一种包含压力元件的设备，包括压电材料，所述压力元件包括压力致动器和与该压力致动器耦合的至少一个压力传感器，其中，所述压力致动器和所述至少一个压力传感器包括共同元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 一 般涉及与显示设备结合使用的组合式压力传感器和致动器。
技术介绍
触摸屏是接受直接屏幕输入的监视器，其通常基于液晶显示器(LCD)或者阴极射线管(CRT)技术。例如光笔的外部设备或者例 如触摸覆层(overlay )和控制器的内部设备实现接受屏幕输入的能力， 其将屏幕交互的X、 Y坐标传递到控制屏幕显示的计算机。电阻式LCD触摸屏监视器和显示器依赖于附接至触摸屏控制器 的触摸覆层，该触摸覆层包括由绝缘点隔开的柔性顶层和刚性底层。 通常，两个层的每层的内表面都涂覆有透明金属氧化涂层(ITO)， 其在当被施加了电压时促使了穿过每层的斜度(gradient)。按压柔 性顶片引起电阻层之间的电接触，产生电路中的开关闭合。与覆层相 耦合的控制电子器件改变层之间的电压，并将结果X和Y触摸坐标 传递给触摸屏控制器。触摸屏控制器数据继而被传递给计算机操作系 统以用于处理。与例如声波、电容、近场成像和红外的其它可替代触摸屏技术相 比，电阻式触摸屏技术具有多种优点。电阻式触摸屏非常耐用，其较 少受到污染物的影响，而污染物可以对声波触摸屏产生不利的影响。 此外，电阻触摸屏对于可能使电阻触摸屏失效的划痕较不敏感。对于 工业应用而言，电阻式触摸屏比近场成像触摸屏更划算。便携式电子设备在提供显示器时正在日益普遍地利用触摸屏技 术。在这种情况下，通常用户例如通过手指或其它器具在显示器上按 压，以输入数据或是在触摸屏上显示的数据中进行选择。电阻式触摸屏技术经常用来确定手指在屏幕上的位置。正在逐步使用电容式手指 定位技术，但是其需要仔细校准以便区分"手指在显示器上，，的情形 和"点击"事件。在任一情况下，活动触感都是适当的用户体验所需 的。"活动触感"表示显示器向要传送涉及数据输入或选择的信息的 用户提供触觉反馈。在缺乏这种触觉响应的情况下，用户^艮难确定设 备是否记录了预期的输入或选择。提供触觉反馈的传统方法包括物理上构建输入键，用以在成功接 合时提供"点击"，以及在物理上构建压电元件，用以在成功按压按 键的事件中提供返回力或振动。触摸屏显示器和触觉反馈元件在结合 时通常形成分离的(姑且称之为)系统。当采用传统解决方案时，在移动电子设备中实现触摸屏显示器和 分离的活动触觉反馈的要求经常过于苛刻。例如，触觉反馈层的存在 可能对小显示器增加过多的尺寸。与传统触摸屏相关联的另一个缺点 是来自显示器的可视输出的衰减，这是由于添加了构成触摸传感器的 电阻层。因此，需要一种提供触摸屏输入能力和触觉反馈二者的、紧凑的、 并且与移动平台的显示设备相兼容的系统。
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施方式， 一种设备包括包含压电材料的 压力致动器，以及包含压电材料并与所述压力致动器电隔离的至少一 个压力传感器，其中，所述压力致动器和压力传感器包括大体上是矩 形的区域。根据本专利技术的另一示例性实施方式， 一种移动设备包括具有第 一侧和第二侧的传感器/致动器设备，其包括包含压电材料的压力致动 器，以及包含压电材料并与所述压力致动器电隔离的至少一个压力传 感器；具有第一侧和第二侧的显示器，显示器的第一侧的位置与传感 器/致动器设备的第一侧相对；以及与压力致动器和至少一个压力传感 器耦合的处理器，其中，传感器/致动器设备和显示器的每一个构成大体上是矩形的区域。根据本专利技术的另一示例性实施方式， 一种方法包括提供具有第 一侧和第二侧的传感器/致动器设备，其包括包含压电材料的压力致动 器以及包含压电材料并与压力致动器电隔离的至少一个压力传感器；提供具有第一侧和第二侧的显示器，该显示器的第一侧的位置与传感 器/致动器设备的第一侧相对，其中，传感器/致动器设备和显示器的每一个构成大体上是矩形的区域；响应于施加到显示器上的力，检测 至少一个压力传感器的激活；以及响应于压力传感器的激活，操作压力致动器以提供触觉反馈。根据本专利技术的另一示例性实施方式， 一种机器可读指令的程序， 其有形地实施在信息承载介质上并可由数字处理器执行，执行指向与传感器/致动器设备交互的动作，所述动作包括接收指示着施加到包 含压电材料的至少一个压力传感器上的压力的输入信号，所述至少一信号以确定至少一个压力传感器的激活；以及响应于至少一个压力传 感器的激活而操作压力致动器。附图说明在结合附图阅读下面的详细描述时，这些教导的上述和其它方面 将变得更加明显，附图中图lb是本专利技术的传感器/致动器设备和显示器设备的示例性实施 方式的侧视图2是用于配置本专利技术的传感器/致动器的电路连接的示例性实 施方式的示意图3是用于实践本专利技术的移动设备的示例性实施方式的示意图。具体实施例方式在本专利技术的示例性实施方式中，提供了一种组合式压力传感器和 压力致动器设备。响应于例如用户手指施加的力的物理压力，压力传 感器利用压力元件来产生电信号，以便检测用户输入。压力致动器利 用类似的压力元件向设备的用户提供触觉反馈，例如振动。优选地， 压力传感器和压力致动器二者由单个压电元件制造，从而使二者共面 并且相互电隔离。压力传感器和压力致动器在操作上的不同是通过将 压力传感器和压力致动器分别耦合至电源以及差电测量设备来实现 的，这将在下文更全面地描述。参考图la-图lb，示出了根据本专利技术的传感器/致动器设备15的 示例性实施方式。传感器/致动器设备15可以包括但不限于显示设备、 触摸板和小键盘。图la是传感器/致动器设备15的顶视图。传感器/ 致动器设备15包括压力致动器13,其周围部署至少一个压力传感器 11。由于传感器/致动器设备15将置于显示设备之下，而这种显示设 备通常是大体上为矩形的构造，因此传感器/致动器设备15同样优选 地大体上是矩形形状。传感器/致动器设备15优选地包含单个压电材料片，其构成单个 压力元件2 3 。优选的压电材料包括但不限于串联和并联的双晶压电材 料。为了形成压电材料，可以使用烧结处理将压电陶瓷沉积到充当双 晶结构的中间电极的金属片上。在生产过程中，可以执行掩模操作, 以隔离压力传感器11和压力致动器13。掩模可以是烧结处理期间覆 盖待隔离区域的机械结构。该隔离导致压力传感器11与压力致动器 13电隔离，同时通过接地电极19，保留了结构上的耦合。可以通过这 样一种物理隔离来实现这种隔离，其形式为在每个压力传感器11和 压力致动器13之间所形成的间隔21。此外，在制造之后、但在对压 电材料进行极化(pole)之前，可以将电绝缘体沉积到间隔21中，以 维持压力传感器11和压力致动器13电隔离。此外，可以通过在区域 上沉积绝缘性材料来产生隔离区域。绝缘性材料经过烧结处理后仍然 存在。在另一示例性实施方式中，可以通过蚀刻处理或者机械地移除 压力传感器11和压力致动器13之间的压力材料使压力传感器11和压力致动器13相互隔离。通常，在执行极化处理之后，应当避免需 要高温或机械压力的过程，因为它们可能减弱元件的压电性。如图所示，在传感器/致动器设备15中制造了 4个压力传感器11。 这些压力传感器11的形状大体上是矩形，并且其位于压力致动器13 的外围附近，或紧邻压力致动器13。特别地，压力传感器ll位于大 体上是矩形的传感器/致动器设备15的拐角。压力致动器13以连续的 形式在压力传感器11之间扩展，覆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括： 包含压电材料的压力元件，所述压力元件包括： 压力致动器；以及 与所述压力致动器耦合的至少一个压力传感器， 其中，所述压力致动器和所述至少一个压力传感器包括共同元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P莱蒂南，J蒂奥维南，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]
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