CN110050407A - 触觉驱动器 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例的触觉驱动器，可包括:外壳，在内部形成有容纳空间；上部盒，覆盖所述容纳空间的上部；振动部，配置于所述容纳空间内；上侧弹性部件，连接所述外壳的上侧以及所述振动部；以及线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场，并且，所述上侧弹性部件的一端部固定于从所述外壳的侧壁中从所述上部盒隔离的位置。

Description

触觉驱动器

技术领域

以下说明涉及一种触觉驱动器。

背景技术

以前，电子设备和人类在交换信息时，主要进行视觉或听觉的传递，但最近为了更具体，更真实地传达信息，触觉(haptic)技术倍受关注。

一般来说，作为用于触觉(haptic)技术的触觉提供装置，主要采用线性谐振器(Linear Resonant Actuator，LRA)，这是利用弹性弹簧和由连接到磁路的重量体产生的共振频率，使振动强度最大化的方法。

这种线性谐振器(LRA)是构成上述外形的部件，其包括由上，下部分构成的外壳，包括磁铁和轭型结构重量体的振动部，作为支持振动部分的弹性部件，位于上，下面的弹性部，产生电磁力的线圈部。

现有技术线性谐振器在大韩民国注册专利公报《第二005-0122101》(名称:垂直振动器)中已被详细公开，在现有技术中可稳定地实现线性振动的设备已在韩国公开专利公报《第二007-0055338》(名称:线性振动发生装置)中已被公开。

现有的结构中，关于弹性部设置于振动部的上，下面的结构，大韩民国公开专利公报《2005-0005596》(名称:振动装置结构)中已被公开。

现有的线性谐振器的缺陷为，只有以传达单纯的振动为目的，利用重量体和弹性部件确定的共振频率时，才能有效振动。

此外，根据在2010年世界学术杂志《IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS》中记载的论文(题目：Tactile sensing-from humans to humanoids)，人体可接受的触觉频率范围为0.4赫兹至500赫兹，但利用传统的触觉技术时，仅能在160赫兹以上频率范围提供单纯振动，因此，存在无法更有效地传递更加多样的、更加复杂信息的问题。为了有效解决这一问题，需要研究在多种频率范围内有效传递触觉信号的装置。

像这样的现有触觉提供装置扩大了可有效提供振动的驱动频率的宽度(Bandwidth)范围，看似解决了上述问题，但上下振动时振动部与外壳发生接触，产生噪音(noise)，从而，线圈部的断线现象时常发生。

而且，目前还没有具有170赫兹以下的共振频率，且在超低频率范围(小于20赫兹)能够提供振动等触觉的装置。

因此，需要开发一种在170赫兹以下范围具有一个以上的共振频率，在超低频率(20赫兹以下)范围通过与共振频率不同的输入波形的电子信号，表现为多种动作的新触觉，并且，不仅在一个共振频率，在更大的频率范围内可振动的，通过超低频率范围的各种动作可提供多种触觉的装置。

发明内容

发明所要解决的问题

一实施例的目的为提供触觉驱动器。

解决问题的技术方案

根据一个实施例的触觉驱动器，可包括：外壳，在内部形成有容纳空间；上部盒，覆盖所述容纳空间的上部；振动部，配置于所述容纳空间内；上侧弹性部件，连接所述外壳的上侧以及所述振动部；以及线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场，并且，所述上侧弹性部件的一端部固定于从所述外壳的侧壁中从所述上部盒隔离的位置。

根据一个实施例的触觉驱动器，可进一步包括：下侧弹性部件，连接所述外壳的下侧以及所述振动部，并且，所述振动部，可包括：质量体，垂直连接上侧弹性部件以及下侧弹性部件，并具有磁性；磁铁部，设置于所述质量体的下侧的中央；以及极片，附着于所述磁铁部的下面。

所述质量体，可包括：第一阶梯部，从所述质量体上面的框部向下侧陷落形成；以及第二阶梯部，从所述第一阶梯部向下侧陷落形成，所述上侧弹性部件，可包括：上侧弹性固定部，固定于所述外壳的上侧；上侧弹性支撑部，***于所述第一阶梯部；以及上侧弹性连接部，连接上侧弹性固定部以及上侧弹性支撑部。

所述上侧弹性固定部，从所述上部盖能以比所述上部盖的厚度更大的距离隔离。

当所述质量体达到最大高度时，所述第二阶梯部可不受所述上侧弹性连接部的干扰。

所述质量体，可包括：第三阶梯部，从所述质量体上面的框部向下侧陷落形成，所述上侧弹性部件，可包括：下侧弹性固定部，固定于所述外壳的下侧；下侧弹性支撑部，***于所述第三阶梯部；以及下侧弹性连接部，连接下侧弹性固定部以及下侧弹性支撑部。

当所述质量体达到最小高度时，所述第三阶梯部分可不受下部弹性连接部的干扰

所述上侧弹性固定部，可从所述上部盒以比所述上部盒的厚度更大的距离隔离。

根据一个实施例的触觉驱动器的固有振动频率可在100赫兹至170赫兹。

根据一个实施例的触觉驱动器，可进一步包括：控制部，决定多个预定模式中的任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将认可至所述线圈的电流的特性，所述驱动模式，可包括一般振动模式以及敲打模式，当所述驱动模式为一般振动模式时，所述控制部可将具有50赫兹至170赫兹的频率的正弦波认可至所述线圈，当多数驱动模式为敲打模式时，所述控制部可将具有1赫兹至20赫兹的频率的方形波认可至所述线圈。

在所述敲打模式中的振动部，在50ms间隔内累积的冲击量可为3mNs以上。

在所述敲打模式，振动部振动力的振幅大小可随着时间的流逝变化，所述振动部的振动力振幅的最高点的高度的差距为0.1G以上的最小时间间隔可为用人的指尖辨别两个刺激的最小时间以上。

根据一个实施例的触觉驱动器可包括：外壳，在内部形成容纳空间；上部盒，覆盖所述容纳空间的上部；振动部，配置于所述容纳空间内；弹性部件，连接所述外壳以及振动部；线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场；以及控制部，决定多个预定模式中的任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将认可至所述线圈的电流的特性，当所述控制部在所述线圈认可具有1至20赫兹的频率的方形波时，在50ms间隔内所述振动部的累积冲击量可为3mNs以上。

发明效果

根据一个实施例的触觉驱动器，在振动部的上下面可分别连接上侧弹性部件及下侧弹性部件，在结构上可保持稳定，可增加振动力，并可减少噪振动时的噪音。

根据一个实施例的触觉驱动器，通过连接于振动部上侧的上侧弹性部件防止振动部分振动时干涉外壳的上面，可消除噪音问题。

根据一个实施例的触觉驱动器，通过在超低频率范围输入不同波形，可提供与一般振动不同的相当于敲打的触觉。

根据一个实施例的触觉驱动器，在人能分辨的最小时间内，通过提供人可感受到的最小冲击量以上的冲击量，向使用者提供与一般振动不同的，如敲打等触觉的动作。

附图说明

图1是示出根据一个实施列的触觉驱动器的剖面图。

图2是示出根据一个实施列的上侧弹性部件的图。

图3是示出根据一个实施列的下侧弹性部件的图。

图4是示出一个实施列的触觉驱动器10通过得到正弦波的认可，上下反复进行振动运动的图。

图5是示出根据一个实施列的触觉驱动器的共振频率形成在100至170赫兹时，根据认可的正弦波频率大小测定振动力的图表。

图6是示出测定在根据一个实施列的触觉驱动器认可具有20赫兹以下的正弦波时形成的振动力的图表。

图7是示出测定在根据一个实施列的触觉驱动器分别认可40赫兹以及50赫兹的正弦波时形成的振动力的图表。

图8是示出在根据一个实施列的触觉驱动器认可5赫兹的方形波时，属于敲打的振动反应的形成过程的图表。

图9是示出在具有多种的共振频率的根据一个实施列的触觉驱动器认可20赫兹以下的方形波时，产生的冲击量的图表。

图10是示出在具有不同的共振频率的根据一个实施列的触觉驱动器的认可5赫兹的方形波时，形成的振动反应的图表。

图11是示出在具有相同的共振频率的根据一个实施列的触觉驱动器认可20赫兹以下的方形波时，形成的振动反应的图表。

具体实施方式

以下将参照示例性附图对实施例进行说明。参照附图进行说明中，与附图符号无关，相同的构成要素赋予相同的参照符号，且对此重复的说明给予省略。在说明实施例的过程中，判断有关公知技术的具体说明，不必要地模糊实施例的要点时，其详细说明给予省略。

此外，在说明实施例的构成要素时，可使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等用语。这些用语只是为了指定说明书中记载的构成要素，而不是限定该构成要素的本质、步骤或顺序。当一个构成要素被记载为“连接”、“组合”或“连接”于另一个构成要素时，其构成要素虽可直接连接于其它构成要素，在其之间也可以“连接”、“组合”或“连接”另外的构成要素。

对于包含在任何一个实施例中的构成要素和包含共同功能的构成要素，在其它实施例中使用相同的名称进行说明。除非没有相反的器材，记载在任何一个实施例的说明也可适用于其它实施例中，并将省略在重复范围内的具体说明。

图1是示出根据一个实施列的触觉驱动器的剖面图。图2是示出根据一个实施列的上侧弹性部件的图。图3是示出根据一个实施列的下侧弹性部件的图。

参照图1至图3，根据一个实施例的触觉驱动器10，可包括：外壳11，上部盒12，振动部13，上侧弹性部件14，下侧弹性部件15，线圈16以及控制部。上侧弹性部件14与下侧弹性部件15可统称为‘弹性部件’。根据一个实施列的触觉驱动器10具有双重弹性部件，但也可以仅具备上侧弹性部件14及下侧弹性部件15中的任何一个弹性部件。

外壳11，是形成触觉驱动器10外形的外壳，可具有六面体及圆筒形等多种形状。

例如，外壳11为上面开放，内部有振动部13，上侧弹性部件14，下侧弹性部件15以及可以容纳线圈16的内部空间。例如，外壳11可由不锈钢等钢铁形成。

上部盒12，可能是覆盖外壳11上面的盒子，比如外壳11，通过用上部盒12盖住上面，可以从外面密封起来。

振动部13，在外壳11的内部空间，由线圈16产生的磁场以上下方向移动，从而，可为使用者提供至少一个特定的触觉驱动10触觉驱动器。例如，振动部13，可包括质量体131，磁铁部132及极片133。

例如，质量体131，从上面观察，可具有圆形形状，下面可以设置磁铁部132。例如，质量体131分别隔离于外壳11以及上部外壳12，从上侧，由上侧弹性部件14支撑，从下侧，由下侧弹性部件15支撑，从而，可在外壳10的内部垂直移动。

例如，质量体131可由具有磁性的Fe，Co，Si，Nd，Ni，B，Mn，Zn，Cu及W中至少一个以上的钢，粉，合金，合金粉，合成体或者纳米结构构成，也可由上下可以区分N极和S极的磁化物质构成。

例如，如图1所示，质量体131的包括下面中央部分的中间区域可从下面到上方凹陷形成，并且，凹陷形成的部分可设置有磁铁部132。

质量体131为分别连接上侧弹性部件14及下侧弹性部件15，可包括从质量体131的上面及下端的边框部分分别凹陷形成的第一阶梯部(1311)以及第三阶梯部1313。质量体131可进一步包括从第一阶梯部1311向下侧凹陷形成的第二阶梯部1312。

第一阶梯部1311，如图1所示，为容纳上侧弹性部件14的上侧弹性支撑部14c，在质量体131的边框部凹陷形成的阶梯部。换句话说，第一阶梯部1311可为从质量体131上方中心位置第一个弯曲的槽。

根据第一阶梯部1311，上侧弹性部件14的上侧弹性支撑部分14c可连接于第一阶梯部1311，以支撑质量体131的垂直运动。

第二阶梯部1312可以是比第一阶梯部1311在边框外部分再次凹陷形成的阶梯部，也可以是从质量体131上方中心位置第二个弯曲的槽。

根据第二阶梯部1312，在质量体131与上侧弹性部件14相连的情况下，上升至最大高度时，上侧弹性部件14的上侧弹性连接部14b可不与质量体131接触或者不受质量体131的干扰。

第三阶梯部1313，为了在质量体131的下端安装下侧弹性支撑部15c，可以是从质量体131的下侧边框部分向上侧向凹陷形成的阶梯部。

根据第三段次部分1313，下侧弹性部件15的下侧弹性支撑部15c可连接于第三阶梯部1313，以支撑质量体131的垂直运动。

根据第一阶梯部1311以及第三阶梯部1313，上侧弹性部件14及下侧弹性部件15形成为左右对称，各一端可固定于外壳11，并且，各另一端可分别连接与第一阶梯部1311以及第三阶梯部1313的同时，质量体131与磁铁部132的中心可整齐地排列于外壳11的中心。

磁铁部件132可***于质量体131的下端凹陷的中央部分，被固定。磁铁部132可由线圈16产生的磁场移动，固定磁铁部132的质量体131也可以同时移动，以实现振动部件13的运动。

例如，磁铁部132，可由永久磁铁形成。例如，磁铁部分132，可以是包括铁，镍及钴中至少一个以上的铁素体系永久磁铁。磁铁部132可能是钐及钕等稀土元素中至少包含一个以上的铁素体系永久磁铁。

例如，当磁铁部132由钕磁铁形成时，则可使用BH_MAX等级为N50的钕磁铁。

极片133可以设置在磁铁部132的下面，也可以尽量减少磁铁部132的磁力向传递。此外，为了不受到当磁铁部132直接与外壳11碰撞时可发生的外部冲击，在极片133与和磁铁部132之间以及/或在极片133的下面，可以设置起到减震作用的海绵等垫部。

上侧弹性缺失14，可以连接并支持质量体131的上侧，也可以为实现质量体131的上下振动的弹性体。例如，上侧弹性部件14，为了稳定地支持质量体131，一端根据质量体131的上边框的周长被连接，另一端根据外壳11的内侧面的周长被连接。

例如，上侧弹性部件14可为中间部分为空的圆形形状，并且，从边缘的一端到另一端的杆端可上下倾斜地形成。上侧弹性部件14可包括上侧弹性固定部14a上侧弹性支撑部14c以及上侧弹性连接部14b。

上侧弹性固定部14a，如图1，在外壳11的内部，固定于外壳11的侧壁上侧，与上侧弹性连接部14b连接。例如，如图2，上侧弹性固定部14a，可形成为圆形。据此，外壳11也可形成为圆筒形。

例如，外壳11的侧面周长的直径可与上侧弹性固定部14a的直径相同。上侧弹性固定部14a可沿着外壳11侧壁的周长安装，并可***于外壳11的侧壁后安装。

例如，上侧弹性固定部14a，可连接到外壳11侧壁的上侧，而可从上侧外壳12间隔一定距离被安装。例如，上侧弹性固定部14a及上部外壳12之间的间隔距离可大于上部外壳12的厚度。

根据上侧弹性固定部14a及上部外壳12之间的隔离的距离，如果质量体131在外壳11的内部上升至最大高度时，质量体131可不与上部外壳接触。关于该内容，将参照图4在下文中进行说明。

上侧弹性连接部14b，其一端可连接于上侧弹性固定部14a，另一端可连接于上侧弹性支撑部14c，它可以是向上下方向倾斜地连接上侧弹性固定部14a及上侧弹性支撑部14c之间的弹性体，也可以是弹性压缩或伸长。

例如，如图2，上侧弹性连接部14b，可包括对角线连接上侧弹性固定部14a及上侧弹性支撑部14c的多个弹性连接部。

根据多个弹性连接部，当上侧弹性支持部14c离上侧弹性固定部14a越来越远或越来越近时，上侧弹性连接部14b可通过伸长或压缩，向与运动方向相反的方向产生抵抗力。

此外，弹性连接部和上侧弹性固定部14a及上侧弹性支撑部14c之间的角度可能会增加或减少，在这种变形过程中产生的弹性力则会向与振动部13的运动方向相反的方向起作用。

上侧弹性支持部14c，固定在质量体131的第一阶梯部1311，可从上侧支持质量体131，并且支撑成质量体131通过上侧弹性连接部14b的压缩或伸长，稳定地进行上下垂直运动。

如图2，上侧弹性支撑部14c，可形成为圆形，据此，质量体131也可形成为圆形。例如，上侧弹性支撑部14c的直径可能小于上侧弹性固定部14a的直径。

此外，上侧弹性支撑部14c的内周面以及外周面之间的厚度可能与第一阶梯部1311的长度相同，可大于上侧弹性固定部14a的内周面以及外周面的厚度。

例如，沿着质量体131的圆形周长形成的第一阶梯部1311的直径可与上侧弹性支撑部14c的内周面的直径相同。据此，上侧弹性支撑部14c可***于第一阶梯部1311，被固定。

下侧弹性部件15可能是连接质量体131的下侧，支持质量体131的上下振动的弹性体。例如，上侧弹性部件14，为了稳定地支持质量体131，一端可根据质量体131的下面的周长被连接，另一端可根据外壳11的内侧壁的周长被连接。

例如，下侧弹性部件15的结构，可能与上侧弹性部件14的结构相同，其大小可能比上侧弹性部件14小。

例如，上侧弹性部件14可为在中间具有空间的圆形形状，并且，起可从边缘的一端到另一端上下倾斜地形成。下侧弹性部件15可包括上侧弹性固定部15a、下侧弹性支撑部15c以及下侧弹性连接部15b。

下侧弹性固定部15a，在外壳11的内部，固定于外壳11下面的边缘，与上侧弹性支撑部15b连接。例如，如图3，下侧弹性固定部15a，可形成为内部有空间的圆形。从而，外壳11也可形成为圆筒形。

例如，下侧弹性固定部15a的外周面直径，可与外壳11的内侧面直径相同。下侧弹性固定部15a，可连接于外壳11的内部空间的底面及外壳11的内侧面，被安装。

下侧弹性固定部15a，可沿着外壳11的内部空间的下面及外壳11的内侧壁边缘的周长被安装。

下侧弹性连接部15b，其一端可连接于下侧弹性固定部15a，另一端可连接于下侧弹性支撑部15c，它可以是向上下方向倾斜地连接下侧弹性固定部15a及下侧弹性支撑部15c的弹性体，也可以弹性压缩或伸长。

例如，下侧弹性连接部15b，如图3所示，可包括在下侧弹性固定部15a及下侧弹性支撑部15c之间以对角线连接的多个弹性连接部。

下侧弹性支持部15c，固定在质量体131的第三阶梯部1313，可从下侧支持质量体131，并且，质量体131通过下侧弹性连接部15b的压缩或伸长，稳定地进行上下垂直运动。

此外，下侧弹性支撑部15a可形成为内部有空间的圆形。并且，其可连接于形成为圆形质量体131的第三阶梯部1313后被固定。例如，下侧弹性支撑部15c的直径可比下侧弹性固定部15a的直径小。

例如，在质量体131的下面，沿着质量体131的圆形周长形成的第三阶梯部1313的直径可与下侧弹性支撑部15c的内周面的直径相同。因此，上侧弹性支撑部15c可***于第三阶梯部1313，被固定。

上侧弹性部件14及下侧弹性部件15可由具有低磁性或半磁性的物质形成，例如，上侧弹性部件14以及下侧弹性部件15可由包括不锈钢，塑料及橡胶中的一个以上的材料形成。

由于上侧弹性14以及下侧弹性部件15可从上侧以及下侧同时支撑在振动的质量体131，与仅在一端设置弹性部件的情况相比，在结构上可保持稳定，可增加振动力，并可减少噪振动时的噪音。

此外，上侧弹性部件14及下侧弹性部件15以振动部13的上下复合结构连接。振动部13，上侧弹性部件14及下侧弹性部件15，可替换为一个质量-弹性计。

线圈16可以利用得到认可的电流形成用于驱动振动部13的磁场。例如，作为线圈15可使用包括平面线圈15，电磁线圈或者包括软磁材料(soft magnetic materials)的具有核心(core)部分的磁铁线圈等，并且，其可形成为圆筒形。

控制部，可控制向线圈16认可的电流频率及波形，并且通过多个驱动模式启动线圈。例如，多个驱动模式可包括一般振动模式及敲打模式。

例如，当驱动模式为一般振动模式时，控制部可将具有50赫兹至170赫兹的频率的正弦波认可至所述线圈，例如，当驱动模式为敲打模式时，上述控制部可将具有1赫兹至20赫兹的频率的方形波认可至所述线圈。

由敲打模式，振动部的振动力振幅可间歇地发生变化，使用者可感受到与一般振动不同的间歇性敲打触觉。

图4是示出根据一个实施列的触觉驱动器根据正弦波授予认可，振动部以上下方向驱动的图。

具体地，左图通过连续的图示出了根据一个实施例的触觉驱动器10的质量体上下垂直振动的状态，右边的图表为示出随着时间的变化10而变化的左边的触觉驱动器10的振动部13的位移的图表。

参照图4，根据一个实施列的触觉驱动器10可通过得到正弦波的认可，上下反复进行振动运动。

例如，当触觉驱动器10得到正弦波的认可而进行一般的振动运动时，以初期状态的A状态为基准，可执行经过B状态，C状态及D状态可回到初期状态的E状态的一周期操作。

A状态及E状态，作为同一个状态，可为一个周期的振动运动的开始和结束，在A状态及E状态下，振动部13的位置，可与没有施加任何力量的，基本状态下的位置相同。

B状态是指振动部13从线圈16得到磁场的认可，以最大限度地向上上升的状态。例如，在B情况下，如图4所示，质量体131的上面的高度可能与上侧弹性固定部14a的高度相同，也可比上侧弹性固定部14a的高度高。

在此情况下，上侧弹性连接部14b可不与质量体131接触，且在第二阶梯部1312被容纳至少一部分，此外，由于上侧弹性连接部14b从上部外壳12隔离设置，质量体131可不与上部外壳12接触。

根据上述结构，因为振动部分13上下垂直移动时，不与上侧弹性连接部14b及上部外壳12碰撞，可防止振动部13的运动损失，并可增大向使用者传达的触觉，减少噪音。

C状态可为振动部13上升至最高点的B状态下，振动部13下降至与A及E状态相同的初始位置的状态。

D状态可为振动部13从线圈16得到磁场认可，向下下降最大程度的状态。

在此情况下，下侧弹性连接部15b，可不与质量体131接触，至少一部分可直接容纳于第三阶梯部1313。

此外，质量体131及极片133可不与外壳11的底部接触，圆筒形的线圈16则可***于质量体131及磁铁部132之间的空间内部。

根据这种结构，如图4的D一样，在振动部13以最大程度下降的情况下，振动部13可不与下侧弹性连接部15b及外壳11的底面接触。从而，可防止振动部13的运动损失，增大向使用者传达的触觉，减小噪音。

图5是示出根据一个实施列的触觉驱动器的共振频率形成在100至170赫兹时，根据认可的正弦波频率大小测定振动力的图表。

据了解，一般情况下人能感知到的触觉的大小为0.2G以上。根据一个实施共振频率在100至170赫兹的触觉驱动器10，在100赫兹至200赫兹范围内认可正弦波时，可产生0.2G以上的振动力。

通过测试，证明了以下内容。在振动部131质量为1.15g，弹性系数为0.45N.mm，共振频率为100赫兹的触觉驱动器10与振动部分131质量为1.15g，弹性系数为1.31N/mm，共振频率为170赫兹的触觉驱动器10中认可100赫兹至200赫兹的正弦波，可向使用者传达0.2G以上的振动力。

从而可知，根据一个实施例的触觉驱动器10，具有很大的驱动频率范围。

图6是示出测定在根据一个实施列的触觉驱动器认可具有20赫兹以下的正弦波时形成的振动力的图表。

参见图6可知，在根据一个实施例的触觉驱动器10认可1赫兹，10赫兹及19赫兹的正弦波时，出现0.01G以下的振动力。

因此，在根据一个实施例的触觉驱动器10输入20赫兹以下的正弦波时，可以观察到人无法认知到的噪音性应答。

图7是示出测定在根据一个实施列的触觉驱动器分别认可40赫兹以及50赫兹的正弦波时形成的振动力的图表。

参照图7，在根据一个实施例触觉驱动器10认可50赫兹的正弦波时，可观察到振动力超过0.2G的情况，并且当认可40赫兹的正弦波时，可观察到所出现振动力小于0.2G情况。

因此，在根据一个实施例的触觉驱动器10输入正弦波时，为了提供人能感知到的触觉，必须要认可50赫兹以上的正弦波。

图8是示出在根据一个实施列的触觉驱动器认可5赫兹的方形波时，属于敲打的振动反应的形成过程的图表。图8的第一个图表是示出具有5赫兹频率的方形波在1周内得到认可的样子。图8的第二个图表示出了认可实际上具有2V电压及5赫兹频率的防形波时，触觉驱动器向使用者提供的振动力(G)。

参照图8可知，当将属于1赫兹至20赫兹的超低频率范围的防形波认可至触觉驱动器10时，形成与一般振动不同的振动反应。

通过如上所述的振动反应，触觉驱动器10可向使用者提供"敲打"的触觉。即，可将图8理解为示出了将触觉驱动器10以"敲打模式"驱动的状态。

参照图8下面的图表，查看以敲打模式驱动的振动反应，可知，每周期变化的在振动力波形的振幅的大小。该振幅的大小在半周期内呈以指数方式(exponentially)减小的趋势，在初期的较短的时间内(约20ms)为大值，在中期及后期的大小急剧减少。根据这种振幅的差距，使用者可以感知到与一般振动不同的间歇性敲打。

图9是具有多种共振频数的工作实施例，在触觉液锥上认可20±以下的方形波时产生的冲击量图表。

具体地，图9是指在80赫兹至360赫兹之间，在每个具有共振频率的触觉驱动器认可属于2赫兹，5赫兹，10赫兹及20赫兹的方形波时，在认可该波形之后在50ms区间内，测定振动力后，在上述50ms区间内对所测定的振动力进行区分求得的冲击量的图表。

针对振动力，对50ms进行积分求出冲击量的数学式1如下。

【数学式1】

在数学式1中，t_0可为波形的输入瞬间的时间。

根据"Robotic Tactile Sensing Technologies and System，Springer"，用于人通过指尖区分两个刺激的所需要的最小时间为30～50ms。此外，以20～40岁成人为对象，进行测定的结果显示，为了认知用手指识别出敲打，在0-50ms区间内需要3mNs以上的冲击量。

为了从根据一个实施例的触觉驱动器10获得优选的敲打效果，如后述的图11一样，需要认可相当于一般振动的触觉的最小限度频率20赫兹以下的方型波。并且，如上所述，已确认出了平均的人为区分两个刺激所需要的最小时间50ms内，累积的冲击量应达3mNs以上。

因此，参照图9，可知，当触觉驱动器10的共振频率为100赫兹至170赫兹时，输入于触觉驱动器10的20赫兹以下的所有方形波的冲击量为3mNs以上。实际上，根据一个实施例的触觉驱动器10使用者可认知敲打的触觉。相反，当触觉驱动器10的共振频率为170赫兹以上时，冲击量呈急剧减少的倾向。并且，实际上在230赫兹以上时使用者几乎感觉不到触觉。

因此，为使触觉驱动器10以敲击模式驱动，触觉驱动器10可获得100赫兹至170赫兹的共振频率。

同时，具有小于100赫兹的共振频率的触觉驱动器，由于弹性部件的的颤动严重，产生的噪音等问题，这一问题限制认可足以高的电压。因此，即使需要实现敲打模式，在半周期内方弦波所积分冲击量小于3mNs，使用者无法认知触觉。换句话说，为了提供敲打的触觉，充分认可高电压，触觉驱动器10的共振频率应为100赫兹以上。

图10是示出在具有不同的共振频率的根据一个实施列的触觉驱动器的认可5赫兹的方形波时，形成的振动反应的图表。类型A表现出了触觉驱动器10的共振频率为低于170赫兹的150赫兹时的振动反应，类型B是当触觉驱动器10的共振频率为超过170赫兹的190赫兹时的振动反应。

参照图10，如类型A，在50ms区间内冲击量之和超过3mNs时，使用者可感受到敲击的触觉。

相反，像类型B一样，接近脉冲(impulse)的衰减率极高的振动反应的情况。在50ms区间内冲击量之和不超过3mNs时，使用者不能感受到敲打的触觉。

图11是示出在具有相同的共振频率的根据一个实施列的触觉驱动器认可20赫兹以下的方形波时，形成的振动反应的图表。

具体来说，图11是将根据一个实施例的在触觉驱动器10分别输入10赫兹，15赫兹及20赫兹的方形波时测定的振动力的图表表现为类型A、类型B、类型C的图。

参照图11，可知，对于类型A及B，如用虚线表示的一样，振动力的振幅大小，即最高点高度，可随着时间的推移变化。比如，振幅最高点的高度差可为0.1G以上。另外，振幅的最高点的高度差为0.1G以上的最小时间间隔，可为人为了用指尖区分两个刺激所需要的最小时间，如30ms以上。对于这种类型A及B，使用者可感受相当于敲打的触觉。

而对于类型C，周期间隔可形成为人通过指尖区分两个刺激的最小时间，例如小于30ms。此外，如用点线表示的一样，振幅的差距为0.1G以下，没有很大的差距。这此情况下，使用者所感受到的不是敲打，而是一般振动。

因此，为了将根据一个实施例的触觉驱动器10启动为敲打模式，可能需要认可20赫兹以下，例如15赫兹以下的方形波。换句话来说，即使认可方形波，当方型波的频率超过20赫兹时，会呈现出与正弦波相同的波形，从而使用者将其感受为一般振动，而不是敲打。

如上所示，本发明虽然由限定的实施例护套图被说明，但是本发明不限于所述实施例，并且本发明的技术人员可从这些器材进行多样的修改及变更。例如，说明的技术与说明的方法以不同顺序的被执行和/或说明构成要素与说明的方法不同的形态结合或者组合，或者经其他构成要素或者均等物代替或者置换也可达到适当的结果。

因此，其他体现、其他实施例及与权利要求均等的，也属于后述的权利要求范围。

Claims (13)

1.一种触觉驱动器，包括：

外壳，在内部形成有容纳空间；

上部盒，覆盖所述容纳空间的上部；

振动部，配置于所述容纳空间内；

上侧弹性部件，连接所述外壳的上侧以及所述振动部；以及

线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场，并且，

所述上侧弹性部件的一端部固定于从所述外壳的侧壁中从所述上部盒隔离的位置。

2.根据权利要求1所述的触觉驱动器，进一步包括：

下侧弹性部件，连接所述外壳的下侧以及所述振动部，并且，

所述振动部，包括：

质量体，垂直连接上侧弹性部件以及下侧弹性部件，并具有磁性；

磁铁部，设置于所述质量体的下侧的中央；以及

极片，附着于所述磁铁部的下面。

3.根据权利要求2所述的触觉驱动器，其中，

所述质量体，包括：

第一阶梯部，从所述质量体上面的框部向下侧陷落形成；以及

第二阶梯部，从所述第一阶梯部向下侧陷落形成，

所述上侧弹性部件，包括：

上侧弹性固定部，固定于所述外壳的上侧；

上侧弹性支撑部，***于所述第一阶梯部；以及

上侧弹性连接部，连接上侧弹性固定部以及上侧弹性支撑部。

4.根据权利要求3所述的触觉驱动器，其中，

所述上侧弹性固定部，

从所述上部盖以比所述上部盖的厚度更大的距离隔离。

5.根据权利要去3所述的触觉驱动器，其中，

当所述质量体达到最大高度时，所述第二阶梯部不受所述上侧弹性连接部的干扰。

6.根据权利要求5所述的触觉驱动器，其中，

所述质量体，包括：

第三阶梯部，从所述质量体上面的框部向下侧陷落形成，

所述上侧弹性部件，包括：

下侧弹性固定部，固定于所述外壳的下侧；

下侧弹性支撑部，***于所述第三阶梯部；以及

下侧弹性连接部，连接下侧弹性固定部以及下侧弹性支撑部。

7.根据权利要求6所述的触觉驱动器，其中，

当所述质量体达到最小高度时，所述第三阶梯部分不受下部弹性连接部的干扰。

8.根据权利要求3所述的触觉驱动器，其中，

所述上侧弹性固定部，从所述上部盒以比所述上部盒的厚度更大的距离隔离。

9.根据权利要求1所述的触觉驱动器，其中，

所述触觉驱动器的固有振动频率在100赫兹至170赫兹。

10.根据权利要求9所述的触觉驱动器，进一步包括：

控制部，决定多个预定模式中的任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将认可至所述线圈的电流的特性，

所述驱动模式，包括一般振动模式以及敲打模式，

当所述驱动模式为一般振动模式时，所述控制部将具有50赫兹至170赫兹的频率的正弦波认可至所述线圈，

当多数驱动模式为敲打模式时，所述控制部将具有1赫兹至20赫兹的频率的方形波认可至所述线圈。

11.根据权利要求10所述的触觉驱动器，其中，

在所述敲打模式中的振动部，在50ms间隔内累积冲击量为3mNs以上。

12.根据权利要求10所述的触觉驱动器，其中，在所述敲打模式，振动部振动力的振幅大小随着时间的流逝变化，所述振动部的振动力振幅的最高点的高度的差距为0.1G以上的最小时间间隔为用人的指尖辨别两个刺激的最小时间以上。

13.一种触觉驱动器，包括：

外壳，在内部形成容纳空间；

上部盒，覆盖所述容纳空间的上部；

振动部，配置于所述容纳空间内；

弹性部件，连接所述外壳以及振动部；

线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场；以及

控制部，决定多个预定模式中的任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将认可至所述线圈的电流的特性，并且，

当所述控制部在所述线圈认可具有1至20赫兹的频率的方形波时，在50ms间隔内所述振动部的累积冲击量为3mNs以上。