專利名稱：輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有接受按壓輸入的輸入單元的輸入設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來，作為接受用戶的輸入操作的輸入單元，在信息設(shè)備、家用電器設(shè)備等中廣泛地使用具有接受通過按壓觸摸面板、觸摸開關(guān)等進(jìn)行的輸入的板形輸入單元的輸入設(shè)備。 這種輸入單元包括各種類型的輸入單元，例如電阻膜類型和電容類型等等，但都接受手指或觸筆按壓輸入單元的輸入，并且，當(dāng)以與按壓按鈕相同的方式來按壓輸入單元時(shí)，輸入單元本身不改變。由此，當(dāng)接受按壓輸入時(shí)，操作者無法得到反饋。例如，當(dāng)使用具有觸摸面板的輸入設(shè)備時(shí)，由于如多次按壓相同位置之類的操作錯(cuò)誤，使得易于發(fā)生輸入錯(cuò)誤，這可能使操作者有壓力。為了防止這種輸入錯(cuò)誤，已知一種方法，通過對(duì)輸入操作進(jìn)行反饋，例如通過響應(yīng)于按壓輸入而產(chǎn)生聲音、改變顯示模式以改變?cè)陲@示單元上顯示的與按壓區(qū)域相對(duì)應(yīng)的輸入對(duì)象(如輸入按鈕)的顯示顏色、或者驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器，以聽覺、視覺或觸覺的方式確認(rèn)輸入操作。然而，這些反饋方法僅向操作者通知輸入已經(jīng)完成，但并未向操作者呈現(xiàn)“按壓” 按鈕開關(guān)的感覺。由此，當(dāng)觸摸面板被配置為包括信息設(shè)備(例如，如蜂窩電話之類的移動(dòng)終端、計(jì)算器和售票機(jī))的輸入鍵或者如微波爐和TV之類的家用電器設(shè)備的操作單元的輸入鍵，并且將上述反饋技術(shù)應(yīng)用于觸摸面板時(shí)，操作者使用該觸摸面板會(huì)感到不舒服。此外，在引起聽覺注意的反饋方法的情況下，在嘈雜的環(huán)境中難以確認(rèn)。如果正在使用的設(shè)備處于靜音狀態(tài)(例如，處于方式模式等等)，則該方法不起作用。此外在引起視覺注意的反饋方法的情況下，當(dāng)在顯示單元上顯示較小的輸入對(duì)象時(shí)，特別是在手指輸入的情況下，輸入對(duì)象隱藏在手指后面，并且可能難以確認(rèn)顯示模式的改變。備選地，作為另一種反饋方法，建議了以下方法其中，當(dāng)操作者按壓在具有觸摸面板的顯示設(shè)備的顯示面板上顯示的觸摸操作構(gòu)件(輸入對(duì)象)的顯示區(qū)域時(shí)，觸摸面板沿著與按壓方向相反的方向移動(dòng)，以及，當(dāng)按壓顯示區(qū)域的力等于或大于預(yù)定值時(shí)，觸摸面板沿著按壓方向移動(dòng)(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利未申公開No. 2005-9247
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題根據(jù)專利文獻(xiàn)1中公開的顯示設(shè)備，當(dāng)操作者利用等于或大于預(yù)定值的按壓力來按壓顯示面板上顯示的輸入對(duì)象時(shí)，觸摸面板沿著按壓方向移動(dòng)，從而操作者可以得到按壓觸摸面板的感覺。然而，由于觸摸面板被配置為與顯示面板一起移動(dòng)，因此該顯示設(shè)備可能造成移動(dòng)機(jī)制變得復(fù)雜并且整個(gè)設(shè)備尺寸增大的問題。此外，操作者僅可以得到按壓觸摸面板的感覺，但該反饋與按壓按鈕開關(guān)的感覺很不同。相應(yīng)地，鑒于這一點(diǎn)，做出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種輸入設(shè)備，具有足夠簡(jiǎn)單從而緊湊的配置，并能夠在操作者操作按壓類型輸入單元時(shí)，向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的真實(shí)按壓感覺。解決問題的手段為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的輸入設(shè)備包括輸入單元，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上產(chǎn)生浮力。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在根據(jù)第一方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上產(chǎn)生浮力。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，根據(jù)第一或第二方面的輸入設(shè)備還包括輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。此外，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第四方面的輸入設(shè)備包括顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象；輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入， 并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上產(chǎn)生浮力。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在根據(jù)第四方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上產(chǎn)生浮力。此外，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第六方面的輸入設(shè)備包括輸入單元，用于接受按壓輸入；
負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上生成壓膜效應(yīng)。 根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在根據(jù)第六方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上生成壓膜效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，根據(jù)第六或第七方面的輸入設(shè)備還包括輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。此外，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第九方面的輸入設(shè)備包括顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象；輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入， 并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上生成壓膜效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在根據(jù)第九方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上生成壓膜效應(yīng)。此外，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第十一方面的輸入設(shè)備包括輸入單元，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小輸入單元與按壓輸入單元的按壓物之間的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在根據(jù)第十一方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小按壓物與輸入單元之間的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，根據(jù)第十一或第十二方面的輸入設(shè)備還包括輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。此外，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第十四方面的輸入設(shè)備包括
顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象；輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及 控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入， 并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小輸入單元與按壓輸入單元的按壓物之間的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，在根據(jù)第十四方面的輸入設(shè)備中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小按壓物與輸入單元之間的摩擦力。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，振動(dòng)輸入單元以在按壓物上產(chǎn)生浮力，在按壓物上生成壓膜效應(yīng)，或者減小按壓物與輸入單元之間的摩擦力，使得輸入設(shè)備具有允許小型化的簡(jiǎn)單配置，并可以向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的按壓感覺。


圖1示意了按鈕開關(guān)的總體負(fù)載特性；圖2示意了如圖1所示按壓時(shí)的負(fù)載特性中負(fù)載和行程的時(shí)間變化；圖3示意了如圖1所示釋放時(shí)的負(fù)載特性中負(fù)載和行程的時(shí)間變化；圖4解釋了在利用手指來按壓板時(shí)按壓方向的研究結(jié)果；圖5解釋了產(chǎn)生壓膜效應(yīng)的原理；圖6是示意了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的示意配置的框圖；圖7示意了實(shí)現(xiàn)圖6所示的輸入設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)；圖8是示出了圖6所示的控制單元的操作的流程圖；圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的輸入設(shè)備的操作的流程圖；圖10是示意了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的輸入設(shè)備的示意配置的框圖；圖11是圖10所示的輸入設(shè)備的正視圖；圖12示意了本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)可變振動(dòng)幅度和評(píng)估分?jǐn)?shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；圖13示意了本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)可變振動(dòng)時(shí)間和評(píng)估分?jǐn)?shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；以及圖14示意了本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)可變振動(dòng)開始負(fù)載和評(píng)估分?jǐn)?shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)^ ο
具體實(shí)施例方式首先，在描述本發(fā)明的所述實(shí)施例之前，描述使用根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備呈現(xiàn)按壓感覺的方法的原理。作為在信息設(shè)備和家用電器設(shè)備中使用的按鈕開關(guān)，普遍已知例如金屬圓頂開關(guān)、浮凸開關(guān)、橡皮開關(guān)、觸覺開關(guān)等?？傮w上，這些一般按鈕開關(guān)具有如圖1所示的負(fù)載特性，根據(jù)開關(guān)類型，在按鈕的行程和所應(yīng)用的負(fù)載(按壓力)方面有一些區(qū)別。參照?qǐng)D1，按壓按鈕時(shí)的負(fù)載特性線中從點(diǎn)A至點(diǎn)B的時(shí)段指示從按壓按鈕時(shí)開始，負(fù)載幾乎與按壓成比例地增大。從點(diǎn)B至點(diǎn)C的時(shí)段指示在按鈕被按壓時(shí)，隨著如金屬圓頂之類的凸形彈性構(gòu)件彎曲，負(fù)載迅速減小。從點(diǎn)C至點(diǎn)D的時(shí)段指示在開關(guān)接觸點(diǎn)閉合時(shí)，負(fù)載幾乎與按壓成比例地增大。圖2示意了按壓時(shí)的負(fù)載特性中負(fù)載和行程的時(shí)間變化。此外，釋放按鈕時(shí)的負(fù)載特性具有一些滯后，但示出了與按壓按鈕時(shí)相反的改變。 即，從點(diǎn)D至點(diǎn)E的時(shí)段指示從釋放按鈕時(shí)開始，并且開關(guān)接觸點(diǎn)被保持為閉合時(shí)，負(fù)載幾乎與釋放成比例地減小。從點(diǎn)E至點(diǎn)F的時(shí)段指示在按鈕被釋放，并且從該時(shí)段開始開關(guān)接觸點(diǎn)打開時(shí)，隨著彈性構(gòu)件從彎曲狀態(tài)返回為凸形，負(fù)載迅速增大。從點(diǎn)F至點(diǎn)G的時(shí)段與從彈性構(gòu)件返回到其原始狀態(tài)時(shí)至手指從按鈕釋放時(shí)的時(shí)段相對(duì)應(yīng)，并指示負(fù)載幾乎與釋放成比例地減小。因此，如圖3所示，釋放時(shí)負(fù)載和行程的時(shí)間變化示出了與圖2所示相反的圖案。應(yīng)當(dāng)注意，參照?qǐng)D1所示的負(fù)載特性，按鈕的最大行程非常小，例如對(duì)于金屬圓頂開關(guān)、浮凸開關(guān)和觸覺開關(guān)來說等于或小于1mm，而對(duì)于橡皮開關(guān)來說等于或小于3mm。此夕卜，對(duì)于金屬圓頂開關(guān)、浮凸開關(guān)和觸覺開關(guān)，點(diǎn)B處的負(fù)載在IN至4N左右，而對(duì)于橡皮開關(guān)，點(diǎn)B處的負(fù)載在0. 5N左右。本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)各種類型的按鈕開關(guān)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)是圖1的從點(diǎn)B至點(diǎn)C 的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象(即在按壓按鈕的過程中負(fù)載迅速減小的現(xiàn)象)使得操作者識(shí)別出按壓感覺。 因此，給予按壓板形輸入單元的手指指尖的這種現(xiàn)象可以向操作者呈現(xiàn)按壓感覺。想到這一點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明人研究了操作者利用他或她的手指按壓板的方向。由此，如圖4所示，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使操作者預(yù)期沿著與板1的按壓方向(法線方向) 平行的方向，利用按壓板1的手指2來按壓板1，在精確的意義上，由于手指2的關(guān)節(jié)的效果等，操作者是沿著相對(duì)于法線方向偏移θ的方向按壓板1，因此，在與法線方向垂直的切線方向上發(fā)現(xiàn)按壓力成分。本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)人的手指指尖可以清楚地感覺到負(fù)載的改變，但無法清楚地檢測(cè)到小至上述3mm的行程差異；以及，沿輸入單元的切線方向少量滑動(dòng)的人手指指尖無法區(qū)分該現(xiàn)象是由滑動(dòng)引起的還是由行程的改變引起的。本發(fā)明的發(fā)明人注意到上述問題，進(jìn)行了積極的研究，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用手指來按壓板時(shí)，即使該板在法線方向上實(shí)際上幾乎沒有位移，也可以通過在按壓過程中在按壓該板的手指上生成壓膜效應(yīng)，從而產(chǎn)生浮力，并使沿與法線方向垂直的切線方向(平面方向)上的按壓力成分迅速減小，來表示按鈕開關(guān)的凸形彈性構(gòu)件彎曲變形時(shí)的感覺。換言之，當(dāng)對(duì)板施加的負(fù)載達(dá)到預(yù)定值時(shí)，振動(dòng)該板以在手指上生成壓膜效應(yīng)，這會(huì)在手指上產(chǎn)生浮力并減小該板與手指之間的摩擦阻力(摩擦力)，以允許手指指尖略微滑動(dòng)，從而可以向操作者提供負(fù)載迅速減小的錯(cuò)覺。通過這樣做，可以以與圖1中相同的方式表示按壓時(shí)的負(fù)載特性，從而可以向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的感覺。這里，壓膜效應(yīng)是指以下(產(chǎn)生壓膜的)現(xiàn)象當(dāng)相對(duì)于距離來說具有足夠大 面積的兩個(gè)平坦表面彼此迅速靠近時(shí)，這兩個(gè)平坦表面之間的流體層的壓力增大，并出現(xiàn)斥力。 該效應(yīng)減小了平坦表面之間的摩擦力。解釋該壓膜效應(yīng)的理論的典型示例包括聲學(xué)領(lǐng)域的Langevin的輻射壓力理論和潤(rùn)滑領(lǐng)域的壓膜壓力理論。這些理論使用超聲波范圍頻率來對(duì)振動(dòng)表面進(jìn)行振動(dòng)，并計(jì)算通過流體層(例如振動(dòng)表面上的空氣)出現(xiàn)的浮力。根據(jù)Langevin的輻射壓力理論，如圖5所示，通過以下公式(1)來表示作用在圓形體6上的浮力(擠壓力)&，圓形體6具有直徑a，處于以振動(dòng)幅度ξ進(jìn)行超聲波振動(dòng)的體5的振動(dòng)表面之上。應(yīng)當(dāng)注意，在公式(1)中，P ^表示參考狀態(tài)中的空氣密度，Ctl表示參考狀態(tài)中的聲速，h表示浮動(dòng)距離。
[公式1]Fl =⑷2 …⑴從上述公式(1)中顯而易見，擠壓力或浮動(dòng)力隨著振動(dòng)幅度的增大而增大。然而，根據(jù)壓膜壓力理論，通過以下公式(2)來表示圖5中作用于圓形體6上的擠壓力Fs。應(yīng)當(dāng)注意，在公式(2)中，γ表示比熱比，其他變量與公式(1)中相同。[公式2]Fs = “ΡΑ。2 ...(2)
2γ產(chǎn)生浮力的原因已知為隨著浮動(dòng)距離變得非常小，Langevin的輻射壓力改變?yōu)閴耗毫?。因此，從上述公?2)可以理解，在具有非常小浮動(dòng)距離的區(qū)域中，擠壓力隨著接觸面積(n a2)的增大而增大?；谏鲜隼碚摚?dāng)人的手指觸摸超聲波振動(dòng)體的表面時(shí)，在手指上生成擠壓效應(yīng)， 該效應(yīng)在手指上產(chǎn)生浮力，并且，手指與接觸表面之間的摩擦力減小。例如，假定當(dāng)用手指觸摸正常狀態(tài)中的體表面時(shí)，摩擦系數(shù)μ大約是2. 2，則當(dāng)以幅度2.5 μ m來對(duì)體表面進(jìn)行超聲波振動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)μ減小為大約0.5或更小。應(yīng)當(dāng)注意，壓膜效應(yīng)所生成的浮力不僅通過對(duì)體表面進(jìn)行超聲波振動(dòng)，而且通過以音頻對(duì)體表面進(jìn)行振動(dòng)而出現(xiàn)。這里，參照?qǐng)D4，假定沿相對(duì)于板1的法線方向偏移θ的方向上的壓力是F，則作用在法線方向上的力為Fcos θ。此外，假定板1與手指2之間的摩擦系數(shù)是μ，則作用在手指2上的摩擦力為μ Fcos θ。因此，當(dāng)滿足以下公式(3)時(shí)，手指2橫向滑動(dòng)，其位置改變。[公式3]μ < tan θ... (3)當(dāng)未振動(dòng)板1時(shí)，摩擦系數(shù)μ等于或大于2，從而不滿足上述公式(3)。原因在于 在正常操作中，θ值不太可能超過大約63°。然而，當(dāng)振動(dòng)板1以在手指2上生成壓膜效應(yīng)從而產(chǎn)生浮力時(shí)，摩擦系數(shù)μ減小，滿足上述公式(3)。因此，手指2沿著拉拽方向(圖 4中從左至右)滑動(dòng)。由于手指指尖力矩的關(guān)系，甚至手指沿拉拽方向的較小量滑動(dòng)也使 θ增大，因此上述公式(3)的右側(cè)增大。當(dāng)重復(fù)這種現(xiàn)象時(shí)，沿切線方向施加至手指指尖的摩擦力和沿法線方向出現(xiàn)在手指指尖上的力減小。如上所述，當(dāng)按壓板1時(shí)，在按壓過程中振動(dòng)板1以在手指2上生成壓膜效應(yīng)，以便產(chǎn)生浮力，從而減小板1與手指2之間的摩擦力。然后，手指指尖以較小量滑動(dòng)，這可以向操作者提供負(fù)載迅速減小的錯(cuò)覺。通過這樣做，可以以與圖1中相同的方式表示按壓時(shí)的負(fù)載特性，這可以向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的按壓感覺。根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備，基于以上分析，當(dāng)按壓板形按壓類型輸入單元以及在按壓過程中按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，振動(dòng)輸入單元以在按壓輸入單元的按壓物上生成壓膜效應(yīng)，以便產(chǎn)生浮力，從而向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的按壓感覺。以下將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例) 圖6是示意了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入設(shè)備的示意配置的框圖。輸入設(shè)備包括顯示面板11、觸摸面板12、負(fù)載檢測(cè)單元13、振動(dòng)單元14以及用于控制整個(gè)操作的控制單元15。顯示面板11構(gòu)成用于顯示輸入對(duì)象(如輸入按鈕)的顯示單元，并例如使用液晶顯示面板、有機(jī)EL顯示面板等來配置。觸摸面板12構(gòu)成用于接受對(duì)顯示面板11的按壓輸入的輸入單元，并例如使用如電阻膜類型和電容類型技術(shù)之類的公知技術(shù)來配置。負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)對(duì)觸摸面板12的按壓負(fù)載，并例如使用應(yīng)變傳感器來配置。振動(dòng)單元14振動(dòng)觸摸面板12，并例如使用Langevin類型超聲波換能器(壓電元件)來配置。圖7示意了實(shí)現(xiàn)圖6所示的輸入設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)。圖7A是其實(shí)質(zhì)部分的截面圖， 圖7B是其實(shí)質(zhì)部分的平面視圖。顯示面板11被容納和維持在外殼21中。顯示面板11上經(jīng)由由彈性構(gòu)件構(gòu)成的絕緣體22來支持觸摸面板12。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，顯示面板11和觸摸面板12被配置為在平面視圖中是矩形，顯示面板11上經(jīng)由在由圖 7B中的虛線所示的、顯示面板11的顯示區(qū)域A外的四角處布置的絕緣體22來支持觸摸面板12。外殼21具有上蓋23以覆蓋延伸至顯示面板11的顯示區(qū)域之外的觸摸面板12的表面區(qū)域。在上蓋23與觸摸面板12之間提供由彈性構(gòu)件構(gòu)成的絕緣體24。應(yīng)當(dāng)注意，觸摸板12使用如下結(jié)構(gòu)來配置例如，其上表面，即操作表面，由透明膜構(gòu)成，其后表面由玻璃構(gòu)成，并且，當(dāng)按壓操作表面時(shí)，根據(jù)按壓力，使該表面的透明膜以非常小的量彎曲(變形)。根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，通過在利用上蓋23覆蓋的每一側(cè)附近，在觸摸面板12 的表面上的透明膜上進(jìn)行接合等，來提供用于檢測(cè)施加至觸摸面板12的負(fù)載(按壓力)的應(yīng)變傳感器31。此外，通過在觸摸面板12的后側(cè)的玻璃表面上的兩個(gè)相對(duì)側(cè)附近分別進(jìn)行接合等，來提供用于對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)的Langevin類型超聲波換能器32。換言之，根據(jù)圖7所示的輸入設(shè)備，使用4個(gè)應(yīng)變傳感器31來配置圖6所示的負(fù)載檢測(cè)單元 13，并使用2個(gè)超聲波換能器32來配置振動(dòng)單元14。應(yīng)當(dāng)注意，圖7B并未示意圖7A所示的外殼21、上蓋23和絕緣體24。根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，控制單元15監(jiān)控對(duì)觸摸面板12的輸入，還監(jiān)控由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的負(fù)載。當(dāng)對(duì)觸摸面板12的輸入是對(duì)在顯示面板11上顯示的輸入對(duì)象的輸入，并且由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則(第三準(zhǔn)則) 時(shí)，控制單元15驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14以對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)，以便在按壓觸摸面板 12的按壓物(如手指或觸筆)上生成壓膜效應(yīng)。即，在按壓觸摸面板12的按壓物(如手指或觸筆)上產(chǎn)生浮力。換言之，減小了觸摸面板12與按壓觸摸面板12的按壓物(如手指或觸筆)之間的摩擦力。應(yīng)當(dāng)注意，負(fù)載檢測(cè)單元13根據(jù)來自4個(gè)應(yīng)變傳感器31的輸出的平均值來檢測(cè)負(fù)載。例如，振動(dòng)單元14同相地驅(qū)動(dòng)2個(gè)超聲波換能器32。
圖8是示出了根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備的控制單元15的操作的流程圖。更具體地，當(dāng)檢測(cè)到對(duì)觸摸面板12的輸入是對(duì)在顯示面板11上顯示的輸入對(duì)象的輸入，并且由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則(步驟S81)時(shí)，控制單元15在該時(shí)間點(diǎn)接受對(duì)觸摸面板12的輸入，并在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14以利用預(yù)定振動(dòng)幅度來對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)(步驟S82)。這使得在按壓觸摸面板12的按壓物上生成壓膜效應(yīng)。即，在按壓觸摸面板12的按壓物上產(chǎn)生浮力。換言之，減小了觸摸面板12 與按壓觸摸面板12的按壓物之間的摩擦力。這使操作者能得到按壓感覺并認(rèn)識(shí)到輸入操作已完成。這里，在圖8的步驟S81中檢測(cè)到的預(yù)定準(zhǔn)則與圖1和2所示的點(diǎn)B處的負(fù)載相對(duì)應(yīng)。在步驟S82中驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)時(shí)間與圖2所示的從點(diǎn)B至點(diǎn)C的時(shí)間tl 相對(duì)應(yīng)。即，可以根據(jù)按壓目標(biāo)按鈕開關(guān)時(shí)的負(fù)載特性，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置開始對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)的負(fù)載(按壓力)、超聲波振動(dòng)的振動(dòng)幅度和振動(dòng)時(shí)間。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，觸摸面板12用于進(jìn)行與輸入對(duì)象相對(duì)應(yīng)的輸入，施加至觸摸面板12的負(fù)載由負(fù)載檢測(cè)單元13來檢測(cè)。當(dāng)負(fù)載達(dá)到接受對(duì)觸摸面板 12的輸入的預(yù)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14以生成壓膜效應(yīng)。即，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14以產(chǎn)生浮力。換言之，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14以減小摩擦力。這使操作者能得到按壓感覺并認(rèn)識(shí)到輸入操作已完成。因此，操作者可以以與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的按壓感覺來舒服地操作觸摸面板12。此外，操作者可以以“按壓”觸摸面板12的感覺有意識(shí)地執(zhí)行輸入操作，從而可以簡(jiǎn)單地通過按壓來防止輸入錯(cuò)誤。此外，與專利文獻(xiàn)1不同，不需要與顯示面板一起移動(dòng)觸摸面板，從而，可以簡(jiǎn)化配置以及可以使整個(gè)設(shè)備變得緊湊。此外，操作者可以得到的不是通過移動(dòng)觸摸面板而按壓觸摸面板的感覺，而是真實(shí)的按壓按鈕開關(guān)的感覺。(第二實(shí)施例)當(dāng)操作按鈕開關(guān)時(shí)，不僅在按壓時(shí)而且在釋放時(shí)，從按鈕開關(guān)在手指上給出觸覺刺激。為了向操作者呈現(xiàn)比第一實(shí)施例更接近于操作按鈕開關(guān)的感覺的感覺(觸覺感覺)， 第二實(shí)施例向操作者提供釋放時(shí)的觸覺刺激，以使操作者能得到釋放按鈕的感覺。根據(jù)第二實(shí)施例的輸入設(shè)備，根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備中的控制單元15還如下進(jìn)行控制?？刂茊卧?5接受對(duì)觸摸面板12的按壓輸入，然后，當(dāng)從觸摸面板12釋放按壓物(如手指或觸筆)并且由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則(第四準(zhǔn)貝U)時(shí)，控制單元15控制對(duì)振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上生成壓膜效應(yīng)，也就是說，在按壓物上產(chǎn)生浮力，即，減小按壓物與觸摸面板12之間的摩擦力。圖9是示出了根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備的操作的流程圖。更具體地，控制單元15 執(zhí)行圖8所描述的步驟S81和步驟S82中的過程。然后，當(dāng)檢測(cè)到由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的負(fù)載減小并滿足預(yù)定準(zhǔn)則(第四準(zhǔn)則)(步驟S83)時(shí)，控制單元15在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14，以利用預(yù)定振動(dòng)幅度來對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)(步驟S84)。這里，假定在圖9的步驟S83中檢測(cè)到的預(yù)定準(zhǔn)則是圖1和3所示的點(diǎn)E處的負(fù)載。假定步驟S84中驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)時(shí)間是圖3所示的從點(diǎn)E至點(diǎn)F的時(shí)間t2。 應(yīng)當(dāng)注意，可以根據(jù)釋放目標(biāo)按鈕開關(guān)時(shí)的負(fù)載特性，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在釋放時(shí)開始進(jìn)行超聲波振動(dòng)的負(fù)載、振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)時(shí)間以及觸摸面板12的振動(dòng)幅度。因此，可以設(shè)置與按壓時(shí)相同的值。
如上所述，在釋放時(shí)利用預(yù)定負(fù)載在按壓物上生成壓膜效應(yīng)，也就是說，在按壓物上產(chǎn)生浮力，即，減小按壓物與觸摸面板12之間的摩擦力，使操作者能在釋放按鈕時(shí)得到觸覺刺激并得到釋放按鈕開關(guān)的感覺。因此，根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備可以向操作者呈現(xiàn)按壓時(shí)的按壓感覺和釋放時(shí)的釋放感覺，從而向操作者呈現(xiàn)比第一實(shí)施例更接近于按壓按鈕開關(guān)的感覺的感覺(觸覺感覺)。(第三實(shí)施例)圖10和11示 意了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的輸入設(shè)備。圖10是示意了其示意配置的框圖，圖11是其正視圖。將該輸入設(shè)備安裝在例如移動(dòng)終端上，如圖10所示，該輸入設(shè)備包括觸摸面板41，用作接受按壓輸入的輸入單元；位置檢測(cè)單元42，用于檢測(cè)對(duì)觸摸面板41的輸入位置；顯示面板43，用于基于由位置檢測(cè)單元42檢測(cè)到的輸入位置來顯示信息；負(fù)載檢測(cè)單元44，用于檢測(cè)對(duì)觸摸面板41的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元45，用于振動(dòng)觸摸面板41 ；以及控制單元46，用于控制整個(gè)操作。如圖11所示，通過印制或附著在觸摸面板41上，預(yù)先形成了多個(gè)輸入對(duì)象41a，如數(shù)字按鍵。為了防止由于同時(shí)按壓多個(gè)相鄰輸入對(duì)象41a而導(dǎo)致的輸入錯(cuò)誤，將接受輸入的有效按壓區(qū)域設(shè)置為比個(gè)體輸入對(duì)象41a的區(qū)域更窄。參照?qǐng)D10，負(fù)載檢測(cè)單元44和振動(dòng)單元45使用應(yīng)變傳感器和Langevin類型超聲波換能器，并且被配置為分別以與圖7所示的輸入設(shè)備相同的方式，檢測(cè)對(duì)觸摸面板41的按壓負(fù)載和振動(dòng)觸摸面板41。根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，控制單元46監(jiān)控對(duì)觸摸面板41的輸入和由負(fù)載檢測(cè)單元44檢測(cè)到的負(fù)載以及由位置檢測(cè)單元42檢測(cè)到的對(duì)觸摸面板41的輸入位置。當(dāng)位置檢測(cè)單元42檢測(cè)到輸入對(duì)象在其有效按壓區(qū)域中的輸入位置，并且由負(fù)載檢測(cè)單元44 檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受由觸摸面板41檢測(cè)到的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則(第一準(zhǔn)則)時(shí)，振動(dòng)單元45振動(dòng)觸摸面板41，以在按壓觸摸面板41的按壓物(如手指或觸筆)上生成壓膜效應(yīng)。即，在按壓觸摸面板41的按壓物(如手指或觸筆)上產(chǎn)生浮力。換言之，減小了觸摸面板41與按壓觸摸面板41的按壓物(如手指或觸筆)之間的摩擦力。此外，控制單元46 接受由觸摸面板41檢測(cè)到的輸入，并根據(jù)對(duì)顯示面板43的輸入來進(jìn)行顯示。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的輸入設(shè)備，在觸摸面板41上形成期望的輸入對(duì)象41a。 當(dāng)按壓其有效按壓區(qū)域，然后按壓負(fù)載達(dá)到接受對(duì)觸摸面板41的輸入的預(yù)定值時(shí)，采用與根據(jù)第一實(shí)施例的輸入設(shè)備相同的方式，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元45以生成壓膜效應(yīng)。即，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元45以產(chǎn)生浮力。換言之，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元45以減小摩擦力。這使操作者能得到按壓感覺并認(rèn)識(shí)到輸入操作已完成。因此，操作者可以以與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的按壓感覺舒服地執(zhí)行對(duì)觸摸面板41的輸入操作。此外，操作者可以以“按壓”觸摸面板41的感覺有意識(shí)地執(zhí)行輸入操作，從而可以簡(jiǎn)單地通過進(jìn)行按壓來防止輸入錯(cuò)誤。此外，僅需要可振動(dòng)地配置觸摸面板41，從而，不需要可移動(dòng)地配置整個(gè)觸摸面板41。因此，可以簡(jiǎn)化配置以及可以使整個(gè)設(shè)備變得緊湊。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)第三實(shí)施例的輸入設(shè)備，當(dāng)按壓觸摸面板41時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元 45的驅(qū)動(dòng)。然而，接受對(duì)觸摸面板41的輸入，然后，從觸摸面板41釋放按壓物(如手指或觸筆)。此時(shí)，在按壓物上生成壓膜效應(yīng)，也就是說，在按壓物上產(chǎn)生浮力，即，減小按壓物與觸摸面板41之間的摩擦力，也使操作者能在釋放按鈕時(shí)得到觸覺刺激并得到釋放按鈕開關(guān)的感覺。在這種情況下，當(dāng)檢測(cè)到由負(fù)載檢測(cè)單元44檢測(cè)到的負(fù)載減小并達(dá)到預(yù)定準(zhǔn)則(第二準(zhǔn)則)時(shí)，采用與第二實(shí)施例中 所述的輸入設(shè)備相同的方式，振動(dòng)單元45振動(dòng)觸摸面板41以生成壓膜效應(yīng)。S卩，產(chǎn)生浮力。換言之，減小摩擦力。以下，根據(jù)上述各個(gè)實(shí)施例的輸入設(shè)備，描述開始對(duì)觸摸面板進(jìn)行振動(dòng)的負(fù)載 (按壓力)、振動(dòng)幅度和振動(dòng)時(shí)間的優(yōu)選實(shí)施例。例如，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)在市場(chǎng)上可得的移動(dòng)終端中廣泛使用的金屬圓頂開關(guān)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)在依賴于終端類型的一些變型中，金屬圓頂開關(guān)具有以下負(fù)載特性當(dāng)將預(yù)定負(fù)載0.98N(100gf)或更大施加至該金屬圓頂開關(guān)時(shí)，負(fù)載迅速減小。此外，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)圖6和7所示的輸入設(shè)備進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，使得當(dāng)開始按壓觸摸面板12并且負(fù)載達(dá)到預(yù)定值(例如大約0. 98N)時(shí)，以振動(dòng)頻率28. 2KHz、利用振動(dòng)幅度4 μ m或更大、在16ms至 24ms范圍的振動(dòng)時(shí)間內(nèi)，對(duì)觸摸面板12進(jìn)行超聲波振動(dòng)。由此，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)可以向操作者呈現(xiàn)與操作金屬圓頂開關(guān)的感覺相同的“按壓”感覺。此外，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)在以2N或更小負(fù)載開始超聲波振動(dòng)時(shí)，可以向操作者呈現(xiàn)適當(dāng)按壓感覺。應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)從觸摸面板12釋放手指時(shí)， 在與按壓觸摸面板12時(shí)相同的條件下驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14。圖12至14示出了評(píng)估結(jié)果。應(yīng)當(dāng)注意，假定振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形是正弦波。圖12示意了以開始驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14時(shí)的0. 98N的負(fù)載、在20ms振動(dòng)時(shí)間內(nèi)、利用2.0μπι與6.0μπι之間可變的振動(dòng)幅度的實(shí)驗(yàn)的評(píng)估結(jié)果。這里，評(píng)估者是習(xí)慣使用移動(dòng)終端的20多歲的3個(gè)男性，評(píng)估項(xiàng)目為是否得到“按壓感覺”(由實(shí)線示出)以及是否得到“良好的觸覺感覺”(由虛線示出)。作為評(píng)估項(xiàng)目“按壓感覺”的評(píng)估分?jǐn)?shù)，點(diǎn)1指示 “未感覺到”，點(diǎn)3指示“感覺到”，點(diǎn)5指示“強(qiáng)烈地感覺到”；作為評(píng)估項(xiàng)目“良好的觸覺感覺”的評(píng)估分?jǐn)?shù)，點(diǎn)1指示“不好”，點(diǎn)3指示“一般”，點(diǎn)5指示“良好”；分別示出了平均點(diǎn)。從圖12中顯而易見，當(dāng)振動(dòng)幅度等于或大于4 μ m時(shí)，評(píng)估較高，操作者可以得到按壓感覺；但是當(dāng)振動(dòng)幅度小于4μπι時(shí)，評(píng)估較低，操作者無法得到足夠的按壓感覺。認(rèn)為原因是小于4 μ m的振動(dòng)幅度無法生成足以使操作者得到按壓感覺的壓膜效應(yīng)。圖13示意了以開始驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元14時(shí)的0. 98N的負(fù)載、WiOym振動(dòng)幅度、在 IOms與40ms之間可變的振動(dòng)時(shí)間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)的評(píng)估結(jié)果。評(píng)估者、評(píng)估項(xiàng)目和評(píng)估分?jǐn)?shù)與圖 12的情況相同。從圖13中顯而易見，當(dāng)振動(dòng)時(shí)間處于16ms與24ms之間時(shí)，評(píng)估者可以得到按壓感覺。根據(jù)該結(jié)果，當(dāng)振動(dòng)時(shí)間比16ms短時(shí)，即使生成了壓膜效應(yīng)，評(píng)估者也無法得到“力量迅速減小的感覺”；以及，當(dāng)振動(dòng)時(shí)間比24ms長(zhǎng)時(shí)，由于“力量迅速減小”的時(shí)間段太長(zhǎng)， 評(píng)估者會(huì)感覺到不舒服，從而，評(píng)估者不太可能得到按壓感覺。圖14示意了以振動(dòng)幅度4. 0 μ m、在20ms振動(dòng)時(shí)間內(nèi)、利用0. 5N與3. ON之間可變的開始振動(dòng)時(shí)的負(fù)載而進(jìn)行的對(duì)振動(dòng)單元14的實(shí)驗(yàn)的評(píng)估結(jié)果。評(píng)估者、評(píng)估項(xiàng)目和評(píng)估分?jǐn)?shù)與圖12和13的情況相同。從圖14中顯而易見，如果在由負(fù)載檢測(cè)單元13檢測(cè)到的負(fù)載等于或小于2N時(shí)開始對(duì)振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)，則評(píng)估較高，操作者可以得到按壓感覺。然而，如果在檢測(cè)到超過2N的負(fù)載時(shí)開始對(duì)振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)，則操作者幾乎不能得到按壓感覺。認(rèn)為原因是 2N或更大的負(fù)載增大觸摸面板12的平面方向上的力量成分；在該狀態(tài)下，由于摩擦阻力減小，生成壓膜效應(yīng)增大手指的移位；因此，評(píng)估者感覺到不舒服。
應(yīng)當(dāng)注意，關(guān)于觸摸面板12的振動(dòng)頻率，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)能夠產(chǎn)生浮力的任何頻率(不限于超聲波頻率28. 2KHz)可以生成相同結(jié)果。關(guān)于振動(dòng)單元14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形，本發(fā)明的發(fā)明人還已經(jīng)確認(rèn)能夠振動(dòng)觸摸面板12的任何波形(不僅正弦波，還有矩形波和鋸齒波)可以生成相同結(jié)果。從以上評(píng)估結(jié)果中顯而易見，在當(dāng)以4μπι或更大的振動(dòng)幅度、在16ms與24ms之間的振動(dòng)時(shí)間內(nèi)施加0. 98N或更多以及2N或更少的預(yù)定負(fù)載時(shí)對(duì)觸摸面板進(jìn)行超聲波振動(dòng)的條件下，根據(jù)應(yīng)用于移動(dòng)終端的上述各個(gè)實(shí)施例的輸入設(shè)備可以向操作者呈現(xiàn)與操作金屬圓頂開關(guān)的感覺相同的按壓感覺。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例，而是可以進(jìn)行多種修改或變更。例如，可以使用任何數(shù)目的應(yīng)變傳感器來配置負(fù)載檢測(cè)單元，并且，只要負(fù)載檢測(cè)單元可以基于從觸摸面板輸出的信號(hào)來檢測(cè)負(fù)載，就可以不使用應(yīng)變傳感器來配置負(fù)載檢測(cè)單元。此外，可以使用任何數(shù)目的換能器(壓電元件)來配置振動(dòng)單元，并且，還可以通過在觸摸面板的操作表面的整個(gè)表面上提供透明壓電元件來配置振動(dòng)單元。此外，本發(fā)明的預(yù)定準(zhǔn)則可以在每種情況下不同，或者可以相同。例如，根據(jù)第二實(shí)施例的預(yù)定準(zhǔn)則(第四準(zhǔn)則)可以被設(shè)置為低于根據(jù)第一實(shí)施例的預(yù)定準(zhǔn)則(第三準(zhǔn)則)。當(dāng)在釋放時(shí)的預(yù)定準(zhǔn)則(第四準(zhǔn)則) 被設(shè)置為低于在按壓時(shí)的預(yù)定準(zhǔn)則(第三準(zhǔn)則)時(shí)，可以不失敗地向按壓物呈現(xiàn)按壓感覺， 然后向按壓物呈現(xiàn)釋放感覺。此外，本發(fā)明可以有效地應(yīng)用于輸入單元作用開關(guān)的輸入設(shè)備。此外，在按壓輸入單元的同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備可以基于不同準(zhǔn)則(負(fù)載)來順序地生成壓膜效應(yīng)，從而提供多級(jí)開關(guān)(例如兩級(jí)開關(guān))(半程按壓然后完全按壓)的負(fù)載特性。如果其應(yīng)用于攝像機(jī)的快門釋放按鈕，則實(shí)現(xiàn)聚焦鎖定(半程按壓)和釋放(完全按壓)。與顯示單元相結(jié)合，可以根據(jù)按壓的 級(jí)數(shù)來多樣地改變?nèi)绮藛纹聊恢惖娘@示。此外，為了提供多級(jí)開關(guān)的負(fù)載特性，還可以改變輸入單元針對(duì)每一級(jí)的振動(dòng)幅度和振動(dòng)時(shí)間，以向操作者呈現(xiàn)每一級(jí)的不同按壓感覺。此外，本發(fā)明在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)單元。這里，由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)的時(shí)刻可以是由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載達(dá)到接受輸入的預(yù)定值時(shí)的時(shí)刻、可以是由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載超過接受輸入的預(yù)定值時(shí)的時(shí)刻、或者可以是負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到接受輸入的預(yù)定值時(shí)的時(shí)刻。參考標(biāo)記列表11顯示面板12觸摸面板13負(fù)載檢測(cè)單元14振動(dòng)單元15控制單元21 外殼22絕緣體23 上蓋24絕緣體
31應(yīng)變傳感器32超聲波換能器41觸摸面板 41a輸入對(duì)象42位置檢測(cè)單元43顯示單元44負(fù)載檢測(cè)單元45振動(dòng)單元46控制單元
權(quán)利要求
1.一種輸入設(shè)備，包括 輸入單元，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上產(chǎn)生浮力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以在按壓物上產(chǎn)生浮力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸入設(shè)備，還包括 輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。
4.一種輸入設(shè)備，包括顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象； 輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入； 負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入，并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以在按壓輸入單元的按壓物上產(chǎn)生浮力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以在按壓物上產(chǎn)生浮力。
6.一種輸入設(shè)備，包括 輸入單元，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元的按壓物上生成壓膜效應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸入設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以在按壓物上生成壓膜效應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的輸入設(shè)備，還包括 輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。
9.一種輸入設(shè)備，包括顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象； 輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入； 負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入，并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以在按壓輸入單元的按壓物上生成壓膜效應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸入 設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以在按壓物上生成壓膜效應(yīng)。
11.一種輸入設(shè)備，包括 輸入單元，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小輸入單元與按壓輸入單元的按壓物之間的摩擦力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸入設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小按壓物與輸入單元之間的摩擦力。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的輸入設(shè)備，還包括 輸入對(duì)象，形成在輸入單元上；以及位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的輸入位置；其中，當(dāng)位置檢測(cè)單元檢測(cè)到在形成輸入對(duì)象的位置處的輸入位置時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)。
14.一種輸入設(shè)備，包括顯示單元，用于顯示輸入對(duì)象； 輸入單元，用于接受對(duì)顯示單元的按壓輸入； 負(fù)載檢測(cè)單元，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元的按壓負(fù)載； 振動(dòng)單元，用于振動(dòng)輸入單元；以及控制單元，用于在對(duì)輸入單元的輸入是對(duì)在顯示單元上顯示的輸入對(duì)象的輸入，并且由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)， 以減小輸入單元與按壓輸入單元的按壓物之間的摩擦力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輸入設(shè)備，其中，當(dāng)控制單元接受對(duì)輸入單元的輸入，并且然后由負(fù)載檢測(cè)單元檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制單元控制對(duì)振動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，以減小按壓物與輸入單元之間的摩擦力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輸入設(shè)備，具有足夠簡(jiǎn)單從而緊湊的配置，并能夠在操作者操作按壓類型輸入單元時(shí)向操作者呈現(xiàn)與操作按鈕開關(guān)的感覺相同的真實(shí)按壓感覺。所述輸入設(shè)備包括輸入單元(12)，用于接受按壓輸入；負(fù)載檢測(cè)單元(13)，用于檢測(cè)對(duì)輸入單元(12)的按壓負(fù)載；振動(dòng)單元(14)，用于振動(dòng)輸入單元(12)；以及控制單元(15)，用于在由負(fù)載檢測(cè)單元(13)檢測(cè)到的按壓負(fù)載滿足接受對(duì)輸入單元(12)的輸入的預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，控制對(duì)振動(dòng)單元(14)的驅(qū)動(dòng)，以在按壓輸入單元(12)的按壓物上產(chǎn)生浮力。
文檔編號(hào)G06F3/041GK102246127SQ20098014939
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者田代郁, 鹽川雄太, 青野智剛 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社