CN113282162B - 一种屏幕多点触控触觉反馈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屏幕多点触控触觉反馈装置，包括面板、激励机构和隔振机构，所述面板下表面与隔振机构刚性连接，所述隔振机构上设有多个第一激振区域；所述面板上表面设有多组触摸按键，所述面板下表面设有与触摸按键对应的第二激振区域；所述第一激振区域与第二激振区域构成容置空间，每个容置空间内分别设有一组激励机构，且激励机构与第二激振区域表面刚性连接，解决了现有屏幕面板无法实现指定区域振动的问题，通过隔振机构将面板区域分隔，使面板指定区域振动时，避免相邻激励机构之间产生干扰，提升屏幕面板触摸反馈时的振动效果。

Description

一种屏幕多点触控触觉反馈装置

技术领域

本发明涉及触觉反馈技术领域，具体的说是一种屏幕多点触控触觉反馈装置。

背景技术

触觉反馈技术能通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感。这一力学刺激可被应用于计算机模拟中的虚拟场景或者虚拟对象的辅助创建和控制，以及加强对于机械和设备的远程操控，尤其在现如今的电子产品中触摸屏盛行，手机、电脑、平板、电视等产品大量使用到触摸屏。为带给使用者更真实的使用体验，触摸反馈技术被大量运用至上述产品中，因此如何更真实的反馈给使用者触觉体验是需要各电子产品制造厂商亟需解决的问题。

中国专利文献CN201548932U公开了一种触控屏幕反馈装置，其包括壳体以及由壳体固定定位的触控屏幕，该触控屏幕反馈装置还包括变形振动方向平行于触控屏幕的第一压电振动器与第二压电振动器，第一压电振动器的两端固定在壳体上，其中间部位设有第一突起，触控屏幕上设有垂直于触控屏幕的第一挡板，该第一挡板与第一突起相对且可与第一突起抵接，第二压电振动器的两端固定在壳体上，其中间部位设有第二突起，触控屏幕上设有垂直于触控屏幕的第二挡板，该第二挡板与第二突起相对且可与第二突起抵接。压电振动器可以贴设在触控屏幕的周边位置避开触控屏幕中央，如此在振动时，可有效避免破坏触控屏幕。但该装置中压电振动器振动时，整个屏幕面板会产生振动，无法实现屏幕面板指定区域振动。

中国专利文献CN102402318A公开了一种实现定位及力反馈的方法，其中，该方法包括如下步骤：提供若干换能器，提供一触控屏幕，所述触控屏幕与所述换能器相连，提供一处理器；按压触控屏幕，触控屏幕受到压力并将压力传给所述换能器，所述换能器将压力转换成电信号并将所述电信号输入到处理器，所述处理器经过处理后反馈出按压触控屏幕的坐标；处理器通过对坐标的处理后产生反馈信号并将所述反馈信号输入给所述换能器，所述换能器接收到反馈信号后在所述触控屏幕的设定位置产生驱动所述触控屏幕振动的驱动力。该装置通过多组换能器的压力值计算处理得到屏幕压力位置，但该装置中换能器振动时屏幕面板整体处于振动状态，无法实现面板指定区域振动，屏幕振动效果差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种屏幕多点触控触觉反馈装置，解决了现有屏幕面板无法实现指定区域振动的问题，通过隔振机构将面板区域分隔，使面板指定区域振动时，避免相邻激励机构之间产生干扰，提升屏幕面板触摸反馈时的振动效果。

本发明所公开的具体的技术方案如下：一种屏幕多点触控触觉反馈装置，包括面板、激励机构和隔振机构，所述面板下表面与隔振机构刚性连接，所述隔振机构上设有多个第一激振区域；所述面板上表面设有多组触摸按键，所述面板下表面设有与触摸按键对应的第二激振区域；所述第一激振区域与第二激振区域构成容置空间，每个容置空间内分别设有一组激励机构，且激励机构与第二激振区域表面刚性连接。

所述面板可为一层或多层具有一定厚度、刚度以及弹性系数的材料叠加而成，可以在一定压力作用下产生轻微形变，本发明中面板的材质可采用塑料、玻璃、金属等。

所述隔振机构紧贴面板，其材质采用一层或多层具有一定刚度的材料叠加而成，隔振机构的作用是依靠隔振机构将面板划分为若干可振动的区域，并使保证面板整体结构的刚度，且振动区域的振动强度和范围可控。

进一步的，所述隔振机构设有多组，即多组隔振机构之间无接触，每组隔振机构的中间位置设有一组通孔，所述第一激振区域分别位于每组隔振机构中通孔的中心。作为一种可替代的隔振机构结构，所述隔振机构设有一组，即多组隔振机构互相接触成为一个整体，所述隔振机构表面设有多组通孔，所述第一激振区域分别位于每组通孔的中心。

进一步的，本装置还包括支撑机构，所述支撑机构与隔振机构下表面刚性连接。相应的，所述激励机构包括第一激励组件和第二激励组件，所述第一激励组件与面板上第二激振区域刚性连接；所述第二激励组件位于第一激励组件下方，所述第二激励组件与支撑机构刚性连接；所述第一激励组件与第二激励组件间设有间隙，所述第一激励组件与第二激励组件之间存在电磁力。该结构中激励机构采用分体式结构，通过第一激励组件和第二激励组件之间电磁力的吸引或排斥作用，使第一激励组件相对于第二激励组件产生位置变化，进而带动面板第二激振区域振动。

可替代的，所述激励机构中同样包括第一激励组件和第二激励组件，所述第二激励组件表面与面板上第二激振区域刚性连接，所述第二激励组件内部设有空腔，所述第一激励组件位于第二激励组件的空腔。该结构中激励机构采用一体式结构，通过第一激励组件在第二激励组件内振动，使第二激励机构以及与第二激励机构连接第二激振区域产生振动。

进一步的，所述触摸按键的数量小于或等于所述激励机构的数量。

进一步的，所述触摸按键与激励机构之间设有驱动电路模组，所述驱动电路模组包括信号发生组件和功率放大组件，所述信号发生组件分别与触摸按键、功率放大组件电连接，所述功率放大组件与激励机构电连接。

进一步的，所述功率放大组件与激励机构之间设有继电器开关矩阵，继电器开关矩阵是一种可选择性接通电路的开关产品，可用于激励机构数量远多于功率放大组件数量情况下，将激励机构与功率放大组件连通，以实现选择性连通激励机构与功率放大组件的电路，从而达到一个功率放大组件控制多个激励机构。所述开关矩阵与信号发生组件电连接，所述开关矩阵用于接收信号发生组件的控制信号，选择接通激励机构与功率放大组件。

所述触摸按键用于检测人手的按压动作，并转化为电信号；信号发生组件则用于接收触摸按键产生的电信号，并发出原始驱动波型信号，同时也向功率放大组件发出控制信号；功率放大组件接收到信号发生组件的控制信号后，将放大所接受到的原始驱动波型信号，得到大功率驱动波型信号。大功率驱动波型信号经过开关阵列选择性输出到激励机构，并驱动激励机构输出驱动力。

可选的，所述隔振机构与支撑机构一体连接。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明通过隔振机构将相邻激励机构进行分隔，使每个激励机构只能驱动与该激励机构连接的面板区域，实现了面板指定区域振动，避免相邻激励机构之间振动产生干扰，提升屏幕面板触摸反馈时的振动效果。

2)本发明中通过在面板下方设置激励机构，实现面板触摸反馈，增强用户使用体验，同时也避免按键周边积聚灰尘污垢，清理时更为方便。

附图说明

图1是本发明实施例1中屏幕多点触控触觉反馈装置的爆炸图；

图2是本发明实施例1中屏幕多点触控触觉反馈装置的组合状态图；

图3是本发明实施例1中分体式激振机构未通电时的结构状态图；

图4是本发明实施例1中分体式激振机构通电时的结构状态图；

图5是本发明实施例1中隔振机构与支撑机构一体连接时的爆炸图；

图6是本发明实施例2中一体式激振机构未通电时的结构状态图；

图7是本发明实施例2中一体式激振机构通电时的结构状态图；

图8是本发明第一种隔振机构的结构示意图；

图9是本发明第二种隔振机构的结构示意图

图10是本发明第三种隔振机构的结构示意图；

图11是本发明第四种隔振机构的结构示意图；

图12是本发明中屏幕多点触控触觉反馈装置的控制示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

需理解的是，本发明中所声称的“上”“下”等方位是基于附图中“上”“下”方位进行叙述，仅为叙述方便，不能对本发明中得到结构产生限定作用。

此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例1：

结合图1-2所示，本实施例1中公开的一种屏幕多点触控触觉反馈装置，包括面板1、激励机构2、隔振机构3和支撑机构4，所述面板1下表面与隔振机构3上表面采用通过粘接或焊接固定，所述支撑机构4与隔振机构3下表面焊接固定，所述隔振机构3上设有多个第一激振区域5；所述面板1上表面设有多组触摸按键7，所述面板1下表面设有与触摸按键7对应的第二激振区域6；所述第一激振区域6与第二激振区域5构成容置空间，每个容置空间内分别设有一组激励机构2；如图3和4所示，所述触摸按键7的数量等于所述激励机构2的数量，所述激励机构2包括第一激励组件21和第二激励组件22，所述第一激励组件21与面板1上第二激振区域6粘接或焊接；所述第二激励组件22位于第一激励组件21下方，所述第二激励组件22与支撑机构4通过螺钉连接固定；所述第一激励组件21与第二激励组件22间设有间隙，所述第一激励组件21与第二激励组件22之间存在电磁力。该结构中激励机构2采用分体式结构，通过第一激励组件21和第二激励组件22之间电磁力的吸引或排斥作用，使第一激励组件21相对于第二激励组件22产生位置变化，进而带动面板第二激振区域6上下振动。

结合图8和9所示，本实施例1中公开了一种隔振机构，所述隔振机构3设有多组，相邻隔振机构3之间无直接接触，每组隔振机构3的中间位置设有一组通孔，所述通孔形状可选择圆形或矩形，所述第一激振区域6分别位于每组隔振机构中通孔的中心。

如图5所示，本实施例1中所述隔振机构与支撑机构可一体连接。

如图12所示，所述触摸按键7与激励机构2之间设有驱动电路模组8，所述驱动电路模组8包括信号发生组件81和功率放大组件82，所述信号发生组件81分别与触摸按键7、功率放大组件82电连接，当所述功率放大组件82与激励机构2数量相等时，所述功率放大组件82与激励机构2电连接。但当所述功率放大组件82数量小于激励机构2数量时，所述功率放大组件与激励机构之间需设有继电器开关矩阵83，继电器开关矩阵83是一种可选择性接通电路的开关产品，可用于激励机构数量远多于功率放大组件数量情况下，将激励机构与功率放大组件连通，以实现选择性连通激励机构与功率放大组件的电路，从而达到一个功率放大组件控制多个激励机构。所述继电器开关矩阵83与信号发生组件81电连接，所述继电器开关矩阵83用于接收信号发生组件81的控制信号，选择接通激励机构2与功率放大组件82的电路。

所述触摸按键7用于检测人手的按压动作，并转化为电信号；信号发生组件81则用于接收触摸按键7产生的电信号，并发出原始驱动波型信号，同时也向功率放大组件82发出控制信号；功率放大组件82接收到信号发生组件81的控制信号后，将放大所接受到的原始驱动波型信号，得到大功率驱动波型信号。大功率驱动波型信号经过继电器开关阵列83选择性输出到激励机构，并驱动激励机构2输出驱动力。

实施例2：

如图6和7所示，本实施例2中公开了另一种屏幕多点触控触觉反馈装置，该装置中包括面板1、激励机构2和隔振机构3，所述激励机构2中包括第一激励组件21和第二激励组件22，所述第二激励组件22表面与面板1上第二激振区域6粘接或焊接，所述第二激励组件22内部设有空腔，所述第一激励组件21位于第二激励组件22的空腔中，且第一激励组件21与第二激励组件22存在电磁力。该结构中激励机构2采用一体式结构，第一激励组件21在第二激励组件22内通过电磁力作用上下发生位移，使第二激励机构22以及与第二激励机构连接第二激振区域6产生振动。

实施例3：

如图10和11所示，本实施例3中公开了另一种隔振机构，所述隔振机构2设有一组，即多组隔振机构互相接触成为一个整体，所述隔振机构2表面设有多组通孔，所述第一激振区域6分别位于每组通孔的中心。当面板材料刚度过大或者激励机构附近的面板面积过小导致振动不够的情况下，可以不完全封闭相邻激励机构之间的隔振结构，以提高振动效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，包括面板、激励机构和隔振机构，所述面板下表面与隔振机构刚性连接，所述隔振机构上设有多个第一激振区域；所述面板上表面设有多组触摸按键，所述面板下表面设有与触摸按键对应的第二激振区域；所述第一激振区域与第二激振区域构成容置空间，每个容置空间内分别设有一组激励机构，且激励机构与第二激振区域表面刚性连接；

所述激励机构包括第一激励组件和第二激励组件，所述第二激励组件表面与面板上第二激振区域刚性连接，所述第二激励组件内部设有空腔，所述第一激励组件位于第二激励组件的空腔；

所述触摸按键与激励机构之间设有驱动电路模组，所述驱动电路模组包括信号发生组件和功率放大组件，所述信号发生组件分别与触摸按键、功率放大组件电连接，所述功率放大组件与激励机构电连接。

2.根据权利要求1所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述隔振机构设有多组，每组隔振机构的中间位置设有一组通孔，所述第一激振区域分别位于每组隔振机构中通孔的中心。

3.根据权利要求1所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述隔振机构设有一组，所述隔振机构表面设有多组通孔，所述第一激振区域分别位于每组通孔的中心。

4.根据权利要求1所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，还包括支撑机构，所述支撑机构与隔振机构下表面刚性连接。

5.根据权利要求4所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述激励机构包括第一激励组件和第二激励组件，所述第一激励组件与面板上第二激振区域刚性连接；所述第二激励组件位于第一激励组件下方，所述第二激励组件与支撑机构刚性连接；所述第一激励组件与第二激励组件间设有间隙，所述第一激励组件与第二激励组件之间存在电磁力。

6.根据权利要求1所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述触摸按键的数量小于或等于所述激励机构的数量。

7.根据权利要求1所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述功率放大组件与激励机构之间设有继电器开关矩阵，所述继电器开关矩阵与信号发生组件电连接，所述继电器开关矩阵用于接收信号发生组件的控制信号，选择接通激励机构与功率放大组件。

8.根据权利要求4所述的屏幕多点触控触觉反馈装置，其特征在于，所述隔振机构与支撑机构一体连接。