CN115398379A - 压力触控板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种触控板和电子设备,该触控板包括:印制电路板、压力传感器、支撑板、触摸控制器以及触觉反馈部件,该支撑板设置于该印制电路板的下方,该支撑板包括补强区、紧固区和两个柔性连接臂,该补强区的两侧分别通过该两个柔性连接臂与紧固区连接,该补强区与该印制电路板固定连接,该紧固区用于与电子设备的机壳固定连接;在第一方向上,该触觉反馈部件的安装位置到该压力触控板的两条长边的距离不相等;其中,该第一方向为该压力触控板的短边方向。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域,尤其涉及一种压力触控板和电子设备。
背景技术
对于具有触觉反馈功能的压力触控板来说,触觉反馈部件需要放置在触摸面板的下方正中心位置,才能确保实际体验时,手指接触的触摸面板的任一区域都能感受到相同的震动体验。
但在实际整机堆叠设计过程中,触控板正下方多为电池组件、主板等部件。电池电芯在充放电过程中会鼓起,整机堆叠亦无过多安全空间,避免触觉反馈部件的金属客体接触到电芯,导致刺穿引起安全事故,通常情况下会将触觉反馈部件摆放位置偏置。
触觉反馈部件偏置后,则产生了震动不一致的问题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种触控板和电子设备,能够解决触觉反馈部件偏置后所产生的震动不一致问题。
第一方面,提供了一种触控板,其特征在于,包括:印制电路板、压力传感器、支撑板、触摸控制器以及触觉反馈部件;该印制电路板的上表面设置有触摸电极层,该触摸电极层用于在手指触摸或按压该压力触控板时感测该手指的触摸位置,并输出相应的触摸感应信号;该压力传感器设置在该印制电路板下方,用于在该手指按压该压力触控板时发生形变,并输出相应的压力感应信号;该支撑板设置于该印制电路板的下方,该支撑板包括补强区、紧固区和两个柔性连接臂,该补强区的两侧分别通过该两个柔性连接臂与该紧固区连接,该补强区与该印制电路板固定连接,该紧固区用于与电子设备的机壳固定连接;该触摸控制器安装固定在该印制电路板并与该触摸电极层和该压力传感器进行电性连接,用于从该触摸电极层接收该触摸感应信号以确定该手指在该压力触控板的触摸位置,以及从该压力传感器接收该压力感应信号以确定该手指施加的压力大小;该触觉反馈部件安装在该印制电路板的下表面,在第一方向上,该触觉反馈部件的安装位置到该压力触控板的两条长边的距离不相等;该触觉反馈部件与该触摸控制器电性连接,用于响应该手指施加的压力大小进行震动反馈,该第一方向为该压力触控板的短边方向。
支撑板的补强区和紧固区通过柔性连接臂一体化连接,可以简化压力触控板的组装工艺。并且可以在触觉反馈部件震动时,通过柔性连接臂来传递震动,从而有利于解决触觉反馈部件偏置时的震动不一致问题,提高用户的震动体验。
另外,将柔性连接臂设置在紧固区与补强区的最外边沿之间的开窗区域内,能够尽量小地破坏补强区的完整性,从而在不影响压力触控板刚性的情况下,解决触觉反馈部件偏置时的震动不一致问题。
在一种可能的实现方式中,该两个柔性连接臂与该印制电路板之间均具有间隙,该两个柔性连接臂用于平衡该触觉反馈部件的震动。
柔性连接臂与印制电路板之间具有间隙,从而可以在触觉反馈部件震动时,柔性连接臂在该间隙内相对位移以传递震动,从而可以平衡该触觉反馈部件的震动。
在一种可能的实现方式中,该紧固区包围该补强区设置,在第二方向上,该补强区两侧的最外边沿与该紧固区之间分别形成两个开窗区域,该两个柔性连接臂分别设置在该两个开窗区域内;其中,该第二方向为该压力触控板的长边方向。
由于两个柔性连接臂布置在支撑板在第二方向上的两个开窗区域内,能够使得触觉反馈部件所产生的震动均匀地分布在压力触控板的各个位置,从而可以解决触觉反馈部件偏置时的震动不一致问题,提高用户的震动体验。
在一种可能的实现方式中,该两个柔性连接臂均包括主体部、第一连接部和第二连接部,该主体部沿该第一方向延伸,该主体部的两端分别连接该第一连接部的一端和该第二连接部的一端,该第一连接部的另一端与该补强区连接,该第二连接部的另一端与该紧固区连接。
在一种可能的实现方式中,该柔性连接臂的长宽比大于或等于10:1。
将该柔性连接臂的长宽比设置为大于或等于10:1,能够有效地缩短触觉反馈部件的震动拖尾时间(或刹车时间),使得震感体验越清脆。
在一种可能的实现方式中,该柔性连接臂的宽度大于或等于2mm。
将该柔性连接臂的宽度设置为大于或等于2mm,可以增强柔性连接臂与补强区或者紧固区之间的连接强度,使得连接处不易折断。
在一种可能的实现方式中,该支撑板还设置有悬臂梁结构,该悬臂梁结构用于支撑该压力传感器,并且在该压力触控板承受压力时,带动该压力传感器一起发生形变。
在该实施例中,将用于支撑压力传感器的悬臂梁结构与用于支撑触摸面板的补强板一体成型,不需要额外设置用于支撑压力传感器的弹性支架,减少了触控板的组件数量,进而简化了组装工序,节省了成本。
在一种可能的实现方式中,在该第二方向上,该主体部靠近该补强区的边沿至该紧固区的内侧边沿的距离小于该悬臂梁结构靠近该补强区的边沿至该紧固区的内侧边沿的距离。
在第二方向上,将柔性连接臂的尺寸设置为小于对应的悬臂梁结构的尺寸,尽可能地减小开窗区域的面积,以增大补强区的面积,从而可以提高压力触控板的刚性。
在一种可能的实现方式中,该支撑板设置有四个悬臂梁结构,该四个悬臂梁结构对称分布在该支撑板的四个角,该补强区的四个角分别沿该四个角的反方向内陷,以避让该四个悬臂梁结构,该四个悬臂梁结构沿该第二方向从紧固区向补强区延伸。
在该实施例中,在支撑板的四个角各设置一个悬臂梁结构,可以增大压力触控板的结构稳定性。其次,将压力传感器通过悬臂梁结构对称分布在支撑板的四个角,还可以提高压力检测的均匀性。
在一种可能的实现方式中,该两个柔性连接臂的两个该第一连接部分别靠近沿该压力触控板的对角线方向布置的两个不同的悬臂梁结构设置;或者该两个柔性连接臂的两个该第一连接部分别靠近沿该第二方向布置的两个不同的悬臂梁结构设置。
在一种可能的实现方式中,该压力触控板还包括:保护面板,设置于该印制电路板的上方,用于该手指的触摸和按压。
在一种可能的实现方式中,该紧固区投影到该保护面板所在平面上的投影区域包围该保护面板,且该投影区域的面积大于该保护面板的面积。
在一种可能的实现方式中,在该第一方向上,该补强区的最外边沿至该保护面板投影在该支撑板所在平面的外边沿的距离大于0;在该第二方向上,该补强区的最外边沿至该保护面板投影在该支撑板的外边沿的距离大于0。
在一种可能的实现方式中,该紧固区投影到该保护面板所在平面上的投影区域位于该保护面板内,该两个柔性连接臂通过该紧固区连接在一起。
在一种可能的实现方式中,在该第一方向上,该补强区的最外边沿至该保护面板投影在该支撑板所在平面的外边沿的距离大于沿第一方向上的紧固区的宽度;在该第二方向上,该补强区的最外边沿至该保护面板投影在该支撑板的外边沿的距离大于沿第二方向上的紧固区的宽度。
在一种可能的实现方式中,在同一方向上,该补强区的最外边沿至保护面板投影在支撑板所在平面的外边沿的距离大于补强区的最外边沿与紧固区的内侧边沿之间的间隙。
在一种可能的实现方式中,该悬臂梁结构的延伸长度为12.95mm,该悬臂梁结构的宽度为8.5mm。
在一种可能的实现方式中,在与该悬臂梁结构的根部相连的该紧固区处设置有紧固点,以使得该紧固区在该紧固点处与该机壳固定连接。
第二方面,提供了一种电子设备,包括机壳和第一方面以及第一方面任一种实现方式中的压力触控板,该机壳用于与该紧固区固定连接。
在一种可能的实现方式中,该机壳用于与该紧固区锁附连接。
附图说明
图1示出了本申请实施例的触控板的一种示意性爆炸图。
图2示出了图1中柔性连接臂的示意性结构图。
图3示出了本申请实施例的触控板的另一示意性爆炸图。
图4示出了本申请实施例的支撑板的第一种示意性俯视图。
图5示出了本申请实施例的支撑板的第二种示意性俯视图。
图6示出了本申请实施例的支撑板的第三种示意性俯视图。
图7示出了本申请实施例的支撑板的第四种示意性俯视图。
图8示出了本申请实施例的电子设备的示意性爆炸图。
图9示出了触觉反馈部件在压力触控板中的两种位置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
触控板是一种应用于电子设备的控制屏幕光标的输入装置。触控板通过检测用户手指在面板区域操作时的微小电容变化,得到高分辨率手指坐标等触控信息,以精确控制屏幕光标进行移动、点击。通常触控板背面也配置了单按键,通过检测按键的行为实现了传统的鼠标左键和右键的功能。
为了提升触控板的操作便捷性,压力触控板渐渐成为一种新趋势。压力触控板是指取消了常规触控板的物理按键,并增加了压力感应和震动反馈功能。
电子设备的压力触控板中的触觉反馈部件需放置在触摸面板下方正中心位置,才能确保在实际体验时,保证压力触摸板的震动一致性在较小的范围内,手指接触的压力触控板的任一区域都能感受到相同的震动体验。
但实际整机堆叠设计过程中,压力触控板正下方多为电池组件、主板。电池电芯充放电过程中会鼓起,整机堆叠亦无过多安全空间,避免触觉反馈部件的金属客体接触到电芯,导致刺穿引起安全事故,通常情况下会将触觉反馈部件摆放位置偏置。例如,触觉反馈部件可摆放在电池封装的塑胶框与触控板之间、也可摆放在主板与触控板之间。
触觉反馈部件偏置后,则随之产生震动不一致的问题。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种压力触控板,能够解决触觉反馈部件偏置后震动不一致的问题。
应理解,本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备。
例如,智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备,以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine,ATM)等其他电子设备。但本申请实施例对此并不限定。
图1示出了本申请实施例的压力触控板100的示意性爆炸图。该压力触控板100可以适用于电子设备。需要说明的是,下文中描述的“上”和“下”是站在用户角度体现的位置关系,即对于用户而言,手指能够接触到的表面为压力触控板100的上表面。如图1所示,该压力触控板100包括:印制电路板110、压力传感器120、支撑板130、触摸控制器140以及触觉反馈部件150。
该印制电路板110的上表面设置有触摸电极层(图中未示出),该触摸电极层用于在手指触摸或按压在该压力触控板100时感测该手指的触摸位置,并输出相应的触摸感应信号;该压力传感器120设置在印制电路板110的下方,用于在手指按压该压力触控板100时发生形变,并输出相应的压力感应信号;该支撑板130设置在印制电路板110的下方,该支撑板130包括补强区131、紧固区132和两个柔性连接臂133,如图1所示,该两个柔性连接臂133分别为第一柔性连接臂1331和第二柔性连接臂1332。补强区131通过两个柔性连接臂133与紧固区132连接。例如,如图1所示,该补强区131沿第二方向Y的两侧分别通过该第一柔性连接臂1331和该第二柔性连接臂1332与紧固区132连接。该补强区131与印制电路板110固定连接,该紧固区132用于与电子设备的机壳固定连接;该触摸控制器140安装固定在印制电路板110的下方并与触摸电极层和压力传感器120进行电性连接,用于从触摸电极层接收触摸感应信号以确定手指在压力触控板100的触摸位置,以及从压力传感器120接收压力感应信号以确定手指施加的压力大小;该触觉反馈部件150安装在印制电路板110的下表面,在第一方向X上,该触觉反馈部件150的安装位置到压力触控板100的两条长边的距离不相等,该触觉反馈部件150与触摸控制器140电性连接,用于响应手指施加的压力大小进行震动反馈。
需要说明的是,在本申请中,第一方向X为压力触控板100的短边方向,第二方向Y为压力触控板100的长边方向。
压力传感器120可以是电阻式压力传感器,又称为压阻式力传感器。例如,压力传感器120为应变式压力传感器。如图1所示,该压力传感器120可以设置在支撑板130与印制电路板110之间。
需要说明的是,本申请实施例中的触觉反馈部件150是基于压力传感器检测的压力信号向用户提供震动反馈,但并不排除该触觉反馈部件150基于其他信号向用户提供震动反馈的可能性。
印制电路板110除了承载和支撑触摸电极层之外,还可以搭载压力触控板100的电子元器件,该电子元器件例如可以包括触摸控制器140和触觉反馈部件150。触摸控制器140可以电性连接至触摸电极层和压力传感器120,其一方面用于向触摸电极层提供驱动信号进行电容式触摸检测,另一方面用于在手指按压在压力触控板100时接收触摸电极层和压力传感器120输出的触摸感应信号和压力感应信号,并基于上述触摸感应信号和压力感应信号确定手指位置信息和手指施加的压力大小。并且该触摸控制器140还可以连接至触觉反馈部件150,并且进一步用于响应检测到的压力大小并驱动触觉反馈部件150进行震动反馈。在具体实施例中,触摸控制器140可以是集成压力检测和触摸位置检测的触控芯片,也可以是包括两个分离设置的用于检测压力的压力检测芯片和用于检测触摸位置的触控芯片。
具体地,在本申请实施例中,支撑板130是用于支撑印制电路板110的,其应具有一定强度,故该支撑板130也可以称为是补强板。该支撑板130可以包括补强区131和紧固区132,该补强区131是指该支撑板130中用于支撑印制电路板110的部分区域,也就是说,该补强区131与印制电路板110的下表面固定连接。例如,该补强区131可以与印制电路板110的下表面粘接。该紧固区132是指该支撑板130中将支撑板130安装到电子设备的部分区域,例如,该紧固区132可以将支撑板130连接至电子设备的机壳。该支撑板130还包括柔性连接臂133,该补强区131与该紧固区132通过该柔性连接臂133连接,即该补强区131与该紧固区132柔性连接。柔性连接又可以称为挠性连接,故柔性连接臂133也可以称为挠性臂。本申请实施例中的柔性连接臂133既有约束或传递震动的关系,又可以有一定程度的相对位移。即该柔性连接臂133与印制电路板110的下表面之间可以具有间隙。当该触觉反馈部件150震动时,该柔性连接臂133可以在该间隙内上下震动,从而可以平衡触觉反馈部件150的震动。
因此,本申请实施例的压力触控板,支撑板的补强区和紧固区通过柔性连接臂一体化连接,可以简化压力触控板的组装工艺。并且可以在触觉反馈部件震动时,通过柔性连接臂的相对位移来传递震动,有利于触觉反馈部件所产生的震动均匀地分布在压力触控板的各个位置,从而可以解决触觉反馈部件偏置时的震动不一致问题,提高用户的震动体验。
可选地,如图4至图7所示,该紧固区132包围补强区131设置,在第二方向Y上,该补强区131两侧的最外边沿与紧固区132之间分别形成两个开窗区域134,且两个柔性连接臂133分别设置在两个开窗区域134内,两个开窗区域134包括第一开窗区域1341和第二开窗区域1342。例如,如图4至图7所示,在第二方向Y上,补强区131右侧的最外边沿与紧固区132之间形成第一开窗区域1341,补强区131左侧的最外边沿与紧固区132之间形成第二开窗区域1342,其中,第一柔性连接臂1331设置在第一开窗区域1341内,第二柔性连接臂1332设置在第二开窗区域1342内。
可选地,该两个柔性连接臂133可以对称地设置在两个开窗区域134内,例如,第一柔性连接臂1331与第二柔性连接臂1332在第二方向Y上轴对称,即支撑板130沿支撑板130在第二方向Y上的中心线对折之后,第一柔性连接臂1331与第二柔性连接臂1332能够完全重合。再例如,第一柔性连接臂1331与第二柔性连接臂1332围绕支撑板130的中心点中心对称,即第一柔性连接臂1331围绕着支撑板130的中心点旋转180度之后,能够与第二柔性连接臂1332完全重合。
在该实施例中,将柔性连接臂设置在紧固区与补强区的最外边沿之间的开窗区域内,能够尽量小地破坏补强区的完整性,从而在不影响压力触控板刚性的情况下,解决触觉反馈部件偏置时的震动不一致问题。
图2为图1中的第一柔性连接臂1331的示意性放大图。如图2所示,该第一柔性连接臂1331包括主体部13311、第一连接部13312和第二连接部13313。该第一柔性连接臂1331的主体部13311沿第一方向X延伸,该第一柔性连接臂1331的主体部13311的两端分别连接第一柔性连接臂1331的第一连接部13312的一端和第一柔性连接臂1331的第二连接部13313的一端,该第一柔性连接臂1331的第一连接部13312的另一端与补强区131连接,该第一柔性连接臂1331的第二连接部13313的另一端与紧固区132连接。
应理解,本申请中的第一连接部13312是指从补强区131一端开始向紧固区132的方向延伸的区域,第二连接部13313是指从紧固区132一端开始向补强区131的方向延伸的区域。
可选地,在本申请实施例中,该主体部的长宽比大于或等于10:1。
如图2所示,第一柔性连接臂1331的主体部13311的长度为箭头1至箭头2的长度。该第一柔性连接臂1331的主体部13311的宽度为箭头3至箭头4的长度。需要说明的是,该第二柔性连接臂1332的结构和尺寸可以参考第一柔性连接臂1331的描述,为了简洁,此处不再赘述。
将柔性连接臂的主体部的长宽比设置为大于或等于10:1,能够有效地缩短触觉反馈部件的震动拖尾时间(或刹车时间),使得震感体验越清脆。
可选地,在本申请实施例中,该柔性连接臂的主体部的宽度大于或等于2mm。
进一步地,为了保证柔性连接臂的主体部的长宽比大于或等于10:1,那么该柔性连接臂的主体部的长度可以大于或等于20mm。
将该柔性连接臂的主体部的宽度设置为大于或等于2mm,可以增强柔性连接臂与补强区或者紧固区之间的连接强度,使得连接处不易折断。
第一柔性连接臂1331的第一连接部13312沿第一方向X的长度大于第一柔性连接臂1331的主体部13311沿第二方向Y的长度,即第一柔性连接臂1331的主体部13311的宽度,同样的,第二连接部13313沿第一方向X的长度大于第一柔性连接臂1331的主体部13311的宽度。该第二柔性连接臂1332的结构和尺寸可以参考第一柔性连接臂1331的描述,为了简洁,此处不再赘述。
将柔性连接臂的第一连接部和第二连接部设置成沿第一方向X的长度均大于主体部的宽度,保证了柔性连接臂平衡触觉反馈部件的震动性能,同时提升了柔性连接臂与支撑板之间的连接性。
图3示出了本申请实施例的压力触控板100的另一示意性爆炸图。
可选地,如图3所示,该支撑板130还设置有悬臂梁结构135,该悬臂梁结构135可以用于支撑该压力传感器120,并且在压力触控板100承受压力时,带动压力传感器120一起发生形变。
悬臂梁结构135是指相对于支撑板130的补强区131,其悬空设置在印制电路板110的下方。也就是说,该悬臂梁结构135与印制电路板110之间具有间隙。例如,该悬臂梁结构135的下表面与所述补强区131的下表面齐平,而该悬臂梁结构135的厚度则小于该补强区131的厚度,以使得悬臂梁结构135与印制电路板110之间具有间隙。可选地,该悬臂梁结构135用于支撑压力传感器120,可以理解为压力传感器120固定于悬臂梁结构135的上表面。或者该压力传感器120也可以固定于悬臂梁结构135的下表面。需要说明的是,此处悬臂梁结构135的下表面是指悬臂梁结构135远离印制电路板110的表面,而此处悬臂梁结构135的上表面则是靠近印制电路板110的表面。
在该实施例中,将用于支撑压力传感器的悬臂梁结构与用于支撑印制电路板的补强板一体成型,不需要额外设置用于支撑压力传感器的弹性支架,减少了压力触控板的组件数量,进而简化了组装工序,节省了成本。
可选地,如图3所示,该支撑板130设置有四个悬臂梁结构,包括第一悬臂梁结构1351、第二悬臂梁结构1352、第三悬臂梁结构1353和第四悬臂梁结构1354,该四个悬臂梁结构对称地分布在该支撑板130的四个角,该补强区131的四个角分别沿该四个角的反方向内陷,以避让该四个悬臂梁结构。该四个悬臂梁结构与紧固区132为一体式,该四个悬臂梁结构分别沿第二方向Y从紧固区132向补强区131方向延伸。
在该实施例中,在支撑板130的四个角各设置一个悬臂梁结构,可以增大触控板的结构稳定性。其次,将压力传感器通过悬臂梁结构分布在支撑板的四个角,还可以提高压力检测的均匀性。
本领域技术人员理解,本申请实施例对该悬臂梁结构的数量不作限定。例如,该支撑板可以设置六个悬臂梁结构,并且该六个悬臂梁结构可以对称地布置在支撑板的四个角以及该支撑板沿第二方向Y延伸的两条边的中心位置。
可选地,在该支撑板130的下表面为平面的情况下,该悬臂梁结构135的上表面可以与柔性连接臂133的上表面齐平,也就是说,该悬臂梁结构135的厚度与该柔性连接臂133的厚度相同。即悬臂梁结构135与印制电路板110之间的间隙与柔性连接臂133与印制电路板110之间的间隙相同。在其他示例中,该悬臂梁结构135与印制电路板110之间的间隙与该柔性连接臂133与印制电路板110之间的间隙可以不相同。同样地,此处的下表面为远离印制电路板110的表面,此处的上表面为靠近印制电路板110的表面。
可选地,如图3所示,该压力触控板100还包括:保护面板160,设置于印制电路板110的上方,用于手指的触摸和按压。可选地,该保护面板160还可以作为外观装饰,一般采用玻璃或聚酯薄膜(mylar)。
进一步地,该保护面板160可以通过第一胶171与印制电路板110粘接。
可选地,如图3所示,该支撑板130可以通过第二胶172与印制电路板110粘接在一起。具体地,该支撑板130的补强区131与印制电路板110通过第二胶172粘接在一起。
可选地,本申请实施例中的第一胶171和第二胶172可以采用双面胶,也可以采用柔性胶水或者胶垫。
可选地,在本申请实施例中,如图3所示,该压力触控板100还包括:阻尼部件180,设置于印制电路板110与悬臂梁结构135之间,用于在压力触控板100承受压力时使得该悬臂梁结构135发生形变。
具体地,该阻尼部件180可以与压力传感器120并排设置在悬臂梁结构135的上表面。并且该阻尼部件180可以填充该悬臂梁结构135的上表面与印制电路板110的下表面之间的间隙。当手指按压压力触控板100时,该阻尼部件180可以使得该悬臂梁结构135发生形变,从而可以带动压力传感器120发生形变。
在该实施例中,通过在悬臂梁结构与印制电路板之间设置阻尼部件,可以使得悬臂梁结构发生形变,从而可以带动压力传感器发生形变,以使得压力传感器进行压力检测。
可选地,在一种示例中,该阻尼部件180可以为硅胶复合材料,例如,硅胶垫。在其他示例中,该阻尼部件180可以为弹簧。
该阻尼部件180不仅可以用来带动悬臂梁结构135发生形变,还可以用于吸收触觉反馈部件150产生的余震。
可选地,该阻尼部件180的硬度可以选择肖氏硬度20A至30A之间,以确保阻尼部件具有一定的刚性,避免在压力触控板100承受压力时,阻尼部件本身发生应变,影响压力检测的准确度。
可选地,该阻尼部件180的厚度可以设置在0.5mm至0.8mm之间,可以避免阻尼部件180的厚度过小导致的悬臂梁结构135的应变空间不足,进而导致悬臂梁结构135所支撑的压力传感器无法有效地进行压力检测。也可以避免阻尼部件180的厚度过大而导致的压力触控板震动不一致的问题。
可选地,在本申请实施例中,该触觉反馈部件150可以是线性马达,例如,X或Y轴震动的线性马达。触觉反馈部件150也可以是压电陶瓷片等。或者,该触觉反馈部件150也可以是其他合适的致动器。触觉反馈部件150可以粘附在印制电路板110的下方,例如,粘附在印制电路板110的下表面。
继续参见图3,该补强区131还包括触觉反馈部件避让孔136,用于避让触觉反馈部件150。在第一方向X上,该触觉反馈部件避让孔136到支撑板130的两条长边的距离不相等,以使得触觉反馈部件150穿过该触觉反馈部件避让孔136安装在印制电路板110的下表面的安装位置到压力触控板100的两条长边的距离不相等。即触觉反馈部件150相对于压力触控板100的中心点向压力触控板100的一条长边偏置。例如,在图3中,触觉反馈部件避让孔136的中心点到支撑板130的第一长边之间的距离L1和该中心点到支撑板130的第二长边之间的距离L2不相等。
如图3所示,该补强区131还可以包括避让孔137,该避让孔137可以位于补强区的中部区域,该避让孔137可以用于避让近场通信(Near Field Communication,NFC)芯片,保证合理利用压力触控板100的空间,以增加压力触控板100的应用。该避让孔137还可以避让触摸控制器140,使得触摸控制器140通过该避让孔137固定安装在印制电路板的下表面。
可选地,如图3所示,该压力传感器120可以通过压力传感器的柔性印制电路(Flexible Printed Circuit,FPC)170与印制电路板110电性连接。也就是说,该压力传感器120检测得到的压力感应信号可以通过该压力传感器的FPC 170传递给印制电路板110,进而使得触摸控制器140接收到压力感应信号后驱动触觉反馈部件150产生震动。
图4至图7示出了本申请实施例提供的支撑板130的各种示意性俯视图。
具体地,如图4至图7所示,该支撑板130包括补强区131、紧固区132和两个柔性连接臂133,该两个柔性连接臂133包括第一柔性连接臂1331和第二柔性连接臂1332,在第二方向Y上,补强区131左边的最外边沿与紧固区132之间形成第二开窗区域1342,补强区131右边的最外边沿与紧固区132之间形成第一开窗区域1341,该第一柔性连接臂1331和第二柔性连接臂1332分别对称地设置在第一开窗区域1341和第二开窗区域1342内。
与图2类似,图4至图7中的第一柔性连接臂1331包括主体部13311、第一连接部13312和第二连接部13313,该第一柔性连接臂1331的主体部13311的两端分别连接第一柔性连接臂1331的第一连接部13312的一端和第一柔性连接臂1331的第二连接部13313的一端,该第一柔性连接臂1331的第一连接部13312的另一端与补强区131连接,该第一柔性连接臂1331的第二连接部13313的另一端与紧固区132连接。第二柔性连接臂1332包括主体部13321、第一连接部13322和第二连接部13323,该第二柔性连接臂1332的主体部13321的两端分别连接第二柔性连接臂1332的第一连接部13322的一端和第二柔性连接臂1332的第二连接部13323的一端,该第二柔性连接臂1332的第一连接部13322的另一端与补强区131连接,该第二柔性连接臂1332的第二连接部13323的另一端与紧固区132连接。
可选地,第一连接部和第二连接部分别靠近沿第一方向X布置的两个不同的悬臂梁结构设置。例如,如图4和图6所示,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312靠近第一悬臂梁结构1351设置以及第一柔性连接臂1331的第二连接部13313靠近第二悬臂梁结构1352设置。第二柔性连接臂1332的第一连接部13322靠近第四悬臂梁结构1354设置以及第二柔性连接臂1332的第二连接部13323靠近第三悬臂梁结构1353设置。再例如,如图5和图7所示,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312靠近第一悬臂梁结构1351设置以及第一柔性连接臂1331的第二连接部13313靠近第二悬臂梁结构1352设置。第二柔性连接臂1332的第一连接部13322靠近第三悬臂梁结构1353设置以及第二柔性连接臂1332的第二连接部13323靠近第四悬臂梁结构1354设置。
从图4至图7中也可以看出,柔性连接臂设置在沿第一方向X的布置的两个悬臂梁结构之间。例如,第一柔性连接臂1331设置在第一悬臂梁结构1351和第二悬臂梁结构1352之间,第二柔性连接臂1332设置在第三悬臂梁结构1353和第四悬臂梁结构1354之间。
可选地,在第二方向上,该柔性连接臂的主体部靠近补强区的边沿至紧固区的内侧边沿的距离小于悬臂梁结构靠近补强区的边沿至紧固区的内侧边沿的距离。以图4中的右侧为例,在第二方向Y上,第一柔性连接臂1331的主体部13311靠近补强区131的边沿至紧固区132的内侧边沿之间的距离L3小于第二悬臂梁结构1352靠近补强区131的边沿至紧固区132的内侧边沿之间的距离L4。如此设置,使得在提高压力触控板100刚性的情况下,解决触觉反馈部件150偏置时的震动不一致问题。
可选地,如图4和图6所示,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312和第二柔性连接臂1332的第一连接部13322分别靠近沿第二方向Y布置的两个不同的悬臂梁结构设置;第一柔性连接臂1331的第二连接部13313和第二柔性连接臂1332的第二连接部13323分别靠近沿第二方向Y布置的另外两个不同的悬臂梁结构设置。例如,第一悬臂梁结构1351和第四悬臂梁结构1354沿第二方向Y布置,而第二悬臂梁结构1352和第三悬臂梁结构1353沿第二方向Y布置,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312靠近第一悬臂梁结构1351设置,第二柔性连接臂1332的第一连接部13322靠近第四悬臂梁结构1354设置,而第一柔性连接臂1331的第二连接部13313靠近第二悬臂梁结构1352设置,第二柔性连接臂1332的第二连接部13323靠近第三悬臂梁结构1353设置。
可选地,如图5和图7所示,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312和第二柔性连接臂1332的第一连接部13322分别靠近沿压力触控板100的对角线方向布置的两个不同的悬臂梁结构设置;第一柔性连接臂1331的第二连接部13313和第二柔性连接臂1332的第二连接部13323分别靠近沿压力触控板100的另一对角线方向布置的两个不同的悬臂梁结构设置。例如,第一悬臂梁结构1351和第三悬臂梁结构1353沿压力触控板100的对角线方向布置,而第二悬臂梁结构1352和第四悬臂梁结构1354沿压力触控板100的另一对角线方向布置,第一柔性连接臂1331的第一连接部13312靠近第一悬臂梁结构1351设置,第二柔性连接臂1332的第一连接部13322靠近第三悬臂梁结构1353设置,而第一柔性连接臂1331的第二连接部13313靠近第二悬臂梁结构1352设置,第二柔性连接臂1332的第二连接部13323靠近第四悬臂梁结构1354设置。
可选地,如图4和图5所示,该紧固区132投影到保护面板所在平面上的投影区域包围该保护面板(图中未示出,位于图中虚线所围绕区域的正上方),且所述投影区域的面积大于所述保护面板的面积。
可选地,在图4和图5所示的实施例中,在第一方向上,该补强区的最外边沿至保护面板投影在支撑板所在平面的外边沿的距离大于0;在该第二方向上,该补强区的最外边沿至保护面板投影在该支撑板的外边沿的距离大于0。以图4为例,在第一方向X上,该补强区131的最外边沿至保护面板投影在支撑板130所在平面的外边沿的距离为L5,L5=3mm,在第二方向Y上,该补强区131的最外边沿至保护面板投影在该支撑板130的外边沿的距离为L6,L6=7.05mm。在该情况下如此设置,保证紧固区132和电子设备的机壳固定连接的同时,最大化提高压力触控板100的刚性。
可选地,如图6和图7所示,该紧固区132投影到保护面板所在平面上的投影区域位于该保护面板(图中未示出,位于图中虚线所围绕区域的正上方)内,该紧固区132包围该补强区131,该两个柔性连接臂133通过该紧固区132连接在一起。
可选地,在图6和图7所示的实施例中,在第一方向上,该补强区的最外边沿至保护面板投影在支撑板所在平面的外边沿的距离大于0,并且大于第一方向X上的紧固区的宽度;在第二方向上,该补强区的最外边沿至所述保护面板投影在支撑板的外边沿的距离为大于0,并且大于第二方向Y上的紧固区的宽度。以图6为例,在第一方向X上,该补强区131的最外边沿至保护面板投影在支撑板130所在平面的外边沿的距离为L7,L7=8.5mm,第一方向X上的紧固区132的宽度为W1,L7大于W1,在第二方向Y上,该补强区131的最外边沿至保护面板投影在该支撑板130的外边沿的距离为L8,L8=12.55mm,第二方向Y上的紧固区132的宽度为W2,L8大于W2。在该情况下如此设置,保证压力触控板100刚性的情况下,有利于紧固区132和电子设备的机壳固定连接。
可选地,如图4至图7所示,无论是在第一方向X或第二方向Y上,该补强区131的最外边沿至保护面板投影在支撑板130所在平面的外边沿的距离大于补强区131的最外边沿与紧固区的内侧边沿之间的间隙。例如,如图4和图5所示,在第一方向X上,L5等于补强区131与紧固区132之间的开窗区域的尺寸与部分紧固区的宽度之和。在第二方向Y上,L6等于补强区131与紧固区132之间的开窗区域的尺寸与部分紧固区的宽度之和。再例如,如图6和图7所示,在第一方向X上,L7等于补强区131与紧固区132之间的开窗区域的尺寸以及整个紧固区的宽度之和。在第二方向Y上,L8等于补强区131与紧固区132之间的开窗区域的尺寸以及整个紧固区的宽度之和。
可选地,在本申请实施例中,悬臂梁结构的延伸长度为12.95mm,悬臂梁结构的宽度为8.5mm。以图4中的第一悬臂梁结构1351为例,第一悬臂梁结构1351的延伸长度为图中所示的L9,第一悬臂梁结构1351的宽度为图中所示的L10。如此设置,能够提高压力传感器检测的灵敏度。
上文提到柔性连接臂133与印制电路板110之间具有间隙,该间隙的尺寸范围可以是0.2mm~1mm,进一步地,该间隙的尺寸范围为0.6mm~0.7mm。柔性连接臂133与印制电路板110直接的间隙在该数值范围内,使得平衡触觉反馈部件150的震动效果较佳。
可选地,如图4至图7所示,在与悬臂梁结构的根部相连的紧固区处设置有紧固点,以使得紧固区在该紧固点处与电子设备的机壳固定连接,同时复用该紧固点作为悬臂梁结构的固定端。悬臂梁结构的自由端用于跟随压力传感器一起发生形变。
可选地,如图8所示,本申请实施例还提供了一种电子设备10,包括机壳200和上文描述的各种实施例中的压力触控板100,该机壳200与压力触控板100的紧固区132固定连接。
机壳200用于承载电子设备10内部组件,例如,电池组件、主板等。
可选地,该机壳200与该紧固区132锁附连接。如图8所示,该机壳200设置有凹槽210,该凹槽210能够完全容纳压力触控板100,该凹槽的底面220即为机壳的装配面,该底面220上设置有安装孔221,该压力触控板100中的支撑板130的紧固区132的对应位置处设置有固定孔1321,通过紧固件400,例如,紧固螺母,可以将支撑板130安装在电子设备10的机壳200上,从而将压力触控板100固定在电子设备10的机壳200上。
可选地,该机壳200与该紧固区132也可以通过铆接或激光点焊的方式固定连接。本申请实施例对机壳与紧固区132的固定方式不作限定。
需要说明的是,图8只示出了一种可能的机壳,本领域技术人员理解,可以根据上述各种实施例提供的压力触控板100设计合适的机壳。
图9示出了触觉反馈部件在压力触控板中的两种位置示意图。如图9所示,触觉反馈部件可以放置在压力触控板的几何中心,即位置1;触觉反馈部件也可以设置于相对于压力触控板的几何中心向压力触控板的一长边偏置的位置,即位置2。对于触觉反馈部件设置于位置1的压力触控板来讲,不设置柔性连接臂,其震动一致性较好,测试结果如表1。具体地,可以将图9中的压力触控板按照上中下以及左中右均分为9个区域,并分别得到9个区域的各个加速度G以及该9个区域的平均值、标准差以及一致性。
表1
对于触觉反馈部件设置于位置2的压力触控板来讲,不设置柔性连接臂,其震动一致性较差,测试结果如表2。具体地,可以将图9中的压力触控板按照上中下以及左中右均分为9个区域,并分别得到9个区域的各个加速度G以及该9个区域的平均值、标准差以及一致性。
表2
对于触觉反馈部件设置于位置2的压力触控板来讲,设置上述实施例中柔性连接臂,其震动一致性较好,测试结果如表3。具体地,可以将图9中的压力触控板按照上中下以及左中右均分为9个区域,并分别得到9个区域的各个加速度G以及该9个区域的平均值、标准差以及一致性。
表3
从表1至表3中可以看出,触觉反馈部件设置在位置2,且设置上述实施例的柔性连接臂的压力触控板的震动一致性接近甚至优于触觉反馈部件设置在位置1且不设置柔性连接臂的压力触控板的震动一致性,并且经过多次验证,采用本申请实施例的压力触控板的震动一致性可达到5%以内。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种压力触控板(100),其特征在于,包括:印制电路板(110)、压力传感器(120)、支撑板(130)、触摸控制器(140)以及触觉反馈部件(150);
所述印制电路板(110)的上表面设置有触摸电极层,所述触摸电极层用于在手指触摸或按压所述压力触控板(100)时感测所述手指的触摸位置,并输出相应的触摸感应信号;
所述压力传感器(120)设置在所述印制电路板(110)下方,用于在所述手指按压所述压力触控板(100)时发生形变,并输出相应的压力感应信号;
所述支撑板(130)设置于所述印制电路板(110)的下方,所述支撑板(130)包括补强区(131)、紧固区(132)和两个柔性连接臂(133),所述补强区(131)的两侧分别通过所述两个柔性连接臂(133)与所述紧固区(132)连接,所述补强区(131)与所述印制电路板(110)固定连接,所述紧固区(132)用于与电子设备的机壳固定连接;
所述触摸控制器(140)安装固定在所述印制电路板(110)的下方并与所述触摸电极层和所述压力传感器(120)进行电性连接,用于从所述触摸电极层接收所述触摸感应信号以确定所述手指在所述压力触控板(100)的触摸位置,以及从所述压力传感器(120)接收所述压力感应信号以确定所述手指施加的压力大小;
所述触觉反馈部件(150)安装在所述印制电路板(110)的下表面,在第一方向(X)上,所述触觉反馈部件(150)的安装位置到所述压力触控板的两条长边的距离不相等,所述触觉反馈部件(150)与所述触摸控制器(140)电性连接,用于响应所述手指施加的压力大小进行震动反馈;
其中,所述第一方向(X)为所述压力触控板(100)的短边方向。
2.根据权利要求1所述的压力触控板(100),其特征在于,所述两个柔性连接臂(133)与所述印制电路板(110)之间均具有间隙,所述两个柔性连接臂(133)用于平衡所述触觉反馈部件的震动。
3.根据权利要求2所述的压力触控板(100),其特征在于,所述紧固区包围所述补强区(131)设置,在第二方向(Y)上,所述补强区(131)两侧的最外边沿与所述紧固区(132)之间分别形成两个开窗区域(134),所述两个柔性连接臂(133)分别设置在所述两个开窗区域(134)内;
其中,所述第二方向(Y)为所述压力触控板的长边方向。
4.根据权利要求3所述的压力触控板(100),其特征在于,所述两个柔性连接臂(133)均包括主体部(13311/13321)、第一连接部(13312/13322)和第二连接部(13313/13323),所述主体部(13311/13321)沿所述第一方向(X)延伸,所述主体部(13311/13321)的两端分别连接所述第一连接部(13312/13322)的一端和所述第二连接部(13313/13323)的一端,所述第一连接部(13312/13322)的另一端与所述补强区(131)连接,所述第二连接部(13313/13323)的另一端与所述紧固区(132)连接。
5.根据权利要求4所述的压力触控板(100),其特征在于,所述主体部(13311/13321)的长宽比大于或等于10:1。
6.根据权利要求5所述的压力触控板(100),其特征在于,所述主体部(13311/13321)的宽度大于或等于2mm。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的压力触控板(100),其特征在于,所述支撑板(130)设置有悬臂梁结构(135),所述悬臂梁结构(135)用于支撑所述压力传感器(120),并且在所述压力触控板(100)承受压力时,带动所述压力传感器(120)一起发生形变。
8.根据权利要求7所述的压力触控板(100),其特征在于,在所述第二方向(Y)上,所述主体部(13311/13321)靠近所述补强区(131)的边沿至所述紧固区(132)的内侧边沿的距离(L3)小于所述悬臂梁结构(135)靠近所述补强区(131)的边沿至所述紧固区(132)的内侧边沿的距离(L4)。
9.根据权利要求7所述的压力触控板(100),其特征在于,所述支撑板(130)设置有四个悬臂梁结构(135),所述四个悬臂梁结构(135)对称分布在所述支撑板的四个角,所述补强区(131)的四个角分别沿所述四个角的反方向内陷,以避让所述四个悬臂梁结构(135),所述四个悬臂梁结构(135)沿所述第二方向(Y)从所述紧固区(132)向所述补强区(131)延伸。
10.根据权利要求9所述的压力触控板(100),其特征在于,所述两个柔性连接臂(133)的两个所述第一连接部(13312/13322)分别靠近沿所述压力触控板(100)的对角线方向布置的两个不同的悬臂梁结构(135)设置。
11.根据权利要求9所述的压力触控板(100),其特征在于,所述两个柔性连接臂(133)的两个所述第一连接部(13312/13322)分别靠近沿所述第二方向(Y)布置的两个不同的悬臂梁结构(135)设置。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的压力触控板(100),其特征在于,所述压力触控板(100)还包括:
保护面板(160),设置于所述印制电路板(110)的上方,用于所述手指的触摸和按压。
13.根据权利要求12所述的压力触控板(100),其特征在于,所述紧固区(132)投影到所述保护面板(160)所在平面上的投影区域包围所述保护面板(160)且所述投影区域的面积大于所述保护面板的面积。
14.根据权利要求13所述的压力触控板(100),其特征在于,在所述第一方向(X)上,所述补强区(131)的最外边沿至所述保护面板(160)投影在所述支撑板(130)所在平面的外边沿的距离(L5)大于0;在所述第二方向(Y)上,所述补强区(131)的最外边沿至所述保护面板(160)投影在所述支撑板(130)的外边沿的距离(L6)大于0。
15.根据权利要求12所述的压力触控板(100),其特征在于,所述紧固区(132)投影到所述保护面板(160)所在平面上的投影区域位于所述保护面板(160)内,所述两个柔性连接臂(133)通过所述紧固区(132)连接在一起。
16.根据权利要求15所述的压力触控板(100),其特征在于,在所述第一方向(X)上,所述补强区(131)的最外边沿至所述保护面板(160)投影在所述支撑板(130)所在平面的外边沿的距离(L7)大于沿所述第一方向(X)上的所述紧固区的宽度;在所述第二方向(Y)上,所述补强区(131)的最外边沿至所述保护面板(160)投影在所述支撑板(130)的外边沿的距离(L8)大于沿所述第二方向(Y)上的所述紧固区的宽度。
17.根据权利要求7至11中任一项所述的压力触控板(100),其特征在于,在与所述悬臂梁结构(135)的根部相连的所述紧固区(132)处设置有紧固点,以使得所述紧固区(132)在所述紧固点处与所述机壳固定连接。
18.根据权利要求12至16中任一项所述的压力触控板(100),其特征在于,在同一方向上,所述补强区(131)的最外边沿至所述保护面板(160)投影在所述支撑板(130)所在平面的外边沿的距离大于所述补强区(131)的最外边沿与所述紧固区(132)的内侧边沿之间的间隙。
19.根据权利要求7至11中任一项所述的压力触控板(100),其特征在于,所述悬臂梁结构(135)的延伸长度为12.95mm,所述悬臂梁结构(135)的宽度为8.5mm。
20.一种电子设备(10),其特征在于,包括机壳(200)和如权利要求1至19中任一项所述的压力触控板(100),所述机壳(200)与所述紧固区(132)固定连接。
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