CN217443830U - 一种提供振动回馈的力感测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种提供振动回馈的力感测模块，包括：一基板、一框架及多个磁传感器，该基板设有至少一个触觉致动器，该基板具有所在位置相反的一触控操作面及一安装面，该触觉致动器安装于该安装面；该框架设有至少三个缓冲间隔件，该缓冲间隔将该框架与该基板连接在一起；该磁传感器包括一磁石及一霍尔元件，在该磁石与该霍尔元件其中一个设置于该框架，另一个就设置于该基板；因此施力于该触控操作面使该基板产生偏移量，该霍尔元件受该磁石接近将所呈现的电压变化作为受力信号输出，该信号可驱动该触觉致动器而产生振动回馈效果。

Description

一种提供振动回馈的力感测模块

技术领域

本实用新型涉及一种触觉回馈装置的技术领域，尤其涉及一种具有力感模块的触觉回馈装置。

背景技术

平板计算机、触摸板等电子产品皆开始配置触觉回馈的功能，为使产品受力触发时能及时进行回馈，需要搭配感测力量的模块进行配合，使操作者操作触觉回馈模块时有更佳的操作体验，而选用感测力量的模块型式众多，例如电容式力传感器、压电致动器、应力变化传感器或弹性缓冲体中埋设压力感测颗粒等，但此类产品单价过高，有些结构较为复杂，因此提供一种结构精简及成本低的力感测模块，让产品更具市场产品竞争力，则为此次研究的课题。

实用新型内容

为解决上述的问题，本实用新型主要目的是提供一种提供振动回馈的力感测模块，利用磁传感器作为对力的感测单元，配合单独设立的磁石或采用触觉致动器本身具有的磁石组，在触控操作面被施压时，该磁传感器将所呈现电压变化作为受力信号输出，此信号得驱动该触觉致动器而产生振动回馈效果。

为实现前述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型为一种提供振动回馈的力感测模块，包括：一基板、一框架及多个磁传感器，该基板设有至少一触觉致动器，该基板具有所在位置相反的一触控操作面及一安装面，该触觉致动器安装于该安装面；该框架设有至少三个缓冲间隔件，该缓冲间隔件将该框架与该基板连接在一起；该磁传感器包括一磁石及一霍尔元件，该磁石与该霍尔元件其中一个设置于该框架，该磁石及该霍尔元件的另一个设置于该基板，且该磁石与该霍尔元件位置相互对应且间隔一空隙；在施力于该触控操作面使该基板产生一偏移量，该霍尔元件将受该磁石接近所呈现的电压变化作为一受力信号输出。

作为较佳优选实施方案之一，该磁传感器与该缓冲间隔件之间存在空隙，且该磁传感器分布位置邻近该缓冲间隔件所在处。

作为较佳优选实施方案之一，该框架包括至少一弹性件，该弹性件能产生弹性变形，该弹性件经该缓冲间隔件与该基板相接。

作为较佳优选实施方案之一，该弹性件为由该框架向内延伸的凸出件。

作为较佳优选实施方案之一，该框架还包括一延伸片，该延伸片由该框架向内延伸且位置邻近该弹性件，该延伸片承载着该霍尔元件与该磁石其中一个，该霍尔元件与该磁石的另一个设置于该基板。

作为较佳优选实施方案之一，该间隔件为具有弹性的软垫。

本实用新型为一种提供振动回馈的力感测模块，包括：一基板、一框架、至少一个触觉致动器及多个磁传感器，该基板具有所在位置相反的一触控操作面及一安装面；该框架设有至少三个缓冲间隔件，该缓冲间隔件将该框架与该基板连接在一起；该触觉致动器包括一磁石组及一线圈组，该磁石组及该线圈组其中一个设置于该基板，该磁石组及该线圈组的另一个设置于该框架；该磁传感器包括一霍尔元件，该霍尔元件设置该线圈组所在的该基板或该框架处，该霍尔元件位置对应着该磁石组且间隔一空隙，在施力于该触控操作面会使该基板产生一偏移量，该霍尔元件受该磁石组接近将所呈现的电压变化作为一受力信号输出。

作为较佳优选实施方案之一，该磁传感器与该缓冲间隔件之间存在空隙，且该触觉致动器及该磁传感器分布位置邻近该缓冲间隔件所在处。

作为较佳优选实施方案之一，该框架包括至少一弹性件，该弹性件能产生弹性变形，该弹性件经该缓冲间隔件与该基板相连接。

作为较佳优选实施方案之一，该弹性件为由该框架向内延伸的凸出件。

作为较佳优选实施方案之一，该框架还包括一延伸片，该延伸片由该框架向内延伸且位置邻近该弹性件，该延伸片承载着该磁石组与该线圈组其中一个，该磁石组与该线圈组的另外一个设置于该基板，该磁石组的位置对应着该霍尔元件。

作为较佳优选实施方案之一，该框架还包括一搭接片，该搭接片固定于该框架且向框内延伸邻近该弹性件，该搭接片承载着该磁石组与该线圈组其中一个，该磁石组与该线圈组的另外一个设置于该基板。

作为较佳优选实施方案之一，该搭接片为一导磁金属，且该磁石组设置于该搭接片，该线圈组设置于该基板。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种提供振动回馈的力感测模块具有下列具体的功效：

1、由霍尔元件构成主要的磁传感器，能降低成本。

2、磁传感器与该触觉致动器能共同一组磁石，如此能让整体结构更为精简，且降低成本低。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的立体图；

图2为本实用新型第一实施例的分解图；

图3为本实用新型第二实施例的分解图；

图4为本实用新型第二实施例的结构平面图；

图5为本实用新型第三实施例的分解图；

图6为本实用新型第三实施例的结构平面图；

图7为本实用新型第四实施例的分解图；

图8为本实用新型第四实施例的结构平面图。

附图标记说明：

10：基板；

11：触控操作面；

12：安装面；

20：框架；

22：镂空区；

23：弹性件；

24：延伸片；

24A：延伸片；

25：搭接片；

25A：搭接片；

30：磁传感器；

31：霍尔元件；

32：磁石；

40：触觉致动器；

40A：触觉致动器；

40B：触觉致动器；

41：磁石组；

411：第一磁石；

412：第二磁石；

42：线圈组；

421：线圈；

422：载片；

50：缓冲间隔件。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，当组件被称为“安装于或固定于”另一个组件，意指它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，意指它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。在所示出的实施例中，方向表示上、下、左、右、前和后等是相对的，用于解释本案中不同部件的结构和运动是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些表示是恰当的。但是，如果组件位置的说明发生变化，那么认为这些表示也将相应地发生变化。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，为本实用新型第一实施例之立体图及分解图。本实用新型提供振动回馈的力感测模块包括一基板10、一框架20及多个磁传感器30。该基板10设有至少一触觉致动器40，该基板10具有所在位置相反的一触控操作面11及一安装面12，该触觉致动器40安装于该安装面12上。该框架20设有至少三个缓冲间隔件50，该缓冲间隔件50将该框架20与该基板10连接在一起。该磁传感器30包括一霍尔元件31与一磁石32，当该霍尔元件31与该磁石 32其中一个设置于该基板10，另一个就设置于该框架20，且该霍尔元件31与该磁石32位置相互对应且经该缓冲间隔件50间隔一空隙；因此在操作者以手指施力于该触控操作面11会使该基板10产生一偏移量，此偏移量使该霍尔元件31受该磁石32接近将所呈现出电压变化作为一受力信号输出，此信号将经内部控制器运作得驱动该触觉致动器40运作，让该基板10相对于该框架20产生往复移动，进而获得所需的振动回馈效果。

接着就各构件作一详细的说明：该基板10为单层或多层式结构，为可提供触控感应的电子装置，例如触摸板、平面键盘、平板计算机之触控屏幕等，利用手指、触控笔或其他接触接口与之接触时，产生相对的电子信号，并能同步驱动该触觉致动器40产生振动，使接触点的操作位置感受到振动的触觉回馈效果。

该磁传感器30包括该霍尔元件31与该磁石32，当其中一个设置于该框架 20处，另一个就设置于该基板10处。在本实施例中是由该磁石32设置于该框架20，该霍尔元件31嵌设于该基板10的安装面12上。该霍尔元件31受到该磁石32接近或远离将呈现电压变化，经由该基板10的线路将电压变化作为受力信号并输出。

该框架20主要负责承载该基板10，该框架20中间具有一镂空区22。该缓冲间隔件50设置于该框架20与该基板10之间，该缓冲间隔件50为具有弹性的软垫，主要负责在该触觉致动器40运作时，让该基板10相对该框架20方向产生明显地振动，以获得良好的振动回馈效果，另外在本实用新型中该缓冲间隔件50并具有让该磁传感器30获得良好感测的目的。为此，该框架20包括至少一弹性件23，在本实施例中该弹性件23设有四个，为由该框架20向内延伸的凸出件，如手指状，位于该镂空区22的四个角落。该弹性件23能产生朝该基板10方向靠近或远离的弹性变形，该弹性件23末端经该缓冲间隔件50与该基板10相接。另外该框架20还包括一延伸片24，该延伸片24也是由该框架 20向内延伸且位置邻近该弹性件23末端，该延伸片24固定着该霍尔元件31与该磁石32其中一个，在本实施例中，该延伸片24是固定着该磁石32。在本实用新型中，该磁传感器30分布位置及数量对应着该缓冲间隔件50，且因该缓冲间隔件50位于该弹性件23末端，在操作者施力于该触控操作面11时，此处的该基板10会因受力而产生明确的偏移量，有助该霍尔元件31确实受该磁石32 接近呈现出明确电压变化，让该磁传感器30输出明确的信号，之后再将分布各处的该磁传感器30数据加以整合运算分析，以决定是否驱动该触觉致动器40。

该触觉致动器40为一种振动源，用于带动该基板10相对该框架20产生位移，该触觉致动器40可依厂商需求为各种型式，例如振动马达、线性马达等。在本实施例中该触觉致动器40是安装于该安装面12的中央位置，以获得均匀的振动回馈效果。

在上述实施例中，本实用新型为一种提供振动回馈的力感测模块，由该磁传感器30对应着该缓冲间隔件50所在处，当操作者施力于该基板10，此力让连接的该弹性件23或是该缓冲间隔件50使该基板10产生偏移量，该磁传感器 30将呈现的电压变化作为受力信号，此信号经控制器驱动该触觉致动器40产生振动，使基板10相对于框架20产生位移，以达到振动回馈的效果。

如图3及图4为本实用新型第二实施例的分解图及结构平面图。本实施例中是使用另一种触觉致动器40A，该触觉致动器40A包括该磁石组41及该线圈组42。该磁石组41包括多个并排的第一磁石411，多个该第一磁石411朝下固定于一搭接片25，该接搭接片25固定于该框架20且向该镂空区22延伸。该线圈组42包括至少一组线圈421及一载片422，该线圈421固定于该载片422，该载片422固定于该安装面12上，该安装面12通电后能让该线圈421产生相对的磁极。在本实施例中该载片422固定该基板10的安装面12上，并于由该基板10上的线路与之连接。当然也可改为该磁石组41设置于该基板10处，该线圈组42设置于该框架20处。由此可知本实用新型提供振动回馈的力感测模块的触觉致动器40的种类并不限特定型式，可由设计者选用最适合的型式。

如图5及图6所示，为本实用新型第三实施例的分解图及结构平面图。本实施例为提供一种更精简的结构，主要是该磁传感器30与触觉致动器40B共享同一组磁石，因此使结构更为精简。本实施例中，本实用新型提供振动回馈的力感测模块，包括：该基板10、该框架20、多组该磁传感器30及至少一该触觉致动器40B。该基板10具有所在位置相反的该触控操作面11及该安装面12。该框架20设有至少三个该缓冲间隔件50，该缓冲间隔件50连接于该该框架20 与该基板10之间。该触觉致动器40B包括磁石组41及线圈组42，磁石组41 与该线圈组42其中一个设置于该基板10，该磁石组41与该线圈组42的另一个就设置于该框架20。该磁传感器30包括该霍尔元件31，该霍尔元件31设置该线圈组42所在的该基板10或该框架20上，该霍尔元件31位置对应着该磁石组41且间隔一空隙，在操作者施力于该触控操作面11会使该基板10产生偏移量，该霍尔元件31受该磁石组41接近将所呈现的电压变化作为一受力信号输出。

由上可知，该霍尔元件31与该线圈组42是设置于相同构件上，在本实施例中该霍尔元件31设置于该基板10的该安装面12上，该线圈组42的该线圈 421经该载片422也设置于该安装面12上，由该基板10的线路作电性连接。该磁石组41包括多个第二磁石412，在本实施例中第二磁石412长度较长，以对应该霍尔元件31的位置。另外为了确保在磁传感器30获得良好的感测，该框架20仍设有至少一弹性件23，该弹性件23设有四个且由该框架20向内延伸的凸出件，如手指状。该框架20另设有至少一延伸片24A，该延伸片24A设有四个也是由该框架20向内延伸且位置邻近该弹性件23，该延伸片24A用以固定着该磁石组41与该线圈组42其中一个，在本实施例中，该延伸片24A固定着多个该第二磁石412，因此尺寸较大，且使该第二磁石412位置对应嵌设于该基板10的该霍尔元件31。本实施例中该磁传感器30分布位置及数量也对应着该缓冲间隔件50，并利用该弹性件23产生弹性变形，搭配位于弹性件23末端所在处的该缓冲间隔件50，在操作者施力于该触控操作面11时使此处的该基板10产生明确的偏移量，让该霍尔元件31受该磁石组41接近将所呈现的电压变化作为一受力信号而输出。

如图7及图8所示，为本实用新型第四实施例的分解图及结构平面图。本实施例与第三实施例的不同之处在于：该磁石组41是由固定于该搭接片25A处，该接搭接片25A固定于该框架20且向该镂空区22延伸，在本实施例中，该搭接片25A为了固定该磁石组41，其尺寸较第二实例的搭接片25大且位置邻近该弹性件23，其尺寸也对应该第二磁石412。另外在本实施例中该搭接片25A 可为一导磁金属，导磁金属有助于提升磁石组41的磁力。

综合以上所述，本实用新型提供振动回馈的力感测模块，是利用磁传感器 30的霍尔元件31作为对力的感测单元，配合单独设立的磁石32或采用触觉致动器40B本身具有的磁石组41，在操作者施力于该触控操作面11使该基板10 产生偏移量，让该霍尔元件31受该磁石接近将所呈现电压变化作为受力信号输出，此信号将经控制器驱动该触觉致动器40B使该基板10产生振动，最终获得所需的振动回馈效果，此设计能使成本降低，结构更为精简，让产品更具市场竞争力。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施例的范围。即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化及修饰，皆为本实用新型的专利范围所涵盖。

Claims (15)

1.一种提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，包括：

一基板，设有至少一个触觉致动器，所述基板具有所在位置相反的一触控操作面及一安装面，所述触觉致动器安装于所述安装面；

一框架，设有至少三个缓冲间隔件，所述缓冲间隔件将所述框架与所述基板连接在一起；

多组磁传感器，每一组磁传感器包括一磁石及一霍尔元件，所述磁石与所述霍尔元件其中一个设置于所述框架，所述磁石及所述霍尔元件的另一个设置于所述基板，所述磁石与所述霍尔元件位置相互对应且间隔一空隙；在施力于所述触控操作面使所述基板产生一偏移量，所述霍尔元件受所述磁石接近将所呈现的电压变化作为一受力信号输出。

2.根据权利要求1所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述磁传感器与所述缓冲间隔件之间存在空隙，且所述磁传感器分布位置邻近所述缓冲间隔件所在处。

3.根据权利要求1所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述框架包括至少一弹性件，所述弹性件能产生弹性变形，所述弹性件经所述缓冲间隔件与所述基板相接。

4.根据权利要求3所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述弹性件为由所述框架向内延伸的凸出件。

5.根据权利要求3所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述框架还包括一延伸片，所述延伸片由所述框架向内延伸且位置邻近所述弹性件，所述延伸片承载着所述霍尔元件与所述磁石其中一个，所述霍尔元件与所述磁石的另一个设置于所述基板。

6.根据权利要求1所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述间隔件为具有弹性的软垫。

7.根据权利要求1所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述触觉致动器接受驱动信号使所述基板相对所述框架产生位移。

8.一种提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，包括：

一基板，具有所在位置相反的一触控操作面及一安装面；

一框架，设有至少三个缓冲间隔件，所述缓冲间隔件将所述框架与所述基板连接在一起；

至少一触觉致动器，所述触觉致动器包括一磁石组及一线圈组，所述磁石组及所述线圈组其中一个设置于所述基板，所述磁石组及所述线圈组的另一个设置于所述框架；

多组磁传感器，所述磁传感器包括一霍尔元件，所述霍尔元件设置所述线圈组所在的所述基板或所述框架处，所述霍尔元件位置对应着所述磁石组且间隔一空隙，在施力于所述触控操作面会使所述基板产生一偏移量，所述霍尔元件受所述磁石组接近将所呈现的电压变化作为一受力信号输出。

9.根据权利要求8所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述磁传感器与所述缓冲间隔件之间存在空隙，且所述触觉致动器及所述磁传感器分布位置邻近所述缓冲间隔件所在处。

10.根据权利要求8所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述框架包括至少一弹性件，所述弹性件能弹性变形，所述弹性件经所述缓冲间隔件与所述基板相连接。

11.根据权利要求10所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述弹性件为由所述框架向内延伸的凸出件。

12.根据权利要求10所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述框架还包括一延伸片，所述延伸片由所述框架向内延伸且位置邻近所述弹性件，所述延伸片承载着所述磁石组与所述线圈组其中一个，所述磁石组与所述线圈组的另外一个设置于所述基板，所述磁石组的位置对应着所述霍尔元件。

13.根据权利要求10所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述框架还包括一搭接片，所述搭接片固定于所述框架且向框内延伸邻近所述弹性件，所述搭接片承载着所述磁石组与所述线圈组其中一个，所述磁石组与所述线圈组的另外一个设置于所述基板，所述磁石组的位置对应着所述霍尔元件。

14.根据权利要求13所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述搭接片为一导磁金属，且所述磁石组设置于所述搭接片，所述线圈组设置于所述基板。

15.根据权利要求8所述的提供振动回馈的力感测模块，其特征在于，所述缓冲间隔件为具有弹性的软垫。

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