TWI814323B - 壓電材料極化設備 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種壓電材料極化設備，係主要於機體上設有一壓電材料極化裝置之接地載台，另於該機體上設有至少一位移裝置，以與該壓電材料極化裝置之電極模組相連結，用以帶動該電極模組位移，藉此，當該電極模組導電產生電暈時，係可使周圍氣體離子化，並使該離子化氣體中之負離子附著於該接地載台上所放置之壓電材料上，且透過該接地載台接地製造電位差，以在該壓電材料上產生高電場，而使該壓電材料內電偶極轉向整齊排列，另藉由該至少一位移裝置設計，係可帶動電極模組於各軸向往復位移，藉以提高電極模組的加工範圍，以利大面積之壓電材料的極化作業。
Description
本發明係涉及壓電材料極化之技術領域，尤指一種可提供大面積壓電材料極化的設備。
按，隨著科技發展，犯罪手法越加提升，鑰匙或數字密碼的防護功能易遭破解，且隨身攜帶一串鑰匙或背記密碼等亦是件麻煩的事，因此，乃有業者研發出指紋辨識裝置，並將其廣泛應用於手機、平板電腦、門鎖及保險箱等日常電子產品中。
現有手機、平板電腦等電子產品裝設之指紋辨識裝置係主要內設有一由壓電材料製成的感應片，當使用者以手指施力按壓感應片時，該感應片內之電偶極會壓縮變短，並於感應片表面產生等量正、負電荷，以將機械能轉化為電子訊號，藉由指紋其突起與下陷處的空氣密度差異，即可於接收回波時採集指紋特徵繪製出指紋圖像，再與該使用者預先保存的指紋圖像進行比對，以驗證其真實身份。然現有指紋辨識裝置之感應片由於其壓電材料之電偶極〔dipole〕係混亂無序地分布於壓電材料中，因此，容易發生指紋感測不靈敏等情況，而影響指紋辨識裝置使用穩定性。
緣是，本發明人有鑑於現有指紋辨識裝置以壓電材料製成的感應片於實施使用上仍有上述缺失，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，研創出本發明。
本發明係有關於一種壓電材料極化設備，其主要目的係為了提供一種可適用於大面積壓電材料極化加工作業之壓電材料極化設備。
為了達到上述實施目的，本發明人乃研擬如下壓電材料極化設備，係包含：一機體，乃於該機體形成有一台面；一壓電材料極化裝置，係包含有一接地載台及一電極模組，乃使該接地載台設置於該機體之台面處，並使該電極模組與該接地載台位置相對應且呈間隔設立，該電極模組係包含有一電極組立框，並於該電極組立框組設有至少一高壓電極部件，用以產生電暈效應將周圍氣體離子化；至少一位移裝置，係與該壓電材料極化裝置之電極模組相連結，用以帶動該電極模組位移，其中該至少一位移裝置係包含有一第一軸向位移裝置、一第二軸向位移裝置及一第三軸向位移裝置，該第三軸向位移裝置係包含有一第三傳動模組及一與該第三傳動模組相連結之第三進給模組，並使該第三傳動模組組設於該機體之台面處，又該第一軸向位移裝置係包含有一第一傳動模組及一與該第一傳動模組相連結之第一進給模組，並使該第一傳動模組組設於該第三軸向位移裝置之第三進給模組上，另該第二軸向位移裝置係包含有一第二傳動模組及一與該第二傳動模組相連結之第二進給模組，並使該第二傳動模組組設於該第一軸向位移裝置之第一進給模組上，又使該壓電材料極化裝置之電極模組組設於該第二軸向位移裝置之第二進給模組上。
如上所述之壓電材料極化設備，其中，該機體之台面上係設有一承座，又於該機體之台面上架設有一支撐架，並使該第三軸向位移裝置之第三傳動模組組設於該支撐架上，另使該壓電材料極化裝置之接地載台組設於該承座上。
如上所述之壓電材料極化設備，其中，該第一軸向位移裝置係為一X軸向位移裝置、該第二軸向位移裝置係為一Z軸向位移裝置，另該第三軸向位移裝置係為一Y軸向位移裝置。
藉此，當本發明於使用實施時，係使該壓電材料極化裝置之電極模組導電產生電暈，以使周圍氣體離子化，並使該離子化氣體中之負離子附著於該接地載台上所放置之壓電材料上，且透過該接地載台接地製造電位差，以在該壓電材料上產生高電場，而使該壓電材料內電偶極轉向整齊排列，另藉由該至少一位移裝置設計，係可帶動電極模組於各軸向往復位移，藉以提高電極模組的加工範圍，以利大面積之壓電材料的極化作業。
1:機體
11:台面
12:承座
13:支撐架
2:第一軸向位移裝置
21:第一傳動模組
22:第一進給模組
3:第二軸向位移裝置
31:第二傳動模組
32:第二進給模組
4:角位移裝置
41:轉盤
42:旋轉傳動模組
421:旋轉動力源
422:旋轉部件
423:傳動皮帶
424:傳動軸桿
425:傳動輪
5:壓電材料極化裝置
51:接地載台
511:接地線
52:電極模組
521:電極組立框
522:高壓電極部件
6:壓電材料
61:電偶極
7:第三軸向位移裝置
71:第三傳動模組
72:第三進給模組
第一圖：本發明之整體立體圖
第二圖：本發明之前視立體圖
第三圖：本發明之後視立體圖
第四圖：本發明之極化處理狀態圖
第五圖：本發明之另一實施例立體圖
而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：
首先，請參閱第一~三圖所示，為本發明之壓電材料極化設備，係包含：一機體(1)，乃使該機體(1)形成有一台面(11)，另於該機體(1)內設有一控制器及至少一電源供應器等；一第一軸向位移裝置(2)，係為一X軸向位移裝置，乃包含有一第一傳動模組(21)及一與該第一傳動模組(21)相連結之第一進給模組(22)，並使該第一傳動模組(21)組設於該機體(1)之台面(11)處，另使該第一傳動模組(21)與該機體(1)內設之控制器及電源供應器相連結；一第二軸向位移裝置(3)，係為一Z軸向位移裝置，乃包含有一第二傳動模組(31)及一與該第二傳動模組(31)相連結之第二進給模組(32)，係使該第二傳動模組(31)組設於該第一軸向位移裝置(2)之第一進給模組(22)上，另使該第二傳動模組(31)與該機體(1)內設之控制器及電源供應器相連結；一角位移裝置(4)，係為一Y軸向角位移裝置，乃包含有一轉盤(41)及一旋轉傳動模組(42)，係使該轉盤(41)設置於該機體(1)之台面(11)上，另使該旋轉傳動模組(42)位於該機體(1)之台面(11)下方，而包含有一旋轉動力源(421)、一旋轉部件(422)及一傳動皮帶(423)，乃使該旋轉動力源(421)及旋轉部件(422)組設於該機體(1)，並使該旋轉部件(422)設有一傳動軸桿(424)，且於該傳動軸桿(424)上組設有一傳動輪(425)，又使該為馬達之旋轉動力源(421)與該傳動輪(425)間以該傳動皮帶(423)繞設連結，且使該傳動軸桿(424)上端與該轉盤(41)中心相組設，另使該旋轉動力源(421)與該機體(1)內設之控制器及電源供應器相連結；一壓電材料極化裝置(5)，係包含一接地載台(51)及一電極模組(52)，乃使該接地載台(51)組設於該角位移裝置(4)之轉盤(41)上，而與至少一接地線(511)相連接，另使該電極模組(52)位於該接地載台(51)上方，而與該接地載台(51)位置相對應且呈間隔設立，該電極模組(52)係包含有一電極組立框(521)，並
使該電極組立框(521)組設於該第二軸向位移裝置(3)之第二進給模組(32)，又於該電極組立框(521)組設有至少一高壓電極部件(522)，該高壓電極部件(522)係可呈絲線狀、網狀、尖突狀、板材狀、螺旋形或不規則形狀等，本發明主要實施例係於該電極模組(52)之電極組立框(521)內組設有二不同電位之高壓電極部件(522)，且使該二高壓電極部件(522)分別與該機體(1)內設之二電源供應器相連結，另使該二高壓電極部件(522)與該機體(1)內設之控制器連結。
據此，當使用實施時，係將一壓電材料(6)放置於該壓電材料極化裝置(5)之接地載台(51)上，繼由控制器驅使各裝置運作，以使該Z軸向之第二軸向位移裝置(3)的第二傳動模組(31)帶動其第二進給模組(32)及組設於該第二進給模組(32)之壓電材料極化裝置(5)之電極模組(52)沿Z軸向往下位移至該壓電材料(6)上方預設位置處。
隨之該角位移裝置(4)之旋轉動力源(421)係利用傳動皮帶(423)帶動其傳動輪(425)及中心傳動軸桿(424)轉動，再由該傳動軸桿(424)帶動轉盤(41)旋轉，而使組設於該轉盤(41)上之壓電材料極化裝置(5)之接地載台(51)及其上所放置之壓電材料(6)於Y軸向上進行角位移動作，於同時該第一軸向位移裝置(2)其第一傳動模組(21)係帶動其第一進給模組(22)上所組設之第二軸向位移裝置(3)於X軸向往復位移，以使組設於該第二軸向位移裝置(3)上之電極模組(52)一併進行X軸向往復位移。
請一併參閱第四圖所示，同時該電極模組(52)之高壓電極部件(522)於導電後係產生電暈效應，而使其周圍氣體離子化，該離子化氣體中的負離子係會散落附著於下方接地載台(51)所放置之壓電材料(6)表面，並透過接地載台(51)所製造電位差，以於該壓電材料(6)上形成高電場，此時，該壓電材料(6)內之數多電偶極(61)帶正電一端係受該壓電材料(6)表面負離子所吸引，而使該數
多電偶極(61)帶正電一端轉朝向該壓電材料(6)表面，以使該數多電偶極(61)整齊排列。
藉此，經過極化〔poling〕加工後之壓電材料(6)內之電偶極(61)於整齊排列後，即可使其壓電方向一致，達到使壓電效應輸出最大化功效，當將該壓電材料(6)製成指紋辨識裝置之感應片時，便可提高指紋感測靈敏度，以利指紋辨識系統使用穩定性。再者，本發明藉由第一軸向位移裝置(2)帶動壓電材料極化裝置(5)之電極模組(52)沿X軸向往復位移，另利用角位移裝置(4)帶動接地載台(51)上放置之壓電材料(6)於Y軸向旋轉角位移設計，更可利於對壓電材料(6)進行大面積極化加工作業，以有效提高壓電材料(6)極化加工效率者。
前述之實施例或圖式並非限定本發明之壓電材料極化設備實施態樣，請一併參閱第五圖所示，為本發明之壓電材料極化設備另一實施例，係主要於機體(1)之台面(11)設有一承座(12)，並使該壓電材料極化裝置(5)之接地載台(51)組設於該承座(12)上，又於該台面(11)位於該承座(12)上方架設有一支撐架(13)，另設有一第三軸向位移裝置(7)，該第三軸向位移裝置(7)係為Y軸向位移裝置，乃包含有一第三傳動模組(71)及一與該第三傳動模組(71)相連結之第三進給模組(72)，並使該第三傳動模組(71)組設於該支撐架(13)上，且使該第三傳動模組(71)與該機體(1)內設之控制器及電源供應器相連結，又使該X軸向之第一軸向位移裝置(2)其第一傳動模組(21)組設於該第三進給模組(72)上，另使該Z軸向之第二軸向位移裝置(3)其第二傳動模組(31)組設於該第一進給模組(22)上，復使該壓電材料極化裝置(5)之電極模組(52)之電極組立框(521)組設於該第二進給模組(32)，而對應位置於該接地載台(51)上方。據此，當使用實施時，係將一壓電材料(6)放置於該接地載台(51)上，再使該第二軸向位移裝置(3)之第二傳動模組(31)帶動其第二進給模組(32)上所組設之電極模組(52)沿Z軸向往下位移至該壓電材料(6)上方預設位置處，隨之控制器係驅使該第三軸向位移裝置(7)之第三傳動模組(71)
帶動其第三進給模組(72)及其上所設之第一軸向位移裝置(2)沿Y軸向往復位移，同時該第一軸向位移裝置(2)之第一傳動模組(21)係帶第一進給模組(22)及其上所設之第二軸向位移裝置(3)沿X軸向往復位移，依此，以帶動電極模組(52)同步進行X及Y軸向的往復位移，以利更大面積之壓電材料(6)的極化加工作業，而更有效提高對壓電材料(6)的極化加工效率。
由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：
1.本發明之壓電材料極化裝置係可迫使壓電材料內部電偶極轉向整齊排列，藉此，即可使壓電方向一致，以利壓電效應輸出最大化，進而提高壓電材料作為指紋感應片的靈敏度。
2.本發明之壓電材料極化設備係設有數個軸向的位移裝置，以帶動該壓電材料極化裝置之電極模組沿各軸向往復位移，依此，以增加電極模組的加工範圍，以利對大面積壓電材料進行極化加工作業，而有效提升對壓電材料極化的加工效率。
綜上所述，本發明之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
1:機體
11:台面
12:承座
13:支撐架
2:第一軸向位移裝置
21:第一傳動模組
22:第一進給模組
3:第二軸向位移裝置
31:第二傳動模組
32:第二進給模組
5:壓電材料極化裝置
51:接地載台
52:電極模組
7:第三軸向位移裝置
71:第三傳動模組
72:第三進給模組
Claims (3)
- 一種壓電材料極化設備，係包含：一機體，乃於該機體形成有一台面；一壓電材料極化裝置，係包含有一接地載台及一電極模組，乃使該接地載台設置於該機體之台面處，並使該電極模組與該接地載台位置相對應且呈間隔設立，該電極模組係包含有一電極組立框，並於該電極組立框組設有至少一高壓電極部件，用以產生電暈效應將周圍氣體離子化；至少一位移裝置，係與該壓電材料極化裝置之電極模組相連結，用以帶動該電極模組位移，其中該至少一位移裝置係包含有一第一軸向位移裝置、一第二軸向位移裝置及一第三軸向位移裝置，該第三軸向位移裝置係包含有一第三傳動模組及一與該第三傳動模組相連結之第三進給模組，並使該第三傳動模組組設於該機體之台面處，又該第一軸向位移裝置係包含有一第一傳動模組及一與該第一傳動模組相連結之第一進給模組，並使該第一傳動模組組設於該第三軸向位移裝置之第三進給模組上，另該第二軸向位移裝置係包含有一第二傳動模組及一與該第二傳動模組相連結之第二進給模組，並使該第二傳動模組組設於該第一軸向位移裝置之第一進給模組上，又使該壓電材料極化裝置之電極模組組設於該第二軸向位移裝置之第二進給模組上。
- 如請求項1所述之壓電材料極化設備，其中，該機體之台面上係設有一承座，又於該機體之台面上架設有一支撐架，並使該第三軸向 位移裝置之第三傳動模組組設於該支撐架上，另使該壓電材料極化裝置之接地載台組設於該承座上。
- 如請求項1所述之壓電材料極化設備，其中，該第一軸向位移裝置係為一X軸向位移裝置、該第二軸向位移裝置係為一Z軸向位移裝置，另該第三軸向位移裝置係為一Y軸向位移裝置。
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