多功能触觉感测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种触觉感测装置，特别是一种可同时侦测影像及压力的多功能触觉感测装置。
【背景技术】
[0002]描述被发明所基于的【背景技术】。触觉感测量测系统与人类手指的功能相似，当与物体接触时，可以知道所接触的物体表面的特征与其他物理性质信息，例如:作用力或压力的强度与空间分布、物体形状与位置、表面纹路质地、温度、柔软度或湿度等特征信息。随着现今科技的日渐蓬勃与发展，目前现有的触觉感测量测系统在工业领域中，已可大幅地应用于例如控制机器人动作(如抓取物体)、结合显示器用来作为触控输入设备、实现指纹辨识或虚拟现实(Virtual Reality)等用途。
[0003]—般而言，现有技术在工业领域中，极具代表性的一种非侵入式检查方法的一即为超音波传感器。一般而言，超音波传感器是由赋予电压于具有电性或机械等变换效率的压电组件者，从而使传感器所产生的超音波传递于检查的对象物中，利用超音波在物质的边界面等反射的性质，将经由其一部份的反射波的振动，再次经由压电组件而变换成电压，以作为收录、图像化、或影像化进行检查的方法。
[0004]目前，举凡厚度为200毫米程度的厚构造物，乃至数毫米程度的薄构造物，都可藉由现有的超音波传感器进行检查。然而，值得注意的是，现今的科技背景，大多讲求多功能，并且同时注重不同技术间的彼此整合性；当应用超音波传感器至触觉感测领域中时，则若要同时达到感测检查的对象物的影像及所承受的压力时，则多半需要使用到两种以上的传感器来完成，有鉴于此，随着传感器所需整合的数量与功能越趋庞大，则整体感测设备的负担，包括:系统整合性、复杂度、及制作成本，也都将随的遽增，无疑成为现有技术中相当严重的一项问题。
[0005]缘是，为了解决现有技术存有的众多缺失，本发明人有感上述缺失的可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究的，并配合学理的运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失的本发明，其是揭露一种可同时侦测影像及压力于一体的多功能触觉感测装置，其具体的架构及实施方式将详述于下。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术存在的问题，本发明的一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，其是针对现行的触觉传感器作一改良，相较于现有技术，此种新颖的触觉感测装置是有助于提供较佳的系统整合性与检测多功能性。
[0007]本发明的又一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，此种触觉感测装置主要是利用一超音波组件搭配与的连接的一中介缓冲层作为触觉传感器，由于此种触觉传感器同时可兼具有影像侦测与压力侦测的功能，故是为一成功的多功能触觉感测装置。
[0008]本发明的再一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，其中利用超音波组件侦测接触物体所显示的结果主要会因压力的不同，而产生不同的输出影像。故本发明是可利用此影像差异，达到同时侦测影像及压力的目的，使其成为多功能的触觉感测装置，经实务证实，利用本发明所揭露的触觉感测装置可兼具高度侦测效益及优良的系统整合性等功效。
[0009]是以，本发明是揭露一种多功能触觉感测装置，其包括:一超音波组件，具有多个使用于发送及接收讯号的感测单元，以对一接触物体进行侦测；一中介缓冲层，设置于所述的超音波组件与接触物体之间；以及一输出组件，连接超音波组件。其中，输出组件是根据超音波组件的侦测结果产生至少一输出影像，并比对该输出影像于一参考影像，以查找出接触物体所承受的压力。
[0010]根据本发明的实施例，其中所述的中介缓冲层更包括一第一材料层与一第二材料层，第一材料层是邻近设置于接触物体，第二材料层则设置于第一材料层与超音波组件之间。在一实施例中，第一材料层与第二材料层的材质例如可为有机材料、无机材料、或以有机材料与无机材料混合制成的混成材料。除此的外，第一材料层与第二材料层的厚度总合是应小于5毫米；第一材料层与第二材料层的声抗值是应分别大于1.2牛顿*秒/米3;第二材料层的剥离力是大于I千克力/厘米2。
[0011]再者，根据本发明的实施例，本发明所揭露的多功能触觉感测装置更包括有一第三材料层，其中，相对于前述的第二材料层，第三材料层是设置于超音波组件的另一侧面上。在一实施例中，第三材料层的材质例如可为有机材料、无机材料、或以有机材料与无机材料混合制成的混成材料；第三材料层的厚度是大于或等于I毫米；第三材料层的声抗值应小于1.5牛顿*秒/米3。
[0012]更进一步而言，本发明所揭露的多功能触觉感测装置，其中所述的输出组件亦可同时产生复数个输出影像，在此情况下，输出组件是可藉由分析该些输出影像的影像差异，以进一步计算出接触物体所承受的压力，则同样可用以实施本发明的发明目的。
[0013]底下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
[0014]图1是为根据本发明一实施例多功能触觉感测装置的结构示意图。
[0015]图2是为根据图1的细部结构示意图。
[0016]图3A至图3H是分别为根据本发明实施例不同施压下的参考影像的示意图。
[0017]图4是为根据本发明再一实施例多功能触觉感测装置的结构示意图。
[0018]附图标号说明:
[0019]I’多功能触觉感测装置
[0020]10超音波组件
[0021]30输出组件
[0022]100接触物体
[0023]202第一材料层
[0024]204第二材料层
[0025]206第三材料层
[0026]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0027]以上有关于本发明的内容说明，与以下的实施方式是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
[0028]为了有效解决现有传感器不易整合，且整合的制作复杂度与成本都相对地过高的问题，本发明是针对这些缺失提出一种较佳的改良装置，其是为一种可同时侦测影像及压力于一体的多功能触觉感测装置。为了能更佳地理解本发明所述的技术内容，首先，请参阅本发明图1所示的示意图，本发明将据此进行详细的说明如下。
[0029]图1是为根据本发明实施例多功能触觉感测装置的结构示意图，如图所示，多功能触觉感测装置I是用以对一接触物体100进行侦测，其中，多功能触觉感测装置I是包括有一超音波组件10、一中介缓冲层20以及一输出组件30。根据本发明的实施例，超音波组件10主要是用以对接触物体100进行侦测，并提供感测结果，其中，超音波组件10中是具有多个使用于发送及接收讯号(如箭头所示)的感测单元，以对接触物体100进行侦测。一般而言，由于超音波组件10的操作原理主要是由一探头发射出声波，碰到接触物体100的界面产生反弹波，再由探头进行侦测，即可得知界面和探头的相对位置及感知结果。由于此一部份的技术实为现今科技所熟知者，而并非本发明的发明重点，故针对此超音波组件部分的细部技术内容，本发明并不进行赘述。
[0030]中介缓冲层(buffer) 20是设置于超音波组件10与接触物体100之间，根据本发明的一实施例，如图2所示，中介缓冲层20例如可包括有一第一材料层202与一第二材料层204，如图所示，此第一材料层202是邻近设置于接触物体100，而第二材料层204则设置于第一材料层202与超音波组件10之间。
[0031]在一实施