CN109739364B - 一种带振动反馈的触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种带振动反馈的触控显示装置,包括前面板,所述前面板上的按键区域内侧设有电容模块,所述前面板上设有起振器模块;所述前面板为悬浮结构,所述前面板固接于振动悬架上,所述振动悬架固接于壳体上;所述电容模块连接HMI电路板,所述HMI电路板上设有用于获取所述前面板的位移量的接近传感器,所述HMI电路板连接主电路板,所述主电路板连接所述起振器模块;前面板与壳体连接,且同时允许前面板在设定幅度内振动。本发明选用起振器模块作为执行器,通过操作面板实现功能并同时提供振动反馈,加强用户的操作感知;具有占用空间小、成本低、驱动负载大、响应速度快、可多件叠加使用、可精确模拟物理按键手感等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及物理领域,尤其涉及人机接口技术,特别是一种带振动反馈的触控显示装置。
背景技术
目前,振动反馈技术主流的解决方案为采用线性共振传动器(LRA)、螺线管式驱动器(Solenoid)、偏心转子驱动器(ERM)和压电陶瓷模块等,主要运用于手机或者电脑等产品,在车载触摸屏上的运用技术不成熟,存在振动驱动单元成本高、占用空间大、响应速度慢、可驱动负载小等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、占用空间小、响应速度快、可精准模拟物理按键手感的触控显示装置。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是提供一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:包括前面板,所述前面板上的按键区域内侧设置有电容模块,所述前面板上设置有起振器模块;所述前面板为悬浮结构,所述前面板固接于振动悬架上,所述振动悬架固接于壳体上;所述电容模块连接HMI(Human Machine Interface, 即人机接口,以下均简称HMI)电路板,所述HMI电路板上设有用于获取所述前面板的位移量的接近传感器,所述HMI电路板连接主电路板,所述主电路板连接所述起振器模块;所述前面板与所述壳体连接,且同时允许所述前面板在设定幅度内振动。
优选地,所述前面板上的按键区域外侧设有压力感应触摸屏。
优选地,所述前面板的下端面设置有起振器模块安装腔,所述起振器模块安装腔内布置有所述的起振器模块。
优选地,所述电容模块的下端设置有遮光件,所述遮光件固接于所述前面板上。
更优选地,所述遮光件上设置有反光表面。
优选地,所述振动悬架上设置有弹性结构单,当所述前面板振动时,所述振动悬架上的弹性结构单元会发生形变。
更优选地,所述弹性结构单元包括基板,所述基板上竖直设置有弹簧,所述基板固接于所述壳体的下端面上,所述弹簧穿过壳体后连接所述前面板。
优选地,所述振动悬架的正下方设置有所述电路板,所述振动悬架的正上方设置有所述HMI电路板。
优选地,所述前面板和所述壳体通过工形卡接件固接在一起,所述壳体四隅设有安装凹槽,所述安装凹槽内设有弹性垫片。
更优选地,所述振动悬架设于所述壳体的内腔的中心位置,所述主电路板固定于底座的中心位置;所述壳体下部与所述底座固定匹配连接,所述前面板覆盖所述壳体的上部面域,所述前面板的四周扣合于所述壳体上。
优选地,当人体手指向下按压所述前面板上的按键区域时,产生一个额外的手指电容,造成整个***的电容发生变化,所述电容模块感应所述电容的变化量并传给所述HMI电路板,经过所述HMI电路板解析产生一个电信号,所述电信号被发送给所述主电路板;
同时当人体手指向下按压所述前面板时,对所述前面板施加了按压力,导致所述前面板产生位移,所述前面板的位移量通过所述HMI电路板上的接近传感器获取,当所述位移量和所述电容的变化量达到设定的阈值,所述主电路板驱动所述起振器模块产生振动,带动所述前面板振动,从而使人体手指感受到振动反馈。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足,选用起振器模块作为执行器来满足功能要求,通过操作面板上的压力感应和触摸IML膜实现功能并同时提供振动反馈,加强用户的操作感知;具有占用空间小、成本低廉、驱动负载大、响应速度快、可多件叠加使用、可精确模拟物理按键手感等有益效果。
附图说明
图1为本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置立体***图;
图2为前面板组件***图;
图3为前面板与振动悬架固定的示意图;
图4为图3中A处的弹性结构单元局部放大图;
图5为前面板与壳体固定的示意图;
图6为前面板与壳体固定处剖面图;
附图标记说明:
1—底座;2—主电路板;3—振动悬架;31—弹性结构单元;4—HMI电路板;5—壳体;6—导光管;7—起振器模块;8—遮光件;81—反光表面;9—电容模块;10—前面板;11—工形卡接件;12—弹性垫片。
具体实施方式
图1为本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置立体***图,所述的带振动反馈的触控显示装置包括一块前面板10,前面板10的下端面设置有两个以上数目的起振器模块安装腔,每个起振器模块安装腔内布置有一个对应的起振器模块7。起振器模块7采用Speaker起振器模块。
结合图2,前面板10上的按键区域内侧设置有电容模块9,用于感应***电容变化。电容模块9的下端设置有遮光件8,遮光件8固接于前面板10上,在遮光件8的上设置有两个以上数目的特殊处理的反光表面81。
结合图3,前面板10采用悬浮设计,前面板10固接于其下方的振动悬架3上,振动悬架3上设置有两个以上数目的弹性结构单元31,如图4所示,弹性结构单元31包括基板,基板上竖直连接有弹簧,基板固接于壳体5的下端面上,弹簧穿过壳体5后其上端抵住前面板10。当前面板10振动时,振动悬架3上的弹性结构单元31的弹簧会发生形变。
结合图5和图6,振动悬架3的正下方设置有主电路板2,振动悬架3的正上方设置有HMI电路板4。HMI电路板4上设有一个接近传感器。HMI电路板4电气连接电容模块9和主电路板2。主电路板2连接起振器模块7。
前面板10和壳体5通过工形卡接件11固接在一起,壳体5四隅设置有安装凹槽,用来安装弹性垫片12,弹性垫片12和工形卡接件11共同作用,确保前面板10与壳体5的有效固定,同时允许前面板10在一定幅度内振动。
本实施例中,振动悬架3位于壳体5的内腔的中心位置,主电路板2位于壳体5的底座1的中心位置。主电路板2通过垂直向布置的固定螺丝固装于壳体5的底座1上的对应位置。
壳体5下部与底座1固定匹配连接,前面板10覆盖壳体5的上部面域,前面板10的四周扣合于壳体5上对应位置,确保整个结构美观。
本实施例提供的带振动反馈的触控显示装置的工作原理如下:
当人体手指向下按压前面板10上时,由于人体与地接通,产生一个额外的手指电容,此时整个***的电容发生变化,电容模块9会感应这个电容的变化量,然后传给HMI电路板4,经过HMI电路板4解析产生一个电信号,这个电信号被发送到主电路板2上面的主芯片。同时在HMI电路板4上还有一个接近传感器,当用户手指向下按压前面板10时,对前面板10施加了一定的按压力,导致前面板10产生位移,该位移量通过HMI电路板4上的接近传感器获取,当位移量和电容变化量达到一定的阈值,***会做出判断,再通过MCU把信号输出到主电路板2上面的起振器模块7,通过起振器模块7产生一定的振幅、频率的振动,由于该起振器模块7固接于前面板10,因此会带动前面板10振动,从而使人体手指感受到振动反馈;其通过操作前面板10上的触摸实现对应的功能的同时,提供振动反馈,加强用户的操作感知。
应当理解的是,在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还将可以做出两个以上数目的改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:包括前面板(10),所述前面板(10)上的按键区域内侧设置有电容模块(9),所述前面板(10)上设置有起振器模块(7);所述前面板(10)为悬浮结构,所述前面板(10)固接于振动悬架(3)上,所述振动悬架(3)固接于壳体(5)上;所述电容模块(9)连接HMI电路板(4),所述HMI电路板(4)上设有用于获取所述前面板(10)的位移量的接近传感器,所述HMI电路板(4)连接主电路板(2),所述主电路板(2)连接所述起振器模块(7);所述前面板(10)与所述壳体(5)连接,且同时允许所述前面板(10)在设定幅度内振动;
当人体手指向 下按压所述前面板(10)上的按键区域时,产生一个额外的手指电容,造成整个***的电容 发生变化,所述电容模块(9)感应所述电容的变化量并传给所述HMI电路板(4),经过所述 HMI电路板(4)解析产生一个电信号,所述电信号被发送给所述主电路板(2);同时,当人体 手指向下按压所述前面板(10)时,对所述前面板(10)施加了按压力,导致所述前面板(10) 产生位移,所述前面板(10)的位移量通过所述HMI电路板(4)上的接近传感器获取,当所述 位移量和所述电容的变化量达到设定的阈值,所述主电路板(2)驱动所述起振器模块(7)产 生振动,带动所述前面板(10)振动,从而使人体手指感受到振动反馈。
2.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述前面板(10)的下端面设置有起振器模块安装腔,所述起振器模块安装腔内布置有所述的起振器模块(7)。
3.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述电容模块(9)的下端设置有遮光件(8),所述遮光件(8)固接于所述前面板(10)上。
4.如权利要求3所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述遮光件(8)上设置有反光表面(81)。
5. 如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述振动悬架(3)上设置有弹性结构单元(31),当所述前面板(10)振动时,所述振动悬架(3)上的弹性结构单元(31)会发生形变。
6. 如权利要求5所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述弹性结构单 元(31)包括基板,所述基板上竖直设置有弹簧,所述基板固接于所述壳体(5)的下端面上, 所述弹簧穿过壳体(5)后连接所述前面板(10)。
7.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述振动悬架(3)的正下方设置有所述主电路板(2),所述振动悬架(3)的正上方设置有所述HMI电路板(4)。
8.如权利要求1所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述前面板(10)和所述壳体(5)通过工形卡接件(11)固接在一起,所述壳体(5)四隅设有安装凹槽,所述安装凹槽内设有弹性垫片(12)。
9. 如权利要求7所述的一种带振动反馈的触控显示装置,其特征在于:所述振动悬架(3)设于所述壳体(5)的内腔的中心位置,所述主电路板(2)固定于底座(1)的中心位置;所述壳体(5)下部与所述底座(1)固定匹配连接,所述前面板(10)覆盖所述壳体(5)的上部面域,所述前面板(10)的四周扣合于所述壳体(5)上。
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