CN102498461A - 输入装置 - Google Patents

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Abstract

一种输入装置，能够通过触摸传感器提供如同操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。输入装置1具有：触摸传感器11，被配置成检测接触；负荷检测单元12，被配置成检测触摸传感器11的触摸面上的压力负荷；触感提供单元13，被配置成使触摸面振动；以及控制单元15，被配置成当由触摸传感器11检测到的接触的位置移动进预定区中并且同时由负荷检测单元12检测到的压力负荷满足预定标准时，控制触感提供单元13的驱动，以便向按压触摸面的对象提供触感。

Description

输入装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年8月27日提交的第2009-197318号日本专利申请的优先权和利益，该日本专利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输入装置。
背景技术
近年来，存在采用具有诸如触摸板、触摸开关等的触摸传感器的输入装置的移动终端，例如移动电话，这些诸如操作单元、开关等的输入装置被配置成接收用户的输入操作。这种具有触摸传感器的输入装置不仅普遍被移动终端采用，而且还被诸如信息设备(如计算器)、自动售票机、家电产品(如微波炉)、电视机、照明设备、工业设备(FA设备)等采用。
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，这些类型中的任意一类触摸传感器接收通过手指或手写笔进行的触摸输入，而且与按钮式开关不同，当被触摸时这些触摸传感器本身没有物理上的移动。
由于被触摸时触摸传感器本身没有物理上的移动，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。由于感觉到“已按压或者已取消向下按压”的操作不能在操作输入中获得，所以操作者不能感知触摸传感器是否检测到操作输入。因此，操作者可能多次重复输入相同的点，这对于操作者而言可能会有压力。
为了防止这些不必要的重复输入，存在这样一种已知的输入装置，其允许根据输入位置，通过例如在检测触摸输入时产生声音或者通过改变显示单元上描述的显示状态(例如，输入按钮的输入对象的颜色等)，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，当使用这种视觉反馈时，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，特别是当操作者正在用手指进行输入时。
为了应对这种问题，还建议了一种既不依赖于听觉也不依赖于视觉感觉而是通过当触摸传感器检测输入时振动触摸传感器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)。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开第2003-288158号
专利文献2：日本专利公开第2008-130055号
发明内容
技术问题
根据在以上专利文献1和2中公开的技术，当对触摸传感器的操作输入被检测到时可以通过操作者指尖处的振动来提供触感。因此，在通过这种输入装置进行输入时，操作者能够凭触感感知输入装置检测到对触摸传感器的操作输入。
此外，对输入装置应用这种技术能够根据来自触摸传感器的位置信息，仅在与显示单元上从图形上描绘的诸如输入按钮等的输入对象对应的位置处存在对触摸传感器的输入时提供触感。也就是说，采用上述技术的输入装置在显示单元上显示例如按键和按钮的输入对象的同时，不是响应于对应于不存在按键的位置处对触摸传感器的触摸输入来提供触感，而是响应于对应于存在按键的位置处对触摸传感器的触摸输入来提供触感。
然而，在以上专利文献1和2中公开的技术仅当触摸传感器检测到输入时响应该输入来振动触摸传感器。因此，尤其在使用具有触摸传感器上从图形上描绘的按钮开关，例如，机械按钮式开关(按压式按钮开关)的输入装置中，当手指等轻微接触(触摸)触摸传感器时会提供触感。由于这种输入装置响应于操作者按压触摸传感器之前的轻微接触(触摸)，所以会导致错误操作。此外，由于即使操作者不打算按压从图形上描绘的按钮开关(即使操作者没有施加压力)，这种输入操作也会响应于操作者按压触摸传感器之前的轻微接触(触摸)来提供触感，所以向操作者提供奇怪的感觉。
顺便地，存在作为输入方法的所谓的滑动输入，其特征在于利用触摸传感器的输入模式。滑动输入是在保持对触摸传感器的触摸面的轻微接触(触摸)的同时移动触摸位置的一种输入，其类似于手指等在触摸面上的轻微拖动的操作。
当具有触摸传感器的输入装置采用上述传统的方案提供如同当操作机械按钮式开关获得的感觉的触感时引起问题。更具体地，例如，当触摸传感器检测到从对应于不存在按键的位置到对应于存在按键的位置的滑动输入时，该输入装置认为按键被向下按压并提供触感。由于即使操作者轻微拖动手指等而没有按压从图形上描绘为对象的按钮开关也会提供触感，所以导致给操作者带来奇怪感觉的操作。
在操作机械按钮式开关时，当操作者在施加一定压力的同时将按压位置从不具有开关的位置移动到具有开关的位置时，操作者期望提供按压开关的触感(在下文中称为点击感觉)。类似地，在操作机械按钮式开关时，当操作者在施加一定压力的同时将按压位置从具有开关的位置移动到不具有开关的位置时，操作者期望提供将所按压的开关恢复至原来未被按压状态的另一触感(在下文中称为释放感觉)。另外，在操作机械按钮式开关时，当操作者在施加极轻压力的同时将按压位置从不具有开关的位置移动到具有开关的位置时，操作者期望既不提供点击感觉也不提供释放感觉，反之亦然。
然而，以上描述的传统的输入装置响应于触摸传感器上的滑动输入根据来自触摸传感器的位置信息确定是否提供触感，而且不管滑动输入的压力强度而均匀地提供触感。因此，甚至当操作者在触摸传感器上拖动手指等以施加极轻的压力而不打算按压触摸传感器时，这个动作也被检测为滑动输入。如果在对应于输入对象的位置处进行这种滑动输入，那么应该认为按键被向下按压并且提供了触感。因此，操作者因意外提供了触感而导致在操作中具有奇怪的感觉。此外，在这种情况下，基于使用者的无意识的输入的操作被执行，这向操作者强加了额外的操作以便取消操作或重新输入。
因此，考虑到这些情况，本发明的目的是提供一种输入装置，其能够通过触摸传感器提供如同操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。
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输入装置包括：
触摸传感器，被配置成检测接触；
负荷检测单元，被配置成检测所述触摸传感器的触摸面上的压力负荷；
触感提供单元，被配置成使所述触摸面振动；以及
控制单元，被配置成当由所述触摸传感器检测到的所述接触的位置移动进预定区中并且由所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足预定标准时，控制所述触感提供单元的驱动，以便向按压所述触摸面的对象提供触感。
本发明的第二方面在于根据第一方面的输入装置，其中当由所述触摸传感器检测到的所述接触的位置移出预定区并且由所述负荷检测单元检测到的所述压力负荷满足预定标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元的驱动，以便向按压所述触摸面的所述对象提供触感。
有益效果
根据本发明，当对触摸传感器的接触的位置移动进预定区中并且压力负荷满足标准负荷时，向按压触摸面的对象提供触感。因此，根据本发明，可以通过触摸传感器提供如同操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。由此，可以使操作者在没有奇怪感觉的情况下感觉到例如操作机械按钮式开关时获得的感觉的逼真感觉。另外，由于避免了操作者根据无意识的输入的操作，所以为操作者消除了重复输入等负担。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式的输入装置的示意性构成的方框图；
图2示出了根据本发明的实施方式的输入装置的示例性外壳结构；
图3是示出当接触的位置移动进按键区时通过根据本发明的实施方式的输入装置进行操作的流程图；
图4是示出当接触的位置移动出按键区时通过根据本发明的实施方式的输入装置进行操作的流程图；
图5示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的实施例；
图6示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的一些实施例；
图7示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的另一些实施例；
图8示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的另一些实施例；
图9示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的另一些实施例；以及
图10示出了通过根据本发明的实施方式的输入装置进行的操作以及所接收的压力负荷的另一些实施例。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的实施方式。
图1是示出根据本发明的实施方式的输入装置的示意性构造的方框图。根据本实施方式，任何输入装置均是适用的，只要其通过利用触摸传感器接收操作者的触摸输入。这些输入装置可以被安装在例如用于输入字符和数字的移动终端、银行的ATM机以及火车站的售票机上。
如图1所示，根据本实施方式的输入装置1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以及被配置成控制总体操作的控制单元15。
触摸传感器11通常放置在显示单元14的前面，以使得触摸传感器11的触摸面检测由操作者的手指等对显示单元14上显示的按键和按钮(在下文中，简单地称为“按键等”)的按压输入(接触)。触摸传感器11例如可以通过公知的类型，诸如电阻膜型、电容型、光学型等来配置。负荷检测单元12检测施加在触摸传感器11的触摸面上的压力负荷，并且负荷检测单元12可包括诸如应变计传感器、压电元件等对负荷作出线性反应的元件。触感提供单元13振动触摸传感器11并且可包括例如压电振动器。显示单元14显示诸如按钮式开关(按压式按钮开关)的输入按钮等的输入对象，并且显示单元14可包括例如液晶显示面板、有机EL显示面板等。
图2示出了图1中所示的输入装置1的示例性外壳结构；图2(a)是主要部分的剖面图，图2(b)是主要部分的平面图。显示单元14容纳在外壳21中。触摸传感器11通过由弹性部件制成的绝缘装置22被布置在显示单元14上。在根据本实施方式的输入装置1中，显示单元14和触摸传感器11在平面视图中的形状是矩形。另外，根据本实施方式，触摸传感器11通过如图2(b)中的链式双划线所示的设置在显示单元14的显示区A外的四个角处的绝缘装置22保持在显示单元14上。
外壳21设有上盖23，上盖23覆盖显示单元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，被按压的部分根据按压力而略微弯曲(绷紧)或者结构本身略微弯曲。
在触摸传感器11的表面接近于由上盖23覆盖的每个边界的位置，提供有、粘附有或以其它方式配置有应变计传感器31，以检测在触摸传感器11上施加的负荷(按压力)。此外，在触摸传感器11的背面接近于两个相对侧中的每一侧上的边界的位置，提供有、粘附有或以其它方式配置有振动触摸传感器11的压电振动器32。也就是说，图2中所示的输入装置具有图1中所示的包括四个应变计传感器31的负荷检测单元12以及具有包括两个压电振动器32的触感提供单元13。此外，触感提供单元13振动触摸传感器11以使得触摸面11a振动。应当注意，在图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。
图3和图4是示出根据本实施方式的输入装置1的操作的流程图。当通过触摸传感器11检测到的接触的位置移动进对应于输入对象的区域并且压力负荷满足预定标准时，根据本实施方式的输入装置1提供触感。
图3的流程图示出了在输入装置1检测到接触之后，当接触对应于按键等时，或者当接触的位置移动到对应于按键等的位置中时，提供触感的操作。为了开始图3的流程图所示的操作，在接收对触摸传感器11的触摸面的接触前，诸如按键等的输入对象被显示在输入装置1的显示单元14上。根据本实施方式，输入对象可以是向操作者提示用于接收接触的区域的图形图像。例如，从图形上描绘按键上部的数字和字符的图像作为输入对象的图形图像被显示在显示单元14上。
当根据本实施方式的输入装置1开始操作时，控制单元15监控触摸传感器11所检测到的接触以及负荷检测单元12所检测到的负荷。在步骤S11中，当触摸传感器11检测到通过诸如操作者的手指、手写笔等的按压对象(按压工具)进行的接触时，控制单元15进行步骤S12。
在步骤S12中，控制单元15判断由负荷检测单元12检测到的压力负荷是否随着触摸传感器11上的压力增加以及是否满足预定标准。负荷检测单元12检测例如来自四个应变计传感器31的平均输出值的负荷。在这里，优选的是，根据操作者的通常按压操作的压力负荷，将Pth预先设置为例如1N(牛顿)，并且此后可对其重新设置。此外，为了避免当操作者轻微触摸触摸传感器11时接收无意的接触操作，并且还为了向操作者提供以下描述的逼真触感的压感，考虑到操作者打算进行的按压输入的压力负荷(例如，压力负荷的平均值)，应避免将预定标准设置地过低。即使在步骤S11中触摸传感器11检测到接触，如果在步骤S12中由负荷检测单元12检测到的压力负荷不满足预定标准，那么也不执行根据本实施方式的操作。
当在步骤S12中检测到满足预定标准的压力负荷时，控制单元15确定由触摸传感器11检测到的接触的位置是否处于预定区内(步骤S13)。根据本实施方式，“预定区”是与显示单元14显示诸如按键和按钮的输入对象以接收输入的位置对应的触摸传感器11的区域。由于“预定区”对应于按键等，所以优选在以下描述中适当地简称为“按键区”。
如果在步骤S13中接触的位置处于按键区内，控制单元15改变与显示单元14上检测到的接触的位置对应的输入对象的显示状态(步骤S14)。步骤S14中这种输入对象的显示状态的改变可以例如为改变从图形上描绘的对象的状态，以使得当机械按钮式开关被操作者向下按压时从图形上描绘的对象的状态看起来像按键压下(在下文中称为按键的“压下显示”)。可选地，还可以通过瞬时改变输入对象的颜色或亮度来改变输入对象的显示状态，以便清楚地告知接收到操作者的按压输入。
在步骤S14中按键的压下显示之后，控制单元15以预定的驱动信号驱动触感提供单元13，以使得触摸传感器11以预定的振动模式振动并提供触感(步骤S15)。触感提供单元13例如同相地驱动两个电振动器32。如上所述，输入装置1接收通过基于操作者的意图的推进操作进行的按压输入。
另一方面，如果在步骤S13中接触的位置处于按键区之外，那么控制单元15判断由触摸传感器11检测到的接触的位置是否已移动到按键区内(步骤S16)。在这种情况下，即，在压力负荷满足预定标准的同时，控制单元15判断接触的位置是否已从按键区外移动到按键区内。从操作者进行操作的角度来说，这对应于在向触摸传感器11施加满足预定标准的压力负荷的同时，操作者将接触的位置从触摸传感器11上与诸如按键等的输入对象不对应的位置移动(滑动)到与之对应的位置的动作。
当在步骤S16中接触的位置没有移动到按键区内时，控制单元15返回到步骤S11，并且判断触摸传感器11是否仍检测接触。如果触摸传感器11不再检测接触，则可认为操作者已将手指等从触摸传感器11移开。因此，根据本实施方式的操作结束。如果触摸传感器11仍检测到接触，那么控制单元15执行从上述步骤S12开始的操作。
另一方面，如果在步骤S16中接触的位置移动到按键区内，那么控制单元15改变与检测到的接触的位置对应的输入对象的显示状态(步骤S14)，并且提供触感(步骤S15)。这里，在负荷检测单元12检测到的压力负荷满足预定标准的同时，当触摸传感器11检测到的接触的位置移动进预定区时，控制单元15控制触感提供单元13的驱动，以向按压触摸面的按压对象提供触感。
优选地，在步骤S15中通过触感提供单元13向按压对象提供的触感是上述的点击感觉。为了向操作者提供逼真的点击感觉，输入装置1通过以下操作在刺激压感的同时刺激操作者的触感。也就是说，输入装置1刺激压感直至触摸传感器11上所施加的压力负荷满足提供触感的标准(例如，1N)，并且当压力负荷满足该标准时，通过利用预定的驱动信号驱动压电元件32来刺激触感，以使触摸面11a振动。因而，输入装置1能够向操作者提供与按压例如按钮式开关(按压式按钮开关)的按钮开关时获得的点击感觉类似的点击感觉。相应地，即使利用从图形上描绘于触摸传感器上的按钮式开关，操作者也能够在感觉到与操作实际的按钮式开关时获得的点击感觉类似的逼真点击感觉的情况下执行输入操作。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“已敲击”触摸传感器11的同时执行输入操作，所以防止了因仅进行敲击导致的错误输入。
可以根据要提供的点击感觉来适当地设置提供上述点击感觉的驱动信号，即，提供刺激触感的某一频率、周期(波长)、波形和振动幅度。例如，为了提供由移动终端采用的金属弹片开关所表示的点击感觉，触感提供单元13由例如频率为170Hz的正弦波的驱动信号驱动一个周期。触感提供单元13被上述驱动信号驱动，以使得触摸面11a在经受标准压力负荷Pth的情况下具有约15μm幅度的振动。由此，有可能向操作者提供与向下按压实际按键时获得的点击感觉类似的逼真的点击感觉。
图4是示出继图3中所示的操作之后的操作的流程图。由于图4中示出的流程图是图3的操作的继续，所以其开始的状态为在负荷检测单元12检测满足预定标准的压力负荷的同时，触摸传感器11检测与显示单元14上显示的输入对象对应的接触的位置。也就是说，在图4中示出的操作的开始处，接触的位置已处于按键区中，同时，压力负荷满足预定标准。图4中示出的流程图是当按键区中的接触的位置移出按键区时执行的操作。
当图4的流程图示出的输入装置1的操作开始时，控制单元15首先判断由负荷检测单元12检测到的压力负荷是否仍满足预定标准(步骤S21)。
当在步骤S21中确定压力负荷不再满足预定标准时，控制单元15将输入对象的显示状态从压下显示改变为在此之前的原始显示，并且将输入对象显示在显示单元14上(步骤S23)。在步骤S23中恢复输入对象的显示状态时，可以认为当机械按钮式开关的压力被释放时，对象的图形图像从图3的步骤S14中显示的压下显示改变为表示按键从被压下恢复的显示。同样在这种情况下，为了清楚地告知停止接收操作者的按压输入，即，按压输入被取消，可以显示例如暂时改变输入对象的颜色或亮度的显示状态。
在步骤S23中按键的显示状态从压下显示恢复之后，控制单元15利用预定的驱动信号驱动触感提供单元13，以使得触摸传感器11以预定的振动模式振动，并且提供触感(步骤S24)。
另一方面，当在步骤S21中确定压力负荷仍满足预定标准时，控制单元15确定由触摸传感器11检测到的接触的位置是否移动到按键区外(步骤S22)。也就是说，在这种情况下，在压力负荷满足预定标准时，控制单元15判断接触的位置是否从按键区内移动到按键区外。从操作者进行操作的角度来说，这对应于在向触摸传感器11施加满足预定标准的压力负荷时，操作者将接触的位置从触摸传感器11上与诸如按键等的输入对象对应的位置移动(滑动)到与之不对应的位置的动作。
当在步骤S22中接触的位置没有移动到按键区外时，控制单元15返回步骤S21，并且判断触摸传感器11是否仍检测接触。当在步骤S21中确定压力负荷不再满足预定标准时，控制单元15执行步骤S23和步骤S24的操作。
另一方面，当在步骤S22中接触的位置移动到按键区外时，控制单元15将输入对象的显示状态从压下显示恢复到原始显示(步骤S23)，利用预定的驱动信号驱动触感提供单元13并提供触感(步骤S24)。在这里，即，在负荷检测单元12所检测到的压力负荷满足预定标准的同时，触摸传感器11所检测到的接触的位置移动到预定区外，则控制单元15驱动触感提供单元13，以便向按压触摸面的按压对象提供触感。
优选地，在步骤S24中通过触感提供单元13向按压对象提供的触感是上述的释放感觉。驱动触感提供单元13以提供释放感觉的驱动信号可以与图3的步骤S15的按压中的驱动信号(用于点击感觉)相同或者不同。例如，步骤S15中提供触感的驱动信号(用于点击感觉)的频率可以为170Hz，而释放时的驱动信号的频率可以为125Hz。因而，可以将释放实际按键时获得的与点击感觉不同的逼真的释放感觉提供给操作者。如上所述，通过采用与按压时相同的方式，利用预定的驱动信号驱动触感提供单元13并且使触摸传感器11以预定的振动模式振动，可以在按压时提供点击感觉之后提供释放时的释放感觉，与点击感觉对应。因此，结合按压时的点击感觉，可以向操作者提供与按钮式开关的点击感觉更类似的点击感觉。
以下将参照图5至图10来描述通过根据参照图3和图4所描述的本实施方式的输入装置1进行的操作的实施例。图5是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行操作和接收按压输入的压力负荷的实施例的视图。
图5(A)是示意性地示出操作者的手指按压按键区α内，然后释放压力的状态的视图。在图5(A)中，按键区α是触摸传感器11的区域，并且对应于显示单元14上显示接收输入的例如按键和按钮的输入对象的位置。在图5(A)中，省略了负责输入并且通常显示在输入对象的按键顶部的例如“A”和“1”的字符。此外，按键区α和操作者的手指的比例不反映实际的比例，而是为了方便的目的而采用的。
图5(B)是示出在图5(A)所示的操作期间由负荷检测单元12检测到的触摸传感器11的触摸面上的压力负荷按时间顺序变化的视图。在图5(B)中，以上阐述的压力负荷的“预定标准”由Pth表示。此外，加括号的数字表示经过的时间的顺序。在以下描述中，为了解释的目的，加括号的数字被称为“点”。
如图5(A)所示，点(1)表示操作者将要按压按键区α内的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时正按压按键区α内的状态，以及点(3)表示操作者释放压力的状态。在这种操作中，如图5(B)所示，负荷检测单元12开始检测点(1)与点(2)之间的压力负荷(即，操作者开始按压触摸面)，然后在点(2)与点(3)之间停止检测压力负荷(即，操作者释放触摸面上的压力)。此外，在点(2)处，负荷检测单元12检测满足预定标准Pth的压力负荷。压力负荷稍微在点(2)之前满足Pth，并且稍微在点(2)之后停止满足Pth。
如参照图(3)和图(4)所描述的那样，当按键区α中检测到的压力负荷满足预定标准Pth时，根据本实施方式的输入装置1提供点击感觉，当按键区α中检测到的压力负荷停止满足预定标准Pth时，根据本实施方式的输入装置1提供释放感觉。在图5(B)中，在压力负荷稍微在点(2)之前满足Pth时，在时间轴下方示出的向下指的箭头表示何时提供作为按键压下感觉的点击感觉。类似地，在压力负荷稍微在点(2)之后停止满足Pth时，在时间轴下方向上指的箭头表示何时提供释放感觉，即，按键压下的恢复感觉。
根据本实施方式，当检测到的压力负荷满足按键区中的预定标准Pth时，提供点击感觉；当检测到的压力负荷停止满足按键区中的预定标准Pth时，提供释放感觉。也就是说，在以上描述的实施例中，提供点击感觉的压力负荷的标准与提供释放感觉的压力负荷的标准具有相同的值Pth。然而，还可以将提供释放感觉的压力负荷的标准设置为比按压时提供触感的压力负荷的标准低50-80％。由此，当操作者在同一位置(输入对象)点击然后释放压力时，按压和释放压力的相继操作与提供触感的定时自发地彼此同步，从而在没有奇怪的感觉的情况下提供逼真的点击感觉和释放感觉。
如上所述，当触摸面上所检测的压力负荷满足预定标准Pth(步骤S12)并且接触的位置处于按键区α内(步骤S13)时，输入装置1提供点击感觉(步骤S15)。类似地，即使接触的位置处于按键区α内(图4中的开始)，当触摸面上所检测的压力负荷停止满足预定标准Pth(步骤S21)时，提供释放感觉(步骤S24)。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在施加满足预定标准Pth的压力负荷的情况下按压按键区α时，操作者能够获得点击感觉，然后当减少压力负荷以停止满足预定标准Pth时获得释放感觉。由此，操作者能够获得如同在操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。
图6是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行的操作以及通过输入装置1接收压力输入的压力负荷的其它实施例的视图。在图6以及此后的图中，每个符号等具有与参照图5所描述的符号等相同的含义。图6(A)是示意性地示出在压力负荷被保持时操作者的手指按压按键区α内，然后移出按键区α，而后压力被释放的状态的视图。
如图6(A)所示，点(1)表示操作者将要按压按键区α内的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时正按压按键区α内的状态。点(3)表示，从点(2)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α内移动接触的位置，并移出按键区α的状态。点(4)表示，从点(3)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α内移动接触的位置的状态。点(5)表示操作者正释放压力的状态。
在该操作中，如图6(B)所示，负荷检测单元12开始检测点(1)与点(2)之间的压力负荷(即，操作者开始按压触摸面)。在点(2)处，负荷检测单元12检测到满足预定标准Pth的压力负荷。在点(2)与点(3)之间，压力负荷连续地满足预定标准Pth(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(3)与点(4)之间，负荷检测单元12也连续检测到满足预定标准Pth的压力负荷(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(4)处，压力负荷停止满足Pth。接下来，在点(4)与点(5)之间，负荷检测单元12停止检测压力负荷(即，操作者释放触摸面上的压力)。
如参照图3和图4所描述的，当按键区α中检测到的压力负荷满足预定标准Pth时，根据本实施方式的输入装置1提供点击感觉；当在压力负荷满足预定标准Pth的情况下将接触的位置移动到按键区α外时，根据本实施方式的输入装置1提供释放感觉。
如图6(B)所示，压力负荷在点(2)处满足Pth时在时间轴下方的向下指的箭头表示何时提供点击感觉。类似地，在时间轴下方点(3)处示出的向上指的箭头表示何时提供释放感觉。尽管压力负荷在点(4)处停止满足Pth，但是既不满足提供点击感觉的条件，也不满足提供释放感觉的条件。因此，输入装置1在这个点处不提供触感。
如上所述，当触摸面上所检测的压力负荷满足预定标准Pth(步骤S12)并且接触的位置处于按键区α内时(步骤S13)，输入装置1提供点击感觉(步骤S15)。另一方面，在接触的位置移出按键区α的同时(步骤S22)，当压力负荷连续地满足预定标准Pth时(步骤S21)，输入装置1提供释放感觉(步骤S24)。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在施加满足预定标准Pth的压力负荷的情况下按压按键区α时，操作者能够获得点击感觉；当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移出按键区α时，操作者获得释放感觉。由此，在使用触摸传感器时，当操作者通过移动接触的位置进行输入时，操作者能够获得如同操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。
图7是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行的操作以及通过输入装置1接收压力输入的压力负荷的另一些实施例的视图。图7(A)是示意性地示出在保持压力的情况下，操作者的手指在按键区α外进行按压，移动到按键区α内，然后释放压力的状态的视图。
如图7(A)所示，点(1)表示操作者将要在按键区α外按压的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷时在按键区α外按压的状态。点(3)表示，从点(2)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷时移动按键区α外的接触的位置，并将接触的位置移动到按键区α内的状态。点(4)表示，从点(3)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷时在按键区α内移动接触的位置的状态。点(5)表示操作者正释放压力的状态。
在该操作中，如图7(B)所示，负荷检测单元12开始检测点(1)与点(2)之间的压力负荷(即，操作者开始按压触摸面)。此外，在点(2)处，负荷检测单元12检测到满足预定标准Pth的压力负荷。在点(2)与点(3)之间，压力负荷连续地满足预定标准Pth(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(3)与点(4)之间，负荷检测单元12也连续地检测到满足预定标准Pth的压力负荷(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(4)处，压力负荷停止满足Pth。另外，在点(4)与点(5)之间，负荷检测单元12停止检测压力负荷(即，操作者释放触摸面上的压力)。
如参照图3和图4所描述的，当在压力负荷满足预定标准Pth的情况下接触的位置移动到按键区α内时，根据本实施方式的输入装置1提供点击感觉；当检测到的按键区α中的压力负荷停止满足预定标准Pth时，根据本实施方式的输入装置1提供释放感觉。
如图7(B)所示，在时间轴下方点(3)处示出的向下指的箭头表示何时提供点击感觉。类似地，在时间轴下方压力负荷停止满足Pth的点(4)处示出的向上指的箭头表示何时提供释放感觉。尽管压力负荷在点(2)处满足Pth(步骤S12)，由于接触的位置处于按键区α外(步骤S13)并且还未移动到按键区α内(步骤S16)，所以既不满足提供点击感觉的条件，也不满足提供释放感觉的条件。因此，输入装置1在这个点处不提供触感。
如上所述，当压力负荷满足预定的Pth(步骤S12)并且接触的位置从按键区α外移入按键区α内时(步骤S16)，输入装置1提供点击感觉(步骤S15)。另一方面，即使接触的位置处于按键区α内(图4中的开始)，当触摸面上所检测的压力负荷停止满足预定标准Pth时(步骤S21)，输入装置1也提供释放感觉(步骤S24)。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α内时，操作者可以获得点击感觉；当减少按键区α上的压力负荷以停止满足预定标准Pth时，操作者可以获得释放感觉。
图8是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行的操作和通过输入装置1接收压力输入的压力负荷的另一些实施例的视图。图8(A)是示意性地示出在保持压力的情况下，操作者的手指在按键区α外进行按压，移动到按键区α内和移出按键区α，然后释放压力的状态的视图。
如图8(A)所示，点(1)表示操作者将要在按键区α外按压的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α外进行按压的状态。点(3)表示，从点(2)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α外移动接触的位置，并将接触的位置移动到按键区α内的状态。点(4)表示，从点(3)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α内移动接触的位置并将其移出按键区α的状态。点(5)表示，从点(4)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α外移动接触的位置的状态。点(6)表示操作者正在释放压力的状态。
在这个操作中，如图8(B)所示，负荷检测单元12开始检测点(1)与点(2)之间的压力负荷(即，操作者开始按压触摸面)。此外，在点(2)处，负荷检测单元12检测到满足预定标准Pth的压力负荷。在点(2)与点(3)之间，压力负荷连续地满足预定标准Pth(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(3)与点(4)之间以及在点(4)与点(5)之间，负荷检测单元12也连续地检测到满足预定标准Pth的压力负荷(即，操作者在施加满足Pth的压力负荷的同时移动接触的位置)。在点(5)处，压力负荷停止满足Pth。另外，在点(5)与点(6)之间，负荷检测单元12停止检测压力负荷(即，操作者释放触摸面上的压力)。
如参照图3和图4所描述的，当在压力负荷满足预定标准Pth的情况下接触的位置移动到按键区α内时，根据本实施方式的输入装置1提供点击感觉。此外，在压力负荷满足预定标准Pth的情况下接触的位置移动到按键区α外时，输入装置1提供释放感觉。
如图8(B)所示，在时间轴下方的点(3)处示出的向下指的箭头表示何时提供点击感觉。类似地，在时间轴下方的点(4)处示出的向上指的箭头表示何时提供释放感觉。尽管压力负荷在点(2)处满足Pth(步骤S12)，由于接触的位置处于按键区α外(步骤S13)并且还未移动到按键区α内(步骤S16)，所以既不满足提供点击感觉的条件，也不满足提供释放感觉的条件。因此，输入装置1在这个点处不提供触感。此外，尽管压力负荷在点(5)处停止满足Pth，但是既不满足提供点击感觉的条件，也不满足提供释放感觉的条件。因此，输入装置1在这个点处也不提供触感。
如上所述，当压力负荷满足预定标准Pth(步骤S12)而且接触的位置移动到按键区α内时(步骤S16)，输入装置1提供点击感觉(步骤S15)。另一方面，当压力负荷满足预定标准Pth(步骤S21)而且接触的位置移动到按键区α外时(步骤S22)，输入装置1提供释放感觉(步骤S24)。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α内时，操作者能够获得点击感觉，然后当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α外时，操作者能够获得释放感觉。
图9是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行的操作以及通过输入装置1接收压力输入的压力负荷的另一些实施例的视图。图9(A)是示意性地示出在保持压力的情况下，操作者的手指在按键区α外按压，移动到按键区β内，然后移动到按键区β外，以及释放压力的状态的视图。即使在接触的位置移动经过多个不同的按键区时，输入装置1也执行与如上所述相同的操作。
如图9(A)所示，点(1)表示操作者将要在按键区α外按压的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α外按压的状态。点(3)表示，从点(2)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α外移动接触的位置，并将其移入按键区α内的状态。点(4)表示，从点(3)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时移动按键区α内的接触的位置并将其移出按键区α的状态。
此外，点(5)表示，从点(4)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时将接触的位置从按键区α或β外移动到按键区β内的状态。点(6)表示，从点(5)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时移动按键区β内的接触的位置，并将其移动到按键区β外的状态。点(7)表示，从点(6)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区β外移动接触的位置的状态。点(8)表示操作者正释放压力的状态。
根据该操作，如图9(B)所示，输入装置1在点(3)处提供点击感觉，在点(4)处提供释放感觉。另外，输入装置再次在点(5)处提供点击感觉，再次在点(6)处提供释放感觉。在点(2)处，尽管压力负荷满足Pth，但是输入装置1不提供触感。此外，在点(7)处，尽管压力负荷停止满足Pth，输入装置1也不提供触感。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α或者按键区β内时，操作者能够获得点击感觉。此外，根据输入装置1，当在保持满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α或者按键区β外时，操作者能够获得释放感觉。由此，在使用触摸传感器时，当操作者通过移动接触的位置经过多个按键区进行输入时，操作者能够获得如同操作由机械开关构成的按键等时获得的感觉的触感。
图10是示出通过根据本发明的实施方式的输入装置1进行的操作以及通过输入装置1接收压力输入的压力负荷的另一些实施例的视图。图10(A)是示意性地示出在保持压力的情况下，操作者的手指在按键区α内按压，移动到按键区α外而后移动到按键区β内，然后压力被释放的状态的视图。即使当接触的位置在多个不同的按键区之间移动时，输入装置1也执行与如上所述相同的操作。
如图10(A)所示，点(1)表示操作者将要在按键区α内按压的状态，点(2)表示操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α内按压的状态。点(3)表示，从点(2)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时移动按键区α内的接触的位置，并将其移出按键区α的状态。点(4)表示，从点(3)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时在按键区α或β外移动接触的位置，并将其移动到按键区β内的状态。此外，点(5)表示，从点(4)开始，操作者在施加满足预定标准的压力负荷的同时移动按键区β内的接触的位置的状态。点(6)表示操作者正释放压力的状态。
根据上述操作，如图10(B)所示，输入装置1在点(2)处提供点击感觉，在点(3)处提供释放感觉。另外，输入装置再次在点(4)处提供点击感觉，再次在点(5)处提供释放感觉。
根据本发明的实施方式的输入装置1，如上所述，当在施加满足预定标准Pth的压力负荷的情况下在按键区α内或者按键区β内按压时，操作者能够获得点击感觉，当减少按键区α内或者按键区β内的压力负荷以使得压力负荷停止满足预定标准Pth时，操作者能够获得释放感觉。此外，根据输入装置1，当在施加满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α内或者按键区β内时，操作者能够获得点击感觉。另外，根据输入装置1，当在施加满足预定标准Pth的压力负荷的情况下将接触的位置移动到按键区α或者按键区β外时，操作者能够获得释放感觉。
应当理解，本发明不限于以上实施方式，而且可以以多种方式修改或者改变。例如，尽管没有提及是否在执行以上提及的实施方式中的操作中产生声音，但是有可能与除以上实施方式中的每一个的操作之外的操作结合适当地产生声音。由此，促进操作者的识别，进一步改进输入装置的操作性并减少错误输入的产生。此外，尽管在以上提及的实施方式中为了简化的目的，触摸传感器的触摸面具有一个或两个按键区，但是应当理解，能够提供三个或者更多的按键区。另外，在以上提及的实施方式中，为了简化，操作者输入时在横向方向移动接触的位置。然而，应当理解，还可能在包括纵向方向的任何方向上移动接触的位置。
此外，在以上实施方式中的负荷检测单元可以由任意数量的应变计传感器构成。另外，负荷检测单元能够根据触摸传感器的接触检测方案构成。例如，如果在使用电阻薄膜型时基于随接触区域改变的电阻通过输出信号的改变来检测负荷，那么无需利用应变计传感器就能够构成负荷检测单元。可选地，如果在使用电容型时基于电容中的变化通过输出信号的改变来检测负荷，那么无需利用应变计传感器就能够构成负荷检测单元。
此外，触感提供单元可以由任意数量的压电振动器、设在触摸传感器的整个表面上的透明的压电元件(如果可能被振动以便提供触感)、在一个驱动信号周期内旋转360度的偏心马达构成。另外，有可能利用压电元件来配置负荷检测单元和触感提供单元，这些压电元件允许将负荷检测单元的功能单元与触感提供单元的功能单元结合的配置。
根据本发明的输入装置，当由负荷检测单元所检测的压力负荷满足提供触感的预定标准时，触感提供单元被驱动。“当由负荷检测单元所检测的负荷满足提供触感的标准时”可表示“当由负荷检测单元所检测的压力负荷达到提供触感的标准值时”、“当由负荷检测单元所检测的压力负荷超过提供触感的标准值时”或者“当提供触感的标准值被负荷检测单元检测到时”。
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控制单元
21外壳
22绝缘体
23上盖
24绝缘体
31应变计传感器
32压电振动器

Claims (2)

1.一种输入装置，包括：
触摸传感器，被配置成检测接触；
负荷检测单元，被配置成检测所述触摸传感器的触摸面上的压力负荷；
触感提供单元，被配置成使所述触摸面振动；以及
控制单元，被配置成当所述触摸传感器所检测到的接触的位置移动进预定区中并且同时所述负荷检测单元所检测到的压力负荷满足预定标准时，控制所述触感提供单元的驱动，以便向按压所述触摸面的对象提供触感。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中当所述触摸传感器所检测到的接触的位置移出预定区并且同时所述负荷检测单元所检测到的压力负荷满足预定标准时，所述控制单元控制所述触感提供单元的驱动，以便向按压所述触摸面的对象提供触感。
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