CN102996376A - 能量转换模块 - Google Patents

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CN102996376A CN2011102914812A CN201110291481A CN102996376A CN 102996376 A CN102996376 A CN 102996376A CN 2011102914812 A CN2011102914812 A CN 2011102914812A CN 201110291481 A CN201110291481 A CN 201110291481A CN 102996376 A CN102996376 A CN 102996376A
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Abstract

本发明是有关于一种能量转换模块，其具有一致动器，直接或间接耦接于振板。该能量转换模块包含有一弹性阻尼器，弹性固持振板在框体。

Description

能量转换模块
技术领域
本发明涉及一种致动器，特别是涉及一种使用致动器以产生声波或触觉回馈的能量转换模块。
背景技术
致动器(actuator)为一种能量转换元件，例如将电能转换为机械能，再进一步产生声波或触觉回馈(haptic feedback)。图1显示传统能量转换模块的剖面示意图，具有一显示面板12，与该显示面板12结合的触控板14的一端固设于框体16，例如使用机构镶嵌方式或贴合方式，将致动器10固设置于该显示面板12下。
该致动器10可将电能转换为机械能，使机械能动作该显示面板12及该触控板14产生振动，由振动产生触觉回馈，或使振板振动空气。这些设置方式使得触觉回馈或声音能量的传递受到框体16的钳固限制，且部分震动能量被框体16所吸收，也容易由框体16回传破坏性的反射波干扰，因此使得触觉回馈、音量与声音质量受到影响。
因此，亟需提出一种新颖的能量转换模块，用以改善上述缺点。
由此可见，上述现有的致动器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的能量转换模块，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的致动器存在的缺陷，而提供一种新型结构的能量转换模块，所要解决的技术问题是在于提出一种能量转换模块，使得能量转换模块内的振板可以良好振动，传递触觉回馈与声能的振波而不受框体的干扰限制，得以避免能量的损失及减少能量的反射。此外，本实施例可产生更佳的振动效果，以提升声音的响度或改善声音质量，非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的其包含：一框体；一振板；一致动器，直接或间接耦接于该振板；及一弹性阻尼器，用以弹性固持该振板在该框体。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的能量转换模块，其中所述的该振板为一触控板、基板或人机接口的操作面板。
前述的能量转换模块，其中所述的该致动器的材质包含压电(piezoelectric)材料、电活性聚合物(electroactive polymer，EAP)、形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictivematerial)、音圈马达(voice coil motor)或线性共振致动器(linearresonance actuator，LRA)。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器的材质为含硅化合物。
前述的能量转换模块，其中所述的该含硅化合物为硅胶或硅橡胶。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器的材质的萧氏硬度(Shore hardness)小于50。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器为连续环状设置于该振板周围。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器为连续条状设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器为区块状，包含至少二区块，设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器为连续条状及区块状的组合，包含至少一条状及至少一区块，设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
前述的能量转换模块，其中所述的其更包含至少一支撑体，直接或间接设于该框体与该振板之间。
前述的能量转换模块，其中所述的其更包含一显示面板，该显示面板耦合于该振板的下表面，其中该支撑体的一端接触或固定于该框体，而另一端则接触或固定于该显示面板。
前述的能量转换模块，其中所述的该支撑体的材质的杨氏(Young)系数大于10帕斯卡尔(Pa)。
前述的能量转换模块，其中所述的该支撑体的材质包含塑料、压克力或金属。
前述的能量转换模块，其中所述的该支撑体的形状为整面、板状、环状、条状、点状或上述的组合。
前述的能量转换模块，其中所述的其每一该支撑体系连续地或非连续地设于该框体与该振板之间。
前述的能量转换模块，其中所述的该致动器直接耦接于该振板的外侧或内侧表面。
前述的能量转换模块，其中所述的其更包含一弹性贴合层，设于该振板与该显示面板之间。
前述的能量转换模块，其中所述的该弹性阻尼器设于该振板的外侧或内侧。
前述的能量转换模块，其中所述的该振板的外侧及内侧分别设有该弹性阻尼器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种能量转换模块包含框体、振板、致动器及弹性阻尼器。致动器直接或间接耦接于振板。弹性阻尼器用以弹性固持振板于框体。
借由上述技术方案，本发明能量转换模块至少具有下列优点及有益效果：该能量转换模块内的振板可以良好振动，传递触觉回馈与声能的振波而不受框体的干扰限制，得以避免能量的损失及减少能量的反射。此外，本实施例可产生更佳的振动效果，以提升声音的响度或改善声音质量。
综上所述，本发明能量转换模块，具有一致动器，直接或间接耦接于振板。该能量转换模块包含有一弹性阻尼器，弹性固持振板在框体。本发明在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1显示传统能量转换模块的剖面示意图。
图2显示本发明实施例的能量转换模块的剖面示意图。
图3A至图3D显示弹性阻尼器的配置上视图。
图4显示本发明另一实施例的能量转换模块的剖面示意图。
图5显示本发明又一实施例的能量转换模块的剖面示意图。
10：致动器        12：显示面板
14：触控板        16：框体
20：框体          22：致动器
24：振板          25：显示面板
26：弹性阻尼器    28：支撑体
29：弹性贴合层
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的能量转换模块其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图2显示本发明实施例的能量转换模块的剖面示意图。能量转换模块主要包含框体20、致动器22、振板24及弹性阻尼器26。其中，致动器22直接或间接耦接于振板24(例如触控板、基板或其它人机接口的操作面板)，且振板24借由弹性阻尼器26而弹性固持于框体20(例如托盘或框架)。借此，致动器22将电能转换为机械能，使该机械能再动作振板24而产生振动，进而转变为声能或触觉回馈。此外，利用弹性阻尼器26的柔软、吸振特性以弹性固持振板24在框体20，可提供振板24弹性振动区间，使其可以良好传递触觉回馈振动或声能的振波而不受框体20的干扰。因此，得以避免能量的损失及减少能量的反射。本实施例还可额外包含一显示面板25，耦接于振板24的下表面。
本实施例的致动器22的材质可为压电(piezoelectric)材料(例如锆钛酸铅(lead zirconate titanate，PZT))、电活性聚合物(electroactivepolymer，EAP)、形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)、磁性收缩材料(magnetostrictive material)、音圈马达(voice coil motor)或线性共振致动器(linear resonance actuator，LRA)，但不限定于此。
在本实施例中，弹性阻尼器26的材质可为含硅化合物，例如硅胶或硅橡胶，但不以此为限。硅胶为一种无味、无毒的环保材质，其可耐高、低温，不易受到污染。一般来说，本实施例的弹性阻尼器26的材质具萧氏硬度(Shore Hardness，HS)小于50HS，且较佳为小于30HS。
图3A至图3D显示弹性阻尼器26的配置上视图。如图3A所示，弹性阻尼器26为连续的环状设置于振板24周围；也可将该连续的环状设置篓空或断开，以配合机构或模块配置，而成为非连续环状配置(未显示于图中)。如图3B所示，弹性阻尼器26为连续的条状设置于振板24周围的至少相对两侧或相邻两侧；也可将该连续的条状设置缩短、延长、篓空或断开，以配合机构或模块配置，而成为非连续条状配置(未显示在图中)。如图3C所示，弹性阻尼器26为区块状，包含至少二区块，分别设置于振板24周围的至少相对两侧或相邻两侧。如图3D所示，弹性阻尼器26为连续条状及区块状的组合，包含至少一条状及至少一区块，分别设置于振板24周围的至少相对两侧或相邻两侧；实施上也可将该连续的条状设置缩短、延长、篓空或断开，以配合机构或模块配置，而成为非连续条状配置(未显示在图中)。上述弹性阻尼器26采用缩短、延长、篓空或断开、区块等非连续设置方式，可配合机构或模块配置，例如视讯模块或喇叭泄音孔等。此外，采用缩短、延长、篓空或断开、区块等非连续设置方式，可降低弹性阻尼器26的布设面积，而减少对振板24的限制，可进一步加强振板24的振动效果。
根据本发明实施例的另一特征，能量转换模块还包含支撑体28，直接或间接设于框体20与振板24之间。如图2所例示，支撑体28的一端接触或固定于框体20(例如框体20的基座、壳体或底板等)，而另一端可接触或固定于显示面板25(亦即，该支撑体28间接耦接于振板24)。在另一实施例(未图示)中，支撑体28的另一端直接接触或固定于振板24的下表面(亦即，该支撑体28直接耦接于振板24)。所述支撑体28可分散或支撑振板24或显示面板25的重量，减少致动器22动作振板时的重量负载，使得致动器22的惯性力产生更佳的振动效果，且能提升声音的响度及改善声音质量。
在本实施例中，支撑体28的材质可为高杨氏(Young)系数的材料，其杨氏系数大于10帕斯卡尔(Pascal，简称Pa)，例如塑料、压克力或金属。支撑体28的形状可为整面、环状、板状、条状、点状、上述的组合或是其它形状。支撑体28也可篓空以减少接触面积，而减少对振板24或显示面板25的限制，因而进一步加强振板24或显示面板25的振动效果。支撑体28可篓空或以整面、环状、板状、条状、点状的组合或是其它形状，以配合机构或模块配置，例如视讯模块或喇叭泄音孔等。
如前所述，致动器22可直接或间接耦接于振板24。如图2所示，致动器22是直接固设于振板24，然而，致动器22也可以固设于显示面板25因而间接耦接于振板24。虽然图2所示的致动器22设置于振板24的内侧表面，然而，致动器22也可设置于振板24的外侧表面(未显示在图式中)。
根据本发明实施例的又一特征，如图2所示，振板24与显示面板25之间还可使用弹性贴合层29。弹性贴合层29一般设于振板24与显示面板25的周围。本实施例的弹性贴合层29的配置可采连续或非连续方式。若采连续设置方式，可防止尘埃粒子进入振板24与显示面板25之间；若采非连续设置方式，可减少对振板24的限制，因而进一步加强振板24的振动效果。
图4显示本发明另一实施例的能量转换模块的剖面示意图。本实施例类似于图2所示的实施例，不同的地方在于，本实施例的弹性阻尼器26设于振板24的上方(或外侧)，然而图2的弹性阻尼器26则是设于振板24的下方(或内侧)。
图5显示本发明又一实施例的能量转换模块的剖面示意图。本实施例类似于图2或图4所示的实施例，不同的地方在于，本实施例在振板24的上方(外侧)及下方(内侧)分别设有弹性阻尼器26，然而图2或图4则仅在振板24的一侧设置有弹性阻尼器26。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1.一种能量转换模块，其特征在于其包含：
一框体；
一振板；
一致动器，直接或间接耦接于该振板；及
一弹性阻尼器，用以弹性固持该振板在该框体。
2.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该振板为一触控板、基板或人机接口的操作面板。
3.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该致动器的材质包含压电材料、电活性聚合物、形状记忆合金、磁性收缩材料、音圈马达或线性共振致动器。
4.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器的材质为含硅化合物。
5.如权利要求4所述的能量转换模块，其特征在于该含硅化合物为硅胶或硅橡胶。
6.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器的材质的萧氏硬度小于50。
7.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器为连续环状设置于该振板周围。
8.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器为连续条状设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
9.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器为区块状，包含至少二区块，设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
10.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器为连续条状及区块状的组合，包含至少一条状及至少一区块，设置于该振板周围的至少相对两侧或相邻两侧。
11.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于其更包含至少一支撑体，直接或间接设于该框体与该振板之间。
12.如权利要求11所述的能量转换模块，其特征在于其更包含一显示面板，该显示面板耦合于该振板的下表面，其中该支撑体的一端接触或固定于该框体，而另一端则接触或固定于该显示面板。
13.如权利要求11所述的能量转换模块，其特征在于该支撑体的材质的杨氏系数大于10帕斯卡尔。
14.如权利要求13所述的能量转换模块，其特征在于该支撑体的材质包含塑料、压克力或金属。
15.如权利要求11所述的能量转换模块，其特征在于该支撑体的形状为整面、板状、环状、条状、点状或上述的组合。
16.如权利要求11所述的能量转换模块，其特征在于其每一该支撑体系连续地或非连续地设于该框体与该振板之间。
17.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该致动器直接耦接于该振板的外侧或内侧表面。
18.如权利要求12所述的能量转换模块，其特征在于其更包含一弹性贴合层，设于该振板与该显示面板之间。
19.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该弹性阻尼器设于该振板的外侧或内侧。
20.如权利要求1所述的能量转换模块，其特征在于该振板的外侧及内侧分别设有该弹性阻尼器。
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