CN104777947A - 一种具有动态手感的触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有动态手感的触控显示装置，包括触控板、平板显示器、超声波发生器和超声波驱动系统，超声波发生器设置在触控板的侧边，超声波发生器与超声波驱动系统电连接。超声波发生器在触控板上产生超声波，当超声波在触控板上传播、反射、叠加时，在触控板上产生一定的驻波，驻波由波腹和波节构成，使触控板产生垂直于板面的区域振动，在波腹中间的相应位置振动大，在波腹两端的相应位置振动小，而在波节的相应位置则不振动，这些不同位置振动的差别，将产生粗糙感，因此，当手指触碰到触控板之上时，通过振动，将可以感觉到触控板表面不同的粗糙度，从而产生细腻的手感。

Description

一种具有动态手感的触控显示装置

技术领域

本发明涉及一种触控显示装置，尤其涉及一种具有动态手感的触控显示装置。

背景技术

具有动态手感的触控显示装置，一般包括触控板和平板显示器，触控板叠置在平板显示器的前面，当手指触碰到这种触控显示装置的表面时，手指的触碰动作通过触摸屏被控制系统所感应，并使得整个触控显示装置产生一定的机械振动，由此对触碰的手指产生反馈，以产生动态的手感。

目前，这种触控显示装置所产生的动态手感一般通过安装多个振动马达来实现的，由振动马达振动所产生的动态手感，其感觉不够细腻，而且除了使触摸屏产生振动之外，还会导致相应的电子产品产生整体的振动，因此导致用户体验不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有动态手感的触控显示装置，这种具有动态手感的触控显示装置能够产生更加细腻的手感，而且能够将手感集中在触摸屏的表面。采用的技术方案如下：

一种具有动态手感的触控显示装置，包括触控板和平板显示器，触控板叠置在平板显示器的前面，其特征是：还包括至少一个超声波发生器和超声波驱动系统，超声波发生器设置在触控板的侧边，超声波发生器与超声波驱动系统电连接。

上述超声波驱动系统一般安装在触控显示装置所在的主机，如手机或平板电脑的电路之上。

通过在触控板的侧边设置超声波发生器，并通过超声波驱动系统使超声波发生器工作，超声波发生器在触控板上产生横波方式的超声波，当横波方式的超声波在触控板上传播、反射、叠加时，在触控板上产生一定的驻波，驻波由波腹和波节构成，从而使得触控板产生垂直于板面的区域振动，在波腹中间的相应位置振动大，在波腹两端的相应位置振动小，而在波节的相应位置则不振动，这些不同位置振动的差别，将产生粗糙感，因此，当手指触碰到触控板之上时，通过振动，将可以感觉到触控板表面不同的粗糙度，从而产生细腻的手感，除此之外，这种由超声波产生的振动容易控制在触控板之上，而不会传递到相应电子产品的其他位置。

作为本发明的优选方案，所述超声波发生器为长条状的压电陶瓷片，超声波发生器至少设置在所述触控板的一侧边。将超声波发生器为长条状的压电陶瓷片，并设置在所述触控板的侧边，这样使得超声波的传递方向控制为沿着压电陶瓷层的垂直方向，从而使得触控板各处的振动幅度更加均匀，从而使得手指与触控板各处接触的手感一致。

作为本发明进一步的优选方案，还包括长条状固定条，所述超声波发生器的数量为一个，超声波发生器设置在所述触控板的一侧边，长条状固定条设置在触控板的另一侧边，长条状固定条与超声波发生器平行设置。超声波发生器采用长条状的压电陶瓷片并设置在触控板的一侧边，而在触控板的另一侧边设置长条状固定条，长条状固定条与超声波发生器平行设置，长条状固定条将超声波发生器所产生的超声波反射回来，在长条状固定条与超声波发生器之间的区域中产生驻波，驻波的振动带也与超声波发生器平行，从而使得触控板各处的手感更加均匀。另外，在触控显示装置安装时，可以通过长条状固定条的固定，来对触控板进行固定。

作为本发明进一步的优选方案，所述超声波发生器的数量为两个，两个超声波发生器分别设置在触控板的两侧边并且相互平行。

作为本发明更进一步的优选方案，还包括同频同步装置，同频同步装置与所述两个超声波发生器、超声波驱动系统电连接，超声波驱动系统发送给两个超声波发生器的驱动信号通过同频同步装置进行同频同步，使得两个超声波发生器产生相同频率以及确定相位差的超声波。通过设置两个超声波发生器，两个超声波发生器所产生的超声波能够更好地在触控板上形成驻波，可以避免超声波发生衰减，从而使得各处所产生的振动更加均匀，以获得更加均匀的手感。同频同步装置一般安装在触控显示装置所在的主机，如手机或平板电脑的电路之上。

作为本发明的优选方案，所述触控板与所述平板显示器之间设有空气层。在触控板与平板显示器之间设置空气层，能够减少传递到平板显示器中的超声波能量，不仅可以避免超声波的衰减，而且可以避免平板显示器的损坏，例如液晶显示器，在加入超声振动的情况下很容易损坏。

作为本发明的优选方案，所述触控板内侧面贴附有减反射膜或偏光片。在触控板内侧面贴附有减反射膜或偏光片，以降低空气层的反射光。减反射膜可以为光学增透膜或蛾眼膜，偏光片更优选为圆偏光片。

作为本发明的优选方案，所述触控板为单片式触控板，触控板的厚度小于0.6mm。将触控板的厚度设置为小于0.6mm，更加有效地使超声波在触控板中以横波方式传递。

作为本发明的优选方案，所述超声波在触控板中传递的横波波长为0.05～2.0mm。将超声波在触控板中传递的横波波长限制在0.05～2.0mm之间，从而能够产生0.05～2.0mm的驻波，以构成不同的手感。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

超声波发生器在触控板上产生超声波，当超声波在触控板上传播、反射、叠加时，在触控板上产生一定的驻波，驻波由波腹和波节构成，从而使得触控板产生垂直于板面的区域振动，在波腹中间的相应位置振动大，在波腹两端的相应位置振动小，而在波节的相应位置则不振动，这些不同位置振动的差别，将产生粗糙感，因此，当手指触碰到触控板之上时，通过振动，将可以感觉到触控板表面不同的粗糙度，从而产生细腻的手感，除此之外，这种由超声波产生的振动容易控制在触控板之上，而不会传递到相应电子产品的其他位置。

附图说明

图1是本发明实施例一的平面示意图；

图2是图1沿A-A的剖面图；

图3是产生粗糙手感的原理示意图；

图4是本发明实施二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1和图2所示，这种具有动态手感的触控显示装置，包括触控板1、平板显示器2、两个超声波发生器3、超声波驱动系统（附图中未画出）和同频同步装置（附图中未画出）；触控板1叠置在平板显示器2的前面，触控板1与平板显示器2之间设有空气层4，触控板1内侧面贴附有减反射膜5；两个超声波发生器3分别设置在触控板1的两侧边并且相互平行，超声波发生器3与超声波驱动系统电连接，超声波在触控板1中传递的横波波长为0.2mm（0.05～2.0mm都可以）；同频同步装置与两个超声波发生器3、超声波驱动系统电连接，超声波驱动系统发送给两个超声波发生器3的驱动信号通过同频同步装置进行同频同步，使得两个超声波发生器3产生相同频率以及确定相位差的超声波。

上述超声波发生器3为长条状的压电陶瓷片。

上述触控板1为单片式触控板，触控板1的厚度小于0.6mm。

上述减反射膜5采用光学增透膜或蛾眼膜。

如图1、图2和图3所示，通过在触控板1两个相对的侧边设置超声波发生器3，并通过超声波驱动系统使超声波发生器3工作，超声波发生器3在触控板2上产生超声波，当超声波在触控板2上传播、反射、叠加时，在触控板1上产生一定的驻波6，驻波6由波腹601和波节602构成，从而使得触控板1产生垂直于板面的区域振动，在波腹601中间的相应位置振动大，在波腹601两端的相应位置振动小，而在波节602的相应位置则不振动，这些不同位置振动的差别，将产生粗糙感，因此，当手指触碰到触控板1之上时，通过振动，将可以感觉到触控板1表面不同的粗糙度，从而产生细腻的手感，除此之外，这种由超声波产生的振动容易控制在触控板1之上，而不会传递到相应电子产品7的其他位置；由于设置两个超声波发生器3，两个超声波发生器3所产生的超声波能够更好地在触控板1上形成驻波，可以避免超声波发生衰减，从而使得触控板1各处所产生的振动更加均匀，以获得更加均匀的手感；在触控板1与平板显示器2之间设置空气层4，能够减少传递到平板显示器2中的超声波能量，不仅可以避免超声波的衰减，而且可以避免平板显示器2的损坏；在触控板1内侧面贴附有减反射膜5，以降低空气层4的反射光；触控板1为单片式触控板，并将触控板1的厚度设置为小于0.6mm，更加有效地使超声波在触控板1中以横波方式传递；将超声波在触控板1中传递的横波波长限制在0.05～2.0mm之间，从而能够产生0.05～2.0mm的驻波，以构成不同的手感。

实施例二

如图4所示，这种具有动态手感的触控显示装置，包括触控板21、平板显示器22、一个超声波发生器23、长条状固定条24和超声波驱动系统（附图中未画出）；触控板21叠置在平板显示器22的前面，触控板21与平板显示器22之间设有空气层25，触控板21内侧面贴附有减反射膜26；超声波发生器23设置在触控板21的一侧边，长条状固定条24设置在触控板21的另一侧边，长条状固定条24与超声波发生器23平行设置，超声波发生器23与超声波驱动系统电连接，超声波在触控板21中传递的横波波长为0.2mm（0.05～2.0mm都可以）。

上述超声波发生器23为长条状的压电陶瓷片。

上述触控板21为单片式触控板，触控板的厚度小于0.6mm。

上述减反射膜26采用光学增透膜或蛾眼膜。

本实施例的工作原理及有益效果基本与实施例一相同，其区别仅在于：超声波发生器23只有一个，并且设置在触控板21的一侧边，而在触控板21的另一侧边设置长条状固定条24，长条状固定条24与超声波发生器23平行设置，长条状固定条24将超声波发生器23所产生的超声波反射回来，在长条状固定条24与超声波发生器23之间的区域中产生驻波，驻波的振动带也与超声波发生器23平行，从而使得触控板21各处的手感更加均匀。另外，在触控显示装置安装时，可以通过长条状固定条24的固定，来对触控板21进行固定。

在其它实施方式中，触控板内侧面贴附有偏光片。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有动态手感的触控显示装置，包括触控板和平板显示器，触控板叠置在平板显示器的前面，其特征是：还包括至少一个超声波发生器和超声波驱动系统，超声波发生器设置在触控板的侧边，超声波发生器与超声波驱动系统电连接。

2.如权利要求1所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述超声波发生器为长条状的压电陶瓷片，超声波发生器至少设置在所述触控板的一侧边。

3.如权利要求2所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：还包括长条状固定条，所述超声波发生器的数量为一个，超声波发生器设置在所述触控板的一侧边，长条状固定条设置在触控板的另一侧边，长条状固定条与超声波发生器平行设置。

4.如权利要求2所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述超声波发生器的数量为两个，两个超声波发生器分别设置在触控板的两侧边并且相互平行。

5.如权利要求4所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：还包括同频同步装置，同频同步装置与所述两个超声波发生器、超声波驱动系统电连接，超声波驱动系统发送给两个超声波发生器的驱动信号通过同频同步装置进行同频同步，使得两个超声波发生器产生相同频率以及确定相位差的超声波。

6.如权利要求1所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述触控板与所述平板显示器之间设有空气层。

7.如权利要求1所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述触控板内侧面贴附有减反射膜或偏光片。

8.如权利要求1所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述触控板为单片式触控板，触控板的厚度小于0.6mm。

9.如权利要求1所述的具有动态手感的触控显示装置，其特征是：所述超声波在触控板中传递的横波波长为0.05～2.0mm。