用于产生触觉信号的装置

技术领域

本发明涉及具有操作元件和用于产生触觉信号的组件的装置，以及具有多个用于产生触觉信号的组件的装置。本发明还涉及医疗设备、工业用机器、厨房设备、电子蒸发设备、电子设备和手写笔，它们分别具有这种装置。

背景技术

为了更好的可操作性，电子设备的机械操作元件——例如移动电话、平板电脑、笔记本电脑或输入笔（所谓的手写笔）——越来越多地配备有触敏的触觉反馈。触觉反馈可以在此通过移动或抬起操作元件来产生。在此，期望在几微米范围内的移动和几毫秒的偏移时间，以便主要刺激用户的所谓帕西尼（Pacini）小体以及其他的压力感受器。

发明内容

本发明解决了说明一种改进的装置的任务，在该装置中提供一种组件，该组件可以产生具有较小空间需求的触觉信号。另一个任务是说明一种改进的装置，该装置具有用于产生触觉信号的多个组件。

这些任务通过独立权利要求的主题来解决。

提出了一种装置，该装置具有操作元件和用于产生触觉信号的组件，其中该组件具有压电致动器并且布置在操作元件下方并且被设计为在操作元件处产生振动。

在此情况下，装置或具有该装置的设备的用户通过其可以向该装置或该设备的其他部件发出控制命令的任何元件都可以被称为操作元件。操作元件可以例如是机械元件，例如钮。操作元件可以是设备的通过用户触摸被操纵的任何元件。例如可以涉及按钮、旋钮、调节器或电子设备表面的触敏区域。

使用压电致动器来产生触觉信号提供明显的优势。压电致动器具有短的响应时间和衰减时间。因此，可以非常精确地确定产生触觉信号的时间点和时间段。另外，通过改变施加在压电致动器处的频率和电压，可以确定操作元件振动的幅度和频率。由此可以实现在操作元处产生不同的触觉信号。

该组件尤其可以直接布置在操作元件下方。在此，所述操作元件和所述组件可以彼此抵靠并且彼此接触。尤其是，该组件的机械增强元件可以处在操作元件的下端处。在此，操作元件的如下一侧可以称为下端，所述一侧与操作元件的由用户在操纵该操作元件时所触摸的那侧背离。

与其他用于产生振动的组件（例如不平衡电机或线性谐振器）相比，压电致动器具有小的体积。通过在组件中使用压电致动器，因此可以构造具有非常小的空间需求的组件。因此，该组件可以满足关于小型化方面的高要求。

根据一个实施例，操作元件和用于产生触觉信号的组件可以形成一个单元。可以作为整体安装在设备中的结构单元或模块在此可以称为“单元”。尤其是在其中操作元件是壳体的区域的实施例中，操作元件和组件可以被构造为一个单元。在其他实施例中，操作元件和组件也可以构造为单元或模块。如果例如在手写笔中使用该装置，则操作元件和用于产生触觉信号的组件可以形成一个单元。

压电致动器可以被设计成由于对操作元件的操纵而变形并且在此探测对操作元件的操纵。相应地，该用于产生触觉信号的组件也可以用作传感器，该传感器识别对操作元件的操纵。因此，该组件可以具有双重功能。在电子设备中，可以省去用于产生触觉信号和用于识别对操作元件的操纵的单独的部件。

操作元件可以是钮。例如，它可以是所谓的主页钮（Home-Button）。操纵元件也可以是布置在设备的侧壳体壁处的钮。

替代地，操作元件也可以是壳体壁的区域或设备的用作操作元件的任何其他表面的区域。如果将壳体壁或另一个表面的区域用作操作元件，则在壳体壁中不需要开口，并且因此可以省去通常密封这种开口的密封件。对于常规的操作元件，例如壳体壁中的钮，通常需要密封件以保护壳体免受水、灰尘或污垢的侵害。通过省去密封件，可以简化电子设备的制造，并且可以降低电子设备的成本。

壳体壁可以在用作操作元件的区域中比在其他区域中具有更大的机械可变形性。由此可以确保振动在壳体壁的用作操作元件的区域上保持受限。值得期望的是，仅操作元件而不是整个电子设备振动，以便使用户获得愉悦的用户体验。

在用作操作元件的区域中，壳体壁可以比在另一个区域中更薄。作为替代或补充，可以通过至少一个缺口将用作操作元件的壳体壁的区域与壳体壁的其余区域分开。所述缺口和较薄的构造可以分别实现，将振动局部限制到壳体壁的用作操作元件的区域。

可以在形成操作元件的壳体壁区域上布置一个符号。该符号可以指示操作功能。通过按压到该区域上可以触发操作功能。例如，操作功能可以是增大或减小音量。

用于产生触觉信号的组件可以被夹持在操作元件和后壁之间。在此，操作元件尤其可以是壳体壁的区域。后壁可以由壳体壁的内部区域形成。操作元件可以是无缝的操作界面。

后壁的刚度可以大于压电致动器的刚度。因此，当压电致动器振动时，后壁不被置于振动中，或者至少仅以不明显的程度置于振动中。作为替代或补充，压电致动器的刚度可以大于操作元件的刚度。因此，压电致动器的振动可以传递到操作元件。操作元件和后壁的刚度尤其由相应的厚度确定。操作元件可以具有小于后壁的厚度。这可以引起，操作元件的刚度小于后壁的刚度。操作元件的刚度可以是压电致动器的刚度的1％至50％。

刚度是技术力学中的一个参数。它描述了物体抵抗由力或力矩引起的弹性变形的阻力。在此提及的刚度尤其可以是对应元件的抗弯刚度。

由于操作元件具有比压电致动器和后壁小的刚度，所以可以确保当压电致动器被置于振动中时，仅仅或至少几乎仅仅该操作元件变形。由此使得触觉信号的强度被最大化。通过操作元件的厚度的适当选择和操作元件与后壁之间的连接，可以优化操作元件的弹簧作用。

操作元件和后壁可以牢固地彼此连接。例如，操作元件和后壁可以被拧在一起。替代地，操作元件和后壁可以是一体的，并且例如由单个壳体壁的不同区域形成。在此，操作元件可以由壳体壁的向外指向的区域形成，并且后壁可以由壳体壁的指向壳体内部的区域形成。壳体壁可以具有空腔，该空腔将形成操作元件的区域和形成后壁的区域分开。用于产生触觉信号的组件可以布置在空腔中。

用于产生触觉信号的组件可以固定到操作元件和/或后壁。尤其是，该组件可以通过粘合连接固定在操作元件和/或后壁处。通过将组件固定在操作元件和后壁中的至少一个处，可以防止组件在操作中打滑。

该组件可以具有机械增强元件，该机械增强元件固定在压电致动器处，使得通过致动器在其纵向上的长度变化在垂直于纵向的方向上移动机械增强元件的区域。致动器在此可以被布置为，使得其纵向平行于壳体壁。纵向可以垂直于操纵元件的操纵方向。纵向可以垂直于堆叠方向。因此通过机械增强元件，由d31效应引起的压电致动器的长度变化可以被转换为垂直于长度变化的提升运动。在此，提升运动比长度变化具有明显更大的幅度。例如，提升运动的幅度可以是长度变化的幅度的5至40倍。提升运动的幅度尤其可以是长度变化的幅度的10至20倍。因此通过将致动器与增强元件组合，可以引起操作元件的明显更强的振动。

增强元件可以是金属支架。金属例如可以是钛。钛所具有的优点是其热膨胀系数与压电致动器的热膨胀系数非常相似，使得在温度变化时不会产生机械应力。

机械增强元件可以没有缺口并且具有恒定的壁厚。通过省去增强元件中的缺口，可以实现增强元件的简单制造。当机械增强元件的厚度足够小以至于不会过多地阻碍增强元件的变形时，机械增强元件于是应尤其是没有缺口。在替代实施方式中，增强元件可具有至少一个缺口，该缺口减小了抵抗机械增强元件的变形的机械阻力。尤其是在具有其中增强元件的变形需要很大力的厚度的增强元件的情况下，在增强元件中使用缺口可能是有意义的，因为缺口可以促进增强元件的变形。

机械增强元件可以通过粘合连接固定在压电致动器处。

该电子设备可以具有用于产生触觉信号的多个组件，这些组件分别具有压电致动器并且并排地布置成阵列。该阵列在此可以由唯一一行组件组成。替代地，该阵列可以由布置成m×n矩阵（具有m列和n行）的组件组成，其中m和n可以是任何自然数。多个组件可以布置在操作元件下方，并且尤其是直接处在操作元件处。

通过组合多个用于产生触觉信号的组件，可以实现各种优点。由此可能的是，产生更强的触觉信号，因为振动可由多个组件使用。如果该组件还用作用于探测对操作元件的操纵的传感器，则除了操作元件被操纵的事实外，通过使用多个组件的阵列还确定了在操作元件的什么位置进行操纵。

每个压电致动器都可以与其他致动器分开读出和操控。由此，每个致动器都可以分开用作传感器并用于产生触觉反馈。

组件的阵列可以被设计成识别对操作元件的手势控制。电子设备还可以具有评估单元，该评估单元被设计为在每个压电致动器处读出产生的电压，从在致动器处产生的电压推断出处在相应致动器上的压力分布并且将压力分布换算成手势控制中的手势。因此使得用于产生触觉信号的组件也可用于识别控制手势。

根据另一方面，本发明涉及一种装置，该装置具有用于产生触觉信号的多个组件，这些组件分别具有压电致动器，其中这些组件并排地布置成阵列。该装置还可以具有评估单元，该评估单元被设计为在每个压电致动器处读出产生的电压，并从在致动器处产生的电压推断出处在相应致动器处的压力分布。多个组件可以是结合本发明的第一方面描述的组件。尤其是，组件可以具有结合第一方面描述的机械增强元件。

每个压电致动器都可以与其他致动器分开读取和操控。评估单元可以设计成将压力分布换算成手势控制中的手势。

根据另一方面，本发明涉及一种具有上述装置之一的医疗设备。该医疗设备在此可以是超声设备。替代地，医疗设备可以是手术台。操作元件在此可以是布置在手术台上的元件，例如钮，或手术台的触敏区域。

根据另一方面，本发明涉及一种工业用机器，其具有上述装置中的一种。所述工业用机器例如可以是CNC铣床。用于产生触觉信号的组件可以将CNC铣床的用于产生触觉信号的操作元件置于振动中。

根据另一方面，本发明涉及一种具有上述装置之一的厨房设备。所述厨房设备可以是例如炉子或搅拌器。操作元件在此可以是布置在炉子上的元件，例如钮，或炉灶的触敏区域。

根据另一方面，本发明涉及一种具有上述装置之一的电子蒸发设备。该电子蒸发设备例如可以是电子烟。

根据另一方面，本发明涉及一种具有上述装置之一的电子设备。该电子设备可以是例如移动电话、平板电脑、笔记本电脑、智能手表或者是健身、心率、睡眠或健康追踪器。

根据另一方面，本发明涉及一种具有上述装置之一的手写笔。电子设备的输入笔可以称为手写笔。手写笔也称为触控笔。手写笔是可用于操作触摸屏和平板电脑的笔。

用于产生触觉信号的组件可以使手写笔的探针尖端置于振动中，以便产生触觉信号。替代地或补充地，用于产生触觉信号的组件可以使手写笔的壳体的区域置于振动中，以便产生触觉信号。在此，探针尖端可以保持不动。

附图说明

下面参照附图更详细地说明本发明的优选实施例。

图1以透视图示出了用于产生触觉信号的组件。

图2示出了该组件的侧视图。

图3示出了组件顶部的俯视图。

图4示意性地示出了电子设备的一部分。

图5以示意图示出了另一电子设备的一部分。

图6和图7各自示出了根据另外的实施方式的电子设备。

图8示出了手写笔。

图9示出了根据另一实施例的手写笔。

图10示出了另一实施例。

具体实施方式

图1以透视图示出了用于产生触觉信号的组件1。图2示出了组件1的侧视图。图3示出了组件1的顶部的俯视图。

组件1具有压电致动器11和两个机械增强元件13a，13b。组件1尤其可以在电子设备中用于探测操作信号和用于产生触觉信号。替代地，该组件也可以用在其他设备中，例如用在医疗设备、工业用机器、厨房设备、电子蒸发设备或手写笔中以用于探测操作信号和用于产生触觉信号。

压电致动器11具有堆叠，该堆叠由在堆叠方向S上交叠堆叠的内电极21和压电层22组成。压电致动器11具有布置在第一端面24上的第一外电极23和布置在第二端面上的第二外电极23。内电极21在堆叠方向S上与第一外电极23或第二外电极23交替接触。

压电层22可以是钛酸锆陶瓷（PZT陶瓷）。PZT陶瓷还可以附加地包含Nd和Ni。替代地，PZT陶瓷还可以附加地具有Nd、K并且必要时具有Cu。替代地，压电层22可以具有包含Pb（Zr

内电极21具有铜或由铜组成。

压电致动器11为长方形。在此将其面法线沿着堆叠方向S的面称为基面。基面是矩形的。基面的长边限定了压电致动器11的长度L，并且基面的短边限定了压电致动器11的宽度B。

压电致动器11具有在5mm与20mm之间的长度L以及在2mm与8mm之间的宽度B。根据第一实施例，压电致动器11具有12mm的长度L和4mm的宽度B。在第二实施例中，压电致动器11具有9mm的长度L和3.75mm的宽度B。

压电致动器在堆叠方向S上的伸展限定了压电致动器11的高度H。压电致动器11的高度H可以在200μm至1000μm之间。例如，第一实施例和第二实施例中的高度H各自为500μm。

致动器11具有两个绝缘区域12。相应的绝缘区域12构造在致动器11的端部区域中。尤其是，相应绝缘区域12构造在致动器的端面24的区域中。

在绝缘区域12中，仅一种极性的内电极21延伸到致动器11的端面24。绝缘区域12可用于致动器11的接触。例如，相应的绝缘区域12可配备有用于电接触的外电极23。

致动器11被设计成使得在施加电压时，致动器11发生变形（在第一方向R1上伸展）。尤其是，压电层22被极化为使得在内电极21之间施加电压导致致动器11的横向收缩，其中致动器11的长度L垂直于堆叠方向S改变。结果发生致动器横向于极化方向和电场的伸展（d31效应）。

为了进一步增强沿堆叠方向S的长度变化的效果，该设备具有两个增强元件13a，13b。如果将电压施加到致动器11，则增强元件13a，13b至少部分地由于致动器11的伸展的变化而变形，这在稍后详细描述。尤其是，两个增强元件13a，13b的尺寸被确定并与致动器11连接为，使得由于致动器的长度L的变化，增强元件13a，13b的部分区域17a，17b各自在堆叠方向S上实施提升运动，其中提升运动的幅度大于致动器的长度L的变化幅度。

致动器11布置在增强元件13a，13b之间。增强元件13a，13b至少部分地位于致动器11的上侧25或下侧26上。

相应增强元件13a，13b一体构造。相应增强元件13a，13b具有矩形形状。相应增强元件13a，13b被构造成带状。相应增强元件13a，13b构造为翘曲的或弯曲的。相应增强元件13a，13b是弓形的。例如，相应增强元件具有板条。相应增强元件具有钛或由钛组成。所述板条被弯曲，如下文详细阐述的。

一体的增强元件13a，13b中的每一个被分成多个区域或片段。相应增强元件13a，13b因此具有部分区域或第一区域17a，17b。部分区域17a，17b分别具有第一片段或中间区域19a，19b。

部分区域17a，17b还分别具有两个第二片段或连接区域20a，20b。相应的增强元件13a，13b的两个连接区域20a，20b直接连接到相应的增强元件13a，13b的中间区域19a，19b。换句话说，相应增强元件13a，13b的中间区域19a，19b在两侧被两个连接区域20a，20b围绕。

相应增强元件13a，13b还具有两个端部区域18a，18b。端部区域18a，18b直接连接到相应的增强元件13a，13b的连接区域20a，20b。换句话说，连接区域20a，20b分别将端部区域18a，18b与增强元件13a，13b的中间区域19a，19b连接。

相应增强元件的两个端部区域18a，18b直接位于致动器11的表面上。因此，第一增强元件13a的第一和第二端部区域18a位于致动器11的上侧25的部分区域上。此外，第二增强元件13b的第一和第二端部区域18b位于致动器11的上侧25或下侧26的部分区域上。

端部区域18a，18b优选不能松脱地与致动器11的表面连接。尤其是，端部区域18a，18b通过粘合连接15与致动器11的表面连接。

相应部分区域17a，17b与致动器11的表面间隔开。尤其是，自由区域16位于相应部分区域17a，17b与致动器11的下侧26或上侧25之间。自由区域16具有高度h。致动器11与部分区域17a，17b之间的自由高度h在0.2mm至2.0之间，并且在第一实施例中为0.75mm，并且在第二实施例中为0.4mm，其中当没有电压施加在致动器11处并且没有外力作用到增强元件13a，13b上时，自由高度h说明部分区域17a，17b与压电致动器11之间的最大距离。

自由区域16的高度h沿着相应的部分区域17a，17b变化。因此，相应的部分区域17a，17b的中间区域19a，19b被构造为使得其平行于致动器11的表面延伸。因此，自由区域16的高度h在中间区域19a，19b的区域中最大。而相应连接区域20a，20b相对于致动器11的表面倾斜地延伸。换言之，相应连接区域20a，20b与致动器11的上侧25或下侧26围成一角度。该角度优选地小于或等于45°。因此，自由区域16的高度h在中间区域19a，19b的方向上朝向相应增强元件13a，13b的端部区域18a，18b减小。因此，相应增强元件13a，13b具有弯曲的形状。

在这里未示出的替代实施方式中，相应增强元件13a，13b可以在增强元件的相应区域之间具有至少一个减薄部，优选地多个减薄部。

机械增强元件13a，13b可以分别是钛板，其具有在0.1mm和0.4mm之间的厚度。例如，板材可以具有为0.2mm的厚度。在这里提及的范围内的板材厚度的情况下，可以以较小的力引起板材的变形，该变形对于实施提升运动是必需的。因此，可以舍弃通过减薄来提高板材的可变形性。因此，板材可以没有减薄部或缺口。

相应增强元件13a，13b的平坦的中间区域19a，19b可以具有在1.5mm和5.0mm之间的长度。在第一实施例中，中间区域19a，19b为3.5mm长。在第二实施例19a，19b中，中间区域为2.5mm长。端部区域18a，18b可以具有在1.0mm和0.5mm之间的长度。在第一和在第二实施例中，端部区域18a，18b分别为0.7mm长。不应选择小于0.5mm的长度，因为否则可能无法使端部区域18a，18b与致动器11之间的粘合连接15构造得足够牢固。

由致动器11和两个增强元件13a，13b组成的组件的总高度可以在5.0mm至1.0mm之间。在第一实施例中，总高度为2.4mm。在第二实施例中，总高度为1.7mm。

对于在电子设备以及在其他设备中使用组件来说，小型化是一个重要观点。通过使用此处描述的具有所说明尺寸的组件，提供了产生触觉信号并且在此仅具有很小空间需求的组件。具有以上说明的尺寸的组件可以例如放置在移动电话或表壳的侧壁处的钮下方。

在第一实施例中，在施加60V的电压时得出25μm的自由偏转或行程以及3.5N的阻挡力。刚度在此为0.14N/μm。在第二实施例中，在施加60 V电压时得出15μm的自由偏转或形成以及2.5N的阻挡力。刚度在此为0.16N/μm。

如果现在将电压施加到致动器11，则相应的增强元件13a，13b的部分区域17a，17b在第二方向R2上相对于致动器11运动。第二方向R2垂直于第一方向RI。第二方向R2沿堆叠方向S延伸。

尤其是，中间区域19a，19b在第二方向R2上运动。相应增强元件13a，13b在中间区域19a，19b与连接区域20a，20b之间以及在连接区域20a，20b与端部区域18a，18b之间的过渡处弯曲。

而端部区域18a，18b在第二方向R2上的运动通过与致动器11的粘合连接15被阻止。更确切地，端部区域18a，18b与致动器11一起沿第一方向R1运动。因此在端部区域18a，18b与部分区域17a，17b之间发生相对运动。

图4示意性地示出一种装置，其中用于产生触觉信号的组件1布置在操作元件2下方，该组件1具有压电致动器11和增强元件13a，13b。

该装置可以例如在具有壳体壁3的电子设备中使用。操作元件2布置在壳体壁3中。操作元件2是钮。操作元件2可以由电子设备的用户通过按压来操作。具有压电致动器11和两个增强元件13a，13b的组件1被直接布置在操作元件2下方。在此，布置在压电致动器11的上侧25上的增强元件13a直接位于操作元件2处。

如果按压操作元件2，则操作元件2施加力到增强元件13a上。通过施加到增强元件13a上的力使该增强元件13a变形，其中尤其是端部区域18a，18b在第一方向R1上彼此远离。增强元件13a被固定在压电致动器11处，使得通过施加到增强元件13a上的力和伴随于此的增强元件13a的变形，压电致动器11也沿纵向变形。由此，在压电致动器11中产生电压。可以检测到该电压，并且以此方式可以推断出对操作元件2的操纵。为此，压电致动器11可以与微控制器连接，该微控制器评估在压电致动器11处产生的电压。压电致动器11因此可以在电气设备中用作识别对操作元件2的操纵的传感器。

另外，压电致动器11也可以用于产生触觉信号。如果向致动器11施加电压，则致动器11在纵向上变形，并且增强元件13a相应地实施提升运动。由于逐渐1直接不知在操作元件2下方，因此当增强元件13a实施提升运动时，操作元件2同样实施提升运动。由此，可以产生操作元件2的振动，该振动对于用户来说可感知为在操作元件2处的触觉信号。例如，该触觉信号可以用作向用户确认对操作元件2的操纵的触觉反馈。

图5以示意图示出了另一设备的一部分。在图5中所示的实施例中，具有压电致动器11和增强元件13a，13b的逐渐1不知在电子设备的操作元件2下方。操作元件2是壳体壁的区域4。

通过将压电致动器不知在壳体壁下方使得可以将壳体壁本身用作操作元件。如果壳体壁如图5中所示通过手指或笔按压，则壳体壁变形。由此，直接不知在壳体壁下方的致动器同样变形，并且对壳体壁的操纵可以以类似于图4中描述的实施例的方式被识别。

压电致动器11还可以用于使用作操作元件2的壳体壁3的区域4处于振动中，并以此方式产生触觉信号。

如果壳体壁3本身用作操作元件2，则得出可以省去密封件的优点，否则通常需要密封件来构造布置在壳体壁3中的操作元件2，使得保护壳体内部免受灰尘、污垢和水的侵害。

传统的操作元件2，例如按键、图4中所示的钮，通常具有几克的微小质量。操作元件2和组件1一起形成了、简化了一个弹簧质量系统。共振频率f

如果要如上所述地直接通过壳体壁3进行操作，则必须考虑由组件1和壳体构成的整个系统。在这种情况下，描述更加复杂，因为共振频率在很大程度上取决于组件1到壳体中的集成度。在此重要的是确保，不是整个壳体振动，而是尽可能仅振动组件1上方的壳体壁的区域3。

图6示出了根据另一实施方式的设备。与图5中所示的实施例相比，在用作操作元件2的区域4中的壳体壁3以小于不用作操作元件2的区域5中的壁厚来制造。通过在用作操作元件2的区域4中壳体壁3的较小壁厚，可以实现从壳体壁3到致动器11的更好的压力传递。另外，壳体壁3的区域4由于其厚度减小而具有比图5中所示的设备更大的机械可变形性。因此，可以通过致动器11将区域4置于更强的振动中，从而产生更强的触觉信号。此外，由于壳体壁3的区域4、5的厚度不同，可以确保，壳体壁3的不用作操作元件2的区域5不被置于振动中，而是该振动保持局部受限。因此，区域4的更薄的构造使得可以在振动方面将区域4与壳体壁的其余区域5隔离。

替代地或附加地，壳体壁3的用作操作元件2的区域4可以通过一个或多个缺口与壳体壁3的其余区域5分开。由此也可以引起振动的局部限制。

图7示出了根据另一实施方式的装置。在该实施方式中，壳体壁3的区域4也用作操作元件2。在壳体壁的区域下方布置用于产生触觉信号的多个组件1，这些组件被布置成阵列。

布置在相应致动器11的上侧25上的机械增强元件13a在此位于壳体壁3的内侧处。阵列中的每个压电致动器11可以被单独操控和单独读出。由此可以实现，不仅识别出对操作元件2的操纵，而且也识别出操作元件2在哪个位置被操纵。由此可以实现对手势控制的识别。例如可以识别出，何时用手指或笔在操作元件2上方滑动。尤其是，在此可以识别出操作方向和操作速度。

如果用户现在借助手势控制来操作该设备，例如通过该用户在致动器11上方将手指或笔移动通过壳体壁3的设置为操作元件2的区域4，则在每个致动器11处根据相应的压力和运动速度而存在不同的压力分布以及因此不同的电压。这些信号可以由与致动器11连接的微控制器换算成相应的手势。

例如，致动器11可以安装在电子设备的侧壳体壁3下方，并且代替音量增大/减小钮。在一个方向上滑动可等同于功能“更大声”，而在相反方向上滑动可等同于功能“更小声”。

压电致动器11的阵列的使用还使得能够在操作元件2上的不同位置处局部地产生触觉信号。通过多个压电致动器11可以产生具有不同强度的触觉信号，这取决于使用多少个致动器11来产生触觉信号。由此例如可以实现，将触觉信号的强度匹配为使得其向用户提供关于音量的信息，例如触觉信号的强度可以与音乐音量成比例。

图8示出了具有上述装置的手写笔27。手写笔27是笔形的输入和/或输出设备。手写笔27尤其可以用作用于用户界面28的笔形输入和/或输出。用户界面28可以是例如移动电话或平板电脑的屏幕。用户界面28还可以是厨房设备（例如炉子）或医疗设备（例如手术台）的触敏面。用户界面28也可以是板，例如桌面或玻璃板。该板在此可用于增强现实应用的范围中。此外，用户界面28也可以是虚拟面。

手写笔27具有上述装置，该装置使得可以向用户发送触觉信号。为了产生触觉信号，将手写笔27的或者探针尖端29或者基体30的区域置于振动中。由此可以对用户产生触觉印象。例如可以对用户产生手写笔27在表面上移动的印象。为此，手写笔27具有带至少一个用于产生触觉信号的组件1的上述装置，该组件1被设计为产生振动，通过该振动使用户获得手写笔27在表面上运动的触觉印象。

手写笔27可用在两种不同的操作模式中。第一操作模式也称为“再现模式”。在此，压电致动器11用于产生使用户获得触觉印象的振动。第二操作模式也称为“读入模式”。手写笔27沿着表面被引导。由表面在此施加到手写笔27上的力被手写笔27识别，尤其是由压电致动器11或与其连接的电子设备识别，并存储由此计算出的表面轮廓。在“再现模式”中，可以产生触觉信号，该触觉信号例如再现存储在“读入模式”中的表面轮廓。

图8中所示的手写笔27具有单元31，该单元31具有用于产生触觉信号的组件1和操作元件2，该组件1具有压电致动器11。为了更好的说明，在图1中未示出组件1。操作元件2是手写笔27的壳体壁3的区域4。如果应产生触觉信号，则压电致动器11为此可以将壳体壁3的区域4置于振动中。

手写笔27还具有探针尖端29。探针尖端29布置在手写笔27的书写端，该书写端在使用手写笔27时指向用户界面28。探针尖端29可以构造成扫描单元。在探针尖端29中可以布置接近传感器和/或其他电子部件。

手写笔27还具有基体30。该装置安放在基体30中。此外，操控电子设备、能量供给装置和各种传感器可以布置在基体30中。传感器在此可以包括例如加速度传感器和/或位移传感器和/或接近传感器。可以将操控电子设备设计为操控压电致动器11。在此，可以在考虑到由传感器确定的测量数据的情况下匹配由操控电子设备施加到压电致动器11的信号。

图9示出了根据第二实施例的手写笔27。在第二实施例中，手写笔27具有用于产生触觉信号的多个组件1。组件1分别布置在手写笔27的基体30中。组件1布置在手写笔27的壳体壁3附近。根据第二实施例的手写笔27的其他特征与图8中所示的手写笔27一致。

图10示出了另一实施例。

用于产生触觉信号的组件1被夹持在操作元件2和后壁32之间。操作元件2在此由壳体壁3的区域4形成。后壁32由壳体壁3的另一区域形成。后壁32和操作元件2也可以由被拧在一起或另外地牢固地彼此连接的壳体部分形成。

在操作元件2和后壁32之间布置有空腔33。用于产生触觉信号的组件1布置在空腔33中。组件1具有压电致动器11和两个增强元件13a，13b。增强元件之一13b通过粘合层34与后壁32粘合。

操作元件2是无缝用户界面。该用户界面对用户可见并且可操作。可以在用户界面上布置符号，该符号指示特定的操作功能，例如增大或减小音量。

通常，后壁32的刚度远大于压电致动器11的刚度。致动器11的刚度又大于操作元件2的刚度，该操作元件2在这里由壳体的薄部形成，该薄部也可以称为膜。膜的刚度的典型值在致动器11的刚度的1％至50％的范围内。

上述结构确保仅薄部变形，并且从而使对于用户的触觉反馈的强度最大化。另外，可以通过薄部和后壁32之间的连接或厚度的变化来优化薄部的弹簧效果。

附图标记列表

1组件

2操作元件

3壳体壁

4壳体壁的区域

5壳体壁的区域

11压电致动器

12绝缘区域

13a增强元件

13b增强元件

15粘合连接

16自由区域

17a，17b部分区域

18a，18b端部区域

19a，19b部分区域的第一片段/中间区域

20a，20b部分区域的第二片段/连接区域

21内电极

22压电层

23外电极

24端面

25上侧

26下侧

27手写笔

28用户界面

29探针尖端

30基体

31单元

32后壁

33空腔

34粘合层

B致动器的宽度

h自由区域的高度

H致动器的高度

L致动器的长度

R1第一方向

R2第二方向

S堆叠方向。