CN102549530B - 输入装置和对输入装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

输入装置包括：触摸传感器(11)；压电元件(13)；压电元件驱动单元(15)；控制单元(17)，被配置为基于压电元件(13)的输出信号检测触摸传感器(11)上的压力负荷，并且当压力负荷满足提供触感的标准时控制压电元件驱动单元(15)驱动压电元件(13)从而向按压对象提供触感；连接切换单元(14)，被配置为将压电元件(13)选择性地连接到控制单元(17)或压电元件驱动单元(15)；放电电路(16)，被配置为释放压电元件(13)中积累的电荷。当压力负荷满足标准时，控制单元(17)控制连接切换单元(14)将压电元件(13)连接到压电元件驱动单元(15)使得压电元件(13)被驱动，然后控制放电电路(16)释放压电元件(13)中积累的电荷。

Description

输入装置和对输入装置的控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年8月27日提交的日本专利申请2009-197377的优先权和权益，该日本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和对输入装置的控制方法。
背景技术
近些年来，具有例如触摸屏、触摸开关等触摸传感器的输入装置已经广泛用作在例如移动电话的移动终端、例如计算器和售票机的信息设备、例如微波炉、电视机的家用电器、以及照明设备、工业设备(FA设备)等中接收用户的输入操作的例如操作单元、开关等输入装置。
已知存在各种类型的这种触摸传感器，例如电阻膜类型、电容类型和光学类型等。然而，这些类型中任一种触摸传感器接收手指或触针笔的触摸输入，并且不同于下按按钮开关，触摸传感器自身并不发生物理位移，即使在对触摸传感器进行触摸的情况下也是如此。
由于触摸传感器在被触摸时不发生物理位移，所以尽管触摸输入被接收，但是操作者不能获得输入的反馈。因此，操作者有可能多次触摸同一点而导致错误地输入，这可能给操作者带来压力。
对于防止这种错误输入的方法，已知存在视觉或听觉方法来确认输入操作，例如通过产生声音或通过改变显示状态，例如在接收到触摸输入时根据输入区域改变在显示单元中用图形表示的例如输入按钮等的输入对象的颜色。
然而，在嘈杂的环境中这种听觉反馈可能难以确认，并且当设备用于静音模式时这种听觉反馈可能是不适用的。此外，在使用这种视觉反馈的过程中，当操作者通过手指输入时，如果在显示单元上显示的输入对象很小，操作者可能不能确定显示状态的改变，因为输入对象的视线被手指挡住了。
还提出了一种反馈方法，其不依赖于听觉或视觉，而是在触摸传感器接收到输入时通过使触摸传感器振动而在操作者的指尖处产生触感(例如，参见专利文献1和2)。
相关的技术文献
专利文献
专利文献1：公开号为2003-288158的日本专利
专利文献2：公开号为2008-130055的日本专利
发明内容
技术问题
然而，在上面文献1和2中公开的技术仅在触摸传感器接收到输入时使触摸传感器振动。因此，尤其在使用包括例如在触摸传感器上用图形表示的且具有接收输入的低阈值的机械下按按钮开关(下按式按钮开关)的按钮开关的输入装置时，当手指等触摸(碰触)触摸传感器时会提供触感。可能通过响应操作者下按之前的不经意的动作(碰触)而触发错误的操作，并且使操作者对该不经意的动作(碰触)产生奇怪的感觉。这里，触摸传感器接收触摸输入的阈值是触摸传感器作出响应的阈值，对于电阻膜类型的触摸传感器，该阈值是上导电薄膜接触下导电薄膜的压力阈值，对于电容类型的触摸传感器，该阈值是通过接触检测到电信号的阈值。
为了去除这些缺点，申请人已经开发了一种输入装置，该输入装置检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并且当所检测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，从而向例如手指的按压对象提供触摸感觉。
根据该输入装置，当操作者下按触摸面并且下按的压力负荷达到预定标准时提供触感。因而，可允许操作者感知到接收输入而可靠地防止由上述不经意的触摸触发的错误操作并且不会有奇怪的感觉。
此外，除了例如触摸传感器和控制单元的基本部件之外，输入装置还需要检测触摸传感器上的压力负荷的负荷传感器和使触摸传感器振动的致动器。因此，部件的数量和成本增大，并且需要增大的装置尺寸来容纳这些部件。
为了减小装置的成本和尺寸，申请人已经开发了一种装置，该装置利用压电元件的正压电效应和反压电效应使压电元件具有双重功能，即，将压电元件用作检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷的负荷传感器和使触摸面振动的致动器。
然而，作为各种实验和研究的结果，申请人发现，在使用压电元件作为负荷传感器和致动器的双重功能时，需要进行如下改进。例如，当触摸传感器以相同的方式连续按压以对下压按钮键进行重复输入(重复轻击)时，压电元件在每次按压时弯曲。因此，如图6所示，在因压电元件的弯曲而在压电元件中产生的电荷完全释放完之前，在下一次按压时在压电元件中又产生电荷，从而使压电元件的输出电压增加。
因此，如果压电元件被控制作为致动器工作以当压电元件的输出电压或压力负荷增加并超过预定阈值Vref时使触摸面振动，那么在某些情况下，根据阈值Vref的设定检测不到超过阈值Vref的输出电压。例如，尽管检测到压电元件的输出电压在首次按压时超过阈值Vref或者仅在首次和第二次按压时的输出电压超过阈值Vref(如图6的情况)，其后的按压的输出电压停留在阈值Vref，因此检测不到输出电压超过阈值Vref。
在图6的情况下，作为一种结果，压电元件仅响应第一和第二次按压被控制作为致动器工作以使触摸面振动，但是不响应其后的按压。由此，因为仅响应第一和第二次按压而向操作者提供触感而不响应连续按压情况下其后的按压向操作者提供触感，所以操作者可能会有奇怪的感觉。
因此，考虑这些情况，本发明的目的是提供一种输入装置，该输入装置能够减小成本及其尺寸，以及适当地向操作者提供触感而不会带给操作触摸传感器的操作者奇怪的感觉。
技术方案
为了实现上面的目的，根据本发明的第一方面的输入装置包括：
触摸传感器，被配置为检测触摸输入；
压电元件，安装在触摸传感器上；
压电元件驱动单元，被配置为驱动压电元件；
控制单元，被配置为基于压电元件的输出检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并且当压力负荷满足提供触感的标准时控制压电元件驱动单元驱动压电元件，从而向按压触摸面的对象提供触感；
连接切换单元，被配置为将压电元件选择性地连接到控制单元或压电元件驱动单元；以及
放电电路，被配置为释放压电元件中积累的电荷，其中
当基于通过连接切换单元输入的压电元件的输出信号检测到的压力负荷满足标准时，控制单元控制连接切换单元将压电元件连接到压电元件驱动单元，使得压电元件驱动单元驱动压电元件，以及然后
控制单元控制释放电路释放压电元件中积累的电荷。
根据本发明的第二方面是根据第一方面的输入装置，其中，放电电路具有连接在压电元件与地之间的开关元件，以及在压电元件驱动单元使压电元件振动之后，控制单元使开关元件导通预定的时间段，从而释放压电元件中积累的电荷。
根据本发明的第三方面是根据第一方面的输入装置，其中，放电电路具有连接在压电元件与地之间的电阻器元件。
此外，为了实现上述目的，根据本发明的第四方面提供了对输入装置的控制方法，其中输入装置包括：
触摸传感器，被配置为检测触摸输入；
压电元件，安装在触摸传感器上；
压电元件驱动单元，被配置为驱动压电元件；
连接切换单元，被配置为将压电元件选择性地连接到压电元件驱动单元；以及
放电电路，被配置为释放压电元件中积累的电荷，
该控制方法包括：
基于压电元件的输出信号检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并在检测到的压力负荷满足提供触感的标准时控制连接切换单元将压电元件连接到压电元件驱动单元，并且控制压电元件驱动单元驱动压电元件，从而向按压触摸面的对象提供触感；以及然后
控制放电电路释放压电元件中积累的电荷。
技术效果
根据本发明的输入装置利用压电元件的正压电效应和反压电效应，将压电元件用作检测触摸传感器的触摸面上的压力负荷的负荷传感器和使触摸面振动的致动器。因而，可减少部件的数量和成本，并减小装置容纳部件所需的尺寸。此外，在驱动压电元件之后，当压电元件与压电元件驱动单元的电连接断开时，放电电路释放压电元件中积累的电荷(残留电荷)。因此，可防止压电元件中的电荷的连续积累，并且在连续输入时可靠地提供触感而不带给操作者奇怪的感觉。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的输入装置的示意性配置的功能框图；
图2是图1所示的连接切换单元和放电电路的配置的实施例的电路图；
图3是图1所示的输入装置的示意性操作的时序图；
图4示出了根据本发明的第二实施方式的输入装置的主要部分的电路结构图；
图5是根据本发明的输入装置的示例性壳体结构的主要部分的横截面视图和平面视图；以及
图6是示出了本发明解决的问题的、在压电元件中积累的电荷的变化的示意图。
具体实施方式
将参照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输入装置的示意性配置的功能框图。该输入装置具有触摸传感器11、显示单元12、压电元件13、连接切换单元14、压电元件驱动单元15和用于控制每个单元的操作的控制单元17。
触摸传感器11连接至控制单元17，并且在控制单元17的控制下检测例如手指等的按压对象对触摸传感器11的触摸面的触摸输入，并且向控制单元17提供触摸位置的位置信息。触摸传感器11可以是例如电阻膜类型、电容类型、光学类型等的已知类型，并被设置在显示单元12上。
显示单元12连接至控制单元17，并且在控制单元17的控制下显示例如下按按钮开关(下按式按钮开关)的输入按钮等的输入对象。显示单元12可由例如液晶显示屏、有机EL显示屏等构成。对显示在显示单元12上的输入对象的触摸输入可由控制单元17基于从触摸传感器11输出的位置信息检测到。
压电元件13安装在触摸传感器11上并且被设计为在触摸传感器11的触摸面的压力作用下变弯(变形)。压电元件13连接至连接切换单元14并且通过连接切换单元14选择性地连接至控制单元17或压电元件驱动单元15。
连接切换单元14可包括如下所述的开关电路等，并且在控制单元17的控制下选择性将压电元件13连接至控制单元17或压电元件驱动单元15。压电元件驱动单元15可包括功率放大器等，并输出预定的驱动信号以使压电元件13在控制单元17的控制下振动。
当压电元件13通过连接切换单元14连接到控制单元17时，向控制单元17提供压电元件13的输出信号，即由触摸传感器11的触摸面上的压力产生的电荷的电压。此外，当压电元件13通过连接切换单元14连接到压电元件驱动单元15时，向压电元件13提供压电元件驱动单元15的预定驱动信号来驱动压电元件13。因此，触摸传感器11振动并且向按压触摸面的按压对象提供触感。
放电电路16可包括如下所述连接到压电元件13的开关元件，并且在控制单元17的控制下释放在压电元件13中积累的电荷(残留电荷)。
控制单元17可以是例如CPU等，并且基于来自触摸传感器11的位置信息、用于显示单元12的显示信息、压电元件13的输出信号等控制每个单元的操作。
图2是图1所示的连接切换单元14和放电电路16的配置的实施例的电路图。连接切换单元14包括两个开关电路21、22和逆变器23，开关电路21、22可以是半导体继电器等。开关电路21、22中的每个具有接通/断开(ON/OFF)接触点。开关电路21的接通/断开接触点连接在压电元件13的正电极端子与压电元件驱动单元15的输出端(未示出)之间。开关电路22的接通/断开接触点连接在压电元件13的正电极端子与控制单元17的模拟/数字转换输入端(未示出)之间。
开关电路21的接通/断开接触点由从控制单元17输出且通过逆变器23的开关切换信号a接通/断开。开关电路22的接通/断开接触点由上述连接切换信号a接通/断开。由此，当开关电路21、22中的一个的接通/断开接触点接通时，另一个接通/断开接触点断开。
放电电路16具有AND(逻辑与)电路25、电阻器26和用于放电的开关晶体管27。从控制单元17输出的放电控制信号b和如上所述的开关切换信号a被输出到AND电路25，并且将来自AND电路25的输出通过电阻器26提供给开关晶体管27的基极。压电元件13的正电极端子通过开关晶体管27的集电极-发射极通路接地。
图3是根据当前实施方式的输入装置的示意性操作的时序图。图3示出了从控制单元17输出的连接切换信号a和放电控制信号b、以及在连续按压触摸传感器11的触摸面连续输入(重复轻击)中压电元件13的输出信号(电压)。控制单元17通常将连接切换信号a设为高(H)电平并将放电控制信号设为低(L)电平。由此，通过将切换控制单元14的开关电路21断开并且将开关电路22接通，压电元件13连接到控制单元17。此外，放电电路16将AND电路25的输出设为低电平，并将开关晶体管27断开。
在该状态中，控制单元17监测触摸传感器11的输出和压电元件13的输出信号(电压)。当检测到来自触摸传感器11的位置信息表示对显示在显示单元12上的输入对象执行了输入并且压电元件13的输出电压已经到达与提供触感的标准负荷(例如，1N)相对应的阈值Vref时，控制单元17将开关切换信号a设为低电平。因而，控制单元17通过接通切换控制单元的开关电路21和断开开关电路22将压电元件13连接到压电元件驱动单元15。
在该状态中，控制单元17控制压电元件驱动单元15输出预定驱动信号来驱动压电元件13。因此，触摸屏11振动使得向按压触摸面的按压对象提供触感。此外，控制单元17对显示在显示单元12上的输入对象执行预定的操作，例如改变显示颜色、在预定显示区域中显示与输入对象相对应的特征、执行和处理与输入对象相对应的应用等。
然后，当压电元件驱动单元15结束对压电元件13的驱动时，控制单元17将连接切换信号a设为高电平，并且使开关电路21回到断开状态，使开关电路22回到接通状态。由此，压电元件13与压电元件驱动单元15断开并连接到控制单元17。这里将开关切换信号a维持在低电平的时间段T1可被固定地设置(例如，约5ms)并包括压电元件13的驱动时间；或者时间段T1可根据由与待提供的触感相对应的驱动信号驱动压电元件13的驱动时间进行自动设置。
然后，当开关切换信号a处于高电平时，控制单元17将放电控制信号b设为高电平并持续预定放电时间段T2。由此，将放电电路16的AND电路25的输出设为高电平并持续预定放电时间段T2，并且开关晶体管27导通，使得在压电元件13中积累的残留电荷通过开关晶体管27释放。
这里，从开关切换信号a从低电平切换到高电平的时间点(即，开关切换信号a维持在低电平的时间段T1结束的时间点)开始到将放电控制信号b设为高电平的时间点(即，预定放电时间段T2开始的时间点)之间的时间段是考虑了连接切换单元14的开关电路21的响应时间(即，开关电路21的接通/断开接触点确定地从接通状态变成断开状态的时间)设置的。此外，放电控制信号b维持在高电平的预定放电时间段T2是基于阈值Vref、用于压电元件13的驱动信号、连续输入中的相继按压之间的间隔等适当设置的(例如，大约1ms)，使得在压电元件13中积累的残留电荷基本完全释放并且压电元件13的输出电压变为接近0V。
在压电元件13的放电之后，控制单元17监测压电元件13的输出信号，并且如上所述基于输出信号控制每个单元。
根据当前实施方式，如上所述，输入装置利用压电元件13的正压电效应和反压电效应，将压电元件13用作检测触摸传感器11的触摸面上的压力负荷的负荷传感器和使触摸面振动的致动器。因而，同一部件具有多种功能。因此，可减少部件的数量和降低成本以及节约用于部件的空间以减小装置的尺寸。
此外，在压电元件13被驱动并提供触感之后，放电电路16释放在压电元件13中积累的残留电荷，并且压电元件13与压电元件驱动单元15的电连接断开。因此，能够防止在压电元件13中连续积累电荷，如图3所示，从而能够在连续输入的相继按压中的每次按压均可靠地提供触感而不会带给操作者奇怪的感觉。而且，由于当压电元件13放电时压电元件驱动单元15与压电元件13断开，因此构成压电元件驱动单元15的例如功率放大器等输出终端没有接地。因此，压电元件驱动单元15不会受到负面影响。
(第二实施方式)
图4是根据第二实施方式的输入装置的主要部分的电路结构图。除了通过将电阻器元件28连接到压电元件13的正电极端子与图2所示的电路中的地之间的放电电路16以外，该输入装置与图2中的输入装置具有相同的配置。因此，为与图2所示相同的部件提供相同的参考标号，并省略它们的描述。
根据当前实施方式的输入装置，为了通过电阻器元件28释放压电元件13中积累的残留电荷，当压电元件驱动单元15驱动压电元件13时，将压电元件13连接到压电元件驱动单元15持续时间段T1，如图3所示。这样，压电元件13在由压电元件驱动单元15驱动之后立即开始释放残留电荷。
因此，根据当前实施方式的输入装置，能够获得与第一实施方式相同的效果。此外，由于放电电路16与第一实施方式相比具有更简单的结构，并且不需要放电控制信号b，因此配置和控制变得更简单，允许进一步降低成本。
接下来，将参照图5描述如上所述根据第一和第二实施方式的输入装置的示例性壳体结构。
图5示出了图1所示的触摸传感器11、显示单元12和压电元件13的示例性壳体结构；图5(a)是主要部分的截面视图；以及图5(b)是主要部分的平面视图。显示单元12包含在壳体31内。触摸传感器11通过由弹性构件制成的绝缘体32设置在显示单元12上。根据当前实施方式，触摸传感器11通过布置在图5(b)中的双点划线示出的显示单元12的显示区域A外的四角处的绝缘体32设置在显示单元12上。
壳体31设置有上盖33，上盖33覆盖触摸传感器11的在显示单元12的显示区域之外的表面区域。为了防尘，由弹性构件制成的绝缘体34布置在上盖33与触摸传感器11之间。
图5所示的触摸传感器11可包括例如具有触摸面11a且由透明膜或玻璃构成的表面构件以及由玻璃或丙基酰基构成的后表面构件。触摸传感器11被设计为当通过绝缘件34向下按压触摸面11a时，被按压部分和整个触摸传感器11根据该压力稍微变弯(变形)。
压电元件13设置在触摸传感器11的后表面上由上盖33覆盖且接近例如三侧的多侧中的每个的外周边的位置处。这三个压电元件13检测触摸传感器11的触摸面11a上的压力负荷并且使触摸传感器11振动，从而向按压触摸面11a的按压对象提供触感。应注意到，在图5(b)中省略了图5(a)所示的壳体31、上盖33和绝缘体34。
这里，三个压电元件13通过连接切换单元14连接至压电元件驱动单元15并且由公共的驱动信号或单独的驱动信号驱动。此外，三个压电元件13通过连接切换单元14将并行的输出提供给控制单元17。而且，放电电路被提供为用于三个压电元件13中的每个。
然后，控制单元17基于来自三个压电元件13的输出信号计算压力负荷。优选地，当操作者在触摸面11a的每个位置处感到几乎相同的压感(硬感觉、软感觉等)时，压力负荷的计算结果近似相等。为此，控制单元17基于例如三个压电元件的输出的平均值、加权附加值等，计算压力负荷。此外，向三个压电元件13提供单独的驱动信号使得操作者在触摸面11a的每个位置处获得几乎相同的压感和几乎相同的触感(质感等)是优选的。因此，压电元件驱动单元15根据触摸面11a上的地点和位置适当地改变每个驱动信号的幅值和相位等，从而获得压感和触感组合的近似相同的感觉。
接下来，将描述在上述实施方式中的每个中提供触感的压力负荷的标准和驱动压电元件13的驱动信号。
提供触感的压力负荷标准可根据按压时期望的下按按钮开关的负荷特征适当地设置。例如，可将标准设为等于触摸传感器11对触摸输入作出响应时的负荷(使提供触感的时间与触摸传感器11对触摸输入作出响应的时间同步)、或大于触摸传感器11对触摸输入作出响应时的负荷(将提供触摸的时间设为晚于触摸传感器11对触摸输入作出响应的时间)。例如，当根据当前实施方式的输入装置应用于移动终端时，将标准设为等于或大于触摸传感器11对触摸输入作出响应时的负荷(将提供触感的时间设为晚于触摸传感器11对触摸输入作出响应的时间)是优选的。优选地，标准由用户根据需要设置，使得年长的用户可将其设得较重(较晚)，而经常写信息的用户可将其设得较轻(较快)。
此外，压电元件驱动单元15驱动压电元件13的驱动信号可基于待提供的触感而适当确定。例如，为了提供在按压移动终端采用的下按按钮开关时获得的点击感觉“Cli”，压电元件驱动单元15按如下步骤驱动压电元件13。在施加了满足上述标准的压力负荷之后，将例如1个周期的驱动信号(诸如具有100Hz到200Hz的恒定频率的正弦波)的应用到压电元件13，使得当将满足标准的压力负荷应用于触摸面11a时触摸面11a振动大约15μm。由此，可通过按压触摸传感器11的触摸面的按压对象(按压装置)向操作者提供实际的点击感觉而允许操作者认识到输入操作已完成。类似地，为了提供比点击感觉“Cli”更硬的另一点击感觉“Click”，压电元件驱动单元15将例如1个周期的驱动信号(诸如具有200Hz到500Hz的频率的正弦波)应用于压电元件13。
为了提供与点击感觉不同的触感，例如软触感(诸如，“跳动”感觉和“胶状”感觉)，应用例如2或3个周期的驱动信号(例如具有近似200Hz到500Hz频率的正弦波)。可选地，为了提供“振动”感觉，应用例如4或更多个周期的具有近似200Hz到500Hz频率的正弦波的驱动信号。
优选地，将与提供这些各种触感的驱动信号有关的信息存储在存储单元(未示出)中，使得用户适当地设置驱动信号以提供期望的触感。而且，基于所设置的驱动信号自动设置如图3所示的将开关切换信号a维持在低电平的时间段T1是优选的。
如上所述，直到基于压电元件13的输出计算出的施加至触摸传感器11的负荷满足提供触感的标准(例如，1N)，控制单元17才驱动压电元件13。由此，模拟操作者的触感。然后，当负荷满足标准时，控制单元17控制压电元件驱动单元15用预定的驱动信号驱动压电元件13，使得触摸面11a振动以模拟触感。由此，向操作者提供触感使得操作者认识到输入操作已完成。由此，即使例如下按按钮开关(下按式按钮开关)的按钮开关的图形显示在触摸传感器上，操作者也可通过触摸传感器11执行输入操作并感觉到类似于操作下按按钮开关时获得的点击感觉的实际点击感觉。因而，操作者不会有奇怪的感觉。而且，由于操作者执行输入操作并感知“已经按下”触摸传感器11，因此防止了由单纯的轻击导致的错误输入。
此外，当将提供触感的压力负荷的标准设为高于触摸传感器11对触摸输入作出响应时的负荷(将提供触感的时间设为晚于触摸传感器11对触摸输入作出响应的时间)时，控制单元17根据对触摸面11a的触摸操作确定输入位置并且改变显示单元12的相应位置处的输入对象的状态。然后，当基于来自压电元件13的输出检测到的触摸面11a上的压力负荷满足提供触感的标准时，控制单元17驱动压电元件13提供触感，而且通过确认输入位置执行预定的操作(例如，执行和处理与对象相对应的程序)。在这种情况下，操作者通过看到显示在显示单元12上的输入对象的状态的改变而确认检测到输入对象。而且，由于在按压触摸面11a后向操作者提供点击感觉，因此操作者认识到确定(执行)了所选择的输入对象。由此，防止了由所谓的游走的手指造成的错误输入。
在提供下按按钮开关的点击感觉的过程中，与按压时的情况相同，当压力负荷不满足预定标准时，可通过用驱动信号驱动压电元件13在释放时提供与如上所述相同的点击感觉(在这种情况下，为释放感觉)。应该理解，提供释放感觉的驱动信号没有必要与用于点击感觉的驱动信号相同。
在这种情况下，在释放时提供释放感觉之后通过放电电路释放压电元件13中的残留电荷，而不在按压时提供点击感觉之后释放压电元件13中的残留电荷。因而，能提供更实际的点击感觉，例如按压时的点击感觉“Cli”和释放时的点击感觉“CK”。在本说明书中描述的触感“Cli”、“CK”、“Click”、“跳动”感觉、“胶状”感觉和“振动”感觉都是用日语描述的由操作者得到的感觉。提供实际触感的驱动信号的实施例如上所述。
这里，尽管可将提供释放感觉的负荷标准与如上所述按压时提供点击感觉的标准设成一样，但是将提供释放感觉的负荷标准设为比按压时提供点击感觉的负荷标准(例如，1N)低50-80％是优选的。因此，当对相同位置(输入对象)进行重复输入(轻击)时，提供触感的时间与后面的输入的时间同步，从而提供实际的点击感觉而不会有奇怪的感觉。也就是说，将释放时提供触感的负荷标准设成小于按压时提供触感的负荷标准能够防止奇怪的感觉。此外，将释放时提供触感的负荷标准设为按压时提供触感的负荷标准的约50％或更大有助于显著提高重复输入的操作性。而且，将释放时提供触感的负荷标准设为按压时提供触感的负荷标准的约80％或更小能够处理重复输入的保持状态中的微弱的负荷变化。
应理解，本发明不限于如上所述的实施方式，并且可在本发明的精神范围内进行各种改变。例如，图2的开关电路21、22可包括具有两个接触点的单个开关电路。而且，如图2所示的放电电路16的开关晶体管27可包括半导体继电器等。此外，基于触摸传感器11的尺寸、振幅等，压电元件13可具有已知的配置，例如，单晶、单层、双层和叠层类型。
本发明有效地适用于触摸传感器作为接通/断开操作的触摸开关的输入装置。此外，当基于压电元件的输出检测到的压力负荷满足提供触感的标准时，根据本发明的输入装置驱动压电元件。这里，“当基于压电元件的输出检测到的压力负荷满足提供触感的标准时”可包括“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”或“当基于压电元件的输出检测到提供触感的标准值时”。
参考标记列表
11触摸传感器
11a触摸面
12显示单元
13压电元件
14连接切换单元
15压电元件驱动单元
16放电电路
17控制单元
31壳体
32绝缘体
33上盖
34绝缘体

Claims (4)

1.一种输入装置，包括：
触摸传感器，被配置为检测触摸输入；
压电元件，安装在所述触摸传感器上；
压电元件驱动单元，被配置为驱动所述压电元件；
控制单元，被配置为基于所述压电元件的输出信号检测所述触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并且在检测到的压力负荷满足提供触感的标准时控制所述压电元件驱动单元驱动所述压电元件，从而向按压所述触摸面的对象提供触感；
连接切换单元，被配置为将所述压电元件选择性地连接到所述控制单元或所述压电元件驱动单元；以及
放电电路，被配置为释放所述压电元件中积累的电荷，其中
当基于通过所述连接切换单元输入的所述压电元件的输出信号检测到的压力负荷满足所述标准时，所述控制单元控制所述连接切换单元将所述压电元件连接到所述压电元件驱动单元，以使所述压电元件驱动单元驱动所述压电元件，以及然后
所述控制单元通过控制所述连接切换单元将所述压电元件连接到所述控制单元来控制所述放电电路释放所述压电元件中积累的电荷。
2.如权利要求1所述的输入装置，其中
所述放电电路具有连接在所述压电元件与地之间的开关元件；以及
在所述压电元件驱动单元使所述压电元件振动之后，所述控制单元使所述开关元件导通预定的时间段，从而释放所述压电元件中积累的电荷。
3.如权利要求1所述的输入装置，其中，所述放电电路具有连接在所述压电元件与地之间的电阻器元件。
4.对输入装置的控制方法，其中所述输入装置包括：
触摸传感器，被配置为检测触摸输入；
压电元件，安装在所述触摸传感器上；
压电元件驱动单元，被配置为驱动所述压电元件；
连接切换单元，被配置为将所述压电元件选择性地连接到所述压电元件驱动单元；
放电电路，被配置为释放所述压电元件中积累的电荷；以及
控制单元，
所述控制方法包括：
基于所述压电元件的输出信号检测所述触摸传感器的触摸面上的压力负荷，并在检测到的压力负荷满足提供触感的标准时控制所述连接切换单元将所述压电元件连接到所述压电元件驱动单元，并且控制所述压电元件驱动单元驱动所述压电元件，从而向按压所述触摸面的对象提供触感；以及然后
通过控制所述连接切换单元将所述压电元件连接到所述控制单元来控制所述放电电路释放所述压电元件中积累的电荷。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5197521B2 (ja) * 2009-07-29 2013-05-15 京セラ株式会社 入力装置
DE102011006344B4 (de) 2010-03-31 2020-03-12 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Insassenmesssystem
US9007190B2 (en) 2010-03-31 2015-04-14 Tk Holdings Inc. Steering wheel sensors
DE102011006649B4 (de) 2010-04-02 2018-05-03 Tk Holdings Inc. Lenkrad mit Handsensoren
US9513791B2 (en) * 2010-09-29 2016-12-06 Sony Corporation Electronic device system with process continuation mechanism and method of operation thereof
JP5352619B2 (ja) * 2011-04-13 2013-11-27 株式会社日本自動車部品総合研究所 操作入力装置
WO2013014942A1 (ja) * 2011-07-27 2013-01-31 京セラ株式会社 電子機器
US9465439B2 (en) 2012-01-13 2016-10-11 Kyocera Corporation Electronic device and control method of electronic device
US9588585B2 (en) 2012-01-13 2017-03-07 Kyocera Corporation Electronic device and control method of electronic device
JP5842013B2 (ja) * 2012-01-13 2016-01-13 京セラ株式会社 電子機器及び電子機器の制御方法
WO2013154720A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Tk Holdings Inc. Pressure sensor including a pressure sensitive material for use with control systems and methods of using the same
US9493342B2 (en) 2012-06-21 2016-11-15 Nextinput, Inc. Wafer level MEMS force dies
WO2014008377A1 (en) 2012-07-05 2014-01-09 Ian Campbell Microelectromechanical load sensor and methods of manufacturing the same
WO2014043664A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 Tk Holdings Inc. Single layer force sensor
US9836150B2 (en) * 2012-11-20 2017-12-05 Immersion Corporation System and method for feedforward and feedback with haptic effects
US9330544B2 (en) 2012-11-20 2016-05-03 Immersion Corporation System and method for simulated physical interactions with haptic effects
US10031584B2 (en) 2013-10-28 2018-07-24 Kyocera Corporation Tactile sensation providing apparatus and control method of tactile sensation providing apparatus
CN105934661B (zh) 2014-01-13 2019-11-05 触控解决方案股份有限公司 微型强化圆片级mems力传感器
CN107848788B (zh) 2015-06-10 2023-11-24 触控解决方案股份有限公司 具有容差沟槽的加固的晶圆级mems力传感器
JP6625372B2 (ja) * 2015-08-27 2019-12-25 株式会社デンソーテン 入力装置および車載装置
CN106020541B (zh) * 2016-05-17 2019-09-17 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 压感触控装置、上盖及烹饪电器
CN110494724B (zh) 2017-02-09 2023-08-01 触控解决方案股份有限公司 集成数字力传感器和相关制造方法
WO2018148510A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Nextinput, Inc. Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor
US11221263B2 (en) 2017-07-19 2022-01-11 Nextinput, Inc. Microelectromechanical force sensor having a strain transfer layer arranged on the sensor die
WO2019023309A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Nextinput, Inc. FORCE SENSOR AND INTEGRATED FINGERPRINTS
WO2019023552A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Nextinput, Inc. PIEZORESISTIVE AND PIEZOELECTRIC FORCE SENSOR ON WAFER AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME
WO2019079420A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Nextinput, Inc. SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE
US11385108B2 (en) 2017-11-02 2022-07-12 Nextinput, Inc. Sealed force sensor with etch stop layer
WO2019099821A1 (en) 2017-11-16 2019-05-23 Nextinput, Inc. Force attenuator for force sensor
US20190369732A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-05 Immersion Corporation Systems and methods for providing localized pressure sensing and haptic effects for a touch surface
US10962427B2 (en) 2019-01-10 2021-03-30 Nextinput, Inc. Slotted MEMS force sensor
CN110213729B (zh) * 2019-05-30 2022-06-24 维沃移动通信有限公司 一种消息发送方法及终端
CN111536417A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 云南云成印务有限公司 中央供气集中控制系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101373413A (zh) * 2007-02-13 2009-02-25 量研科技股份有限公司 斜触控制面板

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296317A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 日立金属株式会社 圧電素子駆動回路
JPH0720703B2 (ja) * 1986-11-20 1995-03-08 ブラザー工業株式会社 圧電素子駆動回路
DE4439048A1 (de) * 1994-11-02 1996-05-09 Vdo Schindling Feuchtesensor
JP3987182B2 (ja) * 1998-01-26 2007-10-03 Ｉｄｅｃ株式会社 情報表示装置および操作入力装置
JP2002339872A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電ポンプの駆動方法及び装置
FI112415B (fi) 2001-11-28 2003-11-28 Nokia Oyj Pietsosähköinen käyttöliittymä
JP2003288158A (ja) 2002-01-28 2003-10-10 Sony Corp タクタイル・フィードバック機能を持つ携帯型機器
JP2006042477A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Smk Corp 波形整形回路
JP2008130055A (ja) 2006-11-27 2008-06-05 Sony Corp タッチパネルディスプレイ装置および駆動方法並びに電子機器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101373413A (zh) * 2007-02-13 2009-02-25 量研科技股份有限公司 斜触控制面板

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭62-296317A 1987.12.23 *
JP昭63-130357A 1988.06.02 *
JP特开2002-339872A 2002.11.27 *
JP特开平11-212725A 1999.08.06 *

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Publication number Publication date
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