本發(fā)明涉及觸覺反饋領(lǐng)域，尤其是涉及一種非致動按鈕觸覺反饋裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，電子終端設(shè)備的使用越來越普及，電子終端設(shè)備例如智能手機(jī)、平板電腦等，在這些終端設(shè)備中觸摸輸入技術(shù)已經(jīng)被廣泛推廣，例如智能手機(jī)中的電容式觸摸按鈕。

由于這些觸摸按鈕是非致動的，即點(diǎn)擊時不會有機(jī)械行程，用戶無法感知是否對這些按鈕進(jìn)行了有效點(diǎn)擊。所以這就需要觸覺反饋裝置來提供觸覺反饋，以增加用戶識別性，從而有助于提高用戶與電子終端設(shè)備的充分交互。

相關(guān)技術(shù)中，觸覺反饋的實(shí)現(xiàn)是將線性振動馬達(dá)放置在于電子裝置內(nèi)部，依靠振動馬達(dá)的振動來實(shí)現(xiàn)觸覺反饋功能，這些振動馬達(dá)通常用于電子終端設(shè)備的整體振動，為了增強(qiáng)振動力，振動馬達(dá)必須相應(yīng)增大體積，從而增加了電子終端設(shè)備的消耗能量。

因此，有必要提出一種新的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)終端的局部觸覺反饋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種非致動按鈕觸覺反饋裝置及方法，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的電子終端設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)局部觸覺反饋的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在于：

一種非致動按鈕觸覺反饋裝置，包括：面板、后蓋和壓電元件；

所述后蓋連接于所述面板背面并且與所述面板形成有容納腔，所述壓電元件位于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電元件包括基片、位于所述基片的背離所述面板的一側(cè)的壓電體、位于所述面板和所述基片之間的第一環(huán)形墊片以及位于所述基片和所述后蓋之間的第二環(huán)形墊片；

所述基片中部向所述面板背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)，所述凸點(diǎn)的頂端與所述面板的背面相抵，并且所述基片的邊緣伸入所述第一環(huán)形墊片和第二環(huán)形墊片之間并由所述第一環(huán)形墊片和所述第二環(huán)形墊片固定；

所述壓電體在被觸發(fā)后產(chǎn)生振動量，所述振動量通過所述基片的凸點(diǎn)傳遞至所述面板以使所述面板產(chǎn)生觸覺反饋。

更進(jìn)一步地，

還包括控制電路模塊，所述控制電路模塊與所述壓電體通過柔性電極連接。

更進(jìn)一步地，

所述壓電體與所述后蓋之間具有間隙。

更進(jìn)一步地，

所述基片的材質(zhì)為金屬或者塑料。

更進(jìn)一步地，

所述的壓電體由單層壓電陶瓷或多層壓電陶瓷制成。

一種基于非致動按鈕觸覺反饋裝置的觸覺反饋方法，包括以下步驟：

a、所述壓電元件接收觸發(fā)信號并將所述觸發(fā)信號輸入至控制電路模塊；

a、所述控制電路模塊接收所述觸發(fā)信號后產(chǎn)生驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號傳遞至所述壓電元件；

a、所述壓電元件接收所述驅(qū)動信號、在所述驅(qū)動信號的作用下產(chǎn)生振動量并將所述振動量傳遞至所述面板。

更進(jìn)一步地，

所述控制電路模塊設(shè)置有時間閾值和電壓閾值，當(dāng)所述觸發(fā)信號的電壓大于所述電壓閾值，并且當(dāng)所述觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過所述時間閾值時，所述控制電路模塊輸出所述驅(qū)動信號至所述壓電元件。

更進(jìn)一步地，

所述觸發(fā)信號包括由手指按壓面板產(chǎn)生的正觸發(fā)信號，以及由手指逐漸遠(yuǎn)離面板產(chǎn)生的負(fù)觸發(fā)信號。

更進(jìn)一步地，

所述驅(qū)動信號包括第一脈沖驅(qū)動信號和第二脈沖驅(qū)動信號，

所述第一脈沖驅(qū)動信號在所述正觸發(fā)信號的電壓大于所述電壓閾值，并且所述正觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過所述時間閾值時產(chǎn)生；

所述第二脈沖驅(qū)動信號在所述負(fù)觸發(fā)信號的電壓大于所述電壓閾值，并且所述負(fù)觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過所述時間閾值時產(chǎn)生。

更進(jìn)一步地，

所述驅(qū)動信號為雙脈沖驅(qū)動信號，并且所述雙脈沖驅(qū)動信號的兩個單脈沖驅(qū)動信號之間具有時間間隔；

所述雙脈沖驅(qū)動信號在所述正觸發(fā)信號的電壓大于所述電壓閾值，并且所述正觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過所述時間閾值時產(chǎn)生。

結(jié)合以上技術(shù)方案，本發(fā)明能夠達(dá)到的有益效果在于：

由于本發(fā)明提供了一種非致動按鈕觸覺反饋裝置，包括：面板、后蓋、壓電元件；后蓋連接于面板背面并且與面板形成有容納腔，壓電元件位于容納腔內(nèi)；壓電元件包括基片、位于基片的背離面板的一側(cè)的壓電體、位于面板和基片之間的第一環(huán)形墊片以及位于基片和后蓋之間的第二環(huán)形墊片；基片中部向面板背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)，凸點(diǎn)的頂端與面板的背面相抵，并且基片的邊緣伸入第一環(huán)形墊片和第二環(huán)形墊片之間并由第一環(huán)形墊片和第二環(huán)形墊片固定。

壓電體在被觸發(fā)后產(chǎn)生振動量，由于壓電體與基片相連，因而壓電體的產(chǎn)生的振動量能夠傳遞至基片，并且基片的邊緣伸入第一環(huán)形墊片和第二環(huán)形墊片之間并由第一環(huán)形墊片和第二環(huán)形墊片固定，因而傳遞至基片的振動量能夠集中于基片的中央位置，又由于基片中部向面板背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)，凸點(diǎn)的頂端與面板的背面相抵，因而集中于基片中央位置的振動量能夠通過凸點(diǎn)傳遞至面板，從而實(shí)現(xiàn)了觸覺反饋裝置的局部觸覺反饋。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的截面圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的分解示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法中觸發(fā)信號與其中一種驅(qū)動信號的圖示；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法中觸發(fā)信號與另一種驅(qū)動信號的圖示；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法的工作原理圖。

圖標(biāo)：1－面板；2-壓電元件；21-基片；22-壓電體；23-第一環(huán)形墊片；24-第二環(huán)形墊片；25-柔性電極；3-控制電路模塊；4-后蓋；211-凸點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對實(shí)施例1和實(shí)施例2進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的截面圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的非致動觸覺反饋裝置的分解示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法中觸發(fā)信號與其中一種驅(qū)動信號的圖示；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法中觸發(fā)信號與另一種驅(qū)動信號的圖示；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的觸覺反饋方法的工作原理圖。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種非致動按鈕觸覺反饋裝置，請一并參照圖1至圖3，包括：面板1、后蓋4、壓電元件2。

后蓋4連接于面板1背面并且與面板1形成有容納腔，壓電元件2位于容納腔內(nèi)。

壓電元件2包括基片21、位于基片21的背離面板1的一側(cè)的壓電體22、位于面板1和基片21之間的第一環(huán)形墊片23以及位于基片21和后蓋4之間的第二環(huán)形墊片24。

基片21中部向面板1背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)211，凸點(diǎn)211的頂端與面板1的背面相抵，并且基片21的邊緣伸入第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24之間并由第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24固定。

上述的觸覺反饋裝置能夠達(dá)到的有益效果簡述如下：

壓電體22在被觸發(fā)后產(chǎn)生振動量，由于壓電體22與基片21相連，因而壓電體22的產(chǎn)生的振動量能夠傳遞至基片21，并且基片21的邊緣伸入第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24之間并由第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24固定，因而傳遞至基片21的振動量能夠集中于基片21的中央位置，又由于基片21中部向面板1背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)211，凸點(diǎn)211的頂端與面板1的背面相抵，因而集中于基片21中央位置的振動量能夠通過凸點(diǎn)211傳遞至面板1，從而實(shí)現(xiàn)了觸覺反饋裝置的局部觸覺反饋。

本實(shí)施例的可選方案中，更進(jìn)一步地，觸覺反饋裝置還包括控制電路模塊3，控制電路模塊3與壓電體22通過柔性電極25連接?？刂齐娐纺K3通過柔性電極25接收壓電元件2的觸發(fā)信號，在上述的觸發(fā)信號超過觸發(fā)信號閾值時產(chǎn)生驅(qū)動信號，并通過柔性電極25將驅(qū)動信號傳遞至壓電元件2。

上述可選方案中，較為優(yōu)選地，控制電路模塊3位于后蓋4外部，并且，后蓋4的一部分設(shè)置有用于避讓柔性電極25的缺口，柔性電極25與壓電體22的連接方式不限定為固定連接或者可拆卸連接。

以下對壓電體22作詳細(xì)說明：

壓電體22與后蓋4之間具有間隙，并且，壓電體22的長度小于基片21的長度，壓電體22與第二環(huán)形墊片24之間具有間隙。壓電體22與后蓋4之間具有間隙，能夠避免由于壓電體22向后蓋4方向的振動，導(dǎo)致壓電體22與后蓋4之間的力學(xué)干涉，造成的壓電體22的振動量減小的技術(shù)問題。壓電體22的長度小于基片21的長度，壓電體22與第二環(huán)形墊片24之間具有間隙，能夠避免壓電體22將振動量傳遞至第二環(huán)形墊片24導(dǎo)致的振動量分散的問題，保證壓電體22產(chǎn)生的振動量僅傳遞至基片21。

本實(shí)施例的可選方案中，壓電體22的材料包括但不限定于：無機(jī)壓電材料、有機(jī)壓電材料或復(fù)合壓電材料。無機(jī)壓電材料優(yōu)選為壓電陶瓷和壓電晶體，壓電陶瓷壓電性強(qiáng)、介電常數(shù)高，可以加工成任意形狀。壓電晶體，例如石英，介電常數(shù)低，但穩(wěn)定性好。有機(jī)壓電材料，例如聚偏氟乙烯，材質(zhì)柔韌，低密度，低阻抗和高壓電常數(shù)。復(fù)合壓電材料是無機(jī)壓電陶瓷和有機(jī)高分子樹脂構(gòu)成的壓電復(fù)合材料，兼?zhèn)錈o機(jī)和有機(jī)壓電材料的性能。上述可選方案中，較為優(yōu)選地，壓電體22由陶瓷、PVDF(聚偏氟乙烯)或者電致伸縮材料中的任一種制成。較為優(yōu)選地，壓電體22由單層壓電陶瓷或多層壓電陶瓷制成。

以下對基片21作詳細(xì)說明：

基片21中部向面板1背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)211，凸點(diǎn)211的頂端與面板1的背面相抵，并且基片21的邊緣伸入第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24之間并由第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24固定；較為優(yōu)選地，凸點(diǎn)211沖壓成型。較為優(yōu)選地，基片21的材質(zhì)不限定為金屬或者塑料。

基片21的工作原理簡述如下：由于基片21的邊緣伸入第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24之間并由第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24固定，因而基片21的邊緣無法發(fā)生垂直于基片21所在的表面上的振動，傳遞至基片21的振動量只能在基片21的中央位置集中，又由于基片21中部向面板1背面凸出設(shè)置有凸點(diǎn)211，凸點(diǎn)211的頂端與面板1的背面相抵，因而基片21的中央位置的振動量通過凸點(diǎn)211傳遞至面板1，從而實(shí)現(xiàn)了面板1的局部精確振動。

以下對第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24作詳細(xì)說明：

較為優(yōu)選地，第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24均設(shè)置為環(huán)形墊片，第一環(huán)形墊片23位于面板1和基片21之間，第二環(huán)形墊片24位于基片21和后蓋4之間；基片21的邊緣伸入第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24之間并由第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24固定。第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24形成了對基板的垂直于基板的平面方向上的夾緊力。較為優(yōu)選地，第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24均由柔性材料制成，避免了第一環(huán)形墊片23和第二環(huán)形墊片24對基片21造成的機(jī)械損傷。

以下對后蓋4作詳細(xì)說明：

較為優(yōu)選地，后蓋4設(shè)置為圓盤形結(jié)構(gòu)，并且在后蓋4的邊緣具有向面板1方向凸出設(shè)置的凸緣，凸緣向外延伸形成支腳，凸緣和支腳形成L形結(jié)構(gòu)。較為優(yōu)選地，后蓋4通過支腳與面板1固定連接，固定連接的方式不限定為膠黏、螺紋連接等。另外，為了避免柔性電機(jī)，后蓋4的部分設(shè)置有缺口，缺口的形狀可根據(jù)具體使用情形設(shè)置。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種基于實(shí)施例1中的非致動按鈕觸覺反饋裝置的觸覺反饋方法，請參照圖6，包括以下步驟：

a1、壓電元件2接收觸發(fā)信號并將觸發(fā)信號輸入至控制電路模塊3；

a2、控制電路模塊3接收觸發(fā)信號后產(chǎn)生驅(qū)動信號，并將驅(qū)動信號傳遞至壓電元件2；

a3、壓電元件2接收驅(qū)動信號、在驅(qū)動信號的作用下產(chǎn)生振動量并將振動量傳遞至面板1。

本實(shí)施例的可選方案中，為了避免操作者的誤操作造成的無效驅(qū)動信號的產(chǎn)生，控制電路模塊3設(shè)置有時間閾值和電壓閾值，具體而言：當(dāng)觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值，并且當(dāng)觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值時，控制電路模塊3輸出驅(qū)動信號至壓電元件2。

較為優(yōu)選地，時間閾值設(shè)置為8-12ms，電壓閾值設(shè)置為0.06-0.1v，即當(dāng)觸發(fā)信號的電壓大于0.06-0.1v，并且，當(dāng)觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過8-12ms時，控制電路模塊3輸出驅(qū)動信號至壓電元件2。當(dāng)觸發(fā)信號的電壓未超過0.06-0.1v，并且，當(dāng)觸發(fā)信號的持續(xù)時間不大于8-12ms時，控制電路模塊3停止輸出驅(qū)動信號至壓電元件2，從而有效避免由于誤操作造成的無效驅(qū)動信號的產(chǎn)生，提高了觸覺反饋裝置的反饋精準(zhǔn)性。

較為優(yōu)選地，時間閾值設(shè)置為10ms，電壓閾值設(shè)置為0.08v，當(dāng)觸發(fā)信號的電壓大于0.08v，并且，當(dāng)觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過10ms時，控制電路模塊3輸出驅(qū)動信號至壓電元件2。

以下對觸發(fā)信號作詳細(xì)說明：

本實(shí)施例的可選方案中，觸發(fā)信號包括由手指按壓面板1產(chǎn)生的正觸發(fā)信號，以及由手指逐漸遠(yuǎn)離面板1產(chǎn)生的負(fù)觸發(fā)信號。正觸發(fā)信號和負(fù)觸發(fā)信號形成連續(xù)的波形信號，需要說明的是，請參照圖4，正觸發(fā)信號為X軸上部的觸發(fā)信號，負(fù)觸發(fā)信號為X軸下部的觸發(fā)信號。

在正觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值(圖4中電壓閾值為0.08v)，并且，觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值(圖4中時間閾值為10ms)時，正觸發(fā)信號產(chǎn)生驅(qū)動信號。

在負(fù)觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值(圖4中電壓閾值為-0.08v)，并且，觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值(圖4中時間閾值為10ms)時，負(fù)觸發(fā)信號產(chǎn)生驅(qū)動信號。

以下對觸發(fā)信號以及與觸發(fā)信號對應(yīng)的驅(qū)動信號作詳細(xì)說明：

方式一：請參照圖4，控制電路模塊3接收正觸發(fā)信號和負(fù)觸發(fā)信號后分別產(chǎn)生第一脈沖驅(qū)動信號和第二脈沖驅(qū)動信號，

具體而言：

第一脈沖驅(qū)動信號在正觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值，并且正觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值時產(chǎn)生；

第二脈沖驅(qū)動信號在負(fù)觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值，并且負(fù)觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值時產(chǎn)生。

較為優(yōu)選地，第一脈沖驅(qū)動信號的脈沖寬度為6mS，波幅度為100V。

較為優(yōu)選地，第二脈沖驅(qū)動信號的脈沖寬度為6mS，波幅度為100V。

方式二：

請參照圖5，控制電路模塊3接收正觸發(fā)信號后產(chǎn)生為雙脈沖驅(qū)動信號，并且雙脈沖驅(qū)動信號的兩個單脈沖驅(qū)動信號之間具有時間間隔。

具體而言：

雙脈沖驅(qū)動信號在正觸發(fā)信號的電壓大于電壓閾值，并且正觸發(fā)信號的持續(xù)時間超過時間閾值時產(chǎn)生。

較為優(yōu)選地，雙脈沖驅(qū)動信號的兩個單脈沖驅(qū)動信號的脈沖寬度為6mS，波幅度為100V。

較為優(yōu)選地，雙脈沖驅(qū)動信號的兩個單脈沖驅(qū)動信號之間的時間間隔為200ms。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。