TWI293571B - Device for animating facial expression - Google Patents

Description

1293571 » * 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 【先前技術】 隨者科技的發展與進步，人形雷子奘罟似 見各式各樣的臉部表情’如微笑、皺·。 /、 數種用以模仿臉部表情之機構設計被提出，如美二 ：0?249510 叶，以達到模仿ί述之先剛技藝皆係利用複雜之機構設 ri，情之目的’ _造喊時，不僅較耗費時 θ而且成本亦較兩。此外，關於美國專利公告第6352 464啼 號，錢.和 以解Ξί述=明之主要射在於提供—種臉部表情驅動裝置， 【發明内容】 本發明之一範疇在於提供一種臉部表情驅動裝置，該臉部 Μ區動裝置僅藉由至少—彈性構件以及至少—致動器，即可於一 臉上呈現各式各樣的臉部表情。不僅機構設計簡單，且亦可降低 成本。 一 根據一較佳具體實施例，本發明之臉部表情(Facial expressic)n) 驅動裝置包含至少一彈性構件(Resilient版她句以及至少一致動 器（Actuator)。彈性構件係作為一臉上之一臉部部位(Fadai 1293571 传且具有一第一端以及一第二端。彈性構件之 ΐ祕=轉動樞接於致動器’且彈性構件之第二端係 或下嘴唇 致動器用以致動彈性構狀第-端轉動，致使3 邱位ϋ ;臉上呈現各式各樣的臉部表情。於此實施例中，臉π ί!__Ιί眉毛物此贿）、上眼驗(Eyelid)、下眼臉、上嘴唇“ 二端=可之臉部表情驅動裝置，由於彈性構件之第 '!·主’ίίίί會產生f曲，進而於臉上呈現各式各樣的臉部ί 个月。不僅機構設計簡單，且亦可降低成本。 ㈣表 圖 4-曰^本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附 式侍到進一步的瞭解。 ，ηί 【實施方式】 本發明之臉部表情(Facial expression)驅動裝置係用以致動一 =之臉部部位(Facial feature)(如眉毛、眼睛、嘴巴等），以 式各，的臉部表情。請參閱圖一，圖一係繪示一人形臉 ui^an ike face)l之示意圖。如圖一所示，人形臉i上具有眉毛 % r〇W)1〇a、10b、眼睛(Eye)20a、20b、嘴巴(Mouth)30 以及表 皮40為達到上述有關本發明之範脅，所採用之技術手段 及其餘功效，兹舉數個較佳具體實施例加以說明如下·· 第一較佳具體實施例： 第一較佳具體實施例係說明本發明之臉部表情驅動裝置用 於致動人形臉1上之眉毛10a、勘之作用原理。由於致動眉毛 10a以及10b之作用原理相同，以下乃以致動眉毛i〇a為例說明 之0 7 1293571 四’圖二鱗示根據本發明第—較佳具體實 置、12a之示意圖。圖三係繪示圖二中臉部 二二祕丨μ /之外觀視圖。圖四係緣示圖一中眉毛收、1〇b 驅動^置12a包含^^意圖。於此實施例中，臉部表情 ^ 3 弟一弹性構件(Resilient member)120、一第一 J A^uator)122 ^^-^~^^#(Resilient enclosure) 124 〇 第-弹性套124係用以包覆第一彈性構件12()，以呈現人形臉工 ^之-第-臉部部位，亦即眉毛1Ga。第―彈性構件12()具有— 苐-端々120a以及-第二端遍。如圖三所示，第一彈性構件 120之第-端120a係可轉動地樞接於第一致動器122。第一彈性 構件>120之第二端120b係被可轉動地固定於人形臉丨之表皮4〇 内。第一致動器122係用以致動第一彈性構件12〇之第一端12〇& 轉動，致使第一臉部部位(眉毛10a)可於人形臉丨上呈現各式各樣 的^部表情。舉例而言，如圖二所示，若第一致動器122致動第 彈性構件120之第一端n〇a往箭頭al的方向轉動，則眉毛 l〇a會於人形臉1上呈現如圖四所示之臉部表情(拱形）。同理，眉 毛l〇b亦可於人形臉1上呈現如圖四所示之臉部表情(拱形）。 於上述之第一實施例中，第一彈性構件12〇可為一彈簧 (Spring)或其他類似元件，且第一致動器122包含一馬達(M〇t^ (未顯示），以致動第一彈性構件120之第一端i2〇a。 於上述之第一實施例中，人形臉1之表皮40可為一彈性表 皮(Resilient skin)，且第一彈性構件120與彈性表皮4〇相連接， 藉此，彈性表皮40會與第一彈性構件120 —起被第一致動器12’2 致動，進而呈現更活潑生動之臉部表情。 ^ 於另一較佳具體實施例中，第一彈性構件120亦可直接連梦 在表皮40之背面，而不須第一彈性套124，即可呈現如圖四所示 之臉部表情。 1293571

t I 第二較佳具體實施例： 除邮ii閱圖五係緣示根據本發明第二較佳具體實施例之 =表=驅動裝置12a’之示意圖。臉部表情驅動裝置l2a，與臉部 ϋ動裝置ua主料同之處在於臉部表無絲置i2a，另包 二，器126.°第—彈性構件120之第二端_係可轉動 樞接於第一致動器126。第二致動器126係配合第一致 致動第一彈性構件120之第二端120b轉動’致使第一臉^ =部表情驅，裝置12a，之作用原理與圖三中之臉部表情驅動J | 置12a相同，在此不再贅述。 於上狀第二實施例中，第二致動器、126包含一馬達(未顯 不），以致動第一彈性構件120之第二端12%。 . 第三較佳具體實施例·· 第二較佳具體實施例係說明本發明之臉部表 1 20a.20b i it之作用原理相同，以下乃以_目«撕二3 > 212 ，眼睛施包含一上眼驗以及一下眼瞼 请參酬-、圖六以及圖七，圖六彳轉示根據本發明第三 之ίΓ表情驅動裝置22a之示意圖。圖七係綠^ 二中眼目月20a、施於人形臉丨上呈現臉部表情之示意圖。 實施例中，臉部表情驅動裝置22a包含一第一彈性構件 、— f 一致動器222、-第-彈性套224、-第二彈性構件226、 三致動器228以及一第二彈性套230。第一彈性 f 覆第-彈性構件220，以呈現人形臉丨上之 即眼睛20a之上眼驗200，並且第二彈性套23〇係用以^第亦 彈性構件226，以呈現人形臉！上之一第二臉部部位，亦即目^ 9 1293571 〒〇a之上眼驗202。第-彈性構件220具有一第一端論以及一 ^-端220b，並且第二彈性構件226具有一第篇以及一 弟四端226b。 μ位如ΐ六所不’第一彈性構件220之第一端220a係可轉動地 一致動器222，且第一彈性構件220之第二端雇係被 了，動地固定於人形臉1之表皮4〇内。第二彈性構件226之第 二端226a係可轉動地樞接於第三致動器228，且第二彈性構件 =26之第四端226b係被可轉動地固定於人形臉丨之表皮4〇内。 f 一致動器222係用以致動第-彈性構件22〇之第一端2施轉 動，並且第三致動器228係用以致動第二彈性構件226之第三端 226a轉動，致使第一臉部部位(眼睛2〇a之上眼瞼2〇〇)以及第二 臉部部位(眼睛施之下眼臉2〇2)可於人形臉1 i呈現各式各樣的 臉部表情。舉例而言，如圖六所示，若第一致動$ 222致動第一 生構件220之第一端220a往箭頭a2的方向轉動，且第三致動 f 228致動第二彈性構件226之第三端226a往箭頭^的方向轉 動，則眼睛?0a之上眼瞼200以及下眼瞼202會於人形臉、上呈 現如圖七所示之臉部表情(眼睛20a張開）。同理，眼睛2〇b亦可 於人形臉1上呈現如圖七所示之臉部表情(眼睛施張開）。 於上述之第三實施例中，第一彈性構件22〇以及第二彈性構 ，226可分別為一彈簧或其他類似元件，且第一致動器222以及 第二致動器228分別包含一馬達(未顯示），以致動第一彈性構件 220之第一端22〇a以及第二彈性構件226之第三端226a。 於上述之第三實施例中，人形臉丨之表皮4〇可為一彈性表 皮，且第一彈性構件220以及第二彈性構件226分別與彈性表皮 相連接，藉此，彈性表皮40會與第一彈性構件220以及第二 彈性構件226 —起被第一致動器222以及第三致動器228致動， 進而呈現更活潑生動之臉部表情。 1293571 I j 第四較佳具體實施例·· 清參閱圖八’圖八係繪示根據本發明第四較佳具體實施例之 臉=表情驅動裝置22a，之示意圖。臉部表情驅動裝置22a，與臉部 • 表^驅動裝置22a主要不同之處在於臉部表情驅動裝置22a，係利 • 用，動态232取代第三致動器228與第一致動器222，以同時 =動弟彈性構件220以及第二彈性構件226。圖八中之臉部表 U驅動裝置22a’之作用原理與圖六中之臉部表情驅動裝置22a相 同’在此不再贊述。 弟五較佳具體實施例： 請參閱圖九，圖九係繪示根據本發明第五較佳具體實施例之 臉1表情驅動裝置22a”之示意圖。臉部表情驅動裝置22a，，與臉部 土情，動裝置22a主要不同之處在於臉部表情驅動裝置22a，，另包 含了第二致動器234以及一第四致動器236。第一彈性構件220 之第二端f20b係可轉動地樞接於第二致動器234，且第二彈性構 件^26之第四端22你係可轉動地樞接於第四致動器236。第二致 ，器234係配合第一致動器222以致動第一彈性構件22〇之第二 端22〇\轉動，並且第四致動器236係配合第三致動器228以致 ❿ f第二彈性構件226之第四端226b轉動，致使第-臉部部位(眼 目月20a之上眼瞼2〇〇)以及第二臉部部位(眼睛施之下眼瞼2〇2)可 =人形巧，1上主現各式各樣的臉部表情。圖九中之臉部表情驅動 裝置22a”之作用原理與圖六中之臉部表情驅動裝置22&相同， 此不再贅述。 於上述之第五實施例十，第二致動器234以及第四致動器 236分別包含一馬達(未顯示），以致動第一彈性構件22〇之第二端 220b以及第二彈性構件226之第四端226b。 於上述之第五實施例中，第四致動器236與第二致動器234 亦可設計為同一致動器，視實際應用而定。 11 1293571

» I 第六較佳具體實施例： 請參閱圖十，圖十係繪示圖一 ， 臉部表情之示意圖。如圖—所示 於人形臉1上呈現 . 及一下嘴唇302。於此實施例中，包含一上嘴唇300以 於致動人形臉1上之嘴巴30之你田气月之臉部表情驅動裝置用 •㈤’在林再魏。如圖切示上述之第三實施例相 開，進而呈現各式各樣的臉2ί。302轉動時，嘴巴％會被打 φ 第七較佳具體實施例： 請參閱圖六、圖十、圖十—以乃 _卞一係繪不圖十中嘴巴3〇於人形 丨〜口 =臉部表情驅動裝置32與臉部表情驅動裝 部表情驅動裝置32進-步包含一第五致動器320,第 二ΪΪΪ 3以及一第二連桿組324。第一連桿組您包含-Ϊ 含以ίΓ第一短連桿3挪’並且第二連桿組324包 麄第一 第二短連桿32仙。如圖十一所示， ❿ # J連杯、现係错由樞紐地與第二長連桿324a樞接在- 長連桿322a係藉由樞紐340b與第一短連桿322b樞接 在一起，並且第二長連桿324a係藉由搞紐340(^干第 接在—起。第—短連桿322b以及第二短連桿现分別ί 接於第五致動器320上之一轉盤3200。 如圖十一所示，第五致動器320係藉由第一連桿組322與第 一致動严222以及第三致動器228相連接，並且藉由第二連^旱組 324與第二致動器234以及第四致動器236相連接，藉此，當第 五致動器320致動轉盤32〇〇轉動時，第一短連桿322b9以及g二 短連才干324b可分別帶動第一長連桿322a以及第二長連桿324a產 12 1293571 閉合之動作，進而調整第-彈性構件22〇以及 f _嘴唇3_合，膽人形臉〗上 十—中之臉部表雜動裝置32之仙原理與圖 八中之臉^卩表丨月驅動裝置22a相同，在此不再贅述。 -於上述之第七實施例中，第五致動$ 32〇 示）’以致動第-連桿、组322以及第二連桿組324。馬達(未-頁 於上述之第七實施例中’第三致動器228與第—致 ΐίΐ為t致動器，第四致動器236與第二致動器234 ^可設 汁為同一致動器，視實際應用而定。 口 紐根據本發日狀料表情鶴裝置，當致動 器致動彈性構件之苐-端轉動時，彈性構 rif飾為臉眉毛、眼睛、嘴巴等，並可進—步盘彈性矣 3 潑生動之臉部表情。本發明之臉 動裝置不僅機構汉汁簡早，且亦可降低成本。 藉由以上較佳具體實樹列之詳述，係清 ΐΙΤ^Τ"5 及限制。相反地’其目的是希望能涵蓋各種改變 明所欲申請之專利範圍的範嘴内。因 *本發麟中μ之專利祀圍的範脅應該根據上 一解釋’以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安^寬 13 J29357l t 【圖式簡單說明】 阖一係繪示一人形臉之示意圖。 裝置示根據本發日謂—較佳频實_之臉部表情驅動 圖三係綠示圖二愤部表情鶴裝置之外觀視圖。 圖四鱗示圖一中眉毛於人形臉上呈現臉部表情之示意圖。 |置ίίίί示根據本發明第二較佳具體實施例之臉部表情驅動 襄置根據本發明第三較佳具體實施例之臉部表情驅動 圖七鱗示圖-令眼睛於人形臉上呈現臉部表情之示意圖。 裳置發明第四較佳具體實施例之臉部表情驅動 裝置树料五較佳具體實施例之臉部表情驅動 圖十騎示圖-中嘴巴於人形臉上呈現臉部表情之示意圖。 動裝示根據本發明第七較佳具體實施例之臉部表情驅 圖。圖十二係繪示圖十中嘴巴於人形臉上呈現臉部表情之示意 【主要元件符號說明】 14 1293571 I Ϊ 1 :人形臉 10a、10b ·眉毛 12a、12a’、22a、22a’、22a”、32 :臉部表情驅動裝置 120、220 ··第一彈性構件 120a、220a ··第一端 120b、220b ··第二端 122、222 :第一致動器 124、224 :第一彈性套 126、234 ··第二致動器 20a、20b ··眼睛 200 :上眼瞼 > 202 :下眼瞼 226 :第二彈性構件 226a ··第三端 226b ··第四端 228 ··第三致動器 230 :第二彈性套 232 :致動器 236 :第四致動器 30 :嘴巴 300 :上嘴唇 302 :下嘴唇 320 ··第五致動器 > 3200 :轉盤 322 :第一連桿組 324 :第二連桿組 322a :第一長連桿 322b :第一短連桿 324a :第二長連桿 324b :第二短連桿 340a、340b、340c :樞紐 40 :表皮 al、a2、a3 :指示方向之箭頭 15

Claims (1)

1293571 十、申請專利範圍： 1、 一種臉部表情(Facial expression)驅動裝置，包含： 一苐一彈性構件(Resilient member)，用以帶動_臉部之一第 一臉部部位(Facial feature)，該第一彈性構件具有一第一端 ，及一第二端，其中，該第一彈性構件之該第一端以及該 第—端均係以可轉動地方式相對固定於該臉部；以及 一第一致動器(Actuator)，該第一致動器係用以轉動該第一彈 性構件之該第一端，致使該第一彈性構件產生形變而 該臉部之該第一臉部部位。 2、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含一第一彈性套 (Resilient enclosure)，用以包覆該第一彈性構件，以呈 臉部部位。 王兄成弟一 3、 2請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第一彈性構件為一彈 簧(Spring)。 斤 4、 ϊΓϊί，圍第1項所述之裝置，其中該第—臉部部位係選自 U群、、且的/、中之一.眉毛(Eyebrow)、上眼瞼(Eyel 瞼、上嘴唇(Lip)以及下嘴唇。 良 5、 如中請專利範圍第丨項所述之錢’其中該第—致動 達(Motor)。 巧 6、 如中請專利範圍IM項所述之裝置，其中該臉上包含—彈 _細峨娜表皮之對應該 7、 如中請專利範圍第i項所述之裂置，進—步 該第二致動器係用以轉動該第—彈性構件之該第二端。° 8、 如申請專利範圍第7項所述之襄置，其中該第二致動$包含一馬 16 1293571 達。 9、 述之装置，進-步包含-第五致動器、 連桿以及-第-短連’該第—連桿組包含一第一長 與ί第工:=長= 接-_相連接，並且藉 1〇' 及 器包含一馬 η、ϊ申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該第五致動 12、如申^利範圍幻項所述之裝置 . 一弟二彈性構件，作為該臉 * 性構件具有-第三端以二臉部部位，該第二彈 件之該第三端以及該第四:端’其中’該第二彈性構 及 ^句係以可轉動地方式固定；以 ίίίϋ動該第三致動器係用以致動 該第二彈性構件之 13、如申請專利範圍第12項所述之 套，用以包覆該第二彈性構件， 進步包含一第—彈性 王現該弟二臉部部位。 17 1293571 14、 15、 16、 17、 其中該第二彈性構件為一 其中該第一臉部部位為上 其中該第一臉部部位為上 其中該第三致動器包含一 如申請專利範圍第12項所述之裝置， 彈簧。 & 如申請專利範圍第12項所述之裝置， 眼瞼，且該第二臉部部位為下眼瞼。 如申請專利範圍第12項所述之裝置， 嘴唇，且該第二臉部部位為下嘴唇。 如申請專利範圍第12項所述之裝置， 馬達。 18、 致第 =項所述之震置，其中該第三致動器與該第 19、 範圍第12項所述之裝置，其中該臉上包含一彈性表 構件以及該第二彈性構件分別連接二i 第==第及該第二彈性構件-起被該 2〇、如申請專利範圍第12項所述之裝置 ㈣第二致動器係致動該第-彈性構件⑶動 21、 請專利範圍第2〇項所述之裝置，其中該第二致動器包含- 22、 如申請專利範圍第2〇項所述之裝置， 器，該第四致動器係致動該第二彈性構件；四致動 砍=請專利範圍第22項所述之襄置，其中該第四致動器包含一 四致動器與該第 24、如申請專利範圍第22項所述之裝置，其中談第 18 1293571 二致動器為同一致動器。 25、 如申請專利範圍第22項所述之裝置，進一步包含一第五致動 器、一第一連桿組以及一第二連桿組，該第一連桿組包含一 一長連桿以及一第一短連桿，該第二連桿組包含一第二 以及-第二短連桿，該第-長連桿係與該第二長^二 起，該第一長連桿係與該第一短連桿樞接在 ^ 桿係與該第二短連桿樞接在一起，該第五 由 二連桿組與該第二致魅以及該細致動器相^接。猎亥弟 26、 如申請專利範圍第25項所述之裝置， 致動器上，該第一短連桿以及該 轉皿汉置於该弟五 盤，藉此，當該第五桿分別^接於該轉 以及該第二短連桿可分別帶動誃 i轉動時，該第一短連桿 產生相對應的打開或閉合之動^，長，桿以及該第二長連桿 及該第二彈性構件之長度。 而调整該第一彈性構件以 27、 如申請專利範圍第26項所述 馬達。 t ，，、中該第五致動器包含一 19