CN108351549A - 具有触觉反馈设备的触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有触觉反馈设备(107、108)的触摸屏(100)，所述触摸屏具有电光显示器(102)和托架(109)，在该电光显示器前方布置有输入面(101)，其中，所述电光显示器(102)与输入面(101)机械刚性连接且该输入面(101)被设计成能够通过马达(107)相对于托架(109)运动，其中，所述电光显示器(102)能够借助于照明设备(105、104)被照明，其中，所述照明设备(105、104)具有光源(105)，其中，所述光源(105)以不能够运动的方式与托架(109)连接。

Description

具有触觉反馈设备的触摸屏
技术领域
本发明涉及一种具有触觉反馈设备的触摸屏。
背景技术
由现有技术已知了这类触摸屏，它具有电光显示器和托架，在该电光显示器前方布置有输入面。在此，该电光显示器与输入面机械刚性连接且被设计成能够通过马达相对于托架运动。作为电光显示器可以例如使用液晶显示器或其它透射型显示器。通过输入面的运动，对触摸输入面的输入面使用者产生触觉反馈。输入面的运动可以在例如垂直或平行于输入面表面的方向上进行。但上述两种运动相组合的运动也是可行的。通常，输入面相对于托架运动的路径小于1mm，直至数毫米。运动的频率可以为几赫兹至几千赫。电光显示器在现有技术中能够借助于照明设备照明，其中，该照明设备具有光源。在现有技术中一方面公开了电光显示器与照明设备刚性连接。尤其是在空间更大的触摸屏中需要以相应尺寸地设计照明设备。因此需要大的照明量以便能够满足触摸屏照明。为此所需的照明设备具有不容小觑的质量。由于该额外质量，能够相对于托架运动的显示面和为此所需的马达的机械设计成本很大。因此由现有技术还公开了输入面与电光显示器相距地布置且仅借助于马达移动输入面。在此缺点是，由此必然在输入面与电光显示器之间存在气隙，从而由于从输入面向气隙以及从气隙向电光显示器的过渡而出现不期望的干扰性的反射。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种具有触觉反馈设备的触摸屏，该触摸屏一方面具有良好的光学特性，另一方面无需为了输入面与托架之间的相对运动耗费过多机械构造。
该目的由此实现：所述光源以不能够运动的方式与托架连接。尤其是如果光源需要冷却体来排出过剩热量，则由此显著节省要使之运动的质量，而不会使触摸屏的光学特性恶化。
如果所述输入面与电光显示器粘接，则产生触摸屏的特别好的光学特性，尤其是当使用所谓的光学粘合物质作为粘合剂时。这类粘合剂包括例如透明的硅树脂或丙烯酸脂。如果输入面由玻璃构成，则特别硅胶是有利的，因为硅胶具有几乎与玻璃相同的光学特性。
如果所述光源具有发光二极管，则输入发光二极管的电能大部分被转化为光。因此一方面需要较少能量，另一方面仅仅逸出较少的损耗能量。但是作为光源也可能的是其它光源、例如白炽灯或荧光灯。
如果所述光源与光导体刚性连接并且所述光导体被设计成，耦入/输入光源的光且直接或通过至少一个光管理膜和/或通过气隙向电光显示器耦出/输出所述被耦入的光，则可以进一步减小所需的运动的质量。如果输入面被设计成平行于其表面可运动且因此在光导体和电光显示器之间不发生距离改变，则特别可以不使用气隙。
如果所述照明设备被设计成，向光导体中耦入光，其中，所述光导体与电光显示器刚性连接且所述光导体被设计成向电光显示器中耦入光，则实现了电光显示器的良好均匀的照明，而不会显著增加待运动的质量，因为光导体能够具有较小厚度且因此能够具有较小质量。
在光导体与电光显示器之间可以在所有的上述设计方案中还使用所谓的光管理膜，以便能够确保光的更加均匀的分布，前提是只通过光导体本身不能够实现所期望的光分布。
如果所述托架被设计为壳体，那么可以以简单的方式在壳体内为触摸屏防护所不期望的脏污。
如果在所述壳体与所述电光显示器之间布置有密封件，则可以更好地防止触摸屏内部空间被弄脏。
如果所述密封件被设计为光导体，则该结构件既可以密封壳体，又可以将光源的光传导至现存的光导体。
如果所述密封件被设计为弹性的，则它能够以简单的方式被实现。但是例如也可以设置彼此啮合的滑槽(Kulissen)形式的密封件，这些滑槽以可相对彼此移动的方式布置。
如果所述输入面是弯曲的，则可以实现触摸屏的非常高品质的外观。此外向例如机动车副仪表板中的插入能够以构造更简单和更美观的方式实现。
如果除了输入面以外，所述电光显示器也是弯曲的，则能够更简单地实现在电光显示器上的不失真的显示和信息。
附图说明
下面根据附图详述本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的触摸屏的特别优选的第一实施例的横截面
图2示出根据本发明的触摸屏的特别优选的第二实施例的横截面
图3示出根据本发明的触摸屏的实施例的部分横截面，该触摸屏具有特别优选的密封件。
具体实施方式
图1中可以看出根据本发明的触摸屏100的实施例，该触摸屏具有：输入面101、电光显示器102、粘接部103、光导体104、发光二极管形式的光源105、冷却体106、两个马达107、两个连接件108、壳体形式的托架109、两个密封件110、两个连接元件111以及气隙112。此外可以看出根据本发明的触摸屏的未被示出的使用者的手指F的一部分以及双向箭头A。输入面101与电光显示器102借助于粘接部103相连。该粘接部可以尤其是以光学粘合的形式实施。光导体104通过连接元件111与托架109刚性连接，同样，光源105通过冷却体106与托架109刚性连接。光源105的光被耦入到光导体104中且由光导体向着电光显示器102的方向耦出。在图1中，在光导体104与电光显示器102之间还可以设置所谓的光管理膜，从而有可能还改善光分布。密封件110防止了脏污出现在尤其是气隙112的区域中。马达107通过连接件108使输入面101沿着垂直于输入面101表面的方向运动，如通过双向箭头A所示那样。通过该运动在触摸屏100的使用者的手指F中产生触觉反馈。
图2中的触摸屏100区别于图1中显示的触摸屏之处就本发明而言主要在于，光导体104被直接固定在电光显示器102上，例如通过粘接。光源105同在图1的实施例中一样通过冷却体106与托架109刚性连接。也可以以其它方式将光源105与托架109连接，例如直接与托架109连接或连接在未示出的电路板上，该电路板与托架109固定连接，且冷却体或者被省略，或者如果需要冷却体的冷却功率的话，将冷却体安装在光源105的侧面或上面。光导体104具有特别的非耦入区域1040，光源105的光能够以与输入面101的且进而光导体104的当前所占位置无关的方式耦入到其中。在该图二的实施例中，在耦入区域1040与光源105之间存在气隙112。在相应准确地设计输入面101通过马达107的运动以及相应引导时，可以放弃气隙112。此外，图2中的实施例区别于图1中的实施例之处在于，输入面101完全遮盖壳体形式的托架109，从而触摸屏的观看者不能够看到托架109，且由此产生触摸屏100的更高品质的形象。密封件110布置在托架109与输入面101之间。
在图3中可以看出输入面101的一部分、电光显示器102的一部分、粘接部103的一部分、光导体104的一部分、光源105、马达107、连接件108、托架109、密封件1101、密封件1102以及两个光管理膜1130、131。光导体104和光源105直接布置在托架109的下部分上且紧固在此，用于光源105的冷却体被省略。光管理膜1130、1131在气隙112和光导体104之间布置在光导体104上。密封件1101由泡沫状的膜构成，该膜在法线方向上被弹性压缩且密封件1102由泡沫状的膜构成，该膜在侧向方向上被弹性压缩。
本发明还可以应用在如下触摸屏中，在该触摸屏中，输入面被设计成平行于其表面运动。这一点于是在光源的光经由光导体向电光显示器传递时必须注意。在该实施方案中还可行的是，光导体或者直接紧固至电光显示器上且因此在输入面的运动过程中随之运动，或者光导体刚性地直接或间接地与托架连接且然后在可能时通过气隙向电光显示器中耦入光。
在所有实施方案中都可以在光导体与电光显示器之间设置一个或多个光管理膜，以便额外还使光线均匀分布，前提是通过光导体的相应的实施方式，例如粗糙化处理、在光导体中实现的弯曲区段或在光导体中引入例如微小气泡或其它微小颗粒等异物。

Claims (12)

1.一种具有触觉反馈设备(107、108)的触摸屏(100)，所述触摸屏具有电光显示器(102)和托架(109)，在该电光显示器前方布置有输入面(101)，其中，所述电光显示器(102)与输入面(101)机械刚性连接且该输入面(101)被设计成能够通过马达(107)相对于托架(109)运动，其中，所述电光显示器(102)能够借助于照明设备(105、104)被照明，其中，所述照明设备(105、104)具有光源(105)，其特征在于，所述光源(105)以不能够运动的方式与托架(109)连接。
2.根据权利要求1所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述输入面(101)与电光显示器(102)粘接。
3.根据上述权利要求中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述光源(105)与冷却设备热连接。
4.根据上述权利要求中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述光源(105)具有发光二极管。
5.根据上述权利要求中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述光源(105)与光导体(104)刚性连接并且所述光导体(104)被设计成，耦入光源(105)的光且将被耦入的光直接或通过至少一个光管理膜向电光显示器(102)中耦出。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述照明设备(105)被设计成，向光导体(104)中耦入光，其中，所述光导体(104)与电光显示器(102)刚性连接且所述光导体(104)被设计成，直接或通过至少一个光管理膜(1130、1131)向电光显示器(102)中耦出光。
7.根据上述权利要求中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述托架(109)被设计为壳体。
8.根据权利要求7所述的触摸屏(100)，其特征在于，在所述壳体与所述电光显示器之间布置有密封件(110、1101、1102)。
9.根据权利要求8所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述密封件被设计为光导体。
10.根据权利要求8或9所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述密封件(110、1101、1102)被设计为弹性的。
11.根据上述权利要求中任一项所述的触摸屏(100)，其特征在于，所述输入面(101)是弯曲的。
12.根据权利要求11所述的触摸屏，其特征在于，所述电光显示器(102)是弯曲的。
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