专利名称：触感提供装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供触感的装置，更具体地涉及基于对触摸传感器的接触而提供触感的装置。
背景技术：
近几年，移动终端(诸如，移动电话)采用具有触摸传感器(诸如，触摸面板、触摸开关等)的输入装置作为用于检测操作者的操作的输入装置(诸如，操作单元、开关等)。这种具有触摸传感器的输入装置不仅被移动终端广泛采用，而且还被信息设备(诸如，计算器、售票机)、家用电器(诸如微波炉、电视机、照明设备)、工业设备(FA设备)等采用。存在多种类型的这种触摸传感器，例如电阻膜型、电容型、光学型等。特别地，小型终端装置(诸如，移动电话)常常具有用于显示键(诸如，数字键盘)和图标对象的触摸面板，从而触摸传感器可以检测操作者对对象的接触。具有这种触摸面板的终端装置基于被激活的应用软件，通过显示所述对象可形成各种用户界面。通过向操作者提供容易的操作和良好的可用性，具有触摸面板的终端装置已经得到了迅速普及。然而，这些类型中的任一类型的触摸传感器检测不同于机械推压按钮开关的手指或手写笔的接触，触摸传感器自身在被触摸时没有物理位移。因此，在操作传感器时，操作者可能不能获得响应于该操作的反馈。由此，操作者可能不能获得感知到在操作中键或按钮被“按下/释放”的操作感觉。结果，在使用这种终端时，操作者可能通过接触相同的点多次而执行重复操作，这可能使操作者感到压力。如此，提出了 一种反馈方法，该方法在触摸传感器检测到接触时使触摸传感器振动(例如，参见专利文献1、2)。相关技术文献专利文献专利文献1:第2003-288158号日本专利公告专利文献2 :第2008-130055号日本专利公告
发明内容
技术问题顺便说一句，当微弱电流被供给至透明导电膜时，电容型触摸传感器在该触摸传感器的整个表面上形成电场，通过获得导电膜上由操作者手指等接触的位置处表面电荷的变化，检测到该位置。这个时候，电容型触摸传感器基于流过人体电容的微弱电流变化获得接触位置。具有电容型触摸传感器的触感提供装置为了通过使触摸传感器振动而向操作者提供诸如触感的反馈，需要用于设置于触摸传感器附近且用于产生振动的驱动机构。而且，当这种驱动机构被设置在触摸传感器附近时，该驱动机构需要被放置为尽可能接近触摸传感器，使得该驱动机构与触摸传感器接触。否则，驱动机构产生的振动不能充分地传递至触摸传感器，这导致诸如部分地浪费与触摸传感器振动相关联的功率的一些缺点。小型终端装置(诸如，移动电话)由于其内部空间的局限性，用于产生振动的驱动机构需要被设置为接近触摸传感器。然而，当触感提供单元(诸如，压电元件)被设置在触摸传感器附近以使该触摸传感器振动时，被施加用于使该压电元件振动的电压产生电场。如上所述，该触摸传感器基于微弱电流的变化获得接触位置。因此，存在的问题是这种电场的产生(即使它是微弱的电场)不利地影响对该触摸传感器的接触位置的检测。也就是说，当施加用于驱动触感提供单元以向操作者提供反馈的电压时，触摸传感器受到影响并且可能不能精确地检测接触位置。同样地，近几年的研究已经开发了一种具有检测机构的触摸面板，该检测机构能够检测接触位置，并且对由触感提供单元提供反馈时所产生的电场引起的噪声具有一定的抗噪性。而且，噪声消除技术(例如，通过设计出一种扫描线，使电流从其流过来检测接触位置)的研究也已经在进行中。此外，当诸如液晶显示面板的显示单元被设置在触摸传感器上时，显示单元也产生噪声。然而，在某种程度上可通过使用合适的电容型数字转换器或噪声抑制算法去除噪声。然而，当诸如压电元件的触感提供单元被设置为非常接近这种触摸传感器时，可能不能充分防止由电场引起的负面影响。这是因为由于触摸传感器因其自身性质从外部接收影响(动作)并且对其进行检测，因此触摸传感器在一定程度上需要是灵敏的以精确地检测接触位置。本发明在考虑这种条件的情况下提供一种触感提供装置，该触感提供装置能够减少触感的提供对触摸传感器的位置检测的影响。技术方案为了实现上面的目的，根据第一方面的触感提供装置包括触摸传感器；触感提供单元，设置在所述触摸传感器附近并且被配置为使所述触摸传感器振动；触摸传感器控制单元，被配置为将扫描信号发送至所述触摸传感器，并且通过从所述触摸传感器接收所述扫描信号来检测接触所述触摸传感器的位置；信号线，被配置为在所述触摸传感器与所述触摸传感器控制单元之间传输所述扫描信号；以及触感控制单元，被配置为基于由所述触摸传感器控制单元检测到的接触位置来控制所述触感提供单元使所述触摸传感器振动，其中所述触感提供单元被布置为避免与所述信号线重叠。第二方面为根据第一方面的触感提供装置，其中所述触摸传感器包括电容型触摸传感器。为了实现上面的目的，根据第三方面的触感提供装置包括触摸传感器；触感提供单元，被配置为使所述触摸传感器振动；以及触感控制单元，被配置为进行控制以使执行用于检测接触所述触摸传感器的位置的扫描周期与所述触感提供单元使所述触摸传感器振动的周期不互相重叠。第四方面为根据第三方面的触感提供装置，其中所述触摸传感器包括电容型触摸传感器。第五方面为根据第四方面的触感提供装置，其中所述触感控制单元在所述触感传感器振动的周期内施加驱动电压，使得所述触感提供单元产生振动。技术效果根据本发明，减少触感的提供对触摸传感器的位置检测的影响，因此触摸传感器可以高精确度检测接触位置。
图1是根据第一实施方式的触感提供装置的示意性配置图；图2是根据第一实施方式的触感提供装置的触感提供单元的布置的另一实施例的示意性配置图；图3是根据第二实施方式的触感提供装置的示意性配置图；图4是根据第二实施方式的触感提供装置的信号线布置的实施例的示意性配置图；图5是根据第二实施方式的触感提供装置的触感提供单元的布置的示意性配置图；图6是图5中的触感提供装置的信号线的布置的另一实施例的示意性配置图；图7是根据本发明的第三实施方式的触感提供装置的示意性配置的框图；图8 (A)至8 (C)是根据本发明的第三实施方式的触感提供装置的操作的示意图；图9是根据本发明的第四实施方式的触感提供装置的示意性配置的框图；以及图10是根据本发明第五实施方式的触感提供装置的示意性配置的框图。
具体实施例方式参考附图描述本发明的实施方式。(第一实施方式)图1是根据本发明的第一实施方式的触感提供装置的示意性配置的功能框图。根据本实施方式的触感提供装置适用于基于触摸传感器检测操作者的接触而进行操作的任何装置，例如移动终端(诸如，移动电话和游戏机)、银行的ATM机、火车站的售票机等。如图1所示，根据本实施方式的触感提供装置I包括基板10、触摸传感器11、触感提供单元12、信号线16和18、触摸传感器控制单元20、触感控制单元30。触摸传感器控制单元20包括扫描信号生成单元22和位置检测单元24。触感控制单元30包括驱动信号生成单元32。根据本实施方式，基板10设置于显示单元的正面，其中显示单元由将在下面描述的液晶显示器等构成。为了使显示单元的显示器可见，基板10的与显示单元的显示区域对应的部分优选地具有透明性。基板10正面上透明的该部分具有触摸传感器11，传感器11典型地为片状并且透明。触摸传感器11为具有触摸面的传感器并且检测操作者手指等对触摸面的接触(触摸)。一般地，触摸传感器11例如为电阻膜型、电容型或光学型。根据本实施方式采用电容型触摸传感器。电容型触摸传感器11通常具有触摸传感器单元，该触摸传感器单元具有以矩阵模式布置的X个电极和Y个电极。触摸传感器单元可保存电极之间的电能。当不接触触摸传感器11时，传感器单元的两个电极形成稳定的电场。然而，当人的手指靠近或接触时，手指因人体的性能而作为地(earth)，从而电场被改变并且手指接触位置处的电容值减小。基于电容值的变化，触感提供装置I可检测到接触触摸传感器11的位置。注意，在图1中部分地示出了触摸传感器11的X电极和Y电极。触摸传感器11具有透过型触摸面并且设置于显示单元(未示出)的正面。由此，触摸传感器11还用作所谓的触摸面板、用于检测对显示在显示单元上的诸如键或按钮的对象的触摸(接触)的传感器。在此，显示单元(未示出)显示按钮、键的图形描绘对象或图标，并且可使用例如液晶显示面板或有机EL显示面板构成该显示单元。当键或按钮的对象如上所述显示在显示单元上并且操作者接触对象时，对与触摸传感器11上的对象相对应的位置处的接触进行检测。根据本实施方式，由于触感提供装置I具有设置于显示单元正面的触摸传感器11并且以任意技术基于对显示在显示单元上的对象位置的接触而进行操作，其附图和详细描述被省略。触感提供单元12使触摸传感器11振动并且一般可由多种元件构成。根据本实施方式，触感提供单元12由压电振动器(压电元件)构成。根据本实施方式，触感提供单元12优选地设置为足够靠近触摸传感器11以向该触摸传感器11充分地传递振动。触感提供单元12设置于(粘附至)基板10的不透明部分，即基板10的未重叠有上述触摸传感器11的接触检测区域或显示单元的显示区域的部分。在图1中，在基板10上，触感提供单元12设置于触摸传感器11上部附近。由此，由触感提供单元12产生的振动被充分地传递至触摸传感器11。也就是说，可防止由向触摸传感器11不充分地传递触感提供单元12产生的振动所引起的功率浪费。触摸传感器控制单元20控制操作者接触触摸传感器11的位置的整体检测。为了检测接触触摸传感器11的位置，触摸传感器控制单元20将来自扫描信号生成单元22的扫描信号提供给触摸传感器11的电极以用于扫描。位置检测单元24检测从扫描信号生成单元22提供给触摸传感器11电极的扫描信号的电容变化。这个时候，位置检测单元24从触摸传感器11接收扫描信号。由此，触摸传感器控制单元20检测触摸传感器11的接触位置并且将位置信息输出作为结果。由于任意的电容感测技术是适用的，因此省略其详细描述。根据本实施方式，如图1所示，信号线16将扫描信号从触摸传感器控制单元20(即，从扫描信号生成单元22)传输至触摸传感器11。此外，信号线18将扫描信号从触摸传感器11传输至触摸传感器控制单元20 (S卩，至位置检测单元24)。可采用例如软线(软电缆)作为信号线16和18。注意，信号线16和18在图1中被简化。
触感控制单元30控制用于提供触感的触感提供单元12的整体操作。详细地，当触感控制单元30接收指令以提供触感时，驱动信号生成单元32向触感提供单元12提供驱动信号。响应于驱动信号，触感提供单元12使触摸传感器11振动，由此向操作者提供预定的触感。根据本实施方式，基于由触摸传感器控制单元20检测到的触摸传感器11的接触位置，触感控制单元30控制触感提供单元12使触摸传感器11振动。例如，当检测到对触摸传感器11上与显示在显示单元上的对象对应的位置的接触时，为了向操作者通知与对象对应的预定操作的开始，触感控制单元30控制触感提供单元12使触摸传感器11振动。当如上所述触感提供单元12设置于触摸传感器11附近以使该触摸传感器11振动时，被施加用于使触感提供单元12振动的电压产生电场，因此在对传感器11的接触位置的检测中的精确度会恶化。因此，根据本实施方式，触感提供单元12被设置为避免与图1中所示的信号线16和18重叠。由于触感提供单元12被设置为不与信号线16和18重叠(如上所述)并且它们之间具有一定的空间，当触感提供单元12提供触感(B卩，产生振动)时，减少了产生振动所产生的电场对传感器11上位置检测的影响。由此，触感提供装置I可以高精确度检测对传感器11接触的位置。图2是根据本实施方式的触感提供装置的触感提供单元的布置的另一实施例的图示。图2中所示的触感提供装置2与参照图1描述的根据第一实施方式的触感提供装置I的触感提供单元具有不同的布置。触感提供装置2的其它示意性配置可类似于根据第一实施方式的触感提供装置I的配置。在图2中，触感提供装置具有两个触感提供单元。图2中所示的触感提供装置2具有位于触摸传感器11左手侧的触感提供单元12A和位于触摸传感器11右手侧的触感提供单元12B。由此，可通过比图1中所示的配置产生的振动更强烈的振动向触摸传感器11提供触感。而且在此配置中，信号线16和18被布置为避免与触感提供单元12A和12B重叠。因此，此配置可减少由触感提供单元12A和12B的振动产生的电场对触摸传感器的接触位置的检测的影响。由此，触感提供装置2还可以高精确度地检测接触触摸传感器11的位置。(第二实施方式)接下来将描述根据本发明的第二实施方式的触感提供装置。根据第二实施方式，触感提供装置的触感提供单元或信号线16和18与参考图1和图2所述的第一实施方式的触感提供装置的触感提供单元或信号线16和18具有不同的配置。其它示意性配置可类似于根据第一实施方式的触感提供装置I或2的配置。由此，将适当地省略与第一实施方式类似的描述。一般地，存在一种情况，即由于构成触感提供装置的装置壳体内的一些配置，信号线16和18可能未被布置为如参考图1或图2的第一实施方式所述的避免与触感提供单元12重叠。而且，存在一种情况，即由于在设计触感提供装置中使用的每个部件的尺寸或形状的限制，信号线16和18可能未被布置为避免与触感提供单元12重叠。因此，根据第二实施方式，将描述当信号线16和18可能未被布置为完全避免与触感提供单元12重叠时所采用的措施。根据上述的第一实施方式，通过使用电容型触摸传感器11，基于由流过该触摸传感器11的微弱电流引起的信号变化，检测操作者接触触摸传感器11的位置。详细地，扫描信号从扫描信号生成单元22经由信号线16传输至触摸传感器11，或者扫描信号从触摸传感器11经由信号线18传输至位置检测单元24，由此，信号被扫描以检测对触摸传感器11的接触。假设此时经从扫描信号生成单元22由信号线16传输至触摸传感器11的扫描信号在由扫描信号生成单元22产生之后几乎不受其他电场等的影响并且因此具有高信号强度。另一方面，从触摸传感器11经由信号线18传输至位置检测单元24的扫描信号已经被触摸传感器11扫描并且因此在承受人体电容时被改变。而且，由于从触摸传感器11经由信号线18传输至位置检测单元24的扫描信号经过相对长的路径，因此假设扫描信号已经受到来自装置中的部件的电磁波等的影响。在图3所示的触感提供装置5中，例如，用于将扫描信号从触摸传感器11传输至触摸传感器控制单元20的信号线18与设置在触摸传感器11右手侧的触感提供单元12B重叠。在这种布置中，可假设由于已经受各种因素影响的扫描信号在通过信号线18传输时进一步受到触感提供单元12B所产生电场的影响，可能不能高精确度地检测触摸传感器11的接触位置。然而，由于诸如装置壳体内的结构限制等的某些理由，信号线16和18可能未被设置为避免与触感提供单元12重叠。由此，根据第二实施方式，当由于每个部件等的特征的限制使信号线16和18中的一个被设置为与触感提供单元12重叠时，信号线18被设置为避免与该触感提供单元12重叠。在图4所示的触感提供装置3中，例如，用于将扫描信号从触摸传感器控制单元20传输至触摸传感器11的信号线16与触感提供单元12B重叠。然而，用于将扫描信号从触摸传感器11传输至触摸传感器控制单元20的信号线18不与触感提供单元重叠。当通过信号线18传输已经受到各种因素影响的扫描信号时，这种配置能够防止该扫描信号进一步受到由触感提供单元12B产生的电场的影响。因此，根据触感提供装置3，对触摸传感器11的接触位置的检测精确度未显著恶化。接下来将描述当信号线16和18可能未被设置为完全避免与触感提供单元12重叠时采用根据第二实施方式的措施的另一实施例。在图5所示的触感提供装置6中，用于将扫描信号从触摸传感器11传输至控制单元20的信号线18与设置在该触摸传感器11下面的触感提供单元12重叠。在这种配置中，假设当通过信号线18传输已经受到各种因素影响的扫描信号时，该扫描信号进一步受到由触感提供单元12所产生电场的影响并且可能不能以高精确度检测接触触摸传感器11的位置。然而，由于诸如装置壳体内的结构限制等的某些理由，触感提供单元12可能别无选择而如图5所示被设置。在这种情况下，根据第二实施方式，信号线18被设置为避免与触感提供单元12重叠。在图6所示的触感提供装置4中，例如，用于将扫描信号从触摸传感器控制单元20传输至触摸传感器11的信号线16与触感提供单元12重叠。然而，用于将扫描信号从触摸传感器11传输至触摸传感器控制单元20的信号线18不与触感提供单元12重叠。当通过信号线18传输已经受到各种因素影响的扫描信号时，这种配置能够防止该扫描信号进一步受到由触感提供单元12所产生电场的影响。因此，根据触感提供装置4，对触摸传感器11的接触位置的检测精确度未显著恶化。(第三实施方式)接下来将描述根据本发明的第三实施方式的触感提供装置。图7是根据本发明的第三实施方式的触感提供装置的示意性配置的功能框图。如图7所示，根据本实施方式的触感提供装置7包括触摸传感器11、触感提供单元12、触摸传感器控制单元20、触感控制单元30。触摸传感器控制单元20包括扫描信号生成单元22和位置检测单元24。触感控制单元30包括驱动信号生成单元32。这些功能单元中的每个单元可类似于参考图2描述的根据第一实施方式的触感提供装置2的功能单元。由此将省略它们的详细描述。在根据本实施方式的触感提供装置7中，触感控制单元30可从触摸传感器控制单元20接收扫描信号生成单元22提供扫描信号的时间。图8是根据本实施方式的触感提供装置的操作的概念图。图8 (A)是传统的提供触感的典型实施例的图示。传统上，由于诸如不能进行用于检测触摸传感器的接触位置的快速操作的原因，通常一直(例如，图8 (A)的上线所表示的预定的长时间)执行用于检测接触位置的扫描。图8 (A)中的上线的“开(0N)”位置处的部分表示提供用于扫描的信号周期。在这种条件下，如图8 (A)中的下线所表示的，为了在触摸传感器处产生振动，例如在(I)与(2)之间的周期内产生用于驱动驱动机构(诸如，触感提供单元)的信号(驱动信号)。对于图8 (A)中的下线，在“开”位置处具有实线的周期表示提供驱动信号的周期。然而，在(I)与(2)之间的周期内，扫描可能受到与如上所述产生驱动信号相关联的噪声的影响。近几年，已经能够进行对接触触摸传感器的位置检测的快速操作。因此，当例如图8 (B)中的上线所表示的间歇地在短周期内执行用于检测接触位置的扫描时，可获得足够好的结果。在使用例如电容型触摸传感器时，以几十微秒为间隔的几微秒的扫描就可检测到该触摸传感器上的接触位置。然而，当如图8 (B)中的上线所表示的间歇地执行扫描以检测接触位置时，如果如图8 (B)中的下线所表示的在长周期内产生驱动信号，那么仍然引发问题。也就是说，在这种情况下，在(3)与(4)之间的周期和在(5)与(6)之间的周期内，驱动信号充当噪声并且对扫描有不利影响。因此，根据本实施方式，当如图8 (C)中的上线所表示的间歇地执行扫描以检测接触位置时，如图8 (C)中的下线所表示的避开执行用于检测接触位置的扫描的周期，产生用于在触摸传感器处产生振动的驱动信号。也就是说，根据本实施方式的触感控制单元30进行控制，使得执行扫描以检测接触触摸传感器11的位置的周期和触感提供单元12使触摸传感器11振动的周期不互相重叠。因此，在用于使触摸传感器11振动的周期内，不执行用于检测触摸传感器11的接触位置的扫描，由此防止扫描受充当噪声的用于产生振动的驱动信号的不利影响。在根据本实施方式的触感提供装置7中，如参考图7所描述的，触感控制单元30可接收关于扫描信号生成单元22向触摸传感器11提供扫描信号的时间的通知。由于该通知，触感控制单元30可预先或实时地知道触摸传感器20的扫描信号生成单元22生成扫描信号的时间。基于以上述方式获得的扫描信号生成单元22生成扫描信号的时间，触感控制单元30控制该时间使得由驱动信号生成单元32生成的驱动信号不与扫描信号的生成重叠。也就是说，触感控制单元30控制时间，从而即使接收到提供触感的指令，驱动信号生成单元32也不在生成扫描信号的周期内而是在不生成扫描信号的周期内提供驱动信号。基于以这种方式控制时间，触感控制单元30施加驱动电压使得触感提供单元12在使触摸传感器11振动的周期内产生振动。图7中示出的根据本实施方式的触感提供装置7已经基于如下的假设进行了描述，即假设触感控制单元30接收对于触摸传感器控制单元20提供扫描信号的时间的通知。然而，根据本实施方式的触感提供装置7不限于这种配置。例如，触感控制单元30可直接接收从扫描信号生成单元22向触摸传感器11提供的扫描信号以实时地获得生成扫描信号的时间。(第四实施方式)接下来将描述根据本发明的第四实施方式的触感提供装置。图9是根据本发明的第四实施方式的触感提供装置的示意性配置的功能框图。如图9所示，根据第四实施方式的触感提供装置8除了具有根据第三实施方式的触感提供装置7的配置以外，还具有主机控制器40。触感提供装置8的其它示意性配置可类似于根据第三实施方式的触感提供装置7的配置。由此，将适当地省略与在第三实施方式中描述的内容类似的根据本实施方式的描述。由于不同于如上所述根据第三实施方式的触感提供装置7，触感提供装置8具有主机控制器40，因此触感控制单元30不需要接收关于触摸传感器控制单元20提供扫描信号的时间的通知。主机控制器40接收由触摸传感器控制单元20对接触触摸传感器11的位置的检测结果。在接收到该结果之后，主机控制器40基于来自应用软件的指令，确定是否指示触感控制单元30基于接触触摸传感器11的位置来提供触感。也就是说，主机控制器40知道设置于触摸传感器11背面上的显示单元(未示出)上的显示状态并且确定接触触感传感器11的位置是否对应于用于提供触感的对象的位置。当接触触摸传感器11的位置对应于用于提供触感的对象的位置时，主机控制器40指示触感控制单元30提供触感。另一方面，当检测到对触摸传感器11的接触并且接触位置未对应于用于提供触感的对象的位置时，主机控制器40不指示触感控制单元30提供触感。或者，基于来自触摸传感器控制单元20的通知，主机控制器40可知道扫描信号生成单元22提供扫描信号的时间。因此，主机控制器40在指示触感提供单元30提供触感时，还提供关于扫描信号生成单元22提供扫描信号的时间的通知。因此根据本实施方式，当触感控制单元30接收指令以提供触感时，触感控制单元30还对时间进行控制使得驱动信号生成单元32不在生成扫描信号的周期内而是在不生成扫描信号的周期内提供驱动信号。注意，根据本实施方式，以与第三实施方式类似的方式，触感控制单元30可从触摸传感器控制单元20接收关于扫描信号生成单元22提供扫描信号的时间的通知，使得触感控制单元30控制驱动信号生成单元32生成驱动信号的时间。此外，根据本实施方式，主机控制器40在指示触感控制单元30提供触感时已经知道扫描信号生成单元22提供扫描信号的时间。由此，代替触感控制单元30，主机控制器40可控制在不生成扫描信号的周期内生成驱动信号的时间。此外，图9中示出的根据本实施方式的触感提供装置8已经基于如下的假设进行了描述，即假设触感控制单元30从主机控制器40接收关于提供扫描信号的时间的通知。然而，根据本实施方式的触感提供装置8不限于这种配置。例如，以与第三实施方式中的描述相似的方式，触感控制单元30可直接接收从扫描信号生成单元22提供给触感传感器11的扫描信号，以实时地获得生成扫描信号的时间。(第五实施方式)接下来将描述根据本发明的第五实施方式的触感提供装置。图10是根据本发明的第五实施方式的触感提供装置的示意性配置的功能框图。如图10所示，根据第五实施方式的触感提供装置9除了具有根据第四实施方式的触感提供装置8的配置以外，还具有负荷检测单元14。触感提供装置9的其它示意性配置可与根据第四实施方式的触感提供装置8的配置相似。由此，将适当地省略与上面每个实施方式中的描述相似的对本实施方式的描述。根据本实施方式，负荷检测单元14检测施加在触摸传感器11的触摸面上的压力负荷。负荷检测单元14由诸如应变计式传感器、压电元件等构成,这些元件线性地对负荷作出反应。在上述的每个实施方式中，在检测到对触摸传感器的接触与显示在显示单元上用于提供触感的对象的位置相对应之后，触感控制单元30被指示提供触感。然而，当在如上所述检测到接触的时间点提供触感时，即使操作者非有意地轻轻地接触触摸传感器11，也提供触感。这种装置基于操作者的非有意的操作而启动操作，不能提供实际的键和按钮被按下时获得的真实的触感(按钮下陷的感觉)。为了向操作者提供真实的触感，触感提供装置9通过下面的操作在刺激压觉的同时刺激操作者的触觉。也就是说，触感提供装置9刺激操作者的压觉，直到由负荷检测单元14检测到施加在触摸传感器11上的压力负荷满足用于提供触感的标准负荷(例如，IN)。然后，当所述压力负荷满足标准负荷时，触感提供装置用预定的驱动信号驱动构成触感提供单元12的压电振动器，使得触摸传感器的触摸面振动并且刺激操作者的触感。因而，触感提供装置9可向操作者提供与按压推压按钮开关(推压式按钮开关)时获得的触感相似的触感。由此，在被图形描绘在触摸传感器上(优选地，显示单元上)的推压按钮开关对象进行操作时，操作者可执行对触摸传感器11的按下操作，感觉到与操作实际推压按钮开关时获得的感觉相似的真实的按钮下陷感觉。因此，操作者不会有奇怪的感觉。而且，由于操作者可执行该操作并且感觉到“已经按压”触摸传感器11，因此可防止错误操作。根据待提供的触感可适当地设定如上所述提供触感的驱动信号，即用于刺激触感的恒定频率、周期(波长)、波形和振幅。例如，为了提供移动终端所采用的金属圆顶开关所代表的触感，触感提供单元12被140Hz或更高的恒定频率的驱动信号驱动1/4至5/4个周期。触感提供单元12被如上所述的驱动信号驱动使得触摸传感器11的触摸面在满足标准负荷的压力负荷的作用下振动约15 μ m。由此，可向操作者提供与按压实际键时获得的触感相似的真实触感。根据本实施方式，触感控制单元30监视由负荷检测单元14检测到的施加在触摸传感器11上的压力负荷。然而，当负荷检测单元14检测到的压力负荷基于操作者对触摸传感器11的压力而增加并且满足预定的标准负荷时，触感控制单元30相应地通知主机控制器40。然后，主机控制器40确定接触触摸传感器11的位置是否对应于用于提供触感的对象的位置。当接触触摸传感器11的位置对应于用于提供触感的对象的位置时，主机控制器40指不触感控制单兀30提供触感。在被王机控制器40指不提供触感之后，触感控制单元30在不与由扫描信号生成单元22生成扫描信号重叠的时间控制驱动信号生成单元32生成驱动信号。或者，当触感控制单元30具有从主机控制器40初步接收的用于提供触感的指令(启动指令)并且压力负荷满足预定的标准负荷时，触感控制单元30可(在不与生成扫描信号重叠的时间)提供触感。负荷检测单元14根据例如多个压电元件的平均输出值检测压力负荷。在此，基于操作者的普通按压操作的压力负荷将满足预定标准负荷的压力负荷预设为例如IN (I牛)是优选的，并且之后是可重新设置的。而且，为了避免当操作者非有意地轻轻接触触摸传感器时确定按压负荷满足预定的标准负荷，预定的标准负荷被设定为避免取非常小的值。此夕卜，为了向操作者提供如上所述真实触感的按压感觉，在考虑操作者意图按压的普通按压负荷(例如，平均值)的前提下，避免将预定的标准负荷设定为非常小的值是优选的。如上所述，根据本实施方式的触感提供装置9能够在提供与根据第三或第四实施方式的触感提供装置的效果相似的效果的同时防止错误操作，并且进一步提供真实的触感。在如图10所示的触感提供装置9中，触感提供单元12和负荷检测单元14被显示成单独的部件。然而，根据本实施方式的触感提供装置9不限于这种配置。例如，在触感提供装置9中，触感提供单元12和负荷检测单元14可由例如共同元件(例如，压电元件)构成。也就是说，诸如压电元件的共同元件可检测触摸传感器11上的压力负荷，并且当压力负荷满足预定的标准负荷时通过使触摸传感器11振动提供预定的触感。这种配置能够减少设置于装置壳体内的部件数量。在这种情况下，触感控制单元30通过进行控制以使负荷检测单元14检测触摸传感器11上的压力负荷的周期不与驱动信号生成单元32生成驱动信号的周期短暂重叠，触感控制单元30可单独地使用公共部件的功能。应理解，本发明不限于上述实施方式，并且可以多种方式进行修改或改变。例如，在上面每个实施方式中，触摸传感器控制单元20和触感控制单元30被描述成单独的部件。然而，根据本发明的触感提供装置不限于这种配置。例如，触摸传感器控制单元20和触感控制单元30可由单芯片控制器构成。而且，其它元件可适当地组合成一个元件，或一个元件可分离成多个元件。在上面每个实施方式中，触感提供单元12可由任意数量的压电振荡器、设置于触摸传感器整个表面上的透明压电元件构成，或者在能够振动以提供触感时由在一个驱动信号周期内旋转一周的偏心马达构成。根据如上所述的第五实施方式，负荷检测单元14可由任意数量的应变计式传感器构成。而且，负荷检测单元14可根据触摸传感器的输入检测方案构成。例如，电阻膜型的负荷检测单元14在能够从基于根据接触面积的电阻变化的输出信号变化来检测负荷时，可在不使用应变计式传感器的情况下构成。或者，电容型的负荷检测单元14在能够从基于电容变化的输出信号变化来检测负荷时，可在不使用应变计式传感器的情况下构成。
根据第五实施方式的触感提供装置，当由负荷检测单元14检测到的压力负荷满足用于提供触感的标准负荷时，触感提供单元12被驱动。“当由负荷检测单元14检测到的压力负荷满足用于提供触感的标准负荷时”可表示“当由负荷检测单元14检测到的压力负荷达到用于提供触感的标准值时”，“当由负荷检测单元14检测到的压力负荷超过用于提供触感的标准值时”或“当负荷检测单元14检测到用于提供触感的标准值时”。参考标号列表1-4 触感提供装置7-9 触感提供装置10基板11触摸传感器12触感提供单元14负荷检测单元16、18 信号线20触摸传感器控制单元22扫描信号生成单元
24位置检测单元30触感控制单元32驱动信号生成单元
权利要求
1.触感提供装置，包括: 触摸传感器； 触感提供单元，设置在所述触摸传感器附近并且被配置为使所述触摸传感器振动； 触摸传感器控制单元，被配置为将扫描信号发送至所述触摸传感器，并且通过从所述触摸传感器接收所述扫描信号来检测接触所述触摸传感器的位置； 信号线，被配置为在所述触摸传感器与所述触摸传感器控制单元之间传输所述扫描信号；以及 触感控制单元，被配置为基于由所述触摸传感器控制单元检测到的接触位置来控制所述触感提供单元使所述触摸传感器振动，其中 所述触感提供单元被布置为避免与所述信号线重叠。
2.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中所述触摸传感器包括电容型触摸传感器。
3.触感提供装置，包括: 触摸传感器； 触感提供单元，被配置为使所述触摸传感器振动；以及 触感控制单元，被配置为进行控制以使执行用于检测所述触摸传感器的接触位置的扫描周期与所述触感提供单元使所述触摸传感器振动的周期不互相重叠。
4.根据权利要求3所述的触感提供装置，其中所述触摸传感器包括电容型触摸传感器。
5.根据权利要求3所述的触感提供装置，其中所述触感控制单元在所述触感传感器振动的周期内施加驱动电压，使得所述触感提供单元产生振动。
全文摘要
本申请提供了一种触感提供装置以减少提供触感对触摸传感器位置检测的影响，该触感提供装置包括触摸传感器(11)；触感提供单元(12)，设置在触摸传感器(11)附近并且被配置为使触摸传感器(11)振动；触摸传感器控制单元(20)，被配置为将扫描信号发送至触摸传感器(11)，并且通过从传感器(11)接收信号来检测对传感器(11)的接触的位置；信号线(16、18)，被配置为在传感器(11)与控制单元(20)之间传输所述信号；以及触感控制单元(30)，被配置为基于由控制单元(20)检测到的接触位置，控制提供单元(12)使传感器(11)振动，其中提供单元(12)被布置为避免与信号线(16、18)重叠。
文档编号G06F3/041GK103080875SQ201180041378
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月11日 优先权日2010年8月27日
发明者井上裕司, 佐藤昭典 申请人:京瓷株式会社