專利名稱：接觸傳感裝置及方法
接觸傳感裝置及方法本申請是2000年12月18日提交的申請?zhí)枮?0817654.X的發(fā)明專利申請"接觸傳感裝置"的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明是有關(guān)接觸傳感裝置及方法。
背景技術(shù)：
直觀顯示器通常包含某種型式的接觸傳感屏幕。在例如掌上型計算機的 下一代便攜式多媒體裝置出現(xiàn)后，其變得更普遍。利用波以檢測接觸的最近 建立的技術(shù)是表面聲波(SAW)。其將在玻璃屏幕表面上產(chǎn)生高頻波，并利用 手指觸摸后的衰減以檢測觸摸位置。這一方法為"飛逝的時間 (t ime-of-f 1 ight)",其中利用到達一或更多的傳感器的擾動時間以檢測位 置。當々某體^、非分散性方式工作，亦即波速在所關(guān)注的頻率范圍內(nèi)無顯著的 變化時，這一方法是可行的。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種確定與一有源接觸傳感裝置上的接觸有關(guān)的信 息的方法，包含以下步驟提供一可維持彎曲波振動的面板形式的部件；從 該部件上的一個位置產(chǎn)生該部件中的彎曲波振動，以探查與接觸有關(guān)的信 息；在離散的位置接觸該部件，以便生成在該部件中所產(chǎn)生的彎曲波振動的 變化；在該部件的兩個位置上，測量該部件中的變化的彎曲波振動，以確定 所測得的彎曲波信號；以及處理所測得的彎曲波信號，以計算與接觸有關(guān)的 信息，該處理包括施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性 波來源的傳播信號。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種有源接觸傳感裝置，包括可維持彎曲波振動、并在被激勵時形成聲音輻射器的部件；耦接到該部件的一個或多個激勵器， 用于激勵該部件中的彎曲波振動，以探查與在該部件的表面上產(chǎn)生的接觸有 關(guān)的信息，并使該部件產(chǎn)生聲音輸出；耦接到該部件的至少一個傳感器，用 于測量該部件中的彎曲波振動；可操作地耦接到所述至少 一個傳感器的處理 器，用于根據(jù)由接觸產(chǎn)生、并由所述至少一個傳感器測量的在該部件中的彎 曲波振動的變化，來處理與接觸有關(guān)的信息，并施加校正，以將所測得的彎 曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種有源接觸傳感裝置，包括可維持彎曲波振動 的部件；耦接到該部件的發(fā)射轉(zhuǎn)換器，用于激勵該部件中的彎曲波振動，以 探查與接觸有關(guān)的信息；耦接到該部件的至少一個傳感器，用于測量該部件 中的彎曲波振動；可操作地耦接到所述至少一個傳感器的處理器，用于根據(jù) 由接觸產(chǎn)生、并由所述至少 一個傳感器測量的在該部件中的彎曲波振動的變 化，來處理與在該部件的表面上產(chǎn)生的接觸有關(guān)的信息，并用于施加校正， 以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種確定與一接觸傳感裝置上的接觸有關(guān)的信息的 方法，包含以下步驟 一是供一可維持彎曲波振動的部件；在該部件中產(chǎn)生彎 曲波振動，以探查與接觸有關(guān)的信息；在離散的位置接觸該部件，以便生成 在該部件中所產(chǎn)生的彎曲波振動的變化；測量該部件中的變化的彎曲波振 動，以確定所測得的彎曲波信號；以及處理所測得的彎曲波信號，以計算與 接觸有關(guān)的信息，該處理包括施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成 從非分散性波來源的傳播信號。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于可維持彎曲波振動、并在被激勵時形成聲 音輻射器的部件的方法，該方法包括使用耦接到該部件的發(fā)射轉(zhuǎn)換器來激 勵彎曲波振動；在耦接到該部件的至少一個傳感器中，測定與在該部件的表 面上產(chǎn)生的接觸有關(guān)的、該部件中的彎曲波振動；以及處理由所述至少一個 傳感器測量的與接觸有關(guān)的信息，并施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn) 換成從非分散性波來源的傳播信號，從而識別與接觸有關(guān)的信息。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種確定有關(guān)在一接觸傳感裝置上接觸的信息所述 的方法，包含的步驟為提供一可維持彎曲波的部件，在離散的位置接觸該部件，以在部件中產(chǎn)生彎曲波振動的變化，至少提供一個附著至該部件的測量裝置，以測量在部件中變化的彎曲波 振動因而確定所測量的彎曲波信號，以及處理所測得的彎曲波信號以計算有關(guān)接觸的信息。接觸可為輸入筆(stylus)或手指接觸的形式。該輸入筆可為手握式鋼筆 的形狀。所計算的信息可為接觸的位置或可為其它信息，例如接觸的壓力或尺 寸。有關(guān)接觸信息可在中央處理器中計算?？捎弥辽僖粋€安裝在部件邊緣或與部件邊緣相隔的傳感器測量彎曲波 傳播。傳感器的形式可為一傳感轉(zhuǎn)換器(sensing transducer),其可將彎曲 波振動轉(zhuǎn)換成模擬輸入信號?？捎卸嘤谝粋€的傳感器。彎曲波振動意謂著例如接觸的激勵，其將一些平面位移傳予部件。有許 多彎曲材質(zhì)，某些具有完全的平方根分散關(guān)系的純彎曲，而某些為純彎曲及 剪性彎曲的混合。分散關(guān)系描述了波的平面速度與波頻率的相關(guān)性。部件的 材料特性及激勵頻率確定了振動的相對幅度。彎曲波為分散性的，亦即彎曲波的速度與頻率有關(guān)。因擾動記號隨時間 逐漸散播，故此特性-使得任何"飛逝的時間"方法不是4艮恰當。因此，本方 法還包含將來自非分散波來源的所測量的彎曲波信號加以校正，其以將轉(zhuǎn)換 成傳播信號的步驟。 一旦加入了校正，用于雷達及聲納領(lǐng)域的技術(shù)方法可用 來檢測接觸的位置。利用彎曲波傳播的一個重大的優(yōu)點是彎曲波為體波(bulk wave),其包 含整個部分的移動，而非只是表面。相反，大部分其它的接觸傳感技術(shù)依賴 的是表面效應(yīng)，因而易受到表面的損壞的影響。因此，利用彎曲波的接觸傳 感裝置應(yīng)是更堅固且對表面的劃傷較不敏感等。利用校正可為處理彎曲波信號的第 一 步。所利用的校正最好是基于維持 彎曲波的部件材料的分散關(guān)系。這一分散關(guān)系通過將彎曲波方程式與部件材 料已知的實際參數(shù)結(jié)合來模型化。另外，可用一激光振動計測量分散關(guān)系， 以便在部件中對許多已知的頻率產(chǎn)生振動模式(pattern)的圖像，從而提供 在所關(guān)注的頻率范圍中的分散關(guān)系。通過對部件中的移動可持續(xù)地取樣以進行彎曲波傳播的測量。將所測得 的彎曲波信號與一參考信號(例如在接觸前已形成的信號)相比較，當接觸時 可識別。可比較信號的幅度或其它特性。 一旦形成接觸，可記錄所測得的彎曲波信號，然后加以處理。部件可為平板(plate)或面板(panel)的形式。該部件可為透明的或選擇 非透明的，例如具有印刷的圖形。該部件可具有均勻的厚度。另外，部件可 具有更復(fù)雜的形狀，例如彎曲的表面及/或可變的厚度。若彎曲波可能從接 觸位置行進至傳感器之一(不管是多復(fù)雜的路徑)，通過提供一例如類神經(jīng)網(wǎng) 路的自適應(yīng)算法以解譯傳感器所收到的彎曲波信號的接觸位置，該方法可適用于復(fù)雜形狀的部件?？赡苄栌袛?shù)個傳感器。該方法可涉及純無源式(passive)傳感。換句話-說，^"觸所引起的部件 中彎曲波振動的變化可為對部件中彎曲波振動的激勵。換句話說，對無源式 傳感器并無其它彎曲波振動源。通過記錄在各傳感器脈沖到達的時間、比較 這些時間以確定各傳感器距脈沖源的相對距離并將相對距離交叉以得接觸 的位置，可計算出接觸的位置。通過接觸的最被碰擊或摩擦移動可產(chǎn)生彎曲 波振動以及所測量的彎曲波信號。最少可有三個傳感器。增加用于檢測接觸或接觸位置的傳感器數(shù)目提供了額外的信息，且因而 可提供更準確的檢測。另外地或附加地，可在較長的時間段分析在各傳感器 所收到的彎曲波信號，以致不僅測量了直接信號(亦即脈沖最先到達轉(zhuǎn)換器 的信號)且也測量了來自部件邊緣的反射。這一方法近似于向各現(xiàn)有的傳感 器加入鏡面反射的方案。利用這一方式，所得的額外信息可用于提供較高的 準確度或減少傳感器的數(shù)目。在計算接觸的位置之后，可進一步處理所測得的彎曲波信號以確定接觸 有關(guān)的其它信息。輸入筆在部件上的移動將會產(chǎn)生受部件上輸入筆的位置、 壓力及速度影響的連續(xù)信號。可從該連續(xù)信號推導(dǎo)出的連續(xù)時間數(shù)據(jù)，可用 于推導(dǎo)出在各種應(yīng)用上其它有用的信息。一種應(yīng)用可為簽字辯認，其為圖形辯認的更一般性工作的子集合。例如 這些從復(fù)雜的數(shù)據(jù)畫出圖形的應(yīng)用，其優(yōu)點主要來自在連續(xù)時間數(shù)據(jù)中出現(xiàn) 的額外獨立信息。因而這一方法還可包含實現(xiàn)用于處理連續(xù)時間凝:據(jù)的類神 經(jīng)網(wǎng)路的步驟?？梢砸唤M例子訓(xùn)練該類神經(jīng)網(wǎng)路，例如由一特定物件所寫的 一組簽字或根據(jù)人書寫過程所引起的典型變化的知識所產(chǎn)生的集合。類神經(jīng)網(wǎng)路的基本特性是可用的獨立信息愈多，所得出結(jié)論的準確度愈 高。因為是與在部件表面上輸入筆的速度及壓力相關(guān)，在連續(xù)時間數(shù)據(jù)中許 多可用的信息是完全與位置信息無關(guān)的。因此額外的信息將增加準確的簽字辯認的可能性。該方法還可包含對簽字的時間響應(yīng)的實例的第二類神經(jīng)網(wǎng)路 的訓(xùn)練。利用由使用者產(chǎn)生的或從壓力及速度預(yù)期的變化的知識的更多例子 訓(xùn)練，可實現(xiàn)其它的改進。另外，連續(xù)時間數(shù)據(jù)可用于手寫的辯認、"雙擊"的檢測或接觸強度 的牙企測，例如點擊有多強。利用連續(xù)時間數(shù)據(jù)中脈沖形狀的圖像，可實現(xiàn)對 "雙擊"及點擊強度兩者的檢測?？梢岳帽绕渌鼈鹘y(tǒng)的技術(shù)更慢的位置 取樣速率。相比較而言，傳統(tǒng)上對筆、手指等接觸的檢測是在預(yù)定的取樣率下進行 的，而有關(guān)接觸位置的信息是從點的集合建立的。并無連續(xù)的時間信息，因 而無法進行上述的許多應(yīng)用，或者只可在較低滿意度下進行。因為各類型的輸入筆所產(chǎn)生的特性頻率不同，所以所測得的彎曲波信號 的頻率含量的測量可用于確定接觸類型。例如硬輸入筆將比軟手指產(chǎn)生更高 的頻率。因而可建立利用手拿的筆輸入裝置的接觸傳感裝置，若操作者的手 觸及該接觸傳感裝置也不致將其觸發(fā)。由不同類型的輸入筆所產(chǎn)生的頻率差異意味著可達到的絕對空間分辨率的差異；愈高的頻率轉(zhuǎn)變成愈大的分辨率。然而，分辨率的差異通常與討 論中接觸的要求一致。例如，以手指輸入所需的空間分辨率通常低于尖銳端 輸入筆預(yù)期的空間分辨率。接觸所產(chǎn)生的頻率相當?shù)?，亦即一般為音頻而非超聲波的頻率。因此， 部件最好可維持音頻范圍的彎曲波振動。因而與用做揚聲器的聲音輻射器相 似的部件也可用做為接觸傳感裝置。接觸傳感裝置還可包含一安裝于部件上的發(fā)射轉(zhuǎn)換器，以產(chǎn)生部件中的 彎曲波振動，因而探查有關(guān)接觸的信息。因此該部件可為聲音輻射器，且在 部件的彎曲波振動可用于產(chǎn)生聲音的輸出。雖然有會影響無源式傳感的其它 型式噪聲信號，不過這種振動可當做是噪聲信號。當有外部噪聲信號時，本方法還可包含將噪聲信號與接觸所產(chǎn)生的信號隔離的技術(shù)，例如1) 預(yù)測在短時間內(nèi)噪聲信號的響應(yīng)的預(yù)測濾波。與預(yù)測值的差異很可能是 由接觸而非發(fā)射轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生。2) 通過利用所產(chǎn)生聲音信號的連續(xù)記錄與發(fā)射轉(zhuǎn)換器至傳感器的傳遞函 數(shù)，將噪聲信號模型化。這使得能比預(yù)測濾波更加準確地預(yù)測噪聲信號。3) 以用于定位接觸(例如，交叉法)位置的相同方式，利用多個傳感器以確定發(fā)射轉(zhuǎn)換器的位置。這一信息有利于將發(fā)射轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的彎曲波與接觸 所產(chǎn)生的彎曲波相分開。另夕卜，噪聲信號可用做部件中接觸的有源(active)探測。因此本方法還 可包含在部件中產(chǎn)生彎曲波，以形成有源的檢測，換句話說，與接觸產(chǎn)生的的波的響應(yīng)有關(guān)。在部件中的彎曲波可由來自安裝在部件上的轉(zhuǎn)換器的激勵信號產(chǎn)生。該 轉(zhuǎn)換器可具有雙功能，亦即做為發(fā)射轉(zhuǎn)換器及傳感器。另外，可在部件上安 裝一發(fā)射轉(zhuǎn)換器及至少 一個傳感器。接觸的效應(yīng)可為反射性、吸收性的，或者二者的組合。對于反射，發(fā)射 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生了彎曲波，其反映接觸并由同一轉(zhuǎn)換器或獨立的傳感器所檢測。 然后可以利用材料分散關(guān)系信息處理時間或頻率響應(yīng)的信號。以產(chǎn)生從發(fā)射 轉(zhuǎn)換器或來源經(jīng)過接觸至該傳感器所行進的距離。單一測量足以區(qū)別兩個明顯距離分開的接觸位置。然而，可能需要更多 信息以更準確地確定接觸位置?？梢杂枚鄠€傳感器4全測反射以達到這一 目 的，而可從該發(fā)射轉(zhuǎn)換器或從某些或全部傳感器用的不同來源發(fā)出激勵信 號。以任一種方式，各傳感器對接觸位置做了獨立測量，通過結(jié)合增加轉(zhuǎn)換 器數(shù)目可逐漸提供更準確的接觸位置。另外一種增加位置準確度的方式可為在較長時間內(nèi)測量部件中的彎曲 波振動，因而增加在各次測量的信息。頻率響應(yīng)方面，這可對應(yīng)于較高的頻 率分辨率。該擴展的信號也可含有關(guān)由于接觸的直接及間接反射的信息。間 接反射為從接觸經(jīng)一或更多的邊界反射而到達傳感器的信號。這一方法可看 做等同于在起始傳感器的鏡面位置加入更多的傳感器，且可用于僅以一個組 合的來源/傳感轉(zhuǎn)換器來確定準確的接觸位置。可將一種自行測量方案融入接觸傳感裝置以測量在部件中的材料分散關(guān)系。當無接觸時，邊界反射仍會出現(xiàn)，這對規(guī)則形狀而言是顯現(xiàn)對應(yīng)于至 各邊界的距離的強烈反射。對于一特定的實施方式，已知發(fā)射轉(zhuǎn)換器，傳感 器及邊界位置，以提供一組已知的參考點。然后可最優(yōu)化一表示材料分散關(guān) 系的平滑函數(shù)以環(huán)繞(warp)頻率軸，因而恢復(fù)對應(yīng)于這些參考點的周期性。 若有需要，通過附加其它已知的參考點(例如在一預(yù)定位置的接觸)，可進行 進一步的最優(yōu)化。這一方式使得在實施有源傳感技術(shù)時不需先知道材料分散關(guān)系。另外， 其可用于對面板特性中出現(xiàn)的小制造容差或由熱、濕度等引起的變化的微 調(diào)。對一種基于反射的方案，純吸收需要不同的實施方法。因而這一方法可 包含實施一種"射線追蹤方案"，其中而接觸的效應(yīng)是中斷入射在一或更多 傳感器的波?？捎芍苯蛹町a(chǎn)生入射在傳感器的波，例如由在相對位置的一 或更多發(fā)射轉(zhuǎn)換器，或者由來自一或更多邊界反射的間接激勵。對于間接激 勵，發(fā)射轉(zhuǎn)換器可置于在包括鄰近傳感器的位置的任何位置。再者，間接激 勵使得能夠檢測由于做為邊界反射的來源及傳感器的單一轉(zhuǎn)換器的吸收接觸o入射波的中斷也可導(dǎo)致對吸收點的繞射。繞射效應(yīng)使得吸收式方法對比 在純射線追蹤情況更寬的區(qū)域傳感。接觸位置可在入射在傳感器的彎曲波的 直接路徑外，且仍可影響傳感器所收到的信號。吸收所得的信息可為比在反 射接觸更復(fù)雜的形式。因此可能需要更具智能化的檢測算法，例如類神經(jīng)網(wǎng) 路。轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的激勵信號最好很好地抑制噪聲信號，且最好沒有聽得見 的有害或聽覺上明顯的影響。因此，激勵信號可具有極小的幅度或可為與噪聲信號相似。對于后者，為了計算，可將特定關(guān)聯(lián)性隱藏在噪聲信號中，以便理解。另外，激勵信號可為聽不見的，亦即將頻率增加至超過20千赫茲 的超聲波。這所具的優(yōu)點是可利用大的信號幅度，且高頻率轉(zhuǎn)變成高空間分 辨率。然而，部件須能維持這一超聲波信號。許多種材料均是^艮合適的，例 如，玻璃、晶體聚苯乙烯。 可從下列信號的任一個信號選取激勵信號1. 脈沖式激勵-注意若其具有足夠的幅度，這將導(dǎo)致很差的噪聲抑制及可 聽見。2. 頻帶限制的噪聲-這一信號比在任何指定頻帶中的大多數(shù)有較少聽得見 的損害，且具有可將其調(diào)諧至最適當頻帶的優(yōu)點。此外，其可為超聲波的。3. 穩(wěn)態(tài)正弦波-具有極佳的信號對噪聲比，不過在聲音頻帶時為可完全聽 見的。其改良是將頻率置于聲音頻帶外或利用多個具有隨機相對相位的緊密 相隔的正弦波，因而使得信號聽來更像噪聲之類。這為聽起來像噪聲的信號 的一個實例，不過具有改進信號對噪聲電平比的隱藏關(guān)聯(lián)性。這種軌跡(trace)的另一實例是MLS (最大長度序列)信號。4. 褲火聲(chirp)信號-這是為確定在寬廣頻率范圍系統(tǒng)的頻率響應(yīng)所廣泛 使用的信號。然而，這僅在聽不見的超聲波頻率才可是實用的。5. 聲音信號-當將部件用做為揚聲器的聲音輻射器時，可將其饋入轉(zhuǎn)換器。 在此情況下，并無具有聽得見的損害效應(yīng)的激勵信號的問題，因為這正是導(dǎo) 致所要的聲音輸出的信號。當將傳感器與發(fā)射轉(zhuǎn)換器緊密放在一起或者為同一轉(zhuǎn)換器時，發(fā)射轉(zhuǎn)換器所 產(chǎn)生的背景信號通常遠大于與接觸相關(guān)聯(lián)的信號。這樣可能引起的問題可按 許多方式緩和。例如，對于脈沖式激勵信號，可將在傳感器的測量予以控制， 以便在發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的向外波將比傳感器前進得更遠之后開始測量。然 而，因脈沖式激勵信號具有較差的噪聲抑制特性，延長時間的激勵信號比脈 沖式激勵信號更通用。對于延長時間的激勵信號，有可用于改進接觸記號的相對幅度的機械或 其它的技術(shù)，例如1) 將傳感器置于距發(fā)射轉(zhuǎn)換器約1/4波長處，因而在傳感器位置所檢測的 向外波的幅度為最小。若接觸信號是限制在相當狹窄的頻率范圍，可利用這 一技術(shù)。2) 將發(fā)射轉(zhuǎn)換器及傳感器置于一個驅(qū)動點，并將發(fā)射轉(zhuǎn)換器及傳感器設(shè)計 成按正交形體特性耦合。例如， 一彎曲轉(zhuǎn)換器及一慣性耦合的轉(zhuǎn)換器可置于 同一點。由任一轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的向外波不會為另一個轉(zhuǎn)換器檢測到。然而，通 過最大化其相對幅度，將檢測到由于接觸或邊界所反射的的二次波。3) 注重電氣領(lǐng)域的問題。利用掃描(swept)正弦波及解調(diào)級可實現(xiàn)頻率響應(yīng) 的測量。來自發(fā)射轉(zhuǎn)換器的向外波產(chǎn)生一頻率響應(yīng)的大背景值，在這一值上 疊加了由于接觸引起的較小反射的細微結(jié)構(gòu)。在解調(diào)(例如由啾聲解調(diào)電路) 之后，輸出可為在大的平穩(wěn)變化的背景上的小紋波。因此，當這一輸出通過 高通濾波器時，相對于大背景可突出該相關(guān)的細微結(jié)構(gòu)。4) 通過將具有足夠的準確度所測得的信號數(shù)字化，使得其將對大背景頂上 的細微結(jié)構(gòu)很敏感。然后通過可以數(shù)字域中的濾波突出該細微結(jié)構(gòu)。依轉(zhuǎn)換器的使用而定，其可為二、三或四端器件。二端器件可分別用做 傳感器或發(fā)射轉(zhuǎn)換器。另外，它們可用做為雙功能轉(zhuǎn)換器，而由器件的阻抗 確定傳感的功能。三及四端器件利用單獨的轉(zhuǎn)換器做為傳感器及發(fā)射轉(zhuǎn)換器。對于三端器件，傳感器及發(fā)射轉(zhuǎn)換器共用一共同的電極，而在四端器件 中傳感器與發(fā)射轉(zhuǎn)換器是電氣上隔離的。各發(fā)射轉(zhuǎn)換器或傳感器可為直接粘著至部件的彎曲片式轉(zhuǎn)換器，例如壓 電式轉(zhuǎn)換器。彎曲片式轉(zhuǎn)換器通常為方向性的，在某些應(yīng)用上是很有利的。 由它們的體形確定可達到的指向性，并因此可相應(yīng)地調(diào)諧。其它優(yōu)點包括高 轉(zhuǎn)換效率、低成本及相當?shù)膹姸?。另夕卜，各發(fā)射轉(zhuǎn)換器或傳感器可為以單點耦合至部件的慣性轉(zhuǎn)換器。該 慣性轉(zhuǎn)換器可為電動式或壓電式。若在所關(guān)注的頻率，相比較于部件中彎曲 波長，接觸點很小，則慣性轉(zhuǎn)換器通常為全向式的。對于應(yīng)用上的特定布局，可在圍繞部件邊緣或部件表面上相對地相等間 隔放置轉(zhuǎn)換器及/或傳感器。使用已置于適當位置做為傳感及/或發(fā)射轉(zhuǎn)換器的聲音轉(zhuǎn)換器。這一實 施方式可利用最小額外硬件增加接觸屏幕的便利性。然而，若這一方案不可 能，則小的壓電元件可成為最適當?shù)霓D(zhuǎn)換器，這因為它們特別地適合可用做 有源傳感的超聲波頻率。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，所提供的接觸傳感裝置包含一可維持彎曲波 振動的部件及裝于該部件上的傳感器，該傳感器用于測量在部件中的彎曲波 振動并將信號傳送至一處理器，該處理器處理與由于接觸所產(chǎn)生的部件中彎 曲波振動的變化而在部件表面上的接觸有關(guān)的信息。接觸傳感裝置可為無源式傳感器，在部件中彎曲波振動僅由接觸而非由 任何其它來源所激勵。另外，接觸傳感裝置可為有源式傳感器。因而接觸傳 感裝置還可包含一發(fā)射轉(zhuǎn)換器，用于激勵部件中的彎曲波振動因而探查與接 觸有關(guān)的信息。通過將發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的波的響應(yīng)與接觸引起的機械限制相 比較，以計算接觸有關(guān)的信息。部件可維持聲頻范圍的彎曲波。因而接觸傳感裝置可為一揚聲器，使得 該揚聲器的聲音輻射器做為接觸傳感裝置的部件起作用，及一做為接觸傳感 裝置的發(fā)射轉(zhuǎn)換器的激勵器，其安裝于聲音輻射器上，以激勵聲音輻射器中 彎曲波振動而產(chǎn)生聲音輸出。接觸傳感裝置還可包含顯示裝置，用于顯示由處理器所計算的接觸有關(guān) 的信息。因此，根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，提供了一作為接觸傳感裝置的顯 示屏幕。該顯示屏幕可為一包含可用于激勵或傳感彎曲波的液晶的液晶顯示屏幕。該屏幕可以維持在一寬廣頻率范圍中的彎曲波。對屏幕的直接接觸可觸發(fā)該接觸傳感裝置。因此，這一應(yīng)用使標準LCD屏幕無需其它機械元件就 提供了對接觸傳感的可能性。因為本方法可適于復(fù)雜的形狀，所以移動電話、手提式計算機或個人數(shù) 據(jù)助理可包含根據(jù)本發(fā)明的接觸傳感裝置。例如，根據(jù)本發(fā)明，對接觸很敏 感的連續(xù)式;f莫壓件(molding)可取代傳統(tǒng)上裝于移動電話的輔助鍵盤。這一 方案可降低成本并在聲頻應(yīng)用上提供擴充的使用范圍。在手提式計算機中， 根據(jù)本發(fā)明，作為接觸傳感裝置的連續(xù)式模壓件可以取代起鼠標控制器作用 的觸板。該模壓件可以按照鼠標控制器或其它替代物(例如鍵盤)實現(xiàn)。與其它技術(shù)相比較，彎曲波接觸傳感裝置及方法的優(yōu)點是1) 對接觸的位置及壓力兩者很敏感的更多用途的技術(shù)；2) 因無需透明接點陣列或磁觸點(tip)式的復(fù)雜傳感器等，故其為較便宜形 式的接觸傳感裝置；3) 通過控制部件的材料參數(shù)，可很容易標定裝置的尺寸及空間靈敏度；及4) 通過利用雙功能部件，在很緊的空間及重量限制下可實現(xiàn)良好品質(zhì)的聲 響。附圖簡述在附圖之中通過舉例以示意說明本發(fā)明，其中圖l表示根據(jù)本發(fā)明的接觸傳感揚聲器；圖2A及2B表示在接觸之前及之后彎曲波揚聲器；圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例融入無源式接觸傳感的第一揚聲器；圖4為4艮據(jù)本發(fā)明第二實施例融入無源式接觸傳感的第二揚聲器；圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的無源式傳感處理算法的方塊圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明第一實施例融入有源式接觸傳感的第一揚聲器；圖7為根據(jù)本發(fā)明第一實施例融入有源式接觸傳感的第一揚聲器；圖8為本發(fā)明的實施布局的方塊圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的有源式傳感處理算法的方塊圖；及

圖10a至10d為分散校正方法的曲線圖。實施本發(fā)明的最佳方式圖1表示一接觸傳感裝置10,其包含一安裝于顯示裝置14前方的透明 接觸傳感板12。顯示裝置14可為電視、計算機屏幕或其它直觀顯示裝置的 形式。 一鋼筆形狀的輸入筆18用來將文本20或其它內(nèi)容寫在該接觸傳感板 12上。透明接觸傳感板12也可為一可維持彎曲波振動的聲響裝置。三個轉(zhuǎn)換 器16是安裝于板12上。至少兩個轉(zhuǎn)換器16k為傳感轉(zhuǎn)換器或傳感器，因而 對板中的彎曲波振動很敏感且監(jiān)視著彎曲波振動。第三轉(zhuǎn)換器16也可為傳 感轉(zhuǎn)換器，因而這一系統(tǒng)對應(yīng)于圖3或圖4的無源式接觸傳感裝置。另夕卜，第三轉(zhuǎn)換器可為用于激勵板中的彎曲波振動的發(fā)射轉(zhuǎn)換器，因而 該系統(tǒng)對應(yīng)于圖5的有源傳感器。在圖7實施例的圖6中，有源式傳感器可 做為組合的揚聲器及接觸傳感裝置。圖2a及2b示出一利用彎曲波振動做為傳感元件的接觸傳感裝置22的 一般原理。接觸傳感裝置22包含一可維持彎曲波振動的面板24以及一安裝 于面板24上的傳感轉(zhuǎn)換器26,該轉(zhuǎn)換器用于檢測在該傳感轉(zhuǎn)換器26安裝 點的面板24的彎曲波振動。圖2a表示彎曲波振動的振動模式28，在這種 情況下為正常未中斷的振動模式，例如在指定頻率下的穩(wěn)態(tài)模式或一暫態(tài)脈 沖模式。在圖2b中，于接觸點30對面板24進行接觸，而改變了振動模式。通 過擾動已在面板24中的彎曲波路徑或通過產(chǎn)生從接觸點30發(fā)出的新彎曲 波，接觸可改變振動模式28。由傳感轉(zhuǎn)換器26檢測振動模式28的變化。 例如由一第一處理單元可從傳感轉(zhuǎn)換器的讀數(shù)確定接觸有關(guān)的信息。該信息 可傳送至一第二處理單元，其將信息輸出在顯示屏幕上。信息可包含接觸脈 沖的位置及壓力分布的細節(jié)，例如1) 接觸的x, y座標。2) 接觸的特性尺寸，例如1毫米對應(yīng)于鋼筆或輸入筆，l厘米對應(yīng)于手指。3) 接觸的壓力分布做為時間的函數(shù)。圖3及4更詳細地表示兩個接觸傳感裝置32、 33。接觸傳感裝置32, 33包含一可維持彎曲波振動的面板24以及三個用于在它們分別安裝點檢測 彎曲波振動的傳感轉(zhuǎn)換器26。當在接觸點30加上壓力時，則產(chǎn)生振動模式28。因裝置并不含發(fā)射轉(zhuǎn)換器，故裝置可當做是無源式接觸傳感裝置。因而 僅通過接觸產(chǎn)生面板中的彎曲波面板振動。在無源式傳感器中，面板24本體內(nèi)的脈沖開始了趨向面板24邊緣的彎 曲波行進。彎曲波是由如圖3圍繞邊緣等距離安裝的三個傳感轉(zhuǎn)換器26或 由如圖4安裝于面板24的表面上不過與面板24邊緣相隔的三個傳感轉(zhuǎn)換器 所檢測。對所測得的彎曲波信號進行處理以確定施加脈沖的空間原點及作用 力分布。圖5表示用于對在圖3或圖4中在各傳感轉(zhuǎn)換器26檢測到的彎曲波信 息處理的算法。該算法包含下列步驟i) 最優(yōu)化在各傳感轉(zhuǎn)換器的信號以將不想要的外界信號降至最低?？衫?信號的線性預(yù)測去預(yù)測及消除背景噪聲。ii) 計算在各轉(zhuǎn)換器的頻率響應(yīng)。iii) (視需要)若可從有源式傳感獲取時，添加關(guān)于接觸脈沖位置的信息。iv) 加入材料參數(shù)信息。v) 利用從步驟(U), (iii)及(iv)得到的信息；校正面板的分散性以獲得非 分散響應(yīng)。vi) 計算在接觸點指定脈沖形狀的接觸時間的響應(yīng)的反快速傅立葉轉(zhuǎn)換 (ff t)。vii) 輸出詳述脈沖形狀的信息及視需要的位置信息。 無源式傳感的優(yōu)點包含1) 本方法涵蓋超過一種的頻率且包含描述脈沖形狀所需的足夠頻率含量， 及2) 因本方法為無源式者，所需功率最低。無源式傳感的一個缺點是脈沖的頻率含量限制了所測得信號的頻率含 量。因此，將轉(zhuǎn)變成相當長的彎曲波長的高頻信息受到限制。因而信號的空 間分辨率受到限制。圖6及7更詳細表示另一種組合式接觸傳感及聲音裝置35， 37的。這 些裝置各含一可維持彎曲波振動的面板24及一用于激勵面板24中的彎曲波 振動的發(fā)射轉(zhuǎn)換器31。在圖6中的裝置35還包含兩個用于檢測在它們分別 的安裝點的彎曲波振動的另外的傳感轉(zhuǎn)換器26,而在圖7中的裝置37包含 一個另外的傳感轉(zhuǎn)換器26。當在接觸點30加上壓力時，振動模式28受到中斷。因這些裝置包含一發(fā)射轉(zhuǎn)換器31,可認定這些裝置為有源式接觸傳 感裝置。在圖6中，傳感及發(fā)射轉(zhuǎn)換器26, 31是圍繞面板24的邊緣等距離地隔 開，而在圖7中，傳感及發(fā)射轉(zhuǎn)換器26， 31是與面板24的邊緣形成距離并 安裝至其表面上。在圖7中的轉(zhuǎn)換器在面板的表面上等距地隔開。圖8及9示出有源式接觸傳感裝置的可能實施方式。在圖8中，中央處 理器34輸出一數(shù)字輸出信號36,該信號由數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DAC 38轉(zhuǎn)換 成模擬輸出信號40。該模擬輸出信號40饋至放大器42，其將放大的模擬輸 出信號44饋至發(fā)射轉(zhuǎn)換器31。該發(fā)射轉(zhuǎn)換器31發(fā)出激勵面板48中的彎曲 波46的彎曲波激勵信號。兩個傳感轉(zhuǎn)換器26在;^r測步驟50檢測在面^反48中的彎曲波。傳感轉(zhuǎn) 換器26將彎曲波振動轉(zhuǎn)換為模擬輸入信號52，這些信號饋入模擬-數(shù)字轉(zhuǎn) 換器ADC 54的輸入端。所形成的數(shù)字輸入信號56傳送至中央處理器34, 由該處理器確定有關(guān)接觸脈沖的位置及分布的信息58。在圖9中，表示確定接觸點位置的方法，其步驟如下，并可由圖6所示 的中央處理器執(zhí)行a) 測量在各傳感轉(zhuǎn)換器的頻率響應(yīng)。b) 校正面板的分散關(guān)系。c) 計算fft以提供非分散性媒體的時間響應(yīng)。d) 比較該時間響應(yīng)與無外界接觸面才反時的參考響應(yīng)。e) 識別來自接觸點的反射。f) 根據(jù)相關(guān)反射進行回波定位，以識別它們的來源。g) 輸出詳述接觸位置的信息。有源式傳感的優(yōu)點包含1) 因為這一技術(shù)測量對外界信號的響應(yīng)，高頻信息不受限制且可能有高的 空間分辨率，以及2) 對外界噪聲的感受度可大為降低。這可通過檢測在外界噪聲很小時的頻 帶(例如高于聲音頻譜)內(nèi)的響應(yīng)而實現(xiàn)。替代方法是為該信號提供特定的關(guān) 聯(lián)性，使得即使與背景噪聲相比很小時仍能檢測到。有源式傳感的缺點包含 1)這一技術(shù)比無源式可能對脈沖分布不敏感。然而，更復(fù)雜的處理可改善這一情況。例如，手指或鋼筆的壓力愈大，可能引入額外阻尼的程度愈大。 這可由相當筒單的另外的數(shù)據(jù)處理來識別，以及2)對外界信號的需求可能比無源式測量需要更高功率。通過將激勵信號降 至盡可能地小時即可使這一缺點最小。此外，當激勵信號在高頻時，可利用 壓力轉(zhuǎn)換器，其具有非常高效率的優(yōu)點。在許多應(yīng)用中， 一個單一的彎曲波^接觸傳感裝置的實施方式通?？赡懿?足以適應(yīng)所有情況。例如當無聲音經(jīng)這一裝置插-;改時，無源式傳感器將工作 得很好。然而，當播放大聲的音樂時，在聲音頻帶外的頻率或利用音樂信號 做為激勵的有源式傳感器更為適合。因此超過一個特定實施方案的組合可證 明為是最佳解決方式。再者，在無源式與有源式傳感之間的過渡區(qū)，可從兩 種技術(shù)獲得有用的信息。圖10a至10d表示一種將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性媒體的 傳播信號的可能校正方法。圖10a為表示任意單位的響應(yīng)對時間的分散性脈 沖響應(yīng)的曲線圖。圖10b為顯示任意單位的響應(yīng)對頻率的分散性頻率響應(yīng)的 曲線圖。圖10c為表示任意單位的響應(yīng)對頻率的非分散性頻率響應(yīng)的曲線 圖。圖10d為表示任意單位的響應(yīng)對時間的非分散性脈沖響應(yīng)的曲線圖。對于純平板彎曲，波速是與頻率的平方根成比例，即任一特定波的高頻 分量行進得比低分量要快。圖10a表示在具有平方根分散關(guān)系的理想媒體中 的脈沖，并證實分散性媒體無法保持脈沖的波形。向外波60在時間t-0是 很明顯的，面回波信號62隨時間傳播，這使得要確定正確的接觸位置很有 問題。頻率響應(yīng)的周期性變化為反射的特性，且通常稱為梳狀濾波。實質(zhì)上，出的。由于頻率增加且符合這一空間的波長數(shù)目增加，具有向外波的反射波 擾動在構(gòu)建性與破壞性間振蕩。計算圖10a的分散性脈沖響應(yīng)的傅立葉轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了圖10b所示的頻率響 應(yīng)。該頻率響應(yīng)為非周期性的，具波長的周期性變化轉(zhuǎn)變成隨頻率增加而有 變慢的頻率變化。這為平方根分散的結(jié)果，其中波長是與頻率的平方根成反 比的。因此面板關(guān)于頻率響應(yīng)的效應(yīng)是根據(jù)面板分散性將響應(yīng)展開成頻率的 函數(shù)。因此，通過在頻域施加^^開，可對面板分散加以校正，因而恢復(fù)在 非分散性情況呈現(xiàn)的周期性。利用面板分散性的反變換環(huán)繞(wrap)頻率軸，可將圖10b轉(zhuǎn)換成非分散 性情況的頻率響應(yīng)(圖10c),其中激勵頻率與波長成反比。這一簡單的關(guān)系 是將波長漸減的周期性變化轉(zhuǎn)變成如圖10c所示頻率漸增的周期性變化。將反快速傅立葉轉(zhuǎn)換(fft)用在圖10c的軌跡上，則產(chǎn)生圖10d所示的 脈沖響應(yīng)，其已經(jīng)分散性校正且已恢復(fù)清楚的反射。如圖10d所示，因在非的脈沖波形將及時保存。因此，回波位定的工作是相當直接的。在時間t=0, 向外波66是很明顯的，而在4毫秒時具有清楚的反射68。該反射68具有 約為向外波66幅度的四分之一的幅度。 工業(yè)應(yīng)用性因而本發(fā)明提供了 一種穎新且便利的接觸傳感裝置，以及一種與彎曲波 面板聲音裝置結(jié)合的接觸傳感裝置。
權(quán)利要求
1.一種確定與一有源接觸傳感裝置上的接觸有關(guān)的信息的方法，包含以下步驟提供一可維持彎曲波振動的面板形式的部件；從該部件上的一個位置產(chǎn)生該部件中的彎曲波振動，以探查與接觸有關(guān)的信息；在離散的位置接觸該部件，以便生成在該部件中所產(chǎn)生的彎曲波振動的變化；在該部件的兩個位置上，測量該部件中的變化的彎曲波振動，以確定所測得的彎曲波信號；以及處理所測得的彎曲波信號，以計算與接觸有關(guān)的信息，該處理包括施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，與接觸有關(guān)的信息包括接觸的位置。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，與接觸有關(guān)的信息包括接觸的壓力。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，與接觸有關(guān)的信息包括接觸的大小。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，在該部件上的接觸的移動產(chǎn)生一 受在部件上的接觸的位置、壓力及速度影響的連續(xù)信號，并且，使用來自該 連續(xù)信號的連續(xù)時間數(shù)據(jù)，以導(dǎo)出與接觸有關(guān)的附加信息。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來處理連續(xù)時間 數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，與接觸有關(guān)的信息包括接觸類型。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，從由輸入筆的觸摸和手指的觸摸 組成的組中選擇接觸類型。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，測量步驟包括測量所測得的彎 曲波信號的頻率含量，以確定接觸類型。 ；
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括將所測得的彎曲波信號與一參 考信號相比較，以識別何時產(chǎn)生接觸。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，測量步驟包括測量該部件的兩 個邊緣上的變化的彎曲波振動。
12. —種有源接觸傳感裝置，包括可維持彎曲波振動、并在被激勵時形成聲音輻射器的部件；耦接到該部件的一個或多個激勵器，用于激勵該部件中的彎曲波^猿動，以探查與在該部件的表面上產(chǎn)生的接觸有關(guān)的信息，并使該部件產(chǎn)生聲音輸出；耦接到該部件的至少 一個傳感器，用于測量該部件中的彎曲波振動； 可操作地耦接到所述至少一個傳感器的處理器，用于根據(jù)由接觸產(chǎn)生、 并由所述至少一個傳感器測量的在該部件中的彎曲波振動的變化，來處理與 接觸有關(guān)的信息，并施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性 波來源的傳播信號。
13. 如權(quán)利要求12所述的接觸傳感裝置，其中，所述一個或多個激勵 器中的一個激勵器可被操作用來激勵該部件中的彎曲波振動、以及使該部件 產(chǎn)生聲音輸出。
14. 如權(quán)利要求12所述的接觸傳感裝置，其中，所述一個或多個激勵 器包括至少兩個激勵器，并且，所述至少兩個激勵器中的分離的激勵器可被 操作用來激勵彎曲波振動、以及使該部件產(chǎn)生聲音輸出。
15. 如權(quán)利要求14所述的接觸傳感裝置，其中，用來激勵彎曲波振動 的激勵器可^皮:捧作用來激勵音頻之外的彎曲波振動。
16. 如權(quán)利要求12所述的接觸傳感裝置，其中，該部件是面板的形式。
17. 如權(quán)利要求16所述的接觸傳感裝置，其中，該部件具有均勻的厚度。
18. 如權(quán)利要求12所述的接觸傳感裝置，其中，所述至少一個傳感器 被安裝在該部件的邊緣上。
19. 如權(quán)利要求12所述的接觸傳感裝置，其中，所述至少一個傳感器 被安裝在該部件上、且與該部件的邊緣隔開。
20. —種有源接觸傳感裝置，包括 可維持彎曲波振動的部件；耦接到該部件的發(fā)射轉(zhuǎn)換器，用于激勵該部件中的彎曲波振動，以探查 與接觸有關(guān)的信息；耦接到該部件的至少 一個傳感器，用于測量該部件中的彎曲波振動； 可操作地耦接到所述至少一個傳感器的處理器，用于根據(jù)由接觸產(chǎn)生、 并由所述至少一個傳感器測量的在該部件中的彎曲波振動的變化，來處理與 在該部件的表面上產(chǎn)生的接觸有關(guān)的信息，并用于施加校正，以將所測得的 彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。
21. 如權(quán)利要求20所述的接觸傳感裝置，其中，該發(fā)射轉(zhuǎn)換器是由慣 性轉(zhuǎn)換器和彎曲轉(zhuǎn)換器組成的組中的一個，并且，所述至少一個傳感器是所 述組中的另一個。
22. 如權(quán)利要求20所述的接觸傳感裝置，其中，該部件是顯示屏，并 且，其中，該發(fā)射轉(zhuǎn)換器包括激勵該部件中的彎曲波振動的顯示屏的液晶。
23. —種確定與一接觸傳感裝置上的接觸有關(guān)的信息的方法，包含以下 步驟提供一可維持彎曲波振動的部件；在該部件中產(chǎn)生彎曲波振動，以探查與接觸有關(guān)的信息； 在離散的位置接觸該部件，以便生成在該部件中所產(chǎn)生的彎曲波振動的 變化；測量該部件中的變化的彎曲波振動，以確定所測得的彎曲波信號；以及 處理所測得的彎曲波信號，以計算與接觸有關(guān)的信息，該處理包括施 加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。
24. 一種用于可維持彎曲波振動、并在被激勵時形成聲音輻射器的部件 的方法，該方法包4舌使用耦接到該部件的發(fā)射轉(zhuǎn)換器來激勵彎曲波振動；在耦接到該部件的至少一個傳感器中，測定與在該部件的表面上產(chǎn)生的 接觸有關(guān)的、該部件中的彎曲波振動；以及處理由所述至少一個傳感器測量的與接觸有關(guān)的信息，并施加校正，以 將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號，從而識別與接 觸有關(guān)的信息。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括利用該發(fā)射轉(zhuǎn)換器，使該部 件產(chǎn)生聲音輸出。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括將由接觸產(chǎn)生的信號與由該 發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的信號隔離。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述隔離包括進行預(yù)測濾波， 以預(yù)測由該發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的信號的響應(yīng)。
28. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述隔離包括使用所產(chǎn)生的 信號的連續(xù)記錄，而對由該發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的信號建模。
29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述隔離包括使用多個傳感 器來確定該發(fā)射轉(zhuǎn)換器的位置，以幫助由該發(fā)射轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的彎曲波與由接 觸產(chǎn)生的彎曲波的分離。
全文摘要
一種利用彎曲波的振動以計算與在接觸傳感裝置(10)上的接觸有關(guān)信息的方法及裝置。該方法包含的步驟為提供一可維持彎曲波振動的面板形式的部件；從該部件上的一個位置產(chǎn)生該部件中的彎曲波振動，以探查與接觸有關(guān)的信息；在離散的位置接觸該部件，以便生成在該部件中所產(chǎn)生的彎曲波振動的變化；在該部件的兩個位置上，測量該部件中的變化的彎曲波振動，以確定所測得的彎曲波信號；以及處理所測得的彎曲波信號，以計算與接觸有關(guān)的信息，該處理包括施加校正，以將所測得的彎曲波信號轉(zhuǎn)換成從非分散性波來源的傳播信號。
文檔編號G06F3/043GK101231566SQ200810074308
公開日2008年7月30日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月23日
發(fā)明者尼古拉斯·P·R·希爾 申請人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司