專利名稱：觸覺反饋裝置和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸覺反饋裝置和一種電子裝置，更具體地說，涉及這樣一種觸覺反饋裝置和一種電子裝置，所述觸覺反饋裝置和所述電子裝置根據(jù)運(yùn)行模式以預(yù)設(shè)共振頻率或者不同于所述共振頻率的驅(qū)動頻率產(chǎn)生振動。
背景技術(shù)：
最近，觸摸型裝置，S卩，在電子產(chǎn)品中允許觸摸輸入的觸覺裝置已經(jīng)被推廣，以滿足消費(fèi)者對于電子裝置的使用的簡化的要求。觸覺反饋裝置包括用于反映用戶對界面的直觀體驗(yàn)以及使觸摸反饋多樣化的構(gòu)思，以及觸摸輸入的構(gòu)思。觸覺反饋裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)其允許節(jié)省空間，提供改進(jìn)的可操作性和簡易性； 其規(guī)格可被簡單地改變，以增加用戶識別性；其有助于與IT裝置的交互作用能力，等。由于這樣的優(yōu)點(diǎn)，觸覺反饋裝置被廣泛地用于用在計(jì)算、交通管理、服務(wù)、醫(yī)療和移動領(lǐng)域中的電子裝置。通常，相關(guān)的電子裝置采用振動電機(jī)來實(shí)現(xiàn)觸覺功能。然而，由于振動電機(jī)被設(shè)計(jì)成使整個(gè)電子裝置振動，所以其存在為了增強(qiáng)其振動力而必須增加重塊的大小問題。另外，振動電機(jī)存在其他效率低的問題，S卩，它不能避免其單位成本的增加，它必須設(shè)置在電子裝置的有限的內(nèi)部空間中，且它消耗大量能量來使整個(gè)電子裝置振動。另外，隨著用戶界面發(fā)展以及電子裝置的功能變得多樣化和復(fù)雜化，用于使整個(gè)電子裝置振動的振動電機(jī)不適于實(shí)現(xiàn)用于各種功能的各種類型的反饋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供用于根據(jù)運(yùn)行模式以預(yù)設(shè)共振頻率或者不同于共振頻率的驅(qū)動頻率產(chǎn)生振動的一種觸覺反饋裝置和一種電子裝置。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種觸覺反饋裝置，包括觸覺裝置，接觸壓力被施加到所述觸覺裝置；致動器，設(shè)置在觸覺裝置中并根據(jù)觸覺裝置的接觸壓力的變化而被激發(fā)來產(chǎn)生振動；控制器，控制致動器在預(yù)設(shè)的第一運(yùn)行模式下以預(yù)設(shè)的共振頻率振動且在被設(shè)置為不同于第一運(yùn)行模式的第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。驅(qū)動頻率可以低于共振頻率且高于50Hz，或者可以高于共振頻率且低于500Hz。致動器可被設(shè)置在觸覺裝置的中央部分。致動器可被設(shè)置在沿觸覺裝置的長度方向的邊緣部分的中央部分處。設(shè)置有致動器的所述中央部分可在觸覺裝置的從觸覺裝置的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20 %到80 %的范圍內(nèi)。
致動器可以是壓電致動器或者聚合物致動器。觸覺反饋裝置還可包括振動板，設(shè)置在觸覺裝置和致動器之間，且將由致動器產(chǎn)生的振動傳遞到觸覺裝置。振動板可包括形成在沿觸覺裝置的長度方向的邊緣部分上的多條分支線，所述多條分支線可由狹縫劃分。致動器可被附著到分支線并可被設(shè)置成與分支線平行。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種電子裝置，包括殼體，具有內(nèi)部空間；顯示面板，設(shè)置在殼體內(nèi)；致動器，根據(jù)顯示面板的接觸壓力的改變而被激發(fā)，以產(chǎn)生振動；控制器，用于控制致動器在預(yù)設(shè)的第一運(yùn)行模式下以預(yù)設(shè)的共振頻率振動且在被設(shè)置為不同于第一運(yùn)行模式的第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。驅(qū)動頻率可以低于共振頻率且高于50Hz，或者可以高于共振頻率且低于500Hz。致動器可被設(shè)置在沿顯示面板的長度方向的邊緣部分。設(shè)置有致動器的邊緣部分的中央部分可以在顯示面板的從顯示面板的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20 %到80 %的范圍內(nèi)。電子裝置還可包括振動板，設(shè)置在顯示面板和致動器之間，且將由致動器產(chǎn)生的振動傳遞到顯示面板。振動板可包括形成在沿顯示面板的長度方向的邊緣部分上的多條分支線，所述多條分支線可由狹縫劃分。致動器可被附著到分支線并可被設(shè)置成與分支線平行。致動器可以是壓電致動器或者聚合物致動器。壓電致動器可以是陶瓷層壓體，陶瓷層壓體的極化可沿相同方向形成。致動器可以設(shè)置在顯示面板的中央部分。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面、特點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)將會被更加清楚地理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動通信終端(S卩，電子裝置)的分解透視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的安裝在移動通信終端殼體中的觸覺反饋裝置的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋裝置的示意性透視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋裝置的頻率與反應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系的曲線圖；圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋致動器的致動器和振動板的長度的改變的側(cè)視圖；圖6是圖5B的一部分的放大剖視圖，其示出了觸覺反饋致動器如何工作；圖7是觸覺反饋致動器的振動頻率與位移之間的關(guān)系的曲線圖；圖8A和圖8B是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋致動器的致動器的布置位置的改變的示意性透視圖9是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的致動器的布置位置的側(cè)視圖；圖10是圖8A和圖8B的觸覺反饋致動器的振動頻率與位移之間的關(guān)系的曲線圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋裝置如何被結(jié)合的示意性剖視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的根據(jù)觸覺反饋裝置的結(jié)合材料的類型而測量的觸覺反饋致動器的振動頻率與位移之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)施，而不應(yīng)被解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是使本公開將是徹底和完整的，并且將本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大形狀和尺寸，相同的標(biāo)號將始終用于指示相同或者類似的組件?，F(xiàn)在將參照圖1到圖12詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋致動器、 包括該觸覺反饋致動器的觸覺反饋裝置和電子裝置。[電子裝置]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動通信終端(S卩，電子裝置)的分解透視圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的安裝在移動通信終端殼體中的觸覺反饋裝置的透視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋裝置的示意性透視圖。作為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電子裝置，移動通信終端10將被認(rèn)為是一個(gè)示例，但是本發(fā)明不限于此，并且本發(fā)明可被應(yīng)用于涉及根據(jù)用戶與其的接觸使振動改變的任何觸覺裝置，例如，各種OA裝置、醫(yī)療裝置、移動通信裝置、交通票據(jù)發(fā)行裝置 (traffic note issuing devices)等。以下，將詳細(xì)描述作為電子裝置的移動通信終端10。參照圖1到圖3，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動通信終端10( S卩，電子裝置) 可包括殼體12和14、顯示面板22、致動器60和振動板40。殼體12和14可包括前殼體12和后殼體14，內(nèi)部空間隨著前殼體12和后殼體14 被結(jié)合而形成。橡膠圈80可沿著殼體12和14的周緣設(shè)置在殼體12和14的內(nèi)部空間中。用作觸覺裝置20的顯示面板22和電路板90可被安裝在內(nèi)部空間中，電路板90 包括形成在其上并用于驅(qū)動觸覺反饋致動器50的控制器91。這里，觸覺裝置20 (需要振動的器具)是需要對外部接觸壓力作出反應(yīng)的移動通信終端(即，電子裝置)的內(nèi)部組成元件。觸覺裝置20可以是輸入裝置、OA裝置、自動售貨機(jī)、床、卡、操作裝置、票等，以及根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的需要響應(yīng)于施加到其的接觸而振動的移動通信終端的顯示面板22。在本示例性實(shí)施例中，移動通信終端10( S卩，電子裝置)使用提供圖像的顯示面板 22作為觸覺裝置。即，當(dāng)接觸壓力由于接觸被施加到顯示面板22而改變時(shí)，顯示面板22自身對所述接觸進(jìn)行觸覺反應(yīng)。為了使顯示面板22對所述接觸進(jìn)行觸覺反應(yīng)，致動器60必須產(chǎn)生振動，在這種情況下，通過控制器91提供振動頻率。稍后將描述致動器60的詳細(xì)的振動產(chǎn)生原理。
振動板40可將通過致動器產(chǎn)生的振動傳遞給顯示面板22。在這種情況下，致動器 60可被直接附著到顯示面板22，以使顯示面板22振動。然而，本發(fā)明不意在局限于此，可以根據(jù)需要選擇性地使用致動器60，以減輕由振動或者振動的放大而產(chǎn)生的沖擊。即，振動板40可以通過注塑沖擊減輕材料來獲得，但是不限于此。另外，振動板40 的厚度可考慮振動板40與致動器60之間的交互作用而改變。在該方面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果示出在振動板40的厚度小于0. 2mm時(shí)振動大大地增強(qiáng)，所以振動板40的厚度可根據(jù)振動的需求范圍被適當(dāng)?shù)剡x擇?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述觸覺反饋致動器和觸覺裝置。觸覺裝置和觸覺反饋致動器的具體特性可被全部應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電子裝置。[觸覺反饋致動器和觸覺反饋裝置]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的觸覺反饋致動器50可包括振動板40和致動器60。 另外，觸覺反饋裝置30可包括觸覺裝置，接觸壓力被施加于所述觸覺裝置上；觸覺反饋裝置50，使觸覺裝置20振動。這里，觸覺反饋裝置30的振動板40可以是可選擇的。在解釋移動通信終端10時(shí)在上面已經(jīng)詳細(xì)描述的振動板40可被附著到觸覺裝置 20的邊緣部分。S卩，如圖3中示出，振動板40可被形成為沿著矩形的顯示面板22的邊緣部分的薄
^^ ο這里，矩形的顯示面板22的較長邊被定義為長度方向，顯示面板22的較短邊被定義為寬度方向。詳細(xì)地說，振動板40可具有位于顯示面板22 (即，觸覺裝置20)的沿著長度方向的邊緣部分的多條分支線42和44，縫隙43可形成在所述多條分支線42和44之間。在這種情況下，分支線42和44可具有基本相同的寬度，具有條狀的形狀且寬度與分支線42和 44的寬度基本相同的致動器60可被附著，以被布置。在這種情況下，致動器60可被布置為與分支線42和44平行。致動器60可被構(gòu)造為壓電致動器或者聚合物致動器，并且根據(jù)施加到觸覺裝置的接觸壓力的改變而被激發(fā)，以產(chǎn)生振動?？刂破?1使致動器60根據(jù)預(yù)設(shè)運(yùn)行模式以預(yù)定頻率振動。例如，控制器91可使致動器60在第一運(yùn)行模式下以共振頻率振動，或者可使致動器60在第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。第一運(yùn)行模式和第二運(yùn)行模式可根據(jù)需要的反應(yīng)速度而區(qū)分。例如，第一運(yùn)行模式可以是接到呼叫的模式，第二運(yùn)行模式可以是輸入字符或者玩游戲等的模式。S卩，當(dāng)在第一運(yùn)行模式下接到呼叫時(shí)，優(yōu)選強(qiáng)烈的振動而非反應(yīng)速度，因而控制器 91使致動器60以振動力最強(qiáng)的共振頻率振動，然而，當(dāng)輸入字符或者玩游戲時(shí)，反應(yīng)速度是重要的，因而控制器91使致動器60以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。這里，共振頻率指對于材料唯一的共振頻率，其可能受到致動器60的數(shù)量、長度和厚度的影響，如下面的表1中所示[表 1]
權(quán)利要求
1.一種觸覺反饋裝置，包括觸覺裝置，接觸壓力被施加到所述觸覺裝置；致動器，設(shè)置在觸覺裝置中，并根據(jù)觸覺裝置的接觸壓力的變化而激發(fā)，以產(chǎn)生振動；控制器，控制致動器在預(yù)設(shè)的第一運(yùn)行模式下以預(yù)設(shè)的共振頻率振動且在被設(shè)置為不同于第一運(yùn)行模式的第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，驅(qū)動頻率低于共振頻率且高于50Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，驅(qū)動頻率高于共振頻率且低于500Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，致動器被設(shè)置在觸覺裝置的中央部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，致動器被設(shè)置在沿觸覺裝置的長度方向的邊緣部分的中央部分處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，設(shè)置有致動器的所述中央部分在觸覺裝置的從觸覺裝置的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20%到80%的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，設(shè)置有致動器的所述中央部分在觸覺裝置的從觸覺裝置的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20%到80%的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，致動器是壓電致動器或者聚合物致動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，觸覺反饋裝置還包括振動板，設(shè)置在觸覺裝置和致動器之間，且將由致動器產(chǎn)生的振動傳遞到觸覺裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，振動板包括形成在沿觸覺裝置的長度方向的邊緣部分上的多條分支線，所述多條分支線由狹縫劃分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，致動器被附著到分支線并被設(shè)置成與分支線平行。
12.一種電子裝置，包括殼體，具有內(nèi)部空間；顯示面板，設(shè)置在殼體內(nèi)；致動器，根據(jù)顯示面板的接觸壓力的改變而被激發(fā)，以產(chǎn)生振動；控制器，用于控制致動器在預(yù)設(shè)的第一運(yùn)行模式下以預(yù)設(shè)的共振頻率振動且在被設(shè)置為不同于第一運(yùn)行模式的第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，驅(qū)動頻率低于共振頻率且高于50Hz。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，驅(qū)動頻率高于共振頻率且低于500Hz。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，致動器被設(shè)置在沿顯示面板的長度方向的邊緣部分的中央部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，致動器被設(shè)置在觸覺裝置的中央部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，設(shè)置有致動器的中央部分在顯示面板的從顯示面板的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20%到80%的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，設(shè)置有致動器的中央部分在顯示面板的從顯示面板的一個(gè)端部到另一個(gè)端部的總長度的20%到80%的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述電子裝置還包括振動板，設(shè)置在顯示面板和致動器之間，且將由致動器產(chǎn)生的振動傳遞到顯示面板。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，振動板包括形成在沿顯示面板的長度方向的邊緣部分上的多條分支線，所述多條分支線由狹縫劃分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，致動器被附著到分支線并被設(shè)置成與分支線平行。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，致動器是壓電致動器或者聚合物致動器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，壓電致動器是陶瓷層壓體，陶瓷層壓體的極化沿相同方向形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種觸覺反饋裝置和電子裝置。觸覺反饋裝置包括觸覺裝置，接觸壓力被施加到所述觸覺裝置；致動器，設(shè)置在觸覺裝置中并根據(jù)觸覺裝置的接觸壓力的變化而被激發(fā)來產(chǎn)生振動；控制器，控制致動器在預(yù)設(shè)的第一運(yùn)行模式下以預(yù)設(shè)的共振頻率振動且在被設(shè)置為不同于第一運(yùn)行模式的第二運(yùn)行模式下以不同于共振頻率的驅(qū)動頻率振動。
文檔編號H02N2/06GK102195514SQ201110057290
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者孫延昊, 尹大雄, 張志年, 樸東先, 李金卿, 禹基錫, 鄭秀泳, 金在京 申請人:三星電機(jī)株式會社