振動位移U在Z方向受到約束。
下面結(jié)合圖6和圖7描述壓電致動器20的一個結(jié)構(gòu)示例。圖6是一個部分省略的視圖，用于圖示壓電致動器20的結(jié)構(gòu)。該壓電致動器20為所謂的雙壓電晶片壓電致動器。該雙壓電晶片壓電致動器也被稱為雙壓電晶片壓電振動器等。概略地說，壓電致動器20是通過層疊第一致動器單元61和第二致動器單元62構(gòu)成的。
第一和第二致動器61和62具有基本上相同的結(jié)構(gòu)，各自具有多個壓電元件層63。壓電元件層63由三層構(gòu)成，包括一個壓電元件64和形成在該壓電元件64的兩側(cè)的電極層65。該壓電元件層63也被稱為主致動器單元。第一和第二致動器單元61和62中的每一個是通過層疊多個壓電元件層63構(gòu)成的。在圖6和圖7所示的例子中，第一和第二致動器單元61和62中的每一個通過層疊9個壓電元件層63二構(gòu)成。壓電元件層63的壓電元件64例如由PZT(鋯鈦酸鉛)制成。所述電極層65例如由Ag-Pd制成。在第一和第二致動器單元61和62之間設(shè)置一個中間電極層65A。
圖6和圖7所示的壓電致動器20由18層壓電元件64以及形成在每一對壓電元件64之間以及壓電致動器20的正面和背面的總共19個電極層65構(gòu)成。圖7所示的壓電元件64的厚度D1例如是28微米。電極層65的厚度D2例如是4微米。壓電致動器20是通過層疊上述18個壓電元件層63而構(gòu)成的，這些壓電元件層電學(xué)上相互并聯(lián)。
如圖6所示，為壓電致動器20設(shè)置層間連接部分66A和66B。壓電元件層63的壓電元件64被極化，使得當(dāng)對層間連接部分66A和66B施加驅(qū)動電流時，第一致動器單元61的9個壓電元件層63膨脹/收縮，第二致動器單元62的9個壓電元件層63收縮/膨脹。從而，雙壓電元件壓電致動器20撓曲和位移時與雙金屬片的原理相同。圖7所示的壓電致動器20非常薄和緊湊，其總厚度例如為500微米。這樣的層疊壓電致動器20與第一和第二致動器單元61和62的每一個均由單個壓電元件層構(gòu)成的情況相比，能夠使用有限的驅(qū)動電壓產(chǎn)生更大的撓曲位移。當(dāng)?shù)谝恢聞悠鲉卧?1膨脹時，第二致動器單元62收縮；相反，當(dāng)?shù)谝恢聞悠鲉卧?1收縮時，第二致動器單元62膨脹。從而，壓電致動器20沿著圖4所示的振動位移U位移。上述雙壓電晶片壓電致動器20也被稱為多層雙壓電元件壓電致動器。
下面描述尤其適合于小尺寸的移動設(shè)備的雙壓電晶片壓電致動器20的工作。
如圖1所示的移動電子設(shè)備10一般使用鋰離子或者鎳氫電池作為主要的電源。即使將電池所產(chǎn)生的電壓加到上述一般的雙壓電晶片壓電致動器電池上，也不可能獲得足夠大的撓曲位移或者力來吸引用戶的注意。在本實施例中，為了解決此問題，使用多層雙壓電晶片壓電致動器20來降低產(chǎn)生等效的撓曲位移或者力所需的驅(qū)動電壓，如下所述。
使雙壓電晶片壓電致動器20變形(驅(qū)動雙壓電晶片壓電致動器20)所需的壓電元件的撓曲ΔL1可以表示為下式ΔL1＝d31×E×L(d31壓電常數(shù)，E所施加的電場強度，L元件長度)撓曲正比于電場強度。這樣，即使降低所使用的電壓，只要電場強度保持恒定，撓曲仍然不變。例如，分別向圖8A和圖8B的元件施加2V和1V的電壓，圖8B的元件厚度為圖8A的元件厚度的1/2。因此，元件內(nèi)的電勢梯度，也就是電場強度在兩個元件中是相同的，因此兩個元件中的撓曲是相同的。
如上所述，在本發(fā)明中，元件在其厚度方向被分開，如圖6和7所示，使得可以實現(xiàn)使用小電壓驅(qū)動就允許用戶感知觸覺的雙壓電晶片壓電致動器20。在此例中，假設(shè)用當(dāng)致動器的兩側(cè)以例如20mm的跨距被支承時導(dǎo)致的中央位移來表示致動器的位移。在這種情況下，當(dāng)施加的電壓為10V時，中央位移約為25微米。如果使用例如鋰離子電池，并將元件的厚度進一步劃分，那么，為了獲得與施加約3.3V的電壓獲得的上述25微米對應(yīng)的位移，一個元件的厚度應(yīng)當(dāng)是圖6的情況下的大約1/3，也就是約10微米。
圖9所示的電子設(shè)備10的圖像顯示單元30顯示例如四個圖標(biāo)31到34。上述觸摸面板15被設(shè)置在圖像顯示單元30上。
圖10圖示了圖9所示電子設(shè)備的控制模塊的一個例子。電子設(shè)備10的控制模塊包括一個振動發(fā)生裝置70、振動控制電路73、觸摸面板15以及圖像顯示單元30。CPU(中央處理器)74允許電子設(shè)備10用作移動信息終端，處理在圖像顯示單元30和觸摸面板15中使用的信號。更具體地，CPU 74向圖像顯示單元30發(fā)送構(gòu)成圖標(biāo)等的顯示信號S5，并從觸摸面板15接收坐標(biāo)值S4。觸摸面板15由用戶的手指F或者觸筆(筆)接觸和按壓。
振動發(fā)生電路73允許振動發(fā)生裝置71產(chǎn)生取決于信息類型的振動模式。振動控制電路73和振動發(fā)生裝置71在以前廣泛使用的電子設(shè)備10中是沒有的，是本發(fā)明的特征部分。振動控制電路73包括處理器80、存儲器81、外部程序端口82、D/A轉(zhuǎn)換器83以及電流放大器84。處理器80連接到CPU 74、存儲器81、外部程序端口82以及D/A轉(zhuǎn)換器83。
存儲器81例如存儲如圖10所示的四種振動模式。這四種振動模式例如是振動控制波型模式P1到P4?？梢詮拇鎯ζ?1向處理器80提供振動控制波形模式P(模式P1到P4)。這些振動控制波形模式P1到P4分別對應(yīng)于圖9所示的圖標(biāo)31到34。這四個圖標(biāo)31到34是相互不同的信息的例子，可以隨機顯示在圖像顯示單元30上。
振動控制波形模式P是數(shù)字信號，被提供給處理器80。為了向存儲器81提供振動控制波形模式P，可以使用這樣一種方法將外部程序編制者75比如外部PC產(chǎn)生的任意振動控制波形模式通過外部程序端口82載入處理器80，并在被添加了注冊號和振動控制波形模式P的屬性之后寄存到存儲器81中。另一種將振動控制波形模式存儲到存儲器81中的方法是，根據(jù)通過觸摸面板15輸入的波形信息由處理器80生成振動控制波形模式，并在添加了注冊號和屬性后提供給存儲器81。如上所述，外部程序端口82通過處理器80向存儲器81提供由外部PC或者其它外部裝置生成的上述振動控制波形模式。
處理器80使用從CPU 74發(fā)送的對應(yīng)于觸摸面板15上的坐標(biāo)值S4(坐標(biāo)信息)的請求信號坐標(biāo)值S來從存儲器81選擇對應(yīng)于所述請求信號坐標(biāo)值S的振動控制波形模式P(模式P1到P4)，并將所選擇的振動控制波形模式P作為數(shù)字波形S1輸出到D/A轉(zhuǎn)換器83。該坐標(biāo)值S4(坐標(biāo)信息)鏈接到作為圖9所示的圖像顯示單元30上的信息的圖標(biāo)31到34的坐標(biāo)。如上所述，處理器80在其信號處理中能夠根據(jù)通過輸入裝置比如觸摸面板15輸入的、存儲在用作移動信息終端的電子設(shè)備中的信息產(chǎn)生激活振動發(fā)生裝置71的壓電致動器20的振動控制波形模式P，而不使用外部編程者。對應(yīng)于坐標(biāo)值S4的請求信號坐標(biāo)值S在處理器80和CPU 74之間的上述交換允許將觸摸面板15的坐標(biāo)值S4載入處理器80。
處理器80向D/A轉(zhuǎn)換器83發(fā)送數(shù)字波形S1。該D/A轉(zhuǎn)換器83然后將數(shù)字波形S1轉(zhuǎn)換為模擬電壓波形S2。電流放大器84根據(jù)該模擬電壓波形S2產(chǎn)生一個電壓指令值S3，該值具有足夠大的電流驅(qū)動壓電致動器20，電流放大器將產(chǎn)生的電壓指令指S3發(fā)送給振動發(fā)生裝置71的壓電致動器20。換句話說，電流放大器84放大模擬電壓波形S2，以允許模擬電壓波形S2具有足夠的電流來驅(qū)動壓電致動器20，并將放大后的波形發(fā)送給壓電致動器20。
圖10所示的振動發(fā)生裝置71包括壓電致動器20和振動傳遞機構(gòu)37。
如上所述，振動傳遞機構(gòu)37具有圖示于圖4的第一到第三支承部分41到43。壓電致動器20將電流放大器84發(fā)來的指令指S3轉(zhuǎn)換為機械撓曲位移。振動傳遞機構(gòu)37將壓電致動器20的撓曲位移傳遞到圖4所示的觸摸面板15。電子設(shè)備10，像圖1和圖3中所示的移動信息終端，包括圖10的輸入/輸出裝置100。如圖10所示，輸入輸出設(shè)備100包括圖像顯示單元30、觸摸面板15、振動發(fā)生裝置71以及振動控制電路73。
下面描述包括上述輸入輸出設(shè)備100的電子設(shè)備10的操作。
用戶看到如圖9所示的作為例子的圖像顯示單元30上的圖標(biāo)31到34。這些圖標(biāo)31到34表示相互不同的信息。當(dāng)用戶用手指通過觸摸面板15觸摸圖標(biāo)31時，圖標(biāo)31在圖像顯示單元30的屏幕上的坐標(biāo)如圖10所示被從觸摸面板15發(fā)送給CPU 74，作為坐標(biāo)值S4。圖標(biāo)31和圖標(biāo)31的坐標(biāo)值S4在CPU 74中被預(yù)先相互關(guān)聯(lián)起來。在表示已被用戶觸摸的圖標(biāo)31的信號(例如點擊圖標(biāo))從CPU 74被發(fā)送到處理器80作為請求信號坐標(biāo)值S之后，處理器80從存儲器81調(diào)用對應(yīng)于圖標(biāo)31的振動控制波形模式P1，并將振動控制波形模式P1輸出到D/A轉(zhuǎn)換器83，作為數(shù)字波形S1。
D/A轉(zhuǎn)換器83將處理器80發(fā)來的數(shù)字波形S1轉(zhuǎn)換為模擬電壓波形S2。電流放大器84將模擬電壓波形S2的電流值放大，向壓電致動器20提供一個指令值S3。根據(jù)所提供的指令值S3(電壓值)，壓電致動器20被機械撓曲和變形。對壓電致動器20提供一定程度的柔性，使得第一到第三支承部分41到43不妨礙壓電致動器20的撓曲變形(或者彎曲變形)，如圖4所示。也就是，如上所述，盡管第一到第三支承部分41到43能夠沿著圖5A所示的箭頭R在旋轉(zhuǎn)方向自由活動，但是它們不能在箭頭U的方向活動，該箭頭U的方向是壓電致動器20的振動位移的方向。這種結(jié)構(gòu)允許當(dāng)壓電致動器20撓曲和變形時，觸摸面板15只在振動位移U方向位移。在壓電致動器20的中心相繼導(dǎo)致的這種振動位移U作為振動波形被傳遞給觸摸面板15，觸摸面板然后相繼位移，這樣所述振動位移被傳遞給用戶的手指，作為觸覺反饋TB。
如上所述，在本發(fā)明中，通過向觸摸面板添加使用觸覺(振動)的觸覺反饋發(fā)生功能，可以通過觸覺實現(xiàn)對輸入操作的反饋。觸覺反饋類似于已經(jīng)廣泛用作對操作的反饋的“點按感覺”或者“敲鍵感覺”，對于用戶來說是有好處的，因為它比圖像或者聲音的反饋更為直觀。另外，不僅能夠顯示反饋信息，而且能夠顯示觸覺信息。
按照上述方式，當(dāng)選擇圖9所示的另一個圖標(biāo)32時，從存儲器81調(diào)用振動控制波形模式P2，當(dāng)從電流放大器84接收到指令值S3時根據(jù)振動控制波形模式P2使壓電致動器20振動。類似地，當(dāng)用戶用手指按下圖標(biāo)33時，壓電致動器20根據(jù)振動控制波形模式P3而振動和位移。當(dāng)用戶用手指按下圖標(biāo)34時，壓電致動器20根據(jù)振動控制波形模式P4而振動和位移。
如圖9所示，振動控制波形模式P1是產(chǎn)生“點按感覺”也就是“剛性感覺”的矩形波模式。振動控制波形模式P2是傳遞韻律感覺比如心跳的數(shù)字波形。波形模式P2的脈沖寬度是隨機確定的。振動控制波形模式P3是產(chǎn)生連續(xù)運動、傳遞運動感覺的波形，其具有臺階狀波形。振動控制波形模式P4產(chǎn)生一般觸摸面板的反應(yīng)，也就是，采用基本上恒定的振動位移。如上所述，圖標(biāo)31到34代表相互不同的信息。向圖標(biāo)31到34分配相互不同的上述振動控制波形模式P1到P4。由于所分配的振動模式P1到P4允許在壓電致動器20中產(chǎn)生不同的振動位移，用戶能夠通過手指直觀地和物理地區(qū)分圖標(biāo)31到34的類型。注意，圖標(biāo)31到34、圖標(biāo)的坐標(biāo)值以及振動控制波形模式可以在圖10所示的處理器80中相互關(guān)聯(lián)起來。在各種組合中，CPU 74和處理器80在信號處理中的角色共享是可以的，不需特別限制于圖10所示的例子。
圖11和圖12分別圖示了本發(fā)明另外的實施例。圖11和圖12的每一個例子的結(jié)構(gòu)是在圖4的例子上添加新的部件獲得的。在下面，與圖4的例子中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記表示與圖4的例子相同的部件。
圖11的例子與圖4的例子的不同之處在于在觸摸面板15和支承框25上提供了觸摸面板保持框110。該觸摸面板保持框110具有基本上為L形的截面。通過該觸摸面板保持框110，觸摸面板15的端部被固定到支承框25上。觸摸面板保持框110是一個框體，其具有例如四個邊。在觸摸面板保持框110的上端部111和觸摸面板15的端部之間設(shè)置一個防塵密封113。該防塵密封113例如是具有方形截面、圓形截面或者橢圓截面的環(huán)形彈性件，例如由塑料或者橡膠制成。該防塵密封13防止灰塵或者外部顆粒進入觸摸面板15和支承框25之間的空間中。該防塵密封113還用作觸摸面板支承件，從觸摸面板保持框110一側(cè)支持觸摸面板15。防塵密封113由非常柔性的材料或者具有一定程度的柔性的材料制成，其屬性不會使振動衰減，并使在壓電致動器20中產(chǎn)生的振動位移的衰減最小化。
圖12的例子與圖4的例子的不同之處在于振動傳遞機構(gòu)137的結(jié)構(gòu)，并且添加了圖11的防塵密封113和觸摸面板保持框110。在圖4中，壓電致動器20由第一到第三支承部分41到43三點支承在觸摸面板15和支承框25之間的空間中。另一方面，在圖12的實施例中，振動傳遞機構(gòu)137具有支承部分141和另一個支承部分142。支承部分141被設(shè)置在壓電致動器20的一個端部20A和支承框25之間。所述另一個支承部分142被設(shè)置在壓電致動器20的所述另一端部20B和觸摸面板15的內(nèi)側(cè)表面之間。支承部分142的結(jié)構(gòu)與圖5A和圖5B的具有突起50和軟粘合劑51的結(jié)構(gòu)相同。支承部分141使用硬粘合劑被剛性固定到圖像顯示單元的支承框25上。如上所述，壓電致動器20被支承部分141和142兩點支承在觸摸面板15和支承框25之間的空間中。當(dāng)壓電致動器20撓曲和位移時，觸摸面板15在振動位移U方向位移。如上所述的壓電致動器20以懸臂的方式被支承在觸摸面板15和支承框25之間的空間中。
圖13和圖14的每一個圖示了本發(fā)明的另外的實施例。
在圖13的例子中，壓電致動器20僅從觸摸面板15一側(cè)被支承。壓電致動器20的一個端部20A由一個支承部分241支承，其另一個端部20B由支承部分242支承。這種結(jié)構(gòu)也允許壓電致動器20在旋轉(zhuǎn)方向R自由獲得，并允許在振動位移U的方向在觸摸面板15中產(chǎn)生振動。
圖14的例子具有向圖13的例子的結(jié)構(gòu)上添加心軸250而獲得的結(jié)構(gòu)。心軸250被固定到壓電致動器20的中間部分上。當(dāng)在壓電致動器20中產(chǎn)生撓曲位移U時，產(chǎn)生心軸250的慣性力。當(dāng)壓電致動器20壓起觸摸面板15時產(chǎn)生的反作用力被心軸250的慣性力保持，從而壓電致動器20的撓曲位移能夠有效地被傳遞到觸摸面板15。圖13和圖14所示的結(jié)構(gòu)中，壓電致動器20僅從觸摸面板15一側(cè)獲得支承，這有如下好處。那就是，用戶施加給觸摸面板15的力被直接施加給壓電致動器20。這又，即使用戶向觸摸面板15施加了過量的力，外部力負載也不施加到壓電致動器20。
圖15圖示了圖10所示控制模塊70的另一個例子。圖15的控制模塊70與圖10所示的不同之處在于振動控制電路73包括一個A/D轉(zhuǎn)換器89。為了測量壓電致動器20的端子之間的電壓S6，A/D轉(zhuǎn)換器89輸入所述電壓S6，將該電壓S6 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓S10，將獲得的數(shù)字電壓S10發(fā)送給處理器80。在本發(fā)明中，壓電致動器20和觸摸面板直接相連，例如如圖4所示，使得用戶施加給觸摸面板15的力被直接傳遞給壓電致動器20。因此，壓電致動器20和觸摸面板15之間的連接部分的位移取決于所施加的力。當(dāng)接收到位移時，壓電致動器20產(chǎn)生與所接收到的位移成比例的電動勢。因此，處理器80就能夠通過測量該電動勢知道用戶手指F的操作力(按壓力)。如上所述，處理器80能夠?qū)崟r測量壓電致動器20的對應(yīng)于用戶用手指F按壓觸摸面板15時產(chǎn)生的按壓力W的電壓S6。這帶來了以下優(yōu)點。
那就是，當(dāng)用戶用手指F向觸摸面板15施加了過大的力時，處理器80指令CPU 74向圖像顯示單元30提供構(gòu)成圖標(biāo)的顯示信號S5，該圖標(biāo)表示檢測到了過大的力的操作。使用這種結(jié)構(gòu)，可以通過顯示在圖像顯示單元30上的圖標(biāo)警告用戶施加了過大的力。另外，通過測量在使用輸入筆等進行手寫輸入時的操作力(寫壓力)并將測量到的力與用戶對應(yīng)地存儲起來，可以標(biāo)識(驗證)用戶。另外，通過將從觸摸面板15獲得的坐標(biāo)信息(二維坐標(biāo)信息)與有關(guān)用戶的操作力的信息組合起來，可以實現(xiàn)三維輸入設(shè)備。
圖16圖示了按照規(guī)定的振動頻率有效地使觸摸面板15振動的振動指令方法的一個例子。
假設(shè)觸摸面板15和第一到第三支承部分41到43構(gòu)成一個振動系統(tǒng)，該系統(tǒng)的自然頻率f可以用下式表示f＝1/2π×(Kt/m-(Ct/2m))1/2其中m是觸摸面板15的質(zhì)量，Kt和Ct是鏈接到觸摸面板15的所有部件的彈性常數(shù)和粘性系數(shù)。
通過使圖10的振動控制電路73輸出包括上述自然頻率作為指令值的振動波形，觸摸面板15能夠有效地振動。包括上述自然頻率的振動波形不僅包括連續(xù)的振動比如正弦波，而且包括通過組合各種頻率成份所獲得的振動，比如脈沖振動。為了將系統(tǒng)的自然頻率調(diào)節(jié)到50赫茲到300赫茲的范圍(在這個范圍人類容易接收到觸覺)，在該變了鏈接到觸摸面板的支承部分等的材料或者形狀之后，上述彈性系數(shù)Kt和粘度系數(shù)Ct應(yīng)當(dāng)被設(shè)定到合適的值。
最好，所述多層雙壓電晶片壓電致動器包括四個或者更多的壓電元件層。具體地，由于驅(qū)動電壓的限制，移動設(shè)備比如PDA不能使用傳統(tǒng)的壓電致動器。為了對付這種情況，使用具有多層結(jié)構(gòu)的壓電層來實現(xiàn)能夠使用較低電壓驅(qū)動的致動器，將所獲得的致動器用于對觸摸面板的觸覺反饋。這樣，在移動設(shè)備中也能實現(xiàn)具有觸覺反饋功能的觸摸面板。所述雙壓電晶片壓電致動器的兩個端部和中央的支承部分在旋轉(zhuǎn)方向具有撓性，但是約束觸覺傳遞的方向(致動器中心的位移方向)。為了約束觸覺的傳遞方向，使用點狀或者線狀突起，以便不妨礙致動器的變形。為了連接致動器和支承部件，使用軟粘合劑。
為了不減損致動器產(chǎn)生的振動位移(速度)，將致動器本身設(shè)計為用作觸摸面板的支承部件。支承觸摸面板的材料也用作防塵密封來防止灰塵等進入觸摸面板和圖像顯示單元之間。通過將包括觸摸面板及其支承部件的振動系統(tǒng)的自然頻率設(shè)置到人類容易感知觸覺的頻率區(qū)域，并通過使觸摸面板的振動包括振動系統(tǒng)的自然頻率本身或者振動系統(tǒng)的頻率，可以有效地將觸覺反饋傳遞給用戶。
所述振動控制電路存儲一個或者多個控制模式(振動波形)。根據(jù)用戶在觸摸面板上選擇的坐標(biāo)(一般與某個圖標(biāo)等相聯(lián)系)來由設(shè)備選擇合適的控制模式，來控制致動器。存儲在振動控制電路中的控制模式由軟件定義，能夠由制造商或者用戶任意重寫。所述振動控制電路包括用于檢測向致動器施加外力時產(chǎn)生的電動勢的裝置，從而測量用戶的輸入操作的按壓力。
可以采用這樣的結(jié)構(gòu)雙壓電晶片壓電致動器的一個端部被固定到一個基座或者類似結(jié)構(gòu)上，其另一個端部被連接到所述觸摸面板。
為了不減損致動器產(chǎn)生的振動位移(速度)，通過具有低減震效果的柔性材料來支承觸摸面板(所述材料例如是Kitagawa IndustriesCo.，Ltd制造的KG-gel)。為了不妨礙壓電致動器的彎曲變形，在觸摸面板的下表面之下支承壓電致動器，從而，當(dāng)壓電致動器位移時產(chǎn)生的振動被傳遞給觸摸面板。在這種情況下，可以向壓電致動器的中央添加一個心軸。
通過使用雙壓電晶片壓電致動器，可以設(shè)計適合移動設(shè)備的觸覺反饋系統(tǒng)，其具有尺寸小(形狀薄)和低功耗的特點。尤其是，通過使用多層雙壓電晶片壓電致動器，能夠設(shè)計出低電壓驅(qū)動型的觸覺反饋系統(tǒng)，其使用一般能在移動設(shè)備中使用的鋰離子或者鎳氫電池工作。另外，可以用簡單的低成本結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對雙壓電晶片壓電致動器的支承。致動器本身用作致動器的支承部件，不僅防止由于支承部件導(dǎo)致振動的損失，而且使得結(jié)構(gòu)簡單，從而能夠提供低價格的系統(tǒng)。觸摸面板的支承部件用作防塵密封，這減少了部件數(shù)量，并且容易設(shè)計出低價格的系統(tǒng)。即使致動器的輸出較小，也能夠產(chǎn)生用戶能夠觸覺感知的振動，這樣就能夠提供小尺寸、低價格的系統(tǒng)。
所述輸入設(shè)備能夠進行任意波形的振動(觸覺)反饋，因此能夠向用戶提供用以確認輸入操作的操作感覺以及各種觸覺信息(感覺)。通過使用觸覺信息作為除了視覺和聽覺信息之外的第三信息表達渠道，可以向用戶提供在現(xiàn)實性方面更為豐富的各種信息。另外，利用觸覺相對于視覺和聽覺對于人類來說更為基本這一點，就有可能表達人類的感情。另外，可以想到能夠獨立使用觸覺反饋。在這種情況下，對于盲人、駕駛者或者在視覺信息和聽覺信息不起作用的嘈雜等環(huán)境下，就能夠進行所謂的盲操作來用于信息呈現(xiàn)。所述振動波形能夠容易地被重寫，能夠容易地添加新的振動波形，這樣就能夠?qū)υO(shè)備所使用的每一個國家設(shè)定振動波形，或者取決于個人的口味來設(shè)定振動模式。另外，可以通過網(wǎng)絡(luò)將一個用戶建立的振動模式提供給另一個用戶。
閱讀了上面的說明后，可以知道用戶如何使用設(shè)備，并防止設(shè)備被破壞。提供觸覺所需的部件和檢測操作力所需的部件差不多是共同的，因此可以提供低價格的三維輸入設(shè)備。由于支承觸摸面板的材料具有撓性，壓電致動器所產(chǎn)生的位移不受到機械抑制。另外，材料具有低吸震屬性(例如橡膠材料)，因此壓電致動器所產(chǎn)生的能力能夠有效地被傳遞給觸摸面板。用戶施加給觸摸面板的力不直接作用于壓電致動器，因此即使用戶向觸摸面板錯誤地施加了過大的力，外力負載也不會作用于壓電致動器。當(dāng)壓電致動器向上壓觸摸面板時產(chǎn)生的反作用力被心軸的慣性力所保持，因此壓電致動器的撓曲位移能夠有效地被傳遞給觸摸面板。
本發(fā)明不限于上述例子。例如，對于雙壓電晶片壓電致動器20的層疊結(jié)構(gòu)，第一和第二致動器單元分別具有9個壓電元件層63。但是，壓電元件層63的層數(shù)不限于9。只需要每一個單元具有多層壓電元件層63即可。每一個單元最好具有四個或者多個壓電元件層63。這樣，可以用低驅(qū)動電壓獲得較大的撓曲位移。在圖中所示的例子中，第一和第二支承部分被設(shè)置在圖像顯示單元一側(cè)，第三支承部分被設(shè)置在觸摸面板一側(cè)。但是，在另外的實施例中，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)第一和第二支承部分被設(shè)置在觸摸面板一側(cè)，第三支承部分被設(shè)置在圖像顯示單元一側(cè)。
作為本發(fā)明的電子設(shè)備，上面以個人數(shù)字助理(PDA)作為例子。具有輸入輸出設(shè)備100的本發(fā)明的電子設(shè)備10不限于個人數(shù)字助理，而是包括所有有觸摸面板作為輸入裝置的電子設(shè)備，比如移動電話、遙控器、DSC(數(shù)字照相機)、DVC(數(shù)字?jǐn)z像機)、PC(個人電腦)。
另外，在本發(fā)明的電子設(shè)備中，觸摸面板和顯示功能是集成起來的。但是，在另外的實施例中，顯示功能可以與觸摸面板分開，例如膝上電腦的觸控板，可以單獨地提供顯示單元。同樣，在這種情況下，觸覺通過觸摸面板被傳遞給用戶。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)用戶對使用觸覺的觸摸面板進行輸入信息的操作時，通過觸覺，能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶根據(jù)信息的類型執(zhí)行的輸入操作的反饋。
權(quán)利要求
1.一種輸入設(shè)備，包括觸摸面板，用戶通過觸摸該觸摸面板執(zhí)行信息的輸入操作；振動發(fā)生裝置，用于根據(jù)信息的類型，通過觸摸面板向用戶反饋各種觸覺；以及振動控制電路，使所述振動發(fā)生裝置根據(jù)信息的類型產(chǎn)生各種形式的振動，所述振動發(fā)生裝置是雙壓電晶片壓電致動器，其包括第一致動器單元和疊在第一致動器單元上的第二致動器單元，其中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙聞悠鲉卧械囊粋€膨脹時，其中的另一個收縮，所述第一和第二致動器單元中的每一個具有多層壓電元件層。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，還包括顯示信息的圖像顯示單元，其中，用戶能夠通過觸摸所述觸摸面板上的對應(yīng)于圖像顯示單元顯示信息的位置的一部分來執(zhí)行信息的輸入操作，并且所述振動發(fā)生裝置被設(shè)置在所述圖像顯示單元中。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，在第一和第二致動器單元所包括的每一個壓電元件的兩側(cè)設(shè)置電極。
4.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，所述雙壓電晶片壓電致動器包括設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的一個端部和圖像顯示單元之間的第一支承部分；設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的另一個端部和圖像顯示單元之間的第二支承部分；以及設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的中央和觸摸面板之間的第三支承部分。
5.如權(quán)利要求4所述的輸入設(shè)備，其中，第一、第二和第三支承部分在不同于用戶觸摸所述觸摸面板的方向的旋轉(zhuǎn)方向具有撓性。
6.如權(quán)利要求5所述的輸入設(shè)備，其中，第一和第二支承部分中的每一個具有一個突起和用于將該突起固定到所述雙壓電晶片壓電致動器和圖像顯示單元上的軟粘合劑，所述第三支承部分具有一個突起和用于將該突起固定到所述雙壓電晶片壓電致動器和觸摸面板上的軟粘合劑。
7.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，所述雙壓電晶片壓電致動器包括一個設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的一個端部和圖像顯示單元之間的支承部分，以及另一個設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的另一個端部和觸摸面板之間的支承部分。
8.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，所述雙壓電晶片壓電致動器包括分別設(shè)置在所述雙壓電晶片壓電致動器的一個端部和觸摸面板之間，以及所述雙壓電晶片壓電致動器的另一個端部和觸摸面板之間的支承部分。
9.如權(quán)利要求8所述的輸入設(shè)備，其中，一個心軸被固定到所述雙壓電晶片壓電致動器的中間部分上。
10.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，所述圖像顯示單元由液晶顯示單元構(gòu)成，具有防止灰塵進入觸摸面板和液晶顯示單元之間的防塵密封。
11.如權(quán)利要求2所述的輸入設(shè)備，其中，所述振動控制電路存儲多個用于所述雙壓電晶片壓電致動器的振動控制波形模式，所述振動控制波形模式對應(yīng)于顯示在所述圖像顯示單元上的信息項目。
12.如權(quán)利要求11所述的輸入設(shè)備，其中，存儲在所述振動控制電路中的振動控制波形模式能夠被重寫。
13.如權(quán)利要求11所述的輸入設(shè)備，其中，所述振動發(fā)生裝置包括電動勢檢測裝置，用于檢測取決于用戶的施加到雙壓電晶片壓電致動器上的按壓力而產(chǎn)生的電動勢。
14.一種電子設(shè)備，其包括用于輸入信息的輸入設(shè)備，該輸入設(shè)備包括觸摸面板，用戶通過觸摸該觸摸面板執(zhí)行信息的輸入操作；振動發(fā)生裝置，用于根據(jù)信息的類型，通過觸摸面板向用戶反饋各種觸覺；以及振動控制電路，使所述振動發(fā)生裝置根據(jù)信息的類型產(chǎn)生各種形式的振動，所述振動發(fā)生裝置是雙壓電晶片壓電致動器，其包括第一致動器單元和疊在第一致動器單元上的第二致動器單元，其中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙聞悠鲉卧械囊粋€膨脹時，其中的另一個收縮，所述第一和第二致動器單元中的每一個具有多層壓電元件層。
15.如權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中，所述輸入設(shè)備還包括顯示信息的圖像顯示單元，用戶能夠通過觸摸所述觸摸面板上的對應(yīng)于圖像顯示單元顯示信息的位置的一部分來執(zhí)行信息的輸入操作，并且所述振動發(fā)生裝置被設(shè)置在所述圖像顯示單元中。
16.如權(quán)利要求15所述的電子設(shè)備，其中，在第一和第二致動器單元所包括的每一個壓電元件的兩側(cè)設(shè)置電極。
17.如權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中，所述電子設(shè)備是便攜式電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸入設(shè)備，其包括顯示信息的圖像顯示單元(30)；觸摸面板(15)，用戶通過觸摸所述觸摸面板上的對應(yīng)于圖像顯示單元顯示信息的位置的一部分來執(zhí)行信息的輸入操作；設(shè)置在所述圖像顯示單元中的振動發(fā)生裝置(71)，用于根據(jù)信息的類型，通過觸摸面板向用戶反饋各種觸覺；以及振動控制電路，以使所述振動發(fā)生裝置根據(jù)信息的類型產(chǎn)生各種形式的振動。所述振動發(fā)生裝置是雙壓電晶片壓電致動器。第一和第二致動器單元中的每一個都具有多層的壓電元件。這樣，能夠提供一種輸入輸出設(shè)備，其能夠在用戶使用觸覺對觸摸面板進行信息輸入操作時確保通過觸覺對用戶的根據(jù)信息類型執(zhí)行的輸入操作實現(xiàn)反饋。
文檔編號H01H13/712GK1678978SQ0382068
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者丸山重明, 本山茂樹, 伊萬·普皮列夫, 木村景一 申請人:索尼株式會社