触觉反馈模组、触摸屏、键盘及电子装置的制作方法

文档序号:21019879发布日期:2020-06-09 19:38阅读:179来源:国知局
触觉反馈模组、触摸屏、键盘及电子装置的制作方法

本申请涉及触控技术领域,尤其是涉及一种触觉反馈模组、触摸屏、键盘及电子装置。



背景技术:

传统键盘主要是橡胶薄膜键盘,包括弹力机构、表面(键框)和键帽,其中键帽及键框用来保护弹力机构。弹力机构的触点由三层重叠在一起的塑料薄膜构成,其中,上、下两层塑料薄膜分别覆盖有薄膜导线,分别在上、下两层塑料薄膜的按键触点位置处设置有触点;中间一层塑料薄膜不包含导线,在其按键触点的位置处设置有圆孔,中间层用于将上、下两层导电薄膜绝缘分开。正常情况下,上、下两层导电薄膜被中间层分隔开来,不会导通,上层薄膜在受压以后,就会在开孔的位置与下层薄膜连通,产生一个按键电信号。

由于结构的限定,传统设计的键盘中通过键帽和弹力机构配合手指的作用力,实现接触按压及反弹回馈,因本身的材料少有弹性,键帽反馈的手指按压反作用力是机械力,比较生硬,无法反馈给手指一种触压回弹的感觉,也无法根据不同用户环境或者不同按键字母,给予手指不同的触压反馈力,使得用户体验较差。

传统键盘采用的材料一般为橡胶,键程受限于本身结构,基本无法改变。传统键盘结构为单个按键独立分割式设计,导致按键之间难以无缝对接,按键空隙会伴随使用时间的延长而变大,在静电吸附作用下堆积很多微小颗粒状灰尘,影响美观并降低用户体验效果。

传统键盘由于本身材料原因,键盘厚度无法极致压缩,虽然技术工作者一直在尝试减小键盘厚度,但难以做到使其厚度与薄膜键盘匹及。

传统键盘一般为整面塑胶材质,表面硬度比较高,难以做到使其符合手指弧形在不同接触点产生不同的震感,使手指在不同接触位置获得基本相同的反作用力,触控均一性感觉较差。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述背景技术中的问题提供一种无按键空隙、厚度小且触觉反馈效果均一的触觉反馈模组、触摸屏、键盘及电子装置。

本申请的一方面提供一种触觉反馈模组,包括至少两层依次叠合的弹力控制元件,

所述弹力控制元件包括依次层叠的薄膜绝缘层、弹性层,以及位于所述薄膜绝缘层和所述弹性层之间的导电电极层,

相邻弹力控制元件中的其中一弹力控制元件的薄膜绝缘层与另一弹力控制元件的弹性层相邻,

所述弹性层包括相互独立的柱状弹性体,所述弹性层上划分至少一个设有多个柱状弹性体的弹力控制区域,且每个弹力控制区域内所述柱状弹性体的疏密分布不均匀。

于上述实施例中的触觉反馈模组中,利用柱状弹性体在受力下能够轻易发生弹性变形并在电场力的作用下产生振动的优点,通过在触觉反馈模组中,将弹性层中划分出多个弹力控制区域,并设置弹力控制区域内的柱状弹性体的密度分布符合手指接触模型,使手指在不同接触位置获得均匀的反作用力,提高用户的触觉反馈的均一性感觉。同时可以根据不同应用场景的不同需求,来控制不同弹力控制区域内柱状弹性体的触觉反馈振动效果。由于触觉反馈模组的厚度主要来自于弹性层的厚度,有效地减小了触觉反馈模组的整体厚度。

在其中一个实施例中,每个弹力控制区域与一手指接触区域对应,所述弹力控制区域中部的柱状弹性体的分布密度与所述弹力控制区域周边的柱状弹性体的分布密度不同。通过设置每个弹力控制区域与一手指接触区域对应的形式,并设置弹力控制区域中部的柱状弹性体的分布密度与所述弹力控制区域周边的柱状弹性体的分布密度不同,使得一个弹力控制区域中的柱状弹性体的密度分布符合一个手指接触面的形状,以使用户的每个手指在触压触觉反馈模组时都可以获得均匀的触觉反馈振感。

在其中一个实施例中,每个弹力控制区域的面积与一手指接触区域的面积相匹配。通过设置每个弹力控制区域的面积与一手指接触区域的面积相匹配的形式,使得用户通过手指触压所述触觉反馈模组上不同的弹力控制区域时,可以获得均匀的触觉反馈振感,而且通过触压可以很好的区分不同弹力控制区域的位置。

在其中一个实施例中,所述弹力控制区域内的柱状弹性体分布形成的形状为椭圆形、方形、圆形与菱形中的至少一种。通过设置弹力控制区域内柱状弹性体分布形成的形状具有不同的形状,以满足不同应用场景和/或不同用户对触觉反馈效果的不同需求。

在其中一个实施例中,所述薄膜绝缘层为柔性材料制成,使得触觉反馈模组具有柔性。

在其中一个实施例中,所述弹性层的厚度为20um-100um,使得所述弹性层中的柱状弹性体能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。

在其中一个实施例中,所述弹力控制元件的层数为2层-40层,使得触觉反馈模组中的弹性层的振动效果能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。

在其中一个实施例中,相邻弹性层中的柱状弹性体在导电电极层平面的正投影有重叠,使得相邻弹性层中的柱状弹性体在竖直方向上有直接传递力的作用点,便于相邻弹性层中柱状弹性体的振动可以相互叠加,以提高触觉反馈模组的触觉反馈效果。

在其中一个实施例中,所述弹力控制区域呈阵列排布。通过设置弹力控制区域呈阵列排布的形式,降低了对各个弹力控制区域进行多样化驱动控制的难度。

在其中一个实施例中,相邻的所述弹力控制元件叠合连接;同一弹力控制元件中的所述导电电极层分别与所述薄膜绝缘层和所述弹性层叠合连接。通过设置同一弹力控制元件中的所述导电电极层分别与所述薄膜绝缘层和所述弹性层叠合连接,并且设置相邻的弹力控制元件叠合连接,以满足触觉反馈模组整体稳固性的需求,各层之间的稳固连接,也有利于不同弹性层中柱状弹性体的振动效果的相互叠加,以提高触觉反馈模组的触觉反馈效果。

本申请的一方面提供一种触摸屏,包括根据任意一个本申请实施例中所述的触觉反馈模组,用于在所述触摸屏感测到触压时,所述弹性层中的柱状弹性体在电场力的作用下产生振动反馈。

本申请的一方面提供一种键盘,包括根据任意一个本申请实施例中所述的触觉反馈模组,所述触觉反馈模组用于按键,用于在所述按键感测到触压时,所述弹性层中的柱状弹性体在电场力的作用下产生振动反馈。

本申请的一方面提供一种电子装置,包括根据任意一个本申请实施例中所述的触觉反馈模组。

于上述实施例中的触摸屏、键盘或电子装置中,利用柱状弹性体在受力下能够轻易发生弹性变形并在电场力的作用下产生振动的优点,通过在采用的触觉反馈模组中,将弹性层中划分出多个弹力控制区域,并设置弹力控制区域内的多个柱状弹性体的密度分布符合手指接触模型,使手指在不同接触位置获得均匀的反作用力,提高用户的触觉反馈的均一性感觉。同时可以根据不同应用场景的不同需求,来控制不同弹力控制区域内柱状弹性体的触觉反馈振动效果。由于触觉反馈模组的厚度主要来自于弹性层的厚度,有效地减小了触觉反馈模组的整体厚度,进而有利于降低所述触摸屏、键盘或电子装置的整体厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本申请一个实施例中触觉反馈模组中弹力控制元件的结构示意图。

图2为本申请一个实施例中触觉反馈模组的结构示意图。

图3为本申请另一个实施例中触觉反馈模组的结构示意图。

图4为本申请一个实施例中触觉反馈模组的驱动信号示意图。

图5a-5c为图4中驱动信号作用下的柱状弹性体的动态变化暂态示意图。

图6为本申请一个实施例中键盘的结构示意图。

图7为本申请一个实施例中电子装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时,除非另有规定,否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时,其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说,当层被指为在另一层“下”时,其可直接在下方,亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是,当层被指为在两层“之间”时,其可为两层之间的唯一层,或亦可存在一或多个中间层。本申请所称“上”、“下”是相对于产品在应用过程中与使用者靠近的程度而言,相对靠近使用者的一侧为“上”,相对远离使用者的一侧为“下”。例如薄膜绝缘层的下表面是指薄膜绝缘层远离使用者的一侧。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,亦可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”、“多组”、“多根”、“相互”、“叠层”、“层叠”、“相互”、“互相”、“若干”的含义是两个或两个以上。

在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,包括至少两层依次叠合的弹力控制元件,所述弹力控制元件包括依次层叠的薄膜绝缘层、弹性层,以及位于所述薄膜绝缘层和所述弹性层之间的导电电极层,相邻弹力控制元件中的其中一弹力控制元件的薄膜绝缘层与另一弹力控制元件的弹性层相邻,所述弹性层包括相互独立的柱状弹性体,所述弹性层上划分至少一个设有柱状弹性体的弹力控制区域,且每个弹力控制区域内所述柱状弹性体的疏密分布不均匀。

于上述实施例中的触觉反馈模组中,利用柱状弹性体在受力下能够轻易发生弹性变形并在电场力的作用下产生振动的优点,通过在触觉反馈模组中,将弹性层中划分出多个弹力控制区域,并设置弹力控制区域内的柱状弹性体的密度分布符合手指接触模型,使手指在不同接触位置获得均匀的反作用力,提高用户的触觉反馈的均一性感觉。同时可以根据不同应用场景的不同需求,来控制不同弹力控制区域内柱状弹性体的触觉反馈振动效果。由于触觉反馈模组的厚度主要来自于弹性层的厚度,因而有效地减小了触觉反馈模组的整体厚度。

具体地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,相邻的导电电极层之间形成电容感应器,可以感应施加于其上的压力信号。所述电容感应器包括上导电电极层、下导电电极层,以及位于上导电电极层、下导电电极层之间的弹性层,弹性层包括若干个柱状弹性体,柱状弹性体的密度分布符合手指接触模型。当手指触压电容感应器,使得柱状弹性体压缩,上导电电极层、下导电电极层之间的间距变小,当柱状弹性体形变最大时,上导电电极层与下导电电极层之间的吸附力也最大,被压缩的柱状弹性体受到的电场力最大,被压缩的柱状弹性体回弹至无压缩形变状态,并在电场力的作用下产生振动,反馈到手上的这种感觉为触觉反馈。因为手指具有弧形面,当手指按压到产品上,手指的不同位置获得的触感不一样。电容感应器中,电场力f=(u2*k*εr*s1)/(d2*y*s2),其中u为加在产品两端的驱动电压,k为静电力常量,εr为电容感应器中的总介电常数,s1为电场有效面积,d为上导电电极层与下导电电极层之间的距离,y为柱状弹性体的弹性模量,s2为柱状弹性体的横截面积,故将弹力控制区域内的柱状弹性体的密度分布设计成符合手指接触模型的形式,使得手指实际接触产品时,在不同接触位置获得的触觉反馈振感比较均匀。

进一步地,在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,同一弹力控制元件中的柱状弹性体呈阵列排布,弹性层中柱状弹性体的疏密分布所呈现的形状,体现弹性层中柱状弹性体的密度分布规律。通过观察弹性层中柱状弹性体的密度分布不仅可以看到柱状弹性体的密度分布情况,还能了解到弹性层中不同区域柱状弹性体的分布规律。同一弹力控制元件中的所述柱状弹性体呈阵列排布,便于设置弹力控制区域内的柱状弹性体的疏密分布形状符合手指接触面的形状,以满足用户对触觉反馈效果均一性的需求。

进一步地,在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,每个弹力控制区域与一手指接触区域对应,所述弹力控制区域中部的柱状弹性体的分布密度与所述弹力控制区域周边的柱状弹性体的分布密度不同。以符合手指接触模型,使得不同手指在触压按键时获得的反作用力均匀,提高触觉反馈的均一性感觉,满足手指触控的实际需求。优选地,每个弹力控制区域的面积与一手指接触区域的面积相匹配,使得用户通过手指触压所述触觉反馈模组上不同的弹力控制区域时,可以获得均匀的触觉反馈振感,而且通过触压可以很好的区分不同弹力控制区域的位置,例如当一个弹力控制区域用于一个按键时,通过手指触摸可以很好地区分不同按键的位置。

进一步地,在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,所述弹力控制区域内的柱状弹性体分布形成的形状为椭圆形、方形、圆形与菱形中的至少一种。在本实施例中,所述薄膜绝缘层优选为柔性材料制成,使得触觉反馈模组具有柔性。所述弹性层的厚度为20um-100um,使得所述弹性层中的柱状弹性体能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。所述弹力控制元件的层数为2层-40层,使得触觉反馈模组中的弹性层的振动效果能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。

进一步地,在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,相邻弹性层中的柱状弹性体在导电电极层平面的正投影有重叠,使得相邻弹性层中的柱状弹性体在沿垂直于水平面的方向上有直接传递力的作用点,便于相邻弹性层中柱状弹性体的振动可以相互叠加,以提高触觉反馈模组的触觉反馈效果。

进一步地,在本申请的一个实施例中提供的一种触觉反馈模组中,相邻的所述弹力控制元件叠合连接;同一弹力控制元件中的所述导电电极层分别与所述薄膜绝缘层和所述弹性层叠合连接。在本实施例中,导电电极层与弹性层的连接方式可以为用粘胶粘合,优选采用双面胶和/或水胶。相邻的弹力控制元件可以用粘胶粘合,优选采用双面胶和/或水胶。固定连接的产品结构设计可以避免产品在使用振动过程中,造成产品部件分离而缩减产品使用寿命,固定结构还可以增强振感。导电电极层与用户接触面使用不导电材料,以起到绝缘保护作用,同时可做到与外界空气隔开,避免电极氧化以及可起到防水规避作用。

进一步地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,导电电极层为透明的导电材料构成,如ito、zno、碳纳米管、石墨烯等;也可以由非透明的导电材料构成,此时需通过控制导电材料的尺寸以实现人眼观察使用该触觉反馈模组的产品的显示内容时不受这些导电电极层的影响。上述导电材料可以选自银浆、碳浆、纳米银丝、pedot、碳纳米管和石墨烯导等导电材料中的至少一种。

进一步地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,导电电极层中可以包括一导电电极或者电极阵列。相邻导电电极层中,上导电电极层的电极阵列和下导电电极层的电极阵列,可以由多条相互独立的条状电极、或由多条连接有多个电极块的链条、或相互独立的块状电极构成。上导电电极层的电极阵列和下导电电极层的电极阵列在弹性层平面内的正投影存在一定面积的交叉区域,从而形成若干电容感应器。

进一步地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,薄膜绝缘层可由独立的透明薄膜构成,薄膜可以采用聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephalate,pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate,pen)等材料中的至少一种制成。

进一步地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,弹性层使用的材料可以为硅橡胶、丙烯酸酯弹性体、聚氨酯弹性体、丁腈橡胶、亚乙烯基氟化三氟乙烯以及它们相应的有机-无机或有机-有机复合材料等中的至少一种。弹性层在宏观上呈光学透明特性,可使光线透过,以不妨碍内容显示为前提,“透明”在本申请中可理解为“透明”和“基本透明”。

本申请的一个实施例中,提供一种触摸屏装置,包括任一本申请实施例中提供的触觉反馈模组,用于在所述触摸屏感测到触控时,所述弹性层中的柱状弹性体在电场力的作用下产生振动,进而使振动反馈到触控所述触摸屏的使用者。

本申请的一个实施例中,提供一种键盘,包括任一本申请实施例中所述的触觉反馈模组,所述触觉反馈模组用于按键,用于在所述按键感测到触控吋,所述弹性层中的柱状弹性体在电场力的作用下产生振动,进而使振动反馈到触控所述按键的使用者。

具体地,可以用一个触觉反馈模组作为键盘中的一个按键,不同按键可以施加不同的驱动电压,进而使得在触控不同按键时可以获得不同的振动反馈效果。

以下结合附图再对本申请的一些实施例及工作原理作进一步说明。

如图1所示,本申请一个实施例中提供的触觉反馈模组中的弹力控制元件的结构示意图中,弹力控制元件包括薄膜绝缘层11、弹性层12和导电电极层13,导电电极层13位于薄膜绝缘层11和弹性层12之间,导电电极层13中包括一导电电极,导电电极拉出电极引出端14,弹性层12包括相互独立的柱状弹性体121,弹性层12上划分一个设有柱状弹性体的弹力控制区域,且该弹力控制区域内的柱状弹性体121的密度分布符合手指接触模型,通过将至少两个如

图1中所示的弹力控制元件叠合连接形成一个触觉反馈模组,使得手指触压所述触觉反馈模组的接触面的不同部位获得的反作用力一致,提高触觉反馈的均一性感觉,满足手指触控的实际需求。

进一步地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,如图1所示,一弹力控制区域的中部122柱状弹性体121的密度分布与该区域周边123柱状弹性体121的密度分布不同。由于手指接触面为弧面状,使得弹力控制区域内柱状弹性体的分布密度符合手指接触面的形状。采用该弹力控制元件叠合制成的触觉反馈模组作为一个按键时,手指接触区域可以获得均匀的触觉反馈效果。还可以通过设置不同按键施加不同驱动电压的形式,使用户可以通过键盘的触觉反馈效果轻易地感知到按键的具体位置,同时也可以根据不同按键的触觉反馈效果来区分不同的按键。

具体地,于上述实施例中的触觉反馈模组中,弹性层12中柱状弹性体121的疏密分布所呈现的形状,体现弹性层12中柱状弹性体121的密度分布规律。通过观察弹性层12中柱状弹性体121的密度分布不仅可以看到柱状弹性体121的密度分布情况,还能了解到弹性层12中不同区域柱状弹性体121的分布规律。如图1中所示,弹性层12中柱状弹性体121的密度分布呈现出矩形,在本实施例中可以设置弹性层中部柱状弹性体121的分布密度小于弹性层周边柱状弹性体121的分布密度,以符合手指接触面为弧面状。在本申请的其它一些实施例中,弹性层中柱状弹性体的分布形状可以为椭圆形、正方形、圆形或菱形等形状中的至少一种,柱状弹性体的密度分布规律可以根据产品具体运用场景的不同需求而设定。例如,如果本申请应用于电脑薄膜键盘,则柱状弹性体的密度分布可以设计成长方形;如果本申请应用于电子手表,则柱状弹性体的密度分布可以设计成圆形或者椭圆形;如果本申请应用于智能穿戴产品中,则柱状弹性体的密度分布可以设计成菱形或者其它形状。

图2为本申请一个实施例中触觉反馈模组的结构示意图,包括构成层叠结构的弹力控制元件10,弹力控制元件10的结构示意图如图1所示,即,包括薄膜绝缘层11、弹性层12和导电电极层13,导电电极层13位于薄膜绝缘层11和弹性层12之间,导电电极层13中的导电电极拉出电极引出端14,弹性层12包括相互独立的柱状弹性体121,柱状弹性体121的密度分布符合手指接触模型,使得不同手指在触压按键时获得的反作用力均匀,提高触觉反馈的均一性感觉,满足手指触控的实际需求。弹性层12的厚度为20um-100um,使得弹性层12中的柱状弹性体121能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。弹力控制元件的层数为2层-40层,使得触觉反馈模组中的弹性层的振动效果能够满足触觉反馈模组对其振动效果的需求,且满足所述触觉反馈模组的整体厚度减小的需求。

于上述实施例中的触觉反馈模组中,通过利用弹性体在受力下能够轻易发生弹性变形并产生振动的优点,通过在触觉反馈模组中,将弹性层中划分为多个弹力控制区域,并设置弹力控制区域内的柱状弹性体的密度分布符合手指接触模型,使手指在不同接触位置获得均匀的反作用力,提高用户的触觉反馈的均一性感觉。同时可以根据不同应用场景的不同需求,来控制不同弹力控制区域内柱状弹性体的触觉反馈效果。层叠弹力控制元件的结构设计,有效减小了产品的厚度。

图3为本申请一个实施例中触觉反馈模组的结构示意图,导电电极层分别与弹性层和薄膜绝缘层连接。导电电极层与弹性层的连接方式可以为用粘胶粘合,优选采用双面胶和/或水胶。相邻的弹力控制元件10覆盖接触连接,形成固定一体结构。相邻的弹力控制元件可以用粘胶粘合,优选采用双面胶和/或水胶。固定一体结构设计可以避免产品在使用振动过程中,造成产品部件分离而缩减产品的使用寿命,固定结构还可以增强振感。电极与用户接触面使用不导电材料,以起到绝缘保护作用,同时可做到与外界空气隔开,避免电极氧化以及可起到防水规避作用。

图4为本申请一个实施例中触觉反馈模组的驱动信号示意图。可以在图3中所示意的触觉反馈模组两边伸出来的电极引出端分别作为正负电极输入端,输入如图4中所示的测试信号,图4中示意的驱动信号为单极性的三角波周期信号,频率可以使用20hz-200hz左右,此频率为模拟使用传统键盘,如机械键盘的频率。图4中输入信号按照一个周期内划分为四个不同控制采样点,分别在不同的控制采样点来简述触觉反馈模组在不同驱动电压下的工作形态,采样点的采样时刻分别记录为t1、t2、t3和t4。

图5a、图5b与图5c为在如图4中示意的驱动信号作用下的柱状弹性体的动态变化暂态示意图。图5a中示意柱状弹性体的初始状态;图5b中示意电场力最大时,柱状弹性体受到最大电场力作用的同时产生最大的弹性形变;图5c中示意电场力逐渐减小,柱状弹性体依靠自身的反弹力慢慢的反弹至原始状态。以下结合图5a、图5b与图5c简述本申请实施例中触觉反馈模组的工作原理。

于t1-t2状态过程中:t1时刻,柱状弹性体形态如图5a所示,没有形变为原始状态;t1-t2时刻,电场力在逐渐增大,相邻导电电极层之间的静电吸附力逐渐增大,对柱状弹性体产生逐渐增大的电场作用力;t2时刻,电场力最大,相邻导电电极层之间的吸附力也最大,此时柱状弹性体的形变量也最大,如图5b所示。

于t2-t3状态过程中:t2到t3时刻,电场力逐渐在减小,相邻导电电极层之间的吸附力也逐渐减小,柱状弹性体根据自身的反弹力慢慢做回弹的动作;当驱动信号在t3时刻,柱状弹性体反弹到原始状态,如图5c所示。

于t3-t4状态过程中:t3到t4时刻,驱动输入信号基本为0,相邻导电电极层之间基本没有电场力作用,故没有静电吸附力存在,柱状弹性体保持原始状态。

驱动信号包括周期性变化的如t1-t4时刻之间所示的信号,图4所示的驱动信号的频率优选为50hz,在一些实施例中,输入信号的频率可以为20hz-200hz,也可根据不同用户需求,输入不同频率的驱动信号。例如,如果用户想体验更加强烈的振感,可以增加信号频率。输入信号如此周期性的变化,柱状弹性体一直在0形变量到最大形变量之间周期性变化,反馈到用户手上的这种感觉为触觉反馈。

图6为本申请一个实施例中提供的一种键盘的结构示意图,其中一个按键可以采用如图3中所示的触觉反馈模组。因为手指接触面为弧形,当手指触压到键盘按键的上表面上时,手指接触面的不同接触位置所产生的触觉反馈感觉不一样,使弹性层整面柱状弹性体密度分布设计成符合手指接触模型,例如可以是弹性层中部与周边的柱状弹性体分布密度不同,使得触觉反馈模组反馈给手指接触面的触觉反馈振感整体比较均匀,使得用户体验更佳。如图6所示的键盘,每个字母或者按键分别拉出对应的电极引出端,分别输入不同的驱动信号,使得每个按键在使用过程中,都可以根据用户的体验需求,输入不同的驱动电压,以获得不同的触觉反馈,例如,如果想提高用户对“enter”键的触控回馈效果,可以提高对该按键中的触觉反馈模组20施加的驱动电压信号的频率和/或幅值,使得用户触压到“enter”键时,可以感受到更强的触觉反馈效果。

图7为本申请一个实施例中电子装置的结构示意图,其上设置有触摸屏,触摸屏中采用一个如本申请实施例中所述的触觉反馈模组,所述触觉反馈模组的弹性层中划分出多个弹力控制区域,每个弹力控制区域与一手指接触面对应,并且每个弹力控制区域的面积与手指接触面面积相匹配,一个弹力控制区域30用于一个按键。通过不同弹力控制区域的电极引出端可以输入不同的驱动信号,使得每个按键在使用过程中,都可以根据用户的体验需求,输入不同的驱动信号,以获得不同的触觉反馈振感。

于上述实施例中的触觉反馈模组中,导电电极层可以通过溅射、蒸镀、印刷等方式制作在透明的基材上,如聚对苯二甲酸类塑料(polyethyleneterephthalate,pet)、聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、玻璃等透明薄膜材料上。导电电极层的电极图案可以通过铟锡氧化物导电薄膜(indiumtinoxidefilm,itofilm)蚀刻、pet上丝印导电浆料获得,或采用金属丝编织网(metalwiremesh)的工艺获得。

此外,于上述实施例中的触觉反馈模组中,导电电极层也可以直接制作在薄膜绝缘层的表面,即可以先在薄膜绝缘层上镀/溅射导电层,再制作电容感应器的电极图案。

本申请通过利用弹性体在受力下能够轻易发生弹性变形并产生振动的优点,通过在触觉反馈模组中,将弹性层中的柱状弹性体的密度分布设计成符合手指接触模型的形状,使手指在不同接触位置获得均匀的反作用力,提高用户的触觉反馈的均一性感觉。层叠弹力控制元件的结构设计,有效减小产品的厚度。

采用本申请实施例中所述的触觉反馈模组的薄膜键盘,颠覆了传统按键式键盘的结构设计,具有厚度薄、可以弯折、无按键间隙、外形美观、触觉反馈效果好等诸多优点。

在本申请的一些实施例中,提供的电子装置可以为智能手表、手机摄像头、平板电脑摄像头和智能穿戴设备等等。采用本申请实施例中所述的薄膜键盘的电子装置,具有较好的触觉反馈效果。

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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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