TWI425394B - Piezoelectric remote control device - Google Patents

Description

壓電遙控裝置

本發明是有關於一種遙控裝置，特別是指一種壓電遙控裝置。

傳統之遙控器，例如電視、音響，或其他家電設備的遙控器等，其使用者介面大多是以傳統的按壓開關來據以實施；使用者可藉由按壓代表特定操作定義之開關來對一被控制裝置進行相對應的控制。

一般之按壓開關皆具有一定的厚度，再加上其無可避免之隆起型態，使其不利於人機介面平面/平整化的設計，其所能夠進行之表面處理方式也相對受限，也較無法有效滿足目前電子產業所追求之輕、薄、短、小的設計理念。

有鑑於此，目前業界中已有利用壓電材料(例如壓電陶瓷)來取代傳統之按壓開關的設計概念，以利用壓電材料之微形化優勢來使遙控器產品達到輕、薄，以及平面化的要求。以壓電材料代替傳統之按壓開關的主要原理，是當壓電材料受到外界之力量(例如使用者按壓之力量)而形變時，即會產生一對應之電力輸出，以藉此表示使用者已進行某項特定之輸入。

但是，目前以壓電材料代替一般按壓開關之技術，多是侷限於”單點按壓”的操作方式，也就是說，對於向量型的控制標的，例如音量、速度等，必須以按壓一次來增加或降低一個等級的操作方式來進行控制，並無法如類比系統 中之滑動式或轉動式的操作方式來對欲控制之向量標的進行調整，使用者也就不能夠藉由滑動或轉動之操作動作而更直接地感受到向量調整之變化。

因此，如何將壓電材料之概念導入遙控器中以取代習用的按壓開關，並達到”滑動式”的操作模式，使其可達到裝置薄型化並同時具有類比系統的操作優勢，乃為相關業者之研發重點之一。

因此，本發明之目的，即在提供一種應用壓電材料，以達到裝置薄型化並同時具有類比系統的操作優勢之遙控裝置。

於是，本發明之壓電遙控裝置，是供使用者對一被控制裝置進行控制，該壓電遙控裝置包含：一基座、一壓電單元、一控制單元、一無線發射單元，及一電力單元。

該基座具有一殼體部，以及一蓋設於該殼體部上並呈平整狀的面板部，該殼體部及該面板部是相配合地圍繞界定出一容置空間。

該壓電單元具有多數併排整合於該容置空間內的第一壓電模組，以及一呈長條狀且設置於該殼體部上並位於該容置空間內的第二壓電模組，該第二壓電模組之兩端部是經過極化處理，當使用者對該面板部進行滑動式的按壓時，即會依序壓迫對應之該等第一壓電模組，並使對應之該等第一壓電模組依序產生電能輸出，另當使用者沿該面板部對應該第二壓電模組之部分進行滑動式的按壓時，即會 壓迫該第二壓電模組，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部上所形成的力量分佈，使該第二壓電模組之被極化的兩端部產生對應幅度的電能輸出。

該控制單元是與該等第一壓電模組及該第二壓電模組電連接，並接收該等第一壓電模組所輸出的電能，以據此產生一控制訊號，另外，該控制單元也能接收該第二壓電模組之被極化的兩端部所輸出的電能，並依據其所分別產生的電能輸出幅度而產生一控制訊號。

該無線發射單元是與該控制單元電連接並接收該控制訊號，且是將該控制訊號以無線方式發射至該被控制裝置，進而對該被控制裝置進行控制。

該電力單元是設置於該殼體部上並與該控制單元電連接，以提供該控制單元及該無線發射單元運作時所需之電源。

本發明之壓電遙控裝置，該壓電單元之第二壓電模組也可以是兩半部經過極化處理，藉此當使用者沿該面板部對應該第二壓電模組之部分進行滑動式的按壓時，亦會壓迫該第二壓電模組，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部上所形成的力量分佈，亦可使該第二壓電模組之被極化的兩半部產生對應幅度的電能輸出。本發明之功效在於，利用微型化之該等第一壓電模組以及該平整之面板部，使整體遙控裝置成品能夠達到平面及薄型化，而該等第一壓電模組是呈併排設置，並配合該控制單元判斷該使用者進行滑動式按壓時該等第一壓電模組所對應產生的電能 狀態，以產生對應之控制訊號，進而令使用者能夠更直接地感受到向量調整之變化。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2，並配合參閱圖3，本發明之壓電遙控裝置之第一較佳實施例，是供使用者對一被控制裝置(圖未示)進行控制，該壓電遙控裝置包含：一基座1、一壓電單元2、一控制單元3、一無線發射單元4，及一電力單元5。在本實施例被詳細描述之前，要注意的是，本實施例是以一個用於控制一電視(被控制裝置)之電視遙控器來作舉例說明，但並不以此為限。

該基座1具有一殼體部11，以及一蓋設於該殼體部11上並呈平整狀的面板部12，該殼體部11及該面板部12是相配合地圍繞界定出一容置空間13。在本實施例中，該面板部12是由一般作為觸控式面板之材料的的強化塑料材所製成，並可受外力(例如使用者手指之按壓)而產生局部的些微形變。

該壓電單元2具有多數以矩陣形式併排整合於該容置空間13內的第一壓電模組21，以及二個相間隔地沿同一方向併排整合於該容置空間13內，且是與該等第一壓電模組 21相間隔的第二壓電模組22，當使用者對該面板部12對應該等第一壓電模組21之部分進行滑動式的按壓時，即會依序壓迫對應之該等第一壓電模組21，並使對應之該等第一壓電模組21依序產生電能輸出，而當使用者是沿該第二壓電模組22之設置方向地對該面板部12進行滑動式的按壓時，即會壓迫該二第二壓電模組22，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部12上所形成的力量分佈，使該二第二壓電模組22產生對應幅度的電能輸出。在本實施例中，該等第一、二壓電模組21、22是以壓電陶瓷片來據以實施。當然，該面板部12上之各部位亦可標示有對應之操作說明，而該等部位即是對應該等第一或第二壓電模組21、22，以供使用者了解按壓哪個部位可觸發對應之第一或第二壓電模組21、22。

該控制單元3是與該等第一壓電模組21及第二壓電模組22電連接，並接收該等第一壓電模組21及第二壓電模組22所輸出的電能，以據此產生對應該第一壓電模組21及第二壓電模組22的控制訊號。

該無線發射單元4是與該控制單元3電連接並接收該控制訊號，且是將該控制訊號以無線方式發射至該被控制裝置，進而對該被控制裝置進行控制，在本實施例中，是以紅外線無線傳輸模組來作為該無線發射單元4，但也可利用其他等效之無線發射技術，例如射頻技術等，並不應侷限於本實施例所揭露之特定態樣。

該電力單元5是整合於該容置空間13內，並與該控制 單元3電連接，以提供該控制單元3及該無線發射單元4運作時所需之電源，在本實施例中，該電力單元5是以一電池來據以實施。

在此要特別注意的是，該控制單元3是被整合為一電路板態樣，而該第一、二壓電模組21、22及該無線發射單元4則是直接設置於該電路板上，以利電連接作業的進行，但其他等效的配置方式亦可，在此並不加以設限。

以下即針對本實施例的作動方式進行較具體的說明，在此之前要注意的是，在本實施例中，該等第一壓電模組21是被配置為進行電視頻道之選擇，而該等第二壓電模組22是被配置為進行電視音量之調整：當使用者欲透過該壓電遙控裝置(電視遙控器)進行該被控制裝置(電視)之某一向量狀態值的控制操作時，例如選擇上一個或下一個電視頻道時，使用者即會依據該面板部12上標示有對應指示之該特定區域進行滑動按壓式操作，例如，如使用者欲選擇上一個電視頻道時，即可在該特定區域上進行一”向右滑移按壓”之操作動作(如圖1中箭頭所示)，相反地，如果使用者欲選擇下一個電視頻道時，即可在該特定區域上進行一相反方向之“向左滑移按壓”之操作動作，而位於該特定區域之相對內側之對應的第一壓電模組21即會因向左或向右滑移按壓之動作而依序受力形變，進而依序產生電能輸出至該控制單元3，而該控制單元3即可藉由對應之第一壓電模組21之電能產生順序而判斷出使用者當下所進行的是”向右滑移按壓”或”向左滑移按壓”之操 作動作，並產生一對應之控制訊號(選擇上一個電視頻道或下一個電視頻道)，而該控制訊號則是藉由該無線發射單元4發射至該被控制裝置，以使該被控制裝置執行該特定控制指令。

而當使用者欲透過該壓電遙控裝置進行該被控制裝置之某一向量狀態值的控制操作時，例如調高或調低音量，使用者即會依據該面板部12上的指示而以滑動方式來按壓該特定區域，例如在該面板部12上沿該二第二壓電模組22之設置方向來”向右滑移按壓”或”向左滑移按壓”，而此一滑動式按壓的動作會致使該面板部12壓迫該二第二壓電模組22，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部12上所形成的力量分佈而使該二第二壓電模組22產生對應幅度的電能輸出，而該控制單元3即可藉由該等第二壓電模組22之電能產生幅度而判斷出使用者當下所按壓的位置，並產生一對應該按壓位置之控制訊號(即代表音量等級)，而該控制訊號則是藉由該無線發射單元4發射至該被控制裝置，以使該被控制裝置執行該特定控制指令。藉此，當使用者進行滑動式之按壓動作時，其按壓位置即會逐漸改變，並產生對應之逐漸改變之控制訊號，以逐漸改變該電視音量的等級(依據向左或向右滑移之按壓動作而逐漸調高或調低音量)，進而達到類似類比系統中之滑動式的向量值調整操作方式。

上述之第一較佳實施例中，該第一、二壓電模組21、22及該控制單元3皆是配合使用者之滑動式按壓的操作方 式所設計，當然，也可採用較為傳統之單點按壓式的操作方式搭配滑動式的操作方式來據以實施；例如，該第一較佳實施例之該等多數呈矩陣排列的每一第一壓電模組21也可被配置為是分別用於代表一個單一狀態值的操作，例如一般之電視遙控器上的開/關、數字、靜音等按鍵，因此是適合進行單點按壓式的操作方式，而該二第二壓電模組22是分別用於代表一向量值的增、減程度，例如電視音量的增減調整等。當使用者欲透過該壓電遙控裝置進行該被控制裝置之某一單一狀態值的控制操作時，例如開啟電視，使用者即會依據該面板部12上的指示而按壓該特定區域，而位於該區域之相對內側之對應的第一壓電模組21即會受力形變，進而產生電能輸出至該控制單元3，而該控制單元3即會辨認該第一壓電模組21所代表之特定操作(例如”開啟”)，並產生一對應該特定操作之控制訊號，而該控制訊號則是藉由該無線發射單元4發射至該被控制裝置，以使該被控制裝置執行該特定控制指令。

參閱圖4，本發明壓電遙控裝置之第二較佳實施例，大致上是與該第一較佳實施例相同，相同之處不再贅言，其中不相同之處在於：該壓電單元2之多數第一壓電模組21是整合於該容置空間13內，並實質上圍繞出一預設區域。在本實施例中，是以四個第一壓電模組21而相配合地實質圍繞出一概呈四方形的預設區域，且每一第一壓電模組21是位於該概呈四方形之預設區域的端點上。

當使用者對該面板部12對應該預設區域之部分進行滑 動式的按壓時，即會壓迫該等第一壓電模組21，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部12上所形成的力量分佈，使該等第一壓電模組21產生對應幅度的電能輸出，而該控制單元3是接收該等第一壓電模組21所輸出的電能，並依據該等第一壓電模組21所分別產生的電能輸出幅度而推算出該使用者於該面板部12上的按壓位置，或是推算出使用者所進行之滑動式按壓的方向，以產生一對應的控制訊號。

此外，本實施例僅具有一呈長條狀，並設置於該殼體部11上且位於該容置空間13內的第二壓電模組22，該第二壓電模組22之兩端部221是經過極化處理，且是與該控制單元3電連接。而此種做法的目的在於可利用在同一壓電陶瓷片而產生兩個壓力感應處，以提供另一種相較於該第一較佳實施例之二間隔設置之獨立壓電陶瓷片的配置方式。在此要注意的是，除了對該第二壓電模組22之兩端部221進行極化處理以產生兩個壓力感應處外，也可採用將該第二壓電模組22配置為具有兩個極化的半部，也就是說，該第二壓電模組22之整體被劃分成兩個被極化的半部，藉此提供另一種實施態樣。

當使用者沿該面板部12對應該第二壓電模組22之部分進行滑動式的按壓時，即會壓迫該第二壓電模組22，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部12上所形成的力量分佈，使該第二壓電模組22之被極化的兩端部221產生對應幅度的電能輸出，而該控制單元3是接收該第二壓電 模組22之被極化的兩端部221所輸出的電能，並依據其所分別產生的電能輸出幅度而產生一控制訊號。

回顧圖1、4，並配合參閱圖5，上述之第一及第二較佳實施例，也可被應用於其他電動機械的遙控操作上，例如圖5中所示之遙控車的控制器，或是其他諸如機械手臂、輸送帶，或是天車等需要進行向量狀態值控制的機具。以圖5之遙控車的遙控裝置為例，該等第一壓電模組21是被配置為該遙控車之方向控制，而該第二壓電模組22是被配置為該遙控車之速度控制。而該等第一壓電模組21同樣是與該控制單元3相配合地來判斷使用者之滑動按壓動作的方向，以對應控制該遙控車之行進方向。

當然，由於壓電陶瓷片的電能輸出量是與其形變量成正比，因此，向量狀態值的控制也可藉由使用者按壓時的施力大小來決定，舉例來說，上述第二較佳實施例的速度控制方面也可藉由使用者按壓力量的大小來決定，例如，按壓力量越大速度越快等等。

此外，由於本發明之壓電單元2是採用多個壓電感應點的配置方式，因此也可應用於多點式的觸控操作，也就是說，使用者可在該面板部12之預設區域內同時進行多點式的按壓，以使該壓電單元2之對應的壓電感應點產生電能輸出，而該控制單元3即可因此判斷出該使用者正在進行多點式的按壓動作，並據此進行對應之控制動作，進而提供多點按壓的操作模式。

藉由上述設計，本發明壓電遙控裝置，誠然具有下列 優點：

1.有效達到裝置薄型化及平面化：

利用該壓電單元2之第一、二壓電模組21、22是可藉由微型化之壓電陶瓷片來據以實施之優勢，使其厚度相較於在習知遙控器上作為使用者輸入介面的按壓開關之下能夠大幅降低，進而使整體遙控裝置能夠更薄，相當符合現今電子產品設計上之輕薄化趨勢。

此外，藉由微型化之第一、二壓電模組21、22也不會有習知按壓開關突起的型態，再配合該平整之面板部12，使本發明之壓電遙控裝置的使用者操作介面能夠呈一平整之平面狀，進而使其能夠配合進行之表面處理方式更為廣泛，所能夠達成的表面處理品質亦較佳。

2.兼具滑動式的操作方式：

藉由該第一、二壓電模組21、22與該控制單元3之配合，藉以偵測使用者進行滑動式按壓的方向，或是判斷使用者進行單點或滑動式按壓時的當下按壓位置，以推算出其所對應的控制訊號。藉此，當使用者在進行該被控制裝置之相關向量狀態值的調整時，即可如類比系統中之滑動式的操作方式來對欲控制之向量狀態值進行調整，而該向量狀態值也會隨該使用者滑動按壓之操作動作而對應地逐漸改變，進而讓使用者能夠更直接且更同步地感受到 對該向量狀態值進行調整時其所產生的變化。

綜上所述，本發明壓電遙控裝置，利用微型化之該等第一、二壓電模組21、22以及該平整之面板部12，使整體遙控裝置成品能夠達到平面及薄型化，亦有助於提昇其表面處理所能夠達到的品質，而該等第一壓電模組21是呈併排設置，並配合該控制單元3判斷該使用者進行滑動式或單點式按壓時該等第一、二壓電模組21、22所對應產生的電能狀態，以產生對應之控制訊號，進而令使用者能夠更直接地感受到向量調整之變化，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基座

11‧‧‧殼體部

12‧‧‧面板部

13‧‧‧容置空間

2‧‧‧壓電單元

21‧‧‧第一壓電模組

22‧‧‧第二壓電模組

221‧‧‧端部

3‧‧‧控制單元

4‧‧‧無線發射單元

5‧‧‧電力單元

圖1是一俯視圖，說明本發明壓電遙控裝置之第一較佳實施例，及其配合使用者手部之滑動式按壓的情形；圖2是一剖視圖，說明該第一較佳實施例之剖視狀態；圖3是一系統架構方塊圖，說明該第一較佳實施例之電路架構配置；圖4是一俯視圖，說明本發明壓電遙控裝置之第二較佳實施例；及圖5是一俯視圖，說明該第一、二較佳實施例之變化 應用態樣。

1．．．基座

11．．．殼體部

12．．．面板部

2．．．壓電單元

21．．．第一壓電模組

22．．．第二壓電模組

3．．．控制單元

4．．．無線發射單元

Claims (6)

1. 一種壓電遙控裝置，是供使用者對一被控制裝置進行控制，該壓電遙控裝置包含：一基座，具有一殼體部，以及一蓋設於該殼體部上並呈平整狀的面板部，該殼體部及該面板部是相配合地圍繞界定出一容置空間；一壓電單元，具有多數併排整合於該容置空間內的第一壓電模組，以及一呈長條狀且設置於該殼體部上並位於該容置空間內的第二壓電模組，該第二壓電模組之兩端部是經過極化處理，當使用者對該面板部進行滑動式的按壓時，即會依序壓迫對應之該等第一壓電模組，並使對應之該等第一壓電模組依序產生電能輸出，另當使用者沿該面板部對應該第二壓電模組之部分進行滑動式的按壓時，即會壓迫該第二壓電模組，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部上所形成的力量分佈，使該第二壓電模組之被極化的兩端部產生對應幅度的電能輸出；一控制單元，是與該等第一壓電模組及該第二壓電模組電連接，並接收該等第一壓電模組所輸出的電能，以據此產生一控制訊號，另外，該控制單元也能接收該第二壓電模組之被極化的兩端部所輸出的電能，並依據其所分別產生的電能輸出幅度而產生一控制訊號；一無線發射單元，是與該控制單元電連接並接收該控制訊號，且是將該控制訊號以無線方式發射至該被控 制裝置，進而對該被控制裝置進行控制；及一電力單元，是設置於該殼體部上並與該控制單元電連接，以提供該控制單元及該無線發射單元運作時所需之電源。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之壓電遙控裝置，其中，該壓電單元之多數第一壓電模組是以矩陣形式整合於該容置空間內。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之壓電遙控裝置，其中，該壓電單元之多數第一壓電模組是整合於該容置空間內，並實質上圍繞出一預設區域，當使用者對該面板部對應該預設區域之部分進行滑動式的按壓時，即會壓迫該等第一壓電模組，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部上所形成的力量分佈，使該等第一壓電模組產生對應幅度的電能輸出，而該控制單元是接收該等第一壓電模組所輸出的電能，並依據該等第一壓電模組所分別產生的電能輸出幅度而產生一控制訊號。
4. 依據申請專利範圍第1或2或3項所述之壓電遙控裝置，其中，該壓電單元之第一、二壓電模組為壓電陶瓷片。
5. 一種壓電遙控裝置，是供使用者對一被控制裝置進行控制，該壓電遙控裝置包含：一基座，具有一殼體部，以及一蓋設於該殼體部上並呈平整狀的面板部，該殼體部及該面板部是相配合地圍繞界定出一容置空間； 一壓電單元，具有多數併排整合於該容置空間內的第一壓電模組，以及一呈長條狀且設置於該殼體部上並位於該容置空間內的第二壓電模組，該第二壓電模組之兩半部是經過極化處理，當使用者對該面板部進行滑動式的按壓時，即會依序壓迫對應之該等第一壓電模組，並使對應之該等第一壓電模組依序產生電能輸出，另當使用者沿該面板部對應該第二壓電模組之部分進行滑動式的按壓時，即會壓迫該第二壓電模組，並依據使用者當下按壓之位置而在該面板部上所形成的力量分佈，使該第二壓電模組之被極化的兩端部產生對應幅度的電能輸出；一控制單元，是與該等第一壓電模組及該第二壓電模組電連接，並接收該等第一壓電模組所輸出的電能，以據此產生一控制訊號，另外，該控制單元也能接收該第二壓電模組之被極化的兩端部所輸出的電能，並依據其所分別產生的電能輸出幅度而產生一控制訊號；一無線發射單元，是與該控制單元電連接並接收該控制訊號，且是將該控制訊號以無線方式發射至該被控制裝置，進而對該被控制裝置進行控制；及一電力單元，是設置於該殼體部上並與該控制單元電連接，以提供該控制單元及該無線發射單元運作時所需之電源。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之壓電遙控裝置，其中，該壓電單元之第一、二壓電模組為壓電陶瓷片。