一种触感交互中控显示屏

1.本发明涉及中控显示屏技术领域，具体是一种触感交互中控显示屏。


背景技术：

2.随着车载计算机系统的飞速发展，车载交互屏趋向于大屏呈现。大多数车载中控屏是通过手指点击、滑动、缩放等一系列方式进行操作的。现代汽车更多的智能化电子应用及功能被集成到车载显示中，如车速、导航信息、天气等各种行车信息，娱乐信息等都集中显示在中控显示屏中。车载显示系统逐渐向集智能、多媒体、以及网络化为一体的方向发展。汽车中控台的操控面板越来越多的走向了这种平板化的设计风潮。平板化的触控操作固然有其新颖的一面，但同样也有其短板的一面。而随着“大屏”功能的高度集中，甚至短板也越来越明显。
3.汽车上，全玻璃化座舱和触控式液晶显示器，根本不具备传统中控台的盲操功能。尤其是在行驶的时候，要操作副仪表板上的液晶显示器来调节空调、调节座椅加热、开闭各种车辆的功能，完全就是不可能的。触摸屏中控的好处是所见即所得，但是在触摸的时候，人的视线必会短暂离开前方路面，如果车速够快，也是不小的安全隐患。随着触摸键尺寸减小到一定水平以下，与物理键相比，诸如任务完成时间、准确性和主观等级之类的可用性度量会大大降低。车载显示常见故障有黑屏、卡滞、误触发、触摸失效等，一旦出现故障，人机交互及信息显示将无法进行，也给安全驾驶带来极大隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种触感交互中控显示屏，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种触感交互中控显示屏，所述显示屏由五层固定组成，从上到下依次为：印刷电路板层、pdms凸块层、ipmc致动器层、pdms背衬层、钛支撑板。
6.作为本发明进一步的方案：所述印刷电路板层上对应设有感测孔，所述pdms凸块层中的凸块穿过所述印刷电路板层的感测孔，且所述pdms凸块层中的凸块为圆顶形凸起，所述pdms凸块层中的每个凸块连接到单独的控制电路。
7.作为本发明进一步的方案：所述pdms凸块层中的凸块为电绝缘元件，且所述pdms凸块层中的凸块为矩形阵列分布。
8.作为本发明进一步的方案：所述ipmc致动器层包括ipmc薄片和悬臂梁，所述ipmc薄片固定在悬臂梁上，所述ipmc薄片由两面镀有贵金属的聚电解质膜组成。
9.作为本发明进一步的方案：所述pdms背衬层设有pdms膜，且与所述ipmc致动器层中的ipmc薄片固定连接，用于为所述ipmc致动器层提供恢复力。
10.作为本发明进一步的方案：所述贵金属包括钯、银、金和铜。
11.作为本发明进一步的方案：所述ipmc致动器层能够电控制所述ipmc薄片有向上凸
起和向下凹陷两种状态，形成不同的按压感。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用ipmc致动器层的形变性能，可以被显著提升以触摸并在指尖上给予不同的压力体验，实现人车交互，提高安全性；用户的手指触摸所述pdms凸块层中的凸块，而不是直接接触ipmc致动器层的表面电极，使操作更加灵敏，更加安全，使用寿命更长，交互体验更好；通过控制ipmc的形变弯曲，凸点进行组合排列，具有不同的按键意义，实现盲操、交互和功能多样化。
附图说明
13.图1为一种触感交互中控显示屏的结构示意图。
14.图2为一种触感交互中控显示屏的爆炸图。
15.附图标记注释：1-印刷电路板层、2-pdms凸块层、3-ipmc致动器层、31-ipmc薄片、32-悬臂梁、4-pdms背衬层、5-钛支撑板。
具体实施方式
16.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
17.实施例1请参阅图1至图2，一种触感交互中控显示屏，所述显示屏由五层固定组成，从上到下依次为：印刷电路板层1、pdms凸块层2、ipmc致动器层3、pdms背衬层4、钛支撑板5，印刷电路板层1和钛支撑板5为显示屏提供支撑力和压力，允许导线有效地将信号传输到ipmc致动器层3。为了驱动ipmc致动器层3中的上下电极，控制信号被传送到相应的线对，上部导线由印刷电路板层1上的图案化线路形成，下面的电线使用由导电铜带制成的铜条。
18.在本发明实施例中，所述印刷电路板层1上对应设有感测孔，所述pdms凸块层2中的凸块穿过所述印刷电路板层1的感测孔，且所述pdms凸块层2中的凸块为圆顶形凸起，所述pdms凸块层2中的每个凸块连接到单独的控制电路，可以被独立地操纵，在操作期间，用户的手指触摸pdms凸块层2中的凸块，而不是直接接触ipmc致动器层3中的表面电极，pdms凸块层2中的凸块覆盖了ipmc致动器层3上表面的部分区域，从而降低了ipmc内液体的蒸发速率，当指尖接近圆顶形凸块时，检测模式近似为点接触，导致更好的灵敏度。
19.在本发明实施例中，所述pdms凸块层2中的凸块为电绝缘元件，提高安全性，且所述pdms凸块层2中的凸块为矩形阵列分布。
20.在本发明实施例中，所述ipmc致动器层3包括ipmc薄片31和悬臂梁32，所述ipmc薄片31固定在悬臂梁32上，所述ipmc薄片31由两面镀有贵金属的聚电解质膜组成，每个ipmc薄片31连接到单独的控制电路，并且可以被操纵独立地。
21.在本发明实施例中，所述pdms背衬层4设有pdms膜，且与所述ipmc致动器层3中的ipmc薄片31固定连接，用于为所述ipmc致动器层3提供恢复力。
22.在本发明实施例中，所述贵金属包括钯、银、金和铜。
23.在本发明实施例中，所述ipmc致动器层3能够电控制所述ipmc薄片31有向上凸起和向下凹陷两种状态，形成不同的按压感，且在本申请中通过设有5
×
5的凸块阵列，然后搭配多个向上凸起和向下凹陷两种状态自由组合，实现盲操。
24.工作原理：本发明能够实现车载中控屏的盲操行为，当pdms凸块层2由ipmc致动器
层3驱动时，指尖能够适当地感觉到力的变化，实现人车交互；通过控制ipmc的形变弯曲，有向上凸起和向下凹陷两种状态，凸块进行组合排列，实现盲操、交互和功能多样化。
25.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
26.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述显示屏由五层固定组成，从上到下依次为：印刷电路板层、pdms凸块层、ipmc致动器层、pdms背衬层、钛支撑板。2.根据权利要求1所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述印刷电路板层上对应设有感测孔，所述pdms凸块层中的凸块穿过所述印刷电路板层的感测孔，且所述pdms凸块层中的凸块为圆顶形凸起，所述pdms凸块层中的每个凸块连接到单独的控制电路。3.根据权利要求1所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述pdms凸块层中的凸块为电绝缘元件，且所述pdms凸块层中的凸块为矩形阵列分布。4.根据权利要求1所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述ipmc致动器层包括ipmc薄片和悬臂梁，所述ipmc薄片固定在悬臂梁上，所述ipmc薄片由两面镀有贵金属的聚电解质膜组成。5.根据权利要求4所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述pdms背衬层设有pdms膜，且与所述ipmc致动器层中的ipmc薄片固定连接，用于为所述ipmc致动器层提供恢复力。6.根据权利要求4所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述贵金属包括钯、银、金和铜。7.根据权利要求4所述的一种触感交互中控显示屏，其特征在于，所述ipmc致动器层能够电控制所述ipmc薄片有向上凸起和向下凹陷两种状态，形成不同的按压感。

技术总结
本发明公开了一种触感交互中控显示屏，属于中控显示屏技术领域，所述显示屏由五层固定组成，从上到下依次为：印刷电路板层、PDMS凸块层、IPMC致动器层、PDMS背衬层、钛支撑板；本发明利用IPMC致动器层的形变性能，可以被显著提升以触摸并在指尖上给予不同的压力体验，实现人车交互，提高安全性；通过控制IPMC的形变弯曲，凸点进行组合排列，具有不同的按键意义，实现盲操、交互和功能多样化；解决了现有的显示屏人机交互效果不佳的问题。屏人机交互效果不佳的问题。屏人机交互效果不佳的问题。


技术研发人员：肖阳 张宇琦 李昀 李悦铭
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2023/1/31