CN216871191U - 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,包括:所述触控板包括触摸面板和压电陶瓷,所述触摸面板包括触摸区域,所述压电陶瓷位于所述触摸区域下方;所述触摸区域被划分为多个子区域,所述多个子区域中的每个子区域分别对应K个压电陶瓷产生震动;其中,当用户按压所述多个子区域中的单个子区域时,触摸控制器向所述单个子区域对应的K个压电陶瓷输出所述驱动信号,以使所述K个压电陶瓷产生震动,K为大于或等于3的正整数。本方案可以明显改善触控板的震动一致性,提升用户体验。
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。
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,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,由于用户在不同位置按压时的震感存在差异,触控板的震动一致性较差。
实用新型内容
本申请实施例提供一种触控板和电子设备,可以明显改善触控板的震动一致性,提升用户体验。
第一方面,提供了一种触控板,所述触控板包括触摸面板和压电陶瓷,所述触摸面板包括触摸区域,所述压电陶瓷位于所述触摸区域下方;所述触摸区域被划分为多个子区域,所述多个子区域中的每个子区域分别对应K个压电陶瓷产生震动;其中,当用户按压所述多个子区域中的单个子区域时,触摸控制器向所述单个子区域对应的K个压电陶瓷输出所述驱动信号,以使所述K个压电陶瓷产生震动,K为大于或等于3的正整数。
基于该技术方案,通过同时驱动位于按压位置附近的至少3个压电陶瓷同时产生震动,可以明显改善触控板的震动一致性,提升用户体验。
在一种实现方式中,所述K=3。
该实施例中,若选择4个压电陶瓷同时震动,该震动强度大,但是噪音也大,若选择2个压电陶瓷同时震动,震动一致性较差,因此,选择3个压电陶瓷同时震动的性能最佳。
在一种实现方式中,所述K个压电陶瓷中的M个压电陶瓷复用于所述多个子区域中2个子区域,其中,M小于K。
在一种实现方式中,所述M=2,所述K=3。
该实施例中,通过在不同子区域对应的K个压电陶瓷之间部分重叠,能够在提高震动一致性的同时节省压电陶瓷的个数,从而降低成本。选择M=2, K=3能够进一步改善触控板的震动一致性。
在一种实现方式中,所述单个子区域对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同。
在一种实现方式中,所述多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的幅值不同。
由于工艺原因和性能要求,触摸区域侧边的压电陶瓷与触摸面板贴的较为紧密,触摸控制器向多个子区域中单个子区域之间的压电陶瓷输出的所述驱动信号的幅值不同,能够进一步改善触控板的震动一致性。
在一种实现方式中,所述多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的频率相同。
在一种实现方式中,所述多个子区域中的每个子区域面积范围内的压电陶瓷个数小于K。
在一种实现方式中,所述触摸区域的上侧、下侧、左侧、右侧分别设置有1个所述压电陶瓷,所述多个子区域为1行×2列的排布方式,所述K=3。
在一种实现方式中,在所述1行×2列中,第一行的子区域为子区域1 和子区域2;当用户按压所述子区域1时,所述触摸区域的上侧、下侧和左侧的压电陶瓷同时震动;当用户按压所述子区域2时,所述触摸区域的上侧、下侧和右侧的压电陶瓷同时震动。
在一种实现方式中,所述多个子区域为2行×4列的排布方式,所述多个子区域中的每个子区域下方分布设置有1个所述压电陶瓷,所述K=3。
在一种实现方式中,在所述2行×4列中,第一行的子区域分别为子区域1、子区域2、子区域3、子区域4;第二行的子区域分别为子区域5、子区域6、子区域7、子区域8;当用户按压所述子区域1时,所述子区域1、所述子区域2、所述子区域5下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域2 时,所述子区域1、所述子区域2、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域3时,所述子区域3、所述子区域4、所述子区域7下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域4时,所述子区域3、所述子区域4、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域5时,所述子区域1、所述子区域5、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域6时,所述子区域2、所述子区域5、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域7时,所述子区域3、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;当用户按压所述子区域8时,所述子区域4、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动。
在一种实现方式中,所述压电陶瓷的两端可以包括有挠性结构,所述挠性结构为蛇形或者S形。
该方案通过挠性结构吸收不同位置的各个压电陶瓷之间的共面性公差,以及压电陶瓷之间的震动干扰,从而提升触控板的性能。
第二方面,提供了一种电子设备,包括:显示屏;以及,第一方面或第一方面的任一实现方式中的触控板;所述显示屏用于显示用户按压在所述触控板上的光标操作。
本申请实施例中的电子设备,通过同时驱动位于按压位置附近的至少3 个压电陶瓷同时产生震动,可以明显改善触控板的震动一致性,提升用户体验,且具有更优的性能。
附图说明
图1是压电陶瓷的震动强度与压电陶瓷两端的驱动电压幅度值的关系。
图2是本申请实施例的触控板简易结构安装示意图。
图3是本申请一个实施例的触控板中的压电陶瓷的分布情况示意图。
图4是本申请一个实施例的触控板中触摸区域的划分情况示意图。
图5是本申请另一个实施例的触控板中的压电陶瓷的分布情况示意图。
图6是本申请另一个实施例的触控板中触摸区域的划分情况示意图。
图7是本申请图3的带有挠性结构的压电陶瓷的分布情况示意图。
图8是本申请图5的带有挠性结构的压电陶瓷的分布情况示意图。
图9是本申请又一个实施例的触控板中的压电陶瓷的分布情况示意图。
图10是本申请又一个实施例的触控板中触摸区域的划分情况示意图。
图11是本申请实施例的另一种压电陶瓷的分布情况示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
压力触控板中通常利用压电陶瓷的压电效应,来模拟传统触控板中物理按键的按压和弹起的手感。压力触控板中设置有压电陶瓷,当用户按压在压力触控板时,压力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,基于该电流信号即可检测用户在压力触控板上的按压力。基于该按压力,可以向压电陶瓷输出驱动信号,基于压电陶瓷的逆压电效应,压电陶瓷在其极化方向上产生电场,进而引起机械形变,达到震动的效果。
这里,正压电效应和逆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。
压电陶瓷的震动强度可以用加速度计测量重力加速度来表征,通常,压电陶瓷的震动强度与压电陶瓷两端的驱动电压幅度值呈现正比例关系,不同的压电陶瓷其正比例系数有所不同,例如,图1示出了某个压电陶瓷的震动强度与压电陶瓷两端的驱动电压幅度值的关系,其中横轴表示驱动电压,纵轴表示震动加速度。压电陶瓷在触摸面板上类似水波浪的传递形式,随着触摸位置距离压电陶瓷越远,该触摸位置的震动强度越弱。由此可知,压电陶瓷产生震动时,用户的震感随其按压位置的变化而呈非线性变化,用户在不同位置按压时的震感存在差异,触控板的震动一致性较差。因此,使用单个压电陶瓷实现震动,会导致触摸板的震动强度存在震动一致性差的问题。
为此,本申请实施例对触控板中压电陶瓷的设置进行了适应性改善,可以同时驱动按压位置附近的多个压电陶瓷产生震动,以使其提高震动一致性问题。
图2是触控板的简易结构安装示意图,触控板10包括触摸面板210,印刷电路板PCB220和压电陶瓷230,该触摸面板210包括触摸有效区域(Active Area,AA区)203,以下简称触摸区域。压电陶瓷230位于触摸区域203的下方。电子设备的壳体200包括第一装配面201和第二装配面202,用于容纳压电陶瓷230,第二装配面202用于固定贴合触控面板210。图中示出的触摸面板210为一体式触摸面板,该触摸面板210的面积大于触摸面板中的触摸区域203的面积。在一种实现方式中,触摸面板210的面积还可以缩短至与触摸区域203的面积相等,或者触摸区域203的面积可以覆盖整个触摸面板210的面积。
可以理解,本申请涉及的触控板为压力触控板,以下简称为触控板。
在本申请实施例中,触控板10的触摸区域203包括多个子区域,或者说触摸区域203被划分为多个子区域,其中多个子区域中的每个子区域对应K 个压电陶瓷产生震动。当用户按压多个子区域中的单个子区域时,触摸控制器向该单个子区域对应的K个压电陶瓷输出驱动信号,以使所述K个压电陶瓷产生震动,K为大于或等于3的正整数。这样,通过同时驱动位于按压位置附近的K个压电陶瓷同时产生震动,可以明显改善触控板的震动一致性,提升用户体验。
其中,本申请涉及的触摸控制器可以是触控芯片,或者为输出驱动信号的触控电路。
应理解,不同子区域对应的K个压电陶瓷可以是不同的K个压电陶瓷,即不同子区域对应的K个压电陶瓷之间不重叠;或者,不同子区域对应的K 个压电陶瓷可以是部分相同的K个压电陶瓷,即不同子区域对应的K个压电陶瓷之间可以部分重叠。在一种较优的实现方式中,选择后者能够在提高震动一致性的同时节省压电陶瓷的个数,从而降低成本。
在一种实现方式中,不同子区域对应的K个压电陶瓷之间可以部分重叠具体可以为,K个压电陶瓷中的M个压电陶瓷同时复用于多个子区域中2个子区域,其中,M小于K。例如图3和图4所示,触控面板210的触摸区域 203被划分为两个子区域,分别为子区域1和子区域2,子区域1对应的K 个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷c,子区域2对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷c和压电陶瓷d。其中,子区域1对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷a和压电陶瓷c复用于子区域2,此时K=3,M=2。又例如图5和图6所示,触控面板的触摸区域被划分为8个子区域,分别为子区域1至子区域8,子区域1对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b 和压电陶瓷e产生震动,子区域2对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷f产生震动,子区域3对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷g产生震动,子区域4对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷h产生震动,子区域5对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷e和压电陶瓷f产生震动,子区域6对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷b、压电陶瓷e和压电陶瓷f产生震动,子区域7对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷g和压电陶瓷h产生震动,子区域8对应的 K个压电陶瓷为压电陶瓷d、压电陶瓷g和压电陶瓷h产生震动。其中,子区域1对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷a和压电陶瓷b复用于子区域2,子区域1对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷a和压电陶瓷e复用于子区域5,子区域1对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷b和压电陶瓷e复用于子区域6,子区域2对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷a和压电陶瓷f复用于子区域5,子区域2对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷b和压电陶瓷f复用于子区域6,子区域5对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷e和压电陶瓷f复用于子区域6,子区域3对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷c和压电陶瓷d复用于子区域4,子区域3对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷c和压电陶瓷g复用于子区域7,子区域3对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷d和压电陶瓷g复用于子区域8,子区域4对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷c和压电陶瓷h复用于子区域7,子区域4对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷d和压电陶瓷h复用于子区域8,子区域7对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷g和压电陶瓷h复用于子区域8,此时K=3,M=2;再例如图9和图10所示,触控面板210的触摸区域203被划分为三个子区域,分别为子区域1、子区域2和子区域3,子区域1对应的 K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷d和压电陶瓷f,子区域2对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷b、压电陶瓷d和压电陶瓷g,子区域3对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷e和压电陶瓷h。其中,子区域1对应的K个压电陶瓷中的压电陶瓷d复用于子区域2,此时K=3,M=1。
多个子区域对应的驱动信号的幅值不同,触摸控制器向单个子区域对应的K个压电陶瓷输出的驱动信号的幅值,为单个子区域对应的幅值。
也就是说,触摸区域内的多个子区域中每个子区域对应K个压电陶瓷,且多个子区域分别对应多个幅值。当被选中的单个子区域对应的K个压电陶瓷被驱动时,输入至该单个子区域的驱动信号的幅值即为该单个子区域对应的幅值。
由于不同子区域对应的驱动信号的幅值不同,也就是说,触摸控制器向不同子区域对应的K个压电陶瓷输出的驱动信号的幅值不同,因此,可以针对每个子区域设置与其位置相匹配的驱动信号的幅值,从而进一步改善触控板的震动一致性。
例如,多个子区域中每个子区域对应的幅值Ai,可以是基于 确定的,其中,N为多个子区域的数量,i从1至N,A用于表示为计算第i个子区域的中心位置产生的震动加速度αi所施加的驱动信号的初始幅值,αi用于表示初始幅值为A的驱动信号输入至第i个子区域中的K个压电陶瓷时,所述第i个子区域的中心位置产生的震动加速度。
以图3至图6为例进行详细说明,其中图3和图4、图9和图10是针对小尺寸的触控板,图5和图6是针对大尺寸的触控板。例如,小尺寸的触控板可以是120mm×70mm左右,大尺寸的触控板可以是150mm×90mm左右。不同尺寸的触控板中,压电陶瓷的数量和位置可以不同。
图3和图4分别示出了小尺寸的触控板10中的压电陶瓷的分布情况和触摸区域的划分情况。如图3所示,触控板10的上侧、下侧、左侧、右侧分别设置有1个所述压电陶瓷,分别为压电陶瓷a、压电陶瓷c、压电陶瓷b和压电陶瓷d。如图4所示,多个子区域为1行×2列的排布方式,即触控面板的触摸区域被划分为两个子区域,分别为子区域1和子区域2,子区域1位于触摸区域的左半侧,子区域2位于触摸区域的右半侧。假设K=3,那么子区域1对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷c,子区域2 对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷c和压电陶瓷d。
当用户按压在子区域1时,需要子区域1对应的K个压电陶瓷产生震动,以向用户提供触觉反馈;当用户按压在子区域2时,需要子区域2对应的K 个压电陶瓷产生震动,以向用户提供触觉反馈。
多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的幅值不同,即子区域1和子区域2对应的驱动信号的幅值不同,假设子区域1对应的驱动信号的幅值为A1,子区域2对应的驱动信号的幅值为A2,触摸控制器向子区域1对应的K个压电陶瓷输出驱动信号幅值为A1,触摸控制器向子区域2 对应的K个压电陶瓷输出驱动信号幅值为A2,其中,A1不等于A2。由于工艺原因和性能要求,触摸区域侧边的压电陶瓷与触摸面板贴的较为紧密,触摸控制器向多个子区域中单个子区域之间的压电陶瓷输出的所述驱动信号的幅值不同,能够进一步改善触控板的震动一致性。
多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的频率相同,即子区域1和子区域2对应的驱动信号的频率相同,假设子区域1对应的驱动信号的频率为f1,子区域2对应的驱动信号的频率为f2,其中,f1等于f2。
单个子区域对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域1 对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域2对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同。即触摸控制器向子区域1对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷c的驱动信号的幅值相同;触摸控制器向子区域2对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷a、压电陶瓷d和压电陶瓷c的驱动信号的幅值相同。
A1和A2可以预先设定,例如,在事先计算A1和A2时,可以向子区域1的压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷c均输入幅值为A的驱动信号,并测量子区域1的中心位置的震动加速度,以及向子区域2的压电陶瓷a、压电陶瓷c、压电陶瓷d均输入幅值A的驱动信号,并测量区域2的中心位置的震动加速度,该中心位置如图4中子区域1和子区域2内的圆圈所标识的位置。假设子区域1的中心位置的震动加速度为α1,子区域2的中心位置的震动加速度为α2,则平均值η=(α1+α2)/2,那么子区域1对应的驱动信号的幅值A1=(η/α1)×A,子区域2对应的信号幅值A2=(η/α2)×A。
图5和图6分别示出了大尺寸的触控板10的压电陶瓷的分布情况和触摸区域的划分情况。如图5所示,触控板10设置有8个压电陶瓷,分别为压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷c、压电陶瓷d、压电陶瓷e、压电陶瓷f、压电陶瓷g、压电陶瓷h。这8个压电陶瓷按照2行×4列的矩阵分布。
如图6所示,触控板10的触摸区域被划分为8个子区域,分别为子区域 1至子区域8,子区域1至子区域8按照2行×4列的矩阵分布。第一行的子区域分别为子区域1、子区域2、子区域3、子区域4;第二行的子区域分别为子区域5、子区域6、子区域7、子区域8。多个子区域中的每个子区域下方分布设置有1个压电陶瓷。假设K=3,那么,如表一所示,子区域1对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷e,子区域2对应的K 个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷f,子区域3对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷g,子区域4对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷h,子区域5对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷e和压电陶瓷f,子区域6对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷b、压电陶瓷e和压电陶瓷f,子区域7对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷 c、压电陶瓷g和压电陶瓷h,子区域8对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷d、压电陶瓷g和压电陶瓷h。
表一
行/列 | 1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 子区域1:a、b、e | 子区域2:a、b、f | 子区域3:c、d、g | 子区域4:c、d、h |
2 | 子区域5:a、e、f | 子区域6:b、e、f | 子区域7:c、g、h | 子区域8:d、g、h |
当用户按压在子区域1时,需要驱动子区域1对应的压电陶瓷a、b、e 产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域1、所述子区域2、所述子区域5下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域2时,需要驱动子区域2对应的压电陶瓷a、b、f产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域1、所述子区域2、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域3时,需要驱动子区域3对应的压电陶瓷c、d、g产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域3、所述子区域4、所述子区域7下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域4 时,需要驱动子区域4对应的压电陶瓷c、d、h产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域3、所述子区域4、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域5时,需要驱动子区域5对应的压电陶瓷a、e、f产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域1、所述子区域5、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域6时,需要驱动子区域6对应的压电陶瓷b、e、 f产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域2、所述子区域5、所述子区域6 下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域7时,需要驱动子区域7对应的压电陶瓷c、g、h产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域3、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;当用户按压在子区域8时,需要驱动子区域8对应的压电陶瓷d、g、h产生震动,即触摸控制器需要驱动子区域4、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动。当单个子区域下方的压电陶瓷产生震动时,选择与该压电陶瓷相邻的两个压电陶瓷一起震动,能够提升震动性能和改善震动一致性问题。
在图5中,压电陶瓷a至压电陶瓷h为长条形,在长条形压电陶瓷中心位置的圆圈“O”为压电陶瓷弹片,该压电陶瓷弹片用于和触控面板连接。由于工艺原因和性能要求,压电陶瓷弹片在触摸区域中侧边贴的较为紧密,即子区域1、子区域4、子区域5、子区域8中的压电陶瓷弹片与触摸面板贴的较为紧密,从而使得子区域1、子区域4、子区域5、子区域8的震动强度大于子区域2、子区域3、子区域6、子区域7的震动强度,因此,在中间子区域2、子区域3、子区域6和子区域7产生震动时,为了更好的提升震动性能,在选择与中间子区域下方压电陶瓷相邻的压电陶瓷时,选择侧边子区域下方的压电陶瓷作为该中间子区域的震动源。即,选择侧边子区域1下方的压电陶瓷a而非子区域3下方的压电陶瓷c作为中间子区域2的震动源,即用户按压在中间子区域2时,选择压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷f产生震动;选择侧边子区域4下方的压电陶瓷d而非子区域2下方的压电陶瓷b 作为中间子区域3的震动源,即用户按压在中间子区域3时,压电陶瓷c、压电陶瓷d、压电陶瓷g产生震动。选择侧边子区域5下方的压电陶瓷e而非子区域7下方的压电陶瓷g作为中间子区域6的震动源,即用户按压在中间子区域6时,压电陶瓷b、压电陶瓷e、压电陶瓷f产生震动。选择侧边子区域 8下方的压电陶瓷h而非子区域6下方的压电陶瓷f作为中间子区域7的震动源,即用户按压在中间子区域7时,压电陶瓷c、压电陶瓷g、压电陶瓷h产生震动,如此设置,能够保证触摸区域的中间位置和触摸区域的边缘位置,其震动强度不会相差太大,明显改善震动一致性问题,同时还可以简化结构工艺成本。
本申请实施例中的“侧边”指的是触摸区域短边,不包括触摸区域长边。
当用户分别按压在子区域1至子区域8时,需要子区域1至子区域8分别对应的K个压电陶瓷产生震动,以向用户提供触觉反馈。
多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的幅值不同,即多个子区域中至少两个子区域对应的驱动信号的幅值不同。例如可以是子区域1和子区域2对应的驱动信号的幅值不同,假设子区域1对应的驱动信号的幅值为A1,子区域2对应的驱动信号的幅值为A2,触摸控制器向子区域1 对应的K个压电陶瓷输出驱动信号幅值为A1,触摸控制器向子区域2对应的 K个压电陶瓷输出驱动信号幅值为A2,其中,A1不等于A2。例如也可以是子区域1和子区域8对应的驱动信号的幅值均不同,假设子区域1至子区域 8分别对应的驱动信号的幅值为A1至A8,触摸控制器分别向子区域1至子区域8对应的K个压电陶瓷输出驱动信号幅值为A1至A8,其中,A1至A8 均不相等。由于工艺原因和性能要求,触摸区域侧边的压电陶瓷与触摸面板贴的较为紧密,触摸控制器向多个子区域中单个子区域之间的压电陶瓷输出的所述驱动信号的幅值不同,能够进一步改善触控板的震动一致性。
多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的频率相同,即子区域1至子区域8对应的驱动信号的频率相同,假设子区域1至子区域8分别对应的驱动信号的频率为f1至f8,其中,f1至f8均相等。
单个子区域对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域1 对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域2对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域3对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域4对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,子区域5对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同,以此类推,即触摸控制器向子区域1对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷e的驱动信号的幅值相同;触摸控制器向子区域2对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷f的驱动信号的幅值相同;触摸控制器向子区域3对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷g的驱动信号的幅值相同;触摸控制器向子区域4对应的K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷h的驱动信号的幅值相同;触摸控制器向子区域5对应的 K个压电陶瓷输出驱动信号时,压电陶瓷a、压电陶瓷e和压电陶瓷f的驱动信号的幅值相同;以此类推。
A1至A8可以预先设定,例如,在事先计算A1至A8时,可以向压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷c、压电陶瓷d、压电陶瓷e、压电陶瓷f、压电陶瓷g、压电陶瓷h输入幅值均为A的驱动信号,分别在不同的子区域驱动不同的压电陶瓷,并测量各个子区域的中心位置的震动加速度,该中心位置如图6中各个子区域内的圆圈所标识的位置。假设第i个子区域的中心位置的震动加速度为αi,则平均值那么第i个子区域对应的信号幅值Ai=(η/αi)×A。
应理解,在测量各个子区域的震动强度时,例如可以采用震动方向的加速度作为震动强度的表征,该震动加速度可以通过加速度计进行测量;或者,也可以采用红外的方式测量震动强度。该震动方向可以是压电陶瓷的Z轴方向,即垂直于触控板的表面的方向。表二示出了驱动单个压电陶瓷震动时各个位置的加速度,其中,这里选取了触摸区域上的4×4个区域作为测量区域。可以看出,单个压电陶瓷震动时,16个测量区域的中心位置上的加速度的平均值为5.26G,将16个位置上的加速度的标准差与该平均值的比值,作为震动一致性检测的结果,得到的标准差一致性为23.1%。而同时驱动按压位置附近的3个压电陶瓷震动时,16个测量区域的中心位置上的加速度的平均值为3.8G,将16个位置上的加速度的标准差与该平均值的比值,作为震动一致性检测的结果,得到的标准差一致性为6.8%。
表二
表三
从表二和表三可以看出,相比于单个压电陶瓷震动的方式,采用多个压电陶瓷同时震动的方式,能够获得更好的一致性结果。并且,相比于同时驱动全部压电陶瓷震动的方式,仅驱动部分压电陶瓷局部震动,能够降低震动过程产生的噪音。
在本申请实施例中,在压电陶瓷的两端可以包括有挠性结构,该挠性结构为蛇形或者S形,例如图7和图8所示。通过挠性结构吸收不同位置的各个压电陶瓷之间的共面性公差,以及压电陶瓷之间的震动干扰,从而提升触控板10的性能。
图9和图10分别示出了小尺寸的触控板10中的压电陶瓷的分布情况和触摸区域的划分情况。如图9所示,触控板10设置有8个压电陶瓷,触摸区域下方的压电陶瓷排布为3行,第一行包括压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷c,第二行包括压电陶瓷d和压电陶瓷e,第三行包括压电陶瓷f、压电陶瓷g和压电陶瓷h。
如图10所示,多个子区域为1行×3列的排布方式,即触控面板的触摸区域被划分为三个子区域,分别为子区域1、子区域2和子区域3,子区域1 位于触摸区域的左半侧,子区域2位于触摸区域的中间位置,子区域3位于触摸区域的右半侧。假设K=3,那么,如表四所示,子区域1对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷e,子区域2对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷a、压电陶瓷b和压电陶瓷f,子区域3对应的K个压电陶瓷为压电陶瓷c、压电陶瓷d和压电陶瓷g。
表四
行/列 | 1 | 2 | 3 |
1 | 子区域1:a、b、e | 子区域2:a、b、f | 子区域3:c、d、g |
当用户按压在子区域1时,需要驱动子区域1对应的压电陶瓷a、b、e 产生震动;当用户按压在子区域2时,需要驱动子区域2对应的压电陶瓷a、 b、f产生震动;当用户按压在子区域3时,需要驱动子区域3对应的压电陶瓷c、d、g产生震动。
当用户分别按压在子区域1至子区域3时,需要子区域1至子区域3分别对应的K个压电陶瓷产生震动,以向用户提供触觉反馈。
假设子区域1对应的驱动信号的幅值为A1,子区域2对应的驱动信号的幅值为A2,子区域3对应的驱动信号的幅值为A3。A1、A2和A3可以预先设定,例如,在事先计算A1、A2和A3时,可以向压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷e输入幅值均为A的驱动信号,并测量子区域1的中心位置的震动加速度,向压电陶瓷a、压电陶瓷b、压电陶瓷f输入幅值均为A的驱动信号,并测量子区域2的中心位置的震动加速度,以及向压电陶瓷c、压电陶瓷d、压电陶瓷g输入幅值均为A的驱动信号,并测量子区域3的中心位置的震动加速度,该中心位置如图10中子区域1、子区域2和子区域3内的圆圈所标识的位置。假设子区域1的中心位置的震动加速度为α1,子区域2的中心位置的震动加速度为α2,子区域3的中心位置的震动加速度为α3,则平均值η=(α1+α2+α3)/3,那么子区域1对应的驱动信号的幅值A1=(η/α1)×A,子区域2对应的信号幅值A2=(η/α2)×A,子区域3对应的驱动信号的幅值 A3=(η/α3)×A。
本申请实施例采用3个及以上的压电陶瓷同时震动的校准方法能够改善触控面板的震动一致性,降低设计结构的成本。由于每个压电陶瓷震动会产生噪音,同时震动强度和距离是非线性的关系,该距离为触摸位置和压电陶瓷的位置之间的距离,若选择4个压电陶瓷同时震动,该震动强度大,但是噪音也大,若选择2个压电陶瓷同时震动,震动一致性差,因此,选择3个压电陶瓷同时震动的性能最佳,即K=3。
应理解,压电陶瓷的分布情况还可以包括其它方式,例如图11所示,触摸区域下方的压电陶瓷排布具体为3行,第一行包括压电陶瓷a、压电陶瓷b 和压电陶瓷c,第二行包括压电陶瓷d、压电陶瓷e,压电陶瓷f、压电陶瓷g,第三行包括压电陶瓷h、压电陶瓷i和压电陶瓷j。
本申请实施例还包括一种电子设备,该电子设备包括上述任意一种实施方式的触控板、以及显示屏,该显示屏用于显示用户按压在触控板上的光标操作。
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。
本申请实施例中所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的方法实施例的一些特征可以忽略或者不执行。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,单元的划分仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统。另外,各单元之间的耦合或各个组件之间的耦合可以是直接耦合,也可以是间接耦合,上述耦合包括电的、机械的或其它形式的连接。
本领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的装置和设备的具体工作过程以及产生的技术效果,可以参考前述方法实施例中对应的过程和技术效果,在此不再赘述。
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 (14)
1.一种触控板,其特征在于,所述触控板包括触摸面板和压电陶瓷,所述触摸面板包括触摸区域,所述压电陶瓷位于所述触摸区域下方;所述触摸区域被划分为多个子区域,所述多个子区域中的每个子区域分别对应K个压电陶瓷产生震动;
其中,当用户按压所述多个子区域中的单个子区域时,触摸控制器向所述单个子区域对应的K个压电陶瓷输出驱动信号,以使所述K个压电陶瓷产生震动,K为大于或等于3的正整数。
2.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述K=3。
3.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述K个压电陶瓷中的M个压电陶瓷复用于所述多个子区域中2个子区域,其中,所述M小于所述K。
4.根据权利要求3所述的触控板,其特征在于,所述M=2,所述K=3。
5.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述单个子区域对应的K个压电陶瓷的所述驱动信号的幅值相同。
6.根据权利要求5所述的触控板,其特征在于,所述多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的幅值不同。
7.根据权利要求6所述的触控板,其特征在于,所述多个子区域中的单个子区域之间对应的所述驱动信号的频率相同。
8.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述多个子区域中的每个子区域面积范围内的压电陶瓷个数小于所述K。
9.根据权利要求8所述的触控板,其特征在于,所述触摸区域的上侧、下侧、左侧、右侧分别设置有1个所述压电陶瓷,所述多个子区域为1行×2列的排布方式,所述K=3。
10.根据权利要求9所述的触控板,其特征在于,在所述1行×2列中,第一行的子区域为子区域1和子区域2;
当用户按压所述子区域1时,所述触摸区域的上侧、下侧和左侧的压电陶瓷产生震动;
当用户按压所述子区域2时,所述触摸区域的上侧、下侧和右侧的压电陶瓷产生震动。
11.根据权利要求8所述的触控板,其特征在于,所述多个子区域为2行×4列的排布方式,所述多个子区域中的每个子区域下方分布设置有1个所述压电陶瓷,所述K=3。
12.根据权利要求11所述的触控板,其特征在于,在所述2行×4列中,第一行的子区域分别为子区域1、子区域2、子区域3、子区域4;第二行的子区域分别为子区域5、子区域6、子区域7、子区域8;
当用户按压所述子区域1时,所述子区域1、所述子区域2、所述子区域5下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域2时,所述子区域1、所述子区域2、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域3时,所述子区域3、所述子区域4、所述子区域7下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域4时,所述子区域3、所述子区域4、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域5时,所述子区域1、所述子区域5、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域6时,所述子区域2、所述子区域5、所述子区域6下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域7时,所述子区域3、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动;
当用户按压所述子区域8时,所述子区域4、所述子区域7、所述子区域8下方的压电陶瓷震动。
13.根据权利要求1所述的触控板,其特征在于,所述压电陶瓷的两端可以包括有挠性结构,所述挠性结构为蛇形或者S形。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:
显示屏;
以及,根据权利要求1至13中任一项所述的触控板;所述显示屏用于显示用户按压在所述触控板上的光标操作。
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