触控装置的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及触控装置。


背景技术：

2.随着显示技术的不断发展，用户越来越追求更好的视觉效果，显示装置的屏占比越来越大，全面屏应运而生，为了实现全面屏，更多地功能集成到中框上。
3.目前，通过在中框上开槽，以将开关功能键设置在中框上，但是这种开关功能键的设置方式需要单独对中框进行开槽工艺，加工较为麻烦，且外观的整体性较差，而且组装要求较高，对整机设计及良率有很大的影响，并且繁琐的加工和装配后只能实现开关功能，使得功能相对单一，不能满足用户对同一操作实现更多功能的追求，人机交互体验较差。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对功能单一、组装要求较高及人机交互体验较差的问题，提供一种触控装置。
5.一种触控装置，包括中框及设置在所述中框内的弹性支架、第一弹片以及压电单元，其中：
6.所述中框上具有区别于其他位置的触摸区域；
7.所述第一弹片的中间区域连接于在所述触摸区域对应所述中框的内侧，所述第一弹片远离所述触摸区域一侧的两端与所述压电单元固定连接，且除两端之外相邻于所述压电单元的表面与所述压电单元之间具有间隙；
8.所述弹性支架的一部分连接于所述压电单元背离所述第一弹片的一侧，且另一部分连接于所述中框。
9.在上述触控装置中，弹性支架连接于中框，使得第一弹片和压电单元固定在中框内，并且弹性支架能够吸收组装公差，降低组装要求，进而简化整机设计，并提高产品良率；而由于触摸区域区别于中框上的其他位置，辨识性高，能够方便用户操作；用户按压触摸区域，按压力通过中框传递到第一弹片，使得第一弹片沿着垂直于压电单元和第一弹片的层叠方向发生伸长形变，进而带动压电单元伸长并通过正压电效应产生电压输出，通过输出电压的不同阈值以对应开机、关机、压力感知功能。此时，压电单元接收电压信号，通过逆压电效应产生力的作用，带动压电单元沿着垂直于压电单元和第一弹片的层叠方向发生收缩形变，带动第一弹片沿压电单元和第一弹片的层叠方向收缩，从而通过第一弹片将振动传递给中框，使得中框能够产生沿压电单元和第一弹片的层叠方向的位移，以实现触控反馈，因此，上述触控装置能够实现开机、关机、压力感知及触控反馈功能，功能相对较多，满足用户对同一操作实现更多功能的追求，人机交互体验较好。
10.在其中一个实施例中，所述弹性支架包括功能区，所述功能区与所述压电单元中与所述第一弹片相连接的两端固定连接，且所述功能区除与所述压电单元连接的两端之外相邻于所述压电单元的表面与所述压电单元之间具有间隙。
11.在上述触控装置中，通过限定弹性支架中功能区与压电单元中与第一弹片相连接的两端固定连接，以实现弹性支架与压电单元的固定连接，通过限定功能区除与压电单元连接的之外相邻于压电单元的表面与压电单元之间具有间隙，以避免弹性支架与压电单元直接接触，从而保护压电单元。
12.在其中一个实施例中，所述弹性支架还包括连接区，所述连接区环绕设置在所述功能区的外侧，且固定于所述中框。
13.在上述触控装置中，通过限定弹性支架还包括环绕设置在功能区外侧的连接区，以便于实现弹性支架与中框的连接。
14.在其中一个实施例中，自所述压电单元的两端向着中间，所述功能区和所述压电单元之间的间隙逐渐增大，且所述功能区的中间区域与所述中框固定连接。
15.在上述触控装置中，通过限定功能区的中间区域与固定位置固定连接，以便于实现弹性支架与中框的连接。
16.在其中一个实施例中，所述弹性支架包括沿垂直于所述第一弹片和所述压电单元层叠方向上间隔设置的两个弹性单体，两个所述弹性单体相对设置，且分别与所述压电单元与所述第一弹片相连接的端部、所述中框相连接。
17.在上述触控装置中，通过限定弹性支架的结构形式为间隔设置的两个弹性单体，以便于实现弹性支架与压电单元以及中框的连接。
18.在其中一个实施例中，所述弹性支架通过第二弹片连接于所述压电单元，所述第二弹片的中间区域连接于所述弹性支架，且所述第二弹片的两端与所述压电单元中与所述第一弹片相连接的两端固定连接，所述第二弹片除与所述压电单元连接的两端之外相邻于所述压电单元的表面与所述压电单元之间具有间隙。
19.在上述触控装置中，通过设置第二弹片能够实现弹性支架和压电单元的间接连接，并且通过限定第二弹片与压电单元之间具有间隙，以避免弹性支架与压电单元直接接触，从而保护压电单元。
20.在其中一个实施例中，触控装置还包括刚性支架，所述第二弹片、所述压电单元及所述第一弹片的两端依次层叠设置在所述刚性支架内，所述刚性支架对应于所述第一弹片的中间区域设置开口，所述第一弹片的中间区域凸出所述开口，所述第一弹片沿层叠方向的侧端面相邻于所述刚性支架的表面与所述刚性支架之间具有间隙，所述第二弹片的中间区域通过所述刚性支架背离所述开口的端部与所述弹性支架固定连接。
21.在上述触控装置中，通过设置刚性支架，以限位第一弹片以及压电单元，避免触控反馈模组在按压时出现较为明显的下移感，以提高用户体验，并且能够避免压电单元沿着垂直于按压单元和第一弹片的层叠方向形变时与弹性支架之间相互摩擦，以保护压电单元，提高产品良率。
22.在其中一个实施例中，所述中框包括第一侧壁，所述第一侧壁的外表面的中间区域形成所述触摸区域，所述第一侧壁的外表面的中间区域相对所述第一侧壁的外表面的其他区域向内凹陷或向外凸出。
23.在上述触控装置中，通过设置第一侧壁，并限定第一侧壁的外表面的中间区域相对第一侧壁的外表面的其他区域向内凹陷或向外凸出，以便于用户触摸识别。
24.在其中一个实施例中，所述中框还包括与所述第一侧壁平行且间隔设置的第二侧
壁，所述第二侧壁具有与所述触摸区域正对的通孔，所述弹性支架的两端固定在所述第二侧壁朝向所述第一侧壁的表面，所述弹性支架除两端以外的部分位于所述通孔内。
25.在上述触控装置中，通过设置第二侧壁，并限定第二侧壁具有与触摸区域正对的通孔，以便于实现弹性支架与中框的固定连接。
26.在其中一个实施例中，所述中框还包括与所述触摸区域正对设置的支撑柱，所述第一弹片、所述压电单元以及所述弹性支架设置在所述触摸区域和所述支撑柱之间，且所述弹性支架固定于所述支撑柱。
27.在上述触控装置中，通过设置支撑柱，并限定支撑柱与触摸区域正对设置，以便于实现弹性支架与中框的固定连接。
附图说明
28.图1为本实用新型提供的一种触控装置的结构示意图；
29.图2为本实用新型提供的另一种触控装置的结构示意图；
30.图3为本实用新型提供的又一种触控装置的结构示意图；
31.图4为本实用新型提供的再一种触控装置的结构示意图；
32.图5为本实用新型提供的另一种触控装置的结构示意图；
33.图6为本实用新型提供的又一种触控装置的结构示意图；
34.图7为本实用新型提供的再一种触控装置的结构示意图；
35.图8为本实用新型提供的又一种触控装置的结构示意图；
36.图9为本实用新型提供的再一种触控装置的结构示意图。
具体实施方式
37.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
43.如图1以及图2所示，本实用新型提供了一种触控装置100，触控装置100包括但不限于笔记本电脑、手机、车载设备等装置，该触控装置100包括中框110、第一弹片120、压电单元130以及弹性支架140，而弹性支架140、压电单元130以及第一弹片120层叠设置在中框110内部，其中：
44.中框110上具有触摸区域111，该触摸区域111区别于其他位置，以用于用户操作，在具体设置时，触摸区域111可以设置在中框110的中间位置、边缘位置，该触摸区域111的面积大小可以与用户手指类似，为了便于识别，触摸区域111可以为凸起、凹陷、贴附有标识、表面设有凸点等形式，而触摸区域111的具体结构形式根据触控装置100的实际情况进行确定；
45.第一弹片120的中间区域通过固定胶、双面胶等连接方式连接于在触摸区域111对应中框110的内侧，第一弹片120远离触摸区域111一侧的两端与压电单元130通过固定胶、双面胶等连接方式固定连接，并且第一弹片120除两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间具有间隙，以使得第一弹片120除两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间间隔设置，用于形成第一弹片120的形变空间；
46.弹性支架140的一部分连接于压电单元130背离第一弹片120的一侧，并且弹性支架140的另一部分连接于中框110，以使得该弹性支架140能够起到缓冲作用，以吸收组装公差。
47.在上述触控装置100中，弹性支架140连接于中框110，使得第一弹片120和压电单元130固定在中框110内，并且弹性支架140能够吸收组装公差，降低组装要求，进而简化整机设计，并提高产品良率；而由于触摸区域111区别于中框110上的其他位置，辨识性高，能够方便用户操作；用户按压触摸区域111，按压力通过中框110传递到第一弹片120，使得第一弹片120沿着垂直于压电单元130和第一弹片120的层叠方向发生伸长形变，进而带动压电单元130伸长并通过正压电效应产生电压输出，通过输出电压的不同阈值以对应开机、关机、压力感知功能。此时，压电单元130接收电压信号，通过逆压电效应产生力的作用，带动压电单元130沿着垂直于压电单元130和第一弹片120的层叠方向发生收缩形变，带动第一弹片120沿压电单元130和第一弹片120的层叠方向收缩，从而通过第一弹片120将振动传递
给中框110，使得中框110能够产生沿压电单元130和第一弹片120的层叠方向的位移，以实现触控反馈，因此，上述触控装置能够实现开机、关机、压力感知及触控反馈功能，功能相对较多，满足用户对同一操作实现更多功能的追求，人机交互体验较好。
48.为了便于制备，如图1以及图2所示，一种优选实施方式，中框110包括第一侧壁112，该第一侧壁112的外表面的中间区域形成触摸区域111，第一侧壁112的外表面的中间区域可以相对第一侧壁112的外表面的其他区域向内凹陷或向外凸出。
49.上述触控装置100中，通过限定第一侧壁112的外表面的中间区域相对第一侧壁112的外表面的其他区域向内凹陷或向外凸出，以便于用户识别，并且上述结构形式能够便于中框110的制备。在具体设置时，第一侧壁112的外表面的中间区域可以相对第一侧壁112的外表面的其他区域向内凹陷，该凹陷部分可以为弧形槽、矩形槽、倒梯形槽等结构形式，凹陷部分的具体结构形式根据触控装置100的实际情况进行确定；同样，第一侧壁112的外表面的中间区域可以相对第一侧壁112的外表面的其他区域向外凸出，该凸出部分可以为弧形凸起、柱形凸起、梯形凸起等结构形式，凸出部分的具体结构形式根据触控装置100的实际情况进行确定。通过设置上述触摸区域111能够方便用户操作，例如，在光线较弱甚至是黑暗环境中，用于在触摸到凹陷部分或是凸出部分时就能够按压位置，进行操作，提高用户体验。
50.弹性支架140和中框110的固定连接形式具有多种，具体地，如图1所示，中框110还包括与第一侧壁112平行且间隔设置的第二侧壁113，第二侧壁113具有与触摸区域111正对的通孔114，弹性支架140的两端固定在第二侧壁113朝向第一侧壁112的表面，弹性支架140除两端以外的部分位于通孔114内。
51.上述触控装置100中，通过设置第二侧壁113，将弹性支架140的两端固定在第二侧壁113朝向第一侧壁112的表面，能够较为方便地实现弹性支架140和中框110的固定连接。在具体设置时，将第二侧壁113和第一侧壁112连接为一体，并平行设置，第二侧壁113和第一侧壁112之间间隔一定距离设置，较佳地，该距离小于在自由状态下第一弹片120、压电单元130以及弹性支架140在层叠方向上的厚度之和，此时，弹性支架140除两端以外的部分位于第二侧壁113的与触摸区域111正对的通孔114内，以使得整体触控装置100的尺寸较小，便于实现轻薄化，当然并不局限于此，该具体距离还根据触控装置100的实际情况进行确定。
52.弹性支架140和中框110的固定连接形式具有多种，如图2所示，具体地，中框110还包括与触摸区域111正对设置的支撑柱115，第一弹片120、压电单元130以及弹性支架140设置在触摸区域111和支撑柱115之间，并且弹性支架140固定于支撑柱115。
53.上述触控装置100中，通过设置支撑柱115，将弹性支架140固定于支撑柱115，能够较为方便地实现弹性支架140和中框110的固定连接，并且结构简单，便于制备。在具体设置时，将第一弹片120、压电单元130以及弹性支架140依次设置，然后放置在中框110内，接着将第一弹片120的中间区域固定在触摸区域111对应的第一侧壁112的内侧，将弹性支架140固定于支撑柱115。
54.弹性支架140的结构形式具有多种，弹性支架140可以为一体式的结构，如图1以及图2所示，一种优选实施方式，弹性支架140包括功能区141，功能区141与压电单元130中与第一弹片120相连接的两端通过固定胶、双面胶等连接方式固定连接，并且功能区141除与
压电单元130连接的两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间具有间隙，以使得功能区141除两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间间隔设置，避免压电单元130沿着垂直于压电单元130和第一弹片120的层叠方向形变时与功能区141之间相互摩擦，以保护压电单元130，提高产品良率。
55.上述触控装置100中，弹性支架140的功能区141可以为类似第一弹片120的结构形式，与第一弹片120相对设置在压电单元130的两侧，该功能区141的两端与压电单元130和第一弹片120相连接的两端固定连接，该功能区141除与压电单元130连接的两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间的间隙在层叠方向上与第一弹片120除与压电单元130连接的两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间的间隙相同。
56.在上述触控装置100的基础上，弹性支架140与中框110的连接方式具有两种，如下所示：
57.方式一，如图1所示，弹性支架140还包括连接区142，连接区142环绕设置在功能区141的外侧，并且连接区142固定于中框110，在具体设置时，连接区142设置在功能区141的外侧，并且与功能区141为一体式的结构，功能区141与压电单元130中与第一弹片120相连接的两端通过固定胶、双面胶等连接方式固定连接，连接区142固定在第二侧壁113朝向第一侧壁112的表面上，结构简单，整体厚度较小，便于制备。
58.方式二，如图2所示，自压电单元130的两端向着中间，功能区141和压电单元130之间的间隙逐渐增大，并且功能区141的中间区域与中框110固定连接，在具体设置时，弹性支架140仅具有功能区141，此时，功能区141与压电单元130中与第一弹片120相连接的两端通过固定胶、双面胶等连接方式固定连接，功能区141的中间区域与中框110内的支撑柱115固定连接，结构紧凑，便于实现小型化。
59.值得注意的是，如图3所示，支撑柱115与触摸区域111正对设置，支撑柱115位于压电单元130中背离第一弹片120的一侧，且位于压电单元130的中间区域，压电单元130通过弹性支架140与固定位置相连接，此时，弹性支架140可以为弹性垫片。
60.弹性支架140的结构形式并不局限于上述一体式的结构，一种优选实施方式，如图4以及图5所示，弹性支架140包括沿垂直于第一弹片120和压电单元130层叠方向上间隔设置的两个弹性单体143，两个弹性单体143相对设置，并且这两个弹性单体143分别与压电单元130中与第一弹片120相连接的端部、中框110相连接。
61.上述触控装置100中，通过设置两个弹性单体143，一方面能够节约材料，降低制造成本，另一方面能够在其中一个损坏时进行更换，降低使用成本。在具体设置时，在两个弹性单体143相对设置，并且两个弹性单体143之间具有间隔，在具体设置时，中框110具有第二侧壁113，此时，一弹性单体143的一端固定于压电单元130中与第一弹片120相连接的一端，该弹性单体143的另一端固定于第二侧壁113靠近通孔114的一端，另一弹性单体143的一端固定于压电单元130中与第一弹片120相连接的另一端，该弹性单体143的另一端固定于第二侧壁113靠近通孔114的另一端；中框110具有支撑柱115，支撑柱115的数目可以为两个，两个支撑柱115间隔设置，此时，一弹性单体143的一端固定于压电单元130中与第一弹片120相连接的一端，该弹性单体143的另一端固定于一支撑柱115上，另一弹性单体143的一端固定于压电单元130中与第一弹片120相连接的另一端，该弹性单体143的另一端固定于另一支撑柱115上。
62.弹性支架140和第一弹片120之间的连接方式并不局限于上述触控装置100中的直接连接，还可以为间接连接，如图6以及图7所示，一种优选实施方式，弹性支架140通过第二弹片150连接于压电单元130，第二弹片150的中间区域通过固定胶、双面胶等连接方式连接于弹性支架140，并且第二弹片150的两端与压电单元130中与第一弹片120相连接的两端通过固定胶、双面胶等连接方式固定连接，第二弹片150除与压电单元130连接的两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间具有间隙。
63.在上述触控装置100中，弹性支架140支撑第二弹片150的中间区域，由于第二弹片150除两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间具有间隙，以使得第二弹片150除两端之外相邻于压电单元130的表面与压电单元130之间间隔设置，避免压电单元130沿着垂直于压电单元和第一弹片120的层叠方向形变时与第二弹片150之间相互摩擦，以保护压电单元130，提高产品良率。具体地，自压电单元130的两端向着中间，第二弹片150和压电单元130之间的间隙逐渐增大，以使得结构对称，保证压力感知的一致性和触控反馈的均匀性。在具体设置时，压电单元130同一位置与第一弹片120和第二弹片150之间的间隙可以完全相同，压电单元130同一位置与第一弹片120和第二弹片150之间的间隙可以大致相同，压电单元130同一位置与第一弹片120和第二弹片150之间的间隙还可以不同，而压电单元130同一位置与第一弹片120和第二弹片150之间的间隙关系根据触控装置的实际情况进行确定。
64.具体地，如图8以及图9所示，触控装置100还包括刚性支架160，第二弹片150、压电单元130及第一弹片120的两端依次层叠设置在刚性支架160内，刚性支架160对应于第一弹片120的中间区域设置开口，第一弹片120的中间区域凸出开口，以使得第一弹片120与触摸区域111对应的中框110内侧相连接，第一弹片120沿层叠方向的侧端面相邻于刚性支架160的表面与刚性支架160之间具有间隙，第二弹片150的中间区域通过刚性支架160背离开口的端部与弹性支架140固定连接。
65.在上述触控装置100中，通过设置刚性支架160，并限定刚性支架160对应于第一弹片120的中间区域设置开口，第一弹片120的中间区域凸出开口，以使得刚性支架160相邻于中框110的表面与中框110之间具有间隙，以限位第一弹片120以及压电单元130，避免在按压时出现较为明显的下移感，以提高用户体验。在具体设置时，第一弹片120的侧端面相邻于刚性支架160的表面与刚性支架160之间在未按压时具有间隙，并且第一弹片120的侧端面相邻于刚性支架160的表面与刚性支架160之间在第一弹片120具有最大型变量时仍具有间隙，以避免在按压过程中刚性支架160和压电单元130、第一弹片120、第二弹片150之间发生干涉，保证按压动作流畅。
66.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。