专利名称：触觉反馈设备和便携式电子设备的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种触觉反馈设备和一种便携式电子设备，并且更具体地，涉及一种可以防止因外部冲击而导致板件(plate member)变形和遭致损坏的触觉反馈设备和一种包括该触觉反馈设备的便携式电子设备。
背景技术：
用于触摸输入方式的输入/输出振动反馈机构(例如触觉反馈设备)已经被广泛应用。在所述触摸输入方式中，屏幕上展示有选择按钮(selection icon)，以方便用户。所述触觉反馈设备是一种当用户利用手指等直接向屏幕输入信号时提供振动反馈的机构。在使用触觉反馈设备时，可以节省空间，实现设备简化和可操作性，并且用户可以容易地识别成功的输入信号。此外，所述触摸式反馈设备具有与IT设备的良好交互性(interfunctionality property)。因此,所述触觉反馈设备被广泛用作引导设备以告知用户在公共场合(例如，火车站、医院、学校等)的位置。同时，触觉反馈设备所述触觉反馈设备用作告知输入信号是否被接收或输出信号是否被输出的工具。所述触觉反馈设备包括振动件(例如，压电元件)和因此而振动的振动板。然而，为了提高振动性能，所述触觉反馈设备中包括的振动板形成为薄板件，因而在冲击传递至所述触觉反馈设备时(例如，当用户将包括所述触觉反馈设备的设备跌落时)，该触觉反馈设备容易变形或损坏。
发明内容
本发明的一个方面，提供一种能够显著降低由于外部冲击(例如，设备跌落)而造成的损坏或变形的便携式电子设备和一种触觉反馈设备。根据本发明的一个方面，提供一种触觉反馈设备，该触觉反馈设备包括壳体；振动件，该振动件安装在所述壳体内，用于振动；振动元件，该振动元件形成在所述振动件内以产生振动；和第一冲击吸收件，该第一冲击吸收件能够防止所述振动件和所述壳体之间的碰撞。 所述第一冲击吸收件可以形成在所述振动件中。所述第一冲击吸收件可以形成在所述壳体中。所述第一冲击吸收件可以形成在与所述振动元件相对应的位置。
所述第一冲击吸收件可以分别形成在所述振动件和所述壳体中。所述第一冲击吸收件可以形成为包括娃胶组分(silicon rubber component)的复合材料(compound)。所述第一冲击吸收件可由单一组分例如硅胶组分的物质形成。所述触觉反馈设备还可以包括质量件,该质量件与所述振动件相连。所述触觉反馈设备还可以包括第二冲击吸收件，该第二冲击吸收件与所述质量件相连，以防止所述质量件和所述壳体之间的碰撞。所述第二冲击吸收件可以形成为包括硅胶组分的复合材料。所述振动元件可以包括第一板件和第二板件，所述第一板件的两端均固定在所述振动元件所连接和固定的所述壳体中，所述第二板件从所述第一板件延伸，并接收所述质量件。所述第二板件可以从所述第一板件的侧表面延伸，并沿垂直于所述第一板件所在的平面的方向弯曲。所述第一板件和所述第二板件可以通过冲压工艺(pressing process)形成为一体。根据本发明的另一个方面，提供一种包括上述触觉反馈设备的便携式电子设备。
通过以下结合附图的描述将更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征和其他优势，其中图1是展示根据本发明第一实施方式的触觉反馈设备的示意图；图2是展示冲击传递至图1中的触觉反馈设备时的状态示意图；图3是展示根据本发明第二实施方式的触觉反馈设备的示意图；图4是展示根据本发明第三实施方式的触觉反馈设备的示意图；图5是展示根据本发明第四实施方式的触觉反馈设备的示意图；图6是展示根据本发明第五实施方式的触觉反馈设备的示意图；和图7是展示用于说明图6中振动件具体结构的振动件的立体图。
具体实施例方式现在将参考附图对本发明的实施方式进行详细的描述。在本发明的下述描述中，将考虑到元件的功能来使用标识本发明的相应元件的术语，因而所述术语不应被理解为对本发明的技术元件的限制。图1是展示根据本发明第一实施方式的触觉反馈设备的示意图，图2是展示冲击传递至图1中的触觉反馈设备时的状态示意图，图3是展示根据本发明第二实施方式的触觉反馈设备的示意图，图4是展示根据本发明第三实施方式的触觉反馈设备的示意图，图5是展示根据本发明第四实施方式的触觉反馈设备的示意图，图6是展示根据本发明第五实施方式的触觉反馈设备的示意图，和图7是展示用于解释图6中振动件具体结构的振动件的立体图。根据本发明第一实施方式的触觉反馈设备100可以包括壳体(即上壳体102和下壳体104)、振动件10、振动元件20和第一冲击吸收件30。如上述构成的触觉反馈设备100可以安装在便携式电子设备中，例如移动电话、便携式电子词典等。同样地，触觉反馈设备100可以与相应电子设备的输入/输出设备相连，以向用户传递振动信号。然而，本发明的触觉反馈设备并不限于使用在便携式电子设备中，而可以安装在包括触屏的自动取款机(AU)上，设置在地铁站中的路径导引系统中等。此外，触觉反馈设备100可以安装在其他需要输出振动信号的电子设备中。壳体102、104可以是上壳体102和下壳体104。壳体102、104可以保护触觉反馈设备100不受外部冲击。因此，壳体102、104可由抗冲击金属材料形成。然而，为了降低触觉反馈设备100的重量，壳体102、104可由塑料材料形成。在这种情况下，所述塑料材料可包括抗冲击组分。壳体102、104可安装为能够与安装触觉反馈设备100的电子设备连接，或可从安装触觉反馈设备100的电子设备上拆下。另外，壳体102、104中的至少一个(即上壳体102或下壳体104)可以与安装触觉反馈设备100的便携式电子设备(例如便携式电话)一体形成。另外，上壳体102或下壳体104，或者上壳体102和下壳体104可以是便携式电子设备的一部分。此外，壳体102、104可包括用于接收来自便携式电子设备的信号的电极。该电极可以形成在壳体102、104的外部，并且可以向安装在壳体102、104内部的振动元件20提供电流。同时，上壳体102和下壳体104可以互相分离或互相连接。例如上壳体102和下壳体104可以通过螺栓螺母互相连接。可选择地，上壳体102和下壳体104可以通过独立的装配结构(例如凸起和凹槽)相连。振动件10可制造为具有大致矩形截面的薄板形状。然而，振动件10可制造为除矩形之外的形状，只要该形状能够允许竖直振动(vertical vibration)即可。振动件10可以由具有预定的弹性水平的材料形成。例如，振动件10可以由诸如金属、塑料等材料制成。此外，在振动件10中，弹簧常数(spring constant)K可以确定为使得触觉反馈设备100具有预定范围内的振动频率(100至300Hz)。例如，可以调节振动件10的长度和厚度，以使得触觉反馈设备100具有IOOHz至300Hz的振动频率。振动件10可以固定至壳体102、104。具体地，振动件10的两端都可以与壳体102、104相连。更具体地,振动件10的两端可固定到上壳体102或者下壳体104,以及同时固定到上壳体102和下壳体104。此处，振动件10的两端可以通过焊接方式或螺栓紧固方式与壳体102、104相连。然而，振动件10和壳体102、104之间的连接方式并不限于上述方式，并且可以在本领域技术人员能够认知的范围内做出改动。由于安装在上述壳体102、104中的振动件10具有如上所述的预定的弹性水平，因而振动件10可以通过外力沿竖直方向振动(沿图1中所示的Z轴方向)。此处，振动件10可以沿竖直方向收缩或伸长，以平稳地振动。然而，收缩或伸长的幅度不可以超出振动件10的材料的弹性变形范围。振动元件20可以固定在振动件10上。具体地，振动元件20可以通过粘结剂与振动件10连接。此处，所述粘结剂可以是环氧树脂材料，或者紫外光固化树脂材料(UVcurable resin material)。此外,振动元件20可以通过机械结构固定在振动件10上。为此，振动件10中可以形成用于插入振动元件20的接收槽。同样，振动件10中可以形成有用于固定振动元件20的位置的凸起。振动元件20可以为压电元件，该压电元件可根据电信号任意收缩和伸长。例如，振动元件20可以形成为压电陶瓷(PZT)(错钛酸铅陶瓷(Lead Zirconium TitaniteCeramic))。上述振动元件20可以根据电信号收缩和伸长，从而在振动件10上产生振动。振动元件20可以沿振动件10的长度方向形成。具体地，振动元件20可以设置在振动件10的中部，从而不影响振动件10的垂直振动。此外，振动元件20的长度可以比振动件10的长度短。第一冲击吸收件30可以 与振动件10相连。然而，第一冲击吸收件30的连接位置可以不限于图1中所示位置，而是可以如图3所示的与下壳体104相连(第二实施方式)。此外，第一冲击吸收件30可以如图4所示的既与上壳体102相连，也与下壳体104相连(第
三实施方式)。同时，第一冲击吸收件30可以位于振动件10的两端。第一冲击吸收件30的位置可以有效地减小传递给触觉反馈设备100的冲击。也就是当外力施加至触觉反馈设备100时，所示外力可以通过振动件10和壳体102、104的连接点传递。因此，用来固定振动件10的部分易受冲击。在本实施方式中，考虑到这一点，第一冲击吸收件30可以形成在振动件10的两端(即振动件10与壳体102、104之间的连接点)。然而，第一冲击吸收件30的位置并不限于图1中所示的位置。例如，第一冲击吸收件30可以位于振动件10的中部。第一冲击吸收件30可由在外力作用下能够变形的材料形成。例如，第一冲击吸收件30可以由泡沫树脂(foam resin)或橡胶材料或薄龙 (P〇R〇N )形成。具体地，第一冲击吸收件30可以由包括硅胶组分的复合材料形成，或由单一组分材料(例如硅胶)形成。第一冲击吸收件30可以降低通过壳体102、104传递的外力。此外，第一冲击吸收件30可以防止当振动件10由于跌落冲击而过度振动时振动件10和壳体102、104之间的碰撞(见图2)。特别地，冲击传递至触觉反馈设备100后，第一冲击吸收件30可以显著降低该触觉反馈设备100的振动频率的改变量。即，典型的触觉反馈设备100可具有IOOHz至300Hz的振动频率。更具体地，当触觉反馈设备100具有200Hz至230Hz的振动频率时，该触觉反馈设备100可以将振动信号有效地传递给用户。然而，当较大冲击传递至触觉反馈设备100时(例如，当用户将安装有触觉反馈设备100的电子设备跌落时)，触觉反馈设备100的振动件10可以在与壳体102、104碰撞的同时产生变形。然而，振动件10的变形改变了触觉反馈设备100的振动频率，从而降低该触觉反馈设备100的传递能力。但是，根据本实施方式的触觉反馈设备100包括第一冲击吸收件30，因此可以有效地防止振动件10的变形，并有效地防止触觉反馈设备100因振动件10的变形而导致的振动频率的改变。表I表示在触觉反馈设备100上进行冲击试验之前和之后的振动频率(即,共振频率)的对比结果。作为参考，在试验性实施例中，硅胶用作第一冲击吸收件30。表I
权利要求
1.一种触觉反馈设备，该触觉反馈设备包括 壳体； 振动件，该振动件安装在所述壳体内，用于振动； 振动元件，该振动元件形成在所述振动件内以产生振动；和 第一冲击吸收件，该第一冲击吸收件能够防止所述振动件和所述壳体之间的碰撞。
2.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件形成在所述振动件中。
3.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件形成在所述壳体中。
4.根据权利要求3所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件形成在与所述振动元件相对应的位置。
5.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件分别形成在所述振动件和所述壳体中。
6.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件由包括硅胶组分的复合材料形成。
7.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，其中，所述第一冲击吸收件由单一组分的物质形成，例如硅胶组分。
8.根据权利要求1所述的触觉反馈设备，该触觉反馈设备还包括质量件，该质量件与所述振动件相连。
9.根据权利要求8所述的触觉反馈设备，该触觉反馈设备还包括 第二冲击吸收件，该第二冲击吸收件与所述质量件相连，以防止所述质量件和所述壳体之间的碰撞。
10.根据权利要求9所述的触觉反馈设备，其中，所述第二冲击吸收件由包括硅胶组分的复合材料形成。
11.根据权利要求8所述的触觉反馈设备，其中，所述振动元件形成在所述振动件的第一表面上，并且所述质量件形成在所述振动件的第二表面上。
12.根据权利要求8所述的触觉反馈设备，其中，所述振动元件包括第一板件和第二板件，所述第一板件的两端均固定在所述振动元件所连接和固定的所述壳体中，所述第二板件从所述第一板件延伸，并接收所述质量件。
13.根据权利要求12所述的触觉反馈设备，其中，所述第二板件从所述第一板件的侧表面延伸，并沿垂直于所述第一板件的平面的方向弯曲。
14.根据权利要求12所述的触觉反馈设备，其中，所述第一板件和所述第二板件通过冲压工艺形成为一体。
15.一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括根据权利要求1至14中任意一项所述的触觉反馈设备。
全文摘要
本发明在此提供一种触觉反馈设备。该触觉反馈设备可以包括壳体；振动件，该振动件安装在所述壳体内用于振动；振动元件，该振动元件形成在所述振动件内以产生振动；和第一冲击吸收件，该第一冲击吸收件能够防止所述振动件和所述壳体之间的碰撞。
文档编号G06F3/01GK103064511SQ20121000755
公开日2013年4月24日 申请日期2012年1月11日 优先权日2011年10月18日
发明者朴东先, 金在京, 尹大雄, 孙延昊 申请人:三星电机株式会社