CN1898815B

CN1898815B - 压电换能器

Info

Publication number: CN1898815B
Application number: CN2004800380128A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·P·R·希尔
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: EP1700352B1; JP2007515073A; ATE381732T1; KR101098158B1; US20050134574A1; DE602004010847D1; AU2004313277A1; CN1898815A; US7800595B2; DE602004010847T2; EP1700352A1; TW200527726A; WO2005069395A1; KR20070004575A

Abstract

本发明提供一种包括至少两个极化压电区的压电换能器，该至少两个极化压电区并齐排列地放置，并通过串联以极化方向反向的方式串接，即一个区的“北极”被连接到一个相邻区的“南极”。该至少两个区能够在同一压电材料片内，或能够在分别的压电材料片内。本发明的换能器尤其适于检测例如在一个平板中的弯曲波之类的振动。例如，本发明的换能器可被附到一个平板的表面并用于检测由对该平板的触摸引起的或影响的振动，以便确定与该触摸相关的信息，例如触摸位置。

Description

压电换能器

技术领域

本发明涉及极化压电换能器以及利用极化压电换能器来发出或感测振动的装置。

背景技术

压电器件用于把机械能转换成电能以及把电能转换成机械能。对压电器件施以机械应力将引起该器件中的电荷失衡、建立起一个可测电场。相反，跨接压电器件施加电场，则能感应出可用于操控与该器件联结的一个物体的机械应力。在某些应用中，可将压电器件联结到物体之表面并用于检测物体中的振动、将振动发送到物体中，或既用于检测物体中的振动，又用于将振动发送到物体中。这种情况的实例包括把压电器件机械联结到平坦面板并用该器件感应该面板中的致生音频信号的振动，因此将该面板转换成扬声器装置。同样，面板可用于接收由联结到该面板的压电器件感测的振动，因此将该面板转换成话筒。压电器件也已用于检测由对平板的接触而在该平板中引发的振动。检测的振动可用于确定该接触位置。

发明内容

本发明提供一种压电换能器，包括：从第一区到最后区串接且以并齐排列放置的多个极化压电区，每一区具有第一和第二表面及从该区的第一表面指向第二表面的极化方向，连接的相邻区的每一对被从该对相邻区的一个区的第一表面电连接到该对相邻区的另一区的第二表面。该换能器还包括放置在该第一区的第一表面上的第一终端电极；及放置在该最后区的第二表面上的第二终端电极。

本发明还提供了一种用户输入装置，包括：触摸板以及至少一个放置在该触摸板表面上的压电换能器。该换能器包括：并齐排列放置的多个极化压电区的串接，每一区具有由北极和南极定义的极化方向，每一区的极化方向垂直于触摸板的表面，这些串接的区使得一个区的北极电连接到串接中的下一个区的南极。

本发明还提供了用于增加压电器件电压灵敏度的一种方法。该方法包括步骤：提供具有第一表面和相反的第二表面的压电材料；极化该材料的第一部分，以建立从该第一表面指向该第二表面的第一极性；极化与该第一部分邻接且不同的该材料的第二部分，以建立从该第二表面指向该第一表面的第二极性；以及，将该第一和第二部分在该第一表面电连接。

本发明提供的用于制作压电器件的另一方法所采用的步骤包括：以第一方向提供第一压电器件，从而定义该第一器件的北和南表面；以第二方向提供第二压电器件，从而定义该第二器件的北和南表面；在一个表面上并齐排列地放置该第一和第二器件，该第一和第二方向的每一个都垂直于该表面；以及把该第一器件的南表面电连接到该第二器件的北表面。

本发明的上述概括不打算描述本发明的每一个公开的实施例或每一实施方案。随后的附图和详细描述更具体地给出了这些实施例的示例。

附图说明

结合附图考虑本发明各种实施例的下列详细描述将可以更完整地理解本发明，其中：

图1是包括两个不同极化区的一个压电换能器的侧视图；

图2是根据本发明的压电换能器实施例的侧视图；

图3是根据本发明的压电换能器实施例的侧视图；

图4是根据本发明的压电换能器实施例的侧视图；

图5是根据本发明的压电换能器实施例的侧视图；

图6是根据本发明的压电换能器的侧视图；

图7(a)是根据本发明的压电换能器实施例的示意图；

图7(b)是根据本发明的压电换能器实施例的示意图；

图8是根据本发明的压电换能器实施例的示意图；

图9是利用根据本发明的压电换能器的振动感测和/或发送装置的实施例的示意图；

图10是根据本发明的振动感测触摸输入装置的实施例的平面图；以及

图11是根据本发明的触摸感测器系统的实施例的示意图。

虽然本发明可有各种改进和可选形式，但是将以实例的方式详细描述附图中已经示出的那些具体形式。但应该理解，本申请无意将发明限制成具体描述的实施例。相反，本申请试图覆盖落入由所附的权利要求书限定的本发明精神范围中的全部修改、等同物和替换。

具体实施方式

本发明涉及压电换能器，尤其涉及被构成用于在用作振动感测器时增强电压灵敏度的极化压电换能器。在本发明中，两个或多个极化压电器件、或者相同压电器件的两个或多个极化部分能以并齐排列的方式放置而且电连接，使得一个器件的北极(或同一器件的一部分的北极)被连接到另一器件的南极(或同一器件另一部分的南极)。并齐排列的布局表明这种排列将使得这些器件(或器件的多个部分)被分别机械地联结到同一个表面。这与器件的层叠排列相反，例如如同所谓的双态压电器件。器件的并齐排列还表明，器件在通常垂直于器件的极化方向的任何方向上被彼此相邻定位。

相对具有相似总尺寸和材料性质的单一、均匀极化压电换能器来说，本发明的构形能够增强压电换能器的电压灵敏度。本发明的器件尤其适于检测弯曲波振动，例如适于用在WO01/48684、US2002/0135570、WO00/38104、及WO02/01490中公开的振动-检测触摸输入装置中，上述专利的每一个都全文结合在本申请中参考。

在此讨论的这种压电换能器的极化方向通常贯穿器件的厚度方向，该厚度方向通常垂直于该换能器被焊至的、或将被焊至的表面。极化的取向可以是上到下、或相反(下到上)的取向。为了参考的方便，使用通常与磁铁描述相关的北/南方向的类似方式来描述极化方向。北面极对应于下至上极化，其中上下表面分别称为北面和南面。描述并不涉及磁性，磁性的使用纯粹为了帮助简明本发明的描述。

考虑机械联结到一个平板表面的单一、均匀的极化压电换能器，器件的极化方向垂直于该平板表面。当平板受物体的作用时，将引起振动波。当振动达到换能器时，换能器被加力，产生电荷不平衡，因此产生跨越换能器厚度的一个可检测的电压降。所以，机械能被转化为电能。由于压电换能器是电容器，所以能量正比于₁/₂C_oV_o ²，其中C_o是换能器的电容，而V_o是跨越该换能器的电压降。

现考虑一个第二压电换能器的情况，该第二压电换能器除了该换能器的一半的极化与该换能器的另一半的极化相反之外，和第一压电换能器完全相同，并且这些半以串联方式从一半的北极到另一半的南极电连接。当被机械联结到同一个平板的同一个表面时，此第二换能器把相同的振动转换成相同的电能。但是，由于两个一半的换能器的串接，每半个换能器具有原有换能器的电容量的一半，即¹/₂C_o，所以该第二器件的总电容量是C_N＝¹/₄C_o，因为串接电容器的电容量的相加情况如下，即：

\frac{1}{C_{N}} = \frac{1}{1 / 2 C_{o}} + \frac{1}{1 / 2 C_{o}}

所以，由于第二换能器的电容降到¹/₄C_o，如由关系式¹/₂C_NV_N ²＝¹/₂C_oV_o ²所确定的那样，该第二换能器的电压灵敏度V_N被增加了两倍(即，V_N＝2V_o)，来保持相同的能量输出。一般来说，相对于具有相同总尺寸和材料性质的单一、均匀的极化换能器而言，尤其是对振动感测来说，通过以电极化反向串联而串接的压电器件或区的任何并齐配置都将导致增加电压灵敏度。

图1示意地示出器件100，其包括以并齐排列放置的两个极化压电区110和120。区110包括第一表面112和第二表面114，并具有从一个表面指向另一表面的极化方向。区120包括第一表面122和第二表面124，并具有从一个表面指向另一表面的极化方向。虽然区110和120被表示为分离，但它们也可以是形成在单片材料中的不同的区。区110和120可被串接，以使一个区的北极连接到另一区的南极。如随后讨论中所示的那样，能以各种方式实现这种连接。

本发明的压电换能器包括极化器件，其总体上容括了全部压电材料。压电体的实例包括下列：铅-锆酸盐-钛酸盐(PZT)，是一种典型多晶体的铁电压电体；石英，是一种单晶压电体；钛酸钡，虽然也能以单晶形式使用，但通常是以多晶体形式使用的一种压电体(类似于PZT)；以及聚偏氯乙烯氟化物(PVDF)，是通常形成为薄膜的一种聚合物压电体。

如由本专业技术人员理解的那样，压电材料能以各种方式被极化。例如，可将电极放置在一片压电材料的相反的表面上。可跨接电极引入电压降，使得电场足够用来永久地极化该材料。能够利用只跨越将被极化的区的若干电极并且在各个电极对两端施加适当极性的电压，来同时或顺序地分别极化同一个材料片的多个区。

图2示意地示出根据本发明的压电换能器200，该压电换能器200包括压电材料210，该压电材料210包括两个不同的极化区220和230。区220具有从第一表面214指向第二表面212的极化方向226。区230具有从第二表面212指向第一表面214的极化方向236。单一电极240在表面212上的放置方式将使得区220和230从区220的北极到区230的南极串联的电连接。虽然本发明考虑到了其中电极240覆盖表面212的一个足够的部分来电连接区220和230的任一种及全部实施例，但如图示出了，共用电极240覆盖整个表面212。第一终端电极250仅放置在第一区220内的表面214上。第二终端电极260仅放置在第二区230内的表面214上。该终端电极实现对布线或导电径迹的连接，用于向控制器电子装置发送信号和/或从控制器电子装置接收信号。

由于终端电极250和260都被放置在换能器200的同一个面上，所以能方便地以终端电极朝着一个表面的方向定向的方式把换能器200机械联结到该表面。以此方式，布线或导电径迹可被构形在该表面上或以其他方式布置在该表面上，使得当换能器200被机械地联结到该表面时，该终端电极与该布线或径迹电接触。能够使用该表面上的触垫以及焊接剂、导电膏、导电粘合剂或任何其它适当的材料来辅助对于该终端电极的电连接。在示例的实施例中，可用导电粘合剂把终端电极电联结到该信号载体(例如，布线、导电径迹等)，并且将换能器机械联结到该表面。例如可用Z轴导电粘合剂来使得该换能器的整个底部被机械联结，同时保持在成对的终端电极和信号载体之间的适当的电绝缘。

图3示出根据本发明的另一压电换能器300，包括并齐排列放置的第一压电器件310和第二压电器件320。第一器件310具有从第一表面314指向第二表面312的极化方向316。第二器件320具有从第二表面322指向第一表面324的极化方向326。电极340的放置将使得第一器件310的第二表面312电连接到第二器件320的第二表面322，从而把第一器件310的北极串接到第二器件320的南极。第一终端电极放置在器件310的第一表面314上，而第二终端电极放置在器件320的第一表面324上。在把换能器300用于振动检测的示例的实施例中，器件310和320被放置得足够接近，使得两个器件能被一起使用来检测在一个期望波长范围中的振动。虽然换能器300是由分离器件310和320构成，但其功能上类似于换能器200，并且同样能够把两个终端电极电连接在该器件的同一侧，最好把两个终端电极电连接在机械联结了换能器的表面上。

图4示出根据本发明的另一压电换能器400，包括具有从第一表面414指向第二表面412的极化方向416的均匀极化的单一压电器件410。

虽然换能器400被均匀极化，但通过使用不同的电极和一种特定电极连接设计而形成两个不同的极化区。如图所示，电极442和450大致跨越该器件的一半，电极442放置在第二表面412上，电极450放置在第一表面414上。类似地，电极460和444大致跨越该器件的另一半，电极460放置在第二表面412上，电极444放置在第一表面414上。虽然电极的布置显示了大致将换能器400划分成两半，但能使用其它设计，包括把该换能器分成两个以上对称的部分，或将该换能器分成两个或多个非对称的部分。电极442和444由共用连接器440连接在一起，该连接器440可以采用布线或其它导电径迹的形式，该布线或其它导电径迹被通过焊接或其它适当方式一端连接到电极442而另一端连接到电极444。此共用连接以串联方式电连接换能器的两半，同时倒置该共用连接之间的该器件的极性，使得换能器400的一半的北极连接到另一半的南极。电极450和460是用于把信号传送到换能器400以及从换能器400传出信号的终端电极。

虽然图4示出了使用单一压电器件410的构形，但能够使用以并齐关系设置的分离器件来构成类似的构形，每一器件都具有平行极化方向，但一个器件的北极串接到随后相邻器件的南极。同样，可用任何数目的器件来构成一个串联链路，链路的第一个和最后一个器件具有终端电极。

图5示出根据本发明的另一压电换能器500，包括以并齐关系、最好是紧密靠近地放置的三个压电器件510、520和530。第一器件510具有从第一表面514指向第二表面512的极化方向516。第二器件520具有从第二表面522指向第一表面524的极化方向526。第三器件530具有从第一表面534指向第二表面532的极化方向536。器件的排布使得第一共用电极540能够被放置在表面512和522上，并且第二共用电极545能够被放置在表面524和534上。电极540连接器件510和520，使得器件510的北极连接到器件520的南极。电极545连接器件520和530，使得器件520的北极连接到器件530的南极。以此方式，以每一串接的极反向的方式来串接这些器件。第一终端电极550放置在器件510的表面514上，而第二终端电极560放置在器件530的表面532上。该终端电极可用于把信号传送到换能器以及从换能器传送信号。

图6示出根据本发明的另一压电换能器600，包括以并齐关系放置的、最好紧密靠近的四个压电器件610、620、630和640。每一个器件的极化方向由箭头指示。相邻的器件具有反向极性，使得可用共用电极来以极性反向的串联来简单地连接相邻的器件。所以，布置共用电极652来把器件610的北极连接到器件620的南极。布置共用电极654来把器件620的北极连接到器件630的南极。布置共用电极656来把器件630的北极连接到器件640的南极。第一终端电极650放置在器件610的南极上，而第二终端电极660放置在器件640的北极上。这种换能器设计还使得信号载体的连接部分在被焊接或机械联结了换能器的同一表面上被结合到终端电极。

将认识到，参照图1-6描述的并齐的压电器件布置仅是说明各种可能的构形，而不是穷尽各种可能的构形。可利用任何适当数目的两个或多个压电器件或压电区，来在连接的器件之间使所述器件以极反向串联方式电连接的任何压电器件或压电区的适当的并齐排列的设计都能被使用。例如，图7(a)和7(b)示出延长的压电器件的各种可能的并齐排列方案的两种设计。图7(a)和7(b)表示出图3所示总体布置的具体构形。图7(a)示出换能器700A，包括两个并齐排列放置的压电器件710A和720A，这两个压电器件具有反向极性。器件710A和720A被延长，并且沿着其短轴而空间分离。由共用电极750A把器件710A的北极连接到器件720A的南极。终端电极740A和760A被分别放置在器件710A和720A的下表面上。图7(b)示出换能器700B，包括两个并齐排列放置的压电器件710B和720B，这两个压电器件具有反向极性。器件710B和720B被延长，并且沿着其长轴而空间分离。由共用电极750B把器件710B的北极连接到器件720B的南极。终端电极740B和760B被分别放置在器件710B和720B的下表面上。

虽然换能器700A和700B的每一个被显示为是由分离的压电器件组成，但也考虑该换能器700A和700B能由具有分开的极化区的单一压电器件构成。在由分离压电器件组成换能器700A和700B的实施例中，可以根据换能器的期望取向以及具体应用的细节，诸如测量应力所沿的方向，来选择是否使用像换能器700A的一个换能器结构。在这样的情况下，即延长的换能器放置在矩形平板的角部、并以该换能器的长轴指向该平板的中心的方向来取向、意在用该换能器来感测由于该平板中的振动传播引起的应力，则由于沿着长度方向的结构上完整的原因，可以期望使用例如换能器700A的换能器，因为该长度方向可能是将要被测量的应力所沿的方向。

图8示出本发明的另一压电换能器800，包括以并齐的矩形排列放置的四个压电器件810、820、830和840，使得每一器件与其它三个器件邻接。每一个器件的极性如箭头指示。器件810的南极通过共用电极852接到器件820的北极。器件820的南极经过桥接电极855连接到器件840的北极，该桥接电极855将跨越在器件820和840之间的角对角的间隙，把器件820上的电极854连接到器件840上的电极856。器件840的南极通过共用电极858接到器件830的北极。第一终端电极850放置在器件810的北极表面上，而第二终端电极860放置在器件830的南极表面上。第一终端电极850和第二终端电极860放置在换能器800的同一侧，使得换能器在同一个表面上、最好是在结合了该换能器的表面上被电连接到两个终端电极。虽然与线性链相比换能器800的构形类似于二维阵列，但换能器800可被认为是图6所示功能设计的一个实例。

图1-8所示的各种换能器构形表明了在排列压电器件和区来制作本发明的换能器的某些可能的设计选择。这些设计选择包括：分离地使用同一个压电材料的极化区来对应使用分离的极化压电器件；定向相邻器件或同一器件的区，使其具有相同或相反的极性；使用两个或多个压电区、或压电器件、或它们的组合；使用压电区或器件的直线链接或二维阵列；定向延长的区或器件，所述器件将在平板中被沿其短轴或长轴、或沿一个不同方向并齐定位；选择一个或多个压电材料等等。通过在此提供的描述将理解和推知那些没有明确示出或表明的其它结构设计选择。这些设计选择的每一个都能被单独使用或组合使用来实现根据本发明的换能器。

本发明的压电换能器能机械结合到或以其它方式联结到例如一个平板的物体的表面，并且特别优于用来检测例如通过物体的弯曲波传播的振动。该换能器也可被用于把振动驱入到该物体中，例如用于感测由其它换能器发出的振动和/或用于测量对于由物体与外部信号或刺激源之间的交互作用引起的发出振动的改变。

图9示出一个装置900的侧视示意图，该器件900包括放置在平板910的表面912上的压电换能器920A和920B。换能器920A和920B可以是根据本发明的换能器。示出装置900用于说明的目的，并且应该理解到可以利用更少或更多的换能器，并且能够把换能器放置在该平板的同一表面或不同表面上，例如放置在表面912和表面914上。换能器920A和920B的每一个都能够被构成来发出和/或接收振动，从而引起和/或感测在平板910中的弯曲波。例如，装置900可以是一个触摸感测器，因此与表面912或表面914实施的触摸相互作用将引起能够由换能器920A和920B感测的振动。这种振动可能是由于在该表面上实施的触摸的影响所引起、或由跨越该表面实施的触摸的摩擦移动所引起。例如象在WO01/48684中描述的那样，该感测的振动可用于确定触摸输入的位置。此外，换能器920A和920B的一个或两者能够发出可被反射、衰减或由输入到表面912或表面914的触摸所改变的振动。如在WO01/48684中所述，换能器920A和920B的之一或两者能因此被用于感测该改变的发出振动，以便确定与该触摸输入相关的信息，例如该触摸的位置。器件900可以是对于接收或发出平板振动的任何其它适用器件，例如平板型话筒、平板型扬声器等。平板910可以是能够支持将被检测和/或发出的振动的任何材料。优选地，平板910是硬平板，并且可以是任何适当的材料，例如玻璃、塑料(聚丙烯酸脂、聚碳酸酯等)、木材、厚纸板、金属等。可以用任何适当的手段，例如使用粘合剂把换能器920A和920B结合到平板910。

当本发明的换能器被使用在感测触摸输入所引起或影响的振动的一个触摸启动式用户输入装置时，可以期望放置四个感测换能器，在限定一个接触表面的矩形平板的每一个角中放置一个。例如，图10示出振动感测触摸感测器1000的示意平面图，它包括在触摸板1010的每一个角放置一个的换能器1020A-1020D。换能器可被放置在触摸板1010的上面或下面。在示出的本实施例中，换能器1020A-1020D的每一个都被延长，各自的长轴与该平板的侧边形成接近45度角。这将能够在该器件对于输入振动响应中给出器件的对称测量。示例的换能器被延伸并且具有2∶1到5∶1的长宽比，换能器的各个极化区被沿着该换能器的长轴以并齐关系放置。在某些实施例中，换能器1020A-1020D的每一个都能被用于感测振动。在某些实施例中，换能器1020A-1020D的至少一个能被可用于发出振动。此外或可选地，一个或多个其他压电器件(未示出)可用于发出振动，例如作为专用功能，这种专用功能能够使得换能器1020A-1020D被专用于一种感测模式。

在如图9和10所示的某些实施例中，使用布线或铺设的导电径迹，例如印刷在机械联结了感测器的平板上的导电径迹，把信号传至换能器及从该换能器传出。某些情况下，通过在事实上增加该换能器的电容量，导线或径迹的电容能够起作用来降低压电换能器的输出电压。此效果能够通过在该换能器和信号传送布线或径迹之间添加放大器来克服。例如，放大器可被直接提供在结合了换能器的表面上，例如每一换能器提供一个放大器，该放大器靠近其对应的换能器放置。信号传送线或径迹能够通过放大器联结到换能器，方式是该放大器缓冲由该换能器产生的电压。这将能够大大降低电压灵敏度的潜在损耗。缓冲放大器还可以降低驱动该布线或印刷导电径迹的阻抗，可能依据噪声感应产生改善的性能。

本发明的压电换能器能被结合到表面，并以任何适当的方式电连接到信号载体。在换能器把两个终端电极都包括在器件的同一侧的情况下，可以期望把该换能器结合至一个表面，使得包括该终端电极的换能器的该侧被结合至该表面。能够提供例如布线或导电径迹的信号载体，使得在换能器被放置并结合到该表面时实现适当的电接触。能够通过使用导电材料来辅助电接触，例如使用焊剂、导电膏、诸如银填充环氧树脂的导电粘合剂等导电材料。一种适用的导电粘合剂的特别实例是聚合厚膜银环氧树脂墨，例如Ercon公司以商业名称ERCON 5600A/B销售的聚合厚膜银环氧树脂。某些情况下，导电粘合剂可被放置在换能器的每一个终端电极上，并且非导电粘合剂可被放置在该换能器底表面其余部分。非导电粘合剂的实例包括各种环氧树脂、氨基申酸乙酯、以及氰基丙烯酸盐(异氰酸盐)粘合剂。以其它情况，只能使用导电粘合剂。例如，导电粘合剂只能被放置在其中在换能器和信号载体之间实现电接触的那些区中。在此情况中，只将该换能器的选择部分结合到该表面。用在这种组合中的导电粘合剂的示例包括可从Epoxy Technology公司得到的、包括以商业名称E2001、EM127和H20E-PFC销售的银环氧树脂。在其它实施例中的，能够使用Z轴导电粘合剂，或各向异性的导电粘合剂。一种Z轴导电粘合剂能够被放置在选择的区中，或由换能器覆盖的整个区中。一个Z轴导电粘合剂提供了通过该粘合剂层厚度的电连接，并且实际防止了在该粘合剂层的平面中的电连接，以便抑制在终端电极和信号载体之间的串扰。

当制作振动感测触摸板装置时，可以提供支持振动传播的一个基片。该基片将成为用于该触摸板装置的触摸板。优选地，该基片是矩形的。该基片可在执行附加步骤之前被形成、定尺寸及切割，或可在放置了布线或导电径迹、本发明的换能器、可选的电连接物等的任何之一或全部之后再被切割成一定尺寸。可选地，该基片可被涂覆，以便提供一种抗炫目或抗反射的涂覆层、一个构造的表面或其它光学或另外的功能元件。

布线或导电径迹可被提供在基片上，从放置换能器的区引到能够制作电的连接的一个区，以便把该布线或导电径迹联结到控制器电子装置。可针对每一个换能器提供一对布线或径迹，每一对布线或径迹中的之一被设置来与每一个换能器的终端电极的一个或另一个电连接。在铺设该布线或径迹之前、之后或期间，可以施放可选择的导电材料来辅助制作一个电连接。例如，可将焊接剂、导电粘合剂、导电油脂、或其它适当的导电材料施放在基板上要实现接触的区中，或直接施放在该换能器的终端电极上。在把该换能器放置在选择的感测器区中之前，也可以把粘合剂材料施放在基片或换能器的之一或两者上，以便辅助换能器附着或结合到该基片，使得换能器能够机械地联结到该基片。该粘合剂材料可以是任何适当的粘合剂材料，并且可以要求进一步的通过加热、暴露在辐射下或其它手段的固化步骤。换能器随即能被放置在基片的选择区上并被固定。

具有连接到布线或铺设径迹的每一个的引线的电连接物可被连接到该触摸板。该连接物可被在该布线被铺设之前或之后连接，并且一种导电材料可被用于辅助该连接物的引线对该布线或铺设径迹的电连接。

图11示意地示出一种触摸感测器系统1100，它包括一个振动感测触摸感测器1110，该振动感测触摸感测器1110包括根据本发明的压电换能器。触摸感测器1110的压电换能器联结到电子控制器1120，电子控制器1120可被靠近该换能器放置(例如在同一个触摸板上或在连接到该触摸板的一个电路板上)或远离该换能器放置(例如在连接到该触摸感测器的计算机中的控制板上)。可选地，触摸感测器1110可被设置在显示器1130上，以便该显示器能够通过该触摸感测器1110观看。在其它实施例中，触摸感测器1110能够被远离该显示器1130放置，例如用于一个触摸板，该触摸板被使用来控制膝上计算机的显示屏上的光标。显示器1130可以是电子显示器，例如液晶显示器、有机场致发光显示器、发光二极管显示器、阴极射线管显示器、等离子显示器等等。显示器1130也可以包括静态图形或其它标记。

本发明不应局限于上述具体实例，而应该理解为覆盖如所附权利要求中合理涉及的所有方案。本专业技术人员将通过直接查阅本说明书而显见本发明可应用的各种改进、同等处理过程、以及诸多结构。

Claims

1.一种用户输入装置，包括：

触摸板；和

至少一个附着到所述触摸板的压电换能器，其特征在于：该压电换能器包括：并齐排列放置在该触摸板的一个表面上的串接的多个极化压电区，每一区具有由北极和南极定义的极化方向，每一区的极化方向垂直于该触摸板的表面，这些串接的区使得一个区的北极电连接到串接中的下一个区的南极。

2.权利要求1的用户输入装置，包括两个或多个压电换能器。

3.权利要求1的用户输入装置，其中该触摸板是矩形触摸板，并且包括至少四个压电换能器，其四个压电换能器之一被定位在该触摸板的每一个角上。

4.权利要求1的用户输入装置，其中至少一个压电换能器被构成来检测该触摸板中的振动。

5.权利要求4的用户输入装置，还包括控制器电子装置，该控制器电子装置被联结来从至少一个压电换能器接收信号，该控制器电子装置被构成来确定与该触摸板中的振动相关的信息。

6.权利要求5的用户输入装置，包括至少三个压电换能器，其中该控制器电子装置被联结来从该至少三个压电换能器接收信号。

7.权利要求6的用户输入装置，其中对该触摸板触摸而引起该触摸板中的振动时，控制器电子装置被构成用于确定对该触摸板的触摸位置。

8.权利要求1的用户输入装置，其中该至少一个压电换能器被构成用于将振动发送到该触摸板中。

9.权利要求1的用户输入装置，其中该至少一个压电换能器还包括分别电连接到第一和第二信号载体的第一和第二终端电极，该第一和第二终端电极用于对该换能器进行电信号的来往传送。

10.权利要求9的用户输入装置，其中该第一和第二信号载体之一通过一个放大器电连接到该换能器。