动作传感装置

申请号 CN200610201423.5 申请日 2006-12-27 公开(公告)号 CN101209382A 公开(公告)日 2008-07-02
申请人 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司; 发明人 陈杰良;
摘要 本 发明 涉及一种动作传感装置,其包括收容部,弹性悬臂,压阻式 传感器 ,连接件, 空气 轴承 滑 块 和红外光感应模组。收容部包括前面板及后面板,前面板与后面板各包括位于面板中间的大孔及多个均匀地环绕该大孔的小孔。弹性悬臂位于收容部内,弹性悬臂具有自由端,连接件固定在自由端上。 空气轴承 滑块可活动地与连接件连接,且空气轴承滑块位于前面板的大孔与后面板的大孔相连的范围内。压阻式传感器贴于空气轴承滑块的表面。红外光感应模组位于该前面板上,可接收红外光。所述的动作传感装置,空气流通过面板的孔进入收容部而形成 层流 ,层流撞击空气轴承滑块而使空气轴承滑块沿层流流动的方向摇摆,压阻式传感器可感应该空气轴承滑块的运动状况。
权利要求

1.一种动作传感装置,包括一个收容部,一个弹性悬臂,至少一个 压阻式传感器,一个连接件,一个空气轴承,一个红外光感应模组,该收容部包括一个 前面板及一个后面板,前面板与后面板各包括一个位于面板中间的大孔及多个均匀地环绕该 大孔的小孔,该弹性悬臂位于该收容部内,该弹性悬臂具有一个自由端,该连接件固定在该 自由端上,该空气轴承滑块可活动地与该连接件连接,且该空气轴承滑块位于前面板的大孔 与后面板的大孔相连的范围内,该压阻式传感器贴于该空气轴承滑块的表面,该红外光感应 模组位于该前面板上,可接收红外光。
2.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的弹性悬 臂为一个不锈弹性薄片,该连接件固定在该薄片的自由端的一个下表面上。
3.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的大孔半 径与小孔半径的比例为3至10。
4.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的红外光 感应模组包括一个感应传感器,一个红外光通带滤光片,一个非球面镜片,及一个红外光玻 璃;该红外光通带滤光片,该非球面镜片,及该红外光玻璃是沿该感应传感器由近至远的方 向排列。
5.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的空气轴 承滑块与该连接件的连接为可活动的点连接。
6.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的空气轴 承滑块的材料为三化二的混合材料,其中,三氧化二铝占60%至80%,碳化钛占 40%至20%。
7.如权利要求6所述的动作传感装置,其特征在于,所述的压阻式 传感器包括一个三氧化二铝及碳化钛的混合基底层,一个形成在该混合基底层上的层,一 个形成在该硅层上的二氧化硅层,其中,多个凹槽自该二氧化硅层延伸至该硅层内,该硅层 与空气轴承滑块表面相接触
8.如权利要求7所述的动作传感装置,其特征在于,所述的硅层的 厚度范围为100至1000纳米,所述的二氧化硅层的厚度范围为50至200纳米。
9.如权利要求1所述的动作传感装置,其特征在于,所述的红外光 通带滤光片为二氧化钛层与二氧化硅层交替形成的多层膜片。
10.如权利要求9所述的动作传感装置,其特征在于,所述的多层膜 片的总层数量为30至50。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种动作传感装置。

背景技术

随着科学技术的发展以及计算机在游戏设备中的使用,采用视频设备的电子游戏不断涌 现。现有游戏设备大多是游戏者坐在固定的座位上通过手控操纵杆、手柄按钮、台面按钮、 或摇杆进行游戏。在涉及网球、保龄球等运动动作游戏时,游戏者只能从视频设备中感受视 觉上的冲击,游戏者根本无法全身去感受游戏其中的乐趣,而游戏者长时间坐在屏幕前,眼 睛和手指都易疲劳。现有的机械运动游戏设备,虽然能提供各种复杂的运动感受,但是游戏 者大多是坐在座椅上去被动感受,缺乏主动参与性,容易使人厌倦。

发明内容

有鉴于此,有必要提供一种可用于游戏中模拟动作的动作传感装置。
一种动作传感装置,包括一个收容部,一个弹性悬臂,至少一个压阻式传感器,一个连 接件,一个空气轴承,一个红外光感应模组。该收容部包括一个前面板及一个后面板, 前面板与后面板各包括一个位于面板中间的大孔及多个均匀地环绕该大孔的小孔。该弹性悬 臂位于该收容部内,该弹性悬臂具有一个自由端,该连接件固定在该自由端上。该空气轴承 滑块可活动地与该连接件连接,且该空气轴承滑块位于前面板的大孔与后面板的大孔相连的 范围内。该压阻式传感器贴于该空气轴承滑块的表面。该红外光感应模组位于该前面板上, 可接收红外光。
所述的动作传感装置,当该动作传感装置运动时,空气流通过面板的孔进入收容部而形 成层流(Laminar Flow),层流撞击空气轴承滑块而使空气轴承滑块沿层流流动的方向摇摆 ,压阻式传感器可感应该空气轴承滑块的运动状况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种动作传感装置的一个立体截面示意图。
图2为图1中虚线所示部分的一个放大示意图。
图3为本发明实施例提供的一种压阻式传感器的一个立体示意图。
图4为本发明实施例提供的一种红外光感应模组的一个组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请一并参阅图1及图2,本发明实施例提供一种动作传感装置10。该动作传感装置10包括 一个收容部102,一个弹性悬臂104,两个压阻式传感器106,一个连接件108,一个空气轴承 滑块(Air Bearing Slider)110,一个红外光感应模组112。
该收容部102包括一个前面板1024,一个后面板1026,及多个连接前面板及后面板的侧 面板1028。该前面板1024与后面板1026各包括一个位于面板中间的大孔1030及多个均匀地环 绕该大孔1030的小孔1032。本实施例中,前面板1024或后面板1026开设的小孔1032的数目为 8个。该大孔1030的半径与小孔1032的半径的比例为3至10,优选的比例为4至6。前面板 1024及后面板1026上分别开设孔的目的是为了让该动作传感装置10在运动过程中,空气通过 孔而进入收容部102,以形成层流(Laminar Flow)。大孔1030可让更多的空气进至收容部102 内,而小孔1032可让空气流的分布更加均匀。
该弹性悬臂104位于收容部102内,弹性悬臂104的一端固定在该收容部的一个侧面板 1028上,弹性悬臂104的另一端为自由端1042。该弹性悬臂104为一个不锈弹性薄片,该连 接件108固定在薄片的自由端1042的一个下表面1044上,连接件108可选用万向接头(Gimbal Joint)等具备各方向运动的连接件。空气轴承滑块110可活动地与连接件108连接,优选地 ,空气轴承滑块110与连接件108的连接为可活动的点连接。空气轴承滑块110位于前面板 1024的大孔1030与后面板1026的大孔1030相连的范围内,因此,空气轴承滑块110可接受通 过前面板1024的孔进入收容部102的层流的撞击。优选地,为进一步增加动作传感装置10的 灵敏度,面向前面板1024的大孔1030的空气轴承滑块110部分具有一个斜坡面1102,该斜坡 面1102可接受层流的撞击而使空气轴承滑块110在连接件108上沿层流流动的方向摇摆运动。 空气轴承滑块110的材料为三化二的混合材料,且该混合材料中的三氧化二铝 占60%至80%,碳化钛占40%至20%。压阻式传感器106贴于空气轴承滑块110的表面,如空气轴 承滑块110的侧表面和/或上表面,用于感应空气轴承滑块110在层流的撞击下,沿层流流动 的方向摇摆运动。
请参阅图3,压阻式传感器106包括一个三氧化二铝及碳化钛的混合基底层1062,一个形 成在该混合基底层1062上的层1064,一个形成在该硅层1064上的二氧化硅层1066,其中, 多个凹槽1068自该二氧化硅层1066延伸至该硅层1064内。该混合基底层1062与空气轴承滑块 110表面相接触,其中,三氧化二铝占60%至80%,碳化钛占40%至20%。本实施例中,多个凹 槽1068是等间距均匀分布,凹槽1068间的距离W2与凹槽1068的宽度W1的比例为2至5,优选为 3至4。该多个凹槽1068可通过反应离子刻蚀制程(Reactive Ion Etching Process)形成。 硅层1064的厚度范围为100至1000纳米,优选为200至500纳米。二氧化硅层1066的厚度范围 为50至200纳米,优选为80至120纳米。所述的二氧化硅层1066可通过化学气相沉积法(CVD Process)制作。
红外光感应模组112位于前面板1024上。请参阅图4,红外光感应模组112包括一个感应 传感器1122,一个红外光通带滤光片(IR Passband Filter)1124,一个非球面镜片1126, 及一个红外光玻璃1128。红外光通带滤光片1124,非球面镜片1126,及红外光玻璃1128是沿 感应传感器1122由近至远的方向排列,且感应传感器1122、红外光能带滤光片1124、非球面 镜片1126及红外光玻璃1128是位于同一轴线上。该感应传感器1122为互补金属氧化物半导体 传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)和电荷耦合器件传感器( Charge Couple Device,CCD)中的一种。红外光玻璃1128可滤掉可见光,让红外光透过。 红外光感应模组112可接收红外光,并根据接收到的红外光的光轴与所述轴线的夹的改变 来感应动作传感装置10方向的改变。
该红外光通带滤光片1124的设计可参以下实施。该红外光通带滤光片1124对于光波长为 900~1000纳米的光,具有较高的光穿透率,光穿透率大于90%。而对于光波长在600~800纳米 范围内,及光波长在1100~1200纳米范围内,该红外光通带滤光片1124的对这些光线穿透率 均小少2%。该红外光通带滤光片1124是二氧化钛与二氧化硅交替形成的多层膜。其中,该膜 层数量为30至50。红外光通带滤光片1124可通过电子束沉积(Flectron Beam Deposition) 或离子束沉积(Ion-Beam Deposition)等制程制作。
本实施例所提供的动作传感装置10,当该动作传感装置10运动时,空气流通过面板的孔 进入收容部102而形成层流,层流撞击空气轴承滑块110而使空气轴承滑块110沿层流流动的 方向摇摆,压阻式传感器106可感应该空气轴承滑块110的运动状况。
需要指出的是,上述的动作传感装置10还包括数字信号处理面板(Digital Signal Processing Board)、动作传感装置主板(Mother Board)、蓝牙面板(Blue Tooth Board)、射频输入/输出面板(RF Input and Output Board)、电源管理面板(Power Management Board)及内置电源等功能面板。
压阻式传感器106及感应传感器1122的信号均输出至数字信号处理面板及主板,经数字 信号处理面板及主板处理后的信号可以通过蓝牙面板(用于短距离无线传输)或射频输入/ 输出面板(用于长距离无线传输),而蓝牙面板或射频输入/输出面板同时也可用以来自其 它装置的信号。
上述动作传感装置10可用于一个游戏设备上。举例说明,该游戏设备包括一个主机及该 动作传感装置10,当主机上运行一个动作游戏,如网球游戏,用户可手持该动作传感装置 10来模拟游戏中角色的动作,如网球正手回球、反手回球、扣球等动作。该动作传感装置10 的模拟动作通过蓝牙面板或射频输入/输出面板反馈至主机而实现游戏中角色的动作。
另外,本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化。当然,这些依据本发明精神 所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
QQ群二维码
意见反馈