专利名称：具有触觉输出的触摸显示屏及触觉输出装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及触摸显示屏，特别是一种具有触觉输出功能的触摸显示屏。
背景技术：
触摸显示屏越来越被广泛的应用到交互式电子产品上，例如手机、显示器、平板电脑甚至电视机上。使用者通过触摸屏幕完成命令输入，一般来说，触摸显示屏会以一定方式向用户反馈其输入已经到达。现有的反馈方式有音像反馈，或者通过手机或电脑中的偏心电机，不管屏幕哪一处有触摸输入偏心电机都会产生机械振动实现反馈，或者在触摸屏下方设置多个可垂直于屏的方向机械运动的致动装置，当屏有触摸输入时，触摸点处的致动装置便会产生机械形变实现反馈。音像反馈方式存在以下缺点:当在嘈杂的环境中使用时，例如车站、机场、闹市，声音返回被被环境噪音所湮没；当在光线较为充足的环境使用时，例如:阳关充足的户外或灯光明亮的室内，图像反馈也不易被用户察觉。偏心电机机械振动反馈存在以下缺点:不管触摸输入发生在屏的哪个位置，偏心电机都会带动整机振动，反馈信息的针对性较差且用户体验不佳。上述第三种反馈方式存在以下缺点:成本高，为了能在每一个触摸输入处都产生形变，需要大量的致动装置；分辨率限制，由于致动装置体积较大，以及安装工作复杂等因素，形变(即触觉)输出点的密度难以做到很高，因而分辨率较低；机械式的致动装置容易损坏且维修困难；由于致动装置运动方向是垂直于屏的，致动装置运动时会将屏顶起进而将“触觉”传达至用户手指，屏长期的受到致动装置的顶压，易老化、疲劳、产生永久形变
实用新型内容
·本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种基于电流的触觉输出的触摸显示屏及触觉输出装置。本实用新型的触摸显示屏包括具有显示输出功能和触摸输入功能的触摸屏单元以及触觉输出单元；所述触摸屏单元与控制器具有信号连接，用于将触摸输入信号输出给控制器并在控制器控制下显示信息；所述触觉输出单元包括底板，底板上具有至少一个电极对，所述电极对中包括正电极与负电极，所述电极对用于在所述控制器的控制下输出电流产生触觉。优选地，所述触觉输出单元的各个电极对中的正极与负极分别与控制器连接。优选地，所述触摸屏单元与触觉输出单元位于同一层。进一步，显示屏包括多个触摸屏单元组以及多个触觉输出单元组，且触摸屏单元组与触觉输出单元组交替平行排列；每个触摸屏单元组由多个触摸屏单元线性排列形成；每个触觉输出单元组由多个触觉输出单元线性排列形成。优选地，显示屏也可以包括多个触摸屏单元及多个触觉输出单元；所述触摸屏单元与触觉输出单元交替排列。所述触觉输出单元也可以位于触摸屏单元的上层。优选地，所述触摸屏单元又分为触觉输入子单元与显示输出子单元；多个触觉输入子单元与多个触觉输出单元交替排列在同一层；所述多个显示输出子单元位于所述触觉输入子单元与触觉输出单元所在层的下一层。也可以这样排列:多个触觉输入子单元组与多个触觉输出单元组交替平行排列在同一层；所述多个显示输出子单元位于所述触觉输入子单元组与触觉输出单元组所在层的下一层；每个触觉输入子单元组由多个触觉输入子单元线性排列形成；每个触觉输出单元组由多个触觉输出单元线性排列形成。本实用新型还提供了一种基于电流的触觉输出装置，包括底板；所述底板上设置有多个电极对，所述电极对包括正电极与负电极，所述电极对用于在所述控制器的控制下输出电流产生触觉。所述触觉输出单元的各个电极对的正极与负极分别与控制器连接。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:1、电极可以做得很小，从而在触觉输出单元上可以设置密度较大的电极对，分辨率较高，用户体验更加细腻。2、生产成本及维修成本低。
3、不会明显增加交互电子产品的重量。4、不会使屏老化、疲劳、永久形变。
图1是本实用新型第一个实施例的结构原理图。图2是本实用新型中一个触觉输出单元中电极与控制器连接关系示意图。图3是本实用新型中触摸屏单元与触觉输出单元排列位置的第一具体实施例。图4是本实用新型中触摸屏单元与触觉输出单元排列位置的第二具体实施例。图5是本实用新型中触摸屏单元与触觉输出单元排列位置的第三具体实施例。图6是本实用新型中触摸屏单元与触觉输出单元排列位置的第四具体实施例。图7是本实用新型第二个实施例的结构原理图。图8是本实用新型第三个实施例的结构原理图。图中标记:1为控制器；2为触觉输出单元；3为触摸屏单元；4为触觉输出单元组；5为触摸屏单元组；6为底板；7为触觉输入子单元组；301为触觉输入子单元；302为显示输出子单元。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，本实用新型的显示屏具有触摸屏单元3及触觉输出单元4。触摸屏单元3可以为电容触摸屏单元也可以是电阻触摸屏单元。触摸屏单元3与控制器I具有信号连接，触摸屏单元3用于接收用户的触摸输入并将其传输至控制器1，同时接收控制器的控制指令，根据控制指令显示图像、文字等信息。触摸屏单兀2包括底板6,底板6上设置有电极对,每个电极对中包含正电极及负电极。控制器与各个电极对的正负电极连接，如图2。控制器根据触摸屏单元2输入的触觉信息(如触觉输入发生的位置坐标信息)，通过在与此触摸屏单元附近的正负电极上施加一定频率、强度的电压差从而使电极放电，产生电流最终形成“触觉”。所述的电压差应不高于人体能承受的安全电压36V，电极之间的电流不超过14mA的人体安全电流，例如可选用安全电压电流范围内的一定频率的脉冲电流。所述触摸屏单元与触觉输出单元可以位于同一层，如图3、4;也可以将触觉输出单元2设置在触摸屏单元3的上层，如图1。对于将触觉输出单元设置在触摸屏单元的上层的实施例，在其中一个实施例中，所述触摸屏单元3又分为触觉输入子单元301与显示输出子单元302，多个触觉输出单元组成触觉输出层位于最顶层，多个触觉输入子单元组成触觉输入层位于中层，多个显示输出子单元302组成显示输出层位于最下层，如图7。图1、图7显示的实施例中，控制器可以使触摸屏单元与触觉输出单元分时独立工作，从而分时实现触觉输入、信息显示及触觉输出功能。将触摸屏单元与触觉输出单元设置于同一层的一个实施例如图3，显示屏包括多个触摸屏单元组5以及多个触觉输出单元组4，且触摸屏单元组5与触觉输出单元组4交替平行排列；每个触摸屏单元组5由多个触摸屏单元3线性排列形成；每个触觉输出单元组4由多个触觉输出单元2线性排列形成。在触摸屏单元与触觉输出单元设置于同一层的另一个实施例如图4，显示屏包括多个触摸屏单元3及多个触觉输出单元2 ;所述触摸屏单元3与触觉输出单元2交替排列。实际应用中，也存在这样的实施例，如图5、图8，所述触摸屏单元3又分为触觉输入子单元301与显示输出子单元302 ;多个触觉输入子单元301与多个触觉输出单元2交替排列在同一层；所述多个显示输出子单元302组成显示输出层位于所述触觉输入子单元301与触觉输出单元2所在层的下一层。也可以这样排列，参见图6、图8:多个触觉输入子单元组7与多个触觉输出单元组4交替平行排列在同一层；所述多个显示输出子单元302组成显示输出层位于所述触觉输入子单元组7与触觉输出单元组4所在层的下一层；每个触觉输入子单元组7由多个触觉输入子单元301线性排列形成；每个触觉输出单元组4由多个触觉输出单元2线性排列形成。在本实用新型公开内容的教导下，本领域技术人员无需创造性劳动便可知晓，在电压、电流安全范围内，改变电压的强度、频率会引起不同的“触觉”强度及类型；改变触觉输出单元上电极对的密度及分布位置，可以改变“触觉”的分辨率；甚至人们可以追踪触觉输入位置，改变触觉输出位置，使用户手指感觉到滑动的“触觉”；也可以使显示屏上显示的虚拟按键图像上的触觉输出单元上的电极输出电流，而其余位置电极无电流输出，用户便可感知到“凸起的按键”。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具有触觉输出的触摸显示屏，其特征在于，包括触觉输出单元以及具有显示输出功能和触摸输入功能的触摸屏单元； 所述触摸屏单元与控制器具有信号连接，用于将触摸输入信号输出给控制器并在控制器控制下显示信息； 所述触觉输出单元包括底板，所述底板上具有至少一个电极对，所述电极对包括正电极与负电极，所述电极对用于在所述控制器的控制下输出电流产生触觉。
2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述触觉输出单元的各个电极对的正极与负极分别与控制器连接。
3.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，所述触摸屏单元与触觉输出单元位于同一层。
4.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于，包括多个触摸屏单元组以及多个触觉输出单元组，且触摸屏单元组与触觉输出单元组交替平行排列； 每个触摸屏单元组由多个触摸屏单元线性排列形成；每个触觉输出单元组由多个触觉输出单元线性排列形成。
5.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于，包括多个触摸屏单元及多个触觉输出单元；所述触摸屏单元与触觉输出单元交替排列。
6.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，所述触觉输出单元位于触摸屏单元的上层。
7.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，所述触摸屏单元又分为触觉输入子单元与显示输出子单元；多个触觉输入子单元与多个触觉输出单元交替排列在同一层；所述多个显示输出子单元位于所述触觉输入子单元与触觉输出单元所在层的下一层。
8.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，所述触摸屏单元又分为触觉输入子单元与显示输出子单元；多个触觉输入子单元组与多个触觉输出单元组交替平行排列在同一层；所述多个显示输出子单元位于所述触觉输入子单元组与触觉输出单元组所在层的下一层； 每个触觉输入子单元组由多个触觉输入子单元线性排列形成；每个触觉输出单元组由多个触觉输出单元线性排列形成。
9.一种触觉输出装置，其特征在于，包括底板；所述底板上设置有多个电极对，所述电极对包括正电极与负电极，所述电极对用于在所述控制器的控制下输出电流产生触觉。
10.根据权利要求9所 述的装置，其特征在于，所述电极对的正极与负极分别与控制器连接。
专利摘要本实用新型公开了具有触觉输出的触摸显示屏及触觉输出装置，涉及触摸显示屏，旨在提供一种基于电流的触觉输出的触摸显示屏及触觉输出装置。本实用新型技术要点包括具有显示输出功能和触摸输入功能的触摸屏单元以及触觉输出单元；所述触摸屏单元与控制器具有信号连接，用于将触摸输入信号输出给控制器并在控制器控制下显示信息；所述触觉输出单元包括底板，底板上具有至少一个电极对，所述电极对中包括正电极与负电极，所述电极对用于在所述控制器的控制下输出电流产生触觉等。
文档编号G06F3/041GK203149527SQ20132014755
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者王启科 申请人:王启科