[發(fā)明專利]一種選擇性激發(fā)和接收非對稱聲波的交互裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711379928.5
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN107918508B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉源
• 申請（專利權(quán)）人: 南京優(yōu)觸電子科技有限公司
• 主分類號: G06F3/043
• 分類號: G06F3/043;H04R17/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種通過選擇性激發(fā)和接收平板非對稱聲波實現(xiàn)的交互界面裝置，該交互界面裝置包含一個一定尺寸的平板，以及至少一組聲電換能器；其特征在于：該平板至少具有一個局部幾何區(qū)域能夠?qū)τ趯ΨQ型傳遞的超聲波產(chǎn)生衰減效應(yīng)，從而保證所述聲電換能器主要檢測到的是點擊觸碰時激發(fā)產(chǎn)生的非對稱型模式傳遞的超聲波；該局部區(qū)域內(nèi)平板的表面非水平面而是相對于平板半高度面的具有一定角度的對稱坡形表面；同時所述聲電換能器兩兩相對，在平板上相對于半高度面對稱布置；所述聲電換能器為壓電陶瓷盤片，其兩面均覆蓋有銀涂層電極；所述聲電換能器兩兩一組，并具有相反的極性，每組在平板上的位置為相對于平板正中面即半厚度面為對稱；壓電陶瓷盤片與平板接觸的一面電極與雙股電線焊接相連，并受金屬外殼保護，構(gòu)成一個兜帽機械結(jié)構(gòu)，形成一個電磁屏蔽法拉第籠；兜帽內(nèi)部填充有樹脂，使其內(nèi)部整體具有一定機械性能，可簡便且精確的布置在所述平板上；所述壓電陶瓷盤片為圓盤狀、半圓形或長方形；所述對稱坡形表面長度L的范圍為30mm到40mm，坡面弧度小于或等于0.1rad，同時：

a)：所述的聲電換能器通過粘接與所述平板相連，并通過導(dǎo)電線連接到信號處理元件處后，平板在坡面處被坡度占據(jù)的面積填充為金屬粉，從而減少超聲波在平板邊緣發(fā)生反射或折射而產(chǎn)生的回聲效應(yīng)；

b)：所述平板由于坡面加工空出的面積被金屬外殼所覆蓋，所述外殼表面與平板中心表面保持水平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互界面裝置，其特征在于：所述平板的四個頂點部分分別被四組所述聲電換能器占據(jù)，并通過電路和程序方法，推導(dǎo)一個點擊觸碰發(fā)生在所述平板表面上的位置(xr，yr)；推導(dǎo)方法為根據(jù)點擊觸碰到達(dá)不同換能器組的傳遞時間的不同；所述點擊觸碰是剛性物體與平板短時間接觸產(chǎn)生。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互界面裝置，其特征在于：所述聲電換能器的任一組或幾組，均可利用所述平板作為語音輸入的振膜，并經(jīng)過帶通濾波，選擇性接收低頻聲波信號，模擬麥克風(fēng)錄制語音信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互界面裝置，其特征在于：所述交互界面裝置具有第五組聲電換能器，通過在所述平板上選擇性激發(fā)調(diào)制音頻的聲波信號，用于音頻信號的播放功能即擴音器功能；所述第五組聲電換能器為圓盤狀或長方形；實現(xiàn)音響播放功能的換能器由兩個壓電陶瓷盤片組成，在工作狀況下，兩者的振動信號具有一個90度的相位差；所述交互界面裝置可通過編程實現(xiàn)音頻信號被一個高頻信號調(diào)制；所述第五組聲電換能器與前四組聲電換能器一樣被安置于平板的坡面，并覆蓋有環(huán)氧樹脂；通過環(huán)氧樹脂吸收振動的特性，以及音頻信號按組次播放，避免造成其他傳感器組的信號飽和。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互界面裝置，其特征在于：所述交互界面裝置具有電路及程序組件，可以通過編程，在所述平板上模擬按鈕，并提供播放預(yù)先錄制的音樂交互功能，或?qū)⑽恢眯畔?xr，yr)傳遞到其他設(shè)施供交互使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互界面裝置，其特征在于：所述交互界面裝置具有電路及程序組件，可以通過無線或有線方式，建立檢測到的點擊觸碰位置(xr，yr)與電腦屏幕上的像素之間的一一對應(yīng)關(guān)系；當(dāng)計算機屏幕投影在所述平板表面，同時投影屏幕的尺寸與平板檢測觸碰的特征尺寸經(jīng)過調(diào)節(jié)實現(xiàn)一致時，檢測到的觸碰位置可與投影位置實現(xiàn)重合，從而可以模擬鼠標(biāo)光標(biāo)功能；一次點擊模擬鼠標(biāo)左鍵功能，短時間內(nèi)連續(xù)兩次點擊可模擬鼠標(biāo)右鍵功能；同時錄音功能和擴音器功能可以與電腦設(shè)備或聲卡設(shè)備進行連接，在觸控交互時實現(xiàn)播放視頻或音樂的功能。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互界面裝置，其特征在于：所述交互界面裝置具有平整表面，可以整體裝配進入一個桌面或一個櫥窗，實現(xiàn)：交互展示櫥窗、交互桌臺、智能公交站臺、廣告牌，或者公共展示牌；以及裝配進地面，實現(xiàn)交互地板智能家居產(chǎn)品。