3D触控屏幕、3D数字键盘制作方法及触控交互方法

技术领域

本发明涉及手机触控技术领域，特别涉及一种能够方便视力不佳人士使用的3D触控屏幕及方法。

背景技术

触摸屏带给我们的不仅仅是触即所得的便捷操作，我们所需要做的就是手指往屏幕轻轻一按，同时也可以做到非触摸屏不可能实现的功能，例如可以在你拍完的照片上随心所欲的涂鸦，就像自己拿着画笔一样。一个需要在键盘上按几次按钮才能实现的操作，也许在触控屏幕只需轻轻一划。只要手指轻轻的接触和触摸，就可以将我们的物理接触转变为数字代码。

由于触控屏幕可以代替按钮，因此可以摒弃键盘带来的累赘，进而将屏幕扩展到整个面板，在机身与屏幕大小之间取得更大的平衡点。对于大多人用户来说，更大的屏幕，带来更好的用户体验，是人机交互界面的发展需要和方向。触摸屏因其具有易于操作性、直观性和灵活性等优点，已成为个人移动通信设备和综合信息终端的主要人机交互界面，如平板电脑、智能手机、医疗设备、车载中控台、车载导航等。触摸屏的种类很多，其中，投射式电容触摸屏因其具有多点触摸、反应时间快、使用寿命长、结构轻、薄等特点，目前已经成为中小尺寸信息终端触控交互采用的主要技术。

但是作为人机交互工具，触摸界面存在的最大的问题是没有真实的操作手感，不能像真实存在的键盘那样有力反馈反应，这对于盲人或者是视力不佳的人来说，是致命的，基本上无法进行有效的交互，另外，智能机的平面触控区域的交互式操作十分耗电。现有的带有键盘的终端，一般功能较少，不能满足用户的需要。

发明内容

现有的智能终端存在的问题是：没有真实的操作手感，不能像真实存在的键盘那样有力反馈反应，这对于盲人或者是视力不佳的人来说，是致命的，基本上无法进行有效的交互， 智能终端的平面触控区域的交互式操作十分耗电。现有的带有键盘的终端，一般功能较少，不能满足用户的需要。

针对上述问题，提出一种3D触控屏幕及方法，通过在智能终端的后盖板开设显示窗口，并蚀刻或者雕刻3D数字键盘，既保留了智能终端的功能，也能获得真实存在的操作手感，解决了现有技术中，盲人或者是视力不佳的人无法与智能终端进行有效交互的问题。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕不点亮工作，进而降低了能耗。采用的3D玻璃盖板整体轻薄、美观，且强度和精度较高。触控屏幕的操作是通过检测触摸压力对基板产生的应变来实现的，用户触摸操作时不受触摸方式的限制。同时，毋须检测各应变感应器的形变，对各应变感应 器与所述基板的安装连接要求低，提高了压力感应式触摸屏使用的可靠性和灵敏度。也可采用单层互容式触摸面板可以实现高频扫描，提高扫描触控信号的准确度。

第一方面，提出一种3D触控屏幕，设置在智能终端后盖板上，包括3D数字键盘、触控单元及显示单元，所述3D数字键盘化学蚀刻或者雕刻在所述后盖板上，所述显示单元包括显示窗口，所述显示窗口设置在所述后盖板上，所述3D数字键盘与所述触控单元对应设置。

结合本发明所述的3D触控屏幕，第一种可能的实施方式中，所述后盖板为3D玻璃盖板，包括盖板主体，所述盖板主体的上表面棱边为2.5D边缘，所述盖板主体的下表面设有用于贴合触控单元及显示单元的凹槽。

结合本发明所述的3D触控屏幕，第二可能的实施方式中，所述触控单元为压力感应式触控单元，所述后盖板为弹性形变性能材质，所述压力感应式触控单元包括用于检测所述后盖板横向变形且固设于所述后盖板的下表面周边处的应变感应器，通过所述应变传感器检测所述后盖板水平方向上的弹性形变量，同时识别触摸位置以及触摸压力大小。

结合本发明所述的第二可能的情况，第三可能的实施方式中，所述压力感应式触控单元还包括一承压板，所述承压板固设于所述后盖板的上表面。

结合本发明所述的第一种可能的实施情况，第四可能的实施方式中，所述触控单元为电容式触控单元，所述电容式触控单元包括扫描电极、第一感应电极和第二感应电极，所述扫描电极分别与第一感应电极、第二感应电极相靠近形成互电容，第一感应电极感应触控信号的纵向坐标，第二感应电极感应触控信号的横向坐标。

结合本发明所述的第四种可能的实施情况，第五可能的实施方式中，所述电容式触控单元呈阵列排布，任一触控单元的扫描电极相连，位于同一行的触控单元的第一感应电极相连，位于同一列的触控单元的第二感应电极相连。

第二方面，提出一种3D数字键盘制作方法，包括步骤

制作智能终端3D玻璃后盖板；

在所述3D玻璃后盖板上设置显示窗口及触控区域；

在所述触控区域雕刻或化学蚀刻3D数字键盘。

结合第二方面，第一种可能的实施方式中，所述步骤：制作智能终端3D玻璃后盖板，包括子步骤：

在玻璃上均匀地涂布光刻胶；

将涂布有光刻胶的玻璃放置在曝光机中，利用光罩在玻璃上曝光出目标图案，然后通过显影将目标图案显现出来，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触控单元及显示单元的后盖板区域；

利用蚀刻液对玻璃的蚀刻区域进行化学蚀刻，在所述蚀刻区域蚀刻出用于贴合触控单元及显示单元的凹槽。

结合第二方面，第一种可能的实施方式中，所述步骤：在所述触控区域雕刻或化学蚀刻3D数字键盘，包括子步骤：

将所述触控单元对应所述3D数字键盘区域3D盖板内测贴合设置；

将触控单元设置为压力感应式触控单元或者电容式触控单元。

第三方面，一种触控交互方法，包括步骤：

用户通过触摸所述3D数字键盘获知按键信息；

用户按压不同按键，传递交互信息到所述智能终端且通过所述显示窗口显示相关信息。

实施本发明中的一种3D触控屏幕，3D数字键盘制作方法及交互方法，通过在智能终端的后盖板开设显示窗口，并蚀刻或者雕刻3D数字键盘，既保留了智能终端的功能，也能获得真实存在的操作手感，解决了现有技术中，盲人或者是视力不佳的人无法与智能终端进行有效交互的问题。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕不点亮工作，进而降低了能耗。采用的3D玻璃盖板整体轻薄、美观，且强度和精度较高。触控屏幕的操作是通过检测触摸压力对基板产生的应变来实现的，用户触摸操作时不受触摸方式的限制。同时，毋须检测各应变感应器的形变，对各应变感应 器与所述基板的安装连接要求低，提高了压力感应式触摸屏使用的可靠性和灵敏度。也可采用单层互容式触摸面板可以实现高频扫描，提高扫描触控信号的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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获得其他的附图。

图1是本发明中一种3D触控屏幕中的智能终端后盖板外侧的3D数字键盘结构示意图；

图2是本发明中一种3D触控屏幕中的智能终端后盖板内侧的触控单元与显示单元凹槽示意图；

图3是本发明中一种3D触控屏幕功能模块逻辑连接示意图；

图4是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例步骤示意图；

图5是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例子步骤S1示意图；

图6是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例子步骤S3示意图；

图7是本发明中一种触控交互方法实施例步骤示意图；

附图中各数字所指代的部位名称为：100——后盖板、110——3D数字键盘、120——触控单元、121——凹槽、130——显示单元、131——显示窗口。

具体实施方式

下面将结合发明中的附图，对本发明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付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的智能终端存在的问题是：没有真实的操作手感，不能像真实存在的键盘那样有力反馈反应，这对于盲人或者是视力不佳的人来说，是致命的，基本上无法进行有效的交互， 智能终端的平面触控区域的交互式操作十分耗电。现有的带有键盘的终端，一般功能较少，不能满足用户的需要。

针对上述问题，提出一种3D触控屏幕、3D数字键盘制作方法及触控交互方法。

3D触控屏幕实施例

一种3D触控屏幕，如图3，图3是本发明中一种3D触控屏幕功能模块逻辑连接示意图，设置在智能终端后盖板100上，包括3D数字键盘110、触控单元120及显示单元130，3D数字键盘110化学蚀刻或者雕刻在后盖板100上，显示单元130包括显示窗口131，显示窗口131设置在后盖板100上，3D数字键盘110与触控单元120对应设置。如图2，图2是本发明中一种3D触控屏幕中的智能终端后盖板内侧的触控单元与显示单元凹槽示意图，后盖板100为3D玻璃盖板，包括盖板主体，盖板主体的上表面棱边为2.5D边缘，盖板主体的下表面设有用于贴合触控单元120的凹槽121。

3D触控屏幕设置在智能终端的后盖板100上，如图1，图1是本发明中一种3D触控屏幕中的智能终端后盖板外侧的3D数字键盘结构示意图，智能终端可以为智能手机，ipad等移动智能终端，功能单元中的触控单元120和显示单元130贴合在后盖板100蚀刻形成的凹槽121内。3D数字键盘110与触控单元120的位置对应设置。通过在智能终端的后盖板100开设显示窗口131，并蚀刻或者雕刻3D数字键盘110，既保留了智能终端的功能，也能获得真实存在的操作手感，解决了现有技术中盲人或者是视力不佳的人来说，无法进行有效的交互的问题。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕不点亮工作，进而降低了能耗。

需要利用数控机床加工出3D玻璃盖板的外轮廓以及上表面的2.5D边缘，然后使用扫光设备对2 .5D边缘和凹槽121进行扫光。

触控单元120为压力感应式触控单元120，后盖板100为弹性形变性能材质，压力感应式触控单元120包括用于检测后盖板100横向变形且固设于后盖板100的下表面周边处的应变感应器，通过应变传感器检测后盖板100水平方向上的弹性形变量，同时识别触摸位置以及触摸压力大小。

压力感应式触控单元120还包括一承压板，承压板固设于后盖板100的上表面，承压板的侧边投影于应变感应器上的位置处于应变感应器的中间位置。

本实施方式中，所述压力感应式触控单元120，其包括后盖板100和应变感应器；后盖板100具有高敏感度的弹性形变性能，可供用户操作，应变感应器固设于所述后盖板100的下表面的周边处。当用户触碰所述后盖板100上的3D数字键盘按键时，使得后盖板100沿其表面方向产生横向变形，也就是使所述后盖板100沿其长度方向和宽度方向发生变形。应变感应器通过检测该横向变形量，进行计算便可获知用户触碰的位置和压力大小。为用户触摸操作提供了一个额外的操作维度，为用户提供了压感操作的功能，由于该触摸屏的操作是通过检测触摸压力对后盖板100产生的应变来实现的，因此，不受触摸方式的限制，非导电物体(例如笔，手套等)和导电体(如手指)均可以产生触摸作用，能适应不同的输入方法，且毋须检测各应变感应器的形变，提高了压力感应式触摸屏使用的可靠性。

触控单元120为电容式触控单元120，包括扫描电极、第一感应电极和第二感应电极，扫描电极分别与第一感应电极、第二感应电极相靠近形成互电容，第一感应电极感应触控信号的纵向坐标，第二感应电极感应触控信号的横向坐标；电容式触控单元120呈阵列排布，任一触控单元120的扫描电极相连，位于同一行的触控单元120的第一感应电极相连，位于同一列的触控单元120的第二感应电极相连。

本实施方式中电容式触控单元120，包括多个触控单元120，任一触控单元120包括扫描电极、第一感应电极和第二感应电极。 本实施方式中，位于同一行的触控单元120的第一感应电极相连，位于同一列的触控单元120的第二感应电极相连，利用所述第一感应电极感应触控信号的纵向坐标，所述第二感应电极感应触控信号的横向坐标，并且该电容式触控单元120上的任一触控单元120的扫描电极相连，使得整个电容式触控单元120上的扫描电极可以在同一时刻进行扫描，从而使得本发明中的电容式触控单元120可以实现高频扫描，提高扫描触控信号的准确度。

3D数字键盘110制作方法实施例

如图4，图4是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例步骤示意图，一种3D数字键盘110制作方法，包括步骤

S1、制作智能终端3D玻璃后盖板100；S2、在3D玻璃后盖板100上设置显示窗口131及触控区域；S3、在触控区域雕刻或化学蚀刻3D数字键盘110。雕刻或化学蚀刻3D数字键盘110可以使得用户通过触摸获得按键的信息，进而按压多个3D数字按键，传递交互信息。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕不点亮工作，进而降低了能耗。

如图5，图5是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例子步骤S1示意图，步骤S1包括子步骤：

S11、在玻璃上均匀地涂布光刻胶； S12、将涂布有光刻胶的玻璃放置在曝光机中，利用光罩在玻璃上曝光出目标图案，然后通过显影将目标图案显现出来，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触控单元120及显示单元130的后盖板100区域； S13、利用蚀刻液对玻璃的蚀刻区域进行化学蚀刻，在蚀刻区域蚀刻出用于贴合触控单元120及显示单元130的凹槽121。

如图6， 图6是本发明中一种3D数字键盘制作方法实施例子步骤S3示意图，步骤S3包括子步骤：

S31、将触控单元120对应3D数字键盘110区域3D盖板内测贴合设置；S32、将触控单元120设置为压力感应式触控单元120或者电容式触控单元120。

如图7，图7是本发明中一种触控交互方法实施例步骤示意图，一种触控交互方法，包括步骤：

SA、用户通过触摸3D数字键盘110获知按键信息；SB、用户按压按键，传递交互信息到智能终端且通过显示窗口131显示相关信息。

通过在智能终端的后盖板100开设显示窗口131，并蚀刻或者雕刻3D数字键盘110，关闭智能终端前侧的触控屏幕。既保留了智能终端的功能，也能获得真实存在的操作手感，视力不佳用户通过触摸3D数字键盘110获知按键信息，按压多个3D数字键盘按键，传递交互信息到智能终端且通过显示窗口131显示相关信息，解决了现有技术中，盲人或者是视力不佳的人来说，无法与智能终端进行有效的交互的问题。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕不点亮工作，进而降低了能耗。

实施本发明中的一种3D触控屏幕，3D数字键盘110制作方法及交互方法，通过在智能终端的后盖板100开设显示窗口131，并蚀刻或者雕刻3D数字键盘110，既保留了智能终端的功能，也能获得真实存在的操作手感，解决了现有技术中，盲人或者是视力不佳的人无法与智能终端进行有效交互的问题。在使用3D数字键盘时，智能终端前侧的触控屏幕点亮工作，进而降低了能耗。采用的3D玻璃盖板整体轻薄、美观，且强度和精度较高。触控屏幕的操作是通过检测触摸压力对基板产生的应变来实现的，用户触摸操作时不受触摸方式的限制。同时，毋须检测各应变感应器的形变，对各应变感应 器与基板的安装连接要求低，提高了压力感应式触摸屏使用的可靠性和灵敏度。也可采用单层互容式触摸面板可以实现高频扫描，提高扫描触控信号的准确度。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。