專利名稱：具有觸覺輸出的觸摸顯示屏及觸覺輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及觸摸顯示屏，特別是一種具有觸覺輸出功能的觸摸顯示屏。
背景技術(shù)：
觸摸顯示屏越來越被廣泛的應(yīng)用到交互式電子產(chǎn)品上，例如手機(jī)、顯示器、平板電腦甚至電視機(jī)上。使用者通過觸摸屏幕完成命令輸入，一般來說，觸摸顯示屏?xí)砸欢ǚ绞较蛴脩舴答伷漭斎胍呀?jīng)到達(dá)?，F(xiàn)有的反饋方式有音像反饋，或者通過手機(jī)或電腦中的偏心電機(jī)，不管屏幕哪一處有觸摸輸入偏心電機(jī)都會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)實(shí)現(xiàn)反饋，或者在觸摸屏下方設(shè)置多個(gè)可垂直于屏的方向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)裝置，當(dāng)屏有觸摸輸入時(shí)，觸摸點(diǎn)處的致動(dòng)裝置便會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變實(shí)現(xiàn)反饋。音像反饋方式存在以下缺點(diǎn):當(dāng)在嘈雜的環(huán)境中使用時(shí)，例如車站、機(jī)場(chǎng)、鬧市，聲音返回被被環(huán)境噪音所湮沒；當(dāng)在光線較為充足的環(huán)境使用時(shí)，例如:陽關(guān)充足的戶外或燈光明亮的室內(nèi)，圖像反饋也不易被用戶察覺。偏心電機(jī)機(jī)械振動(dòng)反饋存在以下缺點(diǎn):不管觸摸輸入發(fā)生在屏的哪個(gè)位置，偏心電機(jī)都會(huì)帶動(dòng)整機(jī)振動(dòng)，反饋信息的針對(duì)性較差且用戶體驗(yàn)不佳。上述第三種反饋方式存在以下缺點(diǎn):成本高，為了能在每一個(gè)觸摸輸入處都產(chǎn)生形變，需要大量的致動(dòng)裝置；分辨率限制，由于致動(dòng)裝置體積較大，以及安裝工作復(fù)雜等因素，形變(即觸覺)輸出點(diǎn)的密度難以做到很高，因而分辨率較低；機(jī)械式的致動(dòng)裝置容易損壞且維修困難；由于致動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)方向是垂直于屏的，致動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)將屏頂起進(jìn)而將“觸覺”傳達(dá)至用戶手指，屏長(zhǎng)期的受到致動(dòng)裝置的頂壓，易老化、疲勞、產(chǎn)生永久形變
實(shí)用新型內(nèi)容
·本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種基于電流的觸覺輸出的觸摸顯示屏及觸覺輸出裝置。本實(shí)用新型的觸摸顯示屏包括具有顯示輸出功能和觸摸輸入功能的觸摸屏單元以及觸覺輸出單元；所述觸摸屏單元與控制器具有信號(hào)連接，用于將觸摸輸入信號(hào)輸出給控制器并在控制器控制下顯示信息；所述觸覺輸出單元包括底板，底板上具有至少一個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)中包括正電極與負(fù)電極，所述電極對(duì)用于在所述控制器的控制下輸出電流產(chǎn)生觸覺。優(yōu)選地，所述觸覺輸出單元的各個(gè)電極對(duì)中的正極與負(fù)極分別與控制器連接。優(yōu)選地，所述觸摸屏單元與觸覺輸出單元位于同一層。進(jìn)一步，顯示屏包括多個(gè)觸摸屏單元組以及多個(gè)觸覺輸出單元組，且觸摸屏單元組與觸覺輸出單元組交替平行排列；每個(gè)觸摸屏單元組由多個(gè)觸摸屏單元線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組由多個(gè)觸覺輸出單元線性排列形成。優(yōu)選地，顯示屏也可以包括多個(gè)觸摸屏單元及多個(gè)觸覺輸出單元；所述觸摸屏單元與觸覺輸出單元交替排列。所述觸覺輸出單元也可以位于觸摸屏單元的上層。優(yōu)選地，所述觸摸屏單元又分為觸覺輸入子單元與顯示輸出子單元；多個(gè)觸覺輸入子單元與多個(gè)觸覺輸出單元交替排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元位于所述觸覺輸入子單元與觸覺輸出單元所在層的下一層。也可以這樣排列:多個(gè)觸覺輸入子單元組與多個(gè)觸覺輸出單元組交替平行排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元位于所述觸覺輸入子單元組與觸覺輸出單元組所在層的下一層；每個(gè)觸覺輸入子單元組由多個(gè)觸覺輸入子單元線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組由多個(gè)觸覺輸出單元線性排列形成。本實(shí)用新型還提供了一種基于電流的觸覺輸出裝置，包括底板；所述底板上設(shè)置有多個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)包括正電極與負(fù)電極，所述電極對(duì)用于在所述控制器的控制下輸出電流產(chǎn)生觸覺。所述觸覺輸出單元的各個(gè)電極對(duì)的正極與負(fù)極分別與控制器連接。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:1、電極可以做得很小，從而在觸覺輸出單元上可以設(shè)置密度較大的電極對(duì)，分辨率較高，用戶體驗(yàn)更加細(xì)膩。2、生產(chǎn)成本及維修成本低。
3、不會(huì)明顯增加交互電子產(chǎn)品的重量。4、不會(huì)使屏老化、疲勞、永久形變。

圖1是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本實(shí)用新型中一個(gè)觸覺輸出單元中電極與控制器連接關(guān)系示意圖。圖3是本實(shí)用新型中觸摸屏單元與觸覺輸出單元排列位置的第一具體實(shí)施例。圖4是本實(shí)用新型中觸摸屏單元與觸覺輸出單元排列位置的第二具體實(shí)施例。圖5是本實(shí)用新型中觸摸屏單元與觸覺輸出單元排列位置的第三具體實(shí)施例。圖6是本實(shí)用新型中觸摸屏單元與觸覺輸出單元排列位置的第四具體實(shí)施例。圖7是本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖8是本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中標(biāo)記:1為控制器；2為觸覺輸出單元；3為觸摸屏單元；4為觸覺輸出單元組；5為觸摸屏單元組；6為底板；7為觸覺輸入子單元組；301為觸覺輸入子單元；302為顯示輸出子單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，本實(shí)用新型的顯示屏具有觸摸屏單元3及觸覺輸出單元4。觸摸屏單元3可以為電容觸摸屏單元也可以是電阻觸摸屏單元。觸摸屏單元3與控制器I具有信號(hào)連接，觸摸屏單元3用于接收用戶的觸摸輸入并將其傳輸至控制器1，同時(shí)接收控制器的控制指令，根據(jù)控制指令顯示圖像、文字等信息。觸摸屏單兀2包括底板6,底板6上設(shè)置有電極對(duì),每個(gè)電極對(duì)中包含正電極及負(fù)電極?？刂破髋c各個(gè)電極對(duì)的正負(fù)電極連接，如圖2。控制器根據(jù)觸摸屏單元2輸入的觸覺信息(如觸覺輸入發(fā)生的位置坐標(biāo)信息)，通過在與此觸摸屏單元附近的正負(fù)電極上施加一定頻率、強(qiáng)度的電壓差從而使電極放電，產(chǎn)生電流最終形成“觸覺”。所述的電壓差應(yīng)不高于人體能承受的安全電壓36V，電極之間的電流不超過14mA的人體安全電流，例如可選用安全電壓電流范圍內(nèi)的一定頻率的脈沖電流。所述觸摸屏單元與觸覺輸出單元可以位于同一層，如圖3、4;也可以將觸覺輸出單元2設(shè)置在觸摸屏單元3的上層，如圖1。對(duì)于將觸覺輸出單元設(shè)置在觸摸屏單元的上層的實(shí)施例，在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述觸摸屏單元3又分為觸覺輸入子單元301與顯示輸出子單元302，多個(gè)觸覺輸出單元組成觸覺輸出層位于最頂層，多個(gè)觸覺輸入子單元組成觸覺輸入層位于中層，多個(gè)顯示輸出子單元302組成顯示輸出層位于最下層，如圖7。圖1、圖7顯示的實(shí)施例中，控制器可以使觸摸屏單元與觸覺輸出單元分時(shí)獨(dú)立工作，從而分時(shí)實(shí)現(xiàn)觸覺輸入、信息顯示及觸覺輸出功能。將觸摸屏單元與觸覺輸出單元設(shè)置于同一層的一個(gè)實(shí)施例如圖3，顯示屏包括多個(gè)觸摸屏單元組5以及多個(gè)觸覺輸出單元組4，且觸摸屏單元組5與觸覺輸出單元組4交替平行排列；每個(gè)觸摸屏單元組5由多個(gè)觸摸屏單元3線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組4由多個(gè)觸覺輸出單元2線性排列形成。在觸摸屏單元與觸覺輸出單元設(shè)置于同一層的另一個(gè)實(shí)施例如圖4，顯示屏包括多個(gè)觸摸屏單元3及多個(gè)觸覺輸出單元2 ;所述觸摸屏單元3與觸覺輸出單元2交替排列。實(shí)際應(yīng)用中，也存在這樣的實(shí)施例，如圖5、圖8，所述觸摸屏單元3又分為觸覺輸入子單元301與顯示輸出子單元302 ;多個(gè)觸覺輸入子單元301與多個(gè)觸覺輸出單元2交替排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元302組成顯示輸出層位于所述觸覺輸入子單元301與觸覺輸出單元2所在層的下一層。也可以這樣排列，參見圖6、圖8:多個(gè)觸覺輸入子單元組7與多個(gè)觸覺輸出單元組4交替平行排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元302組成顯示輸出層位于所述觸覺輸入子單元組7與觸覺輸出單元組4所在層的下一層；每個(gè)觸覺輸入子單元組7由多個(gè)觸覺輸入子單元301線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組4由多個(gè)觸覺輸出單元2線性排列形成。在本實(shí)用新型公開內(nèi)容的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)便可知曉，在電壓、電流安全范圍內(nèi)，改變電壓的強(qiáng)度、頻率會(huì)引起不同的“觸覺”強(qiáng)度及類型；改變觸覺輸出單元上電極對(duì)的密度及分布位置，可以改變“觸覺”的分辨率；甚至人們可以追蹤觸覺輸入位置，改變觸覺輸出位置，使用戶手指感覺到滑動(dòng)的“觸覺”；也可以使顯示屏上顯示的虛擬按鍵圖像上的觸覺輸出單元上的電極輸出電流，而其余位置電極無電流輸出，用戶便可感知到“凸起的按鍵”。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有觸覺輸出的觸摸顯示屏，其特征在于，包括觸覺輸出單元以及具有顯示輸出功能和觸摸輸入功能的觸摸屏單元； 所述觸摸屏單元與控制器具有信號(hào)連接，用于將觸摸輸入信號(hào)輸出給控制器并在控制器控制下顯示信息； 所述觸覺輸出單元包括底板，所述底板上具有至少一個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)包括正電極與負(fù)電極，所述電極對(duì)用于在所述控制器的控制下輸出電流產(chǎn)生觸覺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示屏，其特征在于，所述觸覺輸出單元的各個(gè)電極對(duì)的正極與負(fù)極分別與控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述觸摸屏單元與觸覺輸出單元位于同一層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示屏，其特征在于，包括多個(gè)觸摸屏單元組以及多個(gè)觸覺輸出單元組，且觸摸屏單元組與觸覺輸出單元組交替平行排列； 每個(gè)觸摸屏單元組由多個(gè)觸摸屏單元線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組由多個(gè)觸覺輸出單元線性排列形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示屏，其特征在于，包括多個(gè)觸摸屏單元及多個(gè)觸覺輸出單元；所述觸摸屏單元與觸覺輸出單元交替排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述觸覺輸出單元位于觸摸屏單元的上層。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述觸摸屏單元又分為觸覺輸入子單元與顯示輸出子單元；多個(gè)觸覺輸入子單元與多個(gè)觸覺輸出單元交替排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元位于所述觸覺輸入子單元與觸覺輸出單元所在層的下一層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述觸摸屏單元又分為觸覺輸入子單元與顯示輸出子單元；多個(gè)觸覺輸入子單元組與多個(gè)觸覺輸出單元組交替平行排列在同一層；所述多個(gè)顯示輸出子單元位于所述觸覺輸入子單元組與觸覺輸出單元組所在層的下一層； 每個(gè)觸覺輸入子單元組由多個(gè)觸覺輸入子單元線性排列形成；每個(gè)觸覺輸出單元組由多個(gè)觸覺輸出單元線性排列形成。
9.一種觸覺輸出裝置，其特征在于，包括底板；所述底板上設(shè)置有多個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)包括正電極與負(fù)電極，所述電極對(duì)用于在所述控制器的控制下輸出電流產(chǎn)生觸覺。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所 述的裝置，其特征在于，所述電極對(duì)的正極與負(fù)極分別與控制器連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了具有觸覺輸出的觸摸顯示屏及觸覺輸出裝置，涉及觸摸顯示屏，旨在提供一種基于電流的觸覺輸出的觸摸顯示屏及觸覺輸出裝置。本實(shí)用新型技術(shù)要點(diǎn)包括具有顯示輸出功能和觸摸輸入功能的觸摸屏單元以及觸覺輸出單元；所述觸摸屏單元與控制器具有信號(hào)連接，用于將觸摸輸入信號(hào)輸出給控制器并在控制器控制下顯示信息；所述觸覺輸出單元包括底板，底板上具有至少一個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)中包括正電極與負(fù)電極，所述電極對(duì)用于在所述控制器的控制下輸出電流產(chǎn)生觸覺等。
文檔編號(hào)G06F3/041GK203149527SQ20132014755
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者王啟科 申請(qǐng)人:王啟科