可变形触摸屏
专利汇可以提供可变形触摸屏专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种可 变形 触摸屏 ，其包括：显示单元，用于显示 用户界面 ；配置成接收用户输入并提供触觉用户反馈的触摸面板，所述触摸面板包括：具有第一侧和第二侧的 电介质 材料，涂布于电介质材料的第一侧上的第一 电极 ，涂布于电介质材料的第二侧上的第二电极，涂布于第二电极上的非导电材料，以及涂布于所涂布的非导电材料上的导电金属； 电压 控制器 ，用于控制施加于第一电极和第二电极之间的电压；以及 信号 发生器，用于将信号施加于电压控制器，其中所述信号发生器基于用户的手和导电金属之间的互电容的增大或减小的测量结果来产生信号，以便通过使显示单元上显示的用户界面按钮采取3D形式来提供触觉用户反馈。，下面是可变形触摸屏专利的具体信息内容。
1.一种可变形触摸屏，包括：
显示单元，用于显示用户界面；
配置成接收用户输入并提供触觉用户反馈的触摸面板，所述触摸面板包括：具有第一侧和第二侧的电介质材料，涂布于所述电介质材料的第一侧上的第一电极，涂布于所述电介质材料的第二侧上的第二电极，涂布于所述第二电极上的非导电材料，以及涂布于所涂布的非导电材料上的导电金属；
电压控制器，用于控制施加于所述第一电极和所述第二电极之间的电压；以及信号发生器，用于将信号施加于所述电压控制器，
其中所述信号发生器基于用户的手和所述导电金属之间的互电容的增大或减小的测量结果来产生信号，以便通过使所述显示单元上显示的用户界面按钮采取3D形式来提供触觉用户反馈，
其中，当所述电压控制器向所述第一电极和所述第二电极施加具有相同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凸形；并且当所述电压控制器向所述第一电极和所述第二电极施加具有不同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凹形，从而使所述触摸面板变成与所述显示单元的所述用户界面按钮的形状相应的3D形式。
2.如权利要求1所述的可变形触摸屏，其中：
所述电介质材料是其中含有自由离子的离子凝胶体，并且
当所述电压控制器将负极施加于所述第一电极、并将正极施加于所述第二电极以提供触觉用户反馈时，由于所述自由离子的移动，所述第一电极收缩并且所述第二电极扩张。
3.如权利要求1所述的可变形触摸屏，其中：
所述信号发生器测量用户的手和所述导电金属之间的互电容的增大和减小，并且当所述电容的增大量等于或大于预设的第二阈值时，所述信号发生器根据所述显示单元的所述用户界面按钮的形状来产生用于启动所述触摸面板的立体图的启动信号，当所述电容的增大量小于预设的第二阈值时，所述信号发生器产生用于终止所述触摸面板的立体图的终止信号，并且
所述信号发生器产生用于控制所述触摸面板的颜色的颜色控制信号。
4.一种使触摸面板变形的方法，包括：
在配置成接收用户输入并提供触觉用户反馈的触摸面板上显示用户界面，所述触摸面板包括：具有第一侧和第二侧的电介质材料，涂布于所述电介质材料的第一侧上的第一电极，涂布于所述电介质材料的第二侧上的第二电极，涂布于所述第二电极上的非导电材料，以及涂布于所涂布的非导电材料上的导电金属；
响应于用户输入而测量用户的手和所述导电金属之间的互电容的增大和减小；
当所述互电容的增大量等于或大于预设的第二阈值时，根据用户界面按钮的形状来产生用于启动所述触摸面板的立体图的启动信号；
通过产生用于控制所述触摸面板的颜色的颜色控制信号来控制颜色；
通过控制施加于所述触摸面板的电介质材料的两端的电压，来使所述触摸面板采取与所述用户界面按钮的形状相应的3D形式；
控制变成与所述用户界面按钮相应的3D形式的所述触摸面板；以及
当所述电容的增大量小于预设的第二阈值时，产生用于终止所述触摸面板的立体图的终止信号，
其中，当向所述第一电极和所述第二电极施加具有相同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凸形；并且当向所述第一电极和所述第二电极施加具有不同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凹形，从而使所述触摸面板变成与所述用户界面按钮的形状相应的3D形式。
5.一种使触摸屏变形的方法，包括：
在配置成接收用户输入并提供触觉用户反馈的触摸面板上显示用户界面，所述触摸面板包括：具有第一侧和第二侧的电介质材料，涂布于所述电介质材料的第一侧上的第一电极，涂布于所述电介质材料的第二侧上的第二电极，涂布于所述第二电极上的非导电材料，以及涂布于所涂布的非导电材料上的导电金属；
通过控制施加于所述触摸面板的所述电介质材料的两端的电压，来使所述触摸面板以用户界面按钮的形状采取3D形式；
测量用户的手和所述导电金属之间的互电容的增大和减小；
当所述电容的增大量等于或大于预设的第二阈值时，通过产生用于控制变成3D形式的所述触摸面板的颜色的颜色控制信号来控制颜色；
控制变成与所述用户界面按钮的形状相应的3D形式的所述触摸面板；以及当所述电容的增大量小于预设的第二阈值时，产生用于终止所述触摸面板的立体图的终止信号，
其中，当向所述第一电极和所述第二电极施加具有相同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凸形；并且当向所述第一电极和所述第二电极施加具有不同极性的电压、并且所述第一电极或所述第二电极的电压的绝对值超过预设的第一阈值时，所述第二电极在所述第一电极被固定的状态下形成凹形，从而使所述触摸面板变成与所述用户界面按钮的形状相应的3D形式。
可变形触摸屏
技术领域
背景技术
求和便利性。相反，触摸屏型输入提供了灵活有美感的外观，其具有能够向用户传达大量信息的优点。这显著地不同于无法向用户传达大量信息的传统按钮型界面。因此，在许多车辆上，触摸屏被用作车辆内的许多电子装置的HMI装置。令人遗憾的是，该触摸屏界面在本质上主要是可视的，并且与传统的按钮型输入界面不同，传统的触摸屏不能向用户提供触觉
反馈。这表现出显著的缺点，因为其迫使用户(在这种情况下为车辆的驾驶者)将眼睛离开
道路以便使用HMI。
础的HMI。这会增大在驾驶车辆时出事故的风险。因此，迫切地需要一种触摸屏，其能向用户提供触觉反馈以用作HMI来控制车辆功能，使得驾驶者将眼睛离开道路的需求被最小化。
发明内容
的非导电材料上的导电金属；电压控制器，用于控制施加于第一电极和第二电极之间的电
压；以及用于向电压控制器提供信号的信号发生器，其中信号发生器根据用户的手和外部
导电金属之间的互电容的增大或减小的测量结果，来产生用于使显示单元的用户界面按钮
变成3D形式的信号。
于预设阈值时，根据用户界面按钮的形状来产生用于启动触摸面板的立体图(stereogram)
的启动信号；通过产生用于控制触摸面板上的颜色的颜色控制信号来控制颜色；通过控制
施加于触摸面板的电介质材料的两端的电压，来使触摸面板变成与用户界面按钮的形状相
应的3D形式；控制变成与用户界面按钮的形状相应的3D形式的触摸面板；以及当电容的增
大量小于预设阈值时，产生用于终止触摸面板的立体图的终止信号。
HMI实现汽车内的控制功能(例如，调节收音机、对导航目的地进行编程、等等)所需的时间量来改善驾驶者便利性。
附图说明
具体实施方式
修正都不脱离本发明的精神或范围。此外，附图和描述应被认为在本质上是说明性的而不
是限制性的。在整个说明书中同样的附图标记始终指代同样的元件。
还应理解的是，术语“包括”在本说明书中被使用时，指的是所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，而并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或附加。如本文中使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关列出条目的任意和全部组合。
23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、
48、49和50组成的群中的任何数字、这些数字的组合、或子范围，以及前述整数间的所有居间小数值(例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8和1.9)。关于子范围，从范围的任一端点延伸的“嵌套子范围”是明确可预期到的。例如，1-50的示例性范围的嵌套子范围可以包括：一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或者另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。
(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式(例如通过远程信
息处理服务器或控制器局域网(CAN))被存储和执行。
号，然后将该立体图启动信号传送给电压控制器130。不管手的位置如何，信号发生器140都可以通过从外部施加于该信号发生器的控制信号来产生立体图启动信号。
形式。
便使触摸面板120变成与显示单元110所投影的按钮形状相应的3D形式。
的信号。
面板120的信号。
种情况下，信号发生器的颜色控制信号可以通过相互配合而与立体图信号一起产生，或者
可以与立体图信号分别产生。
的颜色的颜色控制信号、以及用于使触摸面板变成3D形式的信号。
钮的形状来产生用于使触摸面板120变成3D形式的信号。在这种情况下，随着用户的手接近以便控制变成3D形式的A/C相关按钮，当信号发生器140确定电容的增大量等于或大于阈值
时，信号发生器140产生用于控制变成3D形式的触摸面板120的颜色的颜色控制信号。
料123，以及涂布于所涂布的非导电材料123上的导电金属126。电介质材料124是包括自由
离子127的离子凝胶体126。第一电极121和第二电极122涂布于离子凝胶体126的两端上。第一电极121和第二电极122对应于导电金属126涂层(导电板)，并且是柔韧且透明的材料。第一电极121和第二电极122的端部中的每一者连接到电压控制器130，并且电压通过电压控
制器130被施加。非导电材料123(氧化物层等)可以涂布于第二电极122上。透明的特殊导电金属126(例如，锡锑氧化物：TAO)可以涂布于非导电材料123上。透明的特殊导电金属126可以连接于信号发生器140。
121收缩。因此，当第一电极121的下部被固定时，离子凝胶体126上升至第二电极122，因此触摸面板120可以采取与用户界面按钮的形状相应的3D形式。
材料123，以及涂布于所涂布的非导电材料123上的导电金属126。当电压控制器130向第一
电极121和第二电极122中的每一者施加具有相同极性的电压时，在第一电极121和第二电
极122之间会产生排斥力。此后，当逐渐增大第一电极的电压的绝对值时，第一电极121和第二电极122之间的排斥力会增大。当排斥力超过阈值时，由于第一电极在固定状态下向外升高，所以第二电极122形成凸形。
固定状态下向内移动，所以第二电极122形成凹形。
124，涂布于电介质材料124的一端上的第一电极121，涂布于电介质材料124的另一端上的
第二电极122，涂布于第二电极122上的非导电材料123，以及涂布于所涂布的非导电材料
123上的导电金属126。导电金属126连接于信号发生器140。在用户的手和导电金属126之间存在电容，并且当用户的手变得更靠近导电金属126时，该互电容具有与距离成反比的特
性。
号。
容410的增大和减小(步骤S520)。信号发生器140确定检测到的电容增大量是否等于或大于
预设阈值(步骤S530)。当在步骤S530中信号发生器140确定电容的增大量等于或大于阈值
时，信号发生器140根据用户界面按钮的形状来产生用于开始使触摸面板变成3D形式的启
动信号(步骤S540)。当在步骤S530中信号发生器140确定电容的增大量等于或大于阈值时，信号发生器140根据用户界面按钮的形状来产生用于控制变成3D形式的触摸面板的颜色的
颜色控制信号(步骤S550)。信号发生器140将该启动信号传送给电压控制器130，并且电压
控制器130根据该启动信号控制施加于第一电极121和第二电极122的电压，以使触摸面板
120变成与用户界面按钮的形状相应的3D形式(步骤S570)。用户通过触摸已变成3D形式的
触摸面板120的用户界面来控制该用户界面(步骤S580)。随着用户进行的控制结束并且用
户的手从触摸面板120上收回，当电容的增大量变得小于预设的第二阈值时，信号发生器
140产生用于终止变成3D形式的触摸面板的立体图的终止信号。当在步骤S530中信号发生
器140确定电容的增大量小于阈值时，信号发生器140产生用于终止变成3D形式的触摸面板
的立体图的终止信号(步骤S540)。
信号传送给电压控制器130，并且电压控制器130根据启动信号来控制施加于第一电极121
和第二电极122的电压，以使触摸面板120变成与用户界面按钮的形状相应的3D形式(步骤
S620)。信号发生器140测量用户的手和导电金属126之间的互电容410的增大和减小(步骤
S630)。信号发生器140确定所测量的电容增大量是否等于或大于预设阈值(步骤S640)。当
在步骤S640中信号发生器140确定电容的增大量等于或大于阈值时，信号发生器140产生用
于控制变成与用户界面按钮的形状相应的3D形式的触摸面板120的颜色的颜色控制信号
(步骤S650)。用户通过触摸变成3D形式的触摸面板120的用户界面来控制该用户界面(步骤
S660)。随着用户进行的控制结束并且用户的手从触摸面板120上收回，当电容的增大量变
得小于预设的第二阈值时，信号发生器140产生用于终止变成3D形式的触摸面板的立体图
的终止信号(步骤S670)。
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