CN102498459A - 触感提供装置和触感提供装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种触感提供装置，其能够在接收到将要提供触感的均匀压力时无论用户的输入位置如何都提供触感。根据本发明的触感提供装置包括：负荷检测单元(12)，被配置为当对象用均匀的压力按压用于检测触摸输入的触摸传感器(11)的触摸面时，检测基于按压位置而不同的压力负荷；触感提供单元(13)，向按压触摸传感器(11)的触摸面的对象提供触感；以及控制器(16)，当按压对象施加均匀压力按压触摸面上的任意位置以用于提供触感时，控制器(16)根据触摸面上的按压位置进行控制，以使得触感提供单元(13)向按压对象提供触感。

Description

触感提供装置和触感提供装置的控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求第2009-197437号日本专利申请(于2009年8月27日提交)和第2010-149060号日本专利申请(于2010年6月30日提交)的优先权和益处，上述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及具有触摸传感器的触感提供装置和触感提供装置的控制方法。

背景技术

近年来，具有诸如触摸板、触摸开关等的触摸传感器的输入装置普遍用作接收用户在移动终端(例如，移动电话和游戏机、信息设备(如计算器)、自动售票机、家用电器(如微波炉)、电视机、灯光设备、工业设备(FA设备))等中进行的输入操作的诸如操作单元、开关等的输入装置。

已知存在多种类型的触摸传感器，例如，电阻膜型、电容型、光学型等。然而，这些类型的触摸传感器接收通过手指或手写笔进行的触摸输入，而且与按钮开关不同，即使正被触摸，这些触摸传感器自身也没有物理移动。

由于被触摸时触摸传感器没有物理移动，所以即使接收到触摸输入，操作者也不能获得对输入的反馈。因此，操作者可能通过多次触摸相同的点而错误地输入，这对于操作者而言会有压力。

已知的防止这种重复输入的方法是根据接收到触摸输入时的输入位置，通过例如产生声音或者通过改变在显示单元上图形描绘的显示状态(例如，诸如输入按钮的输入对象的颜色等)来视觉地或听觉地确认输入操作。

然而，在嘈杂的环境中难以确认这种听觉反馈，并且当所使用的设备处于静音模式下时这种听觉反馈是不适用的。此外，在使用这种视觉反馈时，当操作者正在用手指进行输入时，如果在显示单元上显示的输入对象较小，那么操作者可能不能确认显示状态的改变，这是因为输入对象的视图被手指阻挡。

还建议了一种既不依赖于听觉也不依赖于视觉而是通过当触摸传感器接收输入时使触摸传感器振动以在操作者的指尖产生触感的反馈方法(例如，参见专利文献1、2)。

此外，已知的提供更详细的触感的反馈方法是计算用户的手指等从触摸传感器上的接触位置的滑动速度，以便产生具有在对应于各滑动速度的用户之间相区别的振动时间的多种类型的振动(例如，参见专利文献3)。

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

专利文献3：第4046095号日本专利说明书。

发明内容

技术问题

然而，以上专利文献1、2中公开的技术仅在触摸传感器接收输入时使触摸传感器振动。因此，在使用具有在触摸传感器上图形描绘的诸如按钮开关(按压式按键开关)的按键开关的输入装置时，并且如果触摸传感器具有接收输入的低阈值，当手指等轻轻地接触(触摸)触摸传感器时提供触感。响应于操作者按压之前的无意识的动作(触摸)可能触发错误操作，并且在无意识的动作(触摸)之后会对操作者造成奇怪的感觉。这里，用于触摸传感器接收触摸输入的阈值是触摸传感器做出响应的阈值，对于电阻膜型触摸传感器而言，该阈值是上部传导膜与下部传导膜接触处的压力的阈值，对于电容型触摸传感器而言，该阈值是用于通过接触而检测电信号的阈值。

为了解决这种缺陷，申请人已开发了一种触感提供装置，其检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并且当检测到的压力负荷达到提供触感的预定阈值时，使触摸传感器的触摸面振动，从而将触感提供给诸如手指等的按压对象。

根据这个触感提供装置，由于当操作者按压触摸面并且压力负荷达到预定阈值时提供触感，所以能够允许操作者在可靠地防止如上所述的由无意识的触摸所触发的错误操作和奇怪的感觉的情况下，感知输入的接收。

此外，以上提及的专利文献3中公开的技术没有考虑这样的情况：即使当诸如用户手指等的按压对象按压触摸传感器的触摸面而施加相同的压力时，由触感提供装置检测到的压力负荷根据被按压的位置会具有不同的值。由于对来自用户的压力以及在触感提供装置检测到压力负荷处、触摸面上的位置的认真研究，本发明人获得了以下的知识。图7和图8是示出当用户施加某一均匀的压力按压触摸传感器的触摸面上的每个位置时压力负荷(电压)值的分布的示例的视图。如图7和图8所示，即使当用户施加均匀的压力(例如，1.0N)按压触摸面上的每个位置时，负荷检测单元检测到的值(例如，来自四个负荷检测单元的值的总和，单位为对应于负荷(N)的电压(V))也会根据触摸面上的按压位置而不同。在图7所示的情况中，触摸面板被分为九个区域1-9；在竖直方向和水平方向都是三个区域。在包括区域1、3、7和9的区域组A中、在包括区域2、4、6和8的区域组B中、以及在包括区域5的区域组C中负荷检测单元检测到的值分别是1.0V、1.5V以及2.0V。在图8的情况中，触摸面板被分为十二个区域1-12，包括在竖直方向上的四个区域和在水平方向上的三个区域。在包括区域2、7和9的区域组A中、在包括区域1、3、4、6和10-12的区域组B中以及在包括区域5和8的区域组C中负荷检测单元检测到的值分别是1.0V、1.5V以及2.0V。包括距负荷检测单元的距离以及构成触摸传感器的部件的弹性度的若干因素可被视为基于触摸面上的位置而产生不同的压力负荷值的原因。所检测的压力负荷值的这种差异对确定触感提供装置向用户是否提供触感具有很大的影响。这里，应该假设，触感提供装置基于预定的标准负荷(例如，1.5V)确定是否提供触感。在这种情况下，当用户对图7和图8中的区域中的每一个施加预定压力(例如，1N)进行输入时，触感提供装置可响应于区域组B和C中的输入而不响应于区域组A中的输入来提供触感。换句话说，在区域A中，用户需要施加比正常应该提供触感的压力更重的压力(例如，1.5N)进行输入，而在区域C中，当用户施加比正常应该提供触感的压力更轻的压力(例如，0.75N)进行输入时，也提供触感。

如上所述，由于专利文献3中公开的技术没有考虑这样的情况，即使当诸如用户手指等的按压对象按压触摸传感器的触摸面施加均匀的压力时，由触感提供装置所接收的压力负荷也会根据被按压的位置而具有不同的值。因此，当用户施加将要向用户提供触感的均匀压力对触摸面进行输入时，由触感提供装置检测到的压力负荷值会根据触摸面上的位置而不同。相应地，尽管触感提供装置在不同的位置处均检测到满足用于提供触感的压力负荷的值，但是触感提供装置使得在一个位置处检测到不能满足用于提供触感的压力负荷的值。因此，即使当用户施加将要提供触感的均匀压力对触摸面进行输入时，触感提供装置是否提供触感也取决于输入位置。也就是说，虽然用户施加将要提供触感的均匀压力进行输入而没有提供触感时，用户需要施加更重的压力进行输入。此外，可能在例如当用户施加比将要提供触感的压力更低的压力进行输入时的意外时间提供触感。这些情况增加了操作时的奇怪的感觉。为了改善用户的操作感，优选当从用户接收到将要提供触感的某一压力时，不管用户的输入位置如何均提供触感。

为了满足这种需求，本发明的目的是提供一种触感提供装置，其在接收到将要提供触感的均匀压力时，不管用户的输入位置如何均提供触感。

解决问题的技术方案

为了实现以上目的，根据本发明的第一方面的触感提供装置包括：

负荷检测单元，配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时，检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同；

触感提供单元，配置为向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感；以及

控制单元，配置为当所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供所述触感。

本发明的第二方面是根据第一方面的触感提供装置，其中

当所述对象施加将要提供所述触感的所述某一压力按压用于提供所述触感的所述触摸面上的任意位置时，所述控制单元基于为尺寸与所述触摸面上的位置对应的每一个区域而设置的调整信息、根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供所述触感。

本发明的第三方面是根据第二方面的触感提供装置，其中

待设置有所述调整信息的区域基于所述负荷检测单元的位置来划分。

本发明的第四方面是根据第一方面的触感提供装置，其中

所述控制单元根据所述按压位置调整所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷，并且当已调整的压力负荷满足提供触感的标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以便向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

本发明的第五方面是根据第一方面的触感提供装置，其中

所述控制单元根据所述按压位置调整提供触感的所述标准，并且当所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足已调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

本发明的第六方面是根据第一方面的触感提供装置，其中

当所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足根据所述按压位置而调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

根据本发明的第七方面的触感提供装置的控制方法，所述触感提供装置包括：

负荷检测单元以及触感提供单元，所述负荷检测单元配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同；所述触感提供单元配置为向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感，所述方法包括以下步骤：

当所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供触感。

为了实现以上目的，根据本发明的第八方面的触感提供装置包括：

压电元件，配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时，检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同，并且其中

所述压电元件向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感；以及

控制单元，配置为当所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

本发明的第九方面是根据第八方面的触感提供装置，其中

当所述对象施加将要提供所述触感的所述某一压力按压用于提供所述触感的所述触摸面上的任意位置时，所述控制单元基于为尺寸与所述触摸面上的位置对应的每一个区域而设置的调整信息、根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

本发明的第十方面是根据第九方面的触感提供装置，其中

待设置有所述调整信息的区域基于所述压电元件的位置来划分。

本发明的第十一方面是根据第八方面的触感提供装置，其中

所述控制单元根据所述按压位置调整所述压电元件检测到的所述压力负荷，并且当已调整的压力负荷满足提供触感的标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

本发明的第十二方面是根据第八方面的触感提供装置，其中

所述控制单元根据所述按压位置调整提供触感的所述标准，并且当所述压电元件检测到的所述压力负荷满足已调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

本发明的第十三方面是根据第八方面的触感提供装置，其中

当所述压电元件检测到的所述压力负荷满足根据所述按压位置而调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

根据本发明的第十四方面的触感提供装置的控制方法，所述触感提供装置包括压电元件，其配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同，并且其中所述压电元件向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感，所述方法包括以下步骤：

当所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

有益效果

根据本发明的触感提供装置，当从用户接收到将要提供触感的某一压力时，不管用户的输入位置如何都提供触感。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施方式的触感提供装置的功能框图；

图2是示出包括图1中所示的触摸传感器的部分的示例性外壳结构的视图；

图3是示出由根据第一实施方式的触感提供装置提供触感的操作的流程图；

图4是示出根据本发明的第二实施方式的触感提供装置的功能框图；

图5是示出包括图4中所示的触摸传感器的部分的示例性外壳结构的视图；

图6是示出由根据第二实施方式的触感提供装置提供触感的操作的流程图；

图7是示出对应于来自用户的压力的压力负荷值的分布的示例的视图；

图8是示出对应于来自用户的压力的压力负荷值的分布的示例的视图；

图9是示出为触摸传感器的触摸面上的每个区域设置的压力负荷调整信息的示例的视图；

图10是示出为尺寸与其在触摸面上的位置相对应的每一个区域而设置的压力负荷调整信息的示例的视图；

图11是示出为尺寸与其在触摸面上的位置相对应的每一个区域而设置的压力负荷调整信息的示例的视图；

图12是示出为尺寸与其在触摸面上的位置相对应的每一个区域而设置的压力负荷调整信息的示例的视图；以及

图13是示出为尺寸与其在触摸面上的位置相对应的每一个区域而设置的压力负荷调整信息的示例的视图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施方式。在下面的描述中，“压力”表示用户按压触感提供单元的压力，“压力负荷”表示由触感提供装置检测到的压力的值，而“标准负荷”表示用于由触感提供装置确定响应于“压力负荷”是否提供触感的阈值。

(第一实施方式)

图1是示出根据本发明的第一实施方式的触感提供装置的功能框图。该触感提供装置具有触摸传感器11、负荷检测单元12、触感提供单元13、显示单元14、存储单元15和控制全部操作的控制单元16。

设置在显示单元14上的触摸传感器11检测通过诸如手指等的触摸对象对触摸面的触摸输入，并且触摸传感器11可以是诸如电阻膜型、电容型、光学型等的已知类型，从而输出触摸位置(诸如手指等的按压对象的按压位置)的二维位置信息。负荷检测单元12检测诸如手指等的按压对象在触摸传感器11的触摸面上的压力负荷，并且通过利用例如对负荷作出线性反应的应变计传感器、压电元件等来配置。触感提供单元13使触摸传感器11振动，并且触感提供单元13通过利用例如压电元件来配置。

显示单元14显示诸如类似按钮开关(按压式按键开关)的输入按键等的输入对象，并且通过利用例如液晶显示面板、有机EL显示面板等来配置。对显示在显示单元14上的输入对象的触摸输入通过控制单元16基于从触摸传感器11输出的位置信息来检测。存储单元15存储多种信息，诸如触感提供单元13的驱动信号信息和用于调整与提供触感关联的负荷调整信息，并且存储单元15通过利用例如易失性存储器或非易失性存储器来配置。控制单元16例如可以是CPU等，并且基于来自触摸传感器11的按压对象的按压位置的信息、来自负荷检测单元12的压力负荷的信息、以及存储单元15中存储的负荷调整信息来确定是否提供触感。此外，控制单元16在提供触感时，基于存储单元15中存储的驱动信号信息来控制触感提供单元13的驱动。

存储单元15中所存储的、触感提供单元13的驱动信号信息包括多种信息，诸如为向用户提供每一种触感而振动触摸面的频率和振动周期数。控制单元16基于存储单元15中存储的驱动信号信息来控制触感提供单元13的驱动，并且向诸如手指等的按压对象提供多种触感，例如，“跳动”感、“振动”感和“弹动”感。这里，当触感提供单元13是压电元件时，为了提供诸如“跳动”感和“振动”感的软触感，控制单元16向压电元件施加具有约200Hz至500Hz的频率的三角波或正弦波的驱动信号持续两个或三个周期。为了提供诸如“弹动”感的硬触感，控制单元16向压电元件施加具有约200Hz至500Hz的频率的矩形波的驱动信号持续两个或三个周期。

此外，为了增强用户的操作感，控制单元16能够通过控制触感提供单元13的驱动来向诸如手指的按压对象提供诸如“滴答”感的点击感觉。为了提供在按压硬型按钮开关时获得的诸如“滴答”感的点击感觉，控制单元16施加具有约100Hz至200Hz的频率的正弦波或矩形波的驱动信号持续一个周期。利用诸如“滴答”感的点击感觉，即使对显示单元14上图形描绘的输入对象进行输入时，用户也能获得与按压实际的按钮开关时获得的触感类似的触感。因此，改善了用户的操作感。

用于根据按压对象的按压位置调整与提供触感关联的、存储单元15中所存储的负荷调整信息包括各种信息，例如调整来自负荷检测单元12的压力负荷的压力负荷调整信息、调整作为提供触感的阈值的标准负荷的标准负荷调整信息、以及关于标准负荷自身的信息。

(压力负荷调整信息)

例如，图7和图8是示出在来自用户的、将要提供触感的均匀压力下，负荷检测单元检测到的、触摸面上的每一个区域中的压力负荷值(电压)的示例的视图。如此，触摸传感器11的触摸面上的位置与负荷检测单元12检测到的压力负荷值之间的关系被初步测量(校准测量)，并在产品运输时被存储作为存储单元15中的表格或列表。例如，触摸传感器11的触摸面被划分为具有竖直方向上的m个区域以及横向方向上的n个区域的m′n个区域，并且在这些区域的每一个区域中来自用户的压力与所检测的压力负荷值之间的关系被存储在存储单元15中。具体地，存储了关于这些区域中的每一个区域的压力负荷的不同的调整值，例如，作为关于第一区域(例如，图7和图8中的区域组B)的输入的压力负荷的调整值的第一值(例如，1.0倍)、作为关于第二区域(例如，图7和图8中的区域组C)的输入的压力负荷的调整值的第二阈值(例如，0.75倍)、以及作为关于第三区域(例如，图7和图8中的区域组A)的输入的压力负荷的调整值的第三阈值(例如，1.5倍)。通过利用如上所述的压力负荷调整信息，控制单元16能够根据按压对象(按压工具)的按压位置来调整所检测的压力负荷值。例如，假设来自用户将要提供触感的均匀压力是1N，而提供触感的标准负荷是1.5N。控制单元16将对第一区域(例如，图7和图8中的区域组B)的输入的压力负荷原样不变地(乘以1.0)与标准负荷进行比较、将对第二区域(例如，图7和图8中的区域组B)的输入的压力负荷通过将该压力负荷乘以0.75来与标准负荷进行比较，以及将对第三区域(例如，图7和图8中的区域组A)的输入的压力负荷通过将该压力负荷乘以1.5来与标准负荷进行比较。如此，对这些区域中的每一个通过利用不同的值来调整压力负荷。因此，当用户施加将要提供触感的均匀压力(1N)时，触摸面上的每个位置处的压力负荷值被调整为相同的值，这允许控制单元16确定对每个位置是否利用一个共同的标准负荷(1.5V)来提供触感。

图9是示出为触摸传感器11的触摸面11a上的区域中的每一个区域设置的压力负荷调整信息的示例的视图。在此示例中，触摸传感器11通过四个角处由弹性部件制成的支撑部件支撑，并且在触摸传感器11的两个相对侧的中心处设置有两个检测负荷的压电元件。此外，压力负荷调整值(1-8)被设置作为用于触摸面11a上的区域中的每一个区域的压力负荷调整信息。应该注意，调整值的数字不表示绝对值，而是表示调整值之间的相对大小。

在图9的示例中，为支撑部件附近的区域设置相对大的调整值，而为远离支撑部件在触摸面11a的中心附近的区域设置相对小的调整值。这是因为，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，压电元件响应于对支撑部件附近的区域的输入检测到较小的压力负荷值，而响应于对触摸面11a的中心区域的输入检测到较大的压力负荷值。此外，在图9中所示的示例中，支撑部件附近的区域的调整值细微地改变，而远离支撑部件在触摸面11a的中心附近的区域的调整值更加细微地改变。这是因为，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，响应对支撑部件附近的区域的输入，压电元件检测到这些区域之中显著不同的压力负荷值，而响应于对远离支撑部件在触摸面11a的中心附近的区域的输入，压电元件检测到这些区域之中少量不同的压力负荷值。

此外，在图9的示例中，通过比较侧面的中心附近的区域来设置，例如，为其上配置有压电元件的侧面的中心附近的区域设置相对小的调整值，而为没有压电元件的侧面的中心附近的区域设置相对大的调整值。这是因为，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，压电元件响应于对配置有压电元件的侧面的外围区域的输入检测到较大的压力负荷值，而响应于对没有振动元件的侧面的外围区域的输入检测到较小的压力负荷值。另外，在图9的示例中，在配置有压电元件的侧面的中心附近的区域中，调整值少量地改变，而在没有压电元件的侧面的中心附近的区域中，调整值细微地改变。这是因为，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，在其上配置有压电元件的侧面的中心附近的区域中，压电元件检测到存在少量不同的压力负荷值，而在没有压电元件的侧面的中心附近的区域中，压电元件检测到显著不同的压力负荷值。

这里，待设置有电压调整值的区域不必具有相同的尺寸。图10是示出为尺寸与其在触摸面11a上的位置相对应的区域中的每一个区域设置的压力负荷调整信息的示例的视图。在图10中，支撑部件附近的区域具有相对小的尺寸，而远离支撑部件在触摸面11a的中心附近的区域具有相对大的尺寸。这是因为，如参照图9所描述的，有必要细微地改变支撑部件附近的区域之间的调整值，而不必细微地改变远离支撑部件在触摸面11a的中心附近的区域中的调整值。如对侧面的中心附近的区域进行比较所描述的，对其上配置有压电元件的侧面的中心附近的区域设置相对小的调整值，而对没有压电元件的侧面的中心附近的区域设置相对大的调整值。这是因为，如参照图9所描述的，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，压电元件响应于对配置有压电元件的侧面上的区域的输入检测到较大的压力负荷值，而响应于对没有压电元件的侧面上的区域的输入检测到较小的压力负荷值。为尺寸与其在触摸面11a上的位置相对应的区域中的每一个区域而设置的压力负荷调整信息允许即使存在少量区域，也能够进行合适的电压调整。

图11是示出尺寸与其在触摸面11a上的位置相对应的区域中的每一个区域设置的压力负荷调整信息的另一示例的视图。在图11中，触摸面11a被分成在具有所配置的压电元件的侧面的方向(竖直方向)上的多个区域，并且越靠近支撑部件，这些区域的尺寸越小。此外，在图11中，没有在不存在压电元件的侧面的方向(横向方向)上划分触摸面11a。如参照图9所描述的，当存在具有将要提供触感的均匀压力的输入时，由于压电元件响应于压电元件附近的区域的输入而检测到相对大的压力负荷，所以远离触摸面11a的中心的区域在横向方向上具有相对小的振动量衰减。因此，考虑到压电元件的位置，触摸面11a被分成在具有所配置的压电元件的侧面的方向(竖直方向)上的区域，而没有被分成在不具有压电元件的侧面的方向(横向方向)上的区域。通过为基于压电元件的位置而划分的并且为尺寸与其在触摸面11a上的位置相对应的区域中的每一个区域设置压力负荷调整信息，即使存在少量的区域，也能够进行合适的电压调整。

图12是示出每一个区域设置的压力负荷调整信息的示例的视图。在图12中，触摸传感器11总共通过六个由弹性部件制成的支撑部件支撑，这些支撑部件被配置在四个角中的每一个角处、左外围的中心处和右外围的中心处。两个压电元件被配置在触摸传感器11的每个相对外围的中心上。在图12中，以与图11类似的方式，触摸面11a被分成在具有所配置的压电元件的侧面的方向(横向方向)上的区域，并且越靠近支撑部件，这些区域越小。此外，图13是示出为这些区域中的每一个区域设置的压力负荷调整信息的另一示例的视图。在图13中，在六个支撑部件附近，触摸面11a被分为相对小的区域，而在远离支撑部件在触摸面11a的中心附近，触摸面11a被分为相对大的区域。待设置有调整值的区域不需要以阵列形式划分。例如，在具有设置于其上的调整值1的、触摸面11a的中心区域中，以多种方式限定待设置有调整值的区域允许更合适的电压调整。

(标准负荷调整信息)

存储单元15能够存储关于触摸面上的每个位置的标准负荷(作为提供触感的标准)的调整值。例如，存储单元15能够存储关于各个区域不同的标准负荷调整值，例如，作为关于对第一区域(例如，图7和图8中的区域组B)的输入的标准负荷的调整值的第一值(例如，1.0倍)、作为关于对第二区域(例如，图7和图8中的区域组C)的输入的标准负荷的调整值的第二阈值(例如，1.33(＝4/3)倍)、以及作为关于对第三区域(例如，图7和图8中的区域组A)的输入的标准负荷的调整值的第三阈值(例如，0.66(＝2/3)倍)。因此，当用户施加将要提供触感的均匀压力(1N)时根据触摸面上的输入位置来调整标准负荷，控制单元16能够通过比较已调整的标准负荷和压力负荷来确定是否提供触感。

以与图10至图13中的压力负荷的调整值类似的方式，待设置有标准负荷调整信息的区域无需具有相同的大小。例如，这些待设置有标准负荷调整信息的区域的尺寸可以根据这些区域在触摸面上的位置来确定。并且，能够基于压电元件的位置来划分待设置有标准负荷调整信息的区域。

(标准负荷)

存储单元15还能够存储基于触摸面的位置来调整的标准负荷，以作为提供触感的标准。例如，存储单元15能够存储区域之间不同的标准负荷，例如，作为关于对第一区域(例如，图7和图8中的区域组A)的输入的标准负荷的第一阈值(例如，1.0V)、关于对第二区域(例如，图7和图8中的区域组B)的输入的第二阈值(例如，1.5V)、以及关于对第三区域(例如，图7和图8中的区域组C)的输入的第三阈值(例如，2.0V)。因此，当用户施加将要提供触感的均匀压力(1N)时，控制单元16能够取出与触摸面上的输入位置相对应的标准负荷，并通过比较所取出的标准负荷和压力负荷来确定是否提供触感。

以与图10至图13中所示的压力负荷的调整值类似的方式，待设置有调整的标准负荷的区域无需具有相同的尺寸。例如，这些待设置有调整的标准负荷的区域的尺寸可根据这些区域在触摸面上的位置来确定。还能够具有根据压电元件的位置所划分的、待设置有调整的标准负荷的区域。

用于根据按压对象的按压位置调整提供触感的负荷的、储存于存储单元15中的负荷调整信息不限于调整压力负荷的信息、调整标准负荷的信息和关于标准负荷自身的信息，而可以采用与是否提供触感的确定关联的任意参数。

图2示出了包括图1中所示的触摸传感器11的部分的示例性外壳结构；图2(a)是主截面的横截面图，图2(b)是主截面的平面视图。显示面板14容纳并支承在外壳21中。触摸传感器11通过由弹性部件制成的绝缘装置22被配置在显示单元14上。根据本实施方式，触摸传感器11和显示单元14在平面视图中的形状为矩形，并且触摸传感器11通过设置在显示单元14的显示区A外的四个角处的绝缘装置22被配置在显示单元14上，如图2(b)中的链式双划线所示。

此外，外壳21设有上盖23，上盖23覆盖显示面板14的显示区外的、触摸传感器11的表面区域。由弹性部件制成的绝缘装置24设置在上盖23与触摸传感器11之间。

图2中所示的触摸传感器11例如可包括具有触摸面11a并由透明膜或玻璃构成的表面部件、以及由玻璃或丙烯醛基构成的背面部件。触摸传感器11被设计使得当触摸面11a被向下按压时，被按压的位置或整个结构根据按压力而略微弯曲(绷紧)。

在触摸传感器11的表面上接近由上盖23覆盖的每个侧面的位置处设有、附接有或以其它方式配置有用于检测触摸传感器11上所施加的负荷(按压力)的、具有应变计传感器或压电元件的负荷传感器31。此外，在触摸传感器11的背面上接近于两个相对侧中的每一侧设有、附接有或以其它方式配置有振动触摸传感器11的压电元件32。也就是说，图2中所示的触感提供装置具有通过利用四个应变计传感器31所配置的图1中所示的负荷检测单元12，以及通过利用两个压电元件32所配置的触感提供单元13。触感提供单元13使触摸传感器11振动以振动触摸面11a，从而向触摸面11a上的触摸对象提供触感。应该注意，图2(b)中省略了图2(a)中所示的外壳21、上盖23和绝缘装置24。

根据本实施方式的触感提供装置，触摸传感器11检测对触摸面11a的触摸操作。然后，控制单元16根据按压对象的按压位置调整压力负荷，并确定由负荷检测单元12检测到的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷。当确定压力负荷满足提供触感的标准时，控制单元16控制触感提供单元13的驱动，以便向按压触摸面11a的按压对象提供触感。

以下是参照图3中所示的流程图，对由根据本实施方式的触感提供装置提供作为通知信息的触感的操作的描述。

首先，控制单元16检测来自触感传感器11的位置信息(按压对象的按压位置)的输入(步骤S101)，并检测通过诸如手指等的按压对象对触摸面11a的接触(步骤S102)。接下来，控制单元16从存储单元15中取出对应于按压对象的按压位置的负荷调整信息(步骤S103)，并确定从负荷检测单元12输入的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷(步骤S104)。例如，控制单元16能够通过利用来自负荷检测单元12的用于调整压力负荷的压力负荷调整信息来调整与按压对象的按压位置对应的压力负荷，并确定所调整的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷。控制单元16还能够通过利用用于调整作为提供触感的阈值的标准负荷的标准负荷调整信息，根据按压对象的按压位置来调整标准负荷，并确定从负荷检测单元12输入的压力负荷是否满足所调整的标准负荷。另外，控制单元16能够从存储单元15中取出作为提供触感的阈值并根据按压位置被调整的标准负荷的调整信息，并确定从负荷检测单元12输入的压力负荷是否满足所取出的标准负荷。作为步骤S104的结果，如果确定压力负荷满足标准负荷(在“是”的情况下)，参考存储单元15，控制单元16取出提供触感的驱动信号信息，并利用驱动信号驱动触感提供单元13，从而向用户提供触感(步骤S105)。控制单元16能够控制触感提供单元13的驱动，从而提供作为触感的点击感觉。

根据本实施方式的触感提供装置，控制单元16根据诸如用户手指等的按压对象的按压位置来调整负荷检测单元12检测到的压力负荷以及提供触感的标准负荷，并且当用户施加将要提供触感的均匀压力时，控制使得压力负荷满足标准负荷。相应地，当从用户接收到将要提供触感的均匀压力时，不管在触摸面上的用户的按压位置如何都提供触感。因此，改善了用户的操作感。换句话说，为了从触感提供装置接收触感，用户不必施加比将要提供触感的压力更高的压力。此外，响应于具有比将要提供触感的压力更轻的压力的输入不会错误地提供触感。因此，能够防止在操作时对用户造成奇怪的感觉。

此外，通过根据按压对象的按压位置调整负荷检测单元12检测到的压力负荷，当用户施加将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，改善了用户的操作感。

此外，通过根据按压对象的按压位置调整提供触感的标准负荷，当用户施加将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，改善了用户的操作感。

另外，通过取出并使用根据按压对象的按压位置所调整的标准负荷，当用户施加将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，改善了用户的操作感。

(第二实施方式)

图4是示出根据本发明的第二实施方式的触感提供装置的示意性配置的功能框图。除了用压电元件17代替负荷检测单元12和触感提供单元13之外，该触感提供装置具有图1中所示的根据第一实施方式的配置。触摸传感器11、显示单元14、存储单元15以及控制单元16具有与第一实施方式中的那些相同的功能，因此省略对它们的详细描述。根据本实施方式，在第一实施方式的触摸传感器11、显示单元14、存储单元15以及控制单元16的描述中的“负荷检测单元12”和“触感提供单元13”被合适地替代为“压电元件17”。

压电元件17安装在触摸传感器11上。控制单元16控制压电元件17以在以下两种模式之一下运行，即，通过利用正压电效应检测触摸传感器11的触摸面11a上的压力负荷的负荷检测模式和通过利用逆压电效应使触摸传感器11的触摸面11a振动的触感提供模式。在负荷检测模式下，与触摸传感器11的触摸面11a上的压力负荷相对应的输出信号被提供到控制单元16。在触感提供模式下，触摸传感器11的触摸面11a基于从控制单元16所提供的驱动信号振动，从而向按压触摸面的按压对象提供与驱动信号相对应的预定的触感。

图5示出了图4中所示的触摸传感器11、压电元件17和显示单元14的示例性外壳结构；图5(a)是主截面的横截面图，图5(b)是主截面的平面视图。压电元件17设置在触摸传感器11的背面上由上盖23覆盖的位置处并接近一个或多个侧面(这里，例如三个侧面)，以便检测触摸传感器11的触摸面11a上的压力负荷并使触摸传感器11振动，从而向按压触摸面11a的按压对象提供触感。三个压电元件17并联地提供对控制单元16的输出。应该注意，在图5(b)中省略了图5(a)中所示的外壳21、上盖23和绝缘装置24。

根据本实施方式的触感提供装置，触摸传感器11检测对触摸面11a的触摸操作。然后，控制单元16根据按压对象的按压位置调整负荷，并确定由压电元件17检测到的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷。当确定压力负荷满足提供触感的标准负荷时，控制单元16控制压电元件17的驱动，以便向按压触摸面11a的按压对象提供触感。

以下是参照图6中所示的流程图、对由根据本实施方式的触感提供装置提供作为通知信息的触感的操作的描述。

首先，控制单元16将三个压电元件17设置为负荷检测模式，并监控来自这些压电元件的输出(步骤S201)。接下来，控制单元16通过检测来自触摸传感器11的位置信息(按压对象的按压位置)的输入(步骤S202)来检测诸如手指等的按压对象对触摸面11a的接触(步骤S203)。然后，控制单元16从存储单元15中取出与按压对象的按压位置对应的调整信息(步骤S204)，并确定从压电元件17输入的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷(步骤S205)。例如，控制单元16能够通过利用用于调整来自压电元件17的压力负荷的压力负荷调整信息，根据按压对象的按压位置来调整压力负荷，并确定已调整的压力负荷是否满足提供触感的标准负荷。控制单元16还能够通过利用用于调整作为提供触感的阈值的标准负荷的标准负荷调整信息，根据按压对象的按压位置来调整标准负荷，并确定从压电元件17输入的压力负荷是否满足已调整的、提供触感的标准负荷。另外，控制单元16能够根据按压对象的按压位置从存储单元15中取出作为提供触感的阈值并根据按压位置被调整的标准负荷的调整信息，并确定从压电元件17输入的压力负荷是否满足所取出的标准负荷。作为步骤S205的结果，当确定压力负荷满足标准负荷时(在“是”的情况下)，控制单元16将压电元件17的模式从负荷检测模式切换到触感提供模式(步骤S206)。随后，控制单元16从存储单元15中取出提供触感的驱动信号信息，并利用驱动信号驱动触感提供单元13，以便向用户提供触感(步骤S207)。控制单元16能够控制触感提供单元13的驱动，以便提供作为触感的点击感觉。然后，控制单元16将压电元件17的模式返回到负荷检测模式(步骤S208)。

根据本实施方式的触感提供装置，由于压电元件17用作检测触摸传感器11的触摸面11a上的压力负荷的负荷传感器以及使触摸面11a振动的致动器的双重功能，所以其能够减少组件数量和成本。此外，组件数量的减少允许节省用于组件的空间，从而能够缩减装置的尺寸。

此外，根据本实施方式的触感提供装置，控制单元16根据诸如用户手指等的按压对象的按压位置来调整压电元件17检测到的压力负荷以及提供触感的标准负荷，并且当用户施加将要提供触感的均匀压力时，控制压力负荷满足提供触感的标准。相应地，当从用户接收到将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，都提供触感。因此，改善了用户的操作感。换句话说，为了从触感提供装置接收触感，用户不必在施加比将要提供触感的压力更高的压力下输入。此外，响应于具有比将要提供触感的压力更轻的压力的输入不会错误地提供触感。因此，防止了在操作时对用户造成奇怪的感觉。

此外，通过根据按压对象的按压位置调整由压电元件17检测到的压力负荷，当接收到将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，能够改善用户的操作感。

此外，通过根据按压对象的按压位置调整提供触感的标准负荷，当接收到将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，能够改善用户的操作感。

另外，通过取出并使用根据按压对象的按压位置调整的标准负荷，当接收到将要提供触感的均匀压力时，不管用户在触摸面上的按压位置如何，控制单元16都能够提供触感。因此，能够改善用户的操作感。

尽管基于附图和实施方式描述了本发明，但是应该理解，可以由本领域的技术人员实现各种修改和改变。相应地，这些修改和改变都包含在本发明的范围中。例如，可以在没有逻辑矛盾的情况下通过组合多个元件或分割元件来重新设置每个元件中包含的功能等。

例如，可以配置为，直到基于负荷检测单元12或压电元件17的输出计算的、触摸传感器11上的负荷满足提供触感的标准(例如，1N)时激发触感，并且当负荷满足标准时，利用预定驱动信号驱动触感提供单元13或压电元件17以使触摸面11a振动，从而激发触感。因此，向操作者提供点击感觉，以使操作者识别输入操作完成。相应地，即使通过利用在触摸传感器11上图形描绘的诸如按钮开关(按压式按键开关)的按键开关，操作者也能在感觉与操作按钮开关时获得的点击感觉类似的真实的点击感的情况下进行对触摸传感器11的输入操作。因此，操作者不会有奇怪的感觉。此外，由于操作者能够在感知“已按压”触摸传感器11的同时进行输入操作，所以防止因仅按压导致的错误输入。

可以根据在按压时有意按压的按钮开关的负荷特性来适当地设置提供触感的压力负荷的标准。例如，可将该标准设置为等于触摸传感器11响应于触摸输入的负荷(将提供触感的定时与触摸传感器11响应触摸输入的定时同步)或高于触摸传感器11响应于触摸输入的负荷(将提供触感的定时设置为晚于触摸传感器11响应于触摸输入的定时)。例如，当根据本实施方式的触感提供装置被应用于移动终端时，优选地将标准设置为等于或高于触摸传感器11响应于触摸输入的负荷(将提供触感的定时设置为晚于触摸传感器11响应于触摸输入的定时)。或者，用户能够按需要设置标准，以使得年长的用户可以将其设置得更重(更慢)，而年轻的用户可以将其设置得更轻(更快)。

此外，例如，触感提供单元13、负载检测单元12和压电元件17的数量不限于以上提及的实施方式中所提及的数量，而是可采用任意的数量。例如，压电元件17的数量不限于三个，而是可以采用任意的数量。另外，基于触摸传感器11的尺寸、振动幅度等，压电元件17可以具有已知的配置，诸如单体晶片、单压电晶片、双压电晶片和层压型。

本发明有效地适用于其中触摸传感器11用作用于打开/关闭操作的触摸开关的触感提供装置。此外，根据本发明的触感提供装置能够通过在触摸传感器11被按压的同时在不同的标准(负荷)上连续提供触感，来提供多步式开关的感觉，例如，两步式开关(在按压之后进一步按压)。因此，如果将输入装置应用到例如照相机的释放按钮，那么可提供锁定聚焦的感觉(第一步)和释放的感觉(第二步)。此外，与显示单元14结合，输入装置能够根据按压的步骤以多种方式改变菜单等级屏幕等的显示。此外，当提供如上所述的多步式开关的感觉时，可以在每一步改变使触摸面振动的驱动信号，以便在每一步提供不同的触感。

根据本发明，当基于负荷检测单元12或压电元件17的输出检测到的压力负荷满足提供触感的标准时，触感提供装置驱动触感提供单元13或压电单元17。这里，“当基于负荷检测单元12或压电元件17的输出检测到的压力负荷满足提供触感的标准时”可以表示“当检测到的压力负荷达到提供触感的标准值时”、“当检测到的压力负荷超过提供触感的标准值时”或“当基于负荷检测单元或压电元件的输出检测到提供触感的标准值时”。

参考标号列表

11触摸传感器

11a触摸面

12负荷检测单元

13触感提供单元

14显示单元

15存储单元

16控制单元

17压电元件

21外壳

22绝缘装置

23上盖

24绝缘装置

31负荷传感器

32压电元件

Claims (14)

1.一种触感提供装置，包括：

负荷检测单元，配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同；

触感提供单元，配置为向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感；以及

控制单元，配置为当所述对象以将要提供所述触感的某一压力按压用于提供触感的所述触摸面上的任意位置时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供所述触感。

2.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中，

当所述对象施加将要提供所述触感的所述某一压力按压用于提供所述触感的所述触摸面上的任意位置时，所述控制单元基于为尺寸与所述触摸面上的位置对应的每一个区域而设置的调整信息、根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供所述触感。

3.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中，

待设置有所述调整信息的区域基于所述负荷检测单元的位置来划分。

4.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中，

所述控制单元根据所述按压位置调整所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷，并且当已调整的压力负荷满足提供触感的标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以便向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

5.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中，

所述控制单元根据所述按压位置调整提供触感的所述标准，并且当所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足已调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

6.根据权利要求1所述的触感提供装置，其中，

当所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足根据所述按压位置而调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

7.一种触感提供装置的控制方法，所述触感提供装置包括负荷检测单元以及触感提供单元，所述负荷检测单元配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同；所述触感提供单元配置为向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感，所述方法包括以下步骤：

在所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述触感提供单元向所述对象提供触感。

8.一种触感提供装置，包括：

压电元件，配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时，检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同，并且其中所述压电元件向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感；以及

控制单元，配置为当所述对象施加将要提供所述触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

9.根据权利要求8所述的触感提供装置，其中，

当所述对象施加将要提供所述触感的所述某一压力按压用于提供所述触感的所述触摸面上的任意位置时，所述控制单元基于为尺寸与所述触摸面上的位置对应的每一个区域而设置的调整信息、根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

10.根据权利要求9所述的触感提供装置，其中，

待设置有所述调整信息的区域基于所述压电元件的位置来划分。

11.根据权利要求8所述的触感提供装置，其中，

所述控制单元根据所述按压位置调整所述压电元件检测到的所述压力负荷，并且当已调整的压力负荷满足提供触感的标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

12.根据权利要求8所述的触感提供装置，其中，

所述控制单元根据所述按压位置调整提供触感的所述标准，并且当所述压电元件检测到的所述压力负荷满足已调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

13.根据权利要求8所述的触感提供装置，其中，

当所述压电元件检测到的所述压力负荷满足根据所述按压位置而调整的、提供触感的所述标准时，所述控制单元控制所述压电元件，以使得向按压所述触摸面的所述对象提供所述触感。

14.一种触感提供装置的控制方法，所述触感提供装置包括压电元件，其配置为当对象用某一压力按压配置为检测触摸输入的触摸传感器的触摸面时检测压力负荷，其中所述压力负荷根据所述对象在所述触摸面上的按压位置而不同，并且其中所述压电元件向按压所述触摸传感器的所述触摸面的所述对象提供触感，所述方法包括以下步骤：

当所述对象施加将要提供触感的所述某一压力按压所述触摸面上的任意位置以用于提供触感时，根据所述触摸面上的所述按压位置进行控制，以使得所述压电元件向所述对象提供所述触感。

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