CN109739364A - 一种带振动反馈的触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种带振动反馈的触控显示装置，包括前面板，所述前面板上的按键区域内侧设有电容模块，所述前面板上设有起振器模块；所述前面板为悬浮结构，所述前面板固接于振动悬架上，所述振动悬架固接于壳体上；所述电容模块连接HMI电路板，所述HMI电路板上设有用于获取所述前面板的位移量的接近传感器，所述HMI电路板连接主电路板，所述主电路板连接所述起振器模块；前面板与壳体连接，且同时允许前面板在设定幅度内振动。本发明选用起振器模块作为执行器，通过操作面板实现功能并同时提供振动反馈，加强用户的操作感知；具有占用空间小、成本低、驱动负载大、响应速度快、可多件叠加使用、可精确模拟物理按键手感等有益效果。

Description

一种带振动反馈的触控显示装置

技术领域

本发明涉及物理领域，尤其涉及人机接口技术，特别是一种带振动反馈的触控显示装置。

背景技术

目前，振动反馈技术主流的解决方案为采用线性共振传动器（LRA）、螺线管式驱动器（Solenoid）、偏心转子驱动器（ERM）和压电陶瓷模块等，主要运用于手机或者电脑等产品，在车载触摸屏上的运用技术不成熟，存在振动驱动单元成本高、占用空间大、响应速度慢、可驱动负载小等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、占用空间小、响应速度快、可精准模拟物理按键手感的触控显示装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：包括前面板，所述前面板上的按键区域内侧设置有电容模块，所述前面板上设置有起振器模块；所述前面板为悬浮结构，所述前面板固接于振动悬架上，所述振动悬架固接于壳体上；所述电容模块连接HMI（Human Machine Interface， 即人机接口，以下均简称HMI）电路板，所述HMI电路板上设有用于获取所述前面板的位移量的接近传感器，所述HMI电路板连接主电路板，所述主电路板连接所述起振器模块；所述前面板与所述壳体连接，且同时允许所述前面板在设定幅度内振动。

优选地，所述前面板上的按键区域外侧设有压力感应触摸屏。

优选地，所述前面板的下端面设置有起振器模块安装腔，所述起振器模块安装腔内布置有所述的起振器模块。

优选地，所述电容模块的下端设置有遮光件，所述遮光件固接于所述前面板上。

更优选地，所述遮光件上设置有反光表面。

优选地，所述振动悬架上设置有弹性结构单，当所述前面板振动时，所述振动悬架上的弹性结构单元会发生形变。

更优选地，所述弹性结构单元包括基板，所述基板上竖直设置有弹簧，所述基板固接于所述壳体的下端面上，所述弹簧穿过壳体后连接所述前面板。

优选地，所述振动悬架的正下方设置有所述电路板，所述振动悬架的正上方设置有所述HMI电路板。

优选地，所述前面板和所述壳体通过工形卡接件固接在一起，所述壳体四隅设有安装凹槽，所述安装凹槽内设有弹性垫片。

更优选地，所述振动悬架设于所述壳体的内腔的中心位置，所述主电路板固定于底座的中心位置；所述壳体下部与所述底座固定匹配连接，所述前面板覆盖所述壳体的上部面域，所述前面板的四周扣合于所述壳体上。

优选地，当人体手指向下按压所述前面板上的按键区域时，产生一个额外的手指电容，造成整个系统的电容发生变化，所述电容模块感应所述电容的变化量并传给所述HMI电路板，经过所述HMI电路板解析产生一个电信号，所述电信号被发送给所述主电路板；

同时当人体手指向下按压所述前面板时，对所述前面板施加了按压力，导致所述前面板产生位移，所述前面板的位移量通过所述HMI电路板上的接近传感器获取，当所述位移量和所述电容的变化量达到设定的阈值，所述主电路板驱动所述起振器模块产生振动，带动所述前面板振动，从而使人体手指感受到振动反馈。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，选用起振器模块作为执行器来满足功能要求，通过操作面板上的压力感应和触摸IML膜实现功能并同时提供振动反馈，加强用户的操作感知；具有占用空间小、成本低廉、驱动负载大、响应速度快、可多件叠加使用、可精确模拟物理按键手感等有益效果。

附图说明

图1为本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置立体爆炸图；

图2为前面板组件爆炸图；

图3为前面板与振动悬架固定的示意图；

图4为图3中A处的弹性结构单元局部放大图；

图5为前面板与壳体固定的示意图；

图6为前面板与壳体固定处剖面图；

附图标记说明：

1—底座；2—主电路板；3—振动悬架；31—弹性结构单元；4—HMI电路板；5—壳体；6—导光管；7—起振器模块；8—遮光件；81—反光表面；9—电容模块；10—前面板；11—工形卡接件；12—弹性垫片。

具体实施方式

图1为本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置立体爆炸图，所述的带振动反馈的触控显示装置包括一块前面板10，前面板10的下端面设置有两个以上数目的起振器模块安装腔，每个起振器模块安装腔内布置有一个对应的起振器模块7。起振器模块7采用Speaker起振器模块。

结合图2，前面板10上的按键区域内侧设置有电容模块9，用于感应系统电容变化。电容模块9的下端设置有遮光件8，遮光件8固接于前面板10上，在遮光件8的上设置有两个以上数目的特殊处理的反光表面81。

结合图3，前面板10采用悬浮设计，前面板10固接于其下方的振动悬架3上，振动悬架3上设置有两个以上数目的弹性结构单元31，如图4所示，弹性结构单元31包括基板，基板上竖直连接有弹簧，基板固接于壳体5的下端面上，弹簧穿过壳体5后其上端抵住前面板10。当前面板10振动时，振动悬架3上的弹性结构单元31的弹簧会发生形变。

结合图5和图6，振动悬架3的正下方设置有主电路板2，振动悬架3的正上方设置有HMI电路板4。HMI电路板4上设有一个接近传感器。HMI电路板4电气连接电容模块9和主电路板2。主电路板2连接起振器模块7。

前面板10和壳体5通过工形卡接件11固接在一起，壳体5四隅设置有安装凹槽，用来安装弹性垫片12，弹性垫片12和工形卡接件11共同作用，确保前面板10与壳体5的有效固定，同时允许前面板10在一定幅度内振动。

本实施例中，振动悬架3位于壳体5的内腔的中心位置，主电路板2位于壳体5的底座1的中心位置。主电路板2通过垂直向布置的固定螺丝固装于壳体5的底座1上的对应位置。

壳体5下部与底座1固定匹配连接，前面板10覆盖壳体5的上部面域，前面板10的四周扣合于壳体5上对应位置，确保整个结构美观。

本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置的工作原理如下：

当人体手指向下按压前面板10上时，由于人体与地接通，产生一个额外的手指电容，此时整个系统的电容发生变化，电容模块9会感应这个电容的变化量，然后传给HMI电路板4，经过HMI电路板4解析产生一个电信号，这个电信号被发送到主电路板2上面的主芯片。同时在HMI电路板4上还有一个接近传感器，当用户手指向下按压前面板10时，对前面板10施加了一定的按压力，导致前面板10产生位移，该位移量通过HMI电路板4上的接近传感器获取，当位移量和电容变化量达到一定的阈值，系统会做出判断，再通过MCU把信号输出到主电路板2上面的起振器模块7，通过起振器模块7产生一定的振幅、频率的振动，由于该起振器模块7固接于前面板10，因此会带动前面板10振动，从而使人体手指感受到振动反馈；其通过操作前面板10上的触摸实现对应的功能的同时，提供振动反馈，加强用户的操作感知。

应当理解的是，在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出两个以上数目的改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：包括前面板（10），所述前面板（10）上的按键区域内侧设置有电容模块（9），所述前面板（10）上设置有起振器模块（7）；所述前面板（10）为悬浮结构，所述前面板（10）固接于振动悬架（3）上，所述振动悬架（3）固接于壳体（5）上；所述电容模块（9）连接HMI电路板（4），所述HMI电路板（4）上设有用于获取所述前面板（10）的位移量的接近传感器，所述HMI电路板（4）连接主电路板（2），所述主电路板（2）连接所述起振器模块（7）；所述前面板（10）与所述壳体（5）连接，且同时允许所述前面板（10）在设定幅度内振动。

2.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述前面板（10）的下端面设置有起振器模块安装腔，所述起振器模块安装腔内布置有所述的起振器模块（7）。

3.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述电容模块（9）的下端设置有遮光件（8），所述遮光件（8）固接于所述前面板（10）上。

4.如权利要求3所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述遮光件（8）上设置有反光表面（81）。

5.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述振动悬架（3）上设置有弹性结构单元（31），当所述前面板（10）振动时，所述振动悬架（3）上的弹性结构单元（31）会发生形变。

6.如权利要求5所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述弹性结构单元（31）包括基板，所述基板上竖直设置有弹簧，所述基板固接于所述壳体（5）的下端面上，所述弹簧穿过壳体（5）后连接所述前面板（10）。

7.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述振动悬架（3）的正下方设置有所述主电路板（2），所述振动悬架（3）的正上方设置有所述HMI电路板（4）。

8.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述前面板（10）和所述壳体（5）通过工形卡接件（11）固接在一起，所述壳体（5）四隅设有安装凹槽，所述安装凹槽内设有弹性垫片（12）。

9.如权利要求7所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：所述振动悬架（3）设于所述壳体（5）的内腔的中心位置，所述主电路板（2）固定于底座（1）的中心位置；所述壳体（5）下部与所述底座（1）固定匹配连接，所述前面板（10）覆盖所述壳体（5）的上部面域，所述前面板（10）的四周扣合于所述壳体（5）上。

10.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置，其特征在于：当人体手指向下按压所述前面板（10）上的按键区域时，产生一个额外的手指电容，造成整个系统的电容发生变化，所述电容模块（9）感应所述电容的变化量并传给所述HMI电路板（4），经过所述HMI电路板（4）解析产生一个电信号，所述电信号被发送给所述主电路板（2）；同时，当人体手指向下按压所述前面板（10）时，对所述前面板（10）施加了按压力，导致所述前面板（10）产生位移，所述前面板（10）的位移量通过所述HMI电路板（4）上的接近传感器获取，当所述位移量和所述电容的变化量达到设定的阈值，所述主电路板（2）驱动所述起振器模块（7）产生振动，带动所述前面板（10）振动，从而使人体手指感受到振动反馈。