大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,屬信息處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在公開的數(shù)碼筆產(chǎn)品可以在普通紙上寫字、繪畫的同時,將筆跡真實(shí)地顯示在電腦上,然后實(shí)現(xiàn)在電腦上任意編輯、存儲、打印,廣泛地應(yīng)用在電化教學(xué)、會議演講等各種領(lǐng)域和場合。其中基于超聲波原理的數(shù)碼筆系統(tǒng)中,是利用超聲波傳播速度較慢的特性,根據(jù)在超聲波接收器在不同位置上接收到超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波信號的時間差來確定發(fā)射器和接收器的相對位置。超聲波數(shù)碼筆的發(fā)射器基本使用聚氟乙烯(PVDF)膜材料做成的發(fā)射頭發(fā)射超聲波信號,在瞬間高電壓激勵下發(fā)射出的聲束的發(fā)射角度為360度,較好地滿足了其數(shù)碼筆的要求。但其缺點(diǎn)是對溫度敏感,工作溫度范圍窄,另外的主要缺點(diǎn)是價格昂貴。
[0003]市面上常見的壓電陶瓷超聲波換能器體積小,靈敏度高、性能可靠、價格低廉,是遙控、遙測、報警等電子裝置,其聲束指向性較高,超聲波發(fā)射角度一般在60度左右,因其發(fā)射角度小,使用在數(shù)碼筆上時,接收器很容易出現(xiàn)接收不到信號的情形,使用在數(shù)碼筆上效果很差。
[0004]由于超聲波的波長短,超聲波射線可以和光線一樣,能夠反射、折射,也能聚焦。超聲波在從一種組織傳播到另一種組織,由于組織聲阻抗不同,在聲阻抗改變的分界面上便產(chǎn)生了反射、折射和透射現(xiàn)象。由反射定理知道,反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,使其產(chǎn)生的聲束的在經(jīng)過導(dǎo)向裝置后,超聲波的發(fā)射角度可以達(dá)到360度,滿足了使用在數(shù)碼筆上的需要,提高了工作溫度范圍、和可靠性,大大降低了成本,而且也可以使用在其它領(lǐng)域。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,包括導(dǎo)腔、反射裝置和柵欄,此裝置可以使在導(dǎo)腔空氣中傳播的超聲波在反射裝置的反射面被反射后再通過柵欄的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔外通過空氣繼續(xù)傳播,從而形成在一個平面上最大傳播角度為360度的超聲波聲束。當(dāng)將超聲波換能器裝置在導(dǎo)腔中某一位置,其發(fā)射面朝向反射裝置,超聲波換能器發(fā)射出的超聲波聲束在導(dǎo)腔的空氣中傳播,當(dāng)聲束到達(dá)反射裝置的發(fā)射面后被反射,會通過柵欄的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔外通過空氣繼續(xù)傳播,從而形成360度的超聲波聲束。
[0007]采用不同的反射面的反射裝置就可以控制反射出導(dǎo)腔的超聲波的強(qiáng)弱和角度。當(dāng)采用直圓錐和半球形的反射面時,可以將超聲波均勻地導(dǎo)出導(dǎo)腔,形成在360度的角度內(nèi)強(qiáng)度比較均勻的超聲波,可以用于超聲波數(shù)碼筆的定位。若采用不規(guī)則形狀的反射面,就可以導(dǎo)出在不同角度上有不同強(qiáng)度的超聲波信號。
[0008]當(dāng)采用是凸型的曲面的反射面,根據(jù)反射定理,就可以保證有較強(qiáng)的超聲波信號被反射導(dǎo)出導(dǎo)腔。
[0009]當(dāng)采用的反射面是一個平面時,超聲波換能器發(fā)射出的超聲波聲束在導(dǎo)腔的空氣中傳播,會通過柵欄的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔外通過空氣繼續(xù)傳播,從而形成360度的超聲波聲束。
【附圖說明】
[0010]圖1是當(dāng)反射裝置的反射面為直圓錐形的數(shù)碼筆分解示意圖。
[0011]圖2是當(dāng)反射裝置的反射面為圓錐形的數(shù)碼筆組裝示意圖。
[0012]圖3是當(dāng)反射裝置的反射面為平面形的數(shù)碼筆分解示意圖。
[0013]圖4是當(dāng)反射裝置的反射面為半球形的數(shù)碼筆分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]以下是第一個實(shí)施例。參見圖1,數(shù)碼筆的筆身可以作為此導(dǎo)向裝置的導(dǎo)腔1,將壓電陶瓷超聲波換能器2置于導(dǎo)腔1前端,壓電陶瓷超聲波換能器2發(fā)射的超聲波聲束會在安置在筆尖處反射裝置4的直圓錐形反射面5反射后向四周傳播,當(dāng)圓錐錐角是90度角時,根據(jù)反射定理,超聲波聲束會以90度角被反射,然后通過柵欄3的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔1外通過空氣繼續(xù)傳播,此時就將超聲波導(dǎo)向所需的方位,而且擴(kuò)大超聲波的發(fā)射角度為360度,被導(dǎo)出的超聲波可以滿足數(shù)碼筆上的定位的要求。參見附圖2,這是一個當(dāng)反射裝置的反射面為直圓錐形的數(shù)碼筆組裝示意圖,通過這樣的超聲波聲束導(dǎo)向裝置,壓電陶瓷超聲波換能器2產(chǎn)生的小角度的超聲波信號被導(dǎo)向,成為沿與筆身垂直方向傳播,且其發(fā)射角度為360角度超聲波信號,可以用作超聲波數(shù)碼筆定位。
[0016]以下是第二個實(shí)施例。參見圖3,數(shù)碼筆的筆身可以作為此導(dǎo)向裝置的導(dǎo)腔1,將壓電陶瓷超聲波換能器2置于導(dǎo)腔1的某個位置,壓電陶瓷超聲波換能器2發(fā)射的超聲波聲束會在安置在筆尖處反射裝置4的反射面5上漫反射后向四周傳播,然后通過柵欄3的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔1外通過空氣繼續(xù)傳播,此時就將超聲波導(dǎo)向所需的方位,而且擴(kuò)大超聲波的發(fā)射角度為360度,被導(dǎo)出的超聲波可以滿足數(shù)碼筆上的定位的要求。
[0017]以下是第三個實(shí)施例。參見圖4,數(shù)碼筆的筆身可以作為此導(dǎo)向裝置的導(dǎo)腔1,將某種超聲波換能器2置于導(dǎo)腔1某個位置,超聲波換能器2發(fā)射的超聲波聲束會在安置在筆尖處反射裝置4的半球形反射面5反射后向四周傳播,然后通過柵欄3的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔1外通過空氣繼續(xù)傳播,此時就將超聲波導(dǎo)向所需要的方位,而且擴(kuò)大超聲波的發(fā)射角度為360度,被導(dǎo)出的超聲波可以滿足數(shù)碼筆上的定位的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:其由導(dǎo)腔(1)、反射裝置(4)和柵欄(3)組成,在導(dǎo)腔⑴內(nèi)設(shè)有超聲波換能器(2),導(dǎo)向裝置的的柵欄(3)處設(shè)有反射裝置(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:導(dǎo)向裝置的柵欄(3)處還設(shè)有反射面(5),所述的反射面(5)可以是直圓錐形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:導(dǎo)向裝置的柵欄(3)處還設(shè)有反射面(5),所述的反射面(5)可以是半球形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:導(dǎo)向裝置的柵欄(3)處還設(shè)有反射面(5),所述的反射面(5)可以是是平面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:導(dǎo)向裝置的柵欄(3)處還設(shè)有反射面(5),所述的反射面(5)可以是凸型的曲面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,其特征在于:導(dǎo)向裝置中的超聲波換能器(2)可以是壓電陶瓷超聲波換能器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大角度超聲波聲束導(dǎo)向裝置,包括導(dǎo)腔、反射裝置和柵欄,導(dǎo)腔是一般管道的形狀,柵欄與導(dǎo)腔連接,反射裝置的反射面包被含于導(dǎo)腔和柵欄內(nèi)。此裝置可以使超聲波換能器發(fā)射的在導(dǎo)腔空氣中傳播的超聲波在反射裝置的反射面被反射后再通過柵欄的空隙導(dǎo)出到導(dǎo)腔外通過空氣繼續(xù)傳播,從而形成360角度的超聲波聲束。
【IPC分類】G10K11/28
【公開號】CN105336319
【申請?zhí)枴緾N201510811319
【發(fā)明人】劉德忠
【申請人】劉德忠
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月5日