專利名稱：三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種致動器，特別是涉及一種三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
致動器(actuator)是一種能量轉換元件,例如將電能轉換為機械能,再進一步產生聲波或觸覺感知回饋(haptic feedback)。致動器可以智能材料(smart material)來設計實現(xiàn)，常見的智能材料如壓電材料(piezoelectric material)、電活性聚合物(Electro-Active Polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(Shape Memory Alloy, SMA)、磁致伸縮材料(Magnetostrictive Material)、電致伸縮材料(ElectrostrictiveMaterial)等等。傳統(tǒng)的觸覺感知回饋的電子裝置的致動器一般是設置于熒幕的下表面。當致動器受到驅動時，該致動器可將電能轉換為機械能，使機械能動作該觸控熒幕產生振動，由振動產生觸覺回饋。然而，傳統(tǒng)的觸覺感知回饋電子裝置僅能產生垂直單向振動，因此無法呈現(xiàn)多元化的回饋控制，因而限制了其應用層面。由此可見，上述現(xiàn)有的觸覺感知回饋電子裝置在觸覺感知回饋產生方法、產品結構及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般方法及產品又沒有適切的方法及結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設一種新的三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成 為當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的觸覺感知回饋電子裝置存在的缺陷，而提出一種新的三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置，所要解決的技術問題是使其可以產生三個軸向的觸覺感知回饋，從而可以增添電子裝置與使用者之間的互動，而迥異于傳統(tǒng)的電子裝置的單向觸覺感知回饋，非常適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據本發(fā)明提出的一種三維觸覺感知回饋手持電子裝置包含殼體、第一軸向致動元件群組、第二軸向致動元件群組及第三軸向致動元件群組。其中，第一軸向致動元件群組固設于殼體的內側表面，該第一軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第一軸向。第二軸向致動元件群組固設于殼體的內側表面，該第二軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第二軸向，其垂直于第一軸向。第三軸向致動元件群組固設于殼體的內側表面，該第三軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第三軸向，其正交于第一軸向與第二軸向所形成的平面。本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。前述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其中所述的殼體包含一機殼框架及一機殼，其中該機殼框架的表面垂直于該機殼的表面。前述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其中所述的第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組包含至少一致動元件。前述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其中所述的致動元件包含壓電(piezoelectric)材料、電活性聚合物(electroactive polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(shape memory alloy, SMA)、磁性收縮材料(magnetostrictive material)、音圈馬達(voice coil motor)或線性共振致動器(linear resonance actuator, LRA)。前述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，還包含一支撐件，其一端固設于該致動元件，另一端固設于該殼體的內側表面。前述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，還包含一質量塊，設置于該致動元件的表面。本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現(xiàn)。依據本發(fā)明提出的一種三維觸覺感知回饋產生方法，其包括以下步驟提供一第一軸向致動元件群組、第二軸向致動元件群組及第三軸向致動元件群組，其中該第一軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第一軸向，該第二軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第二軸向并垂直于該第一軸向，該第三軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第三軸向且正交于該第一軸向與該第二軸向所形成的平面；以及個別或組合驅動部分或全部該第一軸向致動元件群組、部分或全部該第二軸向致動元件群組、部分或全部該第三軸向致動元件群組，以產生觸覺感知回饋。本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組包含至少一致動元件

前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的致動元件包含壓電(piezoelectric)材料、電活性聚合物(electroactive polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(shape memory alloy, SMA)、磁性收縮材料(magnetostrictive material)、音圈馬達(voice coil motor)或線性共振致動器(linear resonance actuator, LRA)。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動該第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力，其中該多個同向的單向振動慣性力形成一合力。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力；驅動另一部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向；其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力；驅動另一部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向；其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。
前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動部分該第三軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力；驅動另一部分該第三軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向；其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第一軸向或該第二軸向旋轉。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動該第一軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；驅動該第二軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；其中該第一軸向致動元件群組的振動慣性力及該第二軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第一軸向與該第二軸向之間。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力；驅動另一部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向；驅動部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第三方向的單向第三振動慣性力；驅動另一部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第四方向的單向第四振動慣性力；其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉，且該第三振動慣性力及該第四振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動該第一軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；驅動該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；其中該第一軸向致動元件群組的振動慣性力及該第三軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第一軸向與該第三軸向之間。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟包含驅動該第二軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；驅動該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力；其中該第二軸向致動元件群組的振動慣性力及該第三軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第二軸向與該第三軸向之間。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟還包含提供一驅動信號，其波形具有正電壓值及負電壓值，且具有和緩的上升邊緣(rising edge)，用以驅動該致動元件使其產生雙向交替往返的振動慣性力。前述的三維觸覺感知回饋產生方法，其中所述的驅動步驟還包含提供一驅動信號，其波形僅具有正電壓值或負電壓值，且具有尖銳的上升邊緣，用以驅動該致動元件使其產生單一方向的振動慣性力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案，本發(fā)明三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置可以產生三個軸向的觸覺感知回饋，從而可以增添電子裝置與使用者之間的互動，而異于傳統(tǒng)的電子裝置的單向觸覺感知回饋。綜上所述，本發(fā)明是有關于一種三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置。其中該三維觸覺感知回饋手持電子裝置包含第一、第二、及第三軸向致動元件群組，第一、第二、及第三軸向致動元件群組分別固設于殼體的內側表面，其所產生的振動慣性力的方向分別平行于第一、第二、及第三軸向。個別或組合驅動第一、第二、及第三軸向致動元件群組，可以產生三個軸向的觸覺感知回饋。本發(fā)明在技術上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是顯示本發(fā)明實施例的三維觸覺感知回饋手持電子裝置的組成結構的分解圖。圖2A是顯示第一、第二、及第三軸向致動元件群組的致動元件的立體圖。圖2B是顯示第一、第二、及第三軸向致動元件群組的致動元件的另一立體圖。圖3是顯示第一、第二、及第三軸向致動元件群組在殼體的內側表面的配置的立體圖。圖4A至圖4C是顯示各種驅動信號波形的示意圖。
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圖5是顯示第一、第二、及第三軸向致動元件群組在殼體的內側表面的配置的示意圖。圖6A至圖6D是顯示驅動第一軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖7A至圖7D是顯示驅動第二軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖8A至圖8F是顯示驅動第三軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖9A至圖9F是顯示驅動第一軸向致動元件群組及第二軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖1OA至圖1OD是顯示驅動第一軸向致動元件群組及第三軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖1lA至圖1lD是顯示驅動第二軸向致動元件群組及第三軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖12是顯示驅動第一、第二、及第三軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。11 :觸控面板12 :顯示面板13 :主機板14:電池15 :第一軸向致動元件群組 16 :第二軸向致動元件群組17 :第三軸向致動元件群組 18:機殼框架19 :機殼31:X 軸向32:Y 軸向33:Ζ 軸向101 :質量塊102 :支撐件
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發(fā)明提出的三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特征及其功效，詳細說明如后。有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，應當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。圖1是顯示本發(fā)明實施例的三維觸覺感知回饋(haptic feedback)手持電子裝置的組成結構的分解圖。在本實施例中，三維觸覺感知回饋手持電子裝置(以下簡稱“電子裝置”)包含，但不限定為觸控面板11、顯示面板12、主機板13、電池14、第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、第三軸向致動元件群組17、機殼框架18及機殼19。其中，機殼框架18及機殼19的表面互為垂直,且機殼框架18及機殼19組合作為電子裝置的殼體，其與觸控面板11組合后形成一容置空間。第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17分別或其組合對機殼框架18、機殼19產生振動，用以對電子裝置整機產生觸覺感知回饋。圖2A是顯示第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17的致動元件的立體圖。在本實施例中,致動元件15/16/17的一側表面可額外增加至少一質量塊101，用以增強振動的慣性力量。致動元件15/16/17的另一側設有一支撐件102，其一端通常固設于致動元件15/16/17的中央位置，另一端則固設于機殼框架18、機殼19的內側表面，用以提供一振動空間給第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17。圖2B是顯示第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17的致動元件的另一立體圖。在本實施例中，致動元件15/16/17的二側表面分別額外增加至少一質量塊101。所述致動元件包含壓電(piezoelectric)材料(例如錯欽酸鉛(lead zirconate titanate, PZT))、電活性聚合物(electroactive polymer, ΕΑΡ)、形狀記憶合金(shape memory alloy, SMA)、磁性收縮材料(magnetostrictive material)、音圈馬達(voice coil motor)或線性共振致動器(linearresonance actuator, LRA),但不限定于此。所述致動元件可使用單壓電晶片(unimorph)、雙壓電晶片(bimorph)或多壓電晶片(multimorph)。圖3是顯示第一軸 向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17在殼體框架18、機殼19的內側表面的配置的立體圖。在本實施例中，第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17分別包含有四個致動元件，但不限定于此。各軸向的致動元件的數(shù)量視所需的振動強度而定，且其個別軸向的致動元件的擺設位置也取決于電子裝置整體的結構特性。如圖3所示，第一軸向致動元件群組15固設于機殼框架18的內側表面，所產生的振動慣性力的方向F15平行于第一軸向(例如X軸向31)。第二軸向致動元件群組16固設于機殼框架18的內側表面，所產生的振動慣性力的方向F16平行于第二軸向(例如Y軸向32)，該第二軸向32垂直于第一軸向31。第三軸向致動元件群組17固設于機殼19的內側表面，所產生的振動慣性力的方向F17平行于第三軸向(例如Z軸向33)，該第三軸向正交于第一軸向31與第二軸向32所形成的平面。上述致動元件群組(15/16/17)可經驅動而在相應軸向上產生振動慣性力。圖4A是顯示一種驅動信號波形，其波形具有正、負電壓值且具有和緩的上升邊緣(risingedge)，可驅動致動元件使其產生雙向交替往返的振動慣性力。圖4B是顯示另一種驅動信號波形，與圖4A不同的是，其波形僅具有正電壓值且具有陡峭上升邊緣，可驅動致動元件產生單一方向的振動慣性力，致動兀件持續(xù)單一方向施力給機殼框架18、機殼19。圖4C是顯示又一種驅動信號波形，其波形僅具有負電壓值且具有陡峭下降邊緣，可驅動致動元件使其產生單一方向的振動慣性力，與圖4B不同的是，其致動元件持續(xù)施力給機殼框架18、機殼19的振動慣性力，方向相反于圖4B。圖5是顯示第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17在殼體框架18、機殼19的內側表面的配置的示意圖。其中，第一軸向致動元件群組15依其配置位置分別標示為X (1，I)、X(1，2)、X(2，I)及X (2，2);第二軸向致動元件群組16依其配置位置分別標示為Y (1，I)、Y(1，2)、Υ(2，I)及Y (2，2);第三軸向致動元件群組17依其配置位置分別標示為Ζ(1，1)、Ζ(1，2)、Ζ(2，1)及Z (2，2)。如前所述，第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16及第三軸向致動元件群組17可個別驅動，也可組合驅動，因而可產生各種觸覺感知回饋類型，以下將配合圖式分別詳細說明。為便于理解，以下篇幅將以X軸向31例示第一軸向，以Y軸向32例示第二軸向，且以Z軸向33例示第三軸向。圖6Α至圖6D是顯示驅動第一軸向致動元件群組15的觸覺感知回饋類型的示意圖。如圖6Α所示，驅動第一軸向致動元件群組15，使其產生多個大小及方向(例如正X軸向)相同的單向振動慣性力，如細箭號所示。所述多個同向的單向振動慣性力會形成一合力，其方向指向正X軸向，如粗箭號(或EF)所示。圖6Β類似于圖6Α，然而方向(例如負X軸向)相反于圖6Α的方向(正X軸向)。如圖6C所示，驅動作用于正Y軸向的部分第一軸向致動元件群組15，例如X (I，I)及X(1，2)，使其產生至少一第一方向(例如正X軸向)的單向第一振動慣性力(如Fxn、Fx12)。此外，驅動作用于負Y軸向的部分第一軸向致動元件群組15(如X(2，I)、X(2，2))，使其產生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如負X軸向)的單向第二振動慣性力(如Fx21、Fx22)。所述第一振動慣性力及第二振動慣性力會形成一合力矩，其繞Z軸向旋轉(例如順時針方向旋轉)，如粗箭號(或Σ Mz)所示。圖6D類似于圖6C，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋轉方向 相反于圖6C。在本說明書中，順時針或逆時針方向是指面向該軸向的正方向，例如當面向正X軸向時，圖6C的合力為順時針方向。圖7A至圖7D是顯示驅動第二軸向致動元件群組16的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖7A至圖7D所示的觸覺感知回饋類型類似于圖6A至圖6D所示，主要是將X軸向與Y軸向互換，因此其細節(jié)省略不予贅述。圖8A至圖8F是顯示驅動第三軸向致動元件群組17的觸覺感知回饋類型的示意圖。如圖8A所示，驅動第三軸向致動元件群組17，使其產生多個大小及方向(例如正Z軸向)相同的單向振動慣性力，如細箭號所示。所述多個同向的單向振動慣性力會形成一合力，其方向指向正Z軸向，如粗箭號(或Σ F)所示。圖SB類似于圖8A，然而方向(例如負Z軸向)相反于圖8A的方向(正Z軸向)。如圖SC所示，驅動作用于正X軸向的部分第三軸向致動元件群組17 (如Z (I，2)、Z (2，2)，使其產生至少一第一方向(例如正Z軸向)的單向第一振動慣性力(如Fzl2、Fz22)。此外，驅動作用于負X軸向的部分第三軸向致動元件群組17(如Z(l，I)、Z(2，I)，使其產生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如負Z軸向)的單向第二振動慣性力(如Fz11、Fz21)。所述第一振動慣性力及第二振動慣性力會形成一合力矩，其繞Y軸向旋轉(例如順時針方向旋轉)，如粗箭號(或ΣΜΥ)所示。圖8D類似于圖SC，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋轉方向相反于圖8C。如圖8Ε所示，驅動作用于正Y軸向的部分第三軸向致動元件群組17(如Z(l，l)、Z (1，2)，使其產生至少一第一方向(例如正Z軸向)的單向第一振動慣性力(如Fzn、Fz12)。此外，驅動作用設于負Y軸向的部分第三軸向致動元件群組17 (如Z (2，I)、Z (2，2)，使其產生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如負Z軸向)的單向第二振動慣性力(如Fz21、Fz22)。所述第一振動慣性力及第二振動慣性力會形成一合力矩，其繞X軸向旋轉(例如逆時針方向旋轉)，如粗箭號(或ΣΜΧ)所示。圖8F類似于圖SE，然而所述第一方向、第二方向及合力矩的旋轉方相反于圖8Ε。以上所述為個別驅動第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16或第三軸向致動元件群組17時的觸覺感知回饋類型。以下將描述(部分或全部)組合驅動第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17的觸覺感知回饋類型。圖9Α至圖9F是顯示驅動第一軸向致動元件群組15及第二軸向致動元件群組16的觸覺感知回饋類型的示意圖。如圖9Α所示，驅動第一軸向致動元件群組15，使其產生多個大小及方向(例如正X軸向)相同的單向振動慣性力。此外，驅動第二軸向致動元件群組16，使其產生多個大小及方向(例如正Y軸向)相同的單向振動慣性力。所述X軸向的振動慣性力及Y軸向的振動慣性力會形成一合力，其方向指向正X軸向及正Y軸向之間，如粗箭號(或Σ F)所示，其大小及與正X軸間所夾的角度可藉由正X軸與正Y軸方向的合力大小來控制。圖9Β類似于圖9Α，然而各方向相反于圖9Α的方向。如圖9C所示，驅動第一軸向致動元件群組15，使其產生多個大小及方向(例如負X軸向)相同的單向振動慣 性力。此外，驅動第二軸向致動元件群組16，使其產生多個大小及方向(例如正Y軸向)相同的單向振動慣性力。所述X軸向的振動慣性力及Y軸向的振動慣性力會形成一合力，其方向指向負X軸向及正Y軸向之間，如粗箭號(或Σ F)所示，其大小及與正X軸間所夾的角度可藉由負X軸與正Y軸方向的合力大小來控制。圖9D類似于圖9C,然而各方向相反于圖9C的方向。如圖9Ε所示，驅動作用于正Y軸向的部分第一軸向致動元件群組15(如X(l，I)、X(l，2))，使其產生至少一第一方向(例如正X軸向)的單向第一振動慣性力(如Fxn、Fx12);且驅動作用于負Y軸向的部分第一軸向致動元件群組15 (如X (2，I)、X (2，2))，使其產生至少一(相反于第一方向的)第二方向(例如負X軸向)的單向第二振動慣性力(如Fx21^Fx22)。所述第一軸向致動元件群組15的第一振動慣性力及第二振動慣性力會形成一合力矩，其繞Z軸向旋轉(例如順時針方向旋轉)。此外，驅動作用于正X軸向的部分第二軸向致動元件群組16 (如Y(l，2)、Y(2，2))，使其產生至少一第三方向(例如負Y軸向)的單向第三振動慣性力(如Fy12、Fy22);且驅動作用于負X軸向的部分第二軸向致動元件群組16(如￥(1，1)、￥(2，1))，使其產生至少一(相反于第三方向的)第四方向(例如正Y軸向)的單向第四振動慣性力(如Fyn、Fy21)。所述第二軸向致動元件群組16的第三振動慣性力及第四振動慣性力會形成一合力矩，其繞Z軸向旋轉(例如順時針方向旋轉)。上述二合力矩所形成的總合力矩會繞Z軸向旋轉(例如順時針方向旋轉)，如粗箭號(或Σ Mz)所示。圖9F類似于圖9E，然而各方向相反于圖9E的方向。
圖1OA至圖1OD是顯示驅動第一軸向致動元件群組15及第三軸向致動元件群組17的觸覺感知回饋類型的示意圖。如圖1OA所示，驅動第一軸向致動元件群組15，使其產生多個大小及方向(例如正X軸向)相同的單向振動慣性力。此外，驅動第三軸向致動元件群組17，使其產生多個大小及方向(例如正Z軸向)相同的單向振動慣性力。所述X軸向的振動慣性力及Z軸向的振動慣性力會形成一合力，其方向指向正X軸向及正Z軸向之間，如粗箭號(或Σ F)所示，其大小及與正X軸間所夾的角度可藉由正X軸與正Z軸方向的合力大小來控制。圖1OB類似于圖10A，然而各方向相反于圖1OA的方向。如圖1OC所示，驅動第一軸向致動元件群組15，使其產生多個大小及方向(例如負X軸向)相同的單向振動慣性力。此外，驅動第三軸向致動元件群組17，使其產生多個大小及方向(例如正Z軸向)相同的單向振動慣性力。所述X軸向的振動慣性力及Z軸向的振動慣性力會形成一合力，其方向指向負X軸向及正Z軸向之間，如粗箭號(或EF)所示，其大小及與正X軸間所夾的角度可藉由負X軸與正Z軸方向的合力大小來控制。圖1OD類似于圖10C,然而各方向相反于圖1OC的方向。圖1lA至圖1lD是顯示驅動第二軸向致動元件群組16及第三軸向致動元件群組17的觸覺感知回饋類型的示意圖。圖1lA至圖1lD所示觸覺感知回饋類型類似于圖1OA至圖1OD所示，主要是將X軸向與Y軸向互換，因此其細節(jié)省略不予贅述。以上實施例例示了個別驅動第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16或第三軸向致動元件群組17時的觸覺感知回饋類型，以及部分組合驅動第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17的觸覺感知回饋類型。此外，也可全部組合第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16、及第三軸向致動元件群組17，以形成各種的觸覺感知回饋類型。一般來說，如圖12所示，圖12是顯示驅動第一、第二、及第三軸向致動元件群組的觸覺感知回饋類型的示意圖。藉由組合驅動第一軸向致動元件群組15、第二軸向致動元件群組16及第三軸向致動元件群組17，手持電子裝置可產生任意方向的直線 或旋轉震動回饋。根據上述的各種觸覺感知回饋類型，本發(fā)明實施例可產生三個軸向的觸覺感知回饋，可增添電子裝置與使用者之間的互動，異于傳統(tǒng)電子裝置的單向觸覺感知回饋。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于其包含 一殼體; 一第一軸向致動元件群組，固設于該殼體的內側表面，該第一軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第一軸向； 一第二軸向致動元件群組，固設于該殼體的內側表面，該第二軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第二軸向，該第二軸向垂直于該第一軸向；以及 一第三軸向致動元件群組，固設于該殼體的內側表面，該第三軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第三軸向，該第三軸向正交于該第一軸向與該第二軸向所形成的平面。
2.根據權利要求1所述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于其中該殼體包含一機殼框架及一機殼，其中該機殼框架的表面垂直于該機殼的表面。
3.根據權利要求1所述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于其中該第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組包含至少一致動元件。
4.根據權利要求3所述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于其中該致動元件包含壓電材料、電活性聚合物、形狀記憶合金、磁性收縮材料、音圈馬達或線性共振致動器。
5.根據權利要求3所述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于還包含一支撐件，其一端固設于該致動元件，另一端固設于該殼體的內側表面。
6.根據權利要求3所述的三維觸覺感知回饋手持電子裝置，其特征在于還包含一質量塊，設置于該致動元件的表面。
7.—種三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其包括以下步驟 提供一第一軸向致動元件群組、第二軸向致動元件群組及第三軸向致動元件群組，其中該第一軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第一軸向，該第二軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第二軸向并垂直于該第一軸向，該第三軸向致動元件群組所產生的振動慣性力的方向平行于第三軸向且正交于該第一軸向與該第二軸向所形成的平面；以及 個別或組合驅動部分或全部該第一軸向致動元件群組、部分或全部該第二軸向致動元件群組、部分或全部該第三軸向致動元件群組，以產生觸覺感知回饋。
8.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組包含至少一致動元件。
9.根據權利要求8所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該致動元件包含壓電材料、電活性聚合物、形狀記憶合金、磁性收縮材料、音圈馬達或線性共振致動器。
10.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動該第一軸向致動元件群組、該第二軸向致動元件群組或該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力，其中該多個同向的單向振動慣性力形成一合力。
11.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含驅動部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力； 驅動另一部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向； 其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。
12.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力； 驅動另一部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向； 其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。
13.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動部分該第三軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力； 驅動另一部分該第三軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向； 其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第一軸向或該第二軸向旋轉。
14.根據權利要求47所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動該第一軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 驅動該第二軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 其中該第一軸向致動元件群組的振動慣性力及該第二軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第一軸向與該第二軸向之間。
15.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第一方向的單向第一振動慣性力； 驅動另一部分該第一軸向致動元件群組，使其產生至少一第二方向的單向第二振動慣性力，其中該第二方向相反于該第一方向； 驅動部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第三方向的單向第三振動慣性力； 驅動另一部分該第二軸向致動元件群組，使其產生至少一第四方向的單向第四振動慣性力； 其中該第一振動慣性力及該第二振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉，且該第三振動慣性力及該第四振動慣性力形成一合力，其繞該第三軸向旋轉。
16.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動該第一軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 驅動該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 其中該第一軸向致動元件群組的振動慣性力及該第三軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第一軸向與該第三軸向之間。
17.根據權利要求7所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟包含 驅動該第二軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 驅動該第三軸向致動元件群組，使其產生多個同向的單向振動慣性力； 其中該第二軸向致動元件群組的振動慣性力及該第三軸向致動元件群組的振動慣性力形成一合力，其方向指向該第二軸向與該第三軸向之間。
18.根據權利要求8所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟還包含 提供一驅動信號，其波形具有正電壓值及負電壓值，且具有和緩的上升邊緣，用以驅動該致動元件使其產生雙向交替往返的振動慣性力。
19.根據權利要求8所述的三維觸覺感知回饋產生方法，其特征在于其中該驅動的步驟還包含 提供一驅動信號，其波形僅具有正電壓值或負電壓值，且具有尖銳的上升邊緣，用以驅動該致動元件使其產生單一方向的振動慣性力。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種三維觸覺感知回饋產生方法及手持電子裝置。其中該三維觸覺感知回饋手持電子裝置包含第一、第二、及第三軸向致動元件群組，第一、第二、及第三軸向致動元件群組分別固設于殼體的內側表面，其所產生的振動慣性力的方向分別平行于第一、第二、及第三軸向。個別或組合驅動第一、第二、及第三軸向致動元件群組，可以產生三個軸向的觸覺感知回饋。
文檔編號G06F3/01GK103064509SQ201110375060
公開日2013年4月24日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者簡嘉男, 莊財裕, 王文忠 申請人:慶良電子股份有限公司