CN103064509A - 三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置 - Google Patents

三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103064509A
CN103064509A CN2011103750608A CN201110375060A CN103064509A CN 103064509 A CN103064509 A CN 103064509A CN 2011103750608 A CN2011103750608 A CN 2011103750608A CN 201110375060 A CN201110375060 A CN 201110375060A CN 103064509 A CN103064509 A CN 103064509A
Authority
CN
China
Prior art keywords
element group
actuated element
axially actuated
inertia force
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103750608A
Other languages
English (en)
Inventor
简嘉男
庄财裕
王文忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chief Land Electronic Co Ltd
Original Assignee
Chief Land Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chief Land Electronic Co Ltd filed Critical Chief Land Electronic Co Ltd
Publication of CN103064509A publication Critical patent/CN103064509A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators

Abstract

本发明是有关于一种三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置。其中该三维触觉感知回馈手持电子装置包含第一、第二、及第三轴向致动元件群组，第一、第二、及第三轴向致动元件群组分别固设于壳体的内侧表面，其所产生的振动惯性力的方向分别平行于第一、第二、及第三轴向。个别或组合驱动第一、第二、及第三轴向致动元件群组，可以产生三个轴向的触觉感知回馈。

Description

三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置
技术领域
本发明涉及一种致动器，特别是涉及一种三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置。
背景技术
致动器(actuator)是一种能量转换元件，例如将电能转换为机械能，再进一步产生声波或触觉感知回馈(haptic feedback)。致动器可以智能材料(smart material)来设计实现，常见的智能材料如压电材料(piezoelectric material)、电活性聚合物(Electro-Active Polymer，EAP)、形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)、磁致伸缩材料(Magnetostrictive Material)、电致伸缩材料(ElectrostrictiveMaterial)等等。
传统的触觉感知回馈的电子装置的致动器一般是设置于荧幕的下表面。当致动器受到驱动时，该致动器可将电能转换为机械能，使机械能动作该触控荧幕产生振动，由振动产生触觉回馈。然而，传统的触觉感知回馈电子装置仅能产生垂直单向振动，因此无法呈现多元化的回馈控制，因而限制了其应用层面。
由此可见，上述现有的触觉感知回馈电子装置在触觉感知回馈产生方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法及产品又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的触觉感知回馈电子装置存在的缺陷，而提出一种新的三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置，所要解决的技术问题是使其可以产生三个轴向的触觉感知回馈，从而可以增添电子装置与使用者之间的互动，而迥异于传统的电子装置的单向触觉感知回馈，非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种三维触觉感知回馈手持电子装置包含壳体、第一轴向致动元件群组、第二轴向致动元件群组及第三轴向致动元件群组。其中，第一轴向致动元件群组固设于壳体的内侧表面，该第一轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第一轴向。第二轴向致动元件群组固设于壳体的内侧表面，该第二轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第二轴向，其垂直于第一轴向。第三轴向致动元件群组固设于壳体的内侧表面，该第三轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第三轴向，其正交于第一轴向与第二轴向所形成的平面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其中所述的壳体包含一机壳框架及一机壳，其中该机壳框架的表面垂直于该机壳的表面。
前述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其中所述的第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组包含至少一致动元件。
前述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其中所述的致动元件包含：压电(piezoelectric)材料、电活性聚合物(electroactive polymer，EAP)、形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictive material)、音圈马达(voice coil motor)或线性共振致动器(linear resonance actuator，LRA)。
前述的三维触觉感知回馈手持电子装置，还包含一支撑件，其一端固设于该致动元件，另一端固设于该壳体的内侧表面。
前述的三维触觉感知回馈手持电子装置，还包含一质量块，设置于该致动元件的表面。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种三维触觉感知回馈产生方法，其包括以下步骤：提供一第一轴向致动元件群组、第二轴向致动元件群组及第三轴向致动元件群组，其中该第一轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第一轴向，该第二轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第二轴向并垂直于该第一轴向，该第三轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第三轴向且正交于该第一轴向与该第二轴向所形成的平面；以及个别或组合驱动部分或全部该第一轴向致动元件群组、部分或全部该第二轴向致动元件群组、部分或全部该第三轴向致动元件群组，以产生触觉感知回馈。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组包含至少一致动元件
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的致动元件包含：压电(piezoelectric)材料、电活性聚合物(electroactive polymer，EAP)、形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictive material)、音圈马达(voice coil motor)或线性共振致动器(linear resonance actuator，LRA)。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动该第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力，其中该多个同向的单向振动惯性力形成一合力。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；驱动另一部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；驱动另一部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动部分该第三轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；驱动另一部分该第三轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第一轴向或该第二轴向旋转。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动该第一轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；驱动该第二轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；其中该第一轴向致动元件群组的振动惯性力及该第二轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第一轴向与该第二轴向之间。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；驱动另一部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；驱动部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第三方向的单向第三振动惯性力；驱动另一部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第四方向的单向第四振动惯性力；其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转，且该第三振动惯性力及该第四振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动该第一轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；驱动该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；其中该第一轴向致动元件群组的振动惯性力及该第三轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第一轴向与该第三轴向之间。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤包含：驱动该第二轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；驱动该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；其中该第二轴向致动元件群组的振动惯性力及该第三轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第二轴向与该第三轴向之间。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤还包含：提供一驱动信号，其波形具有正电压值及负电压值，且具有和缓的上升边缘(rising edge)，用以驱动该致动元件使其产生双向交替往返的振动惯性力。
前述的三维触觉感知回馈产生方法，其中所述的驱动步骤还包含：提供一驱动信号，其波形仅具有正电压值或负电压值，且具有尖锐的上升边缘，用以驱动该致动元件使其产生单一方向的振动惯性力。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置至少具有下列优点及有益效果：本发明三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置可以产生三个轴向的触觉感知回馈，从而可以增添电子装置与使用者之间的互动，而异于传统的电子装置的单向触觉感知回馈。
综上所述，本发明是有关于一种三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置。其中该三维触觉感知回馈手持电子装置包含第一、第二、及第三轴向致动元件群组，第一、第二、及第三轴向致动元件群组分别固设于壳体的内侧表面，其所产生的振动惯性力的方向分别平行于第一、第二、及第三轴向。个别或组合驱动第一、第二、及第三轴向致动元件群组，可以产生三个轴向的触觉感知回馈。本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是显示本发明实施例的三维触觉感知回馈手持电子装置的组成结构的分解图。
图2A是显示第一、第二、及第三轴向致动元件群组的致动元件的立体图。
图2B是显示第一、第二、及第三轴向致动元件群组的致动元件的另一立体图。
图3是显示第一、第二、及第三轴向致动元件群组在壳体的内侧表面的配置的立体图。
图4A至图4C是显示各种驱动信号波形的示意图。
图5是显示第一、第二、及第三轴向致动元件群组在壳体的内侧表面的配置的示意图。
图6A至图6D是显示驱动第一轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图7A至图7D是显示驱动第二轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图8A至图8F是显示驱动第三轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图9A至图9F是显示驱动第一轴向致动元件群组及第二轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图10A至图10D是显示驱动第一轴向致动元件群组及第三轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图11A至图11D是显示驱动第二轴向致动元件群组及第三轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
图12是显示驱动第一、第二、及第三轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。
11：触控面板                12：显示面板
13：主机板                  14：电池
15：第一轴向致动元件群组    16：第二轴向致动元件群组
17：第三轴向致动元件群组    18：机壳框架
19：机壳                    31：X轴向
32：Y轴向                   33：Z轴向
101：质量块                 102：支撑件
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图1是显示本发明实施例的三维触觉感知回馈(haptic feedback)手持电子装置的组成结构的分解图。在本实施例中，三维触觉感知回馈手持电子装置(以下简称“电子装置”)包含，但不限定为：触控面板11、显示面板12、主机板13、电池14、第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、第三轴向致动元件群组17、机壳框架18及机壳19。其中，机壳框架18及机壳19的表面互为垂直，且机壳框架18及机壳19组合作为电子装置的壳体，其与触控面板11组合后形成一容置空间。第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17分别或其组合对机壳框架18、机壳19产生振动，用以对电子装置整机产生触觉感知回馈。
图2A是显示第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17的致动元件的立体图。在本实施例中，致动元件15/16/17的一侧表面可额外增加至少一质量块101，用以增强振动的惯性力量。致动元件15/16/17的另一侧设有一支撑件102，其一端通常固设于致动元件15/16/17的中央位置，另一端则固设于机壳框架18、机壳19的内侧表面，用以提供一振动空间给第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17。图2B是显示第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17的致动元件的另一立体图。在本实施例中，致动元件15/16/17的二侧表面分别额外增加至少一质量块101。所述致动元件包含：压电(piezoelectric)材料(例如锆钛酸铅(lead zirconate titanate，PZT))、电活性聚合物(electroactive polymer，EAP)、形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictive material)、音圈马达(voice coil motor)或线性共振致动器(linear resonance actuator，LRA)，但不限定于此。所述致动元件可使用单压电晶片(unimorph)、双压电晶片(bimorph)或多压电晶片(multimorph)。
图3是显示第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17在壳体框架18、机壳19的内侧表面的配置的立体图。在本实施例中，第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17分别包含有四个致动元件，但不限定于此。各轴向的致动元件的数量视所需的振动强度而定，且其个别轴向的致动元件的摆设位置也取决于电子装置整体的结构特性。如图3所示，第一轴向致动元件群组15固设于机壳框架18的内侧表面，所产生的振动惯性力的方向F15平行于第一轴向(例如X轴向31)。第二轴向致动元件群组16固设于机壳框架18的内侧表面，所产生的振动惯性力的方向F16平行于第二轴向(例如Y轴向32)，该第二轴向32垂直于第一轴向31。第三轴向致动元件群组17固设于机壳19的内侧表面，所产生的振动惯性力的方向F17平行于第三轴向(例如Z轴向33)，该第三轴向正交于第一轴向31与第二轴向32所形成的平面。
上述致动元件群组(15/16/17)可经驱动而在相应轴向上产生振动惯性力。图4A是显示一种驱动信号波形，其波形具有正、负电压值且具有和缓的上升边缘(rising edge)，可驱动致动元件使其产生双向交替往返的振动惯性力。图4B是显示另一种驱动信号波形，与图4A不同的是，其波形仅具有正电压值且具有陡峭上升边缘，可驱动致动元件产生单一方向的振动惯性力，致动元件持续单一方向施力给机壳框架18、机壳19。图4C是显示又一种驱动信号波形，其波形仅具有负电压值且具有陡峭下降边缘，可驱动致动元件使其产生单一方向的振动惯性力，与图4B不同的是，其致动元件持续施力给机壳框架18、机壳19的振动惯性力，方向相反于图4B。
图5是显示第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17在壳体框架18、机壳19的内侧表面的配置的示意图。其中，第一轴向致动元件群组15依其配置位置分别标示为X(1，1)、X(1，2)、X(2，1)及X(2，2)；第二轴向致动元件群组16依其配置位置分别标示为Y(1，1)、Y(1，2)、Y(2，1)及Y(2，2)；第三轴向致动元件群组17依其配置位置分别标示为Z(1，1)、Z(1，2)、Z(2，1)及Z(2，2)。
如前所述，第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16及第三轴向致动元件群组17可个别驱动，也可组合驱动，因而可产生各种触觉感知回馈类型，以下将配合图式分别详细说明。为便于理解，以下篇幅将以X轴向31例示第一轴向，以Y轴向32例示第二轴向，且以Z轴向33例示第三轴向。
图6A至图6D是显示驱动第一轴向致动元件群组15的触觉感知回馈类型的示意图。如图6A所示，驱动第一轴向致动元件群组15，使其产生多个大小及方向(例如正X轴向)相同的单向振动惯性力，如细箭号所示。所述多个同向的单向振动惯性力会形成一合力，其方向指向正X轴向，如粗箭号(或∑F)所示。图6B类似于图6A，然而方向(例如负X轴向)相反于图6A的方向(正X轴向)。
如图6C所示，驱动作用于正Y轴向的部分第一轴向致动元件群组15，例如X(1，1)及X(1，2)，使其产生至少一第一方向(例如正X轴向)的单向第一振动惯性力(如Fx11、Fx12)。此外，驱动作用于负Y轴向的部分第一轴向致动元件群组15(如X(2，1)、X(2，2))，使其产生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如负X轴向)的单向第二振动惯性力(如Fx21、Fx22)。所述第一振动惯性力及第二振动惯性力会形成一合力矩，其绕Z轴向旋转(例如顺时针方向旋转)，如粗箭号(或∑Mz)所示。图6D类似于图6C，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋转方向相反于图6C。在本说明书中，顺时针或逆时针方向是指面向该轴向的正方向，例如当面向正X轴向时，图6C的合力为顺时针方向。
图7A至图7D是显示驱动第二轴向致动元件群组16的触觉感知回馈类型的示意图。图7A至图7D所示的触觉感知回馈类型类似于图6A至图6D所示，主要是将X轴向与Y轴向互换，因此其细节省略不予赘述。
图8A至图8F是显示驱动第三轴向致动元件群组17的触觉感知回馈类型的示意图。如图8A所示，驱动第三轴向致动元件群组17，使其产生多个大小及方向(例如正Z轴向)相同的单向振动惯性力，如细箭号所示。所述多个同向的单向振动惯性力会形成一合力，其方向指向正Z轴向，如粗箭号(或∑F)所示。图8B类似于图8A，然而方向(例如负Z轴向)相反于图8A的方向(正Z轴向)。
如图8C所示，驱动作用于正X轴向的部分第三轴向致动元件群组17(如Z(1，2)、Z(2，2)，使其产生至少一第一方向(例如正Z轴向)的单向第一振动惯性力(如Fz12、Fz22)。此外，驱动作用于负X轴向的部分第三轴向致动元件群组17(如Z(1，1)、Z(2，1)，使其产生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如负Z轴向)的单向第二振动惯性力(如Fz11、Fz21)。所述第一振动惯性力及第二振动惯性力会形成一合力矩，其绕Y轴向旋转(例如顺时针方向旋转)，如粗箭号(或∑MY)所示。图8D类似于图8C，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋转方向相反于图8C。
如图8E所示，驱动作用于正Y轴向的部分第三轴向致动元件群组17(如Z(1，1)、Z(1，2)，使其产生至少一第一方向(例如正Z轴向)的单向第一振动惯性力(如Fz11、Fz12)。此外，驱动作用设于负Y轴向的部分第三轴向致动元件群组17(如Z(2，1)、Z(2，2)，使其产生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如负Z轴向)的单向第二振动惯性力(如Fz21、Fz22)。所述第一振动惯性力及第二振动惯性力会形成一合力矩，其绕X轴向旋转(例如逆时针方向旋转)，如粗箭号(或∑MX)所示。图8F类似于图8E，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋转方相反于图8E。
以上所述为个别驱动第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16或第三轴向致动元件群组17时的触觉感知回馈类型。以下将描述(部分或全部)组合驱动第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17的触觉感知回馈类型。
图9A至图9F是显示驱动第一轴向致动元件群组15及第二轴向致动元件群组16的触觉感知回馈类型的示意图。如图9A所示，驱动第一轴向致动元件群组15，使其产生多个大小及方向(例如正X轴向)相同的单向振动惯性力。此外，驱动第二轴向致动元件群组16，使其产生多个大小及方向(例如正Y轴向)相同的单向振动惯性力。所述X轴向的振动惯性力及Y轴向的振动惯性力会形成一合力，其方向指向正X轴向及正Y轴向之间，如粗箭号(或∑F)所示，其大小及与正X轴间所夹的角度可藉由正X轴与正Y轴方向的合力大小来控制。图9B类似于图9A，然而各方向相反于图9A的方向。
如图9C所示，驱动第一轴向致动元件群组15，使其产生多个大小及方向(例如负X轴向)相同的单向振动惯性力。此外，驱动第二轴向致动元件群组16，使其产生多个大小及方向(例如正Y轴向)相同的单向振动惯性力。所述X轴向的振动惯性力及Y轴向的振动惯性力会形成一合力，其方向指向负X轴向及正Y轴向之间，如粗箭号(或∑F)所示，其大小及与正X轴间所夹的角度可藉由负X轴与正Y轴方向的合力大小来控制。图9D类似于图9C，然而各方向相反于图9C的方向。
如图9E所示，驱动作用于正Y轴向的部分第一轴向致动元件群组15(如X(1，1)、X(1，2))，使其产生至少一第一方向(例如正X轴向)的单向第一振动惯性力(如Fx11、Fx12)；且驱动作用于负Y轴向的部分第一轴向致动元件群组15(如X(2，1)、X(2，2))，使其产生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如负X轴向)的单向第二振动惯性力(如Fx21、Fx22)。所述第一轴向致动元件群组15的第一振动惯性力及第二振动惯性力会形成一合力矩，其绕Z轴向旋转(例如顺时针方向旋转)。此外，驱动作用于正X轴向的部分第二轴向致动元件群组16(如Y(1，2)、Y(2，2))，使其产生至少一第三方向(例如负Y轴向)的单向第三振动惯性力(如Fy12、Fy22)；且驱动作用于负X轴向的部分第二轴向致动元件群组16(如Y(1，1)、Y(2，1))，使其产生至少一(相反于第三方向的)第四方向(例如正Y轴向)的单向第四振动惯性力(如Fy11、Fy21)。所述第二轴向致动元件群组16的第三振动惯性力及第四振动惯性力会形成一合力矩，其绕Z轴向旋转(例如顺时针方向旋转)。上述二合力矩所形成的总合力矩会绕Z轴向旋转(例如顺时针方向旋转)，如粗箭号(或∑Mz)所示。图9F类似于图9E，然而各方向相反于图9E的方向。
图10A至图10D是显示驱动第一轴向致动元件群组15及第三轴向致动元件群组17的触觉感知回馈类型的示意图。如图10A所示，驱动第一轴向致动元件群组15，使其产生多个大小及方向(例如正X轴向)相同的单向振动惯性力。此外，驱动第三轴向致动元件群组17，使其产生多个大小及方向(例如正Z轴向)相同的单向振动惯性力。所述X轴向的振动惯性力及Z轴向的振动惯性力会形成一合力，其方向指向正X轴向及正Z轴向之间，如粗箭号(或∑F)所示，其大小及与正X轴间所夹的角度可藉由正X轴与正Z轴方向的合力大小来控制。图10B类似于图10A，然而各方向相反于图10A的方向。
如图10C所示，驱动第一轴向致动元件群组15，使其产生多个大小及方向(例如负X轴向)相同的单向振动惯性力。此外，驱动第三轴向致动元件群组17，使其产生多个大小及方向(例如正Z轴向)相同的单向振动惯性力。所述X轴向的振动惯性力及Z轴向的振动惯性力会形成一合力，其方向指向负X轴向及正Z轴向之间，如粗箭号(或∑F)所示，其大小及与正X轴间所夹的角度可藉由负X轴与正Z轴方向的合力大小来控制。图10D类似于图10C，然而各方向相反于图10C的方向。
图11A至图11D是显示驱动第二轴向致动元件群组16及第三轴向致动元件群组17的触觉感知回馈类型的示意图。图11A至图11D所示触觉感知回馈类型类似于图10A至图10D所示，主要是将X轴向与Y轴向互换，因此其细节省略不予赘述。
以上实施例例示了个别驱动第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16或第三轴向致动元件群组17时的触觉感知回馈类型，以及部分组合驱动第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17的触觉感知回馈类型。此外，也可全部组合第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16、及第三轴向致动元件群组17，以形成各种的触觉感知回馈类型。一般来说，如图12所示，图12是显示驱动第一、第二、及第三轴向致动元件群组的触觉感知回馈类型的示意图。藉由组合驱动第一轴向致动元件群组15、第二轴向致动元件群组16及第三轴向致动元件群组17，手持电子装置可产生任意方向的直线或旋转震动回馈。
根据上述的各种触觉感知回馈类型，本发明实施例可产生三个轴向的触觉感知回馈，可增添电子装置与使用者之间的互动，异于传统电子装置的单向触觉感知回馈。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于其包含：
一壳体；
一第一轴向致动元件群组，固设于该壳体的内侧表面，该第一轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第一轴向；
一第二轴向致动元件群组，固设于该壳体的内侧表面，该第二轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第二轴向，该第二轴向垂直于该第一轴向；以及
一第三轴向致动元件群组，固设于该壳体的内侧表面，该第三轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第三轴向，该第三轴向正交于该第一轴向与该第二轴向所形成的平面。
2.根据权利要求1所述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于其中该壳体包含一机壳框架及一机壳，其中该机壳框架的表面垂直于该机壳的表面。
3.根据权利要求1所述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于其中该第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组包含至少一致动元件。
4.根据权利要求3所述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于其中该致动元件包含：压电材料、电活性聚合物、形状记忆合金、磁性收缩材料、音圈马达或线性共振致动器。
5.根据权利要求3所述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于还包含一支撑件，其一端固设于该致动元件，另一端固设于该壳体的内侧表面。
6.根据权利要求3所述的三维触觉感知回馈手持电子装置，其特征在于还包含一质量块，设置于该致动元件的表面。
7.一种三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其包括以下步骤：
提供一第一轴向致动元件群组、第二轴向致动元件群组及第三轴向致动元件群组，其中该第一轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第一轴向，该第二轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第二轴向并垂直于该第一轴向，该第三轴向致动元件群组所产生的振动惯性力的方向平行于第三轴向且正交于该第一轴向与该第二轴向所形成的平面；以及
个别或组合驱动部分或全部该第一轴向致动元件群组、部分或全部该第二轴向致动元件群组、部分或全部该第三轴向致动元件群组，以产生触觉感知回馈。
8.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组包含至少一致动元件。
9.根据权利要求8所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该致动元件包含：压电材料、电活性聚合物、形状记忆合金、磁性收缩材料、音圈马达或线性共振致动器。
10.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动该第一轴向致动元件群组、该第二轴向致动元件群组或该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力，其中该多个同向的单向振动惯性力形成一合力。
11.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；
驱动另一部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；
其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
12.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；
驱动另一部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；
其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
13.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动部分该第三轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；
驱动另一部分该第三轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；
其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第一轴向或该第二轴向旋转。
14.根据权利要求
Figure FSA00000618801900021
所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动该第一轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
驱动该第二轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
其中该第一轴向致动元件群组的振动惯性力及该第二轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第一轴向与该第二轴向之间。
15.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第一方向的单向第一振动惯性力；
驱动另一部分该第一轴向致动元件群组，使其产生至少一第二方向的单向第二振动惯性力，其中该第二方向相反于该第一方向；
驱动部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第三方向的单向第三振动惯性力；
驱动另一部分该第二轴向致动元件群组，使其产生至少一第四方向的单向第四振动惯性力；
其中该第一振动惯性力及该第二振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转，且该第三振动惯性力及该第四振动惯性力形成一合力，其绕该第三轴向旋转。
16.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动该第一轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
驱动该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
其中该第一轴向致动元件群组的振动惯性力及该第三轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第一轴向与该第三轴向之间。
17.根据权利要求7所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤包含：
驱动该第二轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
驱动该第三轴向致动元件群组，使其产生多个同向的单向振动惯性力；
其中该第二轴向致动元件群组的振动惯性力及该第三轴向致动元件群组的振动惯性力形成一合力，其方向指向该第二轴向与该第三轴向之间。
18.根据权利要求8所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤还包含：
提供一驱动信号，其波形具有正电压值及负电压值，且具有和缓的上升边缘，用以驱动该致动元件使其产生双向交替往返的振动惯性力。
19.根据权利要求8所述的三维触觉感知回馈产生方法，其特征在于其中该驱动的步骤还包含：
提供一驱动信号，其波形仅具有正电压值或负电压值，且具有尖锐的上升边缘，用以驱动该致动元件使其产生单一方向的振动惯性力。
CN2011103750608A 2011-10-24 2011-11-16 三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置 Pending CN103064509A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100138439A TW201317831A (zh) 2011-10-24 2011-10-24 三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置
TW100138439 2011-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103064509A true CN103064509A (zh) 2013-04-24

Family

ID=45406421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103750608A Pending CN103064509A (zh) 2011-10-24 2011-11-16 三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130099907A1 (zh)
EP (1) EP2587343A1 (zh)
JP (1) JP2013092513A (zh)
KR (1) KR20130045130A (zh)
CN (1) CN103064509A (zh)
TW (1) TW201317831A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423558A (zh) * 2013-09-06 2015-03-18 英业达科技有限公司 键盘模块
US9747775B2 (en) 2014-01-23 2017-08-29 Google Inc. Somatosensory type notification alerts
CN107272937A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 辛纳普蒂克斯公司 形状记忆触觉致动器装置
US10558266B2 (en) 2017-06-30 2020-02-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Shape memory alloy actuated haptic feedback
US10623536B2 (en) 2016-11-15 2020-04-14 Sony Corporation Information processing apparatus and information processing method
CN112995837A (zh) * 2017-12-29 2021-06-18 乐金显示有限公司 显示设备

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130092189A (ko) * 2012-02-10 2013-08-20 삼성전자주식회사 촉각 전달 장치 및 방법
WO2013151155A1 (ja) * 2012-04-06 2013-10-10 株式会社ニコン データ処理装置、及びデータ処理プログラム
US9705068B2 (en) * 2012-06-19 2017-07-11 Novasentis, Inc. Ultra-thin inertial actuator
JP5849061B2 (ja) * 2013-03-28 2016-01-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 表示入力装置及びこれを備えた画像形成装置
JP6489120B2 (ja) * 2014-03-31 2019-03-27 ソニー株式会社 触覚提示装置、信号発生装置、触覚提示システム、および触覚提示方法
JP2017083971A (ja) * 2015-10-23 2017-05-18 株式会社東海理化電機製作所 操作装置
US10437340B1 (en) 2019-01-29 2019-10-08 Sean Sullivan Device for providing thermoreceptive haptic feedback
CN111596754A (zh) * 2019-02-20 2020-08-28 天马日本株式会社 触觉呈现装置
TWI702529B (zh) * 2019-09-17 2020-08-21 凌巨科技股份有限公司 具有觸覺反饋面板的觸控模組及顯示裝置
US20210278827A1 (en) * 2020-03-09 2021-09-09 Board Of Trustees Of Michigan State University Systems And Method For Dimensionally Aware Rule Extraction

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060290662A1 (en) * 2005-06-27 2006-12-28 Coactive Drive Corporation Synchronized vibration device for haptic feedback
US20090229893A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Alps Electric Co., Ltd. Input device
CN102043465A (zh) * 2009-10-12 2011-05-04 三星电机株式会社 触觉反馈装置和电子装置
US20110163946A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-07 Qualcomm Incorporated Simulation of three-dimensional touch sensation using haptics
US20110181404A1 (en) * 2008-07-21 2011-07-28 Dav Method for haptic feedback control

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6822635B2 (en) * 2000-01-19 2004-11-23 Immersion Corporation Haptic interface for laptop computers and other portable devices
WO2006021211A2 (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Bang & Olufsen A/S Operating panel
JP5208362B2 (ja) * 2005-10-28 2013-06-12 ソニー株式会社 電子機器
US8217892B2 (en) * 2008-05-06 2012-07-10 Dell Products L.P. Tactile feedback input device
US8593409B1 (en) * 2008-10-10 2013-11-26 Immersion Corporation Method and apparatus for providing haptic feedback utilizing multi-actuated waveform phasing
US9746923B2 (en) * 2009-03-12 2017-08-29 Immersion Corporation Systems and methods for providing features in a friction display wherein a haptic effect is configured to vary the coefficient of friction
KR101097332B1 (ko) * 2010-02-10 2011-12-21 삼성모바일디스플레이주식회사 햅틱 기능을 갖춘 디스플레이 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060290662A1 (en) * 2005-06-27 2006-12-28 Coactive Drive Corporation Synchronized vibration device for haptic feedback
US20090229893A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Alps Electric Co., Ltd. Input device
US20110181404A1 (en) * 2008-07-21 2011-07-28 Dav Method for haptic feedback control
CN102043465A (zh) * 2009-10-12 2011-05-04 三星电机株式会社 触觉反馈装置和电子装置
US20110163946A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-07 Qualcomm Incorporated Simulation of three-dimensional touch sensation using haptics

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104423558A (zh) * 2013-09-06 2015-03-18 英业达科技有限公司 键盘模块
US9747775B2 (en) 2014-01-23 2017-08-29 Google Inc. Somatosensory type notification alerts
US9947205B2 (en) 2014-01-23 2018-04-17 Google Llc Somatosensory type notification alerts
US10249169B2 (en) 2014-01-23 2019-04-02 Google Llc Somatosensory type notification alerts
CN107272937A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 辛纳普蒂克斯公司 形状记忆触觉致动器装置
CN107272937B (zh) * 2016-03-31 2022-04-01 辛纳普蒂克斯公司 形状记忆触觉致动器装置
US10623536B2 (en) 2016-11-15 2020-04-14 Sony Corporation Information processing apparatus and information processing method
US10558266B2 (en) 2017-06-30 2020-02-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Shape memory alloy actuated haptic feedback
CN112995837A (zh) * 2017-12-29 2021-06-18 乐金显示有限公司 显示设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130045130A (ko) 2013-05-03
US20130099907A1 (en) 2013-04-25
JP2013092513A (ja) 2013-05-16
TW201317831A (zh) 2013-05-01
EP2587343A1 (en) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103064509A (zh) 三维触觉感知回馈产生方法及手持电子装置
KR101216892B1 (ko) 햅틱 디바이스 구동용 압전 액추에이터
CN110609637A (zh) 具有弹簧预载荷设备的触觉致动器组件
JP6619532B1 (ja) 磁気予荷重デバイスを有する触覚アクチュエーターアセンブリ
CN104467524B (zh) 基于面内模态的板式直线压电电机的工作方式
JP2000156988A (ja) 圧電アクチュエ―タおよび圧電アクチュエ―タ付電子機器
WO2016086682A1 (zh) Mems扭转式静电驱动器的制作方法
CN107517022A (zh) 一种基于三压电换能器组合式定子的二自由度超声电机
CN205545000U (zh) 一种压电振动式蠕动马达
CN105846714A (zh) 一种步进压电驱动电机
JP2019220177A (ja) 予荷重デバイスを備えたハプティックアクチュエーターアセンブリ
CN206790372U (zh) 一种预压力可调的中空超声波电机
US20140001923A1 (en) Composite polarization type piezoelectric actuator
KR20200096631A (ko) 전기기계식 액츄에이터, 전기기계식 액츄에이터의 가진 방법 및 초음파 모터
CN102946579B (zh) 振动材料、虚拟触觉生成器、触控模组及振膜
EP2555175A1 (en) Transducer module
JP5540249B1 (ja) 振動装置及び電子機器
CN103929090B (zh) 压电驱动器激振的筒结构旋转直线超声电机及其激励方法
CN107612417B (zh) 三自由度球形转子超声电机定子基体及其激励方法
CN105553328A (zh) 一种压电振动式蠕动马达
CN103067837A (zh) 能量转换模块
CN102005967B (zh) 一种频率控制转向的单驱动微型压电马达
JP4601240B2 (ja) ステージ
CN103944444B (zh) 轮形结构螺纹副驱动型超声电机及其激励方法
JP4150287B2 (ja) 超音波モータ、駆動装置および点字ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130424