一种超声波触觉反馈系统及其制造方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电容式超声传感器的超声波触觉反馈系统，包括电容式超声传感器阵列、控制电路、驱动电路、计算机等部分。计算机控制超声发射信号加载到电容式超声传感器阵列单元上，使传感器各个单元在空间中产生多种幅度和相位的超声波辐射场，相互作用之后形成若干个声聚焦点构成所设定的虚拟物体形状，此时仪器将超声波投射到手上时，人便可以感受到它，从而实现触觉反馈功能。本系统采用了电容式超声传感器阵列作为系统的超声波发射器件，与传统的压电式超声传感器相比，易于与驱动电路、控制电路集成，降低了系统损耗、提高了信噪比，并且极大的减小了器件的尺寸，为超声波触觉反馈功能集成到芯片上提供了可能，制作更为容易，成本更低，适合批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超声波触觉反馈系统，更具体地涉及一种超声波触觉反馈系统及其制造方法。
技术介绍
触觉是人类感官中一项非常重要的体验，可以带给人身临其境的感受。近年来，触觉反馈技术快速发展，在远程通讯、娱乐活动、手术治疗等中都有广泛的应用，许多智能手机和电子设备上都采用了这种功能。传统的触觉反馈技术都需要使用者触摸到真实物体表面，从而产生触觉感受，例如在手机上配制触觉反馈技术的屏幕，可以在用户按到屏幕上的虚拟按键时，用微弱电流的方式给手指以反馈，使用户有按下真实按键的感觉。近年来，一种基于超声波的触觉反馈技术，不需要用户直接接触物体，但可让用户的双手感觉到好像是在触摸真实物体表面，可以让手势控制和虚拟现实更加真实、更有代入感，让虚拟世界的感觉更丰富。基于超声波的触觉反馈技术，主要依赖于超声传感器发射超声波，人的手掌中有一些特殊的部分对于超声波的识别率很好，当向手掌发送多种超声波时，人能够分清其中的不同。将手放在超声传感器上方时，传感器发射超声波在空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波触觉反馈系统，包括超声传感器阵列、控制电路、驱动电路，所述控制电路和驱动电路共同控制所述超声传感器阵列所发射的超声波的相位和/或幅值，其特征在于，所述超声传感器阵列为电容式超声传感器阵列。

【技术特征摘要】
1.一种超声波触觉反馈系统，包括超声传感器阵列、控制电路、驱
动电路，所述控制电路和驱动电路共同控制所述超声传感器阵列所发射的
超声波的相位和/或幅值，其特征在于，所述超声传感器阵列为电容式超声
传感器阵列。
2.根据权利要求1所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述电
容式超声传感器阵列是由m×n的电容式超声传感器单元组成的二维阵
列，其中m、n是自然数。
3.根据权利要求2所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述m
×n个电容式超声传感器单元由所述控制电路并行控制。
4.根据权利要求1所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述驱
动电路通过驱动电压来控制所述超声传感器阵列，所述驱动电压由直流偏
置信号和交流信号共同组成。
5.根据权利要求4所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述直
流偏置信号的幅值为5V～100V，所述交流信号的幅值为5V～50V。
6.根据权利要求1所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述电
容式超声传感器单元包括振膜、空腔、绝缘层、上下电极结构，通过表面
加工技术或键合技术制备而成。
7.根据权利要求1所述的超声波触觉反馈系统，其特征在于所述电

【专利技术属性】
技术研发人员：王小青，宁瑾，徐团伟，俞育德，魏清泉，刘文文，蒋莉娟，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11