大角度超聲波聲束導向裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大角度超聲波聲束導向裝置，屬信息處理領域。
【背景技術】
[0002]現在公開的數碼筆產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，然后實現在電腦上任意編輯、存儲、打印，廣泛地應用在電化教學、會議演講等各種領域和場合。其中基于超聲波原理的數碼筆系統(tǒng)中，是利用超聲波傳播速度較慢的特性，根據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。
[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，使用在數碼筆上時，接收器很容易出現接收不到信號的情形，使用在數碼筆上效果很差。
[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生了反射、折射和透射現象。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聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現有技術不足，提供一種大角度超聲波聲束導向裝置，使其產生的聲束的在經過導向裝置后，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域。
[0006]本發(fā)明是這樣實現的:大角度超聲波聲束導向裝置，包括導腔、反射裝置和柵欄，此裝置可以使在導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出到導腔外通過空氣繼續(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出到導腔外通過空氣繼續(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出導腔，形成在360度的角度內強度比較均勻的超聲波，可以用于超聲波數碼筆的定位。若采用不規(guī)則形狀的反射面，就可以導出在不同角度上有不同強度的超聲波信號。
[0008]當采用是凸型的曲面的反射面，根據反射定理，就可以保證有較強的超聲波信號被反射導出導腔。
[0009]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腔的空氣中傳播，會通過柵欄的空隙導出到導腔外通過空氣繼續(xù)傳播，從而形成360度的超聲波聲束。
【附圖說明】
[0010]圖1是當反射裝置的反射面為直圓錐形的數碼筆分解示意圖。
[0011]圖2是當反射裝置的反射面為圓錐形的數碼筆組裝示意圖。
[0012]圖3是當反射裝置的反射面為平面形的數碼筆分解示意圖。
[0013]圖4是當反射裝置的反射面為半球形的數碼筆分解示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0015]以下是第一個實施例。參見圖1，數碼筆的筆身可以作為此導向裝置的導腔1，將壓電陶瓷超聲波換能器2置于導腔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的空隙導出到導腔1外通過空氣繼續(xù)傳播，此時就將超聲波導向所需的方位，而且擴大超聲波的發(fā)射角度為360度，被導出的超聲波可以滿足數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碼筆組裝示意圖，通過這樣的超聲波聲束導向裝置，壓電陶瓷超聲波換能器2產生的小角度的超聲波信號被導向，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，可以用作超聲波數碼筆定位。
[0016]以下是第二個實施例。參見圖3，數碼筆的筆身可以作為此導向裝置的導腔1，將壓電陶瓷超聲波換能器2置于導腔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的空隙導出到導腔1外通過空氣繼續(xù)傳播，此時就將超聲波導向所需的方位，而且擴大超聲波的發(fā)射角度為360度，被導出的超聲波可以滿足數碼筆上的定位的要求。
[0017]以下是第三個實施例。參見圖4，數碼筆的筆身可以作為此導向裝置的導腔1，將某種超聲波換能器2置于導腔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的空隙導出到導腔1外通過空氣繼續(xù)傳播，此時就將超聲波導向所需要的方位，而且擴大超聲波的發(fā)射角度為360度，被導出的超聲波可以滿足數碼筆上的定位的要求。
【主權項】
1.大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:其由導腔(1)、反射裝置(4)和柵欄(3)組成，在導腔⑴內設有超聲波換能器(2)，導向裝置的的柵欄(3)處設有反射裝置(4)。2.根據權利要求1所述的大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:導向裝置的柵欄(3)處還設有反射面(5)，所述的反射面(5)可以是直圓錐形。3.根據權利要求1所述的大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:導向裝置的柵欄(3)處還設有反射面(5)，所述的反射面(5)可以是半球形。4.根據權利要求1所述的大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:導向裝置的柵欄(3)處還設有反射面(5)，所述的反射面(5)可以是是平面。5.根據權利要求1所述的大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:導向裝置的柵欄(3)處還設有反射面(5)，所述的反射面(5)可以是凸型的曲面。6.根據權利要求1所述的大角度超聲波聲束導向裝置，其特征在于:導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向裝置，包括導腔、反射裝置和柵欄，導腔是一般管道的形狀，柵欄與導腔連接，反射裝置的反射面包被含于導腔和柵欄內。此裝置可以使超聲波換能器發(fā)射的在導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出到導腔外通過空氣繼續(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