CN204667375U - 一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子设备，电子设备包括一触摸屏；设置于所述触摸屏上方的多个透明的形变单元，每个形变单元对应于触摸屏上的一区域，且具有一初始形状；第一检测单元，用于检测触摸屏上是否显示有虚拟键盘，获取第一判断结果；第一确定单元，用于在第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，从虚拟键盘所包括的字符中选择至少一个目标字符，并确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域；第二确定单元，用于从多个形变单元中确定与所述显示区域对应的目标形变单元；生成单元，用于生成激励目标形变单元的激励源，所述目标形变单元在所述激励源的控制下从初始形状变化到目标形状。本实用新型能给电子设备提供真实的触感。

Description

一种电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子输入输出技术领域，特别是一种能提供触觉感受的电子设备。

背景技术

目前带触控功能的显示面板已广泛应用于各种网络终端，特别是移动通讯终端。随着技术的发展，人们要求移动通讯终端能拥有更好的人机交互界面，以及更符合人体工学要求的操作方式。在人们采用实际的键盘进行输入时（即打字操作），手指的定位通常包括视觉定位和触觉定位。而打字熟练人主要依靠的是触觉定位，即打字时依靠感知每个按键的边缘空隙而不断调整手指的位置，以及感知某些特定键（如J，F特定键）上的凸起来确定键位。

目前光滑的触摸屏采用的是虚拟键盘，因此无法提供触觉反馈，所以人们都是通过视觉对虚拟键盘进行定位。但在实际的操作过程中，不仅要观察虚拟键盘，还需要时刻观察触摸屏的显示内容，这样一来很容易造成错误的按键操作，而盲打更是不可能实现的。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种能提供触觉感受的电子设备，使触摸屏具有真实的触觉感受。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括一触摸屏，以及：

设置于所述触摸屏上方的多个透明的形变单元，每个形变单元对应于触摸屏上的一区域，且具有一初始形状；

第一检测单元，用于检测所述触摸屏上是否显示有虚拟键盘，获取第一判断结果；

第一确定单元，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，从所述虚拟键盘所包括的字符中选择至少一个目标字符，并确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域；

第二确定单元，用于从多个形变单元中确定与所述显示区域对应的目标形变单元；

生成单元，用于生成激励所述目标形变单元的激励源，所述目标形变单元在所述激励源的控制下从初始形状变化到目标形状。

优选地，所述第一确定单元具体包括：

提示模块，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，提示用户选择目标字符；

检测模块，用于通过触摸屏检测用户操作，并根据用户操作确定用户选择的目标字符；

定位单元，用于根据所述虚拟键盘的设置信息确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域。

优选地，多个形变单元均匀设置。

优选地，所述形变单元为电流变液构成的形变单元，所述激励源为电流或电场。

优选地，所述形变单元为磁流变液构成的形变单元，所述激励源为磁场。

优选地，所述每个形变单元为高分子凝胶构成的形变单元，所述激励源为对高分子凝胶能产生刺激的激励源。

优选地，所述每个形变单元为透明弹性腔体，所述生成单元具体包括：

存储有气体或液体的存储腔，通过中空管道与所述弹性腔体连接；

与所述弹性腔体对应设置的微型马达，用于从所述存储腔中抽取气体或液体，并将抽取到的气体或液体输送到所述弹性腔体；

控制单元，用于控制所述微型马达的工作。

本实用新型实施例具有以下的有益效果：

本实用新型具体实施例中，通过在触摸屏表面设置一形变单元，通过该形变单元可以在虚拟键盘显示时，可以对对应键位上方的形变单元改变形状，使之区别于其他未改变的形变单元。此时用户即可通过形状的变化定位对应的虚拟键盘上的字符，因此，用户不用看就可进行输入，方便了用户的输入操作，也能够提高用户通过虚拟键盘输入时的输入效率。

附图说明

图1为本实用新型的电子设备的结构示意图；

图2为本实用新型的一种形变单元与触摸屏的分布示意图；

图3为本实用新型的电子设备以手机为实施例的示意图；

图4为本实用新型的按键提示方法的步骤示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示的本实用新型提供的电子设备，包括：

一触摸屏1（图1中为位于下方的方块）；

设置于所述触摸屏上方的多个透明的形变单元2（图1中为位于上方带有斜线的方块，该方块表示多个形变单元2的集合），每个形变单元对应于触摸屏上的一区域，且具有一初始形状；

第一检测单元3，用于检测所述触摸屏上是否显示有虚拟键盘，获取第一判断结果；

第一确定单元2，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，从所述虚拟键盘所包括的字符中选择至少一个目标字符，并确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域；

第二确定单元4，用于从多个形变单元中确定与所述显示区域对应的目标形变单元；

生成单元6，用于生成激励所述目标形变单元的激励源，所述目标形变单元在所述激励源的控制下从初始形状变化到目标形状。

本实用新型具体实施例中，通过在触摸屏表面设置一形变单元，通过该形变单元可以在虚拟键盘显示时，可以对对应键位上方的形变单元改变形状，使之区别于其他未改变的形变单元。此时用户即可通过形状的变化定位对应的虚拟键盘上的字符，因此，用户不用看就可进行输入，方便了用户的输入操作，也能够提高用户通过虚拟键盘输入时的输入效率。

在本实用新型的具体实施例中，为方便用户定位虚拟键盘上的字符，需要设置目标字符，而目标字符的设置可以通过预先设置和用户选择两种方式来实现，分别说明如下。

<预先设置方式>

预先设置方式是指电子设备预先存储有每种虚拟键盘的目标字符，在触摸屏显示虚拟键盘后，即可根据预先存储的每种虚拟键盘的目标字符确定当前虚拟键盘的目标字符，进而将目标字符所在显示区域内的目标形变单元变化到目标形状。

当然，为了能够给用户带来更好的触觉感受，预先存储的目标字符应该反映用户的使用习惯，举例说明如下。

如全键盘式的虚拟键盘，其字符排列与PC的实际键盘大致相同。考虑到用户普遍的使用习惯，此时可以将字符“F”和字符“J”作为目标字符，即在字符“F”和字符“J”的显示区域中的部分或全部形变单元从初始形状变化到目标形状（目标形状形成后具有一定的触感）。用户在盲打时，通过触摸发生形变的确定出字符“F”和字符“J”的位置后，自然可以判断出其它字符在触摸屏上的位置。

又如九宫格式的虚拟键盘，可优选将虚拟键盘上的字符“5”作为目标字符进行存储。

<用户选择方式>

当然，由于不同用户的使用习惯不同，因此预先设置方式确定目标字符并不能够满足所有用户的使用习惯，比如有些用户在使用全键盘式的虚拟键盘时，需要很多字符进行按键定位（光把字符“F”和字符“J”作为目标字符已不能够满足用户的定位需求），或者习惯把其他字符作为定位依据。

针对上述情况，本实用新型实施例中，可由用户选择目标字符。

这种方式下，所述第一确定单元具体包括：

提示模块，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，提示用户选择目标字符；

检测模块，用于通过触摸屏检测用户操作，并根据用户操作确定用户选择的目标字符；

定位单元，用于根据所述虚拟键盘的设置信息确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域。

由此可见，电子设备以预先设置方式确定目标字符不仅在一定程度上满足了用户的定位需求，还可以简化用户的操作动作。而电子设备以用户选择方式确定目标字符能够针对用户的定位习惯进行个性化定制，为用户带来了更好的体验。

此外，为了不影响用户后续的其它操作，应当在触摸屏停止显示虚拟键盘时，将放生形变的形变单元恢复到初始形状，即本实用新型的电子设备还包括：

第二检测单元，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，检测所述触摸屏是否停止显示所述虚拟键盘，并生成第二判断结果；

控制单元，用于在所述第二判断结果指示所述触摸屏停止显示所述虚拟键盘时，控制所述生成单元停止生成所述激励源，使得所述目标形变单元从目标形状恢复到初始形状。

下面上述电子设备的生成单元和形变单元的实现方式进行详细描述。

在下面的实现方式的详细描述中，电子设备为手机，其触摸屏如图2所示由多个像素单元组成，将一个像素单元定义成一个基础区域（带有斜线的方块下方的方块），每个基础区域对应一个形变单元（带有斜线的方块）。当然也可以将多个像素单元定义为一个基础区域，本文不再一一列举实施例进行说明。

<实现方式一>

在实现方式一中，该形变单元为电流变液构成的形变单元，而生成单元产生的激励源为电流或电场（在后面以电流为例进行说明）。

电流变液(Electrorheological Fluids)的发展历史已经有近50年了，其具有受电流控制而发生形状变化的品质。

假设当前用户点选手机的编写短信功能，如图3所示，手机触摸屏显示编辑文本以及一个全键盘式的虚拟键盘，此时字符“F”和字符“J”作为目标字符，以字符“F”为例，假设字符“F”在60象素×60象素的一块显示区域上显示，同时该3600个像素单元与3600个电流变液构成的形变单元（该显示区域的形变单元即为本文所述的目标形变单元，当然，在此仅仅是举例说明，也可以是一个形变单元对应于多个像素单元，如一个形变单元对应于25个像素单元）相对应。

此时，生成单元与每个电流变液构成的形变单元之间具有电连接，并产生电流信号发送给3600个电流变液构成的形变单元。该电流变液构成的形变单元在激励源（电流）的控制下，发生形状的变化，在一定的限制下（如利用弹性薄膜限制变形方向）突出于原形变单元构成的表面。

此时，用户打字时，不但能用眼睛看到该“F”字符的按键，同时发生形变的电流变液构成的形变单元异于其它处于初始形状的形变单元，因此，用户还能从触觉上感觉到该按钮，能够给用户真实的触觉感受。同时用户打字时手指的点击压力通过该形变单元传导到触摸屏，实现了触摸控制。

在上述的描述中，显示区域内的形变单元的高度发生了变化，可以使用户感觉到。但为了进一步提高用户的感受，生成单元可以有选择地为显示区域内指定的形变单元提供电流信号，而在多电流的控制下，3600个电流变液构成的形变单元共同形成任意想要的目标形状，如图3中“F”字符按键中的矩形凸起（黑色填充的方块）。

<实现方式二>

同样以图3中的字符“F”为例，字符“F”在60象素×60象素的一块显示区域上显示，在实现方式二中，该形变单元为磁流变液构成的形变单元，而生成单元产生的激励源为磁场。

生成单元产生在与3600个磁流变液构成的形变单元相对应的区域产生一个磁场，该磁流变液构成的形变单元在激励源（磁场）的控制下，发生形状的变化，突出于原形变单元构成的表面。

此时，用户打字时，不但能用眼睛看到该“F”字符的按键，同时在手指点击该触摸屏时，由于与该按键对应的显示区域上的磁流变液构成的形变单元高于其它区域的形变单元，因此，用户还能从触觉上感觉到该按键，同时用户打字时手指的点击压力通过该形变单元传导到触摸屏，实现了触摸控制。

在上述的描述中，为了进一步提高用户的感受，可以由生成单元在与3600个磁流变液构成的形变单元相对应的区域产生一个具有特定磁场强度分布的磁场，而在该特定磁场强度分布的磁场的控制下，3600个电流变液构成的形变单元共同形成任意想要的目标形状，如图3中“F”字符按键中的矩形凸起。

<实现方式三>

同样以图3中的字符“F”为例，字符“F”在60象素×60象素的一块显示区域上显示，在实现方式三中，该形变单元为高分子凝胶构成的形变单元，而生成单元产生的激励源可以为电场、温度、光等。

凝胶态是介于液体和固体之间的物质形态。高分子凝胶是指由分子之间组成的三维交联网络，其网络由大分子主链及侧链上有亲水（极性）基团和疏水性基团，或（和）有解离基团组成，溶剂被固定在分子网络中

典型的对高分子凝胶能产生刺激的激励源有温度、pH值、溶剂、盐浓度、光、电场、化学物质等，当高分子凝胶受到这些外界刺激时，其体积发生不连续变化。

当外部环境的pH值、离子强度、温度、电场以及环境中所含有的其他化学物质发生变化时，高分子凝胶即呈现出“刺激-应答”状态。例如在高分子凝胶中出现相转变，表现为网络的网孔增大、网络失去弹性、网络的体积急剧变化（可变化几百倍之多）。而且这些变化是可逆的和不连续的。

假设该3600个像素单元与3600个高分子凝胶构成的形变单元相对应。

在使用电流作为激励源时，生成单元与每个电高分子凝胶构成的形变单元之间具有电连接，并产生电流信号发送给3600个高分子凝胶构成的形变单元。该高分子凝胶构成的形变单元在激励源（电流）的控制下，发生形状的变化，突出于原形变单元构成的表面。

此时，用户在打字时，不但能用眼睛看到字符“F”按键，同时在手指点击该触摸屏时，由于与该按键对应的显示区域上的高分子凝胶构成的形变单元高于其它区域的形变单元，因此，用户还能从触觉上感觉到该按钮，同时用户打字时手指的点击压力通过该形变单元传导到触摸屏，实现了触摸控制。

在上述的描述中，与显示装置显示的按钮相对应的形变单元的高度发生了变化，因此用户能感觉到，但为了进一步提高用户的感受，生成单元可产生多个电流信号，有选择性地控制显示区域内的高分子凝胶构成的形变单元发生形变，而在多电流的控制下，3600个高分子凝胶构成的形变单元可共同形成任意想要的目标形状，如图3中“F”字符按键中的矩形凸起。

当然，也可以使用其它的类型的能量作为激励源，如光，该生成单元产生不同强度的光线，通过光纤或导光管传送到高分子凝胶构成的形变单元，以使其形状突出于表面。

<实现方式四>

上述的实现方式一到实现方式三中，利用不同的物质，由于该物质在外界能量（电、磁、光等）作用下发生形变，突出于表面，而在实现方式四，采用微机械机构来实现。

在实现方式四中，该形变单元为透明弹性腔体，其可通过充气或充液的方式膨胀，而该生成单元包括：

存储有气体或液体的存储腔，通过中空管道与所述透明弹性腔体连接；

与透明弹性腔体对应设置的微型马达，用于抽取所述气体或液体，并将抽取的气体或液体输送到所述透明弹性腔体；

控制单元，用于控制所述微型马达的工作。

同样以图3中的字符“F”为例，其在60象素×60象素的一块显示区域上显示，该显示区域内的3600个像素单元与3600个透明弹性腔体构成的形变单元相对应。

此时，存储有气体或液体的存储腔与透明弹性腔体构成的形变单元通过中空管道连接，微型马达在控制单元的控制下，抽取所述气体或液体，并将抽取的气体或液体输送到所述透明弹性腔体，使该腔体膨胀，突出于原透明弹性腔体构成的表面。

此时，用户的进行打字时，不但能用眼睛看到该“F”字符的按键，同时在手指点击该触摸屏时，由于与“F”字符的按键对应的区域上的透明弹性腔体高于其它区域的透明弹性腔体，因此，用户还能从触觉上感觉到该按键，同时用户打字时手指的点击压力通过该形变单元传导到触摸屏，实现了触摸控制。

在上述的描述中，为了进一步提高用户的感受，可以由控制单元精确控制各个微型马达，有选择性地为显示区域内的透明弹性腔体传输气体或液体，使得3600个透明弹性腔体共同形成任意想要的目标形状，如图3中“F”字符按键中的矩形凸起。

在上述的四种实现方式中，通过精确的控制激励源的分布时间与区域，形变单元能够获得精确的形态分布或者时间轴分布。作为优选方案，每个形变单元在发生形变后都会产生一定的高度。此外，形变单元恢复到初始形状只不过是材料或者刺激的不同，因此不再详细描述。

在上述的描述中，是以形变单元均匀设置进行的说明，但该形变单元也可以是根据需要进行设置，不一定非要均匀设置。此外，在上述的描述中，只要涉及显示，该形变单元都能透过光线，使显示的图像不至于被形变单元阻挡。

当然，本实用新型的电子设备并不局限于手机，还可以是平板电脑、ATM等。下面以ATM为例，对其有益效果进行详细介绍：

目前的ATM都会配备触摸屏，触摸屏显示操作系统的菜单选项即为本实用新型所述的虚拟键盘，通过上文可知，形变单元在激励源的精确控制之下能够形成具体的盲文，从而让盲人也可以操作ATM办理业务，由此可见，本实用新型的电子设备在人文发展上起到了重要的作用。

应当理解的是，在本实用新型的具体实施例中，所述目标形状可以是各种各样的方式，如以图3中的字符F为例，可以是：

控制整个字符F所在的区域中的任意一个或多个形变单元突起相同的高度，形成多个凸点的结构；或

控制整个字符F所在的区域的形变单元突起相同的高度，形成一凸台结构；或

控制整个字符F所在的区域中，显示字符的部分突起一定的高度，即图2中黑色粗体的“F”对应的形变单元突起相同的高度，而字符F所在的矩形区域的其他形变单元维持不变，形成一凸起的“F”；或

控制字符F所在的矩形区域中不显示黑色粗体的“F”的部分突起一定的高度，形成一个凹下去的字符F；

当然还可以是其他的方式，在此不一一详细说明。

而本实用新型具体实施例中，该形变单元的形状可以各种各样，并不局限于附图中的方形，还可以是环形、圆形、三角形等。

当然，当目前的虚拟键盘发生改变时，则需要重新确定目标字符的新的位置，进而重新确定新的需要改变形状的形变单元并进行控制即可。

此外，如图4所示，本实用新型的实施例还提供一种按键提示方法，应用于电子设备；所述电子设备包括一触摸屏，以及设置于所述触摸屏上方的多个透明的形变单元，每个形变单元对应于触摸屏上的一区域，且具有一初始形状；其中，所述按键提示方法包括：

步骤S1，检测所述触摸屏上是否显示有虚拟键盘；

步骤S2，当检测到所述触摸屏上显示有虚拟键盘时，从所述虚拟键盘所包括的字符中选择至少一个目标字符，并确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域；

步骤S3，从多个形变单元中确定与所述显示区域对应的目标形变单元；

步骤S4，生成激励所述目标形变单元的激励源，所述目标形变单元在所述激励源的控制下从初始形状变化到目标形状。

本实施例的按键提示通过设置形变单元，并控制该形变单元的形状，使得触摸屏能提供真实的触摸感受，有利于用户快速定位触摸屏的按键。

此外，为了满足所有用户的使用习惯，可让用户主动来设置虚拟键盘的目标字符，即步骤S2具体包括：

步骤S21，当检测到所述触摸屏上显示有虚拟键盘时，提示用户选择目标字符；

步骤S22，通过触摸屏检测用户操作，并根据用户操作确定用户选择的目标字符；

步骤S23，根据所述虚拟键盘的设置信息确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域。

同时，上述的形变单元的形变是可逆的，即所述按键提示方法还包括：

步骤S5，当检测到所述触摸屏上显示有虚拟键盘时，检测所述触摸屏是否停止显示所述虚拟键盘；

步骤S6，当检测到所述触摸屏上停止显示所述虚拟键盘时，停止生成所述激励源，使得所述目标形变单元从目标形状恢复到初始形状。

下面对步骤S5以及步骤S6的实现方式进行详细描述：

假设本实用新型的电子设备为手机，可根据用户的操作指令检测到触摸屏上是否显示有虚拟键盘。当用户点击触摸屏上的文本编辑菜单时，自然会使手机生成显示虚拟键盘的操作指令，因此可根据该操作指令确定出触摸屏上显示有虚拟键盘。当确定虚拟键盘显示后，再进一步根据用户产生的退出、返回以及主菜单等能够退出文本编辑的操作指令来确定出触摸屏停止显示虚拟键盘，从而停止生成激励源，使得所述目标形变单元从目标形状恢复到初始形状。

显然以上按键提示方法与本实用新型电子设备相对应，该电子设备能够达到的技术效果，本方法同样也能达到。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电子设备，包括一触摸屏，其特征在于，还包括：

设置于所述触摸屏上方的多个透明的形变单元，每个形变单元对应于触摸屏上的一区域，且具有一初始形状；

第一检测单元，用于检测所述触摸屏上是否显示有虚拟键盘，获取第一判断结果；

第一确定单元，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，从所述虚拟键盘所包括的字符中选择至少一个目标字符，并确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域；

第二确定单元，用于从多个形变单元中确定与所述显示区域对应的目标形变单元；

生成单元，用于生成激励所述目标形变单元的激励源，所述目标形变单元在所述激励源的控制下从初始形状变化到目标形状。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一确定单元具体包括：

提示模块，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，提示用户选择目标字符；

检测模块，用于通过触摸屏检测用户操作，并根据用户操作确定用户选择的目标字符；

定位单元，用于根据所述虚拟键盘的设置信息确定所述目标字符在所述触摸屏上的显示区域。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，电子设备还包括：

第二检测单元，用于在所述第一判断结果指示触摸屏上显示有虚拟键盘时，检测所述触摸屏是否停止显示所述虚拟键盘，并生成第二判断结果；

控制单元，用于在所述第二判断结果指示所述触摸屏停止显示所述虚拟键盘时，控制所述生成单元停止生成所述激励源，使得所述目标形变单元从目标形状恢复到初始形状。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，多个形变单元均匀设置。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述形变单元为电流变液构成的形变单元，所述激励源为电流或电场。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述形变单元为磁流变液构成的形变单元，所述激励源为磁场。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述每个形变单元为高分子凝胶构成的形变单元，所述激励源为对高分子凝胶能产生刺激的激励源。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述每个形变单元为透明弹性腔体，所述生成单元具体包括：

存储有气体或液体的存储腔，通过中空管道与所述弹性腔体连接；

与所述弹性腔体对应设置的微型马达，用于从所述存储腔中抽取气体或液体，并将抽取到的气体或液体输送到所述弹性腔体；

控制单元，用于控制所述微型马达的工作。