CN215954276U - 触控板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种触控板和电子设备,具有较优的触控反馈性能。所述触控板包括压电陶瓷组件,所述压电陶瓷组件包括:多个压电陶瓷,所述多个压电陶瓷包括第一压电陶瓷和第二压电陶瓷;以及,基板,包括第一固定区域、第二固定区域和挠性区域,所述第一固定区域和所述第二固定区域分别用于设置所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷,所述挠性区域用于连接所述第一固定区域和所述第二固定区域,以使所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷共同固定于所述基板,并用于吸收所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间的震动干扰。
Description
技术领域
本申请实施例涉及触控领域,并且更具体地,涉及一种触控板和电子设备。
背景技术
触控板通过触摸传感器感知用户手指的位置和移动,并在显示界面上控制指针移动。传统的触控板通过物理按键检测用户的按压动作,执行确认或者调出菜单等功能。但是用户的按压动作只能在触控板的1/2以下的区域执行,无法在整个面板的任意区域执行按压动作。
压力触控板通过触觉反馈代替物理按压,实现确认和调出菜单等操作,解决了传统触控板只能局部按压的问题。压力触控板可以根据用户的使用习惯,调节对用户按压动作的响应力度和震动反馈强度,为用户提供更便捷且舒适的操作体验。
为了延续用户对传统触控板的使用习惯,压力触控板一般会使用触觉反馈装置来模拟物理按键的按压和弹起的手感,用户体验的好坏很大程度上取决于触觉反馈装置的设计。为此,如何改善触觉反馈装置的性能,以提高触触控板的性能,成为需要解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种触控板和电子设备,具有较优的触控反馈性能。
第一方面,提供了一种触控板,包括:
多个压电陶瓷,所述多个压电陶瓷包括第一压电陶瓷和第二压电陶瓷;
基板,包括第一固定区域、第二固定区域和挠性区域,所述第一固定区域和所述第二固定区域分别用于设置所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷,所述挠性区域用于连接所述第一固定区域和所述第二固定区域,以使所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷共同固定于所述基板,并用于吸收所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间的震动干扰。
本申请实施例中,在触控板中设置压电陶瓷组件实现触控板的压力反馈功能,其中,压电陶瓷组件包括基板和压电陶瓷,该基板包括第一固定区域、第二固定区域、以及位于第一固定区域和第二固定区域之间的挠性区域,第一压电陶瓷和第二压电陶瓷分别设置于该第一固定区域和该第二固定区域。由于第一固定区域和第二固定区域之间通过挠性区域连接,使得第一压电陶瓷和第二压电陶瓷共同固定于该基板,并通过挠性区域吸收第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间的共面性公差,以及第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间的震动干扰,从而提升触控板的性能。同时,当压电陶瓷组件长期承受压力时,基板上的挠性区域可以降低压电陶瓷的形变过量所导致的微裂纹产生的风险,提高触控板的使用寿命。
在一种可能的实现方式中,所述挠性区域为蛇形或者S形。由于蛇形区域传递压力和震动的路径较长,使得第一固定区域和第二固定区域之间的挠性区域可以更好地吸收第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间的共面性公差,以及第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间的震动干扰。
在一种可能的实现方式中,所述第一固定区域和所述第二固定区域分别位于所以基板的第一方向上的两个第一臂,其中每个第一臂通过其两端的所述挠性区域连接在所述基板的第二方向上的两个第二臂之间,所述第一方向与所述第二方向垂直。
在一种可能的实现方式中,所述第一方向为所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的长度方向,所述第二方向为所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的宽度方向,所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷沿所述第二方向并排设置。
在一种可能的实现方式中,所述挠性区域的一端连接所述第一臂的一个端部,所述挠性区域的另一端连接所述第二臂的一个端部或者连接所述第二臂的两个端部之间的区域。
在一种可能的实现方式中,挠性区域位于所述第一臂上,或者位于所述第二臂上。
在一种可能的实现方式中,所述基板上设置有安装件,所述安装件用于将所述压电陶瓷组件安装在用于承载所述压电陶瓷组件的壳体。
在一种可能的实现方式中,所述压电陶瓷组件还包括柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit,FPC),用于连接所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的相同极性的电极。
在一种可能的实现方式中,每个压电陶瓷的第一电极位于所述每个压电陶瓷的第一表面的第一区域和第二表面,位于所述第一区域和所述第二表面的所述第一电极之间通过贯穿所述每个压电陶瓷的导电材料连接。所述第二电极位于所述每个压电陶瓷的第一表面的第二区域,位于所述第一区域的所述第一电极和位于所述第二区域的所述第二电极之间设置有绝缘材料,所述绝缘材料用于间隔位于所述第一区域的所述第一电极和位于所述第二区域的所述第二电极,并用于连接所述每个压电陶瓷和FPC。
通常,压电陶瓷的两个电极分别位于压电陶瓷的上下表面,在将压电陶瓷的两个电极连接在FPC上时,需要用引线将两个电极从压电陶瓷的上下表面分别引到FPC上,使压电陶瓷组件的厚度较大。而该实施例中,将压电陶瓷的第一表面的第一电极通过导电材料引导至第二表面的第一区域,第二表面的第二区域为压电陶瓷的第二电极,在第二表面通过绝缘材料将第一区域的第一电极和第二区域的第二电极之间隔离,从而使压电陶瓷的两个电极均位于压电陶瓷的第二表面,便于与FPC连接,且减小了压电陶瓷组件的厚度。
在一种可能的实现方式中,所述绝缘材料为环氧基低温热固胶。这样,该绝缘材料既可以用于隔离压电陶瓷的两个电极,提升压电陶瓷与FPC之间的粘接力。
在一种可能的实现方式中,所述压电陶瓷组件还包括:传递结构,设置于所述基板上,且与压电陶瓷分别位于所述基板的两侧,所述传递机构用于传递输入所述压电陶瓷的压力、以及所述压电陶瓷产生的震动。
在一种可能的实现方式中,所述压电陶瓷组件还包括:缓冲结构,设置于所述基板上,且与压电陶瓷分别位于所述基板的两侧,所述缓冲结构用于吸收所述压电陶瓷产生的余震。
在一种可能的实现方式中,所述触控板还包括触控组件,其中,所述压电陶瓷组件设置于所述触控组件的下方。
在一种可能的实现方式中,所述触控组件包括:所述触控组件包括:保护层;触控功能层,粘贴在所述保护层的下表面,用于检测触摸信息;以及,限位层,粘贴在所述保护层或者所述触控功能层的下表面,用于限制所述触控功能层产生的形变。
在一种可能的实现方式中,所述触控功能层包括触控电极层和印刷电路板PCB,其中,所述触控电极层与所述PCB之间粘贴在一起,或者所述触控电极层集成在所述PCB上。
在一种可能的实现方式中,所述PCB包括:驱动电路,与压电陶瓷连接,用于检测输入所述压电陶瓷组件的压力、以及驱动所述压电陶瓷产生震动;以及,升压电路,包括电压产生电路和电荷泵电路,其中,所述电压产生电路用于生成第一电压,所述电荷泵电路连接在所述电压产生电路和所述驱动电路之间,用于接收所述第一电压并向所述驱动电路输出第二电压,所述第二电压大于所述第一电压,所述第二电压用于驱动所述压电陶瓷产生震动。
由于电荷泵电路可以用较低的输入电压产生较高的输出电压,因此能够满足压电陶瓷工作时对高电压的需求,减少压电陶瓷的层数,降低成本。
第二方面,提供了一种电子设备,包括:第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的触控板,所述触控板包括压电陶瓷组件和触控组件;以及,壳体,所述壳体具有容纳槽,所述容纳槽具有第一装配面,所述压电陶瓷组件通过安装件,安装在所述第一装配面。
附图说明
图1是本申请实施例的触控系统的示意图。
图2是本申请实施例的一种实现方式中的压电陶瓷组件的结构图。
图3是本申请实施例的一种实现方式中的压电陶瓷组件的结构图。
图4是本申请实施例的一种实现方式中的压电陶瓷组件的结构图。
图5是本申请实施例的一种实现方式中的压电陶瓷组件的结构图。
图6是本申请实施例的压电陶瓷的电极连接方式的示意图。
图7是具有图2所示的压电陶瓷组件的触控板的爆炸图。
图8是图7所述的触控板的剖面图。
图9是具有图3所示的压电陶瓷组件的触控板的爆炸图。
图10是压电陶瓷组件的驱动电路的示意图。
图11是压电陶瓷组件的电压产生电路的示意图。
图12是压电陶瓷组件的电荷泵电路的示意图。
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。
触控板中通常利用压电陶瓷的压电效应来模拟物理按键的按压和弹起的手感。用户按压触控板时,触控板中的压电陶瓷发生形变,基于压电陶瓷的正压电效应产生电流信号,并基于该电流信号检测用户的按压力;检测到该按压力后,会向压电陶瓷输出信号,基于压电陶瓷的逆压电效应,使压电陶瓷在其极化方向上产生电场,进而产生机械形变,达到震动效果。
这里,正压电效应和负压电效应统称为压电效应。某些物质沿其一定的方向施加压力或拉力时,随着形变的产生,会在其某两个相对的表面产生符号相反的电荷,当外力去掉、形变消失后,又重新回到不带电荷的状态,这种现象称为正压电效应;反之,在这些物质的极化方向上施加电场,又会使其产生机械形变,当去掉电场,形变也随之消失,这种现象称为逆压电效应。具备压电效应的物质我们称之为压电材料,压电陶瓷就是压电材料的一种。
触控板中通常使用两个或两个以上的压电陶瓷,这些压电陶瓷被设置于触控板的不同位置上,以在各个位置实现触觉反馈。但是,不同位置的压电陶瓷之间的共面性较差,较大的共面性公差使得触控板的组装良品率较低,其中任一压电陶瓷的装配不到位,均会导致按压和震动反馈的一致性变差,从而影响用户体验。
本申请实施例提供了一种触控板,通过在不同位置的压电陶瓷之间设置挠性区域,吸收各个压电陶瓷之间的共面性公差以及相邻压电陶瓷之间的震动干扰,明显改善了触控板的性能,提高了用户体验。
图1为本申请实施例的触控板10的示意图。触控板10包括触控组件100和压电陶瓷组件200。触控组件100包括触控电极层和触控芯片,触控芯片用于采集触控电极层输出的信号,并根据该信号检测用户的触摸操作。压电陶瓷组件200用于在用户按压触控板时检测按压力,并根据该按压力产生相应的震动,以反馈用户的按压操作。触控板10可以与电子设备的主控例如CPU,通过I2C线路连接,以进行信息交互。
图2至图5为本申请实施例的压电陶瓷组件200的几种可能的结构示意图。如图2至图5所示,压电陶瓷组件200包括多个压电陶瓷,以及用于固定多个压电陶瓷的基板220。以下,仅以两个压电陶瓷即第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120为例,对本申请实施例中的压电陶瓷组件200进行说明,在实际应用中,压电陶瓷组件200中可以包括其他数量的压电陶瓷。
压电陶瓷也可以称为压电陶瓷叠层或者压电陶瓷片等。应理解,图2至图5所示的压电陶瓷组件200仅为示例,本申请实施例对压电陶瓷组件200中的压电陶瓷的数量、形状、以及位置关系均不作限定。
如图2至图5所示,基板220包括第一固定区域2211、第二固定区域2212和挠性区域222,第一固定区域2211和第二固定区域2212分别用于设置第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120,挠性区域222用于连接第一固定区域2211和第二固定区域2212,以使第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120共同固定于基板220,并用于吸收第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的震动干扰。
基板220可以是金属基板,例如不锈钢基板。如图2所示,第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120可以通过粘接层分别粘贴在第一固定区域2211和第二固定区域2212的下表面。
从图2至图5可以看出,第一固定区域2211、第二固定区域2212、以及第一固定区域2211和第二固定区域2212之间的挠性区域222是一个整体,均为基板220的组成部分。也就是说,第一固定区域2211、第二固定区域2212、以及二者之间的挠性区域222一体成型。第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120分别固定在第一固定区域2211和第二固定区域2212,第一压电陶瓷2110的面积可以小于或者等于第一固定区域2211的面积,第二压电陶瓷2120的面积可以小于或者等于第二固定区域2212的面积。
由于第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120分别设置在基板220的第一固定区域2211和第二固定区域2212,且第一固定区域2211和第二固定区域2212之间通过挠性区域222连接,这就使得第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120共同固定于基板220,并可以通过挠性区域222吸收第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的共面性公差,以及第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的震动干扰,从而提升触控板10的性能。同时,当压电陶瓷组件200长期承受压力时,基板220上的挠性区域222可以降低压电陶瓷的形变过量所导致的微裂纹产生的风险,提高触控板的使用寿命。
在一种实现方式中,挠性区域222可以是蛇形或者S形。由于蛇形或者S形区域传递压力和震动的路径较长,使得挠性区域222可以更好地吸收不同位置的第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的共面性公差,以及第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的震动干扰。
第一固定区域2211和第二固定区域2212之间通过挠性结构222连接,可以理解为,挠性区域222属于基板200的一部分,其用于使相邻的第一固定区域2211和第二固定区域2212之间形成挠性连接,即允许连接部位在一些方向上产生一定范围的位移量的连接方式。这样,当第一固定区域2211和第二固定区域2212之间通过挠性区域222形成挠性连接时,不仅允许第一固定区域2211和第二固定区域2212之间产生约束,减小了粘贴在第一固定区域2211和第二固定区域2212上的第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的共面性公差,并且允许第一固定区域2211和第二固定区域2212之间产生一定位移量,从而吸收第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间的震动干扰。
在一种实现方式中,第一固定区域2211和第二固定区域2212分别位于基板220在第一方向X上的两个第一臂201,其中每个第一臂201通过其两端的挠性区域222连接在基板220在第二方向Y上的两个第二臂202之间。
其中,第一方向X与第二方向Y垂直。例如,第一方向X为第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120的宽度方向,第二方向Y为第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的长度方向。应理解,图2至图5中所示的第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120均以矩形压电陶瓷作为示例,第一压电陶瓷2110和所述第二压电陶瓷2120沿第一方向X并排设置。
在一种实现方式中,挠性区域222的一端连接第一臂201的一个端部,挠性区域222的另一端连接第二臂202的一个端部或者连接第二臂202的两个端部之间的区域。
挠性区域222的一端连接第一臂201的一个端部,挠性区域222的另一端连接第二臂202的一个端部时时,例如,如图2所示,每个S形挠性区域的一端连接在基板220的第一臂201的一个端部,每个S形挠性区域的另一端连接在基板220的第二臂202的一个端部。
其中,第一臂201为沿第一方向即X方向设置的臂,第二臂202为沿第二方向即Y方向设置的臂。
挠性区域222的一端连接第一臂201的一个端部,挠性区域222的另一端连接第二臂202的两个端部之间的区域时,在一种实现方式中,挠性区域222可以位于第一臂201上,或者也可以位于第二臂202上。
例如图4所示,挠性区域222位于第二臂202上,S形的正向为第一方向X,其中每个S形挠性区域222的一端与第一臂201的一个端部连接,每个S形挠性区域222的另一端位于第二臂202的两个端部之间的区域。
又例如,如图3所示,挠性区域222位于第一臂201,S形的正向为第二方向Y,其中每个S形挠性区域222的一端与第二臂202的一个端部连接,另一端与第二臂202的一个端部。
又例如,如图5所示,挠性区域222位于第一臂201,S形的正向为第二方向Y,其中每个S形挠性区域222的一端与基板220的第二臂202的两个端部之间的区域连接,另一端位于基板220的第一臂201的一个端部。
在图2和图3中,基板220的第一臂201为基板220沿第一方向设置且位于边缘的两个臂。在图4和图5中,基板220的第一臂201为基板220的中间区域的两个臂。本申请实施例对第一臂201和第二臂202的数量和位置不做限定。当基板200包括多个第一臂201时,每个第一臂201上可以设置一个或者多个压电陶瓷,作为示例,在图4和图5所示的压电陶瓷组件200中,两个第二臂202之间的空间内设置有两个第一臂201,且每个第一臂201上设置一个压电陶瓷。
在一种实现方式中,基板220上设置有安装件223,安装件223用于将压电陶瓷组件200安装在用于承载压电陶瓷组件200的壳体400上。例如,安装件223可以设置于第二臂202上。作为示例,图2中所示的安装件223为螺母,从而可以配合螺丝224使用,以将压电陶瓷组件200安装在用于承载压电陶瓷组件200的壳体400上。
本申请实施例对安装件223的数量和位置不做限定,作为示例,在图2和图3所示的压电陶瓷组件200中,安装件223设置在第二臂202上,每个第二臂202的两个端部各设置有一个安装件223。作为示例,在图4和图5所示的压电陶瓷组件200中,安装件223设置在第二臂202上,每个第二臂202的两个端部以及两个端部之间的区域均设置有安装件223。这时,前述的第二臂202的两个端部之间的区域可以是相邻两个安装件223之间的区域。
在一种实现方式中,压电陶瓷组件200还包括FPC 230,用于连接第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120的相同极性的电极。
例如,如图2和图3所示,第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120之间设置有一个FPC 230,其中,可选地,FPC 230也可以设置为包括蛇形、S形、或者其他弯形的区域,以进一步减小其相连的两个压电陶瓷之间的共面性公差,并吸收两个压电陶瓷之间的震动干扰。
FPC 230的两端分别用于连接第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120。即,FPC230的一端用于连接第一压电陶瓷2110的第一电极和第二电极,另一端用于连接第二压电陶瓷2120的第一电极和第二电极。
具体地,FPC 230通过导通材料与第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120的相同极性的电极之间实现电连接。其中,如图2和图3所示,导通材料233A用于将第一压电陶瓷2110的第一电极A和第二压电陶瓷2120的第一电极A通过FPC 230连通,导通材料233B用于将第一压电陶瓷2110的第二电极B和第二压电陶瓷2120的第二电极B通过FPC 230连通。
此外,可选地,FPC 230上还具有粘贴区域和引脚等。其中,引脚作为FPC 230的接口,用于引出FPC 230与其他电路例如PCB 533之间的接线。粘贴区域上的粘接胶在FPC 230与PCB 533的连接过程中可以起到预固定的作用,确保FPC 230的引脚235能够与PCB 533上相应的焊点对准,便于焊接。
其中,第一电极为正极且第二电极为负极,或者第一电极为负极且第二电极为正极。压电陶瓷的正极和负极通常位于压电陶瓷的不同表面,在将其正极和负极分别连接在FPC 230时,本申请实施例中将其不同表面的正极和负极引导至同一表面,从而在工艺上更易实现对压电陶瓷和FPC 230的连接。
每个压电陶瓷的第一电极A位于该压电陶瓷的第一表面的第一区域2101和第二表面,位于第一区域2101和第二表面的第一电极A之间通过贯穿该压电陶瓷的导电材料2104连接。第二电极B位于该压电陶瓷的第一表面的第二区域2102,位于第一区域2101的第一电极A和第二区域2102的第二电极B之间设置有绝缘材料2103,绝缘材料2103用于间隔第一电极A和第二电极B并连接该压电陶瓷和FPC 230。
例如,如图6所示,以第一压电陶瓷2110为例,假设第一压电陶瓷2110的第一表面和第二表面分别为图2至图5中所示的第一压电陶瓷2110的下表面和上表面。第一压电陶瓷2110的第一电极A位于第一压电陶瓷2110的第一表面的第一区域2101和第二表面,位于第一区域2101和第二表面的第一电极A之间通过贯穿第一压电陶瓷2110的导电材料2104连接。第二电极B位于第一压电陶瓷2110的第一表面的第二区域2102,位于第一区域2101的第一电极A和第二区域2102的第二电极B之间设置有绝缘材料2103,绝缘材料2103用于间隔第一电极A和第二电极B并连接第一压电陶瓷2110和FPC 230。
上述的导通材料223A和导通材料223B例如是导电银胶,或者异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)。
绝缘材料2103例如可以是环氧基低温热固胶。由于导通材料223A和导通材料223B的粘接力较弱,绝缘材料2103既可以用于间隔第一压电陶瓷2110的电极A和电极B,还可以提升第一压电陶瓷2110与FPC 230的粘接力以弥补导通材料233A和导通材料233B的粘接力不足。通常,绝缘材料2103与导电材料2104之间可以一起进行固化。导通材料233A和导通材料233B分别通过焊点2342和焊点2341焊接在FPC 230上。
类似地,第二压电陶瓷2120的第一电极A和第二电极B也可以通过这种方式连接至FPC 230。
通常,压电陶瓷的两个电极分别位于压电陶瓷的上下表面,在将压电陶瓷的两个电极连接在FPC上时,需要用引线将两个电极从压电陶瓷的上下表面分别引到FPC上,使得压电陶瓷组件的厚度较大。而本申请实施例中,将第一压电陶瓷2110的第一表面的第一电极A通过导电材料2104引导至第二表面的第一区域2101,第二表面的第二区域2102为第一压电陶瓷2110的第二电极B,在第二表面通过绝缘材料2103将第一区域2101的第一电极A和第二区域2102的第二电极B之间隔离,从而使第一压电陶瓷2110的两个电极均位于第一压电陶瓷2110的第二表面,便于其与FPC 230连接,且减小了压电陶瓷组件200的厚度。
在一种实现方式中,如图2至图5所示,压电陶瓷组件200还包括传递结构240,传递结构240设置于基板220上,且与压电陶瓷分别位于基板220的两侧,例如,传递结构240与压电陶瓷相对地设置在基板220的固定区域的两侧。传递结构240例如可以是双面带胶的塑胶、金属垫片、或者不可压缩的双面胶材料,用于传递输入压电陶瓷组件200的压力、以及传递压电陶瓷产生的震动。
当触控组件100受到按压时,传递结构240可将按压力传递至基板220的固定区域,固定区域的形变会带动贴在其背面的压电陶瓷一起产生弹性形变,该压电陶瓷产生形变后产生电信号,以用于压力检测。接着,该压电陶瓷接收交变电流,并在其极化方向上产生电场,从而引起机械形变,该机械形变又通过传递结构240传递至触控组件100,从而带动触控组件100产生震动。
在一种实现方式中,如图2至图5所示,压电陶瓷组件200还包括限位件260,例如图2中所示的贴合对位标记260或者图3至图5中所示的限位孔,用于在安装压电陶瓷组件200的过程中,起标记和定位的作用,以保证装配的准确性。
在一种实现方式中,如图2所示,压电陶瓷组件200还可以包括缓冲结构250,设置于基板220上,且与多个压电陶瓷分别位于基板220的两侧,缓冲结构250用于吸收压电陶瓷产生的余震。
缓冲结构250例如可以是具有单面背胶或者双面背胶、且具有一定的压缩回弹比例的泡棉材料,比如压缩率50%、回弹率80%的泡棉材料。可以贴附在基板200的任意位置,例如图2和图3所示贴附在基板220的第二臂202的上表面,又例如图4和图5所示贴附在基板220的四周。缓冲结构250用于吸收第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120产生的余震,减少拖尾,以提升用户体验。
应理解,本申请实施例的压电陶瓷组件200可以适用于任何需要进行压力反馈的场景中,尤其适用在中小尺寸的触控板10中。例如,如图7所示,以笔记本电脑为例,壳体400覆盖其键盘下方的部分区域,面积例如等于或略大于触控板100的功能区域的大小,即可操作区(Active Area,AA区)的大小,功能区域501为用户的触摸区域。第一压电陶瓷2110和第二压电陶瓷2120对称分布于触控板10位于功能区域501的下表面,使得中小尺寸的触控板10可以在全区域实现压力反馈功能,并提升了震动效果。
图7至图9示出了本申请实施例的可能的实现方式中的触控板10。图7所示为具有图2的压电陶瓷组件200的触控板10,图8为图7的触控板10沿X方向的剖面图,图9所示为具有图3的压电陶瓷组件200的触控板10在笔记本电脑中安装位置。其中,图7至图9中所示的压电陶瓷组件200的具体结构可以参考前述图2至图5以及相应的文字描述,此处不再进行标记和重复说明。
触控板10包括触控组件100和压电陶瓷组件200。如图4和图5所示,压电陶瓷组件200设置在触控组件100的下方。其中,触控组件100包括保护层510、触控功能层530和限位层540。
触控功能层530通过粘贴层520固定在保护层510的下表面,用于检测用户输入的触摸信息。具体地,触控功能层530可以粘贴在保护层510的功能区域501的下表面。触控功能层530例如包括触控电极层531和PCB 533,其中,触控电极层531与PCB 533之间可以如图5所示的通过粘贴层532连接在一起,或者,触控电极层531也可以如图10所示集成在PCB533上以形成触控功能层530。
触控层电极层531例如可以设置有铜、银、或者ITO材料组成的电容检测阵列,当用户的手指在触控板10上进行触摸时,该电容检测阵列可以将电容信号转换为电压信号,并传输给触控板10的控制单元,以便控制单元根据该电压信号判断用户的触摸操作。
PCB 533上可搭载电子元器件和电路,用于传输和处理触控组件100中的触控信号、压电陶瓷组件200中的压力和震动等信号,以实现触控板10的功能。压电陶瓷组件200的FPC 230、压电陶瓷组件200的控制电路例如驱动电路和升压电路、触控组件100的触控电极层531、以及触控组件100的触控芯片等,均可以连接或者集成在该PCB 533上。
压电陶瓷组件200的控制电路例如包括驱动电路340和升压电路350。当触控板10中具有多个压电陶瓷时,可以设置与多个压电陶瓷相对应的多个驱动电路340,每个驱动电路340用于检测输入相应的压电陶瓷的压力、以及驱动相应的压电陶瓷产生震动。以下,以第一压电陶瓷2110为例,描述相关的驱动电路340和升压电路350。
其中,图10所示为第一压电陶瓷2110的驱动电路340,驱动电路340与第一压电陶瓷2110的两个电极连接,用于检测输入第一压电陶瓷2110的压力、以及驱动第一压电陶瓷2110产生震动。如图6所示,PD1可以输出高电平或者低电平,其中,PD1为高电平时,开关Q1和Q2导通,高压信号VH施加到第一压电陶瓷2110上,VH例如可以等于105V~420V,根据逆压电效应,第一压电陶瓷2110产生震动;PD1为低电平时,开关Q1和Q2关断,如果第一压电陶瓷2110受到压力时,根据正压电效应,第一压电陶瓷2110的两极之间产生电势差,在电阻R3和R6进行分压后,AD接口会检测到电压信号PF1,从根据电压信号PF1检测到第一压电陶瓷2110承受的压力。
升压电路350包括电压产生电路351和电荷泵电路352。电压产生电路351用于生成第一电压,电荷泵电路352连接在电压产生电路351和驱动电路340之间,用于接收第一电压并向驱动电路340输出第二电压,该第二电压大于该第一电压,该第二电压用于驱动第一压电陶瓷2110产生震动。
如图11所示,电压产生电路351例如可以采用BOOST拓扑结构,其中,GATE为电压产生电路351输出的高频的指脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)信号,用于控制晶体管Q3的导通和断开,从而利用电感L1进行升压,以将输入电压VIN升高至VOUT。VIN例如通常为3.3V~5V,VOUT例如可以等于105V。
如图12所示,电荷泵电路352连接在电压产生电路351与驱动电路340之间,其输出端连接图6所示的驱动电路340中的VH电源,以向驱动电路340提供能够使压电陶瓷产生震动的大电压即第二电压。具体地,电荷泵电路352用于接收第一电压即VOUT,并向驱动电路340输出该第二电压,第二电压例如可以等于210V、315V、420V等。
限位层540例如可以是单面背胶的薄膜,贴附在保护层510、触控电极层331、或者PCB 531的下表面,特别是长边区域的下表面,用于限制触控板10产生的形变。
回到图8,压电陶瓷组件200可以通过安装件223固定在壳体400的第一装配面401,例如,压电陶瓷组件200通过螺母223和螺丝224的配合,固定在壳体400的第一装配面401。
参见图9中的壳体400,位于第一装配面401上的定位柱404,用于和基板220上的限位孔260之间配合以实现标记和定位的功能。位于第一装配面401上的嵌入孔405用于容纳基板220上的安装件223例如螺母。避让区402用于避让挠性区域220,避让区403用于避让压电陶瓷。
上述的粘贴层520、粘贴层234、以及压电陶瓷与基板之间的粘贴层等,例如可以采用网格双面胶、光学透明胶(Optically Clear Adhesive,OCA)或者胶水,以减小被粘贴的部件之间存在空气间隙,保证信号的传递质量。
本申请实施例还提供了一种电子设备,该电子设备包括上述本申请各种实施例中的触控板10。
作为示例而非限定,本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑及其配件键盘、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能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 TellerMachine,ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分功能的设备,例如智能手表或智能眼镜等,以及包括只专注于某一类应用功能并且需要和其它设备如智能手机配合使用的设备,例如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。
需要说明的是,在不冲突的前提下,本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合,组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
应理解,本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非限制本申请实施例的范围,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种触控板,其特征在于,包括压电陶瓷组件,所述压电陶瓷组件包括:
多个压电陶瓷,所述多个压电陶瓷包括第一压电陶瓷和第二压电陶瓷;以及,
基板,包括第一固定区域、第二固定区域和挠性区域,所述第一固定区域和所述第二固定区域分别用于设置所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷,所述挠性区域用于连接所述第一固定区域和所述第二固定区域,以使所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷共同固定于所述基板,并用于吸收所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间的震动干扰。
2.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述挠性区域为蛇形或者S形。
3.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述第一固定区域和所述第二固定区域分别位于所以基板的第一方向上的两个第一臂,其中每个第一臂通过其两端的所述挠性区域连接在所述基板的第二方向上的两个第二臂之间,所述第一方向与所述第二方向垂直。
4.根据权利要求3所述的触控板,其特征在于,所述第一方向为所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的长度方向,所述第二方向为所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的宽度方向,所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷沿所述第二方向并排设置。
5.根据权利要求3所述的触控板,其特征在于,所述挠性区域的一端连接所述第一臂的一个端部,所述挠性区域的另一端连接所述第二臂的一个端部或者连接所述第二臂的两个端部之间的区域。
6.根据权利要求5所述的触控板,其特征在于,挠性区域位于所述第一臂上,或者位于所述第二臂上。
7.根据权利要求3所述的触控板,其特征在于,所述基板上设置有安装件,所述安装件用于将所述压电陶瓷组件安装在用于承载所述压电陶瓷组件的壳体上。
8.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述压电陶瓷组件还包括柔性电路板FPC,用于连接所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷的相同极性的电极。
9.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,
每个压电陶瓷的第一电极位于所述每个压电陶瓷的第一表面的第一区域和第二表面,位于所述第一区域和所述第二表面的所述第一电极之间通过贯穿所述每个压电陶瓷的导电材料连接,
所述每个压电陶瓷的第二电极位于所述每个压电陶瓷的第一表面的第二区域,位于所述第一区域的所述第一电极和位于所述第二区域的所述第二电极之间设置有绝缘材料,所述绝缘材料用于间隔位于所述第一区域的所述第一电极和位于所述第二区域的所述第二电极,并用于连接所述每个压电陶瓷和FPC。
10.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述压电陶瓷组件还包括:
传递结构,设置于所述基板上,且与压电陶瓷分别位于所述基板的两侧,所述传递结构用于传递输入所述压电陶瓷的压力、以及所述压电陶瓷产生的震动。
11.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述压电陶瓷组件还包括:
缓冲结构,设置于所述基板上,且与压电陶瓷分别位于所述基板的两侧,所述缓冲结构用于吸收所述压电陶瓷产生的余震。
12.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述触控板还包括触控组件,其中,所述压电陶瓷组件设置于所述触控组件的下方。
13.根据权利要求1或2所述的触控板,其特征在于,所述触控组件包括:
保护层;
触控功能层,粘贴在所述保护层的下表面,用于检测触摸信息;以及,
限位层,粘贴在所述保护层或者所述触控功能层的下表面,用于限制所述触控功能层产生的形变。
14.根据权利要求13所述的触控板,其特征在于,所述触控功能层包括触控电极层和印刷电路板PCB,其中,所述触控电极层与所述PCB之间粘贴在一起,或者所述触控电极层集成在所述PCB上。
15.根据权利要求14所述的触控板,其特征在于,所述PCB包括:
驱动电路,与压电陶瓷连接,用于检测输入所述压电陶瓷的压力、以及驱动所述压电陶瓷产生震动;以及,
升压电路,包括电压产生电路和电荷泵电路,其中,所述电压产生电路用于生成第一电压,所述电荷泵电路连接在所述电压产生电路和所述驱动电路之间,用于接收所述第一电压并向所述驱动电路输出第二电压,所述第二电压大于所述第一电压,所述第二电压用于驱动所述压电陶瓷产生震动。
16.一种电子设备,其特征在于,包括:
上述权利要求1至15中任一项所述的触控板,包括压电陶瓷组件和触控组件;以及,
壳体,所述壳体具有容纳槽,所述容纳槽内具有第一装配面,所述压电陶瓷组件通过安装件,安装在所述第一装配面。
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