[发明专利]一种选择性激发和接收平板非对称声波的交互界面装置

权利要求书

1.一种选择性激发和接收平板非对称声波的交互界面装置，该交互界面装置包含一个一定尺寸的平板，以及至少一组声电换能器；其特征在于：所述平板至少具有一个局部几何区域能够对于对称型传递的超声波产生衰减效应，从而保证所述声电换能器主要检测到的是点击触碰时激发产生的非对称型模式传递的超声波；该局部区域内平板的表面非水平面而是相对于平板半高度面的具有一定角度的对称坡形表面；同时所述声电换能器两两相对，在平板上相对于半高度面对称布置；所述声电换能器为压电陶瓷盘片，其两面均覆盖有银涂层电极；所述声电换能器两两一组，并具有相反的极性，每组在平板上的位置为相对于平板正中面即半厚度面为对称；压电陶瓷盘片与平板接触的一面电极与双股电线焊接相连，并受金属外壳保护，构成一个兜帽机械结构，形成一个电磁屏蔽法拉第笼；兜帽内部填充有树脂，使其内部整体具有一定机械性能，可简便且精确的布置在所述平板上；所述压电陶瓷盘片为圆盘状、半圆形或长方形；所述平板的边缘需要保持平整，或进行倒圆加工；同时：

a)：所述的声电换能器通过粘接与所述平板相连，并通过导电线连接到信号处理元件处后，平板在坡面处被坡度占据的面积填充为金属粉，从而减少超声波在平板边缘发生反射或折射而产生的回声效应；

b)：所述平板由于坡面加工空出的面积被金属外壳所覆盖，可用于装配所述界面进入其他产品，所述外壳表面与平板中心表面保持水平；

c)：所述平板坡面弧度小于或等于0.1rad。

2.根据权利要求1所述的交互界面装置，其特征在于：所述平板的四个顶点部分分别被四组所述声电换能器占据，并通过电路和程序方法，推导一个点击触碰发生在所述平板表面上的位置(xr，yr)；推导方法为根据点击触碰到达不同换能器组的传递时间的不同；所述点击触碰是刚性物体与平板短时间接触产生。

3.根据权利要求2所述的交互界面装置，其特征在于：所述声电换能器的任一组或几组，均可利用所述平板作为语音输入的振膜，并经过带通滤波，选择性接收低频声波信号，模拟麦克风录制语音信号。

4.根据权利要求2所述的交互界面装置，其特征在于：所述交互界面装置具有第五组声电换能器，通过在所述平板上选择性激发调制音频的声波信号，用于音频信号的播放功能即扩音器功能；所述第五组声电换能器为圆盘状或长方形；实现音响播放功能的换能器由两个压电陶瓷盘片组成，在工作状况下，两者的振动信号具有一个90度的相位差；所述交互界面装置可通过编程实现音频信号被一个高频信号调制；所述第五组声电换能器与前四组声电换能器一样被安置于平板的坡面，并覆盖有环氧树脂；通过环氧树脂吸收振动的特性，以及音频信号按组次播放，避免造成其他传感器组的信号饱和。

5.根据权利要求2所述的交互界面装置，其特征在于：所述交互界面装置具有电路及程序组件，可以通过编程，在所述平板上模拟按钮，并提供播放预先录制的音乐交互功能，或将位置信息(xr，yr)传递到其他设施供交互使用。

6.根据权利要求2所述的交互界面装置，其特征在于：所述交互界面装置具有电路及程序组件，可以通过无线或有线方式，建立检测到的点击触碰位置(xr，yr)与电脑屏幕上的像素之间的一一对应关系；当计算机屏幕投影在所述平板表面，同时投影屏幕的尺寸与平板检测触碰的特征尺寸经过调节实现一致时，检测到的触碰位置可与投影位置实现重合，从而可以模拟鼠标光标功能；一次点击模拟鼠标左键功能，短时间内连续两次点击可模拟鼠标右键功能；同时录音功能和扩音器功能可以与电脑设备或声卡设备进行连接，在触控交互时实现播放视频或音乐的功能。

7.根据权利要求1所述的交互界面装置，其特征在于：所述交互界面装置具有平整表面，可以整体装配进入一个桌面或一个橱窗，实现：交互展示橱窗、交互桌台、智能公交站台、广告牌，或者公共展示牌；或者装配进地面，实现交互地板智能家居产品。