TWI769438B - 具有振動回饋的觸控顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有振動回饋的觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包括觸控顯示面板、至少一致動器以及控制電路。觸控顯示面板用以提供觸控信號。致動器接觸觸控顯示面板。控制電路耦接觸控顯示面板及致動器，以反應觸控信號控制致動器於觸覺感知期間對應於包括多個振動波形的驅動信號產生振動回饋。這些振動波形的至少其一為單正弦波波形或半正弦波波形，並且觸覺感知期間介於6毫秒與120毫秒之間。

Description

具有振動回饋的觸控顯示裝置

本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種具有振動回饋的觸控顯示裝置。

由於半導體技術的成聚，觸控介面的發展讓觸感輸入設備的使用範圍更廣泛，家用及車用已大量導入觸控介面，除了使用者透過觸控介面輸入以外，未來更希望能讓觸控介面回饋使用者觸覺感應。舉例來說，可增加汽車內部觸控面板的面積，並且透過觸控面板搭配觸感回饋可取代傳統按鍵，而駕駛人開車時不需要眼睛看著顯示面板進行功能操作，顯示面板提供觸感回饋能讓駕駛人知道選擇到什麼功能，提升行車的安全性。並且，一般家電或觸控面板搭載觸覺回饋功能除了能提高使用者體驗，還可以幫助視覺障礙者更順利地操作。

本發明提供一種具有振動回饋的觸控顯示裝置，可透過 不同的觸感來回饋使用者所觸控的位置或圖示，因使用者可以不用眼睛作確認，可提升使用者駕駛的安全或視覺障礙者操作的便利性。

本發明的具有振動回饋的觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板、至少一致動器以及控制電路。觸控顯示面板用以提供觸控信號。致動器接觸觸控顯示面板。控制電路耦接觸控顯示面板及致動器，以反應觸控信號控制致動器於觸覺感知期間對應於包括多個振動波形的驅動信號產生振動回饋。這些振動波形的至少其一為單正弦波波形或半正弦波波形，並且觸覺感知期間介於6毫秒與120毫秒之間。

基於上述，本發明實施例的具有振動回饋的觸控顯示裝置，反應於觸控顯示面板的觸控信號控制致動器的振動方式，以透過致動器的振動方式產生銳利的按壓感、持續感…等不同觸感。藉此，可透過不同的觸感來回饋使用者所觸控的位置或圖示，因使用者可以不用眼睛作確認，可提升使用者駕駛的安全或視覺障礙者操作的便利性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100:觸控顯示裝置

110:觸控顯示面板

120:背光模組

130:致動器

140:控制電路

150:背板結構

160:支撐件

211、251、253、411、421、431、441:半正弦波波形

221、231、241、451、461:單正弦波波形

252:直流波形

311、312、321、322、331、332、341、342、351:

352、501、502、503、511、512、513、521、522、523、531、532、533、541、542、543、551、552、553、561、562、563、564、565、571、572、573、574、581、582、583、584、591、592、593、594、595、596:振動組合

471、481:方波波形

Sdrive、210、220、230、240、250、310、320、330、340、350、410、420、430、440、450、460、470、480、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590:驅動信號

Stouch:觸控信號

圖1為依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。

圖2A至圖2E分別為依據本發明一實施例的第一種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。

圖3A至圖3E分別為依據本發明一實施例的第二種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。

圖4A至圖4H分別為依據本發明一實施例的第三種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。

圖5A至圖5J分別為依據本發明一實施例的第四種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

應當理解，儘管術語”第一”、”第二”、”第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的”第一元件”、”部件”、”區域”、”層”或”部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部 分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式”一”、”一個”和”該”旨在包括複數形式，包括”至少一個”。”或”表示”及/或”。如本文所使用的，術語”及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語”包括”及/或”包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

圖1為依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，觸控顯示裝置100具有振動回饋，並且包括觸控顯示面板110、背光模組120、至少一致動器130(在此繪示為1個為例)、控制電路140、背板結構150、及多個支撐件160。背光模組120透過支撐件160配置於背板結構150上，並且觸控顯示面板110貼合於背光模組120上。致動器130經由支撐件160固定於背光模組120與背板結構150之間，以經由背光模組120接觸觸控顯示面板110。

觸控顯示面板110用以提供觸控信號Stouch。控制電路140耦接觸控顯示面板110及至少一致動器130，以接收觸控信號Stouch。控制電路140依據觸控信號Stouch判斷觸控的位置/動作，並且反應於觸控信號Stouch所指示的觸控位置/動作，控制電路140控制致動器130於觸覺感知期間對應於包括多個振動波形 的驅動信號Sdrive產生振動回饋，以回饋觸控顯示面板110是否被觸控，並且回饋被按壓的狀態。致動器130可配置於特定位置或與特定圖示對應的位置，此可依據電路設計而定。

驅動信號Sdrive的多個振動波形中的至少其一為單正弦波波形、半正弦波波形或單方波波形，並且觸覺感知期間介於6毫秒與120毫秒之間。

在本發明實施例中，致動器130可以為線性諧振制動器，其中線性諧振制動器的振動頻率介於100赫茲至300赫茲之間。由於振動頻率過低或過高會減弱振動力道，因此目前致動器130應用於觸控顯示面板110的振動頻率介於140赫茲至190赫茲之間。

假設驅動信號Sdrive以2個~12個振動波形表示一個觸控行為時，100赫茲的振動頻率所對應的觸覺感知期間為20毫秒(2個振動波形)~120毫秒(12個振動波形)，並且300赫茲的振動頻率所對應的觸覺感知期間為6毫秒(2個振動波形)~40毫秒(12個振動波形)，因此本發明實施例的觸覺感知期間可以介於6毫秒與120毫秒。

圖2A至圖2E分別為依據本發明一實施例的第一種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。請參照圖2A至圖2E，在本實例中，第一種觸覺回饋表示對應單點擊觸控(亦即觸控信號Stouch對應單點擊觸控)，此時驅動信號210、220、230、240、250只具有一組振動組合。進一步來說，單點擊觸控的振動組合需<0.03秒才不 會有拖尾的觸感，可創造按壓一次的感覺。

在圖2A中，驅動信號210的振動組合具有一個半正弦波波形211。在圖2B中，驅動信號220的振動組合具有一個單正弦波波形221。在圖2C中，驅動信號230的振動組合具有二個相接續的單正弦波波形231。在圖2D中，驅動信號240的振動組合具有三個相接續的單正弦波波形241。在圖2E中，驅動信號250的振動組合具有直流波形252連接的兩個半正弦波波形251及253。

在本發明實施例中，當觸控信號Stouch對應單點擊觸控時，驅動信號(如210、220、230、240、250)可以包括一個到三個相接續的單正弦波波形、一個半正弦波波形、或者經由一直流波形連接的兩個半正弦波波形。並且，單點擊觸控的振動組合主要是以單正弦波波形及/或半正弦波波形為主，但在其他實施例中，單點擊觸控的振動組合也可包括方波波形，本發明實施例不以此限。

圖3A至圖3E分別為依據本發明一實施例的第二種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。請參照圖3A至圖3E，在本實例中，第二種觸覺回饋表示對應雙點擊觸控(亦即觸控信號Stouch對應雙點擊觸控)，此時驅動信號310、320、330、340、350具有經直流波形分隔(或連接)的二組振動組合。進一步來說，在雙點擊觸控的振動組合中，振動波形之間需間隔>0.01秒才可被感知為連續按壓，且振動波形之間需間隔<0.075秒才不會被感知為單獨兩次按壓。

在圖3A中，驅動信號310具有兩個振動組合311及312，並且振動組合311及312個別具有一個單正弦波波形。在圖3B中，驅動信號320具有兩個振動組合321及322，並且振動組合321及322個別具有二個相接續的單正弦波波形。在圖3C中，驅動信號330具有兩個振動組合331及332，並且振動組合331及332個別具有三個相接續的單正弦波波形。在圖3D中，驅動信號340具有兩個振動組合341及342，振動組合341具有六個相接續的單正弦波波形，並且振動組合342具有三個相接續的單正弦波波形。在圖3E中，驅動信號350具有兩個振動組合351及352，振動組合351具有五個相接續的方波波形，並且振動組合352具有相接續的三個方波波形以及半個方波波形。在驅動信號340及350中，可包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形或多個半正弦波波形，本發明實施例不以此為限。

在本發明實施例中，當觸控信號Stouch對應雙點擊觸控時，驅動信號(如310、320、330、340、350)可以包括經由直流波形分為兩組振動組合的多個單正弦波波形。

圖4A至圖4H分別為依據本發明一實施例的第三種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。請參照圖4A至圖4H，在本實例中，第三種觸覺回饋表示對應觸控蜂鳴(亦即觸控信號Stouch對應觸控蜂鳴)，此時驅動信號410、420、430、440、450、460、470、480具有六個以上的振動波形的一組振動組合。進一步來說，在觸控蜂鳴的振動組合需≧0.03秒且振動波形有重複出現≧6次才會 有延續不斷的觸感中。

在圖4A中，驅動信號410的振動組合具有八個相接續的半正弦波波形411。在圖4B中，驅動信號420的振動組合具有十二個相接續的半正弦波波形421。在圖4C中，驅動信號430的振動組合具有十八個相接續的半正弦波波形431。在圖4D中，驅動信號440的振動組合具有二十四個相接續的半正弦波波形441。

在圖4E中，驅動信號450的振動組合具有八個相接續的單正弦波波形451。在圖4F中，驅動信號460的振動組合具有十二個相接續的單正弦波波形461。在圖4G中，驅動信號470的振動組合具有八個相接續的方波波形471。在圖4H中，驅動信號480的振動組合具有十二個相接續的方波波形481。在驅動信號450、460、470及480中，可包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形或多個半正弦波波形，本發明實施例不以此為限。

在本發明實施例中，當觸控信號Stouch對應觸控蜂鳴時，驅動信號(如410、420、430、440、450、460、470、480)包括至少六個相接續的半正弦波波形、或者至少六個相接續的單正弦波波形。

圖5A至圖5J分別為依據本發明一實施例的第四種觸覺回饋表示的驅動波形示意圖。請參照圖5A至圖5J，在本實例中，第四種觸覺回饋表示對應觸控警告(亦即觸控信號Stouch對應觸控警告)，此時驅動信號500、510、520、530、540、550、560、570、580、590具有三組以上的振動組合。進一步來說，觸控警告 的振動組合需≧0.04秒且振動波形需重複出現不只一次的特徵才會有警示的作用。

在圖5A中，驅動信號500具有經直流波形分隔(或連接)的三個振動組合501、502及503，並且振動組合501、502及503個別具有二個相接續的單正弦波波形。在圖5B中，驅動信號510具有經直流波形分隔(或連接)的三個振動組合511、512及513，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合511、512及513個別具有二個相接續的單正弦波波形。在圖5C中，驅動信號520具有分別經2個振幅減少的單正弦波波形分隔(或連接)的三個振動組合521、522及523，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合521、522及523個別具有二個相接續的單正弦波波形。

在圖5D中，驅動信號530具有分別經2個振幅減少的單正弦波波形分隔(或連接)的三個振動組合531、532及533，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合531及533個別具有三個相接續的單正弦波波形，振動組合532具有二個相接續的單正弦波波形。在圖5E中，驅動信號540具有經直流波形分隔(或連接)的三個振動組合541、542及543，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合541及543個別具有二個相接續的單正弦波波形，振動組合542具有四個相接續的單正弦波波形。

在圖5F中，驅動信號550具有經直流波形分隔(或連接) 的三個振動組合551、552及553，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合551及553個別具有一個單正弦波波形，振動組合552具有六個相接續的單正弦波波形。在圖5G中，驅動信號560具有經直流波形分隔(或連接)的五個振動組合561、562、563、564及565，並且包括振幅依序減少(漸弱)的多個單正弦波波形，其中振動組合561具有四個相接續的單正弦波波形，振動組合562、563、564及565個別具有一個單正弦波波形。

在圖5H中，驅動信號570具有經直流波形分隔(或連接)的四個振動組合571、572、573及574，並且振動組合571、572、573及574個別具有一個單正弦波波形。在圖5I中，驅動信號570具有經直流波形分隔(或連接)的四個振動組合581、582、583及584，並且振動組合581、582、583及584個別具有二個相接續的單正弦波波形。在圖5J中，驅動信號580具有經直流波形分隔(或連接)的六個振動組合591、592、593、594、595及596，並且振動組合591、592、593、594、595及596個別具有一個單正弦波波形。

在本發明實施例中，當觸控信號Stouch對應觸控警告時，驅動信號(如500、510、520、530、540、550、560、570、580、590)包括經由多個直流波形分為多組振動組合的多個單正弦波波形、或者經由多個振幅減少的單正弦波波形分為多組振動組合的多個單正弦波波形。

在本發明實施例中，驅動信號(如Sdrive)中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅可以為彼此相同；在驅動信號(如Sdrive)中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅可以為依序增加；在驅動信號(如Sdrive)中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為依序減少；或者，在驅動信號(如Sdrive)中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為週期地增加及減少。

綜上所述，本發明實施例的具有振動回饋的觸控顯示裝置，反應於觸控顯示面板的觸控信號控制致動器的振動方式，以透過致動器的振動方式產生銳利的按壓感、持續感…等不同觸感。藉此，可透過不同的觸感來回饋使用者所觸控的位置或圖示，因使用者可以不用眼睛作確認，可提升使用者駕駛的安全或視覺障礙者操作的便利性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:觸控顯示裝置

110:觸控顯示面板

120:背光模組

130:致動器

140:控制電路

150:背板結構

160:支撐件

Sdrive:驅動信號

Stouch:觸控信號

Claims (10)

1. 一種具有振動回饋的觸控顯示裝置，包括：一觸控顯示面板，用以提供一觸控信號；至少一致動器，接觸該觸控顯示面板；以及一控制電路，耦接該觸控顯示面板及該至少一致動器，以反應該觸控信號控制該至少一致動器於一觸覺感知期間對應於包括多個振動波形的一驅動信號產生振動回饋，其中該些振動波形的至少其一為一單正弦波波形或一半正弦波波形，其中當該觸控信號對應一觸控蜂鳴時，該驅動信號包括至少8個相接續的該半正弦波波形、或者至少12個相接續的該單正弦波波形，其中當該觸控信號對應一觸控警告時，該至少一致動器固定地以140赫茲至190赫茲中的一個振動頻率進行振動。
2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中當該驅動信號以2-12個振動波形表示一個觸控行為時，該觸覺感知期間介於6毫秒與120毫秒之間。
3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中在該驅動信號中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為彼此相同。
4. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中在該驅動信號中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為依序增加。
5. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中在該驅動信號中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為依序減少。
6. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中在該驅動信號中的多個單正弦波波形的振幅或多個半正弦波波形的振幅為週期地增加及減少。
7. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控信號對應一單點擊觸控時，該驅動信號包括1到3個相接續的該單正弦波波形、一個該半正弦波波形、或者經由一直流波形連接的兩個該半正弦波波形。
8. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控信號對應一雙點擊觸控時，該驅動信號包括經由一直流波形分為兩組振動組合的多個該單正弦波波形。
9. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控信號對應該觸控警告時，該驅動信號包括由至少三組振動組合連接而成的波形，其中該至少三組振動組合中的每一組振動組合至少包括2個振幅相同且相接續的該單正弦波波形，且該驅動信號中的任一組振動組合與相鄰的振動組合之間經由一特定波形相分隔，其中該特定波形為一直流波形或者該特定波形為2個第一單正弦波波形，該第一單正弦波波形的振幅小於該每一組振動組合中的該單正弦波波形的振幅。
10. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該至少一致動器分別為一線性諧振制動器。

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