专利名称：一种触摸设备及其工作方法
技术领域：
本发明涉及电子输入输出技术领域，特别是一种一种触摸设备及其工作方法，能
给用户提供触觉感受。
背景技术：
随着技术的不断前进，现在的电子设备越来越多的使用触摸控制，如自动取款机 ATM(Automated Teller Machine)、手机、个人数字助理PDA(PersonalDigital Assistant) 以及查询机等。 现有的触摸控制方法一般通过触摸屏来实现，然而，现有的触摸屏都无法实现用 户触觉上的反馈，大大限制了其应用。 为了解决上述的缺点，业界提供了多种解决方案，描述如下。 解决方案一，在触摸屏下方加入泵，利用泵震动整块屏幕来提供触觉反馈； 解决方案二，在触摸屏的中间加入复合层结构，利用该复合层结构提供下压变形
的空间。 然而上述的两种方式都存在以下的缺点用户在使用触摸屏时感觉到的是一个平 板，无法给用户真实的触觉感受。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种触摸设备及其工作方法，使用户在使用触摸屏时 能得到真实的触觉感受。 为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种触摸设备，包括
包括至少一个触摸点的触摸屏， 至少一个弹性腔，固定设置在所述触摸屏的上方，所述至少一个弹性腔在初始状 态下具有第一高度； 填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与 所述触摸屏的所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应； 控制模块，分别与所述触摸屏和所述填充驱动装置连接，用于在所述触摸屏检测
到所述第一触摸点被触发时，控制所述填充驱动装置获取填充物，且将所述填充物输送到
所述第一弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度。 上述的触摸设备，其中，所述填充物为气态填充物或液态填充物。 上述的触摸设备，其中，所述填充物为液态填充物时，所述触摸设备还包括用于
存储所述液态填充物的存储腔。
上述的触摸设备，其中，所述填充驱动装置具体包括
第一中空管道，一端与所述第一弹性腔连接； 微型泵，与所述第一中空管道的另一端连接，在所述控制模块的控制下，从所述存 储腔获取所述填充物，并通过所述第一中空管道将获取的所述填充物输送到所述第一弹性腔。
上述的触摸设备，其中，所述填充驱动装置具体包括
设置有阀门的第一中空管道，一端与所述第一弹性腔连接； 微型泵，与所述第一中空管道的另一端连接，在所述控制模块的控制下，所述阀门
开启，所述微型泵从所述存储腔获取所述填充物，并通过所述第一中空管道将获取的所述
填充物输送到所述第一弹性腔。
上述的触摸设备，其中，还包括 具有显示区域的显示装置，用于显示图像； 所述触摸屏设置于所述显示区域上方； 所述至少一个弹性腔为弹性透明腔。 上述的触摸设备，其中，所述弹性腔之间的空隙使用填充材料填充。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种触摸设备，包括
包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作； 由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个 弹性腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度，所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔 与所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应； 其中，在所述第一弹性腔在外力作用下，降低到不同于所述第一高度的第二高度
时，所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发；所述第一弹性腔处于第二高度时，所述弹性
材料产生使所述第一弹性腔恢复到所述初始状态的弹力。 上述的触摸设备，其中，还包括 存储腔，用于存储呈气态或液态的填充物； 与所述弹性腔一一对应设置的中空管道，每个所述中空管道的一端与对应的所述 弹性腔连接，另一端延伸至所述存储腔中的所述填充物中； 所述弹性腔处于所述第二高度时，所述弹性材料产生弹力，从所述存储腔吸取所 述填充物，使所述弹性腔恢复到所述第一高度。 为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种触摸设备，包括
包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作； 由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个 弹性腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度； 填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与 所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应，用于获取填充物，且将所述填充物输送到所述 第一弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度； 其中，在施加于处于所述第二高度的所述第一弹性腔的外表面的外力作用下，所 述第一弹性腔中的所述填充物排出，使所述第一弹性腔具有低于所述第二高度的第三高度 时，所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发。 上述的触摸设备，其中，所述填充物为气态填充物或液态填充物。 上述的触摸设备，其中，所述填充物为液态填充物时，所述触摸设备还包括用于
存储所述液态填充物的存储腔；所述填充驱动装置与所述存储腔连接。 上述的触摸设备，其中，所述填充驱动装置具体包括
第一中空管道， 一端与所述第一弹性腔连接； 微型泵，分别与所述存储腔和所述第一中空管道的另一端连接。 为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种触摸设备的工作方法，所述触摸
设备包括一个包括至少一个触摸点的触摸屏、固定设置于所述触摸屏上方的至少一个弹性
腔，所述方法包括 检测到所述至少一个触摸点中的第一触摸点被触发； 获取填充物，将所述填充物输送到与所述第一触摸点对应设置的所述至少一个弹 性腔中的第一弹性腔； 在所述填充物的作用下，所述第一弹性腔从初始的第一高度升高到不同于所述第
一高度的第二高度。 上述的方法，其中，所述获取填充物，将所述填充物输送到与所述第一触摸点对应 设置的第一弹性腔具体包括 控制微型泵启动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中获取填充物；
将所述填充物通过与所述第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔。
上述的方法，其中，所述获取填充物，将所述填充物输送到与所述第一触摸点对应 设置的第一弹性腔具体包括控制微型泵起动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中 获取填充物； 控制与所述第一弹性腔连接的中空管道上的阀门开启； 将所述填充物通过所述与所述第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性 腔。 本发明实施例具有以下的有益效果 本发明实施例的触摸设备及其工作方法中，通过在所述触摸屏上方设置高度可变 化的弹性透明腔，而该弹性透明腔与存储有填充物的存储腔连接，在用户触摸触摸屏后，通 过主动、被动等各种方式，可以使弹性透明腔的高度发生变化，给用户触摸反馈，使用户能 够得到真实的触觉感受。
图1为本发明第一实施例的触摸设备的结构示意图； 图2为触摸点和弹性腔的一种对应设置情况的示意图； 图3为触摸点和弹性腔的另一种对应设置情况的示意图； 图4为本发明第二实施例的触摸设备的结构示意图； 图5为本发明第三实施例的触摸设备的结构示意图； 图6为本发明第四实施例的触摸设备的结构示意图； 图7到图IO分别为图1、4、5、6在使用空气作为填充物，没有存储腔时的对应结构 示意图。
具体实施例方式
本发明实施例的能提供触觉感受的触摸设备，通过设置弹性透明腔，并通过控制 进入弹性透明腔的液态或气态的填充物，来控制弹性透明腔的高度变化，以给用户提供真
6实的触觉感受。 本发明实施例中的一种触摸设备中，在用户触摸成功后，弹性腔给用户的感受是 高度由低变高，而且高度变化的弹性腔与用户触摸的位置相关，该触摸设备包括
包括至少一个触摸点的触摸屏， 至少一个弹性腔，固定设置在所述触摸屏的上方，所述至少一个弹性腔在初始状 态下具有第一高度； 填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与 所述触摸屏的所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应； 控制模块，分别与所述触摸屏和所述填充驱动装置连接，用于在所述触摸屏检测 到所述第一触摸点被触发时，控制所述填充驱动装置获取填充物，且将所述填充物输送到 所述第一弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度。触摸点触摸点触 摸点触摸点 本发明实施例中的另一种触摸设备中，在用户触摸时，弹性腔高度降低，给用户提 供一个按压行程，而且高度变化的弹性腔与用户触摸的位置相关，该触摸设备包括
包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作； 由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个 弹性腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度，所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔 与所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应； 其中，在所述第一弹性腔在外力作用下，降低到不同于所述第一高度的第二高度 时，所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发；所述第一弹性腔处于第二高度时，所述弹性 材料产生使所述第一弹性腔恢复到所述初始状态的弹力。 本发明实施例中的另一种触摸设备中，在用户触摸时，弹性腔高度降低，给用户提 供一个按压行程，而且高度变化的弹性腔与用户触摸的位置相关，该触摸设备包括
包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作； 由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个 弹性腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度，所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔 与所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应； 其中，在所述第一弹性腔在外力作用下，降低到不同于所述第一高度的第二高度 时，所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发；所述第一弹性腔处于第二高度时，所述弹性 材料产生使所述第一弹性腔恢复到所述初始状态的弹力。 在本发明的具体实施例中，该填充驱动装置以微型泵结合中空管的方式实现，但
应当了解的是，还可以采用其他方式来实现。 下面对上述各种触摸设备进行进一步详细说明。 在下面的实施例中，都以弹性透明腔进行说明，但在不结合显示设备时，该弹性腔 也可以是不透明的。 通过上述的描述可以发现，由于在触摸屏上设置了一层弹性透明腔，因此，现有的 触摸屏的灵敏度可能会受到影响，为了保证增加了弹性腔的触摸屏还能够正常工作，可以 采取以下的措施 1、增加触摸屏的感应灵敏度；或
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2、在弹性透明腔中设置增加感应的导体。 当然，也可以通过其他的方式来保证触摸屏的正常工作，在此不进行详细描述。
〈具体实施例一 > 本发明具体实施例一的能提供触觉感受的触摸设备中，在用户触摸成功后，利用 泵从存储腔抽取填充物输送到弹性透明腔，提高弹性透明腔的高度，给用户提供真实的触 觉感受。
在本发明的具体实施例一中，该能提供触觉感受的触摸设备如图1所示，包括
设置有至少一个触摸点的触摸屏(图中未示出)，用于检测用户的触摸操作，获取 一检测结果，在所述检测结果表明所述用户触摸操作成功时，所述检测结果中包括所述触 摸点中，所述用户触摸到的第一触摸点； 当然，该触摸检测可以是比较大的触摸屏，也可以是仅可以设置一个按钮的小的 触摸屏； 设置于触摸屏上方，与所述触摸点对应的弹性透明腔，所述弹性透明腔的腔体在 常规状态具有第一高度；通常而言，所有形变单元在常规状态形成一平坦表面；
存储腔，用于存储呈气态或液态的填充物； 设置有第一微型泵的中空管道(所述第一中空管道与第一微型泵一一对应设 置)，与所述弹性透明腔一一对应设置，每个所述中空管道的一端与对应的所述弹性透明腔 连接，另一端与所述存储腔连接； 所述第一微型泵用于在启动后，通过所述中空管道将所述填充物输送到所述弹性 透明腔，使所述弹性透明腔从所述第一高度增加到与所述第一高度不同的第二高度；
第一控制单元，用于在所述检测结果表明所述用户触摸操作成功时，控制第三微 型泵的启动，所述第三微型泵为与所述第一触摸点对应的弹性透明腔连接的中空管道上的 微型泵。 其中，该弹性透明腔的设置可以是如下的方式。
〈弹性透明腔方式一 > 与触摸点一一对应设置，如图2所示，图2中，处于上方的带有斜线的代表透明弹
性腔，而下方为触摸点。 举例说明如下。 假定用户以一定的力量按压触摸屏的A区域，此时，触摸屏会检测用户的触摸操 作，获取一检测结果，该检测结果表明用户触摸操作成功，且触摸点为触摸点Al、 A2和A3。
此时，第一控制单元接收到检测结果后，判断其中的触摸点，发现触摸点为触摸点 A1、A2和A3，而触摸点A1、A2和A3分别与弹性透明腔B1、B2和B3连接，此时，第一控制单 元会控制与弹性透明腔B1、B2和B3连接的中空管道上的微型泵C1、C2和C3启动；
微型泵Cl、 C2和C3启动后，分别抽取存储腔中的气体或液体，并通过所述中空管 道分别输送到与弹性透明腔Bl、 B2和B3。 由于弹性透明腔B1、B2和B3具有弹性，在被灌注气体或液体后，会突出于原表面， 给用户一个反馈。 过一段时间后，液体或气体会在弹性腔体的压力下被压回存储腔，回复平整的表 面。
〈弹性透明腔方式二〉 —个弹性透明腔对应于多个触摸点，如图3所示，图3中，处于上方的带有斜线的 代表透明弹性腔，而下方为触摸点(图3中仅示出一个透明弹性腔)。举例说明如下。
假定触摸屏可以输入26个英文字母，每个英文字母对应一个区域，以字母H为例 说明如下。 在字母H的输入区域设置有多个触摸点，触摸到任意一个触摸点都会导致相同的 结果，表明用户想输入字母H。 此时在字母H的输入区域设置一个弹性透明腔，该弹性透明腔的表面呈H状，此时 用户以一定的力量按压触摸屏输入H区域，此时，触摸屏会检测用户的触摸操作，获取一检 测结果，该检测结果表明用户触摸操作成功，且触摸点为H区域的触摸点。
此时，第一控制单元接收到检测结果后，判断其中的触摸点，发现触摸点为触摸点 为H区域的触摸点，而H区域的所有触摸点都与一个弹性透明腔对应，所以会启动与该弹性 透明腔连接的中空管道上的微型泵； 微型马启动后，抽取存储腔中的气体或液体，并通过所述中空管道分别位于H区 域的形状为H的弹性透明腔。 由于弹性透明腔具有弹性，在被灌注气体或液体后，会突出于原表面，同时，形成H 的形状，给用户一个反馈。 过一段时间后，液体或气体会在弹性腔体的压力下被压回存储腔，回复平整的表 面。 当然，在具体的应用环境中，越来越多的触摸控制是与图像显示结合在一起，因
此，本发明实施例的装置还包括 具有显示区域的显示装置，用于显示图像； 所述触摸屏设置于所述显示区域上方。 下面对第一实施例的装置的作用过程进行举例描述。 假设在当前的液晶显示器在60象素X60象素的一块显示区域上显示了一个图形 或文字按钮，如一个浏览器IE的图形按钮、或者是显示文字的文字按钮，同时该3600个液 晶显示单元与设置于该60象素X60象素的显示区域上的3600个透明弹性腔体(当然也 可以是一个透明弹性腔体)构成的形变单元相对应。 当用户的手指点击触摸屏实现触摸控制时，微型泵在控制单元的控制下，抽取所 述气体或液体，并将抽取的气体或液体输送到触摸点对应的所述透明弹性腔体，使该腔体 膨胀，突出于原透明弹性腔体构成的表面，所以用户不但能用眼睛看到该按钮，同时由于与 该按钮对应的区域上的透明弹性腔体逐渐膨胀，高于其它区域的透明弹性腔体，因此，用户 还能从触觉上感觉到该按钮，能够给用户真实的触觉感受。 在上述的描述中，与显示装置显示的按钮相对应的形变单元的高度发生了变化， 因此用户能感觉到，但为了进一步提高用户的感受，可以由控制单元分别控制微型泵的工 作时间或阀门的开启时间，对应传输不同量的气体或液体到透明弹性腔体，3600个透明弹 性腔体的高度对应发生变化后形成的形状与所述按钮相一致。 假设文字按钮为大写字母"H"，此时向构成字母"H"的液晶显示单元所对应的形 变单元充气或充液，使形变单元的高度发生变化，形成大写字母"H"，此时，用户可得到更加
9真切的触觉感受。 本发明实施例的能提供触觉感受的触摸设备可广泛用于各种自动贩卖机、电子设 备，如自动取款机、手机、个人数字助理、查询机等。 下面以自动贩卖机为例对本发明实施例的能提供触觉感受的电子设备的使用进 行详细说明。 应用本发明实施例能提供触觉感受的触摸设备的自动贩卖机(输入设备)会在显 示屏幕上显示可以售卖的各种商品，如咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标， 而在显示屏幕所显示的咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标的上方对应的触 摸屏区域被用户触摸后，对应的弹性腔体在气体或液体的填充下，会突出原表面，此时，用 户能够发现该区域高出其它区域，因此能得到触觉感受。而通过控制对应的弹性腔体的气 体或液体的填充量，该弹性腔体组合能产生特定的实体形状，如咖啡杯、矿泉水瓶的图形， 此时用户可以得到更加真实的触觉感受。〈具体实施例二 > 在本发明的具体实施例一中，需要对应每个弹性透明腔设置微型泵，在本发明的 具体实施例二中，仅设置一个微型泵。 在本发明的具体实施例二中，该能提供触觉感受的触摸设备，如图4所示，包括
设置有至少一个触摸点的触摸屏(图中未示出)，用于检测用户的触摸操作，获取 一检测结果，在所述检测结果表明所述用户触摸操作成功时，所述检测结果中包括所述触 摸点中，所述用户触摸到的第一触摸点； 当然，该触摸检测可以是比较大的触摸屏，也可以是仅可以设置一个按钮的小的 触摸屏； 设置于触摸屏上方，与所述触摸点对应的弹性透明腔，所述弹性透明腔的腔体在 常规状态具有第一高度；通常而言，所有弹性透明腔在常规状态形成一平坦表面；
存储腔，用于呈气态或液态的填充物；
第二微型泵； 设置有阀门的中空管道，与所述弹性透明腔一一对应设置，每个所述中空管道的 一端与对应的所述弹性透明腔连接，另一端通过所述第二微型泵与所述存储腔连接；
所述第二微型泵，用于在启动后，将所述填充物输送到每个所述中空管道；
第二控制单元，用于在所述检测结果表明所述用户触摸操作成功时，控制第一阀 门的开启，并关闭所述第一阀门之外的所有阀门，所述第一阀门为与所述第一触摸点对应 的弹性透明腔连接的中空管道上的阀门； 所述第一阀门开启后，所述第一阀门所在的所述中空管道所连接的所述弹性透明
腔被填充物填充，从所述第一高度增加到与所述第一高度不同的第二高度。 其中，该弹性透明腔的设置可以是如下的方式。〈弹性透明腔设置方式一〉 与触摸点一一对应设置，举例说明如下。 假定用户以一定的力量按压触摸屏的A区域，此时，触摸屏会检测用户的触摸操 作，获取一检测结果，该检测结果表明用户触摸操作成功，且触摸点为触摸点A1、A2和A3。
此时，第一控制单元接收到检测结果后，判断其中的触摸点，发现触摸点为触摸点 A1、A2和A3，而触摸点A1、A2和A3分别与弹性透明腔B1、B2和B3连接，此时，第一控制单元会控制泵启动，而同时控制与弹性透明腔B1、B2和B3连接的中空管道上的阀门C1、C2和 C3开启； 微型泵启动后，分别抽取存储腔中的气体或液体，向所有中空管道输送，但由于仅 有阀门C1、C2和C3开启，所有仅仅弹性透明腔B1、B2和B3被灌注气体或液体，突出于原表 面，给用户一个反馈。 过一段时间后，液体或气体会在弹性腔体的压力下被压回存储腔，回复平整的表 面。〈弹性透明腔方式二〉 —个弹性透明腔对应于多个触摸点，举例说明如下。 假定触摸屏可以输入26个英文字母，每个英文字母对应一个区域，以字母H为例 说明如下。 在字母H的输入区域设置有多个触摸点，触摸到任意一个触摸点都会导致相同的 结果，表明用户想输入字母H。 此时在字母H的输入区域设置一个弹性透明腔，该弹性透明腔的表面呈H状，此时 用户以一定的力量按压触摸屏输入H区域，此时，触摸屏会检测用户的触摸操作，获取一检 测结果，该检测结果表明用户触摸操作成功，且触摸点为H区域的触摸点。
此时，第一控制单元接收到检测结果后，判断其中的触摸点，发现触摸点为触摸点 为H区域的触摸点，而H区域的所有触摸点都与一个弹性透明腔对应，所以会启动与该弹性 透明腔连接的中空管道上的微型泵； 微型马启动后，抽取存储腔中的气体或液体，并通过所述中空管道分别位于H区 域的形状为H的弹性透明腔。 由于弹性透明腔具有弹性，在被灌注气体或液体后，会突出于原表面，同时，形成H 的形状，给用户一个反馈。 过一段时间后，液体或气体会在弹性腔体的压力下被压回存储腔，回复平整的表 面。 当然，在具体的应用环境中，越来越多的触摸控制是与图像显示结合在一起，因
此，本发明实施例的装置还包括 具有显示区域的显示装置，用于显示图像； 所述触摸屏设置于所述显示区域上方。 下面对上述实施例二的装置的作用过程进行举例描述。 假设在当前的液晶显示器在60象素X60象素的一块显示区域上显示了一个图形 或文字按钮，如一个浏览器IE的图形按钮、或者是显示文字的文字按钮，同时该3600个液 晶显示单元与设置于该60象素X60象素的显示区域上的3600个透明弹性腔体(当然也 可以是一个透明弹性腔体)构成的形变单元相对应。 当用户的手指点击触摸屏实现触摸控制时，微型泵和阀门在控制单元的控制下， 抽取所述气体或液体，并将抽取的气体或液体通过阀门打开的管道输送到所述透明弹性 腔体，使该腔体膨胀，突出于原透明弹性腔体构成的表面，所以用户不但能用眼睛看到该按 钮，同时由于与该按钮对应的区域上的透明弹性腔体逐渐膨胀，高于其它区域的透明弹性 腔体，因此，用户还能从触觉上感觉到该按钮，能够给用户真实的触觉感受。
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在上述的描述中，与显示装置显示的按钮相对应的形变单元的高度发生了变化， 因此用户能感觉到，但为了进一步提高用户的感受，可以由控制单元分别控制微型泵的工 作时间或阀门的开启时间，对应传输不同量的气体或液体到透明弹性腔体，3600个透明弹 性腔体的高度对应发生变化后形成的形状与所述按钮相一致。 假设文字按钮为大写字母"H"，此时向构成字母"H"的液晶显示单元所对应的形 变单元充气或充液，使形变单元的高度发生变化，形成大写字母"H"，此时，用户可得到更加 真切的触觉感受。 本发明实施例的能提供触觉感受的触摸设备可广泛用于各种自动贩卖机、电子设 备，如自动取款机、手机、个人数字助理、查询机等。 下面以自动贩卖机为例对本发明实施例的能提供触觉感受的电子设备的使用进 行详细说明。 应用本发明实施例能提供触觉感受的触摸设备的自动贩卖机(输入设备)会在显
示屏幕上显示可以售卖的各种商品，如咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标，
而在显示屏幕所显示的咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标的上方对应的触
摸屏区域被用户触摸后，对应的弹性腔体在气体或液体的填充下，会突出原表面，此时，用
户能够发现该区域高出其它区域，因此能得到触觉感受。而通过控制对应的弹性腔体的气
体或液体的填充量，该弹性腔体组合能产生特定的实体形状，如咖啡杯、矿泉水瓶的图形，
此时用户可以得到更加真实的触觉感受。〈具体实施例三〉 在上述的两个实施例中，是以用户触摸后产生，弹性腔体从第一高度增加到第二 高度的形状变化为例进行的说明，在后面的实施例中，以弹性腔体高度降低这种形状变化 为例进行的说明进行说明。 在本发明的具体实施例三中，该能提供触觉感受的触摸设备，如图5所示，包括 包含至少一个触摸点的触摸屏(图中未示出)，用于用户实现触摸操作； 当然，该触摸检测可以是比较大的触摸屏，也可以是仅可以设置一个按钮的小的
触摸屏； 设置于触摸屏上方的弹性透明腔； 存储腔，用于存储呈气态或液态的填充物； 处于启动状态的第三微型泵； 与所述弹性透明腔一一对应设置的中空管道，每个所述中空管道的一端与对应的 所述弹性透明腔连接，另一端与所述第三微型泵连接； 所述第三微型泵在启动后，将所述填充物输送到每个所述中空管道； 所述弹性透明腔在外力作用下或所述微型泵关闭时从第二高度降低到第一高度。 其中，在施加于处于所述第二高度的所述第一弹性腔的外表面的外力作用下，所
述第一弹性腔中的所述填充物排出，使所述第一弹性腔具有低于所述第二高度的第三高度
时，所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发。 使所述触摸屏仅在弹性腔处于第三高度时检测到所述第一触摸点被触发，也可以 通过设置触摸屏的灵敏度来实现，举例说明如下。 假定弹性腔原始高度为A1，在微型泵作用下，处于大于A1的高度A2，此时，用户手指(或触摸笔)处于弹性腔表面时，由于触摸屏感应灵敏度的原因，此时不会导致触摸成 功，只有在用户手指(或触摸笔)按压弹性腔表面，使高度降低到小于A2的A3，由于距离的 拉近，此时触摸屏会检测到触摸操作，对应触摸点被触发。
其中，该弹性透明腔的设置不再详细说明。
所述触摸屏设置于所述显示区域上方。 假设在当前的液晶显示器在60象素X60象素的一块显示区域上显示了一个图形 或文字按钮，如一个浏览器IE的图形按钮、或者是显示文字的文字按钮，同时该3600个液 晶显示单元与设置于该60象素X60象素的显示区域上的3600个透明弹性腔体(当然也 可以是一个透明弹性腔体)构成的形变单元相对应。 由于微型泵一直向透明弹性腔体输送液体或气体，因此，透明弹性腔体都有较高 的高度，当用户的手指点击触摸屏实现触摸控制时，透明弹性腔体受到压力作用，将液体或 气体压回存储池，高度降低，所以用户不但能用眼睛看到该按钮，同时由于与该按钮对应的 区域上的透明弹性腔体被压低，同时，压力被传递到触摸屏，实现了触摸控制，因此，用户还 能从触觉上感觉到该按钮，能够给用户真实的触觉感受。 在上述的描述中，与显示装置显示的按钮相对应的形变单元的高度发生了变化， 因此用户能感觉到，但为了进一步提高用户的感受，透明弹性腔体的形状可以与所述按钮
相一致。 本发明实施例的能提供触觉感受的触摸设备可广泛用于各种自动贩卖机、电子设 备，如自动取款机、手机、个人数字助理、查询机等。 下面以自动贩卖机为例对本发明实施例的能提供触觉感受的电子设备的使用进 行详细说明。 应用本发明实施例能提供触觉感受的触摸设备的自动贩卖机(输入设备)会在显 示屏幕上显示可以售卖的各种商品，如咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标， 而在显示屏幕所显示的咖啡、可乐、矿泉水等商品的文字图标或图形图标的上方对应的透 明弹性腔体被液体或气体填充，呈现咖啡杯、矿泉水瓶的图形，当用户按压后，透明弹性腔 体的液体或气体回流，高度下降，而同时，压力被传递到触摸屏，不但给了用户触觉感受，还 实现了触摸控制，同时实现了下压行程。 同时，在用户离开后，由于微型泵的持续作用，在气体或液体的填充下，下，该弹性 腔体会恢复到原状。 应该了解的是，该第三泵可以是一个，同时向所有中空管道输送填充物，或者每个 中空管道设置一个，向各自的中空管道输送填充物。
〈具体实施例四〉 在本发明的具体实施例四中，该能提供触觉感受的触摸设备无需动力提供，如图6 所示，包括 触摸屏(图中未示出)，用于用户实现触摸操作； 当然，该触摸检测可以是比较大的触摸屏，也可以是仅可以设置一个按钮的小的 触摸屏； 设置于触摸屏上方的弹性透明腔，所述弹性透明腔的腔体在常规状态具有第一高 度；
存储腔，用于存储气体或液体； 中空管道，与所述弹性透明腔一一对应设置，每个所述中空管道的一端与对应的 所述弹性透明腔连接，另一端与所述存储腔连接； 所述弹性透明腔在外力作用下从第一高度降低到第三高度，将所述气体或液体压 回所述存储腔，所述触摸屏检测到第一触摸点被触发，所述外力消失时，所述弹性透明腔从 所述存储腔吸取所述气体或液体，从所述第三高度恢复到所述第一高度。
通过该触发高度的设置，可以防止误触发。 其中，在施加于处于所述第一高度的所述第一弹性腔的外表面的外力作用下，所 述第一弹性腔中的所述填充物排出，使第一弹性腔具有低于所述第一高度的第三高度时， 所述触摸屏检测到第一触摸点被触发。 使所述触摸屏仅在弹性腔处于第三高度时检测到所述第一触摸点被触发，也可以 通过设置触摸屏的灵敏度来实现，举例说明如下。 假定弹性腔原始高度为Al，此时，用户手指(或触摸笔)处于弹性腔表面时，由于 触摸屏感应灵敏度的原因，此时不会导致触摸成功，只有在用户手指(或触摸笔)按压弹性 腔表面，使高度降低到小于A1的A2，由于距离的拉近，此时触摸屏会检测到触摸操作，对应 触摸点被触发。 其中，该弹性透明腔的设置不再详细说明。 当然，在具体的应用环境中，越来越多的触摸控制是与图像显示结合在一起，因
此，本发明实施例的输入设备还包括 具有显示区域的显示装置，用于显示图像； 所述触摸屏设置于所述显示区域上方。 假设在当前的液晶显示器在60象素X60象素的一块显示区域上显示了一个图形 或文字按钮，如一个浏览器IE的图形按钮、或者是显示文字的文字按钮，同时该3600个液 晶显示单元与设置于该60象素X60象素的显示区域上的3600个透明弹性腔体(当然也 可以是一个透明弹性腔体)构成的形变单元相对应。 当用户的手指点击触摸屏实现触摸控制时，透明弹性腔体受到压力作用，将液体 或气体压回存储池，高度降低，所以用户不但能用眼睛看到该按钮，同时由于与该按钮对应 的区域上的透明弹性腔体被压低，同时，压力被传递到触摸屏，实现了触摸控制，因此，用户 还能从触觉上感觉到该按钮，能够给用户真实的触觉感受。 在上述的描述中，与显示装置显示的按钮相对应的形变单元的高度发生了变化， 因此用户能感觉到，但为了进一步提高用户的感受，透明弹性腔体的形状可以与所述按钮
相一致。 同时，在用户离开后，由于透明弹性腔体需要恢复原状，所以会从存储腔吸收气体 或液体，恢复到原状。 本发明实施例的能提供触觉感受的触摸设备可广泛用于各种自动贩卖机、电子设 备，如自动取款机、手机、个人数字助理、查询机等。 当然，为了限定透明弹性腔的形变方向，本发明实施例的设备中，所有透明弹性腔 之间的空隙填充有固定材料，这样有两个好处，首先，在初始状态，整个面是完全平整的，在 充气/液时，形变方向固定。
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本发明实施例的触摸设备的工作方法中，所述触摸设备包括一个设置有触摸点的 触摸屏、固定设置于所述触摸屏上方，与所述触摸点对应的至少一个弹性腔，以及与所述弹 性腔一一对应设置的第一中空管道，所述方法包括 检测用户通过所述弹性腔进行的触摸输入，获取第一触摸点； 控制微型泵起动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中，将所述填充物通过
与所述第一触摸点对应的第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔； 所述第一弹性腔在所述填充物的作用下，从第一高度升高到与第一高度不同的第
二高度。 同时，所述的控制微型泵起动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中，将所述 填充物通过与所述第一触摸点对应的第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔 具体为 控制第一微型泵起动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中，将所述填充物 通过与所述第一触摸点对应的第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔，所述第 一微型泵为与第二中空管道对应的微型泵，所述第二中空管道为所述第一中空管道中，与 所述第一触摸点对应的弹性腔连接的中空管道；或 控制第二微型泵起动，并控制第二中空管道上的阀门开启，从存储呈气态或液态
的填充物的存储腔中，将所述填充物通过与所述第一触摸点对应的第一弹性腔连接的中空
管道输送到所述第一弹性腔，所述第二微型泵为一个与每个所述第一中空管道的另一端连
接的第二微型泵，所述第二中空管道为与所述第一触摸点对应的弹性腔连接的中空管道。 在上述的实施例中，该填充物可以为气态或液态，但在填充物为气态时，该存储
腔可以不需要，相对于本发明实施例而言，存在存储腔和没有存储腔的区别在于仅在于填
充物的来源，存在存储腔时，气态填充物是在存储腔和弹性腔之间进行填充物交换，也就是
说，填充物是来自存储腔中预先存储的气体，而没有存储腔时，气态填充物在大气和弹性腔
之间进行填充物交换，也就是说，填充物就是大气(也就是空气)，而其他的工作过程、工作
原理没有任何的差异，所以在此不对没有存储腔的方式进行详细说明。 而图7到图10分别为图1、4、5和6没有存储腔时对应的结构示意图。 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。
1权利要求
一种触摸设备，其特征在于，包括包括至少一个触摸点的触摸屏；至少一个弹性腔，固定设置在所述触摸屏的上方，所述至少一个弹性腔在初始状态下具有第一高度；填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与所述触摸屏的所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应；控制模块，分别与所述触摸屏和所述填充驱动装置连接，用于在所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发时，控制所述填充驱动装置获取填充物，且将所述填充物输送到所述第一弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度。
2. 根据权利要求1所述的触摸设备，其特征在于，所述填充物为气态填充物或液态填 充物。
3. 根据权利要求2所述的触摸设备，其特征在于，所述填充物为液态填充物时，所述触 摸设备还包括用于存储所述液态填充物的存储腔。
4. 根据权利要求3所述的触摸设备，其特征在于，所述填充驱动装置具体包括 第一中空管道，一端与所述第一弹性腔连接；微型泵，与所述第一中空管道的另一端连接，在所述控制模块的控制下，从所述存储腔 获取所述填充物，并通过所述第一中空管道将获取的所述填充物输送到所述第一弹性腔。
5. 根据权利要求3所述的触摸设备，其特征在于，所述填充驱动装置具体包括 设置有阀门的第一中空管道，一端与所述第一弹性腔连接；微型泵，与所述第一中空管道的另一端连接，在所述控制模块的控制下，所述阀门开 启，所述微型泵从所述存储腔获取所述填充物，并通过所述第一中空管道将获取的所述填 充物输送到所述第一弹性腔。
6. 根据权利要求1到5中任意一项所述的触摸设备，其特征在于，还包括 具有显示区域的显示装置，用于显示图像； 所述触摸屏设置于所述显示区域上方； 所述至少一个弹性腔为弹性透明腔。
7. 根据权利要求1到5中任意一项所述的触摸设备，其特征在于，所述弹性腔之间的空 隙使用填充材料填充。
8. —种触摸设备，其特征在于，包括包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作；由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个弹性 腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度，所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔与所 述至少一个触摸点中的第一触摸点对应；其中，在所述第一弹性腔在外力作用下，降低到不同于所述第一高度的第二高度时，所 述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发；所述第一弹性腔处于第二高度时，所述弹性材料 产生使所述第一弹性腔恢复到所述初始状态的弹力。
9. 根据权利要求8所述的触摸设备，其特征在于，还包括 存储腔，用于存储呈气态或液态的填充物；与所述弹性腔一一对应设置的中空管道，每个所述中空管道的一端与对应的所述弹性腔连接，另一端延伸至所述存储腔中的所述填充物中；所述弹性腔处于所述第二高度时，所述弹性材料产生弹力，从所述存储腔吸取所述填 充物，使所述弹性腔恢复到所述第一高度。
10. —种触摸设备，其特征在于，包括 包含至少一个触摸点的触摸屏，用于用户实现触摸操作；由弹性材料构成的至少一个弹性腔，固定设置于所述触摸屏上方，所述至少一个弹性 腔在不受外力作用的初始状态具有一第一高度；填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与所述 至少一个触摸点中的第一触摸点对应，用于获取填充物，且将所述填充物输送到所述第一 弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度；其中，在施加于处于所述第二高度的所述第一弹性腔的外表面的外力作用下，所述第 一弹性腔中的所述填充物排出，使所述第一弹性腔具有低于所述第二高度的第三高度时， 所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发。
11. 根据权利要求io所述的触摸设备，其特征在于，所述填充物为气态填充物或液态填充物。
12. 根据权利要求11所述的触摸设备，其特征在于，所述填充物为液态填充物时，所述 触摸设备还包括用于存储所述液态填充物的存储腔；所述填充驱动装置与所述存储腔连 接。
13. 根据权利要求12所述的触摸设备，其特征在于，所述填充驱动装置具体包括 第一中空管道，一端与所述第一弹性腔连接；微型泵，分别与所述存储腔和所述第一中空管道的另一端连接。
14. 一种触摸设备的工作方法，其特征在于，所述触摸设备包括一个包括至少一个触摸 点的触摸屏、固定设置于所述触摸屏上方的至少一个弹性腔，所述方法包括检测到所述至少一个触摸点中的第一触摸点被触发；获取填充物，将所述填充物输送到与所述第一触摸点对应设置的所述至少一个弹性腔 中的第一弹性腔；在所述填充物的作用下，所述第一弹性腔从初始的第一高度升高到不同于所述第一高 度的第二高度。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述获取填充物，将所述填充物输送到 与所述第一触摸点对应设置的所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔具体包括控制微型泵启动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中获取填充物； 将所述填充物通过与所述第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述获取填充物，将所述填充物输送到 与所述第一触摸点对应设置的所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔具体包括控制微型泵起动，从存储呈气态或液态的填充物的存储腔中获取填充物； 控制与所述第一弹性腔连接的中空管道上的阀门开启；将所述填充物通过所述与所述第一弹性腔连接的中空管道输送到所述第一弹性腔。
全文摘要
本发明提供一种触摸设备及其工作方法，该触摸设备包括包括至少一个触摸点的触摸屏；至少一个弹性腔，固定设置在所述触摸屏的上方，所述至少一个弹性腔在初始状态下具有第一高度；填充驱动装置，与所述至少一个弹性腔中的第一弹性腔连接，所述第一弹性腔与所述触摸屏的所述至少一个触摸点中的第一触摸点对应；控制模块，分别与所述触摸屏和所述填充驱动装置连接，用于在所述触摸屏检测到所述第一触摸点被触发时，控制所述填充驱动装置获取填充物，且将所述填充物输送到所述第一弹性腔，使所述第一弹性腔具有高于所述第一高度的第二高度。本发明使触摸设备能够给用户提供触觉感受。
文档编号G06F3/041GK101739168SQ20081022576
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者刘湘涛, 姚远, 范小利 申请人:联想(北京)有限公司