触视觉反馈触摸装置及触视觉反馈触控板的制作方法

本实用新型涉及电子显示领域，尤其涉及一种触视觉反馈触摸装置及触视觉反馈触控板。

背景技术：

现有手机或其他电子产品的触觉反馈形式多为简单的振动，并且振动机制大都为马达式，振动响应时间长、同时能效低。并且，目前电子产品追求的是小型化、便携式，而马达式的触觉机制限制了产品向轻、薄、便等方向的发展。即使现有技术中部分用到压电式触觉反馈，其反馈机制振动简单，在单次触摸时只能产生一种形式的振动反馈，同时触摸时无颜色变化，不具备视觉反馈的效果。

因此，虽然现在电子产品在触摸时应用到了触摸反馈技术，但存在功耗大、体积大、振动形式单一、不具备视觉反馈效果等缺点。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的触视觉反馈触摸装置及触视觉反馈触控板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种触视觉反馈触摸装置，包括：

触摸板；

设置在所述触摸板上的触视觉反馈组件；

微控制器，所述微控制器的输入端连接所述触视觉反馈组件的输出端，所述微控制器的输出端连接所述触视觉反馈组件的输入端；

所述触摸板受到按压后，由所述触视觉反馈组件根据外部按压力输出按压信号至所述微控制器，所述微控制器根据所述按压信号输出触视觉驱动电压至所述触视觉反馈组件，所述触视觉反馈组件根据所述触视觉驱动电压选择性地发生颜色变化或机械振动。

优选地，所述触视觉反馈组件包括：

压力感应器，与所述触摸板相连接，根据所述触摸板受到的外部按压力输出所述按压信号；

视觉发生器，与所述微控制器相连接，根据视觉驱动电压选择性地发生颜色变化，所述触视觉驱动电压包括所述视觉驱动电压；

触觉发生器，与所述微控制器相连接，根据触觉驱动电压选择性地发生机械振动，所述触视觉驱动电压包括所述触觉驱动电压。

优选地，所述触视觉反馈组件上还设置有三对电极通道，每对所述电极通道包括X轴通道层和Y轴通道层，所述X轴通道层包括数条相互平行的电极，所述Y轴通道层包括数条相互平行的电极，所述X轴通道层的电极与所述Y轴通道层的电极相互垂直，每组所述触视觉反馈组件的所述压力感应器、所述视觉发生器及所述触觉发生器分别设置在一对所述电极通道的所述X轴通道层和所述Y轴通道层之间。

优选地，所述触视觉反馈组件的数量为数组，分别设置在所述X轴通道层的电极与所述Y轴通道层的电极交叉处。

优选地，所述触视觉反馈组件上还设置有两层分别位于每对所述电极通道之间、将所述压力感应器、所述视觉发生器及所述触觉发生器间隔开的绝缘层。

优选地，所述触视觉反馈组件堆叠设置在一基板上。

优选地，所述微处理器包括：

信号处理器，与所述压力感应器相连接，根据所述按压信号输出按压数据；

驱动器，与所述信号处理器相连接，根据所述按压数据输出所述视觉驱动电压和所述触觉驱动电压。

优选地，所述压力感应器为压阻材质的压力感应器。

优选地，所述视觉感应器为电致变色材质的视觉发生器；和/或，所述触觉发生器为压电材质的触觉发生器。

还提供一种触视觉反馈触控板，包括板状本体以及设置在所述板状本体上、如上述的触视觉反馈触摸装置。

实施本实用新型的有益效果是：本实用新型的触视觉反馈触摸装置及触视觉反馈触控板中，触视觉反馈组件根据外部按压力的控制发生颜色变化和机械振动，使得产生触觉反馈的同时还有视觉反馈的特性，实现了多样化的反馈机制。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中触视觉反馈触摸装置的模块示意图；

图2是本实用新型一些实施例中触视觉反馈触摸装置的核心部分示意图；

图3是本实用新型一些实施例中触视觉反馈触摸装置中电极通道的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3示出了本实用新型一些实施例中的触视觉反馈触摸装置，用于对外部按压力提供触觉及视觉方面的反馈，视觉方面的反馈为颜色变化，触觉方面的反馈为机械振动。本实施例中的触视觉反馈触摸装置包括触摸板10、触视觉反馈组件20、微控制器30、电极通道(未图示)、绝缘层3及基板60，触摸板10用于供使用者施加外部按压力，触视觉反馈组件20根据外部按压力输出按压信号至微控制器30，微控制器30根据按压信号输出触视觉驱动电压至触视觉反馈组件20，触视觉反馈组件20根据触视觉驱动电压选择性地发生颜色变化或机械振动，电极通道为触视觉反馈组件20中压力感应器4、视觉发生器2、触觉发生器5的接触电极，绝缘层3用于将触视觉反馈组件20中压力感应器4、视觉发生器2、触觉发生器5相互绝缘地间隔开，基板60用于供触视觉反馈组件20、电极通道、绝缘层3叠加于其上。

其中，触摸板10用于供使用者施加外部按压力于其上。可以理解地，触摸板10可以为常见的用于进行触摸控制的装置。

触视觉反馈组件20设置在触摸板10上，用于感应外部按压力并选择性地发生颜色变化和机械振动。触视觉反馈组件20的数量为数组，均匀分布在触摸板10上。触视觉反馈组件20包括压力感应器4、视觉发生器2以及触觉发生器5。

其中，压力感应器4与触摸板10相连接，根据触摸板10受到的外部按压力输出按压信号。优选地，压力感应器4为压阻材质的压力感应器。可以理解地，压力感应器4为压阻型，由导电微粒和聚合物组成，导电微粒分散在聚合物中互不接触；当力作用于该传感器时，导电微粒的间距发生变化，其相互间的电性能作用如阻抗等也会发生变化，作用力越大其电性能的变化量相对越大，同时变化的电信号由电路通道传输出去，此信号变化量的大小，即按压信号控制着驱动器32输出电压，该输出电压驱动着触觉发生器5、视觉发生器2，而并不由压力感应器4直接驱动。电信号变化量即按压信号越大，驱动器32给触觉发生器5和视觉发生器2的输出电压就会越大，同样压力持续作用在压力感应器4上时，驱动器32就会持续输出触视觉驱动电压，触视觉驱动电压包括触觉驱动电压和视觉驱动电压。

视觉发生器2与微控制器30相连接，根据视觉驱动电压选择性地发生颜色变化，触视觉驱动电压包括视觉驱动电压。优选地，视觉发生器2为电致变色材质的视觉发生器。可以理解地，视觉发生器2由电致变色材料构成的，有电压时该层会变色，电压越大颜色变化越深，可以是不同颜色，其电压由驱动器32提供，所提供视觉驱动电压大小由压力感应器4输出的信号控制。

触觉发生器5与微控制器30相连接，根据触觉驱动电压选择性地发生机械振动，触视觉驱动电压包括触觉驱动电压。优选地，触觉发生器5为压电材质的触觉发生器。可以理解地，触觉发生器5由压电材料构成，可以是有机透明压电材料、无机压电材料等，并通过驱动器32提供的电压驱动，所提供电压大小由压力感应器4输出的信号控制，其触觉驱动电压与视觉发生器2的视觉驱动电压大小可以不同，触觉发生器5可以与触摸板10连接。

电极通道为三对。每对电极通道包括X轴通道层40和Y轴通道层50，X轴通道层40包括数条相互平行的电极1，Y轴通道层50包括数条相互平行的电极1，X轴通道层40的电极1与Y轴通道层50的电极1相互垂直。每组触视觉反馈组件20的压力感应器4、视觉发生器2及触觉发生器5分别设置在一对电极通道的X轴通道层40和Y轴通道层50之间，从而电极1作为压力感应器4、视觉发生器2及触觉发生器5的接触电极1，实现数据的传输与交互。压力感应器4、视觉发生器2及触觉发生器5的电极1可以是同一种材料，如金属、金属氧化物或其他，或者，三者的电极1可以是不同材料，只要可以实现相关功能即可。

优选地，触视觉反馈组件20的数量为数组，数组触视觉反馈组件20分别均匀地设置在X轴通道层40的电极1与Y轴通道层50的电极1交叉处。

在一些优选实施例中，压力感应器4和触觉发生器5、视觉发生器2的电极通道均如图3所示，并且分别位于电极通道的交叉处，纵横向通道可以位于同一层也可以位于不同层，纵横通道作为上下电极1，器件放在上下电极1中间，上述分割形式提供了一种振动与视觉区域可控的方案，有利于信号处理器31分辨触摸坐标，这样只有按压部位才产生振动、同时颜色发生变化。

绝缘层3包括两层，其设置在触视觉反馈组件20上。两层绝缘层3分别位于每对相邻的电极通道之间，将压力感应器4、视觉发生器2及触觉发生器5间隔开，从而使得压力感应器4、视觉发生器2及触觉发生器5三者相对绝缘。

基板60用于供触视觉反馈组件20、电极通道、绝缘层3叠加于其上。在一些实施例中，两层绝缘层3也可以设置为基板。

微控制器30用于对触视觉反馈组件20输出的按压信号进行数据处理，并输出触视觉驱动电压至触视觉反馈组件20。微控制器30的输入端连接触视觉反馈组件20的输出端，微控制器30的输出端连接触视觉反馈组件20的输入端。微控制器30包括信号处理器31和驱动器32。其中，信号处理器31与压力感应器4相连接，根据按压信号输出按压数据。驱动器32与信号处理器31相连接，根据按压数据输出视觉驱动电压和触觉驱动电压。

以下结合图1-3对本实用新型实施例中触视觉反馈触摸装置的工作原理进行说明。

本实用新型实施例中触视觉反馈触摸装置的核心部分主要由如图2所示的电极1、视觉发生器2、绝缘层3、压力感应器4、触觉发生器5等组成，其结构不局限于这一种，可以由不同的叠构形式实现。

当手指按压触摸板10时，压力感应器4发生形变，内部导电微粒的电性能发生变化，压力越大，信号的变化程度越大；此信号的变化量，即按压信号传输到信号处理器31，信号处理器31根据传输的按压信号确定触摸位置、压力大小和按压时间，并将包括触摸位置、压力大小和按压时间等信号的按压数据传输至驱动器32。驱动器32通过按压数据给相应位置的触觉发生器5、视觉发生器2输出一定值的驱动电压，触觉发生器5、视觉发生器2的触觉驱动电压、视觉驱动电压大小可以不同，输入的压力信号越强输出的电压就越大，输入的压力时间越长，输出电压的时间就越长。同样，触觉发生器5、视觉发生器2受到触觉驱动电压作用时会发生相应的振动、色变模式，触觉驱动电压、视觉驱动电压越大，振幅就越大，颜色变化越深，驱动时间越长振动时间就越长，变化后的颜色就会持续更长时间，同时触觉发生装置振动就会引起触摸板10的振动。

本发明一些实施例中还提供一种触视觉反馈触控板，包括板状本体以及设置在板状本体上的触视觉反馈触摸装置，此处的触视觉反馈触摸装置与前述实施例中的相当，此处不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。