CN109511261A - 振动构造、振动装置和触觉提示装置 - Google Patents

振动构造、振动装置和触觉提示装置 Download PDF

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Abstract

振动构造具备：膜片(12)、框状部件(10)、振动部(14)、支承部(13)、和连接部件(15)。膜片(12)通过施加电压而在面方向上变形。框状部件(10)连接于上述膜片(12)，具有开口。振动部(14)在俯视时面积小于上述开口的面积，连接于上述膜片(12)，通过上述膜片(12)在上述面方向上变形，使振动部(14)在上述面方向上振动。支承部(13)将上述振动部(14)与上述框状部件(10)连接，而将上述振动部(14)支承于上述框状部件(10)。连接部件(15)将上述膜片(12)与上述振动部(14)和上述框状部件(10)连接。

Description

振动构造、振动装置和触觉提示装置
技术领域
本发明涉及产生振动的振动构造、振动装置和触觉提示装置。
背景技术
近年来，提出了在触摸面板中，在用户按压了触摸面板时传递振动，由此给予触觉反馈，使触摸面板能被感受到“按压了”的触觉提示装置。
例如，在专利文献1中，公开了在触摸面板的端部配置振动马达，使触摸面板整体以大致均匀的振动量振动的结构。
专利文献1：日本特开2012－137971号公报
但是，振动马达具备线圈，因此增厚。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种厚度薄于使用振动马达的结构的振动构造、振动装置、和触觉提示装置。
振动构造具备：膜片、框状部件、振动部、支承部、和连接部件。膜片通过施加电压而在面方向上变形。框状部件连接于上述膜片，具有开口。振动部在俯视时面积小于上述开口的面积，连接于上述膜片，通过上述膜片在上述面方向上变形，而使振动部在上述面方向上振动。支承部将上述振动部与上述框状部件连接，而将上述振动部支承于上述框状部件。连接部件将上述膜片与上述振动部、上述框状部件连接。
该振动构造由于振动部在框状部件的开口内在面方向上振动，所以整体的厚度仅是膜片的厚度、连接部件的厚度、和振动部的厚度，非常薄。另外，膜片具有弹性，从而具有耐冲击性。
根据上述振动构造，能够使厚度薄于使用振动马达的结构。
附图说明
图1是振动构造1的立体图。
图2是振动构造1的分解立体图。
图3的(A)是振动构造1的俯视图，图3的(B)是A－A剖视图。
图4的(A)是表示振动装置100的结构的简图，图4的(B)是振动构造1的俯视图。
图5的(A)和图5的(B)是表示支承部13的变形例的图。
图6是表示具备了触摸传感器24的触觉提示装置150的结构的简图。
图7的(A)是在振动构造1中进一步添加引导板151的情况下的立体图，图7的(B)是分解立体图。
图8的(A)是在振动构造1中进一步添加引导板152的情况下的立体图，图8的(B)是分解立体图。
图9(A)是表示压电膜片12与挠性电缆50的连接位置的立体图，图9的(B)和图9的(C)是放大立体图。
图10的(A)是表示在振动部14之上连接了隔离物140与上板141的结构的分解立体图，图10的(B)是表示驱动信号的波形的图，图10的(C)是立体图。
图11是表示具备了第2振动部5的振动构造的图。
图12的(A)是表示壳体7与第2振动部5的连接状态的立体图，图12的(B)是连接后的立体图。
图13是在振动构造1连接隔音板190的情况下的分解立体图。
图14是在振动构造1连接显示器的保持边框9的情况下的分解立体图。
图15的(A)是表示在触摸面板等的平板187安装振动构造1时的变形例的分解立体图，图15的(B)是俯视图。
图16的(A)是表示在平板187安装振动构造1时的又一其他的变形例的分解立体图，图16的(B)是仰视图，图16的(C)是剖视图。
图17是详细表示压电膜片12的构造的剖视图。
图18的(A)是表示在保持触摸面板的支承板201安装振动构造1的情况下的例子的立体图，图18的(B)是俯视图，图18的(C)是剖视图(图18的(B)所示的B－B线的剖视图)。
图19的(A)和图19的(B)是具有弹簧构造的振动部14的立体图，图19的(C)是在挠性电缆50连接了驱动电路170的情况下的立体图。
图20的(A)是表示相对于振动方向向垂直方向弯曲的振动构造的立体图，图20的(B)是连接了压电膜片12等的情况下的立体图。
图21的(A)是第2振动部5的背面立体图，图21的(B)是连接了振动构造1的情况下的背面立体图。
图22的(A)是表示用于固定第2振动部5的壳体7的立体图，图22的(B)是固定第2振动部5，并将挠性电缆50连接于电路17的立体图。
图23是在与振动方向垂直的方向上也具备支承部13(弹簧构造700)的振动构造1的俯视图。
图24是表示排除了振动部14的局部的构造的振动构造1的俯视图。
具体实施方式
图1是振动构造1的立体图，图2是分解立体图。图3的(A)是振动构造1的俯视图，图3的(B)是A－A剖视图。
本实施方式的振动构造1具备：框状部件10、压电膜片12、支承部13、振动部14、和连接部件15。
框状部件10的俯视时的形状呈矩形。框状部件10具有矩形的开口11。但是，在该例子中，开口11由配置于框状部件10的长边方向的两端的2个第1开口11A、和配置于短边方向的两端的2个第2开口11B构成。第1开口11A呈矩形，成为沿着框状部件10的短边方向较长的形状。第2开口11B是沿着框状部件10的长边方向较长的矩形的开口。另外，第2开口11B的长边方向的两端朝向框状部件10的中心轴线(图中的A－A线)进一步呈矩形延长。
振动部14在俯视时呈矩形，配置于开口11的内侧。振动部14的面积小于开口11的面积。
支承部13将振动部14与框状部件10连接，并将振动部14支承于框状部件10。在该例子中，支承部13呈沿着框状部件10的短边方向较长的矩形，在振动部14的长边方向的两端部保持该振动部14。换句话说，支承部13的在与压电膜片12伸缩的方向正交的方向上的长度大于沿着压电膜片12伸缩的方向的长度。
在该例子中，框状部件10、振动部14、和支承部13由同一部件(例如，丙烯酸树脂、PET、聚碳酸酯、玻璃环氧树脂、FRP、金属、或者玻璃等)形成。换句话说，框状部件10、振动部14、和支承部13是通过将1张矩形的板部件沿着第1开口11A和第2开口11B的形状进行冲裁加工而形成的。框状部件10、振动部14、和支承部13也可以分别为不同的部件，但由同一部件形成，由此能够容易地制造。或者，由同一部件形成，由此振动部14的支承无需使用橡胶等不同的部件(具有蠕动劣化的部件)，从而能够长期稳定地保持振动部14。另外，在为同一部件且进行冲切加工的情况下，多个支承部13的固有振动周期全部相同，因此能够减少使振动部14振动时的振动部14的振动偏差。但是，在本发明中，这些部件无需由同一部件形成。例如，当在多个支承部13分别使用了不同的部件的情况下，能够调整振动部14的动作。例如，若在支承部13使用橡胶等弹性系数较高的材料，则能够缩小施加于压电膜片12的电压的大小。
压电膜片12连接于框状部件10和振动部14。压电膜片12是若施加电压则在面方向上变形的膜片的一个例子。压电膜片12在俯视时呈沿着框状部件10的长边方向较长的矩形。压电膜片12例如由聚偏二氟乙烯(PVDF)构成。除此之外，压电膜片12也可以是由手性高分子构成的方式。手性高分子例如，使用L型聚乳酸(PLLA)或者D型聚乳酸(PDLA)等。
在压电膜片12使用了PVDF的情况下，由于PVDF具有防水性，所以使该例子中的具备了振动部件的电子设备在任何的湿度环境下均能够进行相同的振动。
另外，在压电膜片12使用了PLLA的情况下，PLLA是透过性较高的材料，因此若附加于PLLA的电极和振动部为透明的材料，则能够视认机器的内部状况，因此容易制造。另外，PLLA无热电性，所以在任何的温度环境下均能够进行相同的振动。
在压电膜片12假设由PLLA构成的情况下，裁断为各外周边相对于延伸方向成为大致45°，由此具有压电性。
压电膜片12的长边方向的第1端连接于框状部件10的长边方向的第1端。压电膜片12的第2端连接于振动部14的长边方向的第2端。
如图3的(B)所示，压电膜片12经由连接部件15，连接于框状部件10和振动部14。框状部件10在俯视时呈沿着框状部件10的短边方向较长的矩形。连接部件15具有一定程度的厚度，将压电膜片12与振动部14在分离一定程度的位置连接，以不使压电膜片12与振动部14接触。由此，设置于压电膜片12的两主面的未图示的电极不与振动部14接触，因此即使压电膜片12伸缩而使振动部14振动，也不存在电极被磨削的情况。另外，在框状部件10、支承部13、和振动部14为导电性部件的情况下，优选在连接部件15与框状部件10、支承部13、和振动部14之间配置绝缘性部件或者涂覆膜。在该情况下，能够在框状部件10、支承部13、振动部14与压电膜片12的电极之间防止电气短路。
连接部件15例如，由金属、PET、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺、或者ABS树脂等构成。连接部件15通过粘合剂等将压电膜片12与振动部14(和压电膜片12与框状部件10)连接。另外，经由粘合剂等将连接部件15与各种结构连接不是必须的。例如，连接部件15本身也可以是粘合剂或者双面胶带。在该情况下，无需另外准备粘合剂等。压电膜片12在被施加一定程度的张力的状态下，经由连接部件15连接于框状部件10和振动部14。但是，在对压电膜片12施加了张力的状态下连接不是必须的。压电膜片12也可以被连接为仅在收缩了时施加张力。
压电膜片12若施加电压则在面方向上变形。具体而言，压电膜片12若施加电压则在长边方向上伸缩。压电膜片12在长边方向上伸缩，由此振动部14在长边方向上振动。
图4的(A)是表示包含压电膜片12的驱动电路170的振动装置100的结构的简图。图4的(B)是振动构造1的俯视图。驱动电路170在用户操作了开关16等操作件的情况下，对压电膜片12施加电压，而使压电膜片12伸缩。
压电膜片12在两主面形成有平面电极。驱动电路170对平面电极施加电压，由此使压电膜片12伸缩。例如，在驱动电路170对压电膜片12施加负的电压，而使压电膜片12收缩的情况下，如图4的(B)所示，振动部14向长边方向(图中的右方向)位移。由于连接部件15非常薄，所以几乎不变形地传递力。因此，若压电膜片12收缩，则振动部14容易位移。
另外，若驱动电路170对压电膜片12施加正的电压，则压电膜片12伸长。但是，即使压电膜片12伸长，也仅压电膜片12挠曲，不易使振动部14位移。因此，驱动电路170主要对压电膜片12施加负的电压，使压电膜片12伸缩，由此使振动部14振动。另外，当在被施加了张力的状态下连接压电膜片12的情况下，压电膜片12在膜片伸长时，因初期的张力发生了挠曲的支承部13欲复原，进而振动部14位移。
以上的电压的施加反复进行。换句话说，驱动电路170施加交流电压。驱动波形也可以是矩形波、三角波、梯形波等任意的波形。例如，若施加正弦波，则能够减少不必要的振动，从而减少因该不必要的振动产生的声音。
对于以上的振动构造1而言，振动部14在框状部件10的开口11内在面方向上振动。因此，如图3的(B)所示，作为振动构造1的整体的厚度仅是压电膜片12的厚度、连接部件15的厚度、和振动部14板的厚度，非常薄。另外，压电膜片12具有弹性，从而具有耐冲击性。另外，对于框状部件10、振动部14、和支承部13而言，在1张矩形的板部件由同一部件构成的情况下，振动部14的支承无需使用橡胶等不同的部件(具有蠕动劣化的部件)。因此，根据振动构造1的构造，能够长期稳定地进行振动。
另外，振动部14的形状不限定于图3的(A)所示的形状。例如，如图5的(A)所示，框状部件10无需在俯视时呈包围整周的环状，也可以是图5的(A)所示的局部开口的构造。另外，框状部件10和振动部14无需在俯视时呈矩形。框状部件10和振动部14也可以是多边形状、圆形状、或者椭圆形状等。
另外，压电膜片12在长边方向的两端部连接于连接部件15，由此能够增大振幅，但在长边方向的两端部连接于连接部件15不是必须的。另外，无需压电膜片12的长边方向沿着振动部14的振动方向。另外，在图3的(A)所示的例子中，压电膜片12在俯视时覆盖振动部14，但也可以例如仅将振动部14的第1端(图中的右端)与框状部件10的第1端连接。
另外，如图5的(B)所示，支承部13只要至少在1处支承振动部14即可。特别是，在图5的(B)的例子中，在支承部13的附近连接压电膜片12，由此使振动部14进行旋转振动。
另外，压电膜片12不限定于1个。振动构造1也可以具有多个压电膜片12。在该情况下，能够使多个压电膜片12分别单独地驱动。另外，也可以是多个压电膜片12相互层叠的构造。在该情况下，也可以对多个压电膜片12的各层加载施加电压。
接下来，图6是表示触觉提示装置150的结构的简图。触觉提示装置150除了上述的振动构造1之外，还进一步具备触摸传感器24。触摸传感器24是片状的传感器，连接于振动部14的主面。触摸传感器24和压电膜片12连接于电路17。电路17具备驱动电路170与检测电路171。由触摸传感器24和检测电路171，构成触摸检测部。
触摸传感器24例如设置于与键排列对应的位置，检测用户的触摸操作。另外，触摸传感器24只要是检测用户的触摸操作的功能，则也可以是任意的方式，能够使用隔膜式、电容式、或者压电膜片式等各种方式。
若用户触摸振动部14，则检测电路171经由触摸传感器24，检测用户的触摸操作。驱动电路170若检测电路171检测到触摸操作，则对压电膜片12施加驱动信号，使振动部14振动。由此，在用户按压了振动部14时，振动部14振动，因此能够使用户感受到“按压了”键。
接下来，图7的(A)是在振动构造1添加了引导板151的情况下的立体图，图7的(B)是分解立体图。
引导板151是在俯视时沿着框状部件10的长边方向较长的矩形的薄板。引导板151的厚度不被特别地限定，但例如为与将压电膜片12和连接部件15加在一起的厚度相同的程度。
引导板151连接于框状部件10的短边方向的两端部。引导板151和框状部件10例如被粘合剂连接。另外，引导板151与振动部14的主面中的短边方向上的两端部接触。引导板151和振动部14仅接触，而不被连接。另外，引导板151在俯视时覆盖支承部13。引导板151和支承部13也仅接触，而不被连接。
因此，若用户按压振动部14，则振动部14的主面(和支承部13)与引导板151的主面滑动。
支承部13的宽度较窄，因此，若用户按压振动部14，则支承部13在法线方向上也挠曲，从而存在振动部14的振动不易向手指传递的可能性。但是，在图7的(A)和图7的(B)的例子中，抑制引导板151向支承部13的法线方向的挠曲，从而使振动部14的振动容易向手指传递。
另外，也可以是，对于引导板151与振动部14(或者支承部13)而言，在俯视时重叠的位置全部接触，但例如在引导板151、振动部14、或者支承部13设置突起部，由此也能够减少接触面积，将摩擦系数抑制为较低。
图8的(A)是在振动构造1添加了引导板152的情况下的立体图，图8的(B)是分解立体图。
引导板152的长边方向的长度与上述引导板151为相同程度，但短边方向的长度与框状部件10的短边方向为相同程度。另外，引导板152与振动部14连接。引导板152仅与框状部件10和连接部件15接触，而不被连接。
在该情况下，引导板152与振动部14的振动一同振动。引导板152的两端与框状部件10的短边方向的两端滑动。在图8的(A)和图8的(B)的例子中，引导板152也抑制连接部件15的向法线方向的挠曲，从而不阻碍振动部14的振动。
在该情况下，也在引导板152、框状部件10、或者连接部件15设置突起部，由此也能够减少接触面积，将摩擦系数抑制为较低。
接下来，图9的(A)是表示压电膜片12与挠性电缆50的连接位置的立体图，图9的(B)和图9的(C)是放大立体图。
挠性电缆50具有在俯视时呈L字型的第1电极51、和在俯视时呈矩形的第2电极52。相比于第2电极52，第1电极51在长边方向上较长。
压电膜片12在第1主面具备第1电极121，在未图示的第2主面具备未图示的第2电极。另外，压电膜片12具备电极引出部123。电极引出部123由压电膜片12的局部在长边方向上延长的形状构成。
第1电极51的呈L字型弯曲的位置连接于压电膜片12的电极引出部123的背面侧(未图示的第2电极)。第2电极52未到达压电膜片12的电极引出部123，但经由导电性带70与第1电极121连接。
由此，即便是仅在单面形成了电极的薄型的挠性电缆50，也能够与形成于压电膜片的两主面的两电极连接。因此，能够抑制作为振动装置的厚度。
另外，压电膜片12沿着外周局部除去电极。因此，能够防止使电极引出部123与挠性电缆50连接时的短路。
接下来，图10的(A)是表示在振动部14之上连接了隔离物140与上板141的结构的分解立体图。隔离物140具有在俯视时覆盖振动部14的面积。上板141具有覆盖框状部件10的面积。
上板141经由隔离物140连接于振动部14。上板141不与框状部件10和连接部件15连接，而仅接触。因此，与振动部14的振动一同，在面方向上振动。
图10的(B)是表示驱动信号的波形的图。如图10的(B)所示，驱动信号具有在施加负的电压的情况下在短时间到达峰值，之后电压逐渐上升的波形。
在该情况下，上板141相对于压电膜片12收缩的方向急剧地位移，在压电膜片12返回原来状态的情况下，逐渐位移。
因此，如图10的(C)的立体图所示，振动装置能够使搭在上板141上的物体向一个方向移动。在该情况下，振动装置例如能够利用为小型部件的输送装置。或者，在上板141为触摸面板的情况下，能够使该触摸面板上的垃圾或者水滴等移动而将其除去。另外，在隔离物140或者上板141包含防振材料的情况下，能够减少因振动部14的挠曲振动而产生的声音。
另外，隔离物140和上板141至少能够根据图10的(B)所示的驱动信号的波形，使搭在振动部14上的物体向一个方向移动。因此，图10的(B)所示的波形能够应用于上述的全部的例子。
接下来，图11是表示具备了第2振动部5的振动构造的图。在该例子中，框状部件10经由隔离物177连接于第2振动部5。隔离物177为了将振动部14的振动可靠地传递至第2振动部5，优选使用坚硬的材料。但是，隔离物177也可以是具有一定程度的硬度的两面胶带或者粘合剂等。
如图12的(A)所示，第2振动部5经由作为弹性体的一个例子的缓冲垫178连接于箱形状的壳体7。缓冲垫178由一定程度柔软的材料构成，以不阻碍第2振动部5的动作。壳体7例如是智能手机等信息处理装置的壳体。在该情况下，第2振动部5成为表面面板。
在该情况下，如图12的(B)所示，触摸传感器24配置于第2振动部5的表面。
如图6所示，触摸传感器24和压电膜片12连接于电路17。用户若利用手指按压设置于第2振动部5的触摸传感器24，则对压电膜片12施加电压而使其伸缩，从而振动部14也振动。第2振动部5不与振动部14连接，也不接触。但是，在振动部14产生了振动时，通过振动部14的反作用，第2振动部5以相反相位振动。因此，在图11、图12的(A)和图12的(B)所示的例子中，也经由第2振动部5向用户传递振动。
在图10以前的例子中，均存在用户触碰成为振动的根源的振动部14或者连接于振动部14的物体，因此振动衰减的可能性。但是，在图11、图12的(A)和图12的(B)所示的例子中，用户不与振动部14直接接触，因此不存在振动部14的振动衰减的情况。因此，即使用户强有力地按压第2振动部5，振动部14的振动的状态也不大幅变化。由此，在图11、图12的(A)和图12的(B)所示的例子中，能够向用户稳定地传递振动。另外，若增大壳体7的质量，或者在壳体7的底面安装橡胶制的脚部而使第2振动部5不易进行振动，则第2振动部5的振动稳定，从而能够加强传递至手指的力。
接下来，图13是在振动构造1连接隔音板190的情况下的分解立体图。
在振动构造1的框状部件10中的配置有压电膜片12的主面经由隔离物175粘贴有隔音板190。
若将振动部14(或者第2振动部5)的质量设为m，则作为振动传递至用户的力F成为F＝m·a，从而取决于振动部14(或者第2振动部5)的加速度a。在对压电膜片12施加交流电压(V＝A·sinωt)的情况下，振动部14(或者第2振动部5)的加速度a由a＝A·ω2表示。因此，作为振动传递至用户的力F＝m·A·ω2，从而压电膜片12的驱动信号的频率越高，则传递的力越大。
但是，若驱动信号的频率增高，则也容易听到微量振动的声音，因此对于用户而言刺耳。因此，在图13的例子中，在框状部件10上经由隔离物175连接隔音板190。隔音板190具有在俯视时覆盖框状部件10的面积。因此，防止振动部14所产生的声音传到用户的耳朵里。
另外，未设置有隔音板190的第2振动部5侧通过该第2振动部5，隔断振动部14的声音。另外，第2振动部5重于振动部14，因此振幅小于振动部14，从而第2振动部5的振动产生的声音不醒目。另外，如在图10的(C)的例子中表示的那样，在振动部14的主面粘贴隔音板，由此能够进一步缩小声音。
接下来，图14是在振动构造1连接显示器的保持边框9的情况下的分解立体图。在该情况下，保持边框9成为第2振动部。显示器具有背光灯用的反射板90。
框状部件10经由隔离物177连接于显示器的保持边框9。保持边框9是外周保持框，将反射板90夹持、固定于显示器。
在该情况下，不存在框状部件10与反射板90接触这种情况。因此，也能够如显示器那样，在具有反射板90等部件的面板上连接振动构造1。
另外，在本实施方式中，作为“通过施加电压而在面方向上变形的膜片”的一个例子，示出了压电膜片，但“通过施加电压而在面方向上变形的膜片”不限定于压电膜片。除此之外，“通过施加电压而在面方向上变形的膜片”存在例如电致伸缩膜片(電歪フィルム)、驻极体膜片(エレクトレットフィルム)、复合膜片(コンポジットフィルム)、或者电活性高分子膜片(電気活性高分子フィルム)等。另外，电活性膜片是通过电驱动产生应力的膜片或者变形而产生位移的膜片。具体而言，存在电致伸缩膜片、复合材料(以压电陶瓷为树脂模制的材料)、电力驱动型弹性体、或者液晶弹性体等。另外，减薄为不破裂的程度的压电陶瓷也包含于“通过施加电压而在面方向上变形的膜片”。
另外，在本实施方式中，示出了压电膜片12经由连接部件15连接于振动部14和框状部件10的例子，但也可以是，压电膜片12形成连接于不具有压电性的其他的树脂膜片，并将该树脂膜片连接于连接部件15的方式。
当然，除此之外，也能够形成将电致伸缩膜片、驻极体膜片、复合膜片、或者电活性高分子膜片等膜片粘贴于树脂膜片的主面，并将该树脂膜片的端部连接于连接部件15的方式。
图15的(A)是表示在触摸面板等平板187(第2振动部5)连接振动构造1时的变形例的分解立体图，图15的(B)是俯视图。平板187例如是触摸面板。平板187具有在俯视时覆盖框状部件10的面积。平板187经由隔离物185与框状部件10连接。
隔离物185是在俯视时沿着振动构造1的框状部件10的外周配置的线状的部件。但是，隔离物185不配置于供压电膜片12配置的位置。因此，隔离物185不与压电膜片12接触。压电膜片12在作为框状部件10中的长边方向的第1端的图15的(B)的右侧连接，并且在作为振动部14中的长边方向的第2端的图15的(B)的左侧的部分连接。若压电膜片12收缩，则振动部14的长边方向的第2端被向右侧拉动，但同时，框状部件10的第1端也被向左侧拉动。换句话说，在振动部14振动时，即便在框状部件10中，压电膜片12的连接部分也比周围的部分大幅地振动。此时，在作为框状部件10中的供压电膜片12连接的部分的第1端配置有隔离物185，并且若隔离物185与压电膜片12连接，则框状部件10被固定于隔离物185，而阻碍振动。若框状部件10中的供压电膜片12连接的部分的振动受到阻碍，则给予用户的触觉反馈主要仅成为振动部14的振幅，因此用户感受到的振动变小。但是，如图15的(A)和图15的(B)所示，隔离物185没有配置于供压电膜片12配置的位置，由此振动部14和框状部件10的振动有助于触觉反馈，因此能够增大用户感受到的振动。
另外，隔离物185只要不与压电膜片12连接即可，也可以配置于供压电膜片12配置的位置，而与压电膜片12接触。在该情况下，压电膜片12与隔离物185边接触边伸缩。在该情况下，框状部件10的振动受到阻碍的影响也较小。
接下来，图16的(A)是表示在平板187安装振动构造1时的又一其他的变形例的分解立体图，图16的(B)是仰视图，图16的(C)是剖视图。在该例子中，显示器191经由保持框192固定于作为触摸面板的平板187。
保持框192是在俯视时呈矩形的平板，在外周的4边具备高度与显示器191相同程度的壁。保持框192在该壁的上端连接于平板187。由此，显示器191被保持框192保持，而固定于平板187。
振动构造1中的框状部件10在外周部分，经由隔离物185连接于保持框192的底面。在保持框192中的俯视时的中央位置设置有矩形状的开口部1921。振动构造1中的压电膜片12和连接部件15进入开口部1921。因此，即便在触摸面板安装振动构造1的情况下，压电膜片12和连接部件15的厚度也不成为问题。
另外，保持框192的开口部1921在俯视时被振动构造1覆盖。在振动构造1中的振动部14和框状部件10为接地电位的情况下，能够屏蔽从显示器191等的部件输出的噪声。
图17是详细表示压电膜片12的构造的剖视图。如图17所示，压电膜片12在两主面形成有第1电极121和第2电极122。驱动电路170通过对第1电极121和第2电极122施加电压，而使压电膜片12伸缩。例如，在第2电极122为接地电位的情况下，压电膜片12的位移由施加于第1电极121的电压的大小决定。另一方面，驱动电路170若对第1电极121和第2电极122分别施加相反相位的电压，则压电膜片12的位移大于第2电极122为接地电位的情况。另一方面，在将振动部14和框状部件10设为接地电位而屏蔽从显示器191等的部件输出的噪声的情况下，第2电极122的电位成为与振动部14和框状部件10的电位不同的状态。
因此，在图17的例子中，在第2电极122与振动部14、框状部件10之间配置绝缘体124，第2电极122不与接地电位的部件电连接。但是，在第2电极122为接地电位的情况下，绝缘体124的结构不是必须的。
图18的(A)是表示在保持触摸面板的支承板201安装振动构造的情况下的例子的分解立体图。图18的(B)是俯视图，图18的(C)是剖视图(图18的(B)所示的B－B线的剖视图)。
如图18的(A)、图18的(B)、和图18的(C)所示，触摸面板200安装于支承板201。支承板201在俯视时面积大于触摸面板200的面积。支承板201在俯视时不与触摸面板200重叠的位置处安装于信息处理装置的壳体。
另外，支承板201构成有1个或者多个(在该例子中为2个)开口部2011。开口部2011配置于触摸面板200的供电子部件501安装的位置。如图18的(C)所示，电子部件501经由开口部2011露出。另外，挠性电缆502从开口部2011向外部引出。由此，触摸面板200能够相对于支承板201进行紧贴。
而且，振动构造1配置于在俯视时不与开口部2011重叠的位置。因此，振动构造1能够配置为与支承板201紧贴或者接近，从而能够防止厚度增大。另外，振动构造1不与开口部2011重叠，由此在触摸面板200产生了修补的必要性的情况下，不阻碍对电子部件501和挠性电缆502的作业。
接下来，图19的(A)和图19的(B)是具有弹簧构造的第1振动板的立体图，图19的(C)是在挠性电缆连接了驱动电路的情况下的立体图。图19的(A)和图19的(B)所示的振动构造1的支承部13的部分成为弹簧构造700。振动部14的振动方向的两端被弹簧构造700支承于框状部件10。弹簧构造700具有连结振动部14和框状部件10的1根较细的柱状的构造。弹簧构造700具有与连结振动部14和框状部件10的直线不平行的部分。另外，振动构造1通过将振动部14、弹簧构造700(支承部13)和框状部件10一体成型而成。另外，在图19的(A)和图19的(B)的例子中，弹簧构造700在振动部14的振动方向的两端分别各设置一个，但也可以进一步设置多个。另外，弹簧构造700也可以设置于振动部14的振动方向的任意一端。
如图19的(B)所示，振动构造1经由连接部件15连接压电膜片12。在该例子中，连接部件15由挠性电缆50构成。
而且，与图15的(A)和图15的(B)所示的例子相同，在振动构造1经由不连接于压电膜片12的隔离物185而连接有第2振动部5。另外，与图12的(A)和图12的(B)所示的例子相同，第2振动部5经由缓冲垫178连接于壳体7。
如图19的(C)所示，挠性电缆50连接于电路17。另外，虽未图示，但挠性电缆50机械式地连接于电路17，并且如图9所示的例子那样，具有电连接部，用于将压电膜片12的两主面的电极连接于电路17。
若用户利用手指按压设置于第2振动部5的触摸传感器24，则对压电膜片12施加电压而使其伸缩，从而振动部14也振动。在振动部14发生了振动时，通过振动部14的反作用，使第2振动部5以相反相位进行振动。因此，用户能够经由第2振动部5感知振动。
另外，在图1至图15所示的例子中，支承部13呈沿着与振动方向垂直的方向(以下，称为垂直方向)细长的矩形，容易向作为振动方向的短边方向弯曲。因此，在图1至图15所示的例子中，支承部13在使振动部14容易振动的状态下对振动部14进行支承变得容易。但是，在垂直方向的长度较短的机器(例如在俯视键盘时配置于上部的触摸面板等)中，存在不易确保支承部13的垂直方向的长度的情况。但是，图19的(A)、图19的(B)、和图19的(C)所示的弹簧构造700沿着振动方向配置，因此即便是垂直方向的长度较短的机器，在使振动部14容易振动的状态下支承振动部14也较容易。
另外，对于图19的(A)、图19的(B)、和图19的(C)所示的弹簧构造700而言，若振动部14振动，则弹簧构造700本身伸缩，因此能够保持振动部14容易振动的状态。
另外，当在振动部14的两端各配置一个弹簧构造700的情况下，优选弹簧构造700通过振动部14的重心而沿着振动方向配置于直线上。在该情况下，振动部14能够稳定地振动。
接下来，图20的(A)是表示具备了多个(在该例子中为3个)振动部14的振动构造1的立体图。在该情况下，各个振动部14也被弹簧构造700支承于框状部件10。另外，多个振动部14、多个弹簧构造700(支承部13)和框状部件10被一体成型。
如图20的(B)所示，3个振动部14的一个主面经由第3振动部6被连接。第3振动部6呈矩形，具有在俯视时覆盖3个振动部14的程度的面积。3个振动部14的另一个主面经由压电膜片12被连接。压电膜片12经由连接部件15连接于3个振动部14。在该例子中，将包含压电膜片12的构造称为振动构造。
优选振动部14和第3振动部6具有挠性、柔软的部件。例如，振动部14和第3振动部6优选为较薄的金属、较薄的树脂、较薄的玻璃或者橡胶等。另外，振动部14和第3振动部6在由树脂或者橡胶构成的情况下，优选混合金属粉而提高密度。
另外，在图20的(B)的例子中，第3振动部6和压电膜片12连接于相互不同的主面，但也可以连接于相同的主面。例如，可以按振动部14、第3振动部6、和压电膜片12的顺序层叠，也可以按振动部14、压电膜片12、和第3振动部6的顺序层叠。另外，在图20的(B)的例子中，挠性电缆50兼具连接部件15。挠性电缆50连接于电路17。另外，虽未图示，但挠性电缆50机械式地连接于电路17，并且，如图9所示的例子那样，具有用于将压电膜片12的两主面的电极连接于电路17的电连接部。
图21的(A)是具有圆弧状的形状的第2振动部5的背面立体图。图21的(B)是连接了振动构造1的状态下的第2振动部5的背面立体图。第2振动部5在内曲面连接、固定振动构造1。第2振动部5呈在与振动方向垂直的方向上形成圆弧的曲面形状。内曲面的面积大于振动构造1的面积。另外，在该例子中，曲面的形状呈圆弧，但若沿着振动方向的剖面形状均匀，则也可以为任意的曲面形状。
如图21的(A)所示，在第2振动部5的内曲面连接有隔离物179。隔离物179固定振动构造1的框状部件10。隔离物179比第3振动部6大且厚。隔离物179为了容易向第2振动部5传递振动，而优选较硬的材料。隔离物179例如是金属、树脂、玻璃、或者粘合剂等。隔离物179也可以是具有一定程度的硬度的两面胶带。
图22的(A)是表示用于固定圆弧状的第2振动部5的缓冲垫178与壳体7的立体图。缓冲垫178的上表面具有沿着第2振动部5的内曲面的圆弧的形状。缓冲垫178的下表面是平坦。换句话说，缓冲垫178具有半圆柱形状。缓冲垫178的下表面连接于较薄的立方体形状的壳体7的上表面。图22的(B)是表示在缓冲垫178的上表面连接第2振动部5，在第2振动部5的外曲面粘贴触摸传感器24，并且将从压电膜片12与触摸传感器24引出的挠性电缆50连接于电路17的状态的立体图。
若用户利用手指按压设置于第2振动部5的触摸传感器24，则对压电膜片12施加电压而使其伸缩，从而振动部14也振动。在振动部14振动时，通过振动部14的反作用，使第2振动部5以相反相位振动。因此，用户能够经由第2振动部5感知振动。
另外，在图22的(A)中，在本实施例中记载了矩形，但不限定于矩形形状在其他的实施例中也相同。
图22的(A)和图22的(B)所示的构造能够应用于曲面触摸面板等。第2振动部5和触摸传感器24相当于曲面触摸面板。本实施方式的振动构造即使在这样的曲面触摸面板中，也能够以省空间进行配置。另外，本实施方式的振动构造向与振动方向垂直的方向弯曲，因此卷绕于手臂、或者腹部等曲面形状变化的部位也能够传递振动。
另外，支承部13的构造可以呈图1至图15所示的沿着与振动方向垂直的方向(以下，称为垂直方向)细长的矩形，也可以是图19的(A)所示的构造。换言之，支承部13只要具有不与振动方向平行的部分即可。
另外，如图23所示，振动构造1也可以在与振动方向垂直的方向具备支承部13(弹簧构造700)。在该情况下，在如图21的(B)或者图22的(B)所示那样使振动构造1弯曲的情况下，振动部14也沿着框状部件10的弯曲而弯曲，因此容易使振动构造1弯曲。
图24是对排除了振动部14的局部的构造进行表示的振动构造1的俯视图。振动部14被除去在俯视时与压电膜片12重叠的位置的大部分。另外，虽未图示，但压电膜片12中的与振动部14重叠的位置被除去电极(图17所示的第2电极122)。因此，即使不存在图17所示那样的绝缘体124，也没有将压电膜片12的第2电极122与振动部14电连接的情况。另外，也无需设置间隙，以不使压电膜片12的第2电极122与振动部14接触。
附图标记的说明
1…振动构造；5…第2振动部；6…第3振动部；7…壳体；9…保持边框；10…框状部件；11…开口；11A…第1开口；11B…第2开口；12…压电膜片；13…支承部；14…振动部；15…连接部件；151、152…引导板；16…开关；17…电路；170…驱动电路；171…检测电路；24…触摸传感器；50…挠性电缆；51…第1电极；52…第2电极；70…导电性带90…反射板；100…振动装置；121…第1电极；122…第2电极；123…电极引出部；124…绝缘体；140…隔离物；141…上板；150…触觉提示装置；175…隔离物；177、179、185…隔离物；178…缓冲垫；187…平板；190…隔音板；191…显示器；192…保持框；1921…开口部；200…触摸面板；201…支承板；2011…开口部；501…电子部件；502…挠性电缆；700…弹簧构造。

Claims (15)

1.一种振动构造，具备：
膜片，通过施加电压而在面方向上变形；
框状部件，连接于所述膜片，并具有开口；
振动部，在俯视时面积小于所述开口的面积，连接于所述膜片，通过所述膜片在所述面方向上变形，而在所述面方向上振动；
支承部，将所述振动部与所述框状部件连接，而将所述振动部支承于所述框状部件；
连接部件，将所述膜片与所述振动部、所述框状部件连接。
2.根据权利要求1所述的振动构造，其中，
所述框状部件、所述振动部、和所述支承部由同一部件形成。
3.根据权利要求1或2所述的振动构造，其中，
所述连接部件具有规定的厚度，以不使所述膜片与所述振动部接触。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的振动构造，其中，
所述支承部的在与所述膜片伸缩的方向正交的方向上的长度大于沿着所述膜片伸缩的方向的长度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的振动构造，其中，
具备阻止所述框状部件的相对于法线方向的变形的引导板。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的振动构造，其中，
具备连接于所述振动部的主面并与所述振动部一同振动的第2振动部。
7.根据权利要求6所述的振动构造，其中，
所述第2振动部包含防振材料。
8.根据权利要求6或7所述的振动构造，其中，
所述振动构造具备：
弹性体、和
经由所述弹性体连接于所述第2振动部的壳体。
9.根据权利要求8所述的振动构造，其中，
所述壳体比所述第2振动部不易振动。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的振动构造，其中，
具备覆盖所述框状部件的开口的隔音板。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的振动构造，其中，
所述框状部件连接于显示器的外周保持框。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的振动构造，其中，
所述支承部具有弹簧构造。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的振动构造，其中，
所述振动构造相对于所述振动部的振动方向向垂直方向弯曲。
14.一种振动装置，具备：
权利要求1～12中任一项所述的振动构造、和
对所述膜片施加驱动信号的驱动电路。
15.一种触觉提示装置，具备：
权利要求14所述的振动装置、和
检测对于所述振动部的触摸操作的触摸检测部，
在由所述触摸检测部检测到所述触摸操作的情况下，所述驱动电路对所述膜片施加驱动信号。
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