專利名稱：：觸覺回饋模塊的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種致動器，特別是涉及一種熒幕觸覺回饋模塊。
背景技術：
：致動器(actuator)為一種能量轉換元件,例如將電能轉換為機械能，再進一步產生聲波或觸覺回饋(hapticfeedback)。致動器可以智能材料(smartmaterial)來設計實現，常見的智能材料如壓電材料(piezoelectricmaterial)、電活性聚合物(Electro-ActivePolymer,ΕΑΡ)、形狀記憶合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)、磁致伸縮材料(MagnetostrictiveMaterial)、電致伸縮材料(ElectrostrictiveMaterial)等等。傳統(tǒng)觸覺回饋模塊的致動器一般·是設置于振板(例如觸控熒幕)的下表面。當致動器受到驅動時，該致動器可將電能轉換為機械能，使機械能作動該觸控熒幕產生振動，由振動產生觸覺回饋。然而，傳統(tǒng)觸覺回饋模塊僅能產生垂直于振板的單向振動，因此無法擴大觸覺回饋模塊的應用層面。有鑒于上述現有的觸覺回饋模塊存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的觸覺回饋模塊，能夠改進現有的觸覺回饋模塊，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，經過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。
發(fā)明內容有鑒于上述發(fā)明背景中，傳統(tǒng)觸覺回饋模塊的缺點與限制，本發(fā)明實施例的目的之一在于提出一種多方向的觸覺回饋模塊，所要解決的技術問題是，使得振板可產生橫向、縱向、斜向、旋轉或垂直向的偏移或振動的觸覺回饋，因而可擴大觸覺回饋的應用多元性。本發(fā)明的目的與所要解決的技術問題是通過以下的技術方案實現根據本發(fā)明實施例之一，觸覺回饋模塊包含一振板，及至少一第一致動器，設置于振板的周緣的一橫向側面。根據本發(fā)明另一實施例，觸覺回饋模塊更包含至少一第二致動器，設置于振板的周緣的一縱向側面。根據本發(fā)明又一實施例，觸覺回饋模塊更包含至少一第三致動器，設置于振板的底面。本發(fā)明的有益效果包括本發(fā)明使振板產生橫向、縱向、斜向、旋轉或垂直向的偏移或振動的觸覺回饋，因而擴大了觸覺回饋的應用多元性。圖1顯示本發(fā)明第一實施例的包含觸覺回饋模塊的移動電子裝置的組件分解圖。圖2A及圖2B顯示第一實施例的透視圖。圖3A顯示第一實施例的組合剖面圖。圖3B顯示第一實施例的組合透視圖。圖4顯示第一實施例的組合透視圖。圖5A顯示本發(fā)明第二實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。圖5B顯示第二實施例的組合透視圖。圖6A顯示第二實施例的組成分解圖。圖6B顯示第二實施例的組合透視圖。圖7A顯示本發(fā)明第三實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。圖7B顯示第三實施例的組合透視圖。圖8A至圖8E顯示第三實施例的組合透視圖。圖9顯示本發(fā)明第四實施例的包含觸覺回饋模塊的移動電子裝置的組件分解圖。圖1OA顯示第四實施例的上透視圖。圖1OB顯示第四實施例的下透視圖。圖11顯示本發(fā)明第五實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。圖12A顯示第五實施例的上透視圖。圖12B顯示第五實施例的下透視圖。圖13顯示第三致動器與慣性質量塊的下透視圖。圖14顯示本發(fā)明第六實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。圖15顯示本發(fā)明第七實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。主要元件符號說明11上板件12振板13第一致動器14托架14A底部14B側定位件14C夾持部15框架15A外框15B延伸部15C托槽MD頂抵件16下殼體17第二致動器18第三致動器19慣性質量塊20彈性阻尼器100移動電子裝置具體實施例方式為進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段以及其功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發(fā)明提出的觸覺回饋模塊的具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。圖1顯示本發(fā)明第一實施例的包含觸覺回饋(hapticfeedback)模塊的移動電子裝置100的組件分解圖，圖中僅繪出與觸覺回饋模塊相關的組件，而電子裝置100可以是移動電話(mobilephone)、智慧型手機(smartphone)、個人數字助理(personaldigitalassistant；PDA)、平板電腦(tablet；slate)、電子書(E-Reader)、數字相框(digitalphotoframe)或數字相機(digitalcamera)、多媒體裝置等。在本實施例中，由上而下依序包含上板件11、振板12、第一致動器13、托架14、框架15及下殼體16。其中，上板件11可以是保護玻璃(coverlens)、完整的觸控感應模塊或防刮層，常見的觸控感應模塊包含電阻式(resistivetype)、投身寸電容式(projectedcapacitivetype)、紅夕卜線(infrared)>表面聲波式(surfaceacousticwave;SAW)、表面電容式(surfacecapacitivetype)等。以高階智慧型手機或平板電腦而言，為求觸控操作的流暢性及支援多點觸控，該類的移動電子裝置常使用投射電容式觸控技術。以往投射電容式觸控的解決方案為DITCKDouble-sidedITO)，然因其結構較為復雜且成本昂貴，近期有愈來愈多廠商投入開發(fā)One-Glasssolution，亦即直接在保護玻璃的背面形成電容感應陣列。在本發(fā)明中，上板件11和振板12是粘結在一起，因此當第一致動器13推動振板12時，振板12的振動能傳遞至上板件11而讓操作者感受到觸覺回饋。為使得移動電子裝置100也能產生側面的觸覺回饋效果，至少一第一致動器13直接或間接設置于振板12的周緣的任何一側面，如圖3A所例示。換句話說，第一致動器13可實體接觸于振板12的側面，或者鄰近于振板12的側面。圖2B例示兩第一致動器13分別設置于振板12的周緣的兩對側。借此，當進行移動電子裝置100操作時，第一致動器13受驅動，將電能轉換為機械能，該機械能對振板12施以橫向(如圖示的方向X)作用力，使得振板12產生橫向偏移或振動的觸覺回饋，例如使用電子裝置進行游戲時，隨著游戲畫面或聲音，觸覺回饋模塊便提供相對應的觸覺回饋等。若欲在某側面方向(如圖示的方向X或方向Y)上增加觸覺回饋的力道，可在垂直于該側面方向的振板12的一側面或兩側面，設置多個第一致動器13。第一致動器13與振板12的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型，但不限定于此。在本實施例中，還選擇性使用托架14，用以承托振板12，使得第一致動器13被夾持于托架14與振板12之間。托架14主要包含底部14A，以及自底部14A垂直延伸的側定位件14B。其中側定位件14B的長度可視第一致動器13的數目而定，其亦可呈多區(qū)塊不連續(xù)狀，只要可以固定第一致動器13即可。且拖架14的兩側定位件14B的結構不必然完全相同，可視第一致動器13的布設或移動電子裝置100的內部結構優(yōu)化而定。圖3A顯示觸覺回饋模塊的組合剖面圖，圖3B顯示其透視圖。第一致動器13與托架14的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型，但不限定于此。在本實施例中，振板12可為液晶顯示模塊、電子紙或其他顯示介面。第一致動器13的材質可為壓電(piezoelectric)材料(例如錯鈦酸鉛(leadzirconatetitanate,PZT))、電活性聚合物(electroactivepolymer,ΕΑΡ)、形狀記憶合金(shapememoryalloy,SMA)、磁性收縮材料(magnetostrictivematerial)、音圈馬達(voicecoilmotor)或線性共振致動器(linearresonanceactuator,LRA),但不限定于此。本實施例的第一致動器13的數目及其相對位置可視實際應用與電子裝置100的內部結構優(yōu)化而定，如圖4所示第一致動器13與托架14的組合透視圖，在振板12(未顯示于圖示中)的兩側面分別設置了兩第一致動器13。圖5A顯示本發(fā)明第二實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖(未顯示出上板件11、框架15及下殼體16)，圖5B顯示其組合透視圖。在本實施例中，除了在振板12的周緣的橫向(例如方向X)側面設置有第一致動器13外，更在振板12的周緣的縱向(例如方向Y)側面直接或間接設置有至少一第二致動器17。借此，當第二致動器17受驅動時，將電能轉換為機械能，該機械能對振板12施以縱向(如圖示的方向Y)作用力，使得振板12產生縱向偏移或振動的觸覺回饋。第二致動器17的材質、第二致動器17與振板12的連結關系、第二致動器17與托架14的連結關系同于第一實施例，因此不予贅述。本說明書所稱的橫向與縱向是指平行于振板12的方向。本實施例的第二致動器17數目可視實際應用作調整，如圖6A所示的觸覺回饋模塊的組成分解圖，在振板12的兩縱向側面分別設置了兩第二致動器17。圖6B顯示另一種觸覺回饋模塊的組合透視圖，在振板12(未顯示于圖式中)的兩縱向側面分別設置了一第二致動器17。在本實施例中，視所需的觸覺回饋力道大小，可選擇在縱向或橫向的單邊或雙邊設置第一致動器13及第二致動器17。拖架14的結構外型視第一致動器13及第二致動器17的數目、大小、相對位置或電子裝置的內部結構優(yōu)化而定，并不限于圖6A或圖6B的形狀。由以上的實施例說明得知，借由組合第一致動器13及第二致動器17的驅動，我們可以得到和振板12的平面平行的兩個自由度觸覺回饋。圖7A顯示本發(fā)明第三實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖(未顯示出上板件11、框架15及下殼體16)，圖7B顯示其組合透視圖(未顯示振板12)。在本實施例中，除了在振板12的周緣的側面(例如橫向側面)設置有第一致動器13外，更在振板12的底面直接或間接設置有至少一第三致動器18。借此，當第三致動器18受驅動時，將電能轉換為機械能，該機械能對振板12施以垂直向(如圖示的方向Z，其正交于方向X與方向Y)作用力，使得振板12產生垂直向偏移或振動的觸覺回饋。第三致動器18的材質、第三致動器18與振板12的連結關系、第三致動器18與托架14的連結關系同于第一實施例，因此不予贅述。本說明書所稱的垂直向是指垂直于振板12的方向。借由組合第一致動器13及第三致動器18的驅動，我們可以得到和振板12的平面一邊平行及與該平面垂直的兩個自由度觸覺回饋。本實施例的第三致動器18數目可視實際應用作調整，如圖8A所示的觸覺回饋模塊的組合透視圖，在振板12的底面共設置了四個第三致動器18。圖SB顯示另一種觸覺回饋模塊的組合透視圖，其第三致動器18設置于托架14的底面(例如托架14的底面中心處)。在前述實施例(圖7A/B與圖8A)所示的觸覺回饋模塊中，第三致動器18是穿過托架14的開孔而固定設置于托架14;然而，也可采用其他方式。圖SC顯示另一種觸覺回饋模塊的組合透視圖，其中第三致動器18是嵌設于托架14的溝槽內。圖8D顯示又一種觸覺回饋模塊的組合透視圖，其中第三致動器18是借由托架14的夾持部14C而鑲固于托架14上。上述雖例示說明圖8C所揭示的托架14溝槽，以及圖8D所揭示的托架14夾持部14C如何嵌設或鑲固第三致動器18，然而，這些機構也可適用于第一致動器13或第二致動器17的固定。圖SE顯示再一種觸覺回饋模塊的組合透視圖，其中第一致動器13與第二致動器17是嵌設于托架14的溝槽內。上述雖例示說明圖SE所揭示的托架14溝槽如何嵌設第一致動器13與第二致動器17，然而，這些機構也可適用于第三致動器18的固定。在本實施例中，借由組合第一致動器13、第二致動器17、及第三致動器18的驅動，我們可以得到三個自由度的觸覺回饋模塊。圖9顯示本發(fā)明第四實施例的包含觸覺回饋模塊的移動電子裝置100的組件分解圖。與前述實施例不同的地方在于，本實施例的振板12容置于框架15內，而非承托于托架14上。在本實施例中，框架15具有一開口。詳而言之，框架15包含有外框15A，以及自外框15A底部向內延伸的延伸部15B，用以承載振板12以及第一/第二致動器13/17。換句話說，延伸部15B之間具有一開口。第一/第二致動器13/17與框架15的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型，但不限定于此。如圖1OA所示框架15的局部上透視圖及圖1OB所示的下透視圖，本實施例的框架15還可包含托槽15C,設于框架15的延伸部15B,用以嵌設第三致動器18。此外,在該托槽15C上還可包含一頂抵件15D，除了用以固定第三致動器18，還可提供一振動空間。若欲增加觸覺回饋的力道，亦可在第三致動器18的左右兩端設置慣性質量塊(inertialmass)。圖11顯示本發(fā)明第五實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖。與第四實施例(圖9)不同的地方在于，本實施例的框架15為閉合的，不具有開口。換句話說，本實施例的框架15的延伸部15B不具有開口。如圖12A所示框架15的局部上透視圖及圖12B所示的下透視圖，本實施例的框架15還可包含托槽15C,設于框架15的延伸部15B,用以嵌設第三致動器18。此外,在該托槽15C上還可包含一頂抵件15D，除了用以固定第三致動器18，還可提供一振動空間。對于第四實施例(圖10A/B)或第五實施例(圖12A/B)的第三致動器18，還可選擇性的在第三致動器18的下表面額外設置慣性質量塊19，用以加強振動效能，如圖13所示的下透視圖。圖14顯示本發(fā)明第六實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖，其為第一實施例的變化型。在本實施例中，在振板12的周緣的橫向(例如方向Y)的一側面的一端設有第一致動器13，另一端設有彈性阻尼器20，且在橫向另一側面的一端設有第一致動器13，另一端設有彈性阻尼器20，并使一側面的第一致動器13相對于另一側面的彈性阻尼器20，且每一個第一致動器13靠近振板12的角落。上述彈性阻尼器20除了可以彈性固持振板12，還可提供振板12彈性振動區(qū)間。彈性阻尼器20的材質可為含硅化合物，例如硅膠或硅橡膠，但不以此為限。當驅動該兩個第一致動器13時，會分別產生正X軸向及負X軸向的振動慣性力(如箭頭或F所示)，分別使得振板12兩側的彈性阻尼器20受壓，讓振板12兩側分別產生正X軸向及負X軸向的位移，因此，使振板12產生其繞Z軸向旋轉位移。圖15顯示本發(fā)明第七實施例的觸覺回饋模塊的組件分解圖，其為第二實施例的變化型。在本實施例中，在振板12的周緣的一橫向側面的一端設有第一致動器13，且在縱向側面的相鄰一端設有第二致動器17。此外，與上述第一致動器13、第二致動器17相對的橫向及縱向側面的兩相鄰端分別設有彈性阻尼器20。上述彈性阻尼器20除了可以彈性固持振板12，還可提供振板12彈性振動區(qū)間。當驅動該第一致動器13、第二致動器17時，會分別產生負X軸向及正Y軸向的振動慣性力給振板12，使彈性阻尼器20受壓，此兩振動慣性力會形成一合力(如箭頭或ΣF所示)，其指向該兩彈性阻尼器20，使振板12產生斜向的位移。上述關于彈性阻尼器20的配置，是以第六實施例及第七實施例來分別例示如何將彈性阻尼器20使用于第一實施例及第二實施例的觸覺回饋模塊中。然而，彈性阻尼器20也可配置于其他實施例，亦即第三實施例至第五實施例的觸覺回饋模塊。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。權利要求1.一種觸覺回饋模塊，其特征在于包含一振板；及至少一第一致動器，設置于該振板的周緣的一橫向側面；其中，該振板接觸于一上板件，當該第一致動器推動該振板時，該振板的振動能傳遞至該上板件以產生觸覺回饋。2.如權利要求1所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含至少一第二致動器，設置于該振板的周緣的一縱向側面。3.如權利要求1所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含至少一第三致動器，設置于該振板的底面。4.如權利要求3所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含至少一慣性質量塊，設于該第三致動器的下表面。5.如權利要求1、2或3所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該第一致動器、該第二致動器或該第三致動器與該振板的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型。6.如權利要求1、2或3所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含一托架，用以承托該振板，其中該托架包含一底部，以及自該底部垂直延伸的一側定位件。7.如權利要求6所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該第一致動器、該第二致動器或該第三致動器與該托架的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型。8.如權利要求6所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該托架具有一開孔。9.如權利要求6所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該托架具有一溝槽，用以嵌設第一致動器、該第二致動器或該第三致動器。10.如權利要求6所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該托架更包含一夾持部。11.如權利要求1、2或3所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含一框架，用以容置該振板，其中該框架包含一外框，以及自該外框底部向內延伸的一延伸部。12.如權利要求11所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該第一致動器、該第二致動器或該第三致動器與該框架的連結關系可為抵觸、粘貼、嵌設、鑲固、螺固或一體成型。13.如權利要求11所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含一托槽，設于該框架的延伸部。14.如權利要求13所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含一頂抵件，設于該托槽上。15.如權利要求1所述的觸覺回饋模塊，其特征在于更包含至少一彈性阻尼器，設置于該振板的周緣的橫向、縱向側面或底部。16.如權利要求15所述的觸覺回饋模塊，其特征在于其中該彈性阻尼器包含硅化合物。全文摘要本發(fā)明有關一種觸覺回饋模塊，包含一振板及至少一第一致動器，其設置于振板的周緣的一橫向側面。其中，振板接觸于一上板件，當第一致動器推動振板時，振板的振動能傳遞至上板件以產生觸覺回饋。文檔編號G06F3/041GK103064510SQ201110375070公開日2013年4月24日申請日期2011年11月16日優(yōu)先權日2011年10月24日發(fā)明者莊財裕,簡嘉男申請人:慶良電子股份有限公司