CN214202336U - 触控反馈系统和终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种触控反馈系统和终端设备，触控反馈系统包括，成像子系统，用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，并在检测到用户与所述空中交互界面的交互信号时发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息；触觉反馈子系统，用于根据所述触控反馈控制指令和所述触控点坐标信息控制每个所述超声波发射器发射超声波，并将所述超声波聚焦至触控点；其中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方或者设置在所述成像子系统中。该系统既可以实现用户非接触式触觉反馈，又可以在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验，更加卫生安全。

Description

触控反馈系统和终端设备

技术领域

本实用新型涉及触控反馈技术领域，尤其是涉及一种触控反馈系统以及一种终端设备。

背景技术

相关技术中，对于接触式触觉反馈技术，通过借助相关设备(如屏幕、手套等)辅助，利用振动、静电力等原理和技术实现触觉感知。但是，该方式需必须与辅助设备进行接触，一方面设备的交叉使用会引起公共卫生安全问题，用户也无法摆脱笨重设备的束缚；另一方面，用户使用后在设备上遗留的指纹、掌纹等个人信息，会对个人信息安全面临泄露风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种触控反馈系统，该系统既可以实现用户非接触式触觉反馈，又可以在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验，更加卫生安全。

本实用新型的目的之二在于提出一种终端设备。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例提供的触控反馈系统，包括，成像子系统，用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，并在检测到用户与所述空中交互界面的交互信号时发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息；触觉反馈子系统，所述触觉反馈子系统包括：第一壳体，所述第一壳体上设置有开窗且在内部形成有第一容纳腔；超声波发射器阵列，设置于所述第一容纳腔中，包括多个超声波发射器，每个所述超声波发射器发射的超声波穿过所述开窗；控制器，设置于所述第一容纳腔中，与所述超声波发射器阵列连接，用于根据所述触控反馈控制指令和所述触控点坐标信息控制每个所述超声波发射器发射超声波，并将所述超声波聚焦至触控点；其中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方或者设置在所述成像子系统中。

根据本实用新型实施例的触控反馈系统，通过成像子系统将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，即成像子系统采用可交互空中成像技术，将空中交互界面作为触觉感知的基准面，以用于引导用户触控，并在成像子系统检测到用户与空中交互界面的交互信号时，发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息至触觉反馈子系统，触觉反馈子系统根据接收的触控反馈控制指令和触控点坐标信息，发射超声波并将超声波聚焦至触控点，即触觉反馈子系统以超声波辐射压力，在人体与触控点之间产生触觉反馈效果，实现用户非接触式触觉反馈的目的，以及本实用新型实施例中基于在空中目标区域呈现空中交互界面，通过用户触摸空中交互界面即可触发触控反馈的操作，在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验，且操作方式也更加自然舒适，无需设置额外的限制用户操作装置，避免用户操作时接触设备的风险，也避免出现因用户信息残留在接触面上而造成个人信息泄露的问题，更加卫生安全。以及，本实用新型实施例中触觉反馈子系统既可以设置于成像子系统的上方，又可以设置在第二容纳腔中，使得布置方式也更加灵活，提高设计的自由度。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的触摸侧，且所述超声波发射器阵列的发射端与所述空中交互界面平行相对设置。

在一些实施例中，所述成像子系统包括：第二壳体，所述第二壳体形成有显示窗口且在内部形成有第二容纳腔；成像组件，设置于所述第二容纳腔中，用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面；检测模块，用于检测用户与所述空中交互界面的交互信号；主控模块，与所述成像组件和所述检测模块连接，用于响应于所述交互信号发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息。

在一些实施例中，所述成像组件包括：显示器，所述显示器设置于所述第二容纳腔，与所述主控模块连接，用于显示所述人机交互信息；光学组件，所述光学组件设置于所述第二容纳腔，用于将携带所述人机交互信息的光线汇聚成像在所述空中目标区域，以形成空中交互界面；其中，所述显示器设置于所述光学组件的光源侧，所述显示窗口在所述光学组件的成像侧。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的成像侧，所述超声波发射器阵列与所述光学组件垂直，且所述超声波发射器阵列与所述空中交互界面在水平方向平齐。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的触摸侧，所述超声波发射器阵列与所述光学组件平行设置，所述超声波发射器阵列与所述空中交互界面在垂直方向平齐。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统设置于所述第二容纳腔中，所述超声波发射器阵列位于所述光学组件对携带所述人机交互信息的光线的反射路径上。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统还包括：挡盖，所述挡盖设置在所述第一壳体上，用于遮挡所述开窗。

在一些实施例中，所述挡盖为网状。

在一些实施例中，所述挡盖为透波材料挡板。

在一些实施例中，在所述第一容纳腔的第一侧壁上设置有第一散热孔，在所述第一容纳腔的第二侧壁上设置有第二散热孔，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对。

在一些实施例中，所述触觉反馈子系统还包括：吸风扇，所述吸风扇设置在所述第一侧壁上，用于通过所述第一散热孔吸取外部空气至所述第一容纳腔；排风扇，所述排风扇设置在所述第二侧壁上，用于通过第二散热孔将所述第一容纳腔内空气排出。

在一些实施例中，所述第二容纳腔的内壁上设置有吸光层。

本实用新型第二方面实施例提供一种终端设备，包括，设备本体；上述实施例所述的触控反馈系统，所述触控反馈系统设置在所述设备本体上。

根据本实用新型实施例的终端设备，通过采用上述实施例提供的触控反馈系统，可以实现用户非接触式触觉反馈的目的，且无需设置额外的限制用户操作装置，操作方式也更加自然方便，并在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的触控反馈系统的结构框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的触觉反馈子系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的超声波发射器阵列的示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的触控反馈系统的结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的人机交互的结构示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的超声波发射器阵列设置于第二壳体的上方的布置示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的超声波发射器阵列设置于第二容纳腔的布置示意图；

图8是根据本实用新型另一个实施例的超声波发射器阵列设置于第二壳体的上方的布置示意图；

图9是根据本实用新型一个实施例的终端设备的结构框图。

附图标记：

终端设备2000；

触控反馈系统1000；设备本体300；

成像子系统100；触觉反馈子系统200；

第一壳体210；超声波发射器阵列220；控制器250；数据处理模块230；驱动模块240；

第一容纳腔2；第一散热孔3；第二散热孔4；挡盖5；超声波发射器30；

第二壳体110；成像组件120；检测模块130；主控模块140；

显示器25；光学组件26；空中目标区域10；显示窗口40；第二容纳腔50。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例提出一种触控反馈系统，该系统既可以实现用户非接触式触觉反馈，又可以在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验，更加卫生安全。

下面参考图1描述本实用新型实施例提出的触控反馈系统。

如图1所示，本实用新型实施例提供的触控反馈系统1000包括成像子系统100和触觉反馈子系统200。

其中，成像子系统100用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，并在检测到用户与空中交互界面的交互信号时发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息。触觉反馈子系统200与成像子系统100连接，触觉反馈子系统200用于根据触控反馈控制指令和触控点坐标信息发射超声波并将超声波聚焦至触控点。

在本实用新型实施例中，成像子系统100采用可交互空中成像技术，在空中的确定位置处形成浮空实像即空中交互界面，以作为用户触觉感知的基准面，而覆盖浮空实像所在的三维空间即为空中目标区域。通过成像子系统100将人机交互信息汇聚成像在空中目标区域，以形成空中交互界面，并在检测到用户与空中交互界面的交互信号时，成像子系统100发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息至触觉反馈子系统200。

触觉反馈子系统200的触控区域设置为覆盖空中交互界面所在三维空间，即空中目标区域。具体地，基于空中交互界面的大小和显示位置是相对固定的，触觉反馈子系统200根据已知的空中交互界面，产生一个与之等大等位置的触控反馈平面。即由成像子系统100提供空中交互界面，以引导用户触摸，以及由触觉反馈子系统200提供触控反馈平面，以反馈用户对触摸对象的感知。

根据本实用新型实施例的触控反馈系统1000，通过成像子系统100将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，将空中交互界面作为用户触觉感知的基准面，以用于引导用户触控，并在成像子系统100检测到用户与空中交互界面的交互信号时，发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息至触觉反馈子系统200。触觉反馈子系统200根据接收的触控反馈控制指令和触控点坐标信息，发射超声波并将超声波聚焦至触控点，在人体与触控点之间产生触觉反馈效果，使得人体可以真实感受到触控点的存在，实现用户非接触式触觉反馈的目的。本实用新型实施例中基于在空中目标区域呈现空中交互界面，通过用户触摸空中交互界面即可触发触控反馈的操作，在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验，且操作方式也更加自然舒适，无需设置额外的限制用户操作装置，避免用户操作时接触设备的风险。同时避免出现因用户指纹信息残留，使得个人信息泄露而造成的信息安全问题。

在一些实施例中，如图2所示，触觉反馈子系统200包括第一壳体210、超声波发射器阵列220和控制器250。

第一壳体210上设置有开窗且在内部形成有第一容纳腔2。第一壳体210可以为触觉反馈子系统200提供保护和支撑，以防止外力冲击、振动对系统造成损坏。

超声波发射器阵列220设置于第一容纳腔2中，以起到保护作用。根据声学理论，超声波可以在一定空间内产生声压，声压分布与距离呈反相关，由于单个超声波发射器发出的超声波所产生的声压不足以对用户提供触觉反馈，当超声波发射器的数量达到一定数量时，每个超声波发射器所产生的超声波同时到达空间中某一点并在该点进行聚焦叠加，所叠加的声压远远大于单个超声波发生器产生的声压，在该点人体可感知到振动，从而实现超声波触觉反馈。因此，在本实用新型实施例中，例如图3所示的结构示意图，超声波发射器阵列220包括多个超声波发射器30，多个超声波发射器30以N*N阵列或 M*N阵列组合构成超声波发射器阵列220，每个超声波发射器30发射的超声波可穿过开窗。如图2所示，每个超声波发射器30的发射端均朝向开窗，并暴露于开窗处，使得超声波可以正常辐射，减少辐射能量的损失。

超声波发射器阵列220可以由若干个小功率、小型化的超声波发射器30组成，以便用于商用和集成。

需要说明的是，超声波发射器阵列220采用超声波发射器30的数量可以根据系统需求如触控区域大小、触控距离等以及根据超声波发射器30自身技术指标例如谐振频率、声压级、方向角等实际情况来决定，在此，对于采用超声波发生器30的数量不作限制。

控制器250设置于第一容纳腔2中，与超声波发射器阵列220连接，用于根据触控反馈控制指令和触控点坐标信息控制每个超声波发射器30发射超声波，并将超声波聚焦至触控点。具体地，将超声波发射器阵列220的聚焦点位置设定为空中交互界面所在区域。当用户与空中交互界面交互时，控制器250根据触控反馈控制指令控制超声波发射器阵列220发射超声波且根据触控点坐标信息控制每个超声波发射器30的超声波聚焦至触控点，在触控点处超声波声压叠加而产生触觉反馈力，使得人体真实感受到触控点的存在，实现对触摸对象的感知。

在一些实施例中，如图2所示，控制器250包括数据处理模块230以及驱动模块240。

数据处理模块230用于根据触控点坐标信息和每个超声波发射器30的发射端的位置信息确定每个超声波发射器30发射超声波的延时相位。具体地，由于超声波发射器阵列220上的每个超声波发射器30发射端到触控点的空间距离不同，为了使得每个超声波发射器30发射的超声波在同一时刻到达触控点，以在触控点产生触觉反馈，数据处理模块230在完成触控点坐标数据处理与相位计算后，根据每个超声波发射器30的位置和触控点坐标数据，对超声波发射器30的控制信号相位进行延时控制，使超声波在同时刻传播至触控点，实现多个超声波同时刻在触控点进行叠加而产生振动反馈。

在本实用新型实施例中，由数据处理模块230计算超声波发射器30发射超声波的延时相位。具体地，以超声波发射器阵列220的阵列面为坐标平面，以阵列面几何中心作为坐标原点O，阵列面上与阵列边平行且经过原点O的一组正交轴作为x、y轴，z轴垂直于阵列面且经过原点O，建立空间直角坐标系，其中，阵列面为超声波发射器阵列 220的发射端所在平面。数据处理模块230根据超声波发射器30在超声波发射器阵列 220上的排布，获取超声波发射器30发射端几何中心的坐标，并结合成像子系统100 发送的触控点坐标信息，计算获得每个超声波发射器30发射端几何中心至各触控点的空间距离，进而将超声波发射器阵列220中各超声波发射器30之间的空间距离差值，代入声速值c，最终获得各超声波发射器30的延时相位。需要说明的是，成像子系统 100获取的触控点坐标与超声波发射器30发射端的几何中心的坐标为同一坐标系。

驱动模块240与超声波发射器阵列220和数据处理模块230连接，用于响应于触控反馈控制指令生成原始驱动信号，并根据每个超声波发射器30的延时相位调整原始驱动信号以将多个超声波发射器30发射的超声波聚焦至触控点。具体地，由于超声波发射器阵列220上每个超声波发射器30发射端到触控点的空间距离不同，因此通过驱动模块240根据每个超声波发射器30的延时相位对原始驱动信号进行延时处理，即通过调节每个超声波发射器30发射超声波的发射时间，以控制多个超声波声压同时刻在触控点进行叠加，实现触觉反馈。

在一些实施例中，驱动模块240在响应于触控反馈控制指令时，根据触控反馈控制指令产生时钟信号和调制信号，并根据时钟信号和调制信号生成原始驱动信号。

具体地，在成像子系统100检测到用户与空中交互界面的交互信号后，成像子系统100将空中交互界面中的触控点坐标信息和触控反馈控制指令分别传送给数据处理模块230和驱动模块240。数据处理模块230根据触控点空间坐标以及超声波发射器阵列220 上各超声波发射器30的位置，计算出每个超声波发射器30的延时相位，并将延时相位发送给驱动模块240。驱动模块240接收触控反馈控制指令并完成信号调制过程与时钟分配，即产生时钟信号和调制信号，以生成若干超声波发射器30的原始驱动信号；以及驱动模块240再根据数据处理模块230发送的延时相位，对每个超声波发射器30的原始驱动信号进行延时控制，以使得各个超声波发射器30在对应的相位下发射超声波，并在同一时刻到达触控点处进行叠加汇聚，以产生触控反馈，使得人体可以真实感受到触控点的存在。

在一些实施例中，驱动模块240根据每个超声波发射器30的延时相位对原始驱动信号进行延时处理，以获得每个超声波发射器30的目标驱动信号，并根据目标驱动信号驱动每个超声波发射器30发射超声波。具体地，在驱动模块240接收到数据处理模块 230传输的延时相位后，驱动模块240对每个超声波发射器30的原始驱动信号进行延时处理，并对延时控制后的信号再进行放大处理，以获得每个超声波发射器30所需的目标驱动信号，并将各个超声波发射器30的目标驱动信号同步传输至超声波发射器阵列 220，以驱动各个超声波发射器30在对应的目标驱动信号下依次发射超声波，实现每个超声波发射器30发射的超声波在同一时刻到达触控点，以在触控点产生触觉反馈。

本实用新型实施例中，优选地，超声波发射器30采用类球面波形式向外发射超声波，球面波球心即为超声波发射器30发射端的几何中心。

此外，超声波在有限空间内的声压分布，一方面与距离呈负相关，即距离越远声压越弱，使得触控点距超声波发射器阵列220的阵列面的距离受限制；另一方面与超声波频率f有关，根据超声波相关理论，超声波在空气介质中的自由空间波数

即频率f越高，自由空间波数k越大，但超声波辐射功率E∝k²，超声波频率越高波长越短，使得超声波穿透性越弱，传播途中能量损失也越大。因此为保证有效触控距离，超声波频率取值不宜过大，优选地，超声波频率取值范围为小于60KHz。另外，超声波发射器30发射的超声波具有方向性，无法以理想球面波的形式进行辐射，受超声波发射器30方向角的限制，优选地超声波发射器30方向角范围为60°-80°。在布置超声波发射器阵列220中的超声波发射器30时，需要结合阵列大小、方向角、触控区域大小综合考虑，例如，超声波发射器30取80°方向角时，在距离阵列面300mm处，可呈现与阵列面面积相当的触控区域。

此外，在空气介质中传播的超声波，其速度也因环境温度的影响而改变，在标准大气压下，温度为0℃时，声速为c₀＝331.45m/s，超声波实际传输速度为

其中，T为环境温度。因此，本实用新型实施例可以设置温度传感器，通过数据处理模块230进行控制，以实时测量所处的环境温度，并根据实测温度值，对实际声速进行修正。从而，通过修正声速，可以减小系统误差，提高控制信号延时精度，进而保证超声波聚焦精度，避免因温度陡变而引起的系统功能异常。

因此，依据以上控制超声波发射器30发射超声波的原理，通过控制不同超声波发射器30的发射时间差可以使超声波在空中目标区域内任意点聚焦，对于多个触控点，按照一定的刷新频率更改各个超声波发射器30的发射时间差，即可实现多点触控交互需求。

此外，对于多个触控点，可通过触觉反馈子系统200高速刷新来实现多点触控反馈，并与成像子系统100呈现的空中交互界面相结合，以引导用户进行触控操作。对于现实对象较大或3D对象触控的应用场景，因其聚焦点数目增多，本实用新型实施例也可以采用多个触觉反馈子系统200同步工作，以组合和拼接的方式，实现用户与复杂操作界面的人机交互，尤其对于3D显示对象的轮廓感知，提高用户体验。

在一些实施例中，如图2所示，在第一容纳腔2的第一侧壁上设置有第一散热孔3，在第一容纳腔2的第二侧壁上设置有第二散热孔4，第一侧壁与第二侧壁相对。通过在第一壳体210两侧分别开通散热孔，可以为系统提供散热效果。

在一些实施例中，触觉反馈子系统200还包括吸风扇和排风扇。具体地，如图2所示，吸风扇设置在第一侧壁上，用于通过第一散热孔3吸取外部空气至第一容纳腔2。排风扇设置在第二侧壁上，用于通过第二散热孔4将第一容纳腔2内空气排出。基于在第一壳体210两侧分别开通散热孔，并结合吸风扇和排风扇，进一步提高对系统的散热效果。

在一些实施例中，如图2所示，触觉反馈子系统200还包括挡盖5，设置在第一壳体210上，用于遮挡开窗，防止超声波发射器30的发射端直接暴露于空气中，并起到保护作用，同时提高产品的美观性。

在一些实施例中，在不阻碍超声波正常辐射的前提下，对挡盖5的设置材料不作限制，例如挡盖5可以为网状保护罩或透波材料挡板。

此外，本实用新型实施例中数据处理模块230、驱动模块240和超声波发射器阵列220之间均通过微小型板间连接器进行装配，且触觉反馈子系统200整体采用模块化、小型化设计，使得在系统组装后可以降低整体高度、缩小体积，减少占用空间，提高系统的美观性和集成性。

在一些实施例中，如图4所示，成像子系统100包括第二壳体110、成像组件120、检测模块130以及主控模块140。

其中，第二壳体110形成有显示窗口40且在内部形成有第二容纳腔50。

成像组件120设置于第二容纳腔50中，用于将人机交互信息在空中目标区域10成像显示以形成空中交互界面。具体地，成像组件120在空中的确定位置处形成浮空实像即空中交互界面，覆盖浮空实像所在的三维空间即为空中目标区域10，也就是，成像组件120无需借助实体介质即可在空中目标区域10呈现浮空实像，满足用户在视觉上的交互体验，以及成像组件120也无需设置额外的限制机构来引导用户进行操作，减少了用户与设备本体接触的风险。

检测模块130用于检测用户与空中交互界面的交互信号。具体地，如图5所示，检测模块130的感应区域与空中交互界面位于同一平面且包含空中交互界面所处三维空间。通过检测模块130实时检测空中目标区域10处用户对空中交互界面的交互操作，以在检测到用户与空中交互界面的交互信号时，将检测的交互信号反馈至主控模块140，主控模块140响应于交互信号发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息至触觉反馈子系统 200，以触发触觉反馈子系统200反馈用户对触摸对象的感知。因此，用户通过与空中交互界面直接交互，来触发触觉反馈子系统200进行触觉反馈的操作方式，更加自然舒适。

在实施例中，检测模块130可以为光学传感器，其感应形式可以包括但不限于远近红外、超声波、激光干涉、光栅、编码器、光纤式或CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合器件)等。

在实际应用时，检测模块130可以根据安装空间、观看角度和使用环境选择最佳的感应形式，从而方便用户以最佳的姿态在空中目标区域10进行操作，提高用户体验。

主控模块140与成像组件120和检测模块130连接，用于响应于交互信号发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息。其中，主控模块140与检测模块130之间可以采用有线或无线方式连接，以传输数字或模拟信号，从而可以灵活控制整体装置的体积，且可以增强触控反馈系统1000的电气稳定性。

在一些实施例中，如图4所示，成像组件120包括显示器25和光学组件26。

具体地，显示器25设置于第二容纳腔50中，与主控模块140连接，用于显示人机交互信息。光学组件26设置于第二容纳腔50中，用于将携带人机交互信息的光线汇聚成像在空中目标区域10，以形成空中交互界面。

其中，如图4所示，显示器25设置于光学组件26的光源侧，显示窗口40在光学组件26的成像侧。通过主控模块140控制显示器25显示人体交互信息，显示器25显示的人体交互信息的光线通过光学组件26成像显示在空中目标区域10，形成空中交互界面，以用于引导用户触控。

在实施例中，显示器25的成像模式可以包括RGB(红色、绿色、蓝色)发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)器件、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)阵列、投影、激光、激光二极管或任何其他合适的显示器或立体显示器，对此不作限制。显示器25可以提供清晰、明亮且高对比度的动态图像光源，主控模块 140控制显示器25显示人体交互信息，并经光学组件26折射，可以在空中目标区域10 位置呈现出清晰的空中交互界面，从而便于用户操作。

在实施例中，可以设置显示器25的亮度不低于500cd/m²，以降低光路传播中因亮度损失造成的影响。当然，在实际应用时，也可以根据环境光的亮暗来调整显示器25 的显示亮度。

在实施例中，可以对显示器25的显示图像表面进行可视角控制处理，以减轻空中目标区域10的残影，提高画面质量，同时也可以防止他人窥视，便于广泛应用于其他需要隐私信息保护的输入装置。

在一些实施例中，第二容纳腔50的内壁上设置有吸光层。也就是，在第二壳体110内除显示器25显示面以外的部分均做黑色吸光处理，如喷涂吸光涂料或张贴吸光膜，以用于消除第二壳体110内部构件对光线的漫反射，提高空中交互界面的显示效果。

本实用新型实施例中，超声波发射器阵列220可以采用穿透性较强的超声波发射器 30，因此，对于触觉反馈子系统200的布置方式，可以根据实际应用场合以及系统的需求进行灵活布置，对此不作限制，例如，触觉反馈子系统200设置于成像子系统100的上方或者设置在第二容纳腔50中，每个超声波发射器阵列220的发射端穿过开窗并朝向空中交互界面，可以参考终端设备的具体结构设置触觉反馈子系统200，设计简单灵活。以下具体说明本实用新型实施例优选的几种布置方案。

在一些实施例中，对于触觉反馈子系统200设置于成像子系统100的上方，触觉反馈子系统200位于空中交互界面的触摸侧，且超声波发射器阵列220的发射端与空中交互界面平行相对设置。

举例说明，如图4所示，超声发生器阵列220设置于第二壳体110上方且位于空中交互界面的触摸侧。超声波发射器阵列220的发射端与空中交互界面平行相对设置。超声波发射器阵列220的发射端朝向空中交互界面。通过将超声波发射器阵列220与空中交互界面呈平行布置，可以减小各超声波发射器30与触控点之间的空间距离，提高聚焦精度。

在另一些实施例中，对于触觉反馈子系统200设置于成像子系统100的上方，触觉反馈子系统200位于空中交互界面的成像侧，超声波发射器阵列220与光学组件26垂直，且超声波发射器阵列220与空中交互界面在水平方向平齐。

举例说明，如图6所示，超声波发射器阵列220设置于第二壳体110的上方且位于空中交互界面的成像侧，超声波发射器阵列220与光学组件26垂直，且超声波发射器阵列220与空中交互界面在水平方向平齐，超声波发射器阵列220的发射端朝向空中交互界面。通过将超声波发射器阵列220与空中交互界面布置在同一侧，可以减少超声波因受外物阻碍而造成的辐射能量损耗。

在另一些实施例中，对于触觉反馈子系统200设置于第二容纳腔50中，超声波发射器阵列220位于光学组件26对携带人机交互信息的光线的反射路径上。

举例说明，如图7所示，超声波发射器阵列220设置于第二容纳腔50中，且位于光学组件26对携带人机交互信息的光线的反射路径上，超声波发射器阵列220的发射端朝向空中交互界面。通过将超声波发射器阵列220集成于成像子系统100中，在整体上提高触控反馈系统1000的美观性和集成性。

在另一些实施例中，对于触觉反馈子系统200设置于成像子系统100的上方，触觉反馈子系统200位于空中交互界面的触摸侧，超声波发射器阵列220与光学组件26平行设置，超声波发射器阵列220与空中交互界面在垂直方向平齐。

举例说明，如图8所示，超声波发射器阵列220设置于第二壳体110的上方且位于空中交互界面的触摸侧，超声波发射器阵列220与光学组件26平行设置，超声波发射器阵列220与空中交互界面在垂直方向平齐，超声波发射器阵列220的发射端朝向空中交互界面。通过将超声波发射器阵列220与空中交互界面布置在同一侧，可以减少超声波因受外物阻碍而造成的辐射能量损耗。

本实用新型第二方面实施例提供一种终端设备，如图9所示，终端设备2000包括设备本体300以及上述实施例提供的触控反馈系统1000，触控反馈系统1000设置在设备本体300上。在实施例中，终端设备可以包括电梯、取票机、取款机、业务查询机器等以及其它可适用的具备触控交互功能的设备。

根据本实用新型实施例的终端设备2000，通过采用上述实施例提供的触控反馈系统 1000，可以实现用户非接触式触觉反馈的目的，且无需设置额外的限制用户操作装置，操作方式也更加自然方便，并在视觉和触觉上同时满足用户的交互体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种触控反馈系统，其特征在于，包括：

成像子系统，用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面，并在检测到用户与所述空中交互界面的交互信号时发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息；

触觉反馈子系统，所述触觉反馈子系统包括：

第一壳体，所述第一壳体上设置有开窗且在内部形成有第一容纳腔；

超声波发射器阵列，设置于所述第一容纳腔中，包括多个超声波发射器，每个所述超声波发射器发射的超声波穿过所述开窗；

控制器，设置于所述第一容纳腔中，与所述超声波发射器阵列连接，用于根据所述触控反馈控制指令和所述触控点坐标信息控制每个所述超声波发射器发射超声波，并将所述超声波聚焦至触控点；

其中，所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方或者设置在所述成像子系统中。

2.根据权利要求1所述的触控反馈系统，其特征在于，

所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的触摸侧，且所述超声波发射器阵列的发射端与所述空中交互界面平行相对设置。

3.根据权利要求1所述的触控反馈系统，其特征在于，所述成像子系统包括：

第二壳体，所述第二壳体形成有显示窗口且在内部形成有第二容纳腔；

成像组件，设置于所述第二容纳腔中，用于将人机交互信息在空中目标区域成像显示以形成空中交互界面；

检测模块，用于检测用户与所述空中交互界面的交互信号；

主控模块，与所述成像组件和所述检测模块连接，用于响应于所述交互信号发送触控反馈控制指令和触控点坐标信息。

4.根据权利要求3所述的触控反馈系统，其特征在于，所述成像组件包括：

显示器，所述显示器设置于所述第二容纳腔中，与所述主控模块连接，用于显示所述人机交互信息；

光学组件，所述光学组件设置于所述第二容纳腔中，用于将携带所述人机交互信息的光线汇聚成像在所述空中目标区域，以形成空中交互界面；

其中，所述显示器设置于所述光学组件的光源侧，所述显示窗口在所述光学组件的成像侧。

5.根据权利要求4所述的触控反馈系统，其特征在于，

所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的成像侧，所述超声波发射器阵列与所述光学组件垂直，且所述超声波发射器阵列与所述空中交互界面在水平方向平齐。

6.根据权利要求4所述的触控反馈系统，其特征在于，

所述触觉反馈子系统设置于所述成像子系统的上方，所述触觉反馈子系统位于所述空中交互界面的触摸侧，所述超声波发射器阵列与所述光学组件平行设置，所述超声波发射器阵列与所述空中交互界面在垂直方向平齐。

7.根据权利要求4所述的触控反馈系统，其特征在于，

所述触觉反馈子系统设置于所述第二容纳腔中，所述超声波发射器阵列位于所述光学组件对携带所述人机交互信息的光线的反射路径上。

8.根据权利要求1所述的触控反馈系统，其特征在于，在所述第一容纳腔的第一侧壁上设置有第一散热孔，在所述第一容纳腔的第二侧壁上设置有第二散热孔，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对。

9.根据权利要求8所述的触控反馈系统，其特征在于，所述触觉反馈子系统还包括：

吸风扇，所述吸风扇设置在所述第一侧壁上，用于通过所述第一散热孔吸取外部空气至所述第一容纳腔；

排风扇，所述排风扇设置在所述第二侧壁上，用于通过第二散热孔将所述第一容纳腔内空气排出。

10.根据权利要求1所述的触控反馈系统，其特征在于，所述触觉反馈子系统还包括：

挡盖，所述挡盖设置在所述第一壳体上，用于遮挡所述开窗。

11.根据权利要求10所述的触控反馈系统，其特征在于，所述挡盖为网状。

12.根据权利要求10所述的触控反馈系统，其特征在于，所述挡盖为透波材料挡板。

13.根据权利要求3所述的触控反馈系统，其特征在于，所述第二容纳腔的内壁上设置有吸光层。

14.一种终端设备，其特征在于，包括：

设备本体；

权利要求1-13任一项所述的触控反馈系统，所述触控反馈系统设置在所述设备本体上。

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