触觉反馈致动器、 触觉反馈装置和电子装置 【技术领域】
本发明涉及一种触觉反馈致动器、 一种触觉装置和一种电子装置。背景技术 近来， 根据期望以更简单的方式使用电子设备的用户的需求， 推出了允许通过触 摸 ( 接触 ) 操作对电子装置 ( 或家用电器 ) 进行输入操作的触摸类型的装置的使用。
目前， 除了推动通过触摸进行输入操作的理念之外， 触觉反馈装置还遵从提供直 观的用户界面体验和使接触反馈的类型多样化的理念。
触觉反馈装置具有许多优点 ： 该装置可节省空间、 在操纵和易用性方面实现改进、 允许规格上有简单的改变、 具有高水准的用户认可度 (userrecognition) 并与 IT 装置具有 良好的互联工作能力 (interworkablility)。
利用这些优点， 触觉反馈装置通常被应用于在家用计算机、 交通提示发布装置 (traffic note issuing device)、 公共信息服务器、 医疗设备、 移动通信目的 (mobile communication purpose) 等中使用的电子装置中。
通常， 相关领域的电子装置使用振动电机来实现触觉功能。振动电机被设计成使 整个电子装置主体振动， 为了增加振动力， 整体 (mass body) 的尺寸必须增大。
此外， 振动电机具有其它的问题， 振动电机增加了单位成本、 必须被安装在电子装 置的有限的内部空间中， 并且由于振动电机被设计成使整个电子装置振动， 所以振动电机 在功率消耗方面效率低 (ineffective)。
此外， 近来， 随着用户界面的发展， 电子装置的功能变得多样化并且复杂， 被简单 地设计成使整个电子装置振动的振动电机满足不了实现根据多样化的功能的各种类型的 反馈的需要。
发明内容
本发明的一方面提供一种触觉反馈致动器以及一种包括该触觉反馈致动器的触 觉反馈装置和电子装置， 该触觉反馈致动器包括 ： 振动板， 附着到实现触觉功能以传递振动 的触觉装置上 ； 致动器， 将振动施加到振动板上。
本发明的另一方面提供一种触觉反馈装置和一种电子装置， 该触觉反馈装置包括 设置在触觉装置的中部的致动器， 触觉装置实现触觉功能以加强振动效率。
本发明的另一方面提供一种触觉反馈装置和一种电子装置， 该触觉反馈装置为触 觉装置提供优化的粘结条件和触觉反馈致动器， 触觉装置实现触觉功能以产生稳定量的振 动。
根据本发明的一方面， 提供了一种触觉反馈致动器， 该触觉反馈致动器包括 ： 振动 板， 设置在触觉装置的一个表面上并传递振动 ； 致动器， 被设置成使得振动板介于致动器和 触觉装置之间， 并根据触觉装置的接触压力的变化被激励而产生振动。
振动板可沿着形成触觉装置的形状的边缘部分附着和设置。沿着边缘部分附着和设置的振动板沿着触觉装置的长度方向可包括多个支线， 并 且在所述多个支线之间可形成缝隙。
致动器可附着到所述多个支线中互相相邻的支线上， 所述支线的宽度和致动器的 宽度可相等。
振动板可比致动器长。
致动器可以是压电致动器或聚合物致动器。
压电致动器可以是条形陶瓷层叠体， 该条形陶瓷层叠体包括陶瓷层和介于陶瓷层 之间的电极， 陶瓷层的极化 (polarization 或 polling) 可沿着相同的方向形成。
根据本发明的另一方面， 提供了一种触觉反馈装置， 该触觉反馈装置包括 ： 显示面 板， 被设置为需要振动的触觉装置 ； 致动器， 根据显示面板的接触压力的改变被激励而产生 振动 ； 振动板， 设置在显示面板和致动器之间并放大从致动器产生的振动以将该放大的振 动传输到显示面板。
振动板可沿着形成显示面板的形状的边缘部分附着和设置。
沿着边缘部分附着和设置的振动板沿着显示面板的长度方向可包括多个支线， 并 且在所述多个支线之间可形成缝隙。 致动器可附着到所述多个支线中互相相邻的支线上， 所述支线的宽度和致动器的 宽度可相等。
振动板可比致动器长。
致动器可以是压电致动器或聚合物致动器。
压电致动器可以是条形陶瓷层叠体， 该条形陶瓷层叠体包括陶瓷层和介于陶瓷层 之间的电极， 陶瓷层的极化可沿着相同的方向形成。
根据本发明的另一方面， 提供了一种电子装置， 该电子装置包括 ： 壳体， 其中形成 有内部空间 ； 显示面板， 被容纳设置在壳体内 ； 致动器， 根据显示面板的接触压力的改变被 激励而产生振动 ； 振动板， 设置在显示面板和致动器之间， 其中， 振动板比致动器长。
所述振动板可包括被缝隙划分的多个支线， 致动器可附着到所述支线上以被设置 在所述支线上。
致动器可以是压电致动器或聚合物致动器。
压电致动器可以是条形陶瓷层叠体， 该条形陶瓷层叠体包括陶瓷层和介于陶瓷层 之间的电极， 陶瓷层的极化可沿着相同的方向形成。
附图说明 通过下面结合附图进行的详细描述， 本发明的上述和其它方面、 特点和其它优点 将会被更加清楚地理解， 其中 ：
图 1 是根据本发明的示例性实施例的移动通信终端或电子装置的分解透视图 ；
图 2 是示意性地显示根据本发明的示例性实施例的安装在移动通信终端的壳体 中的触觉反馈装置的透视图 ；
图 3 是示意性地显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈装置的透视图 ；
图 4a 和图 4b 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器的具有不同长 度的致动器和振动板的侧视图 ；
图 5a 和图 5b 是图 4b 的一部分的放大截面图， 示意性地显示触觉反馈致动器的操 作形状 ；
图 6 是显示位移量关于图 4a 和图 4b 的触觉反馈致动器的振动频率的曲线图 ；
图 7a 和图 7b 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器的致动器的改 变的布置位置的示意性透视图 ；
图 8 是用于解释根据本发明的示例性实施例的致动器的布置位置的侧视图 ；
图 9 是显示位移量关于图 7a 和图 7b 的触觉反馈致动器的振动频率的曲线图 ；
图 10 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈装置的粘结的示意性截面 图；
图 11 是显示根据本发明的示例性实施例的根据用于触觉反馈装置中的粘结材料 的类型测量的位移量关于触觉反馈致动器的振动频率的曲线图。 具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而， 本发明可以许多不同 的形式实现， 并且不应当被理解为局限于在此阐述的实施例。 相反， 提供这些实施例使得该 公开将是彻底和完整的， 并且将会完全将本发明的范围传达给本领域技术人员。 在附图中， 为了清楚起见， 形状和尺寸可被夸大， 并且将始终使用相同的标号以指示相同或相似的组 件。
现在将参照图 1 至 11 描述根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器以及具 有该触觉反馈致动器的触觉反馈装置和电子装置。
【电子装置】
图 1 是根据本发明的示例性实施例的作为电子装置的移动通信终端的分解透视 图。图 2 是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的安装在移动通信终端的壳体中的触 觉反馈装置的透视图。图 3 是示意性地显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈装置的 透视图。
在下面的描述中， 将把移动通信终端 10 作为根据本发明的示例性实施例的电子 装置， 但不限于此， 电子装置还可适用于根据用户与装置 ( 例如， 各种办公自动化 (OA) 装 置、 医疗设备、 移动通信装置、 交通提示发布装置等 ) 的接触在振动上产生变化的通用的触 觉装置。
现在将详细描述作为电子装置的移动通信终端 10。
参照图 1 至图 3， 根据本发明的示例性实施例的作为电子装置的移动通信终端 10 可包括壳体 12 和 14、 显示面板 22、 致动器 60 和振动板 40。
壳体 12 和 14 可包括前壳体 12 和后壳体 14。前壳体 12 和后壳体 14 可结合以在 二者之间形成内部空间。
用作触觉装置 20 的显示面板 22 和可驱动触觉反馈致动器 30 的电路板 ( 未显示 ) 可被安装在内部空间中。
在此， 作为需要振动的机构的触觉装置 20 是在受到外部接触压力时需要反应的 移动通信终端 10 的内部元件。
除了移动通信终端 10 的显示面板 22 之外， 触觉装置 20 还可以是输入装置、 OA 装置、 自动售货机、 床、 卡、 驱动装置、 票等。
在作为根据本示例性实施例的电子装置的移动通信终端 10 中， 提供图像的显示 面板 22 被用作触觉装置 20。 即， 当接触压力根据施加到显示面板 22 上的接触而改变时， 显 示面板 22 触觉地对该接触产生反应。
为了允许显示面板 22 进行触觉地反应， 致动器 60 必须产生振动。稍后将描述致 动器 60 产生振动的基本原理。
振动板 40 可将从致动器 60 产生的振动传输到显示面板 22。致动器 60 可直接附 着到显示面板 22 以使显示面板 22 振动， 但是致动器 60 可根据需要被选择性地使用以减少 由振动导致的冲击或者放大振动。
即， 振动板 40 可通过注模冲击减小材料 (impact-lessening material) 制造 ； 然 而， 本发明将不限于此。此外， 振动板 40 的厚度可考虑与致动器 60 的相互作用而被调整。 实验显示当振动板 40 的厚度小于 0.2mm 时， 振动迅速增加， 因此可根据振动需求范围合适 地选择振动板 40 的厚度。
现在将详细描述触觉反馈致动器 30 和触觉装置。在下文中描述的触觉反馈致动 器和触觉装置的详细的特性都可适合于本发明的电子装置。 【触觉反馈致动器和触觉反馈装置】
根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器 30 可包括振动板 40 和致动器 60。 此外， 触觉反馈装置 50 可包括接触压力被施加于其上的触觉装置 20 以及使触觉装置 20 振 动的触觉反馈致动器 30。
这里， 触觉反馈装置 50 的振动板 40 可以是可选的。
上面已经详细地描述了关于移动终端 10 的振动板 40， 并且振动板 40 可沿着构成 触觉装置 20 的结构的边缘附着。
即， 如图 3 所示， 振动板 40 可形成为薄的条状物并可沿着矩形形状的显示面板 22 的边缘布置。
这里， 假设矩形显示面板 22 的较长边被定义为长度方向， 较短边被定义为宽度方 向。
详细地讲， 沿着作为触觉装置 20 的显示面板 22 的长度方向， 振动板 40 可在边缘 部分处具有多个支线 42 和 44， 在多个支线 42 和 44 之间可形成缝隙 43。支线 42 和 44 可 具有基本上相同的宽度， 并且宽度与支线 42 和 44 的宽度几乎相同的条形致动器 60 可附着 到支线 42 和 44 上以被设置在支线 42 和 44 上。在这种情况下， 致动器 60 可被设置为相对 于支线 42 和 44 与之平行。
致动器可被构造为压电致动器或聚合物致动器， 以根据触觉装置 20 的接触压力 的变化被激励， 从而产生振动。
同时， 振动板 40 和致动器 60 的长度以及致动器 60 在触觉装置 20 上的布置位置 是确定触觉装置 20 的振动量的重要因素。
现在将详细描述振动量根据致动器 60 和振动板 40 的长度的改变。
图 4a 和图 4b 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器的具有不同长 度的致动器和振动板的侧视图。图 5a 和图 5b 是图 4b 的一部分的放大截面图， 示意性地显 示触觉反馈致动器的操作形状。图 6 是显示位移量关于图 4a 和图 4b 的触觉反馈致动器的
振动频率的曲线图。
图 4a 显示了示例性实施例， 其中， 振动板 40 的长度和致动器 60 的长度相等， 图 4b 显示了示例性实施例， 其中， 振动板 40 比致动器 60 长。
在此， 使用压电致动器作为致动器 60 来测量触觉装置 20 根据振动的次数的位移 量 (μm)。
如图 5a 和图 5b 所示， 压电致动器 60 是通过将陶瓷层 62 和 64 堆叠在由银 (Ag) 或者其它杂质 (impurity) 制成的电极 63 的两侧上形成的陶瓷层叠体， 陶瓷层 62 和 64 的 极化 (polling/polarization) 沿相同的方向形成。
由于陶瓷层 62 和 64 的极化沿着相同的方向形成， 所以当与极化沿着相反的方向 形成的情况下相比时振动的量增加， 从而可根据振动需求范围适当地选择振动的量。
当压力被施加到处于陶瓷层 62 和 64 的极化沿着相同的方向形成的状态的压电致 动器上时， 致动器 60 沿着长度方向移动而振动板 40 不移动。
为此， 当致动器 60 沿着长度方向移动时， 触觉反馈致动器 30 上下振动。
图 6 中的曲线 (a) 和 (b) 是显示根据图 4a 和 4b 的示例性实施例在增加振动的频 率的同时通过测量触觉装置 20 的竖直位移量而获得的结果的曲线图。 参照图 6 中曲线的 (a) 和 (b)， 注意到在图 4a 的实施例中的位移量大于图 4b 的实 施例中的位移量。
因此， 根据电子装置的振动需求范围可合适地选择要被使用的振动板 40 和致动 器 60 的长度。
下面， 将详细描述触觉装置 20 根据致动器 60 在触觉装置 20 上的布置位置的振动 量。
图 7a 和图 7b 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器的致动器的改 变的布置位置的示意性透视图。图 8 是用于解释根据本发明的示例性实施例的致动器的布 置位置的侧视图。图 9 是显示位移量关于图 7a 和图 7b 的触觉反馈致动器的振动频率的曲 线图。
图 7a 示出了示例性实施例， 其中， 致动器 60 在显示面板 22( 即， 触觉装置 20) 上 沿着长度方向按行排列， 图 7b 示出了示例性实施例， 其中， 致动器 60 在中央被平行地设置 在显示面板 22 的中部。
这里， 显示面板 22 的中部可以是基于整个显示面板 22 沿宽度方向的中部， 或者可 以是沿长度方向的中部 (C)。
参照图 8， 致动器 60 排列的中部 (C) 可被设为在从显示面板的总长度 ( 从显示面 板 22 的一个端部到另一个端部 ) 的 20％至 80％的范围内。为了方便起见， 其它的部分被 设为边缘部分 (E)。
同时， 根据电子装置的振动需求范围可选择性地使用振动板 40。
图 9 是显示在通过在本发明的示例性实施例中施加接触压力增加振动的频率的 同时通过测量触觉装置 20 的竖直位移量获得的结果的曲线图。
参照图 9， 注意到设置在显示面板 22 的中部处的致动器 60 的位移随着振动频率的 增加以几何级数的比率增加。
因此， 根据电子装置的振动需求范围可在触觉装置 20 中合适地选择性地使用致
动器 60 的布置位置。
现在将描述示例性实施例， 其中， 用于触觉装置 20 和振动板 40 的粘结剂和用于振 动板 40 和致动器 60 的粘结剂作为位移的因素被改变。
图 10 是显示根据本发明的示例性实施例的触觉反馈装置的粘结的示意性截面 图。图 11 是显示根据本发明的示例性实施例的根据用于触觉反馈装置的不同类型的粘结 材料测量的位移量关于触觉反馈致动器的振动频率的曲线图。
参照图 10， 使用厌氧粘合剂 25 作为触觉装置 20 和振动板 40 的粘合剂， 使用热固 性粘合剂 45 作为固定板 40 和致动器 60 的粘合剂。
厌氧粘合剂 25 的性质如下 ： 其能够阻挡空气、 清洁并且抗振动冲击。 这里， 厌氧粘 合剂 25 可以是 UV 粘合剂。
因此， 为了尽可能多地合适地传递振动而不引起触觉装置 20 上的位移， 可选择厌 氧粘合剂 25， 因为厌氧粘合剂 25 与由橡胶材料制成的粘合剂相比更有效地传递振动。
同时， 振动板 40 和致动器 60 需要使用热固性粘合剂 45， 热固性粘合剂 45 可保持 振动刚度并且与振动的传递比较具有更大的粘合强度。
图 11 是显示根据在使用厌氧粘合剂 25 和热固性粘合剂 45 的情况下测量的根据 振动的次数变化的位移量的曲线图。注意到厌氧粘合剂 25 显示出振动的量根据振动频率 增加显著增加， 而热固性粘合剂 45 虽然振动的量根据振动频率的增加没有大为增加， 但显 示出稳固的固定性。 如上所述， 根据触觉反馈致动器和具有该触觉反馈致动器的触觉反馈装置和电子 装置， 当与使用振动电机的电子装置相比， 电子装置的尺寸可减小， 并且可提高电子装置的 内部空间的利用率。
此外， 因为致动器的布置位置或者长度可根据电子装置所需的振动范围被可变地 选择， 所以本发明可适用于各种应用。
而且， 因为电子装置本身不整体振动， 所以本发明在功率消耗方面非常有效。
而且， 可实现满足用户界面的最近发展的各种反馈。
如上所述， 根据本发明的示例性实施例的触觉反馈致动器和具有该触觉反馈致动 器的触觉反馈装置和电子装置具有下述优点。
即， 首先， 与使用振动电机的电子装置相比， 电子装置的尺寸可减小， 并且可提高 电子装置的内部空间的利用率。
第二， 因为致动器的布置位置或者长度可根据电子装置所需的振动范围被可变地 选择， 所以本发明可适用于各种应用。
第三， 因为不使整个电子装置振动， 所以本发明在功率消耗方面非常有效。
第四， 可实现满足用户界面的最近发展的各种反馈。
虽然已经结合示例性实施例显示和描述了本发明， 但是本领域技术人员应当清 楚， 在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可进行修改和变化。
本申请要求于 2009 年 10 月 12 日提交到韩国知识产权局的第 10-2009-0096965 号韩国专利申请的优先权， 该申请的内容通过引用被包含于此。