專利名稱：一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，屬信息處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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，將筆跡真實地顯示在 電腦上，然后實現(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。但其缺點是對溫度敏感，工作溫度范圍窄，另外的主要缺點是 價格昂貴。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。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)容本實用新型的目的是將小角度的超聲波換能器應(yīng)用于數(shù)碼筆，大大降低所需超聲 波發(fā)射器的成本，從而降低了整個數(shù)碼筆產(chǎn)品的成本，也增加了數(shù)碼筆的工作溫度范圍。本 實用新型解決了超聲波換能器發(fā)射角度小的問題，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。本超聲波聲束導(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，當聲束到達反射裝置的發(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。采用不同的反射面的反射裝置就可以控制反射出導(dǎo)腔的超聲波的強弱和角度。當 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度的超聲波信號。當采用是凸型的曲面的反射面，根據(jù)反射 定理，就可以保證有較強的超聲波信號被反射導(dǎo)出導(dǎo)腔。當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ο

圖1是當反射裝置的反射面為直圓錐形的數(shù)碼筆分解示意圖。圖2是當反射裝置的反射面為圓錐形的數(shù)碼筆組裝示意圖。圖3是當反射裝置的反射面為平面形的數(shù)碼筆分解示意圖。圖4是當反射裝置的反射面為半球形的數(shù)碼筆分解示意圖。在各圖中，1.導(dǎo)腔，2.超聲波換能器，3.柵欄，4.反射裝置，5.反射面
具體實施方式
以下是第一個實施例。參見示意圖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 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。以下是第二個實施例。參見示意圖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。以下是第三個實施例。參見示意圖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。
權(quán)利要求一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于其由導(dǎo)腔、反射裝置和柵欄組成，在導(dǎo)腔內(nèi)設(shè)有超聲波換能器發(fā)射超聲波，導(dǎo)向裝置的的柵欄處設(shè)有反射裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置的柵欄處還設(shè) 有反射面，所述的反射面可以是直圓錐形。
3.按權(quán)利要求1所述的一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置的柵欄處還設(shè) 有反射面，所述的反射面可以是半球形。
4.按權(quán)利要求1所述的一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置的柵欄處還設(shè) 有反射面，所述的反射面可以是是平面。
5.按權(quán)利要求1所述的一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置的柵欄處還設(shè) 有反射面，所述的反射面可以是凸型的曲面。
6.按權(quán)利要求1所述的一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于導(dǎo)向裝置中的超聲波換 能器可以是壓電陶瓷超聲波換能器。
專利摘要一種超聲波聲束導(dǎo)向裝置，其特征在于其包括導(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。
文檔編號G06F3/041GK201638552SQ20092015587
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者馮穗力, 旋永南, 苗勝, 陳基春 申請人:旋永南