專利名稱：觸覺反饋設備和便攜式電子設備的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種觸覺反饋設備和一種便攜式電子設備，并且更具體地，涉及一種可以防止因外部沖擊而導致板件(plate member)變形和遭致損壞的觸覺反饋設備和一種包括該觸覺反饋設備的便攜式電子設備。
背景技術：
用于觸摸輸入方式的輸入/輸出振動反饋機構(例如觸覺反饋設備)已經被廣泛應用。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。所述觸覺反饋設備是一種當用戶利用手指等直接向屏幕輸入信號時提供振動反饋的機構。在使用觸覺反饋設備時，可以節省空間，實現設備簡化和可操作性，并且用戶可以容易地識別成功的輸入信號。此外，所述觸摸式反饋設備具有與IT設備的良好交互性(interfunctionality property)。因此,所述觸覺反饋設備被廣泛用作引導設備以告知用戶在公共場合(例如，火車站、醫院、學校等)的位置。同時，觸覺反饋設備所述觸覺反饋設備用作告知輸入信號是否被接收或輸出信號是否被輸出的工具。所述觸覺反饋設備包括振動件(例如，壓電元件)和因此而振動的振動板。然而，為了提高振動性能，所述觸覺反饋設備中包括的振動板形成為薄板件，因而在沖擊傳遞至所述觸覺反饋設備時(例如，當用戶將包括所述觸覺反饋設備的設備跌落時)，該觸覺反饋設備容易變形或損壞。

發明內容
本發明的一個方面，提供一種能夠顯著降低由于外部沖擊(例如，設備跌落)而造成的損壞或變形的便攜式電子設備和一種觸覺反饋設備。根據本發明的一個方面，提供一種觸覺反饋設備，該觸覺反饋設備包括殼體；振動件，該振動件安裝在所述殼體內，用于振動；振動元件，該振動元件形成在所述振動件內以產生振動；和第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動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元件相對應的位置。
所述第一沖擊吸收件可以分別形成在所述振動件和所述殼體中。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形成。所述觸覺反饋設備還可以包括質量件,該質量件與所述振動件相連。所述觸覺反饋設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量件相連，以防止所述質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合材料。所述振動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，并接收所述質量件。所述第二板件可以從所述第一板件的側表面延伸，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。根據本發明的另一個方面，提供一種包括上述觸覺反饋設備的便攜式電子設備。


通過以下結合附圖的描述將更清楚地理解本發明的上述和其他方面、特征和其他優勢，其中圖1是展示根據本發明第一實施方式的觸覺反饋設備的示意圖；圖2是展示沖擊傳遞至圖1中的觸覺反饋設備時的狀態示意圖；圖3是展示根據本發明第二實施方式的觸覺反饋設備的示意圖；圖4是展示根據本發明第三實施方式的觸覺反饋設備的示意圖；圖5是展示根據本發明第四實施方式的觸覺反饋設備的示意圖；圖6是展示根據本發明第五實施方式的觸覺反饋設備的示意圖；和圖7是展示用于說明圖6中振動件具體結構的振動件的立體圖。
具體實施例方式現在將參考附圖對本發明的實施方式進行詳細的描述。在本發明的下述描述中，將考慮到元件的功能來使用標識本發明的相應元件的術語，因而所述術語不應被理解為對本發明的技術元件的限制。圖1是展示根據本發明第一實施方式的觸覺反饋設備的示意圖，圖2是展示沖擊傳遞至圖1中的觸覺反饋設備時的狀態示意圖，圖3是展示根據本發明第二實施方式的觸覺反饋設備的示意圖，圖4是展示根據本發明第三實施方式的觸覺反饋設備的示意圖，圖5是展示根據本發明第四實施方式的觸覺反饋設備的示意圖，圖6是展示根據本發明第五實施方式的觸覺反饋設備的示意圖，和圖7是展示用于解釋圖6中振動件具體結構的振動件的立體圖。根據本發明第一實施方式的觸覺反饋設備100可以包括殼體(即上殼體102和下殼體104)、振動件10、振動元件20和第一沖擊吸收件30。如上述構成的觸覺反饋設備100可以安裝在便攜式電子設備中，例如移動電話、便攜式電子詞典等。同樣地，觸覺反饋設備100可以與相應電子設備的輸入/輸出設備相連，以向用戶傳遞振動信號。然而，本發明的觸覺反饋設備并不限于使用在便攜式電子設備中，而可以安裝在包括觸屏的自動取款機(AU)上，設置在地鐵站中的路徑導引系統中等。此外，觸覺反饋設備100可以安裝在其他需要輸出振動信號的電子設備中。殼體102、104可以是上殼體102和下殼體104。殼體102、104可以保護觸覺反饋設備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備100的電子設備連接，或可從安裝觸覺反饋設備100的電子設備上拆下。另外，殼體102、104中的至少一個(即上殼體102或下殼體104)可以與安裝觸覺反饋設備100的便攜式電子設備(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備的信號的電極。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內部的振動元件20提供電流。同時，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。可選擇地，上殼體102和下殼體104可以通過獨立的裝配結構(例如凸起和凹槽)相連。振動件10可制造為具有大致矩形截面的薄板形狀。然而，振動件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(vertical vibration)即可。振動件10可以由具有預定的彈性水平的材料形成。例如，振動件10可以由諸如金屬、塑料等材料制成。此外，在振動件10中，彈簧常數(spring constant)K可以確定為使得觸覺反饋設備100具有預定范圍內的振動頻率(100至300Hz)。例如，可以調節振動件10的長度和厚度，以使得觸覺反饋設備100具有IOOHz至300Hz的振動頻率。振動件10可以固定至殼體102、104。具體地，振動件10的兩端都可以與殼體102、104相連。更具體地,振動件10的兩端可固定到上殼體102或者下殼體104,以及同時固定到上殼體102和下殼體104。此處，振動件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，并且可以在本領域技術人員能夠認知的范圍內做出改動。由于安裝在上述殼體102、104中的振動件10具有如上所述的預定的彈性水平，因而振動件10可以通過外力沿豎直方向振動(沿圖1中所示的Z軸方向)。此處，振動件10可以沿豎直方向收縮或伸長，以平穩地振動。然而，收縮或伸長的幅度不可以超出振動件10的材料的彈性變形范圍。振動元件20可以固定在振動件10上。具體地，振動元件20可以通過粘結劑與振動件10連接。此處，所述粘結劑可以是環氧樹脂材料，或者紫外光固化樹脂材料(UVcurable resin material)。此外,振動元件20可以通過機械結構固定在振動件10上。為此，振動件10中可以形成用于插入振動元件20的接收槽。同樣，振動件10中可以形成有用于固定振動元件20的位置的凸起。振動元件20可以為壓電元件，該壓電元件可根據電信號任意收縮和伸長。例如，振動元件20可以形成為壓電陶瓷(PZT)(錯鈦酸鉛陶瓷(Lead Zirconium TitaniteCeramic))。上述振動元件20可以根據電信號收縮和伸長，從而在振動件10上產生振動。振動元件20可以沿振動件10的長度方向形成。具體地，振動元件20可以設置在振動件10的中部，從而不影響振動件10的垂直振動。此外，振動元件20的長度可以比振動件10的長度短。第一沖擊吸收件30可以 與振動件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
三實施方式)。同時，第一沖擊吸收件30可以位于振動件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備100的沖擊。也就是當外力施加至觸覺反饋設備100時，所示外力可以通過振動件10和殼體102、104的連接點傳遞。因此，用來固定振動件10的部分易受沖擊。在本實施方式中，考慮到這一點，第一沖擊吸收件30可以形成在振動件10的兩端(即振動件10與殼體102、104之間的連接點)。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可以防止當振動件10由于跌落沖擊而過度振動時振動件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備100后，第一沖擊吸收件30可以顯著降低該觸覺反饋設備100的振動頻率的改變量。即，典型的觸覺反饋設備100可具有IOOHz至300Hz的振動頻率。更具體地，當觸覺反饋設備100具有200Hz至230Hz的振動頻率時，該觸覺反饋設備100可以將振動信號有效地傳遞給用戶。然而，當較大沖擊傳遞至觸覺反饋設備100時(例如，當用戶將安裝有觸覺反饋設備100的電子設備跌落時)，觸覺反饋設備100的振動件10可以在與殼體102、104碰撞的同時產生變形。然而，振動件10的變形改變了觸覺反饋設備100的振動頻率，從而降低該觸覺反饋設備100的傳遞能力。但是，根據本實施方式的觸覺反饋設備100包括第一沖擊吸收件30，因此可以有效地防止振動件10的變形，并有效地防止觸覺反饋設備100因振動件10的變形而導致的振動頻率的改變。表I表示在觸覺反饋設備100上進行沖擊試驗之前和之后的振動頻率(即,共振頻率)的對比結果。作為參考，在試驗性實施例中，硅膠用作第一沖擊吸收件30。表I
權利要求
1.一種觸覺反饋設備，該觸覺反饋設備包括 殼體； 振動件，該振動件安裝在所述殼體內，用于振動； 振動元件，該振動元件形成在所述振動件內以產生振動；和 第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動件和所述殼體之間的碰撞。
2.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在所述振動件中。
3.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在所述殼體中。
4.根據權利要求3所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件形成在與所述振動元件相對應的位置。
5.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件分別形成在所述振動件和所述殼體中。
6.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件由包括硅膠組分的復合材料形成。
7.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，其中，所述第一沖擊吸收件由單一組分的物質形成，例如硅膠組分。
8.根據權利要求1所述的觸覺反饋設備，該觸覺反饋設備還包括質量件，該質量件與所述振動件相連。
9.根據權利要求8所述的觸覺反饋設備，該觸覺反饋設備還包括 第二沖擊吸收件，該第二沖擊吸收件與所述質量件相連，以防止所述質量件和所述殼體之間的碰撞。
10.根據權利要求9所述的觸覺反饋設備，其中，所述第二沖擊吸收件由包括硅膠組分的復合材料形成。
11.根據權利要求8所述的觸覺反饋設備，其中，所述振動元件形成在所述振動件的第一表面上，并且所述質量件形成在所述振動件的第二表面上。
12.根據權利要求8所述的觸覺反饋設備，其中，所述振動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，并接收所述質量件。
13.根據權利要求12所述的觸覺反饋設備，其中，所述第二板件從所述第一板件的側表面延伸，并沿垂直于所述第一板件的平面的方向彎曲。
14.根據權利要求12所述的觸覺反饋設備，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備，該便攜式電子設備包括根據權利要求1至14中任意一項所述的觸覺反饋設備。
全文摘要
本發明在此提供一種觸覺反饋設備。該觸覺反饋設備可以包括殼體；振動件，該振動件安裝在所述殼體內用于振動；振動元件，該振動元件形成在所述振動件內以產生振動；和第一沖擊吸收件，該第一沖擊吸收件能夠防止所述振動件和所述殼體之間的碰撞。
文檔編號G06F3/01GK103064511SQ20121000755
公開日2013年4月24日 申請日期2012年1月11日 優先權日2011年10月18日
發明者樸東先, 金在京, 尹大雄, 孫延昊 申請人:三星電機株式會社