[发明专利]具有固定于交互面的至少三个换能器的冲击定位装置的制造方法

说明书

冲击定位装置的制造方法，装置包括：具有接收冲击的前表面的交互面(12)；以及至少三个换能器(PT)，应分布并固定在交互面(12)的前表面(A)或后表面(B)上；制造方法包括以下步骤：确定(102)每个换能器(PT)在交互面(12)的前表面(A)或后表面(B)上的中心定位点(C)；通过形成第一电极的其下导电层(28)将每个换能器(PT)围绕其中心定位点(C)固定(102)。制造方法在固定(102)每个换能器(PT)之后还包括使用机床(32)机加工(104)至少一个换能器(PT)的自由上导电层(26)至少直至换能器(PT)的中间压电层(24)的步骤，以便使换能器(PT)的第二电极(34)围绕中心定位点(C)定中而形成。

技术领域

本发明涉及一种冲击定位装置的制造方法，该冲击定位装置具有固定在交互面上的至少三个换能器。本发明还涉及由这种制造方法产生的冲击定位装置。

更具体地，本发明涉及冲击定位装置的制造，该冲击定位装置包括具有用于接收冲击的前表面的交互面、以及至少三个换能器，这些换能器需分布并固定在交互面的前表面或后表面上，换能器设计成用于捕获来自冲击的在交互面中传播的机械行波并将机械行波转换为电信号，制造方法包括以下步骤：

-确定每个换能器在交互面的前表面或后表面上的中心定位点，

-将每个换能器围绕其中心定位点固定，每个换能器具有：形成第一电极的下导电层，通过其将换能器固定在交互面的前表面或后表面上；中间压电层；和用于形成第二电极的自由上导电层。

背景技术

已知多种具有交互面的装置，例如显示装置、移动电话或其他便携式个人数字辅助装置。其界面通常是一种扁平矩形屏幕，用户可以使用弹珠、笔甚至手指与之交互。例如，自动冲击定位式的游戏或运动射击设备可以包括这样的装置以及在交互面或交互板上、特别是在其前表面或后表面上显示的靶样。然而，应当指出，本发明更普遍地应用于具有能够使来自冲击的机械行波传播的交互面的任何类型的物体，该交互面不必须是平坦的，也不必须具有矩形轮廓。

交互面是指具有一定厚度的二维或三维表面，当其受到诸如触摸、接触力、机械脉冲或甚至是撞击之类的冲击时，能够在材料静态和动态弹性意义上而言改变形状，因此允许传播由换能器可检测到的、来自冲击位置的机械行波、尤其是诸如兰姆波的表面声波。表面变形可以是肉眼无法感知的亚毫米级的。塑料、玻璃或金属表面是合适的。

每个已知的具有交互面的装置均包括借助一种或多种检测技术的冲击定位装置。降低制造成本和减小尺寸的强烈趋势旨在仅保留使用有限数量压电换能器的最简单的技术。

第一种解决方案在美国专利US 7 345 677 B2中公开。该解决方案是基于学习的冲击位置识别。所实施方法使至少一个测量到的声信号与参考集即所谓“签名集(ensemblede signatures)”之间互相关，该声信号是由于检测到对物体交互面的冲击而产生的声波而获得测量，参考集则包括预记录的声脉冲响应，每个响应都与一个预定的位置相关联，期望使所述一个预定的位置与一个功能相结合并在该位置受到冲击时识别出该一个预定的位置。

例如在美国专利US 8 330 744 B2中公开的第二种解决方案在于测量冲击对在不受这种冲击影响而在交互面中规则地发射的机械行波传播的干扰。该解决方案被认为比前面的解决方案更加精确和可靠，尤其是对于定性或跟踪冲击方面，但该解决方案仍基于通过学习识别冲击位置。

前两个解决方案具有依赖于学习的缺点，该学习可能既实施复杂又在介质或交互面发生变化时很快就无法使用。它们还需要相当庞大的计算能力。

第三较为陈旧的解决方案基于测量冲击产生的波包向多个压电探测器的传输时间差和借助根据探测器的假设位置预先建立的数学公式对波包发射源位置三角测量的分析计算。例如在美国专利US 6 933 930 B2中详细描述了分析计算的一种示例。因此，该解决方案需要冲击定位装置，其包括：