專利名稱：觸覺反饋設(shè)備和便攜式電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種觸覺反饋設(shè)備和一種便攜式電子設(shè)備，并且更具體地，涉及一種可以防止因外部沖擊而導(dǎo)致板件(plate member)變形和遭致?lián)p壞的觸覺反饋設(shè)備和一種包括該觸覺反饋設(shè)備的便攜式電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
用于觸摸輸入方式的輸入/輸出振動(dòng)反饋機(jī)構(gòu)(例如觸覺反饋設(shè)備)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。在所述觸摸輸入方式中，屏幕上展示有選擇按鈕(selection icon)，以方便用戶。所述觸覺反饋設(shè)備是一種當(dāng)用戶利用手指等直接向屏幕輸入信號(hào)時(shí)提供振動(dòng)反饋的機(jī)構(gòu)。在使用觸覺反饋設(shè)備時(shí)，可以節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)設(shè)備簡(jiǎn)化和可操作性，并且用戶可以容易地識(shí)別成功的輸入信號(hào)。此外，所述觸摸式反饋設(shè)備具有與IT設(shè)備的良好交互性(interfunctionality property)。因此,所述觸覺反饋設(shè)備被廣泛用作引導(dǎo)設(shè)備以告知用戶在公共場(chǎng)合(例如，火車站、醫(yī)院、學(xué)校等)的位置。同時(shí)，觸覺反饋設(shè)備所述觸覺反饋設(shè)備用作告知輸入信號(hào)是否被接收或輸出信號(hào)是否被輸出的工具。所述觸覺反饋設(shè)備包括振動(dòng)件(例如，壓電元件)和因此而振動(dòng)的振動(dòng)板。然而，為了提高振動(dòng)性能，所述觸覺反饋設(shè)備中包括的振動(dòng)板形成為薄板件，因而在沖擊傳遞至所述觸覺反饋設(shè)備時(shí)(例如，當(dāng)用戶將包括所述觸覺反饋設(shè)備的設(shè)備跌落時(shí))，該觸覺反饋設(shè)備容易變形或損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種能夠顯著降低由于外部沖擊(例如，設(shè)備跌落)而造成的損壞或變形的便攜式電子設(shè)備和一種觸覺反饋設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種觸覺反饋設(shè)備，該觸覺反饋設(shè)備包括殼體；振動(dòng)件，該振動(dòng)件安裝在所述殼體內(nèi)，用于振動(dòng)；振動(dòng)元件，該振動(dòng)元件形成在所述振動(dòng)件內(nèi)以產(chǎn)生振動(dòng)；和第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動(dòng)件和所述殼體之間的碰撞。 所述第一沖擊吸收件可以形成在所述振動(dòng)件中。所述第一沖擊吸收件可以形成在所述殼體中。所述第一沖擊吸收件可以形成在與所述振動(dòng)元件相對(duì)應(yīng)的位置。
所述第一沖擊吸收件可以分別形成在所述振動(dòng)件和所述殼體中。所述第一沖擊吸收件可以形成為包括娃膠組分(silicon rubber component)的復(fù)合材料(compound)。所述第一沖擊吸收件可由單一組分例如硅膠組分的物質(zhì)形成。所述觸覺反饋設(shè)備還可以包括質(zhì)量件,該質(zhì)量件與所述振動(dòng)件相連。所述觸覺反饋設(shè)備還可以包括第二沖擊吸收件，該第二沖擊吸收件與所述質(zhì)量件相連，以防止所述質(zhì)量件和所述殼體之間的碰撞。所述第二沖擊吸收件可以形成為包括硅膠組分的復(fù)合材料。所述振動(dòng)元件可以包括第一板件和第二板件，所述第一板件的兩端均固定在所述振動(dòng)元件所連接和固定的所述殼體中，所述第二板件從所述第一板件延伸，并接收所述質(zhì)量件。所述第二板件可以從所述第一板件的側(cè)表面延伸，并沿垂直于所述第一板件所在的平面的方向彎曲。所述第一板件和所述第二板件可以通過沖壓工藝(pressing process)形成為一體。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種包括上述觸覺反饋設(shè)備的便攜式電子設(shè)備。


通過以下結(jié)合附圖的描述將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征和其他優(yōu)勢(shì)，其中圖1是展示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖；圖2是展示沖擊傳遞至圖1中的觸覺反饋設(shè)備時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖3是展示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖；圖4是展示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖；圖5是展示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖；圖6是展示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖；和圖7是展示用于說明圖6中振動(dòng)件具體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)件的立體圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。在本發(fā)明的下述描述中，將考慮到元件的功能來使用標(biāo)識(shí)本發(fā)明的相應(yīng)元件的術(shù)語，因而所述術(shù)語不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)元件的限制。圖1是展示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖，圖2是展示沖擊傳遞至圖1中的觸覺反饋設(shè)備時(shí)的狀態(tài)示意圖，圖3是展示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖，圖4是展示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖，圖5是展示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖，圖6是展示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備的示意圖，和圖7是展示用于解釋圖6中振動(dòng)件具體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)件的立體圖。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備100可以包括殼體(即上殼體102和下殼體104)、振動(dòng)件10、振動(dòng)元件20和第一沖擊吸收件30。如上述構(gòu)成的觸覺反饋設(shè)備100可以安裝在便攜式電子設(shè)備中，例如移動(dòng)電話、便攜式電子詞典等。同樣地，觸覺反饋設(shè)備100可以與相應(yīng)電子設(shè)備的輸入/輸出設(shè)備相連，以向用戶傳遞振動(dòng)信號(hào)。然而，本發(fā)明的觸覺反饋設(shè)備并不限于使用在便攜式電子設(shè)備中，而可以安裝在包括觸屏的自動(dòng)取款機(jī)(AU)上，設(shè)置在地鐵站中的路徑導(dǎo)引系統(tǒng)中等。此外，觸覺反饋設(shè)備100可以安裝在其他需要輸出振動(dòng)信號(hào)的電子設(shè)備中。殼體102、104可以是上殼體102和下殼體104。殼體102、104可以保護(hù)觸覺反饋設(shè)備100不受外部沖擊。因此，殼體102、104可由抗沖擊金屬材料形成。然而，為了降低觸覺反饋設(shè)備100的重量，殼體102、104可由塑料材料形成。在這種情況下，所述塑料材料可包括抗沖擊組分。殼體102、104可安裝為能夠與安裝觸覺反饋設(shè)備100的電子設(shè)備連接，或可從安裝觸覺反饋設(shè)備100的電子設(shè)備上拆下。另外，殼體102、104中的至少一個(gè)(即上殼體102或下殼體104)可以與安裝觸覺反饋設(shè)備100的便攜式電子設(shè)備(例如便攜式電話)一體形成。另外，上殼體102或下殼體104，或者上殼體102和下殼體104可以是便攜式電子設(shè)備的一部分。此外，殼體102、104可包括用于接收來自便攜式電子設(shè)備的信號(hào)的電極。該電極可以形成在殼體102、104的外部，并且可以向安裝在殼體102、104內(nèi)部的振動(dòng)元件20提供電流。同時(shí)，上殼體102和下殼體104可以互相分離或互相連接。例如上殼體102和下殼體104可以通過螺栓螺母互相連接?？蛇x擇地，上殼體102和下殼體104可以通過獨(dú)立的裝配結(jié)構(gòu)(例如凸起和凹槽)相連。振動(dòng)件10可制造為具有大致矩形截面的薄板形狀。然而，振動(dòng)件10可制造為除矩形之外的形狀，只要該形狀能夠允許豎直振動(dòng)(vertical vibration)即可。振動(dòng)件10可以由具有預(yù)定的彈性水平的材料形成。例如，振動(dòng)件10可以由諸如金屬、塑料等材料制成。此外，在振動(dòng)件10中，彈簧常數(shù)(spring constant)K可以確定為使得觸覺反饋設(shè)備100具有預(yù)定范圍內(nèi)的振動(dòng)頻率(100至300Hz)。例如，可以調(diào)節(jié)振動(dòng)件10的長(zhǎng)度和厚度，以使得觸覺反饋設(shè)備100具有IOOHz至300Hz的振動(dòng)頻率。振動(dòng)件10可以固定至殼體102、104。具體地，振動(dòng)件10的兩端都可以與殼體102、104相連。更具體地,振動(dòng)件10的兩端可固定到上殼體102或者下殼體104,以及同時(shí)固定到上殼體102和下殼體104。此處，振動(dòng)件10的兩端可以通過焊接方式或螺栓緊固方式與殼體102、104相連。然而，振動(dòng)件10和殼體102、104之間的連接方式并不限于上述方式，并且可以在本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認(rèn)知的范圍內(nèi)做出改動(dòng)。由于安裝在上述殼體102、104中的振動(dòng)件10具有如上所述的預(yù)定的彈性水平，因而振動(dòng)件10可以通過外力沿豎直方向振動(dòng)(沿圖1中所示的Z軸方向)。此處，振動(dòng)件10可以沿豎直方向收縮或伸長(zhǎng)，以平穩(wěn)地振動(dòng)。然而，收縮或伸長(zhǎng)的幅度不可以超出振動(dòng)件10的材料的彈性變形范圍。振動(dòng)元件20可以固定在振動(dòng)件10上。具體地，振動(dòng)元件20可以通過粘結(jié)劑與振動(dòng)件10連接。此處，所述粘結(jié)劑可以是環(huán)氧樹脂材料，或者紫外光固化樹脂材料(UVcurable resin material)。此外,振動(dòng)元件20可以通過機(jī)械結(jié)構(gòu)固定在振動(dòng)件10上。為此，振動(dòng)件10中可以形成用于插入振動(dòng)元件20的接收槽。同樣，振動(dòng)件10中可以形成有用于固定振動(dòng)元件20的位置的凸起。振動(dòng)元件20可以為壓電元件，該壓電元件可根據(jù)電信號(hào)任意收縮和伸長(zhǎng)。例如，振動(dòng)元件20可以形成為壓電陶瓷(PZT)(錯(cuò)鈦酸鉛陶瓷(Lead Zirconium TitaniteCeramic))。上述振動(dòng)元件20可以根據(jù)電信號(hào)收縮和伸長(zhǎng)，從而在振動(dòng)件10上產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)元件20可以沿振動(dòng)件10的長(zhǎng)度方向形成。具體地，振動(dòng)元件20可以設(shè)置在振動(dòng)件10的中部，從而不影響振動(dòng)件10的垂直振動(dòng)。此外，振動(dòng)元件20的長(zhǎng)度可以比振動(dòng)件10的長(zhǎng)度短。第一沖擊吸收件30可以 與振動(dòng)件10相連。然而，第一沖擊吸收件30的連接位置可以不限于圖1中所示位置，而是可以如圖3所示的與下殼體104相連(第二實(shí)施方式)。此外，第一沖擊吸收件30可以如圖4所示的既與上殼體102相連，也與下殼體104相連(第
三實(shí)施方式)。同時(shí)，第一沖擊吸收件30可以位于振動(dòng)件10的兩端。第一沖擊吸收件30的位置可以有效地減小傳遞給觸覺反饋設(shè)備100的沖擊。也就是當(dāng)外力施加至觸覺反饋設(shè)備100時(shí)，所示外力可以通過振動(dòng)件10和殼體102、104的連接點(diǎn)傳遞。因此，用來固定振動(dòng)件10的部分易受沖擊。在本實(shí)施方式中，考慮到這一點(diǎn)，第一沖擊吸收件30可以形成在振動(dòng)件10的兩端(即振動(dòng)件10與殼體102、104之間的連接點(diǎn))。然而，第一沖擊吸收件30的位置并不限于圖1中所示的位置。例如，第一沖擊吸收件30可以位于振動(dòng)件10的中部。第一沖擊吸收件30可由在外力作用下能夠變形的材料形成。例如，第一沖擊吸收件30可以由泡沫樹脂(foam resin)或橡膠材料或薄龍 (P〇R〇N )形成。具體地，第一沖擊吸收件30可以由包括硅膠組分的復(fù)合材料形成，或由單一組分材料(例如硅膠)形成。第一沖擊吸收件30可以降低通過殼體102、104傳遞的外力。此外，第一沖擊吸收件30可以防止當(dāng)振動(dòng)件10由于跌落沖擊而過度振動(dòng)時(shí)振動(dòng)件10和殼體102、104之間的碰撞(見圖2)。特別地，沖擊傳遞至觸覺反饋設(shè)備100后，第一沖擊吸收件30可以顯著降低該觸覺反饋設(shè)備100的振動(dòng)頻率的改變量。即，典型的觸覺反饋設(shè)備100可具有IOOHz至300Hz的振動(dòng)頻率。更具體地，當(dāng)觸覺反饋設(shè)備100具有200Hz至230Hz的振動(dòng)頻率時(shí)，該觸覺反饋設(shè)備100可以將振動(dòng)信號(hào)有效地傳遞給用戶。然而，當(dāng)較大沖擊傳遞至觸覺反饋設(shè)備100時(shí)(例如，當(dāng)用戶將安裝有觸覺反饋設(shè)備100的電子設(shè)備跌落時(shí))，觸覺反饋設(shè)備100的振動(dòng)件10可以在與殼體102、104碰撞的同時(shí)產(chǎn)生變形。然而，振動(dòng)件10的變形改變了觸覺反饋設(shè)備100的振動(dòng)頻率，從而降低該觸覺反饋設(shè)備100的傳遞能力。但是，根據(jù)本實(shí)施方式的觸覺反饋設(shè)備100包括第一沖擊吸收件30，因此可以有效地防止振動(dòng)件10的變形，并有效地防止觸覺反饋設(shè)備100因振動(dòng)件10的變形而導(dǎo)致的振動(dòng)頻率的改變。表I表示在觸覺反饋設(shè)備100上進(jìn)行沖擊試驗(yàn)之前和之后的振動(dòng)頻率(即,共振頻率)的對(duì)比結(jié)果。作為參考，在試驗(yàn)性實(shí)施例中，硅膠用作第一沖擊吸收件30。表I
權(quán)利要求
1.一種觸覺反饋設(shè)備，該觸覺反饋設(shè)備包括 殼體； 振動(dòng)件，該振動(dòng)件安裝在所述殼體內(nèi)，用于振動(dòng)； 振動(dòng)元件，該振動(dòng)元件形成在所述振動(dòng)件內(nèi)以產(chǎn)生振動(dòng)；和 第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動(dòng)件和所述殼體之間的碰撞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在所述振動(dòng)件中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在所述殼體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在與所述振動(dòng)元件相對(duì)應(yīng)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件分別形成在所述振動(dòng)件和所述殼體中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件由包括硅膠組分的復(fù)合材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一沖擊吸收件由單一組分的物質(zhì)形成，例如硅膠組分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺反饋設(shè)備，該觸覺反饋設(shè)備還包括質(zhì)量件，該質(zhì)量件與所述振動(dòng)件相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸覺反饋設(shè)備，該觸覺反饋設(shè)備還包括 第二沖擊吸收件，該第二沖擊吸收件與所述質(zhì)量件相連，以防止所述質(zhì)量件和所述殼體之間的碰撞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第二沖擊吸收件由包括硅膠組分的復(fù)合材料形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述振動(dòng)元件形成在所述振動(dòng)件的第一表面上，并且所述質(zhì)量件形成在所述振動(dòng)件的第二表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述振動(dòng)元件包括第一板件和第二板件，所述第一板件的兩端均固定在所述振動(dòng)元件所連接和固定的所述殼體中，所述第二板件從所述第一板件延伸，并接收所述質(zhì)量件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第二板件從所述第一板件的側(cè)表面延伸，并沿垂直于所述第一板件的平面的方向彎曲。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的觸覺反饋設(shè)備，其中，所述第一板件和所述第二板件通過沖壓工藝形成為一體。
15.一種便攜式電子設(shè)備，該便攜式電子設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的觸覺反饋設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明在此提供一種觸覺反饋設(shè)備。該觸覺反饋設(shè)備可以包括殼體；振動(dòng)件，該振動(dòng)件安裝在所述殼體內(nèi)用于振動(dòng)；振動(dòng)元件，該振動(dòng)元件形成在所述振動(dòng)件內(nèi)以產(chǎn)生振動(dòng)；和第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動(dòng)件和所述殼體之間的碰撞。
文檔編號(hào)G06F3/01GK103064511SQ20121000755
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者樸東先, 金在京, 尹大雄, 孫延昊 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社