输入输出设备以及使用输入输出设备的电子设备制造技术

本发明专利技术涉及输入设备，其包括：显示信息的图像显示单元（３０）；触摸面板（１５），用户通过触摸所述触摸面板上的对应于图像显示单元显示信息的位置的一部分来执行信息的输入操作；设置在所述图像显示单元中的振动发生装置（７１），用于根据信息的类型，通过触摸面板向用户反馈各种触觉；以及振动控制电路，以使所述振动发生装置根据信息的类型产生各种形式的振动。所述振动发生装置是双压电晶片压电致动器。第一和第二致动器单元中的每一个都具有多层的压电元件。这样，能够提供一种输入输出设备，其能够在用户使用触觉对触摸面板进行信息输入操作时确保通过触觉对用户的根据信息类型执行的输入操作实现反馈。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够在用户通过触摸该触摸面板进行信息的输入操作时通过触觉实现对用户的输入操作的反馈的输入设备以及使用输入设备的电子设备。本申请基于2002年8月29日递交的日本专利申请No.2002-251781并要求其优先权，该申请全文在此引为参考。
技术介绍
这里用ATM(自动柜员机)作为电子设备的一个例子。触摸面板被附加到ATM的显示面上。在使用ATM的操作中，用户通过触摸面板输入信息，通过添加到ATM外部的设备实现对用户的输入操作的反馈。所添加的设备通过改变ATM的显示窗口上的图像或者通过使用扬声器或者发声器改变声音来实现反馈。在室外使用小型电子设备比如PDA(其应用了通过改变图像或者声音的方法实现的反馈系统)的情况下，由于环境噪声或者黑暗的原因，可能难以充分地传递反馈。另外，当用户使用手指在显示窗口上指点图标等时，图像可能被手指盖住，从而图像的改变而产生的反馈信息不能被传达给用户。已经公开了以这样那样的方式对触摸面板给予触觉反馈的一些尝试。在日本专利申请公开No.9-251347(1997年9月22日公开)所公开的坐标输入设备中，触摸面板和机械开关的组合导致“点按”的感觉。日本专利申请公开No.11-212725(1999年8月6日公开)所公开的信息显示设备和操作输入设备使用压电元件等来对触摸面板提供触觉反馈。在当前可用的设备中，储备使用层叠压电元件或者双压电元件，在实践中位移太小而不足以获得反馈。日本技术申请公开No.63-164127(1988年10月26日公开)描述了将压电材料用于触摸面板开关，以对触摸面板提供触觉反馈。但是，该申请限于光学触摸面板。日本专利申请公开No.11-85400(1999年5月30日公开)所公开的显示设备是图像显示器、输入设备和振动器的组合。但是，在该文献中没有例如有关致动器类型或者支承方法的具体描述。该文献主要描述了一种结构，其中在图像显示设备下方设置了输入检测传感器(不清楚类型)。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新的输入设备和使用输入设备的电子设备，其能够解决上述传统技术的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种输入设备和使用输入设备的电子设备，其能够在用户使用触觉对触摸面板进行信息输入操作时确保通过触觉对用户的根据信息类型执行的输入操作实现反馈。本专利技术包括触摸面板，用户通过触摸该触摸面板执行信息的输入操作；振动发生装置，用于根据信息的类型，通过触摸面板向用户反馈各种触觉；以及振动控制电路，以使所述振动发生装置根据信息的类型产生各种形式的振动。所述振动发生装置是双压电晶片压电致动器，其包括第一致动器单元和叠在第一致动器单元上的第二致动器单元，其中，当第一和第二致动器单元中的一个膨胀时，另一个收缩。第一和第二致动器单元中的每一个都具有多层的压电元件层。使用本专利技术的输入设备以及使用输入设备的电子设备，用户通过触摸该触摸面板执行信息的输入操作。振动发生装置通过触摸面板根据信息的类型向用户反馈各种触觉。振动控制电路允许振动发生装置根据信息的类型产生各种形式的振动。振动发生装置包括第一致动器单元和第二致动器单元。第一致动器单元和第二的每一个具有层叠结构。作为振动发生装置，使用双压电晶片压电致动器，其中，当第一和第二致动器单元中的一个膨胀时，另一个收缩。第一致动器单元和第二致动器单元中的每一个具有多层压电元件层。使用上述配置，在振动控制电路的控制下，根据信息的类型，振动发生装置产生各种形式的振动。结果，当用户通过触摸该触摸面板执行输入操作时，根据信息的类型产生的振动可以通过触觉被反馈给用户。触觉反馈类似于已被广泛使用为对操作的反馈的“点按感觉”或者“敲键感觉”，对于用户来说是有益的，因为其比用图像或者声音产生的反馈更为直觉(直观)。另外，被包括在双压电晶片压电致动器中的第一和第二致动器单元中的每一个由多层压电元件层构成。这样的层叠压电致动器与第一和第二致动器单元中的每一个由单个压电元件层构成的情况相比，能够在振动方向产生较大的挠曲(弯曲)位移。本专利技术是输入设备和使用输入设备的电子设备，输入设备还包括显示信息的图像显示单元。用户能够通过触摸该触摸面板的对应于图像显示单元显示信息的位置的一部分来执行信息的输入操作，所述振动发生装置被设置在图像显示单元中。在本专利技术中，图像显示单元显示信息。用户能够通过触摸该触摸面板的对应于图像显示单元显示信息的位置的一部分来执行信息的输入操作，所述振动发生装置被设置在图像显示单元中。在本专利技术中，图像显示单元显示信息。振动发生装置通过触摸面板根据信息的类型向用户反馈各种触觉。当用户通过触摸面板选择并触摸图像显示单元上的各种信息项之一时，根据所选择的信息而产生的振动可以被反馈给用户。结果，用户能够直观地根据触觉的类型知道图像显示单元上的信息类型。通过向触摸面板添加使用触觉(振动)的显示功能，可以通过触觉实现对输入操作的反馈。另外，通过将触觉显示功能与传统的使用视频、声音等的显示功能结合起来，可以显示实现得更为丰富的信息。从下面结合附图进行的描述，可以更加清楚本专利技术的上述以及其它目的、优点和特征。附图说明图1的透视图用于图示设置有本专利技术的输入输出设备的电子设备；图2的俯视图用于图示图1所示的电子设备的触摸面板、支承框以及双压电晶片压电致动器；图3是图1所示电子设备的分解透视图；图4是电子设备的沿着图3中的IV-IV线的剖面图；图5A是图4所示的压电致动器、振动传递机构等的放大图，图5B的透视图用于图示突起和软粘合剂之间的关系；图6是双压电晶片压电致动器的部分省略的透视图；图7的剖面图用于图示图6所示的双压电晶片压电致动器的层叠结构；图8A图示了单层双压电元件压电致动器，图8B的侧视图用于图示多层双压电元件压电致动器；图9的视图用于图示在图像显示单元上显示的作为例子的图标，以及对应于所述图标的振动控制波形模式的例子；图10的方框电路图用于图示包括输入输出设备的控制模块；图11的剖面示了本专利技术的另一个例子；图12的剖面示了本专利技术的另一个例子；图13的剖面示了本专利技术的另一个例子；图14的剖面示了本专利技术的另一个例子；图15的电路框示了构成本专利技术的输入设备的控制模块的另一个例子；图16的视示了根据本专利技术的振动指令方法的一个例子，用于按照双压电元件压电致动器中的规定振动频率有效地振动触摸面板。具体实施例方式下面结合附图描述本专利技术的优选实施例。附带说明，由于下面所描述的实施例是本专利技术的优选的具体例子，添加了技术上优选的各种限制。但是，只要下面的说明没有具体限制本专利技术的陈述，则本专利技术的范围不限于这些实施例。根据本专利技术的设置有输入输出设备的电子设备10是具有如图1所示的配置的PDA(个人数字助理)。在用作本专利技术的电子设备的PDA中，向触摸面板添加了使用触觉(振动)的触觉反馈发生功能，使得能够通过触觉向用户提供对所执行的输入操作的根据信息类型的反馈。触觉反馈类似于已被广泛使用为对操作的反馈的“点按感觉”或者“敲键感觉”，对于用户来说是有益的，因为其比用图像或者声音产生的反馈更为直觉(直观)。另外，触觉反馈发生功能不仅允许对输入操作产生反馈，而且允许向用户提供各种信息，比如传统上使用的图像或者声音。图1所示的电子设备10主要包括主体13、触摸面板15、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入设备，包括：触摸面板，用户通过触摸该触摸面板执行信息的输入操作；振动发生装置，用于根据信息的类型，通过触摸面板向用户反馈各种触觉；以及振动控制电路，使所述振动发生装置根据信息的类型产生各种形式的振动， 所述振动发生装置是双压电晶片压电致动器，其包括第一致动器单元和叠在第一致动器单元上的第二致动器单元，其中，当第一和第二致动器单元中的一个膨胀时，其中的另一个收缩，所述第一和第二致动器单元中的每一个具有多层压电元件层。

【技术特征摘要】
JP 2002-8-29 251781/20021.一种输入设备，包括触摸面板，用户通过触摸该触摸面板执行信息的输入操作；振动发生装置，用于根据信息的类型，通过触摸面板向用户反馈各种触觉；以及振动控制电路，使所述振动发生装置根据信息的类型产生各种形式的振动，所述振动发生装置是双压电晶片压电致动器，其包括第一致动器单元和叠在第一致动器单元上的第二致动器单元，其中，当第一和第二致动器单元中的一个膨胀时，其中的另一个收缩，所述第一和第二致动器单元中的每一个具有多层压电元件层。2.如权利要求1所述的输入设备，还包括显示信息的图像显示单元，其中，用户能够通过触摸所述触摸面板上的对应于图像显示单元显示信息的位置的一部分来执行信息的输入操作，并且所述振动发生装置被设置在所述图像显示单元中。3.如权利要求2所述的输入设备，其中，在第一和第二致动器单元所包括的每一个压电元件的两侧设置电极。4.如权利要求2所述的输入设备，其中，所述双压电晶片压电致动器包括设置在所述双压电晶片压电致动器的一个端部和图像显示单元之间的第一支承部分；设置在所述双压电晶片压电致动器的另一个端部和图像显示单元之间的第二支承部分；以及设置在所述双压电晶片压电致动器的中央和触摸面板之间的第三支承部分。5.如权利要求4所述的输入设备，其中，第一、第二和第三支承部分在不同于用户触摸所述触摸面板的方向的旋转方向具有挠性。6.如权利要求5所述的输入设备，其中，第一和第二支承部分中的每一个具有一个突起和用于将该突起固定到所述双压电晶片压电致动器和图像显示单元上的软粘合剂，所述第三支承部分具有一个突起和用于将该突起固定到所述双压电晶片压电致动器和触摸面板上的软粘合剂。7.如权利要求2所述的输入设备，其中，所述双压电晶片压电致动器包括一个设置在所述双压电晶片压电致动器的一个端部和图像显示单元之间的支承部分，以及另一个设置在所述双压电晶片压电致动器的另一个端部和触摸面板之间的支承部分。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山重明，本山茂树，伊万普皮列夫，木村景一，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]