CN107003753A - 提供实时振动反馈的振动鼠标 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振动鼠标，在提供对应于视觉信息的振动反馈的振动鼠标中，将具有压电效果的压电元件层(8)和中心电极板(10)形成为一体而构成压电振动体(6)，并构成为固定所述压电振动体(6)的两端以生成根据上下弯曲变位的振动，并在振动鼠标(1)的本体(2)的内侧设置一个以上的在所述压电振动体(6)上附着固定使振动增大的重量片(12)的致动器(4)，以构成为实时地响应高频带中的快速的可变振动，将对应于视觉信息的多样的振动量以快速的振动响应进行传递，以向使用者提供现实感，由此能够与视觉信息一同以快速的响应速度传递振动触感，从而具有使使用者能够感到即时感的效果，并控制为根据振动大小调节致动器(4)的振动量或者使偏心振动电机(16)在低频带旋转，从而具有能够传递大振动和微振动等多种振动模式的效果。

Description

提供实时振动反馈的振动鼠标
技术领域
本发明涉及振动鼠标，特别是涉及能够将从电子设备输出的信号通过振动响应实时传递给使用者的振动鼠标。
背景技术
最近，随着虚拟现实的实现技术的发展，使用者期望通过虚拟现实获得更多具体且逼真的信息。为了满足这种情况，开发出的一种技术是甚至能够传递触觉和力量的触觉(Haptic)技术。简单的触觉技术有利用振动电机的提醒功能，除此之外还广泛地应用于医疗模拟器或游戏机等多种领域。
今后的前景是，作为电脑装置的输出装置，触觉装置也会与显示器、扬声器一同被基本安装。这是因为通过在便携式电子设备内设置触觉装置，从而具有使用者的触觉识别率高并与IT装置之间的互通性优异的优点。
作为输出装置的一种的鼠标，不仅具有作为使电脑和接口更容易地被使用的输入装置的功能，而且其功能正在被扩大以能够享受在电脑中执行的多种程序。
特别地，最近开发了一种振动鼠标，该振动鼠标基于从电脑输出的音响，进一步预先设定振动模式，当使用者在游戏过程中满足设定的条件时，能够以设定的模式使其感受振动。
采用振动电机的以往的振动鼠标是利用偏心重量的振动产生工具，利用电机的偏心旋转的抖动而振动的方式具有如下问题：由于传递信号之后具有电机以一定速度旋转的振动延迟时间，因此作为向使用者提供即时感，其响应速度很不足。
此外，通过线形动作而传递振动的直线电机的响应时间也不足以实现使使用者感到即时感。
进一步，为了很好地实现触觉功能，应能够以极快的响应速度控制大振动和微振动等多种振动模式，但是利用偏心旋转的振动电机和线形动作的直线电机仅处于提供简单的振动提醒功能。
人体同时感受视觉信息和即时性的振动感觉的响应时间应该是在15ms以内，但是根据偏心旋转的振动电机的响应时间为250～400ms而很慢，直线电机的响应速度为50～70ms，均不足以使使用者感到即时感，更不可能调节振动量。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种振动鼠标，该振动鼠标能够实时传递视觉信息和根据振动的触觉，以使使用者感到即时感。
根据上述目的的本发明的特征在于，在提供对应于视觉信息的振动反馈的振动鼠标中，将具有压电效果的压电元件层(8)和中心电极板(10)形成为一体而构成压电振动体(6)，并构成为固定所述压电振动体(6)的两端以生成根据上下弯曲变位的振动，并构成为在振动鼠标(1)的本体(2)的内侧设置一个以上的在所述压电振动体(6)上附着固定使振动增大的重量片(12)的致动器(4)，以实时地响应高频频带中的快速的可变振动，将对应于视觉信息的多样的振动量以快速的振动响应进行传递，以向使用者提供现实感。
本发明中，通过在鼠标上设置致动器而产生振动，能够以快速的响应速度与视觉信息一同传递振动触觉，从而具有使使用者感到即时感的效果。
此外，可以控制为根据振动的大小来调节致动器的振动量或者使偏心振动电机在低频带上旋转，从而具有能够传递大振动和微振动等多种振动模式的效果。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的振动鼠标的分解立体图；
图2a至图2b是本发明的致动器的结构图；
图3是示出设置于本发明的握持部的振动传递构件的形状的图；
图4a至图4b是示出设置于振动鼠标的致动器的其他例子的图；
图5是示出设置于本发明的握持部的压电纤维复合材料的形状的图；
图6是示出设置于本发明的点击部的小型压电元件的形状的图；
图7是将压电纤维复合材料设置于点击部的图。
具体实施方式
以下，参照附图，将详细说明本发明的优选实施方式。
图1是示出根据本发明的实施方式的实时传递振动响应的振动鼠标的结构的分解立体图。
本发明的振动鼠标1可以在本体2的PCB 18的上下部或者在振动鼠标1的内侧设置一个以上的具有压电效果的致动器4。
所述致动器4可以使用由本申请的申请人之前注册的专利第10-1366213号的“移动终端用压电元件振动装置”，致动器4的结构不限于此，显然可以采用多种形式的压电元件振动装置。
简单说明图2a中示出的本发明的移动终端用压电元件振动装置的结构的话，将具有压电效果的压电元件层8和中心电极板10形成为一体而构成压电振动体6，并构成为固定压电振动体6的两端以生成根据上下弯曲变位的振动，在所述压电振动体6上附着固定使振动增大的重量片12而构成致动器4。
在所述压电振动体6的两端可以配备有用于附着压电振动体6的支架14，所述支架14还可以防止施加到压电振动体6的电泄露。
此外，在支架14为不容易附着的异型性高的材料的情况下(例如，橡胶、聚乙烯、聚丙烯等)，如图2b所示，在配备有支架14的压电振动体4的两端配备单独的固定支架36，从而能够容易地设置在振动鼠标1的内侧。
即，在压电振动体6的两端追加地配备金属材料的固定支架36，通过焊接或粘接剂将致动器4的两端附着设置在振动鼠标1的内侧，由此将致动器4牢固地固定设置在振动鼠标1上，从而致动器4的振动能够很好地传递到振动鼠标1。
根据本发明的实施方式的致动器4可以由振动装置构成，该振动装置可以由单晶片型、双晶片型、多晶片型等多种形式的压电元件构成。
以往作为直线电机方式利用固定频率进行共振而确保最大振动，本发明的致动器4在压电方式的固有特性上与此不同，可以通过在宽范围内改变频率而振动。
此外，压电方式的致动器4响应速度快，并能在宽范围内调节频率，从而可以细微地调节振动的大小和速度，从而能够感受与声音和视频相配的细致且即时的振动效果。
通常，压电陶瓷的响应时间为5ms以下，从而可以实时响应，使使用者能够感到即时感，并可以控制为在宽的频带(例如，0～300HZ)中改变振动，以实现振动量，从而能够提高根据振动响应的现实感。
本发明的实施方式中，同时设置有通过与致动器4一同偏心旋转产生振动的振动电机16，从而能够向使用者传递根据振动量的多种振动模式。
本发明中，为了在高频带上显示具有振动量的变化的快速的振动，通过致动器4来传递振动，为了在低频带上显示缓慢的振动，通过RPM低且镇重物的尺寸大的振动电机16来传递振动。
例如，为了将如舒缓的背景音乐等的细微的振动传递至使用者，在低频带中可以通过致动器4传递，但是为了传递如引擎等的慢且大的振动，可以通过振动电机16传递。
本发明的致动器4可以设置在振动鼠标1的内侧，优选为设置在本体2的内部的PCB18的上下部，并设置一个以上，当致动器4振动时，PCB 18一同振动，从而能够提供好像振动鼠标1整体在振动的放大效果。
所述振动电机16优选设置在使用者抓握振动鼠标1的位置，即本体2和盖部20的后尾部，根据需要可以设置在振动鼠标1的内侧的任意位置。
将振动鼠标1抓握在手上的情况下，与手掌接触的部位较宽的位置是振动鼠标1的后尾侧，由此，在能够最大程度地识别振动的位置上设置振动电机16，从而将振动传递至手掌整体，使得能够感到现实感。
此外，如图3所示，当振动鼠标1的形状扁平并用手抓握振动鼠标1时，手掌的中心部触不到振动鼠标1的后尾，从而不容易传递振动，在此的情况下，在振动鼠标1的后尾追加地设置振动传递构件26并凸出地形成，从而扩宽与手掌之间的接触面，以能够传递振动。
所述振动传递构件26设置为固定粘接在振动鼠标1上，从而能够将振动鼠标1的振动原原本本地传递至使用者的手掌。
本发明中，如图4a至图4b所示，也可以将致动器4用外壳32进行密封之后设置在振动鼠标1的内侧。
如图4a所示，在形成有能够容纳致动器4的内部空间的外壳32内插入结合致动器4，并且外壳32的两端用密封构件38进行封堵处理。
所述密封构件38起到的作用是对通过致动器4的振动产生的声音进行隔音处理使其不向外部泄露，密封构件38可以使用硅、UV粘接剂、环氧树脂等。
在将致动器4插入结合在外壳32内的状态下，如图4b所示，将外壳32附着设置在振动鼠标1内。
未说明的附图标记34是防止致动器4破损和具有绝缘效果的保护胶带。
参照图5说明的话，本发明中，为了将振动鼠标1的振动响应传递至手掌整体，可以在握持部22上附着设置压电纤维复合材料((MFC，Macro Fiber Composite)30。
当抓握振动鼠标1进行操作时，在使用者的手掌接触最多的握持部22的内侧设置压电纤维复合材料30，使振动响应均匀地传递至手掌整体，从而能够增大根据振动的现实感。
所述压电纤维复合材料30是为了完善易碎陶瓷的脆弱性，将陶瓷纤维化并制造成柔软的陶瓷，从而制造为柔性形式的，因此在如握持部22等的圆形面上也能够容易地设置。
本发明中，也可以与压电纤维复合材料30一同使用膜形式的聚偏氟乙烯(PVDF，Polyvinylidene Fluoride)。
将所述PVDF膜分别附着于握持部22和点击部24，从而能够将振动响应实时地传递至使用者的手掌和指尖。
参照图6说明的话，本发明中，当用手指操作振动鼠标1的左右的点击部24时，为了提供根据振动的操作感，在振动鼠标1的左右的点击部24上可以设置圆形的压电陶瓷28。
所述压电陶瓷28可以设置在点击部24的下部，即振动鼠标1的内侧，并制造为小型，从而能够在按压点击部24时将振动传递至手指。
特别地，如果像游戏一样按压点击部24而满足设定的条件，则能够将振动传递至指尖，以提高游戏的现实感。
此外，如图7所示，点击部24上可以设置压电纤维复合材料30，所述压电纤维复合材料30可以附着设置在点击部24的内外侧中的一个表面上。
如在上面说明，压电纤维复合材料30由于是柔性形式而容易设置于圆形面的点击部24。在将压电纤维复合材料30设置于点击部24的外侧的情况下，可以在设置压电纤维复合材料30之后，将单独的膜附着在上部。
如果将压电纤维复合材料30设置于点击部24的外侧，则振动直接传递至手指，从而能够感受更具现实感的振动响应。
如在上面说明，本发明通过将致动器4设置于振动鼠标1而产生振动，能够与视觉信息一同以快速的响应速度传递振动触感，从而具有使使用者能够感到即时感的效果。
此外，可以控制为根据振动大小来调节致动器4的振动量或者使偏心振动电机16在低频带上旋转，从而具有能够传递大振动和微振动等多种振动模式的效果。
上述本发明的说明书中针对具体的实施方式进行了说明，但是可以在不超出本发明的范围内实施多种变形。因此，本发明的范围不应由说明的实施方式来决定，而应由权利要求书和与该权利要求书均等的内容来决定。
工业利用性
本发明可用于振动鼠标、智能遥控器等通过快速的振动响应提供振动而使使用者能够感到即时感的电子设备中。

Claims (11)

1.一种提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，在提供对应于视觉信息的振动反馈的振动鼠标中，
将具有压电效果的压电元件层(8)和中心电极板(10)形成为一体而构成压电振动体(6)，并构成为固定所述压电振动体(6)的两端以生成根据上下弯曲变位的振动，并构成为在振动鼠标(1)的本体(2)的内侧设置一个以上的在所述压电振动体(6)上附着固定使振动增大的重量片(12)的致动器(4)，以实时地响应高频带中的快速的可变振动，将对应于视觉信息的多样的振动量以快速的振动响应进行传递，以向使用者提供现实感。
2.一种提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，在提供对应于视觉信息的振动反馈的振动鼠标中，
将具有压电效果的压电元件层(8)和中心电极板(10)形成为一体而构成压电振动体(6)，并构成为固定所述压电振动体(6)的两端以生成根据上下弯曲变位的振动，并构成为在振动鼠标(1)的本体(2)的内侧设置一个以上的在所述压电振动体(6)上附着固定使振动增大的重量片(12)的致动器(4)，以实时地响应高频带中的快速的可变振动，
为了传递低频带的缓慢的振动，在所述本体(2)的后尾构成通过利用电机的旋转的抖动而振动的振动电机(16)，以能够将对应于视觉信息的多样的振动量以快速的振动响应进行传递，以向使用者提供现实感。
3.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，为了将振动传递至抓握鼠标的手掌整体，所述振动鼠标(1)的握持部(22)上设置有柔性形式的压电纤维复合材料(30)。
4.根据权利要求3所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述振动鼠标(1)的所述握持部(22)和点击部(24)上设置有用于将振动响应传递至抓握鼠标的手掌和指尖的PVDF膜。
5.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述振动鼠标(1)的所述握持部(22)上设置有用于紧贴手掌的振动传递构件(26)。
6.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述振动鼠标(1)的点击部(24)上设置有用于在点击所述振动鼠标(1)时通过手指传递根据振动的操作感的压电陶瓷(28)。
7.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述振动鼠标(1)的点击部(24)上设置有用于在点击所述振动鼠标(1)时通过手指传递根据振动的操作感的压电纤维复合材料(30)。
8.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述致动器(4)为由单晶片型、双晶片型、多晶片型压电元件构成的振动装置中的一个。
9.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，所述振动鼠标配备有外壳(32)，该外壳(32)将所述致动器(4)插入设置于内部，并将所述外壳(32)的两端用密封构件(38)进行封堵处理，以将所述致动器(4)设置于所述振动鼠标(1)的内侧。
10.根据权利要求1或2所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，在所述压电振动体(6)的两端配备有用于附着所述压电振动体(6)的支架(14)。
11.根据权利要求10所述的提供实时振动反馈的振动鼠标，其特征在于，在配备有所述支架(14)的所述压电振动体(6)的两端配备有用于将所述致动器(6)牢固地固定于所述振动鼠标(1)的内侧的金属材料的固定支架(36)。
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