多功能觸覺感測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種觸覺感測裝置，特別是一種可同時偵測影像及壓力的多功能觸覺感測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]描述被發(fā)明所基于的【背景技術(shù)】。觸覺感測量測系統(tǒng)與人類手指的功能相似，當(dāng)與物體接觸時，可以知道所接觸的物體表面的特征與其他物理性質(zhì)信息，例如:作用力或壓力的強度與空間分布、物體形狀與位置、表面紋路質(zhì)地、溫度、柔軟度或濕度等特征信息。隨著現(xiàn)今科技的日漸蓬勃與發(fā)展，目前現(xiàn)有的觸覺感測量測系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中，已可大幅地應(yīng)用于例如控制機器人動作(如抓取物體)、結(jié)合顯示器用來作為觸控輸入設(shè)備、實現(xiàn)指紋辨識或虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)等用途。
[0003]—般而言，現(xiàn)有技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中，極具代表性的一種非侵入式檢查方法的一即為超音波傳感器。一般而言，超音波傳感器是由賦予電壓于具有電性或機械等變換效率的壓電組件者，從而使傳感器所產(chǎn)生的超音波傳遞于檢查的對象物中，利用超音波在物質(zhì)的邊界面等反射的性質(zhì)，將經(jīng)由其一部份的反射波的振動，再次經(jīng)由壓電組件而變換成電壓，以作為收錄、圖像化、或影像化進行檢查的方法。
[0004]目前，舉凡厚度為200毫米程度的厚構(gòu)造物，乃至數(shù)毫米程度的薄構(gòu)造物，都可藉由現(xiàn)有的超音波傳感器進行檢查。然而，值得注意的是，現(xiàn)今的科技背景，大多講求多功能，并且同時注重不同技術(shù)間的彼此整合性；當(dāng)應(yīng)用超音波傳感器至觸覺感測領(lǐng)域中時，則若要同時達到感測檢查的對象物的影像及所承受的壓力時，則多半需要使用到兩種以上的傳感器來完成，有鑒于此，隨著傳感器所需整合的數(shù)量與功能越趨龐大，則整體感測設(shè)備的負擔(dān)，包括:系統(tǒng)整合性、復(fù)雜度、及制作成本，也都將隨的遽增，無疑成為現(xiàn)有技術(shù)中相當(dāng)嚴(yán)重的一項問題。
[0005]緣是，為了解決現(xiàn)有技術(shù)存有的眾多缺失，本發(fā)明人有感上述缺失的可改善，且依據(jù)多年來從事此方面的相關(guān)經(jīng)驗，悉心觀察且研究的，并配合學(xué)理的運用，而提出一種設(shè)計新穎且有效改善上述缺失的本發(fā)明，其是揭露一種可同時偵測影像及壓力于一體的多功能觸覺感測裝置，其具體的架構(gòu)及實施方式將詳述于下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的一目的是在于提供一種多功能觸覺感測裝置，其是針對現(xiàn)行的觸覺傳感器作一改良，相較于現(xiàn)有技術(shù)，此種新穎的觸覺感測裝置是有助于提供較佳的系統(tǒng)整合性與檢測多功能性。
[0007]本發(fā)明的又一目的是在于提供一種多功能觸覺感測裝置，此種觸覺感測裝置主要是利用一超音波組件搭配與的連接的一中介緩沖層作為觸覺傳感器，由于此種觸覺傳感器同時可兼具有影像偵測與壓力偵測的功能，故是為一成功的多功能觸覺感測裝置。
[0008]本發(fā)明的再一目的是在于提供一種多功能觸覺感測裝置，其中利用超音波組件偵測接觸物體所顯示的結(jié)果主要會因壓力的不同，而產(chǎn)生不同的輸出影像。故本發(fā)明是可利用此影像差異，達到同時偵測影像及壓力的目的，使其成為多功能的觸覺感測裝置，經(jīng)實務(wù)證實，利用本發(fā)明所揭露的觸覺感測裝置可兼具高度偵測效益及優(yōu)良的系統(tǒng)整合性等功效。
[0009]是以，本發(fā)明是揭露一種多功能觸覺感測裝置，其包括:一超音波組件，具有多個使用于發(fā)送及接收訊號的感測單元，以對一接觸物體進行偵測；一中介緩沖層，設(shè)置于所述的超音波組件與接觸物體之間；以及一輸出組件，連接超音波組件。其中，輸出組件是根據(jù)超音波組件的偵測結(jié)果產(chǎn)生至少一輸出影像，并比對該輸出影像于一參考影像，以查找出接觸物體所承受的壓力。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中所述的中介緩沖層更包括一第一材料層與一第二材料層，第一材料層是鄰近設(shè)置于接觸物體，第二材料層則設(shè)置于第一材料層與超音波組件之間。在一實施例中，第一材料層與第二材料層的材質(zhì)例如可為有機材料、無機材料、或以有機材料與無機材料混合制成的混成材料。除此的外，第一材料層與第二材料層的厚度總合是應(yīng)小于5毫米；第一材料層與第二材料層的聲抗值是應(yīng)分別大于1.2牛頓*秒/米3;第二材料層的剝離力是大于I千克力/厘米2。
[0011]再者，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明所揭露的多功能觸覺感測裝置更包括有一第三材料層，其中，相對于前述的第二材料層，第三材料層是設(shè)置于超音波組件的另一側(cè)面上。在一實施例中，第三材料層的材質(zhì)例如可為有機材料、無機材料、或以有機材料與無機材料混合制成的混成材料；第三材料層的厚度是大于或等于I毫米；第三材料層的聲抗值應(yīng)小于1.5牛頓*秒/米3。
[0012]更進一步而言，本發(fā)明所揭露的多功能觸覺感測裝置，其中所述的輸出組件亦可同時產(chǎn)生復(fù)數(shù)個輸出影像，在此情況下，輸出組件是可藉由分析該些輸出影像的影像差異，以進一步計算出接觸物體所承受的壓力，則同樣可用以實施本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0013]底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達成的功效。
【附圖說明】
[0014]圖1是為根據(jù)本發(fā)明一實施例多功能觸覺感測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是為根據(jù)圖1的細部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3A至圖3H是分別為根據(jù)本發(fā)明實施例不同施壓下的參考影像的示意圖。
[0017]圖4是為根據(jù)本發(fā)明再一實施例多功能觸覺感測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)號說明:
[0019]I’多功能觸覺感測裝置
[0020]10超音波組件
[0021]30輸出組件
[0022]100接觸物體
[0023]202第一材料層
[0024]204第二材料層
[0025]206第三材料層
[0026]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0027]以上有關(guān)于本發(fā)明的內(nèi)容說明，與以下的實施方式是用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍更進一步的解釋。有關(guān)本發(fā)明的特征、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
[0028]為了有效解決現(xiàn)有傳感器不易整合，且整合的制作復(fù)雜度與成本都相對地過高的問題，本發(fā)明是針對這些缺失提出一種較佳的改良裝置，其是為一種可同時偵測影像及壓力于一體的多功能觸覺感測裝置。為了能更佳地理解本發(fā)明所述的技術(shù)內(nèi)容，首先，請參閱本發(fā)明圖1所示的示意圖，本發(fā)明將據(jù)此進行詳細的說明如下。
[0029]圖1是為根據(jù)本發(fā)明實施例多功能觸覺感測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，多功能觸覺感測裝置I是用以對一接觸物體100進行偵測，其中，多功能觸覺感測裝置I是包括有一超音波組件10、一中介緩沖層20以及一輸出組件30。根據(jù)本發(fā)明的實施例，超音波組件10主要是用以對接觸物體100進行偵測，并提供感測結(jié)果，其中，超音波組件10中是具有多個使用于發(fā)送及接收訊號(如箭頭所示)的感測單元，以對接觸物體100進行偵測。一般而言，由于超音波組件10的操作原理主要是由一探頭發(fā)射出聲波，碰到接觸物體100的界面產(chǎn)生反彈波，再由探頭進行偵測，即可得知界面和探頭的相對位置及感知結(jié)果。由于此一部份的技術(shù)實為現(xiàn)今科技所熟知者，而并非本發(fā)明的發(fā)明重點，故針對此超音波組件部分的細部技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明并不進行贅述。
[0030]中介緩沖層(buffer) 20是設(shè)置于超音波組件10與接觸物體100之間，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，如圖2所示，中介緩沖層20例如可包括有一第一材料層202與一第二材料層204，如圖所示，此第一材料層202是鄰近設(shè)置于接觸物體100，而第二材料層204則設(shè)置于第一材料層202與超音波組件10之間。
[0031]在一實施