專利名稱：觸覺反饋裝置和電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種觸覺反饋裝置和一種電子裝置。
背景技術：
用戶期望以更簡單的方式使用電子設備，根據(jù)這些用戶的需求，允許通過觸摸 (接觸)操作來對電子裝置(或家用電器)進行輸入操作的觸摸型裝置的使用近來已變得普及。當前，觸覺反饋裝置除了便于實現(xiàn)通過觸摸執(zhí)行輸入操作的構思之外，還遵從這 樣的理念，即，提供直觀的用戶界面體驗并使接觸反饋的類型多樣化。觸覺反饋裝置具有如下很多優(yōu)點它能夠節(jié)省空間，實現(xiàn)操作和易用性方面的改 進，允許對規(guī)范做出簡單的改變，具有高度的用戶識別性，并且與IT裝置相互之間具有良 好的聯(lián)動性(interworkability)。由于具有這樣的優(yōu)點，因此觸覺反饋裝置常常用于家用計算機、交通通知單簽發(fā) 裝置、公共信息服務器、醫(yī)療儀器、移動通信用途等中使用的電子裝置中。通常，相關技術的電子裝置使用振動電機來實現(xiàn)觸覺功能。振動電機被設計成使 整個電子裝置主體振動，因此為了增大振動力，必須增大整體的尺寸。此外，振動電機具有另外的問題，S卩，它提高了單位成本，必須安裝在電子裝置有 限的內(nèi)部空間中，并且因為它被設計成使整個電子裝置振動，所以在功耗方面效率低下。另外，近來，隨著用戶界面的發(fā)展，電子裝置的功能已變得多樣化和復雜化，被簡 單地設計成使整個電子裝置振動的振動電機無法實現(xiàn)根據(jù)多種功能的各種類型的反饋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種觸覺反饋致動器、包括該觸覺反饋致動器的觸覺反饋 裝置和電子裝置，該觸覺反饋致動器包括振動板和致動器，振動板附著到實現(xiàn)觸覺功能的 觸覺裝置以傳遞振動，致動器向振動板施加振動。本發(fā)明的另一方面提供了一種包括致動器的觸覺反饋裝置以及一種電子裝置，該 致動器設置在實現(xiàn)觸覺功能的觸覺裝置的中央部分，以提高振動效率。本發(fā)明的又一方面提供了一種觸覺反饋裝置、一種觸覺反饋致動器和一種電子裝 置，該觸覺反饋裝置為實現(xiàn)觸覺功能的觸覺裝置提供優(yōu)化的結合條件，從而產(chǎn)生穩(wěn)定量的 振動。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種觸覺反饋裝置，該觸覺反饋裝置包括觸覺裝 置，接收施加到觸覺裝置的接觸壓力；振動板，通過厭氧粘合劑附著到觸覺裝置，并傳遞振 動；致動器，設置到觸覺裝置，使得振動板介于觸覺裝置和致動器之間，致動器根據(jù)觸覺裝置的接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。厭氧粘合劑可以是UV粘合劑。可通過熱固性粘合劑來附著振動板和致動器。振動板可被設置成具有多條支線，多條支線沿著觸覺裝置的縱向方向處于觸覺裝 置的邊緣部分，縫隙可形成在多條支線之間。致動器可與支線平行地設置。致動器可以是壓電致動器或聚合物致動器。壓電致動器可以是包括陶瓷層和設置在陶瓷層之間的電極的陶瓷層疊體，陶瓷層 的極化(polarization/polling)可被形成為沿著相同的方向。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子裝置，該電子裝置包括殼體，具有形成 在殼體中的內(nèi)部空間；顯示面板，被設置在殼體內(nèi)；振動板，通過厭氧粘合劑附著到顯示面 板；致動器，其中，按照振動板被設置在致動器和顯示面板之間的方式來設置致動器，致動 器根據(jù)顯示面板的接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。厭氧粘合劑可以是UV粘合劑?？赏ㄟ^熱固性粘合劑來附著振動板和致動器。振動板可被設置成具有多條支線，多條支線沿著顯示面板的縱向方向處于顯示面 板的邊緣部分，縫隙可形成在多條支線之間。致動器可與支線平行地設置。致動器可以是壓電致動器或聚合物致動器。壓電致動器可以是包括陶瓷層和設置在陶瓷層之間的電極的陶瓷層疊體，陶瓷層 的極化可被形成為沿著相同的方向。


通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的以上和其它方面、特點和其它優(yōu)點 將被更清楚地理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的移動通信終端或電子裝置的分解透視圖；圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的安裝在移動通信終端的殼體中 的觸覺反饋裝置的透視圖；圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋裝置的透視圖；圖如和圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋致動器的具有不同長度 的致動器和振動板的側視圖；圖fe和圖恥是圖4b的一部分的放大剖視圖，其示意性地示出觸覺反饋致動器的 操作形狀；圖6是顯示出位移量相對于圖如和圖4b的觸覺反饋致動器的振動頻率的曲線 圖；圖7a和圖7b是示出根據(jù)本發(fā)明示倒性實施例的觸覺反饋致動器的致動器的改變 的設置位置的示意性透視圖；圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的致動器的設置位置的側視圖；圖9是顯示出位移量相對于圖7a和圖7b的觸覺反饋致動器的振動頻率的曲線圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的粘結觸覺反饋裝置的示意性剖視圖；圖11是顯示出依照本發(fā)明示例性實施例的根據(jù)觸覺反饋裝置中使用的粘結材料 的類型而測量的位移量相對于觸覺反饋致動器的振動頻率的曲線圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以多種不 同的形式來實施，并不應該被解釋為局限于這里闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使 得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分傳達給本領域技術人員。在附圖 中，為了清楚起見，可以夸大形狀和尺寸，相同的標號將始終用于表示相同或相似的組件?，F(xiàn)在將參照圖1至圖11描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋致動器以及具 有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)明示例性實施例的作為電子裝置的移動通信終端的分解透視圖。 圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的安裝在移動通信終端的殼體中的觸覺反 饋裝置的透視圖。圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋裝置的透視 圖。在下面的描述中，移動通信終端10將被視為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的電子裝 置，但是不限于此，該電子裝置還可適用于根據(jù)用戶與裝置(例如各種OA裝置、醫(yī)療儀器、 移動通信裝置、交通通知單簽發(fā)裝置等)的接觸產(chǎn)生振動變化的通用的觸覺裝置?，F(xiàn)在將詳細描述作為電子裝置的移動通信終端10。參照圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的作為電子裝置的移動通信終端10可 包括殼體12和14、顯示面板22、致動器60以及振動板40。殼體12和14可包括前殼體12和后殼體14。前殼體12和后殼體14可以結合，從 而在前殼體12和后殼體14之間形成內(nèi)部空間。用作觸覺裝置20的顯示面板22和可驅(qū)動觸覺反饋致動器30的電路板(未示出) 可被安裝在所述內(nèi)部空間中。這里，作為需要振動的機構的觸覺裝置20是需要響應于外部接觸壓力而起反應 的移動通信終端10的內(nèi)部元件。除了移動通信終端10的顯示面板22之外，觸覺裝置20還可以是輸入裝置、OA裝 置、自動售貨機、床、卡、驅(qū)動裝置、票等。在作為根據(jù)本示例性實施例的電子裝置的移動通信終端10中，提供圖像的顯示 面板22被用作觸覺裝置20。即，當接觸壓力根據(jù)施加到顯示面板22的接觸而變化時，顯示 面板22響應于該接觸而觸覺地做出反應。為了使顯示面板22觸覺地做出反應，致動器60必須產(chǎn)生振動。后面將描述致動 器60產(chǎn)生振動的基本原理。振動板40可以將致動器60產(chǎn)生的振動傳遞到顯示面板22。致動器60可以直接 附于顯示面板22，以使顯示面板22振動，但是致動器60可根據(jù)需要被選擇性地使用以減小 振動產(chǎn)生的沖擊或放大振動。
也就是說，可以通過對沖擊減輕材料(impact-lessening material)進行注射成 型來制造振動板40 ；然而，本發(fā)明并不意圖局限于此。此外，可以根據(jù)與致動器60的相互 作用來調(diào)整振動板40的厚度。實驗表明當振動板40的厚度小于0. 2mm時，振動迅速增加， 因此可根據(jù)振動的需求范圍適當?shù)剡x擇振動板40的厚度?，F(xiàn)在將詳細描述觸覺反饋致動器30和觸覺裝置。在下文中描述的觸覺反饋致動 器和觸覺裝置的詳細特性都可被應用于本發(fā)明的電子裝置。觸覺反饋致動器和觸覺反饋裝置根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋致動器30可包括振動板40和致動器60。此 外，觸覺反饋裝置50可包括觸覺裝置20和使觸覺裝置20振動的觸覺反饋致動器30，其中， 接觸壓力被施加到觸覺裝置20。這里，觸覺反饋裝置50的振動板40可以是可選的。上面已經(jīng)詳細描述了關于移動通信終端10的振動板40，振動板40可以沿著構成 觸覺裝置20的輪廓的邊緣而附著。也就是說，如圖3所示，振動板40可以被形成為薄的條狀物，并可沿著矩形形狀的 顯示面板22的邊緣設置。這里，假設將矩形顯示面板22的較長的邊定義為縱向方向，將較短的邊定義為橫 向方向。具體地講，振動板40可具有多條支線42和44，所述多條支線42和44沿著作為觸 覺裝置20的顯示面板22的縱向方向處于顯示面板22的邊緣部分，縫隙43可形成在多條 支線42和44之間。支線42和44可具有基本上相同的寬度，可以附著寬度幾乎與支線42 和44的寬度相同的條形致動器60，使得致動器60被設置在支線42和44上。在這種情況 下，致動器60可被設置成與支線42和44平行。所述致動器可以被構造成壓電致動器或聚合物致動器，使得根據(jù)觸覺裝置20的 接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。同時，致動器60和振動板40的長度以及致動器60在觸覺裝置20上的設置位置 是確定觸覺裝置20的振動量的重要因素?，F(xiàn)在將詳細描述振動量根據(jù)致動器60和振動板40的長度的變化。圖如和圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋致動器的具有不同長度 的致動器和振動板的側視圖。圖fe和圖恥是圖4b的一部分的放大剖視圖，其示意性地示 出觸覺反饋致動器的操作形狀。圖6是顯示出位移量相對于圖如和圖4b的觸覺反饋致動 器的振動頻率的曲線圖。圖如示出了振動板40的長度與致動器60的長度相等的示例性實施例，圖4b示 出了振動板40比致動器60長的示例性實施例。這里，使用壓電致動器作為致動器60來測量觸覺裝置20根據(jù)振動次數(shù)的位移量(μ m) ο如圖fe和圖恥所示，壓電致動器60是通過在由銀(Ag)或其它雜質(zhì)制成的電極63 的兩側上堆疊陶瓷層62和64而形成的陶瓷層疊體，陶瓷層62和64的極化(polarization/ polling)被形成為沿著相同的方向。因為陶瓷層62和64的極化沿著相同的方向形成，所以與沿著相反方向形成極化的情況相比，振動量增大，因此可根據(jù)振動的需求范圍適當?shù)剡x擇振動量。在陶瓷層62和64的極化沿著相同的方向形成的情況下，當壓力被施加到壓電致 動器時，致動器60沿著縱向方向發(fā)生位移，而振動板40不發(fā)生位移。由此，當致動器60沿著縱向方向發(fā)生位移時，觸覺反饋致動器30上下振動。圖6中的曲線(a)和(b)是顯示出根據(jù)圖如和圖4b的示例性實施例在增大振動 頻率的同時，通過測量觸覺裝置20的豎直位移量而獲得的結果的曲線圖。參照圖6中的曲線(a)和(b)，應當指出圖如的實施例中的位移量大于圖4b的實 施例中的位移量。因此，可以適當?shù)剡x擇振動板40和致動器60的長度，以根據(jù)電子裝置的振動需求 范圍來使用振動板40和致動器60。在下文中，現(xiàn)在將詳細描述觸覺裝置20根據(jù)致動器60在觸覺裝置20上的設置位置的振動量。圖7a和圖7b是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的觸覺反饋致動器的致動器的改變 的設置位置的示意性透視圖。圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的致動器的設置位 置的側視圖。圖9是顯示出位移量相對于圖7a和圖7b的觸覺反饋致動器的振動頻率的曲 線圖。圖7a示出了致動器60在顯示面板22 (即觸覺裝置20)上沿著縱向方向排列成行 的示例性實施例，圖7b示出了致動器60在中央平行地設置在顯示面板22的中央部分的示 例性實施例。這里，顯示面板22的中央部分可以是基于整個顯示面板22在橫向方向上的中央 部分，或者可以是在縱向方向上的中央部分(C)。參照圖8，布置有致動器60的中央部分(C)可被設定成在顯示面板的整體長度 (即，從顯示面板20的一個端部到另一端部)的20%至80%的范圍內(nèi)。為了方便起見，其 它部分被設定成邊緣部分(E)。同時，可以根據(jù)電子裝置的振動的需求范圍來選擇性地使用振動板40。圖9是示出在本發(fā)明的示例性實施例中在通過施加接觸壓力增大振動頻率的同 時通過測量觸覺裝置20的豎直位移量而獲得的結果的曲線圖。參照圖9，應當指出，隨著振動頻率的增大，設置在顯示面板22的中央部分的致動 器60的位移以幾何級數(shù)的比率增大。因此，根據(jù)電子裝置的振動需求范圍，在觸覺裝置20中可以適當?shù)亍⑦x擇性地使 用致動器60的設置位置?，F(xiàn)在將描述改變用于觸覺裝置20和振動板40的粘合劑以及用于振動板40和致 動器60的粘合劑的示例性實施例，用于觸覺裝置20和振動板40的粘合劑與用于振動板40 和致動器60的粘合劑是位移的因素。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的粘結觸覺反饋裝置的示意性剖視圖。圖 11是顯示出依照本發(fā)明示例性實施例的根據(jù)用于觸覺反饋裝置的不同類型的粘結材料而 測量的位移量相對于觸覺反饋致動器的振動頻率的曲線圖。參照圖10，使用厭氧粘合劑25作為用于觸覺裝置20和振動板40的粘合劑，使用 熱固性粘合劑45作為振動板40和致動器60的粘合劑。
厭氧粘合劑25具有如下性質(zhì)它可阻擋空氣，清潔，并且抗振動沖擊。這里，厭氧 粘合劑25可以是UV粘合劑(紫外光固化粘合劑)。因此，為了盡可能多地、適當?shù)貍鬟f振動而不導致在觸覺裝置20上的位移，可以 選擇厭氧粘合劑25，這是因為厭氧粘合劑25與由橡膠材料制成的粘合劑相比更有效地傳 遞振動。同時，振動板40和致動器60需要使用熱固性粘合劑45，熱固性粘合劑45可以保 持振動剛性并且相對于振動的傳遞而言具有更大的粘合強度。圖11是示出在使用厭氧粘合劑25和熱固性粘合劑45的情況下測量的根據(jù)振動 次數(shù)變化的位移量的曲線圖。應當指出，厭氧粘合劑25根據(jù)振動頻率的增大而顯示出振動 量的明顯增大，而熱固性樹脂45振動量沒有隨著振動頻率的增大而大大增加，而是顯示出 較為穩(wěn)固的固定性。如上所述，根據(jù)該觸覺反饋致動器、具有該觸覺反饋致動器的觸覺反饋裝置和電 子裝置，與使用振動電機的電子裝置相比可以減小電子裝置的尺寸，并且可以提高電子裝 置的內(nèi)部空間的利用率。另外，因為可以根據(jù)電子裝置所需的振動范圍可變地選擇致動器的設置位置或長 度，所以本發(fā)明可以適用于各種應用。此外，因為不使電子裝置本身整體振動，所以本發(fā)明在功耗方面非常有效。此外，可以根據(jù)用戶界面的最新進展來實現(xiàn)各種反饋。如上所述，根據(jù)本發(fā)明示例性實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具有以下優(yōu)點。也就是說，第一，與使用振動電機的電子裝置相比可以減小電子裝置的尺寸，并且 可以提高電子裝置的內(nèi)部空間的利用率。第二，因為可以根據(jù)電子裝置所需的振動范圍可變地選擇致動器的設置位置或長 度，所以本發(fā)明可以適用于各種應用。第三，因為不使整個電子裝置振動，所以本發(fā)明在功耗方面非常有效。第四，可以根據(jù)用戶界面的最新進展來實現(xiàn)各種類型的反饋。雖然已經(jīng)結合示例性實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將清楚的 是，在不脫離由權利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出修改和改變。
權利要求
1.一種觸覺反饋裝置，包括觸覺裝置，接收施加到觸覺裝置的接觸壓力； 振動板，通過厭氧粘合劑附著到觸覺裝置，并傳遞振動；致動器，設置到觸覺裝置，使得振動板介于觸覺裝置和致動器之間，致動器根據(jù)觸覺裝 置的接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。
2.如權利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，厭氧粘合劑是紫外光固化粘合劑。
3.如權利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，通過熱固性粘合劑來附著振動板和致動ο
4.如權利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，振動板被設置成具有多條支線，所述多條 支線沿著觸覺裝置的縱向方向處于觸覺裝置的邊緣部分，縫隙形成在所述多條支線之間。
5.如權利要求4所述的觸覺反饋裝置，其中，致動器與所述支線平行地設置。
6.如權利要求1所述的觸覺反饋裝置，其中，致動器是壓電致動器或聚合物致動器。
7.如權利要求6所述的觸覺反饋裝置，其中，壓電致動器是包括陶瓷層和設置在陶瓷 層之間的電極的陶瓷層疊體，陶瓷層的極化被形成為沿著相同的方向。
8.一種電子裝置，包括殼體，具有形成在殼體中的內(nèi)部空間；顯示面板，被設置在殼體內(nèi)；振動板，通過厭氧粘合劑附著到顯示面板；致動器，按照振動板被設置在致動器和顯示面板之間的方式來設置致動器，致動器根 據(jù)顯示面板的接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。
9.如權利要求8所述的電子裝置，其中，厭氧粘合劑是紫外光固化粘合劑。
10.如權利要求8所述的電子裝置，其中，通過熱固性粘合劑來附著振動板和致動器。
11.如權利要求8所述的電子裝置，其中，振動板被設置成具有多條支線，所述多條支 線沿著顯示面板的縱向方向處于顯示面板的邊緣部分，縫隙形成在所述多條支線之間。
12.如權利要求11所述的電子裝置，其中，致動器與所述支線平行地設置。
13.如權利要求8所述的電子裝置，其中，致動器是壓電致動器或聚合物致動器。
14.如權利要求13所述的電子裝置，其中，壓電致動器是包括陶瓷層和設置在陶瓷層 之間的電極的陶瓷層疊體，陶瓷層的極化被形成為沿著相同的方向。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種觸覺反饋裝置和一種電子裝置。該觸覺反饋裝置包括觸覺裝置，接收施加到觸覺裝置的接觸壓力；振動板，通過厭氧粘合劑附著到觸覺裝置，并傳遞振動；致動器，設置到觸覺裝置，使得振動板介于觸覺裝置和致動器之間，致動器根據(jù)觸覺裝置的接觸壓力的變化而受到激發(fā)，從而產(chǎn)生振動。
文檔編號G06F3/01GK102043465SQ20101000355
公開日2011年5月4日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權日2009年10月12日
發(fā)明者孫延昊, 尹大雄, 樸東先, 李金卿, 金在京 申請人:三星電機株式會社