CN109508110A - 触摸感测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触摸感测装置，其具有尺寸缩小的触摸传感器。触摸感测装置T1包括操作面板(400)、可振动板(100)、振动发生器(200)、触摸传感器(300)、操作面(411)、对置部(O1，O2)、以及缓冲构件(700a，700b)。振动发生器(200)被构造为沿Z‑Z’方向向可振动板(100)传递振动。操作面(411)被构造为由检测对象触摸以便进行输入，并且能由于可振动板(100)的振动而沿Z‑Z’方向振动。对置部(O1，O2)在Z‑Z’方向上与可振动板(100)成对置关系。缓冲构件(700a，700b)插设在对置部(O1，O2)与可振动板(100)之间，并且被构造为减轻可振动板(100)在Z‑Z’方向上的振动。
Description
技术领域
本发明涉及触摸感测装置。
背景技术
日本特开2013-8118号公报公开了一种传统触摸感测装置。该触摸感测装置包括触摸传感器、振动发生器、缓冲构件以及上壳体。振动发生器在触摸传感器被触摸时向触摸传感器传递振动，以便为触摸动作提供操作感。缓冲构件插设在触摸传感器与上壳体之间，使得由振动发生器传递到触摸传感器的振动将不直接传递到上壳体。
发明内容
技术问题
在上述传统触摸感测装置中，未指定振动发生器沿哪个方向向触摸传感器传递振动和触摸传感器如何振动。另外，没有缓冲构件是否或如何减轻触摸传感器的操作面的振动的示教或建议。
本发明在上述情况下进行，并且提供了一种能够减轻要被触摸以便给予输入的操作面的振动的触摸感测装置。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的方面的触摸感测装置包括可振动板、触摸传感器、振动发生器、操作面、对置部以及缓冲构件。振动发生器包括柱塞，并且柱塞被构造为沿第一方向往复移动，以便使可振动板沿第一方向振动。操作面待由检测对象触摸以进行输入来操作触摸感测装置。操作面能由于可振动板的振动而沿第一方向振动。对置部在第一方向上与可振动板成对置关系。缓冲构件在第一方向上插设在对置部与可振动板之间。缓冲构件被构造为减小由第一方向上的振动产生的可振动板在第一方向上的位移量，使得该位移量小于柱塞在第一方向上的移动量。
该方面的触摸感测装置凭借对置部与可振动板之间的缓冲构件使得可振动板在第一方向上的位移量小于振动发生器的柱塞在第一方向上的移动量，从而可以减轻操作面的振动。
可以省略可振动板。在这种情况下，优选的是振动发生器的柱塞沿第一方向往复移动，以向触摸传感器传递第一方向上的振动，并且操作面能由于触摸传感器(不是可振动板)的振动而振动。还优选的是对置部在第一方向上与触摸传感器成相对关系，并且缓冲构件在第一方向上插设在对置部与触摸传感器之间，缓冲构件被构造为减小由第一方向上的振动产生的触摸传感器在第一方向上的位移量，使得所述位移量小于柱塞在第一方向上的移动量。
该方面的触摸感测装置凭借对置部与触摸传感器之间的缓冲构件使得触摸传感器在第一方向上的位移量小于振动发生器的柱塞在第一方向上的移动量，从而可以减轻操作面的振动。
根据上述任一方面中的触摸感测装置还可以包括控制部。控制部可以被构造为响应于来自负荷检测器的输出信号的变化来驱动振动发生器。在用户通过用检测对象触摸操作面来给予该方面的触摸感测装置输入时，可振动板或触摸传感器振动，操作面因此振动，以便向检测对象传递振动。
根据上述任一方面中的触摸感测装置还可以包括负荷检测器。负荷检测器可以被构造为检测在由检测对象触摸操作面以进行输入时施加于操作面的负荷，并且输出或改变输出信号。在这种情况下，控制部可以被构造为响应于来自负荷检测器的输出信号的输入或响应于来自负荷检测器的输出信号的变化来驱动振动发生器。在用户通过用检测对象触摸操作面来给予该方面的触摸感测装置输入以对操作面施加负荷时，可振动板或触摸传感器振动，操作面因此振动，以便向检测对象传递振动。
根据上述任一方面中的触摸感测装置还可以包括固定板，该固定板包括对置部。负荷检测器可以在第一方向上插设在固定板与可振动板之间或在第一方向上插设在固定板与触摸传感器之间。该方面的触摸感测装置使得固定板与可振动板之间或固定板与触摸传感器之间的空间有效地用作负荷检测器的放置空间，从而可以减小触摸感测装置的尺寸。
控制部可以如下构造：(1)基于来自负荷检测器的输出信号的输入或基于来自负荷检测器的输出信号的变化来确定施加于操作面的负荷是否等于或大于第一负荷；(2)在确定负荷等于或大于第一负荷时，驱动振动发生器，并且在预定时段内基于来自负荷检测器的输出信号的输入或来自负荷检测器的输出信号的变化来确定施加于操作面的负荷是否等于或小于第二负荷，其中，第二负荷小于第一负荷；并且(3)在确定负荷等于或小于第二负荷时，驱动振动发生器。在用户通过用检测对象触摸操作面来向该方面的触摸感测装置给予输入以对操作面施加比第一负荷大的负荷时，可振动板或触摸传感器以及操作面振动，以便向检测对象传递振动。随后，在检测对象在预订时段内移动远离操作面使得施加于操作面的负荷变得等于或小于第二负荷时，振动板或触摸传感器以及操作面振动，以便向检测对象传递振动。换言之，即使在检测对象移动远离操作面时，振动也传递到检测对象。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置的示意剖面图。
图2是根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置的示意剖面图。
图3是根据本发明的第三实施方式的触摸感测装置的示意剖面图。
附图标记列表
T1、T2、T3：触摸感测装置
100：可振动板
101：第一面
102：第二面
200：振动发生器
210：柱塞
300、300’、300”：触摸传感器
301：操作面
310：电极
400：操作面板
410：面板体
411：操作面
420：腿
500：壳体
510：开口
600：固定板
700a：缓冲构件(第一缓冲构件)
700b：缓冲构件(第二缓冲构件)
800：负荷检测器
810：压敏元件
820：销
900：控制部
O1：对置部(第一对置部)
O2：对置部(第二对置部)
具体实施方式
现在将描述本发明的各种实施方式。
第一实施方式
以下参照图1描述了根据包括本发明的第一实施方式的多个实施方式的触摸感测装置T1。图1示出了第一实施方式的触摸感测装置T1。如图1所示，Z-Z’方向是触摸感测装置T1的可振动板100的振动方向和位移方向。Z-Z’方向与权利要求中的第一方向对应，其中，Z方向是第一方向的一侧，并且Z’方向是第一方向的另一侧。如图1所示，X-X’方向与Z-Z’方向大致正交，并且与权利要求中的第二方向对应。
触摸感测装置T1包括可振动板100和至少一个振动发生器200。可振动板100(金属板等)具有Z方向侧上的第一面101和Z’方向侧上的第二面102。
振动发生器200或各振动发生器200是电磁螺线管，并且包括柱塞210和线圈(未示出)。振动发生器200或各振动发生器200如图1所示可以相对于可振动板100布置在Z’方向侧上或Z方向侧上。柱塞210被构造为随着线圈被激励而沿Z-Z’方向往复移动，并且沿Z-Z’方向反复按压可振动板100，以便使可振动板100沿Z-Z’方向振动。可振动板100被构造为在沿Z-Z’方向振动时沿Z-Z’方向反复移位。
用在本文中时由振动产生的可振动板100的Z-Z’方向上的“位移量”意指从可振动板100沿Z方向位移最远的位置到可振动板100沿Z’方向位移最远的位置在Z-Z’方向上的距离。同样，振动发生器200或各振动发生器200的柱塞210在Z-Z’方向上的“移动量”意指从柱塞210的中立位置到柱塞210移动至最大程度的位置的Z-Z’方向上的移动距离。
如图1所示可以设置并且可以布置多个振动发生器200。多个振动发生器200优选地可以彼此隔开。
触摸感测装置T1还包括电容触摸传感器300和操作面板400。操作面板400可以由塑料材料(诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC))制成。另选地，操作面板400由一个或更多个塑料板和/或一个或更多个塑料膜制成。各塑料板或膜由聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、或相似材料、或这些材料中的至少两种混合在一起的聚合物合金制成。
操作面板400包括面板体410和腿420。面板体410是具有操作面411的板。用户将用诸如手指或触针的检测对象触摸操作面411(Z方向侧上的面板体410的外面)，以便给予触摸感测装置T1输入。操作面411可以为平坦的或至少部分弯曲的。面板体410还可以具有固定面，该固定面为面板体410在Z’方向侧上的内面。腿420是从面板体410的外围沿Z’方向延伸的管。如图1所示，操作面板400的腿420用螺钉、双面粘合材料或其他手段固定到可振动板100的第一面101。如上所述固定到可振动板100的操作面板400被构造为随着可振动板100振动而沿Z-Z’方向振动。随着操作面板400振动，其操作面411因此沿Z-Z’方向振动，转而向具有或保持检测对象的用户传递振动，即，向用户提供触感(操作感)。可以省略腿420。在这种情况下，面板体410优选地可以用螺钉、双面粘合材料或其他手段固定到可振动板100的第一面101。
触摸传感器300被定位在操作面板400的操作面411的Z’方向侧上。触摸传感器300可以固定到操作面板400的固定面(参见图1)，或者可以布置在操作面板400内部。在后者的情况下，触摸传感器300可以被保持在操作面板400的塑料板或膜之间，或者可以插设在成型在操作面板400中。在这些情况中的任意一个下，触摸传感器300经由操作面板400间接固定到振动板100，使得触摸传感器300随着振动板100和操作面板400振动而沿Z-Z’方向振动。
在触摸传感器300的Z’方向侧上，可以设置显示装置，诸如有机发光二极管(OLED)显示器或液晶显示器(LCD)。在这种情况下，可振动板100可以具有开口(通孔)，该开口相对于触摸传感器300定位在Z’方向侧，并且允许触摸传感器300直接面向显示装置。这种开口在未设置显示装置的情况下在可振动板100中是不必要的。在未设置显示装置的情况下，触摸传感器300可以直接固定在可振动板100的第一面101上，以相对于操作面板400的操作面411定位在Z’方向侧。在这种情况下，触摸传感器300随着可振动板100振动而沿Z-Z’方向振动。
触摸传感器300包括多个电极310。如图1所示，电极310在如相对于操作面板400的操作面411从Z方向侧看到的平面图中，可以以隔开间隔布置在同一平面上(该视图在下文中可以被简称为“在平面图中”)。另选地，电极310中的一些可以以隔开间隔布置在第一平面上，并且其他电极310可以以隔开间隔布置在第二平面上，该第二平面在Z-Z’方向上具有与第一平面不同的高度，并且第一平面上的电极310在平面图中可以与第二平面上的电极310交叉。
在任一情况下，触摸传感器300可以具有以下构造(A)或(B)。
构造(A)：在检测对象触摸操作面411并且检测对象接近电极310中的至少一个时，发生所接近电极310与检测对象之间的静电电容的变化。响应于静电电容的变化，发生来自所接近电极310的输出信号(电压或电流)的变化。
(B)电极310在平面图中包括至少一对相邻或交叉的电极310。相邻或交叉电极对310中的一个是驱动电极(Tx电极)，并且另一个是检测电极(Rx电极)。驱动电极和检测电极静电连接到彼此。在检测对象触摸操作面411并且接近至少一对相邻或交叉的电极310(驱动和检测电极)时，发生所接近驱动和检测电极之间的静电电容的变化。响应于静电电容的变化，发生来自所接近检测电极的输出信号(电压或电流)的变化。
触摸感测装置T1还包括壳体500和固定板600。壳体500具有开口510。开口510在平面图中具有稍大于操作面板400的外尺寸的内尺寸。操作面板400被容纳在开口510中。换言之，操作面板400借助开口510暴露到壳体500的外部。
固定板600例如是金属或塑料材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、ABS树脂或相似材料)的板。固定板600与可振动板100的第二面102成隔开关系地相对于该第二面布置在Z’方向侧上。
触摸感测装置T1还包括对置部O1(第一对置部)、对置部O2(第二对置部)、缓冲构件700a(第一缓冲构件)以及缓冲构件700b(第二缓冲构件)。对置部O1是壳体400的在Z-Z’方向上(尤其是相对于可振动板100布置在Z方向侧上)与可振动板100对置的部分。对置部O2是固定板600的在Z-Z’方向上(尤其是相对于可振动板100布置在Z’方向侧上)与可振动板100对置的部分。在图1的实施方式中，对置部O1是在Z-Z’方向上与可振动板100对置的、壳体500的开口510的外围，而对置部O2是与可振动板100对置并且相对于操作面板400的腿420定位在Z’方向侧上的、固定板600的环状部分。
缓冲构件700a和700b在Z-Z’方向上保持可振动板100。缓冲构件700a和700b中的每个是由硅橡胶、聚氨酯橡胶、或其他橡胶、发泡材料或相似材料制成的环状弹性体。缓冲构件700a在Z-Z’方向上直接或间接插设在可振动板100与上述任一方面中的壳体500的对置部O1之间，并且与可振动板100和该对置部O1直接或间接接触。缓冲构件700b在Z-Z’方向上直接或间接插设在可振动板100与上述任一方面中的固定板600的对置部O2之间，并且与可振动板100和该对置部O2直接或间接接触。缓冲构件700a和700b在X-X’方向上相对于至少一个振动发生器200位于触摸感测装置T1的内侧。操作面411在X-X’方向上相对于缓冲构件700a和700b位于触摸感测装置T1的内侧。
优选但不需要的是缓冲构件700a和700b中的每个例如在Z-Z’方向上具有1mm至10mm的厚度。缓冲构件700a和700b可以如图1所示在Z-Z’方向上具有不同厚度，或者可以在Z-Z’方向上具有相同厚度。
缓冲构件700a可以由多个部分构成，该多个部分布置在可振动板100与上述任一方面中的壳体500的对置部O1之间，以沿着对置部O1的周向以隔开间隔设置为环状。缓冲构件700b可以由多个部分构成，这些部分布置在可振动板100与上述任一方面中的固定板600的对置部O2之间，以沿着对置部O2的周向以隔开间隔设置为环状。
上述任一方面中的缓冲构件700a和700b减轻可振动板100在Z-Z’方向上的振动。更具体地，缓冲构件700a和700b将可振动板100在Z-Z’方向上的振动减轻至可振动板100在Z-Z’方向上的位移量小于至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞200在Z-Z’方向上的移动量的程度。为了实现该目的，优选但不必需的是缓冲构件700a例如具有Asker C硬度计上的20至40的硬度，并且缓冲构件700b例如具有Asker C硬度计上的20至40的硬度。
在操作面板400的操作面411沿Z-Z’方向振动时，操作面411颤动，并且用户可能难以查看。(应理解，在设置显示装置的情况下，操作面411充当显示面，并且显示面的颤动可能导致显示面上的模糊图像。)为了减轻操作面板400的操作面411的颤动(Z-Z’方向上的振动)，可振动板100优选地具有大约0.1mm至0.5mm的位移量。同时，为了向检测对象传递合适的振动(操作感)以触摸操作面板400的操作面411，由于以下原因而优选的是至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210具有Z-Z’方向上的2mm以上(例如，2mm至5mm)的移动量。
在振动发生器200是电磁螺线管的情况下，如果螺线管设置有具有0.5mm以下的移动量的柱塞，则这种柱塞将在激励电磁螺线管的线圈时立即到达最大移动位置。这意味着柱塞将在达到电磁螺线管的线圈的预期电流值之前达到最大移动位置，使得柱塞将不获得充分的磁通量密度，这导致柱塞将不被线圈吸引或将不太可能被线圈吸引(导致线圈的不足吸附力)。
这与触摸感测装置T1相反，在触摸感测装置T1中，可以采用具有2mm以上的移动量的柱塞作为至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210。这是因为缓冲构件700a和700b以如上所述的方式减轻可振动板100在Z-Z’方向上的振动，从而使可振动板100的位移量进入大约0.1mm至大约0.5mm的范围。因此，优选的是至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210在Z-Z’方向上具有几毫米的移动量。
上述任一方面中的缓冲构件700a和700b将可振动板100保持在其间。在用户通过用检测对象触摸操作面板400的操作面411来向触摸感测装置T1给予输入时，操作面板400、触摸传感器300以及可振动板100可从它们的中立位置(参见图1)相对于壳体500和固定板600沿Z’方向移动。在被移动时，可振动板100远离壳体500，以便使缓冲构件700a在可振动板100与壳体500的对置部O1之间膨胀，并且可振动板100还接近固定板600，以便在可振动板100与固定板600的对置部O2之间压缩缓冲构件700b。在从检测对象的触摸释放操作面板400的操作面411时，缓冲构件700a和700b恢复为它们的原始形式，以便使操作面板400、触摸传感器300以及可振动板100恢复到它们的中立位置。
应注意，触摸感测装置T1仅需要至少一个对置部O1和至少一个对置部O2、以及至少一个缓冲构件700a和至少一个缓冲构件700b。
触摸感测装置T1优选地还可以包括至少一个负荷检测器800和控制部900。所述至少一个负荷检测器800被构造为检测操作面板400已经被按压，即，触摸传感器300已经经由操作面板400间接被按压，然后输出或改变输出信号。
所述至少一个负荷检测器800例如可以如下构造。所述至少一个负荷检测器800在Z-Z’方向上插设在可振动板100与固定板600之间。负荷检测器800或各负荷检测器800包括压敏元件810和销820。压敏元件810可以与可振动板100接触，并且销820可以与固定板600接触(参见图1)，反之亦然。在任一情况下，在操作面411被触摸并且可振动板100因此沿Z’方向移动时，在可振动板100与固定板600之间压缩压敏元件810和销820，使得销820向压敏元件810施加压力，即，向操作面板400施加负荷。压敏元件810被构造为根据上述压力输出或改变输出信号。所述至少一个负荷检测器800可以在Z-Z’方向上插设在可振动板100与除了固定板600之外的构件之间。
控制部900由诸如IC的逻辑电路或由处理器处理的软件等构成。控制部900包括触摸控制部和触感控制部。控制部900例如图1中的虚线所示电连接到触摸传感器300、至少一个振动发生器200以及负荷检测器800。
在触摸传感器300具有如上所述的构造(A)的情况下，控制部900的触摸控制部如下构造。触摸控制部顺序接收并且放大来自触摸传感器300的电极310的信号，并且确定各所放大信号是否超过在控制部900的存储器中存储的阈值。在确定所放大信号超过阈值时，触摸控制部检测坐标位置，在该坐标位置处，检测对象接近已经输出超过阈值的信号的电极310(即，电极310的Z方向侧是由检测对象触摸的操作面411中的坐标位置)。触摸控制部的该构造可以被修改为使得触摸控制部基于各已经输出超过阈值的多于一个电极310检测操作面411中的触摸坐标位置。
在触摸传感器300具有如上所述的构造(B)的情况下，控制部900的触摸控制部如下构造。触摸控制部向驱动电极顺序供应驱动脉冲，根据驱动脉冲顺序接收并且放大从检测电极(电极310)输出的信号，并且确定各所放大信号是否超过在控制部900的存储器中存储的阈值。在确定所放大信号超过阈值时，触摸控制部检测到检测对象已经接近供应了这种驱动脉冲的驱动电极和输出了这种信号的检测电极的交点(即，检测到交点的Z方向侧是被检测对象触摸的操作面411中的坐标位置)。
控制部900的触感控制部可以具有以下构造(a)至(c)中的任意一个。
构造(a)：控制部900的触感控制部如下构造。响应于来自负荷检测器800的输出信号的输入或响应于该输出信号的变化(例如，在来自负荷检测器800的输出信号超过与触摸控制部的阈值不同并且存储在控制部900的存储器中的阈值时)，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)第一预定时段(例如，十毫秒)，以使得可振动板100振动，以便向操作面板400的操作面411传递振动。触感控制部使用内部定时器电路测量第一预定时段，并且在第一预定时段逝去时关闭所述至少一个振动发生器200。
在该构造中，在检测对象触摸操作面板400的操作面411以向操作面411施加负荷时，操作面板400振动。振动经由操作面板400的操作面411传递到已经触摸操作面411的检测对象。
构造(b)：控制部900的触感控制部如下构造。触感控制部基于来自负荷检测器800的输出信号的输入或基于来自负荷检测器800的输出信号的变化确定来自负荷检测器800的输出信号是否超过第一阈值，该第一阈值与第一负荷对应并且存储在控制部900的存储器中(确定施加于操作面板400的操作面411的负荷是否等于或大于第一负荷)。在确定来自负荷检测器800的输出信号超过第一阈值时(在确定所施加负荷等于或大于第一负荷时)，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)第一预定时段(例如，十毫秒)，以使得可振动板100振动，以便向操作面板400的操作面411传递振动，并且触感控制部在第二预定时段(例如，一秒)内基于来自负荷检测器800的输出信号的输入或基于来自负荷检测器800的输出信号的变化，确定来自负荷检测器800的输出信号是否变得等于或小于第二阈值，该第二阈值与小于第一负荷的第二负荷对应并且存储在控制部900的存储器中(确定施加于操作面板400的操作面411的负荷是否变得等于或小于第二负荷)。在确定来自负荷检测器800的输出信号变得等于或小于第二阈值(变得等于或小于第二负荷)时，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)第一预定时段(例如，十毫秒)，以使得可振动板100振动，以便向操作面板400的操作面411传递振动。控制部900的触感控制部使用内部定时器电路测量各第一预定时段，并且在各第一预定时段逝去时关闭所述至少一个振动发生器200。触感控制部在确定来自负荷检测器800的输出信号超过第一阈值时开始使用内部定时器电路测量第二预定时段，并且在第二预定时段逝去时关闭所述至少一个振动发生器200。
在该构造中，在检测对象触摸操作面板400的操作面411以向操作面411施加负荷(等于或大于第一负荷的负荷)时，操作面板400振动。振动经由操作面板400的操作面411传递到已经触摸操作面411的检测对象。之后，在检测对象移动远离操作面板400的操作面411使得施加于操作面板400的操作面411的负荷变得等于或小于第二负荷时，操作面板400振动。振动经由操作面板400的操作面411传递到移动远离操作面411的检测对象。
构造(c)：控制部900的触感控制部如下构造。响应于从触摸传感器300的电极310输出的信号的变化(例如，在电极310中的一个输出超过阈值的信号时)，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开第一预定时间，以使得可振动板100振动，以便向操作面板400的操作面411传递振动。控制部900的触感控制部使用内部定时器电路测量各第一预定时段，并且在各第一预定时段逝去时关闭所述至少一个振动发生器200。
在该构造中，在触摸传感器300检测到检测对象已经触摸操作面板400的操作面411时，操作面板400振动。振动经由操作面板400的操作面411传递到已经触摸操作面411的检测对象。构造(c)的触感控制部不需要负荷检测器800。
控制部900的触摸控制部和触感控制部中的每个可以由诸如IC的逻辑电路或待由处理器处理的软件等来构成。可以省略控制部900的触感控制部。另选地，控制部900可以被省略并且用与触摸感测装置T1一起操作的电子设备的控制部等代替。
如上所述构造的触摸感测装置T1提供以下技术特征和效果。
第一技术特征和效果：所述至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210在减轻操作面板400的操作面411的振动的同时在Z-Z’方向上具有足够的移动量。这是因为缓冲构件700a和/或缓冲构件700b用来将可振动板100在Z-Z’方向上的位移量减小至小于所述至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞200在Z-Z’方向上的移动量的量。因此，可以抑制被构造为与可振动板100一起振动的操作面板400的操作面411的振动。
第二技术特征和效果：触摸感测装置T1由于以下原因具有缩小尺寸的触摸传感器300。触摸传感器300直接或间接固定到可振动板100，振动发生器200被构造为向可振动板100传递振动，缓冲构件700a在Z-Z’方向上插设在可振动板100与对置部O1之间，并且缓冲构件700b在Z-Z’方向上插设在可振动板100与对置部O2之间。因此，触摸传感器300不需要用于固定缓冲构件700a和700b的区域或与振动发生器200接触的区域。
第三技术特征和效果：触摸感测装置T1由于以下原因而缩小尺寸。所述至少一个负荷检测器800插设在可振动板100与固定板600之间。换言之，可振动板100与固定板600之间的空间有效地用作所述至少一个负荷检测器800的容纳空间。进一步地，触摸感测装置T1具有数量减少的部件。这是因为被设置为保持缓冲构件700b的可振动板100和固定板600用于保持所述至少一个负荷检测器800。
第二实施方式
以下参照图2描述根据包括本发明的第二实施方式的多个实施方式的触摸感测装置T2。触摸感测装置T2具有与触摸感测装置T1的构造类似的构造，但与触摸感测装置T1的不同在于省略操作面板400。将详细描述该不同，并且将省略重叠描述。在图2中，虚线指示控制部900、触摸传感器300’、所述至少一个振动发生器200以及负荷检测器800之间的电连接。
触摸传感器300’具有与上述任一方面中的触摸感测装置T1的触摸传感器300的构造类似的构造。触摸传感器300’与触摸传感器300的不同在于触摸传感器300’还包括操作面301，并且经由插设在其间的中间材料M(参见图2)或用双面粘合材料(未示出)间接固定到可振动板100的第一面101。在平面图中，触摸传感器300’具有小于壳体500的开口510的内尺寸的外尺寸。触摸传感器300’被容纳在壳体500的开口510中。换言之，触摸传感器300’借助开口510暴露到壳体500的外部。
用户用检测对象触摸触摸传感器300’的操作面301(触摸传感器300’在Z方向侧上的外面)，以便给予触摸感测装置T2输入。触摸传感器300’随着可振动板100振动而振动，并且以与对于上述任一方面中的触摸感测装置T1描述的类似方式将振动经由操作面301传递到检测对象。
如上所述的触摸感测装置T2提供以下技术特征和效果。第一，至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210在减轻触摸传感器300’的操作面301的振动的同时在Z-Z’方向上具有足够的移动量。这是因为缓冲构件700a和/或缓冲构件700b用来将可振动板100在Z-Z’方向上的位移量减小至比所述至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞200在Z-Z’方向上的移动量小的量。因此，可以抑制被构造为与可振动板100一起振动的触摸传感器300’的操作面301的振动。第二，触摸感测装置T2还提供与触摸感测装置T1的第二和第三技术特征和效果类似的技术特征和效果。
第三实施方式
以下参照图3描述根据包括本发明的第三实施方式的多个实施方式的触摸感测装置T3。触摸感测装置T3具有与触摸感测装置T1的构造类似的构造，但在以下几点与触摸感测装置T1不同：(1)省略了可振动板100；(2)缓冲构件700a和700b代替可振动板100来在Z-Z’方向上保持触摸传感器300”；以及(3)至少一个振动发生器200向触摸传感器300”传递振动。将详细描述这些不同，并且将省略重叠描述。在图3中，虚线指示控制部900、触摸传感器300”、至少一个振动发生器200以及负荷检测器800之间的电连接。
触摸传感器300”具有与触摸感测装置T1的触摸传感器300的构造类似的构造，但不同在于在Z-Z’方向上由缓冲构件700a和700b保持。
缓冲构件700a在Z-Z’方向上插设在触摸传感器300”与上述任一方面中的壳体500的对置部O1之间。缓冲构件700b在Z-Z’方向上插设在触摸传感器300”与上述任一方面中的固定板600的对置部O2之间。
触摸感测装置T3的操作面板400具有与触摸感测装置T1的操作面板400的构造类似的构造，但不同在于触摸感测装置T3的操作面板400不固定到可振动板100，而是用双面粘合材料等固定到触摸传感器300”的Z方向侧上的面。
至少一个振动发生器200如图3所示可以相对于触摸传感器300”布置在Z’方向侧上或Z方向侧上。柱塞210被构造为随着线圈被激励而沿Z-Z’方向往复移动，并且沿Z-Z’方向反复按压触摸传感器300”，以便使触摸传感器300”沿Z-Z’方向振动。触摸传感器300”被构造为在沿Z-Z’方向振动时沿Z-Z’方向反复位移。
用在本文中时，由振动产生的触摸传感器300”的Z-Z’方向上的“位移量”意指从触摸传感器300”沿Z方向位移最远的位置到触摸传感器300”沿Z’方向位移最远的位置在Z-Z’方向上的距离。
触摸感测装置T3的控制部900的触感控制部可以具有与如上所述的构造(a)类似的构造，但可以在以下几点上不同。响应于来自负荷检测器800的输出信号的输入或响应于来自负荷检测器800的输出信号的变化(例如，在来自负荷检测器800的输出信号超过与触摸控制部的阈值不同并且存储在控制部900的存储器中的阈值时)，触摸感测装置T3的触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)预定时段，以使得触摸传感器300”振动。
触摸感测装置T3的控制部900的触感控制部可以具有与如上所述的构造(b)类似的构造，但可以在以下几点上不同。在触摸感测装置T3的触感控制部确定来自负荷检测器800的输出信号超过第一阈值时(在确定所施加负荷等于或大于第一负荷时)，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)预定时段(例如，十毫秒)，以使得触摸传感器300”振动。在确定来自负荷检测器800的输出信号变得等于或小于第二阈值时(在确定所施加负荷变得等于或小于第二负荷时)，触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开(驱动)预定时段，以使得触摸传感器300”振动。
触摸感测装置T3的控制部900的触感控制部可以具有与如上所述的构造(c)类似的构造，但可以在以下几点上不同。响应于从触摸传感器300的电极310输出的信号的变化(例如，在其中一个电极310输出超过阈值的信号时)，触摸感测装置T3的触感控制部将所述至少一个振动发生器200打开预定时间，以使得触摸传感器300”振动，以便向操作面板400的操作面411传递振动。
如上所述的触摸感测装置T3提供以下技术特征和效果。第一，所述至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞210在减轻操作面板400的操作面411的振动的同时在Z-Z’方向上具有足够的移动量。这是因为缓冲构件700a和/或缓冲构件700b用来将触摸传感器300”在Z-Z’方向上的位移量减小至小于所述至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞200在Z-Z’方向上的移动量的量。因此，可以抑制被构造为与触摸传感器300”一起振动的操作面板400的操作面411的振动。第二，触摸感测装置T3还提供与触摸感测装置T1的第三技术特征和效果类似的技术特征和效果。
在触摸感测装置T3中也可以省略操作面板400。在这种情况下，如触摸感测装置T2一样，触摸传感器300”在Z方向侧上的面可以充当操作面。即使在该变型例中，缓冲构件700a和/或缓冲构件700b也用来将触摸传感器300”在Z-Z’方向上的位移量减小至小于至少一个振动发生器200的柱塞210或各柱塞200在Z-Z’方向上的移动量的量。因此，可以抑制触摸传感器300”的操作面的振动。
上述触摸感测装置不限于上述实施方式，但在权利要求的范围内可以以任意方式修改。下面将描述一些修改例。
本发明仅需要至少一个对置部，该至少一个对置部可以为在Z-Z’方向与可振动板对置的任一部分。本发明仅需要至少一个缓冲构件，该至少一个缓冲构件可以为在Z-Z’方向上插设在上述任一方面中的对置部与上述任一方面中的可振动板或触摸传感器之间并且被构造为减轻可振动板在Z-Z’方向上的振动的任意构件。
本发明的所述至少一个振动发生器可以具有向可振动板或触摸传感器传递Z-Z’方向上的振动的任意柱塞。例如，本发明的振动发生器或各振动发生器可以为具有马达部或柱塞的振动马达。柱塞可以被构造为通过驱动马达部来沿Z-Z’方向往复移动，并且沿Z-Z’方向反复按压上述任一方面中的可振动板或触摸传感器，以沿Z-Z’方向向可振动板或触摸传感器传递振动。另选地，本发明的振动发生器或各振动发生器可以为包括形状记忆合金线材的振动元件。在这种情况下，线材充当柱塞沿Z-Z’方向振动(即，沿Z-Z’方向往复移动)，并且沿Z-Z’方向反复按压上述任一方面中的可振动板或触摸传感器，以沿Z-Z’方向向可振动板或触摸传感器传递振动。
本发明的控制部可以被构造为响应于从触摸传感器输出的信号的变化简单地检测操作面上的触摸，而不是检测操作面上的触摸的坐标位置。
应理解，触摸感测装置的上述实施方式和变型例在上面仅用示例的方式来描述。如果触摸感测装置可以执行类似的功能，则可以以任意方式修改触摸感测装置的构成要素的材料、形状、维数、数量、布置以及其他构造。上述实施方式和变型例的构造可以以任何可行方式组合。本发明的第一方向可以为本发明的触摸感测装置的可振动板振动的任意方向。本发明的第二方向可以为与第一方向大致正交的任意方向。
本发明适用于经由其操作面向其他构件传递触感(振动)的任意电子设备。例如，电子设备可以采用没有触摸传感器的触摸感测装置的构造。
Claims (13)
1.一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括：
可振动板；
触摸传感器；
振动发生器，该振动发生器包括柱塞，所述柱塞被构造为沿第一方向往复移动，以便使所述可振动板沿所述第一方向振动；
操作面，该操作面待由检测对象触摸以便进行输入来操作所述触摸感测装置，所述操作面能由于所述可振动板的振动而沿所述第一方向振动；
对置部，该对置部在所述第一方向上与所述可振动板成对置关系；以及
缓冲构件，该缓冲构件在所述第一方向上插设在所述对置部与所述可振动板之间，所述缓冲构件被构造为减小由所述第一方向上的所述振动产生的所述可振动板在所述第一方向上的位移量，使得所述位移量小于所述柱塞在所述第一方向上的移动量。
2.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，
所述对置部包括多个对置部，所述多个对置部包括第一对置部和第二对置部，所述第一对置部相对于所述可振动板布置在所述第一方向的一侧，所述第二对置部相对于所述可振动板布置在所述第一方向的另一侧，并且
所述缓冲构件包括多个缓冲构件，所述多个缓冲构件包括第一缓冲构件和第二缓冲构件，所述第一缓冲构件插设在所述第一对置部与所述可振动板之间，所述第二缓冲构件插设在所述第二对置部与所述可振动板之间。
3.根据权利要求1或2所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括操作面板，该操作面板包括所述操作面，其中，
所述操作面板相对于所述可振动板布置在所述第一方向的所述一侧，并且固定到所述可振动板，并且
所述触摸传感器固定到所述操作面板或布置在所述操作面板的内侧。
4.根据权利要求1或2所述的触摸感测装置，其中，
所述可振动板具有在所述第一方向的一侧的第一面和在所述第一方向的另一侧的第二面，并且
所述触摸传感器固定到所述可振动板的所述第一面。
5.一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括：
触摸传感器；
振动发生器，该振动发生器包括柱塞，所述柱塞被构造为沿第一方向往复移动，以便使所述触摸传感器沿所述第一方向振动；
操作面，该操作面待由检测对象触摸以便进行输入来操作所述触摸感测装置，所述操作面能由于所述触摸传感器的振动而沿所述第一方向振动；
对置部，该对置部在所述第一方向上与所述触摸传感器成对置关系；以及
缓冲构件，该缓冲构件在所述第一方向上插设在所述对置部与所述触摸传感器之间，所述缓冲构件被构造为减小由所述第一方向上的所述振动产生的所述触摸传感器在所述第一方向上的位移量，使得所述位移量小于所述柱塞在所述第一方向上的移动量。
6.根据权利要求5所述的触摸感测装置，其中，
所述对置部包括多个对置部，所述多个对置部包括第一对置部和第二对置部，所述第一对置部相对于所述触摸传感器布置在所述第一方向的一侧，所述第二对置部相对于所述触摸传感器布置在所述第一方向的另一侧，并且
所述缓冲构件包括多个缓冲构件，所述多个缓冲构件包括第一缓冲构件和第二缓冲构件，所述第一缓冲构件插设在所述第一对置部与所述触摸传感器之间，所述第二缓冲构件插设在所述第二对置部与所述触摸传感器之间。
7.根据权利要求5或6所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括操作面板，该操作面板包括所述操作面，所述操作面板相对于所述触摸传感器布置在所述第一方向的所述一侧，并且固定到所述触摸传感器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括控制部，该控制部响应于来自所述触摸传感器的输出信号的变化来驱动所述振动发生器。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括：
负荷检测器，该负荷检测器检测在由检测对象触摸所述操作面以进行输入时施加于所述操作面的负荷，并且输出或改变输出信号；和
控制部，该控制部响应于来自所述负荷检测器的所述输出信号的输入或响应于来自所述负荷检测器的所述输出信号的变化来驱动所述振动发生器。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括：
负荷检测器，该负荷检测器检测在由检测对象触摸所述操作面以进行输入时施加于所述操作面的负荷，并且输出或改变输出信号；
控制部，该控制部响应于所述输出信号的输入或来自所述负荷检测器的所述输出信号的变化来驱动所述振动发生器；以及
固定板，该固定板包括所述对置部，
其中，所述负荷检测器在所述第一方向上插设在所述固定板与所述可振动板之间。
11.根据权利要求5至7中任一项所述的触摸感测装置，该触摸感测装置还包括：
负荷检测器，该负荷检测器检测在由检测对象触摸所述操作面以进行输入时施加于所述操作面的负荷，并且输出或改变输出信号；
控制部，该控制部响应于所述输出信号的输入或来自所述负荷检测器的所述输出信号的变化来驱动所述振动发生器；以及
固定板，该固定板包括所述对置部，
其中，所述负荷检测器在所述第一方向上插设在所述固定板与所述触摸传感器之间。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的触摸感测装置，其中，
所述控制部被构造为：
(1)基于来自所述负荷检测器的所述输出信号的所述输入或基于来自所述负荷检测器的所述输出信号的所述变化来确定施加于所述操作面的负荷是否等于或大于第一负荷；
(2)在确定所述负荷等于或大于所述第一负荷时，驱动所述振动发生器，并且在预定时段内基于来自所述负荷检测器的所述输出信号的所述输入或来自所述负荷检测器的所述输出信号的所述变化来确定施加于所述操作面的所述负荷是否等于或小于第二负荷，其中，所述第二负荷小于所述第一负荷；并且
(3)在确定所述负荷等于或小于所述第二负荷时，驱动所述振动发生器。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的触摸感测装置，其中，
所述缓冲构件在与所述第一方向正交的第二方向上相对于所述振动发生器位于所述触摸感测装置的内侧，并且
所述操作面在所述第二方向上相对于所述缓冲构件位于所述触摸感测装置的内侧。
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