專利名稱：輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由手指等對操作面進行操作時從振動產(chǎn)生構(gòu)件向操作面賦予振動的輸入裝置，尤其是涉及一種能夠有效地對操作面賦予振動的輸入裝置。
背景技術(shù)：
在專利文獻I所記載的便攜用電子設(shè)備中，能夠通過手指來操作觸摸式輸入面板。觸摸式輸入面板被支承在機架上，在覆蓋機架的背部的蓋構(gòu)件與所述機架之間配置有振動器，由振動器產(chǎn)生的振動向觸摸式輸入面板賦予。在專利文獻2所記載的輸入裝置中，在表面具有觸摸面板的顯示機構(gòu)經(jīng)由彈性支承構(gòu)件而被支承在箱體上。在顯示機構(gòu)中安裝有激勵機構(gòu)，激勵機構(gòu)在與觸摸面板的面交叉的方向上振動。本發(fā)明通過使從激勵機構(gòu)賦予給顯示機構(gòu)的振動的節(jié)間的距離與顯示機構(gòu)的寬度尺寸一致，來增大顯示機構(gòu)的振動的振幅。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:日本特開2010-108210號公報專利文獻2:日本特開2006-139371號公報發(fā)明的概要發(fā)明所要解決的課題專利文獻I所記載的便攜型電子設(shè)備為振動器夾在機架與蓋構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)，因此，從振動器發(fā)出的振動主要向機架和蓋構(gòu)件傳遞，賦予給觸摸式輸入面板的振動的強度降低。因而，通過接觸于觸摸式輸入面板的手指所感覺到的振動非常弱。另外，為了對觸摸式輸入面板賦予適度的強度的振動，需要設(shè)置輸出較大的大型的振動器。專利文獻2所記載的輸入裝置只能使具有觸摸面板的顯示機構(gòu)在與操作面正交的方向上振動。當向接觸于觸摸面板的表面的手指賦予的振動僅為垂直的方向時，難以對手指賦予最佳的操作反力。另外，在專利文獻I和專利文獻2中，通過振動器或激勵機構(gòu)只能夠賦予單一的模式的振動，無法對操作面賦予多樣化的振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有的課題而作出的，其目的在于，提供一種能夠有效地向接觸于操作面的手指賦予振動的輸入裝置。進而，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠有效地對操作面賦予兩種類型的振動的輸入裝置。用于解決課題的手段本發(fā)明提供 一種輸入裝置，其設(shè)有:操作面；檢測對所述操作面的操作的檢測構(gòu)件；對所述操作面賦予振動的振動產(chǎn)生構(gòu)件，
所述輸入裝置的特征在于，還設(shè)有:支承基臺；在所述支承基臺上經(jīng)由第一彈性構(gòu)件而設(shè)置成振動自如的可動部，所述可動部包括所述操作面、所述檢測構(gòu)件及所述振動產(chǎn)生構(gòu)件，所述振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部在沿著所述操作面的方向上振動時的固有頻率一致的振動。本發(fā)明的輸入裝置中，具有操作面的可動部在沿著操作面的面的方向上振動。在使手指觸碰操作面時，與朝向手指的垂直方向的振動相比，沿著操作面的面的方向的振動更能夠使手指敏感地感覺到振動。通過由振動產(chǎn)生構(gòu)件使動作面在沿著面的方向上共振，從而容易對操作操作面的手指作用操作反力。本發(fā)明也可以構(gòu)成為，所述可動部具有:由所述第一彈性構(gòu)件支承的可動基臺；設(shè)有所述操作面、所述檢測構(gòu)件及所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的可動面板，在所述可動基臺上經(jīng)由第二彈性構(gòu)件而將所述可動面板支承為振動自如，所述振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部整體的固有頻率一致的第一頻率的振動和與所述可動面板的固有頻率一致的第二頻率的振動。例如，在所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的作用下，所述可動部整體在沿著所述操作面的方向上振動，所述可動面板在與所述操作面交叉的方向上振動。如上所述，通過使可動部整體以第一頻率共振，并使可動面板以第二頻率共振，能夠使接觸于操作面的手指感覺到兩種類型的振動。

本發(fā)明也可以構(gòu)成為，在所述可動面板上搭載有檢測對所述操作面操作的操作位置的第一檢測構(gòu)件，在所述可動基臺上設(shè)有檢測對所述可動面板賦予的按壓力的第二檢測構(gòu)件，所述振動產(chǎn)生構(gòu)件被固定在所述可動面板上?？蓜用姘褰?jīng)由第二彈性構(gòu)件而支承在可動基臺上，因此，在由手指按壓可動面板時，能夠使可動面板位移而使第二檢測構(gòu)件動作?？蓜用姘褰?jīng)由第二彈性構(gòu)件而支承在可動基臺上，由此能夠使第二檢測構(gòu)件動作，但由于可動部整體的固有頻率與可動面板的固有頻率不同，故在使可動部整體以第一頻率在操作面的面方向上振動時，能夠使可動面板追隨該振動而在面方向上振動。本發(fā)明優(yōu)選的是，所述支承基臺的質(zhì)量比所述可動部整體的質(zhì)量大。通過增大支承基臺的質(zhì)量，在支承基臺上使可動部共振時，其振動難以傳遞給支承基臺。因而，能夠有效地將由振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的振動賦予給操作面。接著，本發(fā)明提供一種輸入裝置，其特征在于，具有可動部，該可動部經(jīng)由第一彈性構(gòu)件而被支承在作為殼體的支承基臺上，所述可動部具有:可動基臺；經(jīng)由第二彈性構(gòu)件而被支承在所述可動基臺上的可動面板，在所述可動面板上設(shè)有操作面和檢測對所述操作面操作的操作位置的第一檢測構(gòu)件，在所述可動基臺上設(shè)有檢測對所述可動面板賦予的按壓力的第二檢測構(gòu)件，所述輸入裝置還設(shè)有振動產(chǎn)生構(gòu)件，該振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部整體的固有頻率一致的第一頻率的振動和與所述可動面板的固有頻率一致的第二頻率的振動。在上述輸入裝置中，也可以構(gòu)成為，所述振動產(chǎn)生構(gòu)件被固定在所述可動面板上，在所述可動基臺與所述振動產(chǎn)生構(gòu)件之間設(shè)有第三彈性構(gòu)件。
進而，在所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的作用下，所述可動部整體在沿著所述操作面的方向上振動，所述可動面板在與所述操作面交叉的方向上振動。發(fā)明效果本發(fā)明的輸入裝置能夠?qū)Σ僮髅嬗行У刭x予由振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生的振動。另外，還能夠?qū)Σ僮髅尜x予兩種類型的振動。進而，在設(shè)有檢測對操作面操作的操作位置的第一檢測構(gòu)件和檢測向操作面按壓的按壓力的第二檢測構(gòu)件的結(jié)構(gòu)中，由于操作面向按壓方向動作，故能夠通過第二檢測構(gòu)件高靈敏度地檢測按壓力，并且，能夠以不干涉的狀態(tài)有效地賦予操作面的面方向上的振動和與面交叉的方向上的振動。


圖1是本發(fā)明的實施方式的輸入裝置的立體圖。圖2是表示圖1所示的輸入裝置的主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分解立體圖。圖3是通過II1-1II線將圖1所示的輸入裝置剖切而得到的剖視圖。圖4是用于說明輸入裝置的振動模型的示意圖。圖5是在本發(fā)明的實施方式的輸入裝置所采用的振動產(chǎn)生構(gòu)件的分解立體圖。圖6是表示圖5所示的 振動產(chǎn)生構(gòu)件的振動體和彈性支承構(gòu)件的底面圖。圖7是圖6的VI1-VII線的剖視圖。圖8是構(gòu)成振動產(chǎn)生構(gòu)件的彈性支承構(gòu)件的放大俯視圖。圖9是表示構(gòu)成振動產(chǎn)生構(gòu)件的磁驅(qū)動部的磁鐵的配置的說明圖。圖10是用于驅(qū)動振動產(chǎn)生構(gòu)件的驅(qū)動電路部的框圖。附圖符號說明I 輸入裝置Id顯示.操作面2 下部殼體(支承基臺)3 上部殼體(支承基臺)4 收納空間5 可動部6 第一彈性構(gòu)件7 面板組裝體8 第二彈性構(gòu)件9 第三彈性構(gòu)件10 箱體20振動體21 磁芯22 磁軛30支承體33彈性支承構(gòu)件36第一彈性變形部
39第二彈性變形部40磁驅(qū)動部41線圈42a,42b磁場產(chǎn)生構(gòu)件51可動基臺66彈性變形部71可動面板72第一檢測構(gòu)件73顯示構(gòu)件74蓋面板80振動產(chǎn)生構(gòu)件91第二檢測構(gòu)件
具體實施例方式圖1所示的輸入裝置I作為便攜用的媒體播放機、各種電子設(shè)備的遠程控制器、便攜用的游戲設(shè)備、便攜用的通信設(shè)備、便攜用的信息處理裝置等而被使用。輸入裝置I具有·前表面la、背面Ib及覆蓋四個側(cè)部的側(cè)面Ic而構(gòu)成為由手能夠保持的大小。在前表面Ia的中央部設(shè)有顯示.操作面Id。在顯示 操作面Id中顯示數(shù)字鍵、鍵盤或者菜單顯示等畫面，通過使手指觸碰顯示.操作面1山來進行各種輸入操作。
如圖2所示，輸入裝置I具有成為支承基臺的下部殼體2和上部殼體3。下部殼體2由合成樹脂材料形成，其外表面構(gòu)成所述背面Ib和所述側(cè)面Ic的下部分。上部殼體3由合成樹脂材料形成，且設(shè)置成覆蓋下部殼體2的上部的開口部。上部殼體3的外表面構(gòu)成所述前表面Ia與所述側(cè)面Ic的上方的一部分。在上部殼體3開設(shè)有窗部3a，所述顯示.操作面Id配置在該窗部3a的內(nèi)部。在組合下部殼體2和上部殼體3而成的主體殼體的內(nèi)部形成有收納空間4，在該收納空間4內(nèi)收納有電路基板、電池。根據(jù)需要而在所述收納空間4的內(nèi)部固定有金屬制的加強板，由于該加強板、所述電路基板及電池，而成為支承基臺的下部殼體2及上部殼體3的質(zhì)量增加。在所述收納空間4的內(nèi)部收納有可動部5。可動部5具有由合成樹脂或輕金屬形成的可動基臺51，且在可動基臺51之上搭載有各種構(gòu)件。在下部殼體2的收納空間4中一體形成有從底壁2a立起的多個支承凸部2b，在該支承凸部2b上固定有一對第一彈性構(gòu)件6、6?？蓜硬?的可動基臺51由第一彈性構(gòu)件6、6支承為在作為基臺的一部分的下部殼體2上能夠朝向X方向自由振動。第一彈性構(gòu)件6由金屬的板簧材料形成。第一彈性構(gòu)件6具有基部固定片61。在基部固定片61的緣部上設(shè)有朝向上方的彎折部62，從而使基部固定片61的剛性得到提高。在基部固定片61的多個部位形成有安裝孔63，基部固定片61設(shè)置在支承凸部2b之上，且通過向所述安裝孔63插入的固定螺釘而固定在支承凸部2b上。在第一彈性構(gòu)件6設(shè)有上部連結(jié)片64，在上部連結(jié)片64的多個部位開設(shè)有安裝孔65。上部連結(jié)片64設(shè)置在可動部5的可動基臺51的下表面，且通過將安裝孔65螺紋固定或緊固安裝于可動基板51的下表面而被固定。在第一彈性構(gòu)件6中，在基部固定片61與上部連結(jié)片64之間設(shè)有彈性變形部66。彈性變形部66與Y-Z面平行地設(shè)置。由第一彈性構(gòu)件6支承的可動部5主要能夠向沿著顯示 操作面Id的面的方向即X方向振動。在彈性變形部66上形成有狹縫66a、66b及缺口部66c，對彈性變形部66的彈性模量進行調(diào)整，來設(shè)定可動部5整體向X方向振動時的固有頻率。在該實施方式中，可動部5整體的向X方向的振動的固有頻率設(shè)定為160Hz。如圖2所示，在可動部5中，在可動基臺51之上設(shè)有面板組裝體7。面板組裝體7具有由合成樹脂或輕金屬形成的可動面板71。在所述可動基臺51的上表面的周圍部設(shè)有第二彈性構(gòu)件8，在可動基臺51上，所述可動面板71經(jīng)由第二彈性構(gòu)件8而被支承為振動自如。在面板組裝體7中，在可動面板71上固定有第一檢測構(gòu)件72。第一檢測構(gòu)件72為靜電電容型，從而能夠檢測接觸于顯示.操作面Id的手指的位置。第一檢測構(gòu)件72中，在作為基材的樹脂片上設(shè)有沿著X方向延伸的多個X掃描電極和沿著Y方向延伸的多個Y掃描電極，且各個掃描電極彼此絕緣配置。從驅(qū)動電路對X掃描電極與Y掃描電極依次賦予脈沖狀的電壓。當對任一個X掃描電極賦予脈沖狀的電壓時，在其上升和下降的時間，短時電流流過Y掃描電極。當手指觸碰顯示.操作面Id而對與該手指接近的X掃描電極賦予脈沖狀的電壓時，在其上升和下降的時間，大量的電流流過手指，流過Y掃描電極的電流值降低。通過對由Y掃描電極所檢測的電流進行監(jiān)控，來檢測在對哪一個X掃描電極賦予電壓時所述電流是否變化，由此來求出手指所接觸的部位的X坐標。同樣地，在對Y掃描電極依次賦予電壓時，通過對流過X掃描電極的電流值的變化進行監(jiān)控，來求出手指所接觸的 部位的Y坐標。在第一檢測構(gòu)件72的前表面固定有顯示構(gòu)件73。顯示構(gòu)件73為顯示片。顯示構(gòu)件中，在PET片等的透光性片上印刷有數(shù)字鍵、鍵盤或者菜單顯示等，從與凹部73a對置的發(fā)光二極管等的光源向透光性片內(nèi)導(dǎo)入光，從而數(shù)字鍵、鍵盤或者菜單顯示等能夠可見。另外，顯示構(gòu)件73也可以為如電發(fā)光面板、電致彩色發(fā)光面板、或者液晶面板那樣的、能夠使顯示圖像變化的構(gòu)件。在顯示構(gòu)件73的前表面固定有蓋面板74。蓋面板74由PET片或聚碳酸酯等的透光性材料形成。蓋面板74的中央的四角的區(qū)域為透光部74a，該透光部74a的表面成為所述顯示.操作面Id。蓋面板74的透光部74a的周圍成為通過印刷或涂裝等而被著色的框狀的非透光部74b。在可動面板71的前表面上經(jīng)由透光性的粘合劑而分別固定有第一檢測構(gòu)件72、顯示構(gòu)件73及蓋面板74，且這各構(gòu)件被一體化而構(gòu)成面板組裝體7。如圖3所示，面板組裝體7的上部位于上部殼體3的窗部3a的內(nèi)部，蓋面板74的前表面與上部殼體3的前表面Ia位于大致相同的面上。在窗部3a的內(nèi)緣部與面板組裝體7的側(cè)面之間形成有微小的尺寸的間隙δ，從而面板組裝體7能夠在窗部3a的內(nèi)側(cè)動作。如圖2和圖3所示，在可動基臺51的前表面的中央部形成有凹部52，在凹部52的內(nèi)部設(shè)有振動產(chǎn)生構(gòu)件80。振動產(chǎn)生構(gòu)件80的前表面81經(jīng)由粘結(jié)劑而固定在可動面板71的背面71a上。即，振動產(chǎn)生構(gòu)件80包含于面板組裝體7的一部分。
如圖3所示，在可動基臺51的凹部52的底部52a上粘結(jié)而固定有第三彈性構(gòu)件9，第三彈性構(gòu)件9的前表面與振動產(chǎn)生構(gòu)件80的背面82借助粘結(jié)劑來固定。如圖3所示，由可動面板71、第一檢測構(gòu)件72及顯示構(gòu)件73、以及蓋面板74再加上振動產(chǎn)生構(gòu)件80 —體化而成的面板組裝體7在可動基臺51上，被第二彈性構(gòu)件8和第三彈性構(gòu)件9支承為振動自如。第二彈性構(gòu)件8和第三彈性構(gòu)件9由橡膠材料或發(fā)泡樹脂材料來形成。通過對第二彈性構(gòu)件8與第三彈性構(gòu)件9的面積進行調(diào)整，來設(shè)定與顯示 操作面Id正交的前后方向(Z方向)的彈性模量。在假定可動基臺51處于靜止時，面板組裝體7能夠以由所述彈性模量和面板組裝體7的整體的質(zhì)量所決定的固有頻率沿著前后方向(Z方向)振動。面板組裝體7的固有頻率設(shè)定為與可動部5整體的向X方向的振動的固有頻率不同的值。在該實施方式中，面板組裝體7的前后方向(Z方向)的固有頻率設(shè)定為480Hz。如圖2和圖3所示，在可動基臺51的前表面上形成有兩個部位的凹部53，在凹部53的內(nèi)部設(shè)有第二檢測構(gòu)件91。第二檢測構(gòu)件91配置在隔著振動產(chǎn)生構(gòu)件80的位置的四個部位。各個第二檢測構(gòu)件91的主體部91a通過粘結(jié)劑等而固定在凹部53的底部53a上，探測突起91b未固定于可動面板71的背面71a而與該背面71a進行接觸。各個第二檢測構(gòu)件91為力傳感器，且主體部91a具有剛性，與探測突起91b —體的主體部91a的上部板部具有彈性而能夠撓曲變形。在該上部板部上安裝有變形傳感器或壓電元件。當對探測突起91b賦予Z方向的按壓力時，上部板部發(fā)生撓曲變形，從而由變形傳感器或壓電元件來獲得追隨按壓力的大小的檢測輸出。圖5至圖9示出了振動產(chǎn)生構(gòu)件80的結(jié)構(gòu)的細節(jié)。該振動產(chǎn)生構(gòu)件80能夠產(chǎn)生沿著顯示.操作面Id的面的X方向成為振幅方向的第一頻率的振動和與顯示.操作面Id正交的Z方向成為振幅的第 二頻率的振動。第一頻率與可動部5整體向X方向振動時的固有頻率一致，在該實施方式中為160Hz。第二頻率與面板組裝體7向Z方向振動時的固有頻率一致，在該實施方式中為480Hz ο如圖5所示，振動產(chǎn)生構(gòu)件80具有:箱體10 ;振動體20 ;保持振動體20的支承體30 ;在箱體10的內(nèi)部支承振動體20及支承體30的彈性支承構(gòu)件33。在箱體10與振動體20之間設(shè)有磁驅(qū)動部40。如圖5所示，箱體10—體形成有:底板部11 ;從底板部11呈直角折彎并沿著X方向?qū)χ玫囊粚潭ò宀?2、12 ;從底板部11呈直角折彎并沿著Y方向?qū)χ玫囊粚Υ盆F支承板部13、13。振動體20具有磁芯21和磁軛22。磁芯21由磁性金屬材料形成為板狀，且在其周圍設(shè)有構(gòu)成磁驅(qū)動部40的線圈41。線圈41由細銅線多重卷繞于磁芯21的周圍而構(gòu)成。磁軛22由與磁芯21相同的磁性金屬材料形成。磁軛22在中央部形成有凹部22b，且在夾著凹部22b的Y方向的兩側(cè)形成有向上的連接面22a、22a。當磁芯21重疊于磁軛22之上時，線圈41的下半部分收納在凹部22b中，從磁芯21的線圈41突出的突出部的向下的連接面21a、21a與磁軛22的連接面22a、22a重疊連接，并通過粘結(jié)劑等來固定。支承振動體20的支承體30通過將板簧材料折彎而形成。例如箱體10由鐵系等磁性材料的板材來形成，支承體30由不銹鋼等的非磁性金屬板形成。支承體30具有:支承底部31 ;從支承底部31呈直角折彎并沿著Y方向?qū)χ玫囊粚χ冒宀?2、32。在各個對置板部32、32上形成有朝向X方向而形成得細長的開口部32a、32a。如圖6和圖7所示，在支承體30上搭載有振動體20。如圖5所示，在磁芯21上一體形成有比所述連接面21a、21a更進一步地向Y方向突出的突出端部21b、21b，突出端部21b,21b與對置板部32、32的開口部32a、32a嵌合，從而將振動體20定位并固定在支承體30上。在支承體30上的X方向的兩側(cè)，一體形成有從支承底部31連續(xù)的彈性支承構(gòu)件33、33。如圖5和圖6所示，從支承底部31向X方向的一方突出的彈性支承構(gòu)件33和向X方向的另一方突出的彈性支承構(gòu)件33是夾著Y-Z面而彼此面對稱的結(jié)構(gòu)。如圖8放大所示，彈性支承構(gòu)件33具有中間板部34。如圖7所示，中間板部34從支承體30的支承底部31的朝向X方向的側(cè)部向Z方向的上方呈直角折彎而形成。在圖8中，中間板部34的Y方向的長度尺寸由W來表示。在彈性支承構(gòu)件33中，在從所述中間板部34向X方向的外側(cè)隔開間隔的位置設(shè)有夾持部35。如圖7所示，在夾持部35上一體形成有與所述中間板部34平行的保持板部35a和以與保持板部35a對置的方式彎曲的彈性保持片35b。如圖8所示，通過保持板部35a和彈性保持片35b來夾著箱體10的固定板部12。此時，保持板部35a與固定板部12的內(nèi)表面12a密接，彈性保持片35b被彈性按壓在固定板部12的外表面12b上，從而將夾持部35固定在固定板部12上 。如圖8所示，中間板部34的外表面34a與保持板部35a的內(nèi)表面35c彼此平行，在它們之間設(shè)有第一彈性變形部36。第一彈性變形部36通過構(gòu)成支承體30的板簧材料，與中間板部34及保持板部35a —體形成。第一彈性變形部36具有兩個變形板部36a、36b。變形板部36a、36b為Y方向的長度尺寸比Z方向的寬度尺寸大的帶板形狀。變形板部36a、36b的板厚方向朝向X方向，寬度方向朝向Z方向，長度方向朝向Y方向。變形板部36a的基部經(jīng)由基部彎曲部36c而與中間板部34連續(xù)，變形板部36b的基部經(jīng)由基部彎曲部36d而與保持板部35a連續(xù)。變形板部36a的前部與變形板部36b的前部經(jīng)由中間彎曲部36e而連續(xù)。變形板部36a和變形板部36b主要在X方向上產(chǎn)生彎曲變形，其曲率方向為Y方向?；繌澢?6c、基部彎曲部36d及中間彎曲部36e的折彎的中心線朝向Z方向，且主要在X方向上產(chǎn)生彎曲變形。第一彈性變形部36在變形板部36a、36b各自的彎曲變形及基部彎曲部36c、36d和中間彎曲部36e各自的彎曲變形下，向X方向具有第一彈性模量而進行彈性變形。對第一彈性變形部36賦予向X方向的彎曲變形所需要的彎曲應(yīng)力小，第一彈性模量為比較小的值。在第一彈性變形部36的X方向的變形的作用下，振動體20及搭載了該振動體20的支承體30能夠向X方向通過第一頻率來振動。此時的振動體20的向X方向的振動的第一頻率由振動體20及支承體30的總計的質(zhì)量和所述第一彈性模量來確定。第一彈性模量為比較小的值，故第一頻率比較低，在實施方式中為160Hz。
如圖8所示，在彈性支承構(gòu)件33中的中間板部34的兩端部，形成有對支承體30的支承底部31沿著X方向切入而成的缺口部37、37。在圖8中，缺口部37、37的切入深度尺寸由D來表示。在構(gòu)成支承底部31的板簧材料中的由缺口部37、37夾著的范圍、即圖8中由寬度尺寸W和切入深度尺寸D夾著的部分的板簧材料成為變形板部38。變形板部38相對于構(gòu)成振動體20的磁軛22的下表面22c，未通過粘結(jié)劑等來固定。由變形板部38和從該變形板部38折彎的所述中間板部34來構(gòu)成第二彈性變形部39。在振動體20及支承體30向Z方向振動時，第二彈性變形部39發(fā)生彈性變形。第二彈性變形部39的主要的變形部為變形板部38，相對于振動體20及支承體30的Z方向的移動而言，變形板部38產(chǎn)生向Z方向的彎曲變形。此時，在中間板部34與變形板部38的彎曲交界部也產(chǎn)生彎曲變形。作為第二彈性變形部39的主要的變形部的變形板部38在作為寬度方向的Y方向上較長，且作為彎曲時的曲率方向的X方向的尺寸較短。由此，振動體20和支承體30向Z方向振動而第二彈性變形部39彎曲時的第二彈性模量與第一彈性變形部36的X方向上的第一彈性模量相比而成為極高的值。振動體20及支承體30向Z方向振動之際的第二頻率由振動體20及支承體30的質(zhì)量和第二彈性模量來決定。第二頻率比第一頻率高，在該實施方式中為480Hz。如圖5所示，在箱體10上設(shè)有沿著Y方向?qū)χ玫某蓪Φ拇盆F支承板部13、13。在一方的磁鐵支承板部13的內(nèi)表面上固定有與線圈41 一起構(gòu)成磁驅(qū)動部40的磁場產(chǎn)生構(gòu)件42a,在另一方的磁鐵支承板部13的內(nèi)表面上同樣地固定有與線圈41 一起構(gòu)成磁驅(qū)動部40的磁場產(chǎn)生構(gòu)件42b。如圖9(A)所不,一方的磁場產(chǎn)生構(gòu)件42a具有:位于上側(cè)的上部磁鐵43a ;位于底板部11側(cè)的下部磁鐵44a。上部磁鐵43a和下部磁鐵44a均為X方向的長度尺寸比Z方向的寬度尺寸大的細長形狀。上部磁鐵43a的中心01在圖9 (A)中位于左側(cè)，下部磁鐵44a的中心02在圖9(A)中位于右側(cè)。上部磁鐵43A的與磁芯21的突出端部21b對置的面被磁化為N極，下部磁鐵 44a的與突出端部21b對置的面被磁化為S極。在對振動體20未作用外力而使振動體20由彈性支承構(gòu)件33、33支承為中立姿勢時，磁芯21的突出端部21b的中心00位于相對于所述中心01和中心02而在X方向上的中間點，且位于Z方向上的中間點。與圖9(A)所不的磁場產(chǎn)生構(gòu)件42a對置的另一方的磁場產(chǎn)生構(gòu)件42b為夾著X-Z面而與所述磁場產(chǎn)生構(gòu)件42a面對稱的結(jié)構(gòu)。磁場產(chǎn)生構(gòu)件42b具有:與所述上部磁鐵43a面對稱的上部磁鐵43b ;與所述下部磁鐵44a面對稱的下部磁鐵44b。需要說明的是，圖5中未在附圖之中體現(xiàn)出下部磁鐵44b。磁場產(chǎn)生構(gòu)件42b的上部磁鐵43b的與磁芯21的突出端部21b對置的面被磁化為S極,下部磁鐵44b的與突出端部21b對置的面被磁化為N極。S卩，對置的上部磁鐵43a與上部磁鐵43b的表面為彼此相反的磁極，對置的下部磁鐵44a與下部磁鐵44b的表面為彼此相反的磁極。振動產(chǎn)生構(gòu)件80具有兩個振動模式。第一振動模式為由振動體20和支承體30向X方向振動時的第一頻率所引發(fā)的共振。第二振動模式為振動體20和支承體30向Z方向振動時的第二頻率所弓I發(fā)的共振。在以第一振動模式驅(qū)動振動產(chǎn)生構(gòu)件80時,對于線圈41賦予與第一頻率一致的第一頻率或者接近第一頻率的頻率的第一驅(qū)動信號。此時，磁芯21的突出端部21b的表面的磁極變化為N極或者S極的頻率成為與第一頻率一致或者接近第一頻率的值。當對線圈41通電而使磁芯21的突出端部21b作為磁極來發(fā)揮功能時，如圖9 (B)所示，相對于突出端部21b的中心00而向中心01、00、02所排列的直線方向作用有驅(qū)動力F。在驅(qū)動信號為第一頻率或者與接近第一頻率的頻率時，在驅(qū)動力F的X方向的分力Fx的作用下，振動體20和支承體30向X方向以第一振動模式進行共振。在以第二振動模式驅(qū)動振動產(chǎn)生構(gòu)件80時，對于線圈41賦予與第二頻率一致的第二頻率或者接近第二頻率的頻率的第二驅(qū)動信號。此時，在驅(qū)動力F的Z方向的分力Fz的作用下，振動體20和支承體30向Z方向以第二振動模式進行共振。在設(shè)于輸入裝置I的收納空間4中的電路基板上安裝有圖10所示的驅(qū)動電路部。在驅(qū)動電路部中設(shè)有160Hz的第一驅(qū)動信號的激振部101和480Hz的第二驅(qū)動信號的激振部102。第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號中的任一方由頻率選擇電路103來選擇，并賦予給作為開關(guān)部來發(fā)揮功能的晶體管104。振動產(chǎn)生構(gòu)件80的線圈41與二極管105并聯(lián)連接，對該并聯(lián)部賦予電源電壓，在所述晶體管104的開關(guān)功能的作用下，對線圈41賦予各個頻率的驅(qū)動電流。圖4示意性地示出了輸入裝置I的支承結(jié)構(gòu)及振動結(jié)構(gòu)。輸入裝置I中，下部殼體2 (及上部殼體3)為支承基臺，在其上，可動部5整體經(jīng)由第一彈性構(gòu)件6而被支承為向沿著顯示.操作面Id的面的X方向振動自如。進而，在可動基臺51之上，包含振動產(chǎn)生構(gòu)件80在內(nèi)的面板組裝體7通過第二彈性構(gòu)件8和第三彈性構(gòu)件9而被支承為向與顯示.操作面Id正交的Z方向振動自如。如前所述，可動部5整體向X方向振動時的固有頻率為160Hz，面板組裝體7在可動基臺51上向Z方向振動時的固有頻率為480Hz。
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當手指觸碰輸入裝置I的顯示.操作面Id時，能夠通過第一檢測構(gòu)件72來檢測手指與哪一處位置發(fā)生了接觸的情況。進而，當由手指來按壓顯示.操作面Id時，第二彈性構(gòu)件8和第三彈性構(gòu)件9沿著Z方向進行壓縮變形，包含振動產(chǎn)生構(gòu)件80在內(nèi)的面板組裝體7向與可動基臺51接近的方向移動。此時，作用于第二檢測構(gòu)件91的探測突起91b上的力由第二檢測構(gòu)件91檢測，從而對賦予給顯示.操作面Id的按壓力進行檢測。通過設(shè)于面板組裝體7上的顯示構(gòu)件73的顯示動作,在顯示.操作面Id中顯示數(shù)字鍵、鍵盤或者菜單，但通過第一檢測構(gòu)件72與第二檢測構(gòu)件91來對手指與哪一個顯示部發(fā)生了接觸的情況、以及顯示.操作面Id是否被按壓的情況進行檢測。在驅(qū)動電路部中，根據(jù)這些的檢測動作，圖10所示的第一驅(qū)動信號的激振部101或者第二驅(qū)動信號的激振部102被驅(qū)動，通過頻率選擇電路103來選擇頻率，對振動產(chǎn)生構(gòu)件80的線圈41賦予用于產(chǎn)生第一頻率或者第二頻率的驅(qū)動電流。當對線圈41賦予第一驅(qū)動信號時，振動產(chǎn)生構(gòu)件80產(chǎn)生X方向的振動。此時的第一頻率為160Hz。在可動基臺51上的面板組裝體7的固有頻率為480Hz，與第一頻率相偏離，故在由振動產(chǎn)生構(gòu)件80產(chǎn)生的振動的作用下，使可動部5整體向X方向以160Hz振動。當對線圈41賦予第二驅(qū)動信號時，振動產(chǎn)生構(gòu)件80產(chǎn)生Z方向的振動。此時的第二頻率為480Hz，與作為第一頻率的160Hz偏離得較大。因而，可動基臺51不會動作，而使面板組裝體7向Z方向振動。在可動部5以作為較低的頻率的160Hz振動時，對于與顯示 操作面Id接觸的指賦予沿著面的方向的振動。在比較低的頻率且振幅較小的振動賦予給顯示 操作面Id時，與Z方向的振動相比，手指更容易感覺到X方向的振動。通過使可動部5整體向X方向振動，使手指容易感覺到振動，從而能夠?qū)Σ僮髁孙@示.操作面Id的手指賦予敏感的操作反力。在作為支承基臺的下部殼體2上固定有電路基板、電池以及加強板，該支承基臺的質(zhì)量遠大于可動部5整體的質(zhì)量，因此，在可動部5整體向X方向振動時，下部殼體2難以振動。因而，能夠?qū)碜哉駝赢a(chǎn)生構(gòu)件80的振動有效地賦予給顯示.操作面ld，無需使用過大的輸出的振動產(chǎn)生構(gòu)件80。在賦予第二驅(qū)動信號時，顯示 操作面Id沿著Z方向振動，但此時的頻率較高，因此對與顯示 操作面Id接觸的手指賦予高頻率的振動，從而能夠感覺到與賦予第一驅(qū)動信號時不同的操作反力。如圖4所示，所述輸入裝置I中，面板組裝體7由第二彈性構(gòu)件8和第三彈性構(gòu)件9來支承，因此是在按壓顯示.操作面Id時容易使按壓力作用于第二檢測構(gòu)件91的結(jié)構(gòu)。并且,能夠使顯示.操作面Id以兩種類型的振動模式來進行振動。需要說明的是，在所述實施方式中，搭載于面板組裝體7的第一檢測構(gòu)件72為靜電電容型，但也可以為，第一檢測構(gòu)件72對置的電極所接觸的接觸型、或者對置的電阻膜所接觸的電阻型，且設(shè)于蓋 面板74的表面上的構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，其設(shè)有:操作面；檢測對所述操作面的操作的檢測構(gòu)件；對所述操作面賦予振動的振動產(chǎn)生構(gòu)件， 所述輸入裝置的特征在于， 還設(shè)有:支承基臺；在所述支承基臺上經(jīng)由第一彈性構(gòu)件而設(shè)置成振動自如的可動部， 所述可動部包括所述操作面、所述檢測構(gòu)件及所述振動產(chǎn)生構(gòu)件， 所述振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部在沿著所述操作面的方向上振動時的固有頻率一致的振動。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中， 所述可動部具有:由所述第一彈性構(gòu)件支承的可動基臺；設(shè)有所述操作面、所述檢測構(gòu)件及所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的可動面板， 在所述可動基臺上經(jīng)由第二彈性構(gòu)件而將所述可動面板支承為振動自如， 所述振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部整體的固有頻率一致的第一頻率的振動和與所述可動面板的固有頻率一致的第二頻率的振動。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其中， 在所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的作用下，所述可動部整體在沿著所述操作面的方向上振動，所述可動面板在與所述操作面交叉的方向上振動。
4.如權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其中， 在所述可動面板上搭載有檢測對所述操作面操作的操作位置的第一檢測構(gòu)件，在所述可動基臺上設(shè)有檢測對所述可動面板賦予的按壓力的第二檢測構(gòu)件，所述振動產(chǎn)生構(gòu)件被固定在所述可動面板上。
5.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中， 所述支承基臺的質(zhì)量比所述可動部整體的質(zhì)量大。
6.一種輸入裝置，其特征在于， 具有可動部，該可動部經(jīng)由第一彈性構(gòu)件而被支承在作為殼體的支承基臺上， 所述可動部具有:可動基臺；經(jīng)由第二彈性構(gòu)件而被支承在所述可動基臺上的可動面板， 在所述可動面板上設(shè)有操作面和檢測對所述操作面操作的操作位置的第一檢測構(gòu)件，在所述可動基臺上設(shè)有檢測對所述可動面板賦予的按壓力的第二檢測構(gòu)件， 所述輸入裝置還設(shè)有振動產(chǎn)生構(gòu)件，該振動產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生與所述可動部整體的固有頻率一致的第一頻率的振動和與所述可動面板的固有頻率一致的第二頻率的振動。
7.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其中， 所述振動產(chǎn)生構(gòu)件被固定在所述可動面板上，在所述可動基臺與所述振動產(chǎn)生構(gòu)件之間設(shè)有第三彈性構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其中， 在所述振動產(chǎn)生構(gòu)件的作用下，所述可動部整體在沿著所述操作面的方向上振動，所述可動面板在與所述操作面交叉的方向上振動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠有效地對手指所接觸的操作面賦予振動的輸入裝置。在作為支承基臺的下部殼體(2)上經(jīng)由第一彈性構(gòu)件(6)而將可動部(5)支承為向X方向振動自如。在可動部(5)中，在可動基臺(51)上經(jīng)由第二彈性構(gòu)件(8)而將面板組裝體(7)支承為向Z方向振動自如。振動產(chǎn)生構(gòu)件(80)設(shè)于面板組裝體(7)，在可動基臺(51)上由第三彈性構(gòu)件(9)來支承。當振動產(chǎn)生構(gòu)件(80)產(chǎn)生向X方向的振動時，可動部(5)整體向X方向振動，當振動產(chǎn)生構(gòu)件(80)產(chǎn)生向Z方向的振動時，面板組裝體(7)向Z方向振動。當由手指按壓面板組裝體(7)時，能夠通過作為力傳感器的第二檢測構(gòu)件(91)來檢測按壓操作力。
文檔編號G06F3/041GK103246390SQ20131004575
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者阿部則夫, 小野里卓, 和宇慶朝邦 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社