压电触控面板装置

技术领域

本发明涉及触控面板领域，特别涉及一种压电触控面板装置。

背景技术

随着触控技术的发展和汽车智能系统的进步，传统汽车的物理按键经久耐用，但是不够灵活和智能，且功能单一，随着技术的发展，汽车集成的功能越来越多，现有的汽车触摸控制装置在触摸后，无法实现在整个区域内实现双指或多指滑动操作，以及通过相对较长距离的滑动，能够形成不同分级控制，以及不确定是否实现了对相应器件的控制，体验效果差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种压电触控面板装置，旨在解决现有技术中使用物理按键且功能单一的问题，通过在触控面板可以实现多个触控区域，以实现多功能操作。

为实现上述目的，本发明提出的压电触控面板装置，包括：

触控面板，至少包括第一触控区域和第二触控区域，所述第一触控区域和所述第二触控区域能够组合形成第三触控区域，所述触控面板用于在各触控区域被触发时，输出对应的电信号；以及

压电感应装置，设置于所述触控面板上，所述压电感应装置包括多个压电感应元件，所述第一触控区域和所述第二触控区域分别对应设置有至少一个所述压电感应元件；

控制装置，与所述触控面板和所述压电感应装置分别电连接；所述控制装置，用于根据所述触控面板输出的电信号和所述压电感应装置的压力检测信号中的一者或者多者的组合输出对应的反馈控制信号至对应的所述触控面板和所述压电感应装置，以使得所述触控面板对应的所述触控区域和/或所述压电感应装置产生触觉反馈。

在一实施例中，所述压电触控面板装置包括固定结构，所述压电感应装置还包括压电感应元件定位片，多个所述压电感应元件沿所述触控面板长度方向间隔设置，并通过所述固定结构安装在所述定位片的一面，所述定位片的另一面与所述触控面板的背侧安装。

在一实施例中，所述触控面板内壁形成有安装部，多个所述压电感元件分别设置于所述安装部内。

在一实施例中，所述安装部为凹陷形成在所述触控面板内壁的容纳空间。

在一实施例中，所述触控面板包括上盖体组件、电容膜和基座组件，所述上盖体组件盖设在所述基座组件上，所述电容膜位于多个所述压电感应元件与所述上盖体组件之间，多个所述压电感应元件安装在所述上盖体组件内壁上，所述上盖体组件上表面设有多个触控区域，所述控制装置安装在所述基座组件上，所述电容膜与所述控制装置电连接。

在一实施例中，所述触控面板还包括灯带，所述灯带位于所述电容膜与多个所述压电感应元件之间，所述灯带与所述控制装置电连接。

在一实施例中，所述基座组件包括支撑安装件和底座组件，所述支撑安装件上设置有多个搭载区域，一个搭载区域对应电性连接一个压电感应元件，所述支撑安装件安装在所述底座组件上，所述控制装置安装在所述底座组件上。

在一实施例中，所述控制装置包括多个压电FPC、FPC连接线和FPC控制板，多个所述压电感应元件与多个压电FPC电连接，且一一对应，所述压电FPC安装在所述压电FPC连接线上，所述压电FPC连接线安装在所述支撑安装件上，所述FPC控制板安装在所述底座组件上，多个所述压电FPC与所述FPC控制板电连接。

在一实施例中，所述支撑安装件远离所述的压电感应元件的一面形成有限位部，多个压电FPC安装在所述限位部上。

在一实施例中，所述限位部为凹陷形成在所述的压电感应元件的远离支撑安装件一面上多个间隔设置的安装槽，多个压电FPC安装在多个所述安装槽上，且一一对应。

在一实施例中，所述底座组件包括底座主体和底盖，所述底座主体和所述底盖上的其中一个设置有定位件，另一个设置限位件，所述底座主体通过所述定位件和所述限位件适配安装在所述底盖上，所述支撑安装件安装在所述底座主体上，所述压电FPC连接线和所述FPC控制板分别安装在所述底座主体上。

本发明技术方案提供的压电触控面板装置包括：触控面板、压电感应装置以及控制装置，压电感应装置设置于触控面板上，具体地，可以设贴附在触控面板的内壁上，当人手触控到触控面板的一触控区域时，使触控区域产生电信号，压电感应装置通过压电感应元件接收到对应的触控区域产生的电信号后，压电感应元件发生压电反应，就会产生一定的振动反馈，压电感应装置与控制装置相连接(具体可以为电连接)，压电感应元件接收对应的触控区域产生的电信号，并将电信号反馈至控制装置进而控制控制装置将压电感应元件产生的力学反应(振动)向触控面板传递，使触控面板振动。该申请方案利用压电感应装置使触控面板振动(使形状变化)，发挥通过施加电压而形状变化的压电陶瓷元件的特性，例如向压电陶瓷施加单稳态(脉冲)电压，使触摸面板部瞬间振动(与使用振动电动机时相比缩短触摸面板部的振动响应时间)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明压电触控面板装置一实施例的结构分解示意图；

图2为本发明压电触控面板装置一实施例的结构示意图；

图3为图2的剖视图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种压电触控面板装置。

参照图1～图3，本发明实施例中，压电触控面板装置，包括：

触控面板10，至少包括第一触控区域和第二触控区域，所述第一触控区域和所述第二触控区域能够组合形成第三触控区域，所述触控面板10用于在各触控区域被触发时，输出对应的电信号；以及

压电感应装置20，设于所述触控面板10内，所述压电感应装置20包括多个压电感应元件21，所述第一触控区域和所述第二触控区域分别对应设置有至少一个所述压电感应元件21；

控制装置30，与所述触控面板10和所述压电感应装置20分别电连接；所述控制装置30，用于根据所述触控面板10输出的电信号和所述压电感应装置20的压力检测信号中的一者或者多者的组合输出对应的反馈控制信号至对应的所述触控面板10和所述压电感应装置20，以使得所述触控面板10对应的所述触控区域和/或所述压电感应装置20产生触觉反馈。

本申请提供的压电触控面板装置包括：触控面板10、压电感应装置20以及控制装置30，其中，压电感应装置20设置于触控面板10上，具体地，可以贴附在触控面板10的内壁上，当人手触控到触控面板10的一触控区域时，使触控区域产生电信号，压电感应装置20通过压电感应元件21接收到对应的触控区域产生的电信号后，压电感应元件21发生压电反应，就会产生一定的触觉反馈，可以理解的是，在工作的过程中，压力检测信号即受到外界施加的压力后压电感应元件21自身就会产生电荷的累积，即产生压电效应，从而可以通过电荷的变化来感应压力的变化。压电感应装置20与控制装置30相连接(具体可以为电连接)，压电感应元件21接收对应的触控区域产生的电信号，压电感应装置20发生压电反应，产生压力检测信号，进而控制装置30将压电感应元件21产生的力学反应(振动)向触控面板10传递，触控面板10产生触觉反馈。

例如，当触控面板10的第一触控区域产生第一电信号时，与第一触控区域对应的第一压电感应元件接收第一电信号后产生压电反应，并反馈至控制装置，以使控制装置根据第一压电感应元件反馈的信号，向触控面板输出第一反馈控制信号，以使触控面板的第一触控区域产生触觉反馈；当触控面板10的第一触控区域和第二触控区域同时产生第一电信号和第二电信号时，与第一触控区域和第二触控区域对应的第一压电感应元件和第二压电感应元件接收第一电信号和第二电信号后都产生压电反应，并反馈至控制装置，以使控制装置根据第一压电感应元件和第二压电感应元件反馈的信号，向触控面板输出第一反馈控制信号和第二反馈控制信号，以使触控面板的第一触控区域和第二触控区域产生触觉反馈；当触控面板10的第一触控区域和第二触控区域组合形成第三触控区域产生第三电信号，第四触控区域和第五触控区域组合形成第六触控区域产生第六电信号，与第三触控区域和第六触控区对应的第三压电感应元件和第六压电感应元件接收第三电信号和第六电信号后都产生压电反应，并反馈至控制装置，以使控制装置根据第三压电感应元件和第六压电感应元件反馈的信号，向触控面板输出第三电信号和第六电信号，以使触控面板的第三触控区域和第六触控区域产生触觉反馈。可选地，触控面板可以包括但不限于第一触控区域和第二触控区域，还可以包括第四触控区域以及第五触控区域等，其中，当触控面板的第四触控区域产生第四电信号时，与第四触控区域对应的第四压电感应元件接收第四电信号后产生压电反应，并反馈至控制装置，以使控制装置根据第四压电感应元件反馈的信号，向触控面板输出第四反馈控制信号，以使触控面板的第四触控区域产生触觉反馈。由此可见，其他触控区域的控制过程与上述过程类似，在此不做过多阐述。

例如，压电感应装置20使触控面板10产生触觉反馈。可以理解的是，压电感应装置20可以使触控面板10产生触觉反馈。触觉反馈可以为振动反馈，例如，当使用者对触控区域进行触控操作时，人手或其他接触物体会作为一个导体进入到触控区域对应布局的电容上，以使电容发生变化，此时触控区域因电容变化产生瞬间振动。由此，可以向使用者提供像按下按钮或键那样的操作感(点击感)。其中，为了向使用者提供像按下按钮或键那样的操作感(点击感)(使触摸面板部充分地振动)，需要设置多个压电感应元件21。可选地，压电感应元件21为压电陶瓷，如此，多个压电陶瓷沿触摸面板部或显示部的长度方向设置。

作为一种较佳地实施方式，在本实施例中，整个触控面板10中间椭圆区域为滑动操作区域，可以分为左侧滑动区域和右侧滑动区域两个部分，能够通过在左侧或右侧的每个区域内进行相对较短距离的单指滑动操作，压电感应装置20包括多个压电陶瓷，多个压电陶瓷分别安装在触控面板10的左侧或右侧的每个区域，进一步地，可对称相等设置，因此通过对多个压电陶瓷进行触控操作，实现对于各种汽车物理开关的替代，比如通过单指滑动进行单一功能开启和关闭操作，就可以进行触控界面的切换和控制。同时，左侧和右侧区域可以合并形成一个整体滑动区域，在整个区域内实现通过双指或多指滑动操作，都能通过对多个压电陶瓷进行触控操作，因此通过相对较长距离的滑动，能够形成不同分级控制。

可选地，在整个滑动路径上总共均匀等距布置6颗压电陶瓷，左侧和右侧分别排布3颗，进行单侧区域的单指滑动振动反馈；对于整个区域内的多指滑动操作，则通过左右两侧的压电感应元件同时驱动提供振动反馈，因此该方案可以解决传统物理按键功能单一和操作单一的问题，触控面板10可以实现双指或多指滑动操作，继而满足操作界面上可以具有丰富的功能扩展和多种可调的振动反馈手感，在不同驾车环境和多种使用情况下，都能保证用户具有优秀使用体验。本申请提供的压电感应装置20通过触控使触控面板10发生电信号使压电感应装置20产生的力学反应(振动)向触控面板传递，使触控面板振动，操作简单，灵敏度高，不受干扰也不会出现按键卡死等情况，实用性较高。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述压电触控面板装置包括固定结构，所述压电感应装置20还包括压电感应元件定位片22，多个所述压电感应元件21沿所述触控面板10长度方向间隔设置，并通过所述固定结构安装在所述定位片22的一面，所述定位片22的另一面与所述触控面板10的背侧安装。

由于压电感应元件21的数量为多个，压电感应元件为了提高安装稳定性，压电触控面板装置还包括固定结构，通过固定结构将压电感应元件21粘贴在定位片22上，因此可以保证压电感应元件21的振动效果均匀向上传递，进一步地，再将安装好压电感应元件21的定位片22安装在触控面板10上，减少了压电感应元件21与触控面板10的内表面之间的距离，确保触控的灵敏度。在本实施方式中，可选地，触控面板10上设置有6个压电感应元件21，6个压电感应元件21沿触控面板10的长度方向设置。具体地说，沿触控面板10的长度方向左侧以及右侧各设置三个，可以进行单侧区域的单指滑动振动反馈；而对于整个区域内的多指滑动操作，则通过左右两侧的压电感应元件同时驱动提供振动反馈，因此该方案可以解决传统物理按键功能单一和操作单一的问题，触控面板10可以实现双指或多指滑动操作，继而满足操作界面上可以具有丰富的功能扩展和多种可调的振动反馈手感。可以理解的是，对触摸面板部10进行了触摸输入(识别对显示的键进行的操作)，则将电信号反馈至多个压电感应元件21处，使触控面板10振动，利用上述触控面板10的振动，可以向使用者提供像按下按钮或键那样的操作感(点击感)。其中，所述固定结构可以是环氧树脂、螺钉、卡扣或焊锡等等。在本实施例中，压电感应元件21可以是压电陶瓷片，定位片22可以是钢片，因此便于采购，成本较低，效果好。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述触控面板10内壁形成有安装部，多个所述压电感元件21设置于所述安装部内。

将压电感应装置20安装在触控面板10的安装部上，提高了安装的稳定性以及便利性，合理利用了安装空间，使结构更紧凑小巧，减少了压电感应装置20与触控面板10的内表面之间的距离，确保触控的灵敏度。其中，安装部可以是凹陷形成在触控面板10内壁的安装槽。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述安装部为凹陷形成在所述触控面板10内壁的容纳空间。

安装部为凹陷形成在触控面板10内壁的容纳空间，可以但不限于为安装槽或安装孔而形成有一定的容纳空间，容纳空间的形状、尺寸与具有片状结构的压电感应装置20相适配，使得压电感应装置20能够被安置于容纳空间，减少对压电感应装置20的固定设置的相应结构，避免对压电感应装置20的结构、功能产生影响。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述触控面板10包括上盖体组件11、电容膜12和基座组件13，所述上盖体组件11盖设在所述基座组件13上，所述电容膜12位于多个所述压电感应元件21与所述上盖体组件11之间，多个所述压电感应元件21安装在所述上盖体组件11内壁上，所述上盖体组件11上表面设有多个触控区域，所述控制装置30安装在所述基座组件13上，所述电容膜12与所述控制装置30电连接。

电容膜12安装在多个压电感应元件21与上盖体组件11之间，可通过固定结构安装在上盖体组件11上，因此当手指触摸到面板10上的触摸区域时，电容膜12向控制装置30发出感应信号，将压电感应元件21产生的力学反应(振动)向触控面板10传递，使压电感应元件21和触控面板10振动，使人手能够得到触摸的反馈，操作更为方便。具体地，通过电容膜12的电容变化进行滑动操作的识别，包括滑动操作的触发及滑动距离、双指或多指操作手势的判断和监测，使得控制装置30安装在基座组件13上，合理利用了安装空间，使结构更紧凑小巧，增大了压电感应元件21与控制装置30的内表面之间的距离，确保触控的灵敏度。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述触控面板10还包括灯带14，所述灯带14位于所述电容膜12与多个所述压电感应元件21之间，所述灯带14与所述控制装置30电连接。

当人手触控到触控面板10，使触控面板10产生电信号，控制装置30接收到电信号后，再控制灯带14工作，通过照明显示出相应的压电感应元件21发生振动，进一步地，灯带14可通过固定结构安装在电容膜12上，具体地，灯带14可以选择照明灯带。所述灯带14上设有多个LED显示单元，所述LED显示单元包括：LED发光部以及驱动芯片，所述驱动芯片一端与所述控制装置30电连接，另一端与所述LED显示单元电连接，所述驱动芯片配置为接收所述控制装置30反馈的电信号后，再输出的灯光驱动信号以驱动所述LED发光部按照设定亮度工作。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述基座组件13包括支撑安装件131和底座组件132，所述支撑安装件131上设置有多个搭载区域，一个搭载区域对应电性连接一个压电感应元件21，所述支撑安装件131安装在所述底座组件132上，所述控制装置30安装在所述底座组件132上。

支撑安装件131上设置有多个搭载区域，一个搭载区域对应电性连接一个压电陶瓷21，支撑安装件131安装在底座组件132上，而控制装置30安装在底座组件132上，可以减弱各个搭载区域与控制装置30的连接应力，降低各个压电陶瓷21在振动时所受到的来自控制装置30的阻力。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述控制装置30包括多个压电FPC31、FPC连接线32和FPC控制板33，多个所述压电感应元件21与多个压电FPC31电连接，且一一对应，所述压电FPC31安装在所述压电FPC连接线32上，所述压电FPC连接线31安装在所述支撑安装件131上，所述FPC控制板32安装在所述底座组件132上，多个所述压电FPC31与所述FPC控制板33电连接。

通过多个压电FPC31、FPC连接线32和FPC控制板33的相互作用，从而实现了压电感应装置20受到压力或者由于触控面板10的感受到触控发生机械振动，压电感应装置20发生压电反应，就会产生一定数量的电荷，压电感应装置20的电极即可产生并输出第二信号，第二信号可以是电压信号，压电感应装置20与控制装置30相连接(具体可以为电连接)，压电感应元件21接收对应的触控区域产生的电信号，并将电信号反馈至控制装置30，进而控制装置30将压电感应元件21产生的力学反应(振动)向触控面板10传递，触控面板10振动。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述支撑安装件131远离所述的压电感应元件21的一面形成有限位部，多个压电FPC31安装在所述限位部上。

将压电FPC31通过限位部安装在支撑安装件131上，提高了安装的稳定性以及便利性，合理利用了安装空间，使结构更紧凑小巧，减少了压电感应元件21与压电FPC31的之间的距离，确保触控的灵敏度，其中，限位部为凹陷形成支撑安装件131远离所述的压电感应元件21的一面形成的容纳空间，可以但不限于为安装槽或安装孔而形成有一定的容纳空间，容纳空间的形状、尺寸与具有片状结构的压电FPC31相适配。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述限位部为凹陷形成在所述的压电感应元件21的远离支撑安装件131一面上多个间隔设置的安装槽，多个压电FPC31安装在多个所述安装槽上，且一一对应。

安装部为凹陷形成在触控面板10内壁的容纳空间，可以但不限于为安装槽或安装孔而形成有一定的容纳空间，容纳空间的形状、尺寸与具有片状结构的压电FPC31相适配，使得压电FPC31能够被安置于容纳空间，减少对压电FPC31的固定设置的相应结构，避免对压电FPC31的结构、功能产生影响。

参照图1～图3，本发明实施例中，所述底座组件132包括底座主体1321和底盖1322，所述底座主体1321和所述底盖1322上的其中一个设置有定位件，另一个设置限位件，所述底座主体1321通过所述定位件和所述限位件适配安装在所述底盖1322上，所述支撑安装件131安装在所述底座主体1321上，所述压电FPC连接线31和所述FPC控制板32分别安装在所述底座主体1321上。

通过设置了定位件和限位件，可以对底座主体1321在底盖1322上的安装进行更好的限位，可以更好的保证底座主体1321在底盖1322装配后不容易晃动，增强底座主体1321在底盖1322之间的固定强度，同时，底座主体1321在底盖1322采用限位配合的安装方式，装配简便，提高生产效率。具体地，定位件为定位凸起，定位凸起的数量为多个，限位件为第一限位孔或限位槽，第一限位孔或限位槽的数量为多个，多个定位凸起与多个第一限位孔或者限位槽相适配；或定位件为定位螺纹，限位件为螺纹槽，定位螺纹与螺纹槽相适配；或定位件为定位孔，定位孔为螺纹孔，定位孔的数量为多个，限位件为第二限位孔，多个定位孔与多个第二限位孔对应设置，还包括连接螺栓，连接螺栓的数量为多个，连接螺栓穿过所述第二限位孔后与所述定位孔螺纹连接；或定位件为卡扣弹片，卡扣弹片的数量为多个，限位件为限位凹陷，限位凹陷的数量为多个，多个卡扣弹片与多个限位凹陷相适配；或定位件为卡扣件，卡扣件的数量为多个，限位部与所述多个卡扣件相适配。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。