TWI711958B - 觸碰鏡頭結構 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種觸碰鏡頭結構，其包含鏡頭本體、發光二極體、導電層、接觸件以及觸碰訊號傳送器。鏡頭本體包含入光結構及導光結構，鏡頭本體之外表面包含透光結構。發光二極體設置於入光結構，將光源經由導光結構導至透光結構。導電層設置在鏡頭本體之內表面。接觸件可動式的設置於導電層上。觸碰訊號傳送器連接於接觸件，於接觸件與導電層接觸時傳送觸碰訊號。

Description

觸碰鏡頭結構

本發明是關於一種觸碰鏡頭結構，特別是關於一種具有觸碰感應且能適用於機器人結構上之觸碰鏡頭結構。

機器人的發展，從一開始簡單功能的玩具，直到具備人工智慧的各種特定功能機器人，已逐漸在日常生活中佔有一席之地。現今的機器人開發已能大量的收集周圍資訊，通過各種演算法來判斷及觸發各種回應，藉此使機器人具備更多的功能。即便是定位為玩具的機器人，也可藉由各種感應器或內部的處理單元，使得機器人做出各種反應，不但能增加趣味性也進一步增加實際運作的功能性。

不過，並非所有機器人都需要安裝各式的感應器或偵測裝置來增加硬體設備的成本，但卻又需要接收或顯示訊息的介面來增加機器人與人之間的溝通。舉例來說，迎賓機器人於客人接近時需要發出聲音或燈光來迎接，或者提供選擇服務的輸入介面，若單純設置一個顯示螢幕的觸控面板，雖能達到同樣效果，但失去了擬人的服務方式，讓客人面對電腦畫面操作，就失去了設置迎賓機器人的意義。因此，如何設計機器人結構來達到所需之偵測及回應的操作方式，將是這些機器人開發之一大重點。

以現有的機器人為例，常會設計如同一般人類的頭部、身軀、四肢等部位，這些部位之殼體通常僅為了保護機器人內部機構或電子設備，並形成對應部位之外型，並未具備其他特殊功能。若是能在外殼結構上作進一步的設計，使其具備顯示或感應的功能，將有助於前述輸入輸出介面的設置。綜觀前所述，在現有的機器人殼體設計上，並未考量其他介面設置的問題。因此，本發明之發明人思索並設計一種觸碰鏡頭結構，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明之目的就是在提供一種觸碰鏡頭結構，以解決現有殼體無法具備輸入輸出介面來提升操作功能性之問題。

根據本發明之一目的，提出一種觸碰鏡頭結構，其包含鏡頭本體、發光二極體、導電層、接觸件以及觸碰訊號傳送器。其中，鏡頭本體包含入光結構及導光結構，鏡頭本體之外表面包含透光結構。發光二極體設置於入光結構，將光源經由導光結構導至透光結構。導電層設置在鏡頭本體之內表面。接觸件可動式的設置於導電層上。觸碰訊號傳送器連接於接觸件，於接觸件與導電層接觸時傳送觸碰訊號。

較佳地，導電層可包含導電片，導電片之材料包含導電金屬且導電片覆蓋內表面的整個表面。

較佳地，導電金屬可包含銅或鋁。

較佳地，導電層可包含導電膜，導電膜覆蓋內表面之整個表面。

較佳地，導電膜可包含導電漆，藉由將導電漆噴附於內表面而形成導電膜。

較佳地，接觸件可包含傳動鏈，其一端連接於導電層，另一端連接觸碰訊號傳送器，當觸碰導電層帶動傳動鏈，傳動鏈觸發觸碰訊號傳送器以傳送觸碰訊號。

較佳地，傳動鏈可包含金屬環，藉由螺絲將金屬環鎖固於導電層。

較佳地，接觸件可包含接觸片，設置於導電層，當觸碰導電層，接觸片與觸碰訊號傳送器之彈片接觸，觸發觸碰訊號傳送器以傳送觸碰訊號。

較佳地，觸碰訊號傳送器可與發光二極體共同設置於入光結構當中。

較佳地，鏡頭本體可設置於機器人之機器手臂，觸碰訊號傳送器傳送觸碰機器手臂之觸碰訊號至機器人之處理器。

承上所述，依本發明之觸碰鏡頭結構，其可具有一或多個下述優點：

(1)此觸碰鏡頭結構能將鏡頭結構結合觸碰功能，使得機器人於互動操作時更為直觀且方便，提升操作的便利性。

(2)此觸碰鏡頭結構能藉由金屬接觸來做為觸發觸碰訊號的方法，無需增加複雜的感應或偵測裝置，有效減少硬體設置成本，整合於殼體的結構也降低製程安裝的複雜性。

(3)此觸碰鏡頭結構適用於各種鏡頭結構，使得鏡頭發光部分作為輸出介面，觸碰感應部分作為輸入介面，能整合互動的程式，提高系統相容性，同時增加操作的功能性。

10、20:觸碰鏡頭

11、21:鏡頭本體

111、211:入光結構

112:內表面

113、214:卡合件

114、213:透光結構

12、22:發光二極體

13、23:導電層

14、24:接觸件

141:金屬環

142:螺絲

212:導光結構

221:基板

241:彈片

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下：

第1圖係為本發明實施例之觸碰鏡頭之分解示意圖。

第2圖係為本發明實施例之觸碰鏡頭之示意圖。

第3圖係為本發明另一實施例之觸碰鏡頭之分解示意圖。

第4圖係為本發明另一實施例之觸碰鏡頭之示意圖。

為瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在附圖中，為了淸楚起見，放大了層、膜、面板、區域、導光件等的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的“連接”，其可以指物理及/或電性的連接。再者，“電性連接”或“耦合”係可為二元件間存在其它元件。此外， 應當理解，儘管術語“第一”、“第二”、“第三”在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱第1圖，其係為本發明實施例之觸碰鏡頭之分解示意圖。如圖所示，觸碰鏡頭10包含鏡頭本體11、發光二極體12、導電層13及接觸件14。鏡頭本體11為殼體結構，其可為機器人身體結構的外殼，外殼的兩側設有複數個卡合件，可配合機器人本體結構安裝。鏡頭本體11的上方設有入光結構111，其可為一容置空間，提供發光二極體12及其基板設置於其中。發光二極體12發射之光源，經由殼體的導光結構導致透光結構。透光結構將於以下之實施例進一步說明。

回到鏡頭本體11之內表面112，其係為透光結構之背面，原本殼體僅為阻隔外部透光部分與內部機構的分隔面，但在本實施中，設置了導電層13於內表面112上。導電層13可依據需求覆蓋整個鏡頭本體11的整個內表面112，亦即當整個鏡頭本體11外部任一部受到觸碰時，內部導電層13均會受到帶動。但本發明不侷限於此，導電層13也可小於內表面112之面積，僅覆蓋部分之 內表面112，相對地，鏡頭本體11也僅有對應部位受到觸碰時才能觸發觸碰的反應。

在本實施例中，導電層13為一整面之金屬導電片，例如為銅箔導電片、鋁箔導電片或者其他導電金屬箔片，其可貼附於內表面112上，由於導電片為整面之金屬片，當鏡頭本體11受到觸碰擠壓時，導電層13之導電片也會對應產生形變，進而帶動接觸件14來觸發觸碰反應。在本實施例中，接觸件14為一傳動鏈，其一端藉由一金屬環141連接於導電層13之上端，由螺絲142鎖固於導電層13之連接件，另一端可利用彈片或開關連接觸碰訊號傳送器，當觸碰造成導電層13之形變會帶動傳動鏈141，使得驅動訊號傳送器傳送觸碰訊號。驅動的方式可包含利用彈片的接觸，當彈片接觸導通時，電流通過觸碰訊號傳送器之電路以產生觸碰訊號，或者藉由電晶體開關來驅動觸碰訊號傳送器送出觸碰訊號。

在其他實施例當中，導電層13可為薄膜狀之導電膜，例如通過導電漆將導電材料噴附於膜片或是直接噴附於內表面112上形成導電膜，由於其同樣具備導電的性質，當接觸件14與導電膜接觸導通時，同樣可藉此驅動產生觸碰訊號。導電漆可為包含銀及銅填料之導電塗料(例如摩新的X-Coating EMI導電漆)，通過噴塗技術塗佈於塑膠製品(例如PC、PC+ABS、ABS等)，形成塑膠金屬化之效果。

請參閱第2圖，其係為本發明實施例之觸碰鏡頭之示意圖。如圖所示，觸碰鏡頭10為與前述實施例相同結構之觸碰鏡頭10，觸碰鏡頭10於組裝完成後，可以安裝於機器人的身體部分，作為機器人軀幹的外殼，其側邊的卡合件113對應於機器人本體構件進行安裝，其朝外部分之外表面即為觸碰鏡頭10 之透光結構114。發光二極體12產生之光源能通過導引而從透光結構114之表面發出，換言之，藉由控制發光二極體12產生之光源種類、色彩，並通過不同透光結構114設置，即能使機器人產生不同色彩光線，甚至顯示特定圖樣，形成特定的鏡頭發光結構。

對於通過鏡頭顯示或呈現不同色彩及圖樣，是機器人通過設定做為輸出的介面，通過透光結構114能呈現輸出的訊息，但若要跟機器人有所互動，仍需要輸入的介面。機器人不比一般電腦，具備滑鼠鍵盤或觸碰螢幕地輸入介面，對於輸入訊息，則可藉由本實施例之觸碰鏡頭10來達成。舉例來說，當透光結構顯示特定顏色需要選擇，通過接觸按壓觸碰鏡頭10，由導電層13驅動觸碰訊號產生器送出訊號，即可完成選擇。相較於現有的按鈕設計或外接其他輸入介面，本實施例之觸碰鏡頭10的操作對於使用者而言更為直接且便利。

請參閱第3圖，其係為本發明另一實施例之觸碰鏡頭之分解示意圖。如圖所示，觸碰鏡頭20包含鏡頭本體21、發光二極體22、導電層23及接觸件24。鏡頭本體21為殼體結構，其與前述實施例差異處在於本實施例可為機器人之機器手臂的外殼，外殼的兩側也設有複數個卡合件，可配合設置於機器手臂之前端。鏡頭本體21的上方設有入光結構211，其可為一容置空間，提供發光二極體22及其基板221設置於其中。發光二極體22發射之光源，經由殼體的導光結構導致透光結構。透光結構同樣將於以下之實施例進一步說明。

鏡頭本體21之內表面尚可設置導電層23，導電層23可依據需求覆蓋整個鏡頭本體21的整個內表面，亦可依據預設觸碰區域來設置大小面積相當之導電層23。如本實施例所示，導電層23設計為上端為矩形而下端具有圓弧形外型之結構，使其恰能符合鏡頭本體21之造型。當整個鏡頭本體21外部任一部 受到觸碰時，內部導電層23均會受到帶動。但本發明不侷限於此，導電層23也可小於內表面之面積，例如僅具備上方矩形部位或者僅具備下方圓弧形部位，當鏡頭本體21對應部位受到觸碰時才能觸發觸碰的反應。

在本實施例中，導電層23為一整面之金屬導電片，例如為銅箔導電片、鋁箔導電片或者其他導電金屬箔片，其可貼附於內表面上，由於導電片為整面之金屬片，當鏡頭本體21受到觸碰擠壓時，導電層23之導電片也會對應產生形變，進而帶動接觸件24來觸發觸碰反應。在本實施例中，接觸件24為一接觸片，其設置在導電層23上，橫跨整個導電層23，上端則藉由一彈片241連接於觸碰訊號傳送器。在本實施例中，觸碰訊號傳送器之電路結構可與發光二極體22共同設置在基板221上，但本發明不侷限於此，觸碰訊號傳送器及其驅動之彈片241也可設置在與發光二極體22不同之位置，直接連接於機器人之主要處理器，以便將觸碰訊號傳送至對應之運算單元。當觸碰造成導電層23之形變會帶動接觸片241與彈片241接觸，使得驅動訊號傳送器傳送觸碰訊號。

在其他實施例當中，導電層23可為薄膜狀之導電膜，例如通過導電漆將導電材料噴附於膜片或是直接噴附於內表面上形成導電膜，由於其同樣具備導電的性質，當導電膜帶動接觸件24與彈片241接觸導通時，同樣可藉此驅動產生觸碰訊號。

請參閱第4圖，其係為本發明另一實施例之觸碰鏡頭之示意圖。如圖所示，觸碰鏡頭20為與前述實施例相同結構之觸碰鏡頭20，觸碰鏡頭20於組裝完成後，可以安裝於機器人的機器手臂前端，作為機器手臂之外殼。發光二極體22設置於基板221上，置於鏡頭本體21之入光結構211當中，發光二極體22產生之光源能通過導光結構212導引而從透光結構213之表面發出。藉由控制 發光二極體22產生之光源種類、色彩，並通過不同透光結構213設置，即能使機器手臂產生不同色彩光線，甚至顯示特定圖樣，形成特定的鏡頭發光結構。

觸碰鏡頭20可由鏡頭本體21側邊的卡合件214安裝於機器人的機器手臂構件上，其末端朝外部分之透光結構213能顯示或呈現不同色彩及圖樣，作為機器人輸出的介面。與前述實施例類似地，若要跟機器人有所互動，需要輸入的介面。例如當機器人雙手均設置本實施例之觸碰鏡頭20，當機器人互動程式中有需要選擇的情況，使用者可通過觸控左右手來進行選項。又或者如迎賓機器人在偵測到客人靠近時，可通過抬起手臂進行握手動作，當使用者與觸碰鏡頭20接觸產生觸碰訊號後，機器人可進一步播放介紹說明的音效或特定的燈光效果，以達到迎接客人之成效。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10:觸碰鏡頭

11:鏡頭本體

111:入光結構

112:內表面

12:發光二極體

13:導電層

14:接觸件

141:金屬環

142:螺絲

Claims (7)

1. 一種觸碰鏡頭結構，其包含：一鏡頭本體，係包含一入光結構及一導光結構，該鏡頭本體之一外表面包含一透光結構；一發光二極體，係設置於該入光結構，將一光源經由該導光結構導至該透光結構；一導電層，係設置在該鏡頭本體之一內表面；一接觸件，係可動式的設置於該導電層上；以及一觸碰訊號傳送器，係連接於該接觸件，於該接觸件與該導電層接觸時傳送一觸碰訊號，其中該導電層包含以下任一元件：一導電片，該導電片之材料包含一導電金屬且該導電片覆蓋該內表面的整個表面，且該導電金屬包含銅或鋁；一導電膜，該導電膜係覆蓋該內表面之整個表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰鏡頭結構，其中該導電膜包含一導電漆，藉由將該導電漆噴附於該內表面而形成該導電膜。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰鏡頭結構，其中該接觸件包含一傳動鏈，其一端連接於該導電層，另一端連接該觸碰訊號傳送器，當觸碰該導電層帶動該傳動鏈，該傳動鏈觸發該觸碰訊號傳送器以傳送該觸碰訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸碰鏡頭結構，其中該傳動鏈包含一金屬環，藉由一螺絲將該金屬環鎖固於該導電層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰鏡頭結構，其中該接觸件包含一接觸片，係設置於該導電層，當觸碰該導電層，該接觸片與該觸碰訊號傳送器之一彈片接觸，觸發該觸碰訊號傳送器以傳送該觸碰訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸碰鏡頭結構，其中該觸碰訊號傳送器與該發光二極體共同設置於該入光結構當中。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰鏡頭結構，其中該鏡頭本體設置於一機器人之一機器手臂，該觸碰訊號傳送器傳送觸碰該機器手臂之該觸碰訊號至該機器人之一處理器。

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