CN205693860U - 一种音响装置和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种音响装置和显示装置。该音响装置包括振动膜片，振动膜片能将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号，还包括超声波发射元件和处理单元，超声波发射元件用于发射超声波信号，振动膜片还用于接收超声波信号发射到待测物表面后的反射波信号，并将反射波信号转换为电信号后发送至处理单元；处理单元用于对电信号进行处理以获得待测物的表面特征信息。该音响装置不仅具有将声音信号和电信号进行互相转换的常用功能，而且还具有对待测物表面特征信息的获取功能，反射波接收部件复用振动膜片，进一步降低了该音响装置进行待测物表面特征信息获取的成本，同时还减少了对音响装置本身空间的占用，使音响装置的体积不会明显增大。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，具体地，涉及一种音响装置和显示装置。
背景技术
目前，指纹认证技术开始应用在显示产品上，如应用在手机和ipad上。
指纹认证技术在手机上应用的工作原理为：先由指纹采集单元采集指纹，然后将采集的指纹生成指纹图像，后续经过对指纹图像进行处理，提取指纹特征点，最后将指纹特征点与存储在手机中的指纹认证信息进行比对，比对结果一致时，该指纹能够对手机进行操作。
但目前通常是将指纹认证装置独立制作在手机的特定位置上，如手机屏的某个功能按键上或手机屏后盖板的某个特定位置上，不仅占用手机上的空间，而且指纹认证装置的独立制作也比较浪费资源，既不利于手机体积的小型化，也不利于手机成本的降低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种音响装置和显示装置。该音响装置不仅具有将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号的常用功能，而且还具有对待测物表面特征信息的获取功能，同时，反射波接收部件复用音响装置中的振动膜片，进一步降低了该音响装置进行待测物表面特征信息获取的成本，同时还减少了对音响装置本身空间的占用，使音响装置的体积不会明显增大。
本实用新型提供一种音响装置，包括振动膜片，所述振动膜片能将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号，还包括超声波发射元件和处理单元，所述超声波发射元件用于发射超声波信号，所述振动膜片还用于接收所述超声波信号发射到待测物表面后的反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号后发送至所述处理单元；所述处理单元用于对所述电信号进行处理以获得所述待测物的表面特征信息，所述表面特征信息用于对所述待测物进行识别。
优选地，所述振动膜片设置在所述超声波发射元件与所述待测物之间，且所述振动膜片与所述超声波发射元件的位置相对应。
优选地，所述振动膜片包括基底和设置在所述基底上的接收元件，所述接收元件能接收从所述待测物表面反射的所述反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号后发送至所述处理单元。
优选地，所述接收元件包括依次叠覆在所述基底上的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层用于接收从所述待测物表面反射的所述反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号；所述第一膜层用于将所述电信号传送至所述处理单元。
优选地，所述第一膜层采用金属导电材料，所述第二膜层采用有机压电材料。
优选地，还包括磁性元件，所述振动膜片设置在所述磁性元件的上方，且所述基底面对所述磁性元件，所述基底能在所述磁性元件产生的磁场的作用下振动，以将电信号转换为声音信号；或者，所述基底能在声音信号的作用下振动并对所述磁性元件产生的磁场进行切割，以将所述声音信号转换为电信号。
优选地，所述基底采用硅片。
优选地，所述接收元件包括多个，多个所述接收元件间隔分布。
优选地，多个所述接收元件均匀分布。
优选地，多个所述接收元件排布呈矩阵。
优选地，任意相邻两个所述接收元件之间的间距范围为50-100μm；所述接收元件的形状包括矩形，所述接收元件的边长尺寸范围为50-200μm。
优选地，所述接收元件的分辨率范围为500dpi以上。
优选地，所述振动膜片与所述待测物之间的间距范围为10cm以下。
优选地，所述处理单元包括图像生成模块、图像处理模块和特征信息提取模块；
所述图像生成模块用于根据所述电信号生成所述待测物表面的图像，并将所述待测物表面的图像发送给所述图像处理模块；
所述图像处理模块用于对所述待测物表面的图像进行细化运算处理，并将处理后的所述待测物表面的图像发送给所述特征信息提取模块；
所述特征信息提取模块用于从处理后的所述待测物表面的图像上提取所述待测物的表面特征信息。
优选地，所述待测物包括手指，所述手指的表面特征信息包括指纹的特征信息。
本实用新型还提供一种显示装置，包括上述音响装置。
优选地，还包括触控认证单元，所述触控认证单元包括表面特征信息数据库和匹配模块，所述表面特征信息数据库用于存储多个所述待测物的表面特征信息；所述匹配模块用于将特征信息提取模块提取的所述表面特征信息与所述表面特征信息数据库中的表面特征信息进行匹配，并使匹配结果一致的所述待测物的表面特征信息对所述显示装置进行触控。
优选地，还包括触控单元，所述触控单元包括检测模块、判断模块和触控模块，所述触控单元中还存储有所述待测物的多个移动动作与多个触控项目的对应表；所述检测模块用于在所述触控认证单元对所述待测物的表面特征信息认证通过后，检测所述待测物相对所述音响装置的移动动作；所述判断模块用于根据所述检测模块的检测结果判断所述待测物的所述移动动作对应能够开启的所述触控项目；所述触控模块用于根据所述判断模块的判断结果开启与所述移动动作对应的所述触控项目。
优选地，所述音响装置为所述显示装置的麦克风或扬声器。
本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的音响装置，通过采用振动膜片作为超声波到达待测物表面后反射回的反射波信号的接收部件，并通过设置超声波发射元件和处理单元，能够获得待测物的表面特征信息，从而使该音响装置不仅具有将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号的常用功能，而且还具有对待测物表面特征信息的获取功能，同时，反射波接收部件复用音响装置中的振动膜片，进一步降低了该音响装置进行待测物表面特征信息获取的成本，同时还减少了对音响装置本身空间的占用，使音响装置的体积不会明显增大。
本实用新型所提供的显示装置，通过采用上述音响装置，使该显示装置不仅能够对待测物的表面特征信息进行采集和认证，而且还能通过待测物的表面特征信息对其进行触控，同时，采用上述音响装置，不仅节约了该显示装置的空间，同时还降低了该显示装置的成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中音响装置的结构示意图；
图2为图1中振动膜片的结构俯视图；
图3为图1中振动膜片的结构剖视图；
图4为本实用新型实施例2中显示装置的原理框图。
其中的附图标记说明：
1.振动膜片；11.基底；12.接收元件；121.第一膜层；122.第二膜层；2.超声波发射元件；3.处理单元；31.图像生成模块；32.图像处理模块；33.特征信息提取模块；4.磁性元件；5.音响装置；6.触控认证单元；61.匹配模块；7.触控单元；71.检测模块；72.判断模块；73.触控模块。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型所提供的一种音响装置和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种音响装置，如图1所示，包括振动膜片1，振动膜片1能将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号，还包括超声波发射元件2和处理单元3，超声波发射元件2用于发射超声波信号，振动膜片1还用于接收超声波信号发射到待测物表面后的反射波信号，并将反射波信号转换为电信号后发送至处理单元3；处理单元3用于对电信号进行处理以获得待测物的表面特征信息，表面特征信息用于对待测物进行识别。
本实施例中，待测物包括手指，手指的表面特征信息包括指纹的特征信息。音响装置采用超声波技术对待测物的表面特征信息进行获取，以对待测物进行识别。超声波发射到指纹表面会产生反射，根据超声波在到达指纹峰和谷时的反射波的强度不同以及反射波返回的时间不同，经过处理单元3处理后能够获得待测物的表面特征信息。利用超声波技术对指纹特征信息的检测为现有技术，这里不再详细赘述。
该音响装置通过采用振动膜片1作为超声波到达待测物表面后反射回的反射波信号的接收部件，并通过设置超声波发射元件2和处理单元3，能够获得待测物的表面特征信息，从而使该音响装置不仅具有将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号的功能，还具有对待测物表面特征信息的获取功能，同时，反射波接收部件复用音响装置中原有的部件，进一步降低了该音响装置进行待测物表面特征信息获取的成本，同时还减少了对音响装置本身空间的占用，使音响装置的体积不会明显增大。
本实施例中，振动膜片1用于设置在超声波发射元件2与待测物之间，且振动膜片1与超声波发射元件2的位置相对应。如此设置，能使超声波发射元件2发出的超声波信号发射到待测物后，经待测物反射的反射波信号能被振动膜片1接收到。
本实施例中，如图2和图3所示，振动膜片1包括基底11和设置在基底11上的接收元件12，接收元件12能接收从待测物表面反射的反射波信号，并将反射波信号转换为电信号后发送至处理单元3。
其中，接收元件12包括依次叠覆在基底11上的第一膜层121和第二膜层122，第二膜层122用于接收从待测物表面反射的反射波信号，并将反射波信号转换为电信号；第一膜层121用于将电信号传送至处理单元3。接收元件12的设置，能够实现对反射波信号的接收和转换，从而实现了对待测物表面特征信息的采集。
本实施例中，第一膜层121采用金属导电材料，金属导电材料如铜或铝等材料，金属导电材料能够对电信号进行很好的传递。第二膜层122采用有机压电材料。有机压电材料如聚偏氟乙烯材料(PVDF)，有机压电材料是目前比较常用的能够对超声反射波信号进行接收并能够将超声反射波信号转换为电信号的材料。具体关于有机压电材料对超声反射波信号的接收和转换原理为现有技术，此处不再详细赘述。
本实施例中，音响装置还包括磁性元件4，振动膜片1设置在磁性元件4的上方，且基底11面对磁性元件4，基底11能在磁性元件4产生的磁场的作用下振动，以将电信号转换为声音信号；或者，基底11能在声音信号的作用下振动并对磁性元件4产生的磁场进行切割，以将声音信号转换为电信号。基底11采用硅片。
其中，当基底11振动将电信号转换为声音信号时，该音响装置用于发出声音(通常为人耳能听到的声音)，即该音响装置用作发声器件，如扬声器。该音响装置用作发声器件时的具体工作原理为：磁性元件4采用如缠绕在永久磁铁上的线圈，当处于永久磁铁的磁场中的线圈中有音频电流通过时，线圈中就会产生随音频电流变化的电磁场，这一电磁场和永久磁铁的永久磁场发生相互作用，使基底11发生振动，从而使基底11振动周围空气造成音响(即发出声音)，如电动式扬声器根据此原理就可以发出声音。当基底11振动将声音信号转换为电信号时，该音响装置用于将外界声音录入电子设备(如电脑或手机等)中，即该音响装置用作录音器件，如麦克风。该音响装置用作录音器件时的具体工作原理为：外界声音通过空气进行传播能使基底11发生振动，基底11振动时会相对线圈做切割磁力线运动，这会使线圈中产生感应电流，从而将声音信号转换为电信号，如麦克风根据此原理就能将外界声音传入其他电子设备(如电脑或手机)中。扬声器的具体发声过程和麦克风的具体录音过程均为比较成熟的现有技术，这里不再赘述。
本实施例中，接收元件12包括多个，多个接收元件12间隔分布。如此设置，便于接收元件12对经待测物反射的反射波信号进行接收。多个接收元件12均匀分布。如此设置，能使经待测物上的不同位置反射的反射波信号都能被接收元件12接收到，从而使该音响装置能对待测物表面的整体特征信息进行采集。
需要说明的是，多个接收元件12也可以间隔但不均匀分布，这同样能够使经待测物反射的反射波信号被接收元件12接收到，但对待测物上不同位置的反射波信号接收的均匀度不及接收元件12均匀分布时的效果好。
本实施例中，多个接收元件12排布呈矩阵。任意相邻两个接收元件12之间的间距范围为50-100μm；接收元件12的形状包括矩形，接收元件12的边长尺寸范围为50-200μm。如此设置，能够确保接收元件12对待测物如指纹表面的特征信息进行准确的获取。
需要说明的是，接收元件12的形状也可以为圆形、三角形或正多边形等，只要能够确保接收元件12对待测物如指纹表面的特征信息进行准确的获取即可。
本实施例中，接收元件12的分辨率范围为500dpi以上。其中，dpi(Dots Per Inch)指每英寸长度上分布的接收元件12的个数，dpi反映的是接收元件12的分布密度。如此设置，能够确保对待测物的表面特征信息的足够的采集精度，从而使后续处理单元3处理后获得的待测物的表面特征信息更加精确和清楚。
本实施例中，振动膜片1与待测物之间的间距范围为10cm以下。在该间距范围内，振动膜片1能对经待测物反射的反射波信号进行正常的接收，从而使该音响装置能对待测物的表面特征信息进行正常的采集。该间距范围还能使音响装置对待测物的表面特征信息的获取更加灵活方便，从而使该音响装置对待测物的识别更加灵活方便。
本实施例中，处理单元3包括图像生成模块31、图像处理模块32和特征信息提取模块33；图像生成模块31用于根据电信号生成待测物表面的图像，并将待测物表面的图像发送给图像处理模块32；图像处理模块32用于对待测物表面的图像进行细化运算处理，并将处理后的待测物表面的图像发送给特征信息提取模块33；特征信息提取模块33用于从处理后的待测物表面的图像上提取待测物的表面特征信息；对待测物的表面特征信息提取之后，根据该表面特征信息就能够对该待测物进行识别。
本实施例中的音响装置对声音信号与电信号的转换以及对超声反射波信号的接收和转换分别独立进行，即音响装置的发声和对待测物的识别各自独立进行，互相之间不会产生干扰。
实施例1的有益效果：实施例1中所提供的音响装置，通过采用振动膜片作为超声波到达待测物表面后反射回的反射波信号的接收部件，并通过设置超声波发射元件和处理单元，能够获得待测物的表面特征信息，从而使该音响装置不仅具有将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号的常用功能，而且还具有对待测物表面特征信息的获取功能，同时，反射波接收部件复用音响装置中的振动膜片，进一步降低了该音响装置进行待测物表面特征信息获取的成本，同时还减少了对音响装置本身空间的占用，使音响装置的体积不会明显增大。
实施例2：
本实施例提供一种显示装置，如图4所示，包括实施例1中的音响装置5。
本实施例中，音响装置5为显示装置的麦克风或扬声器。通过采用实施例1中的音响装置5，使该显示装置不仅能够对待测物的表面特征信息进行采集和认证，而且还能通过待测物的表面特征信息对其进行触控，同时，采用实施例1中的音响装置5，不仅节约了该显示装置的空间，同时还降低了该显示装置的成本。
本实施例中，显示装置还包括触控认证单元6，触控认证单元6包括表面特征信息数据库和匹配模块61，表面特征信息数据库用于存储多个待测物的表面特征信息；匹配模块61用于将特征信息提取模块提取的表面特征信息与表面特征信息数据库中的表面特征信息进行匹配，并使匹配结果一致的待测物的表面特征信息对显示装置进行触控。即只要待测物的表面特征信息经过了触控认证单元6的认证，则该待测物的表面特征信息就能够对该显示装置进行相应的触控。
本实施例中，显示装置还包括触控单元7，触控单元7包括检测模块71、判断模块72和触控模块73，触控单元7中还存储有待测物的多个移动动作与多个触控项目的对应表；检测模块71用于在触控认证单元6对待测物的表面特征信息认证通过后，检测待测物相对音响装置5的移动动作；判断模块72用于根据检测模块71的检测结果判断待测物的移动动作对应能够开启的触控项目；触控模块73用于根据判断模块72的判断结果开启与移动动作对应的触控项目。
其中，检测模块71能通过检测待测物相对音响装置5的位置移动从而检测待测物的移动动作。需要说明的是，触控单元7只能对该显示装置进行简单的一些触控项目的触控，如在玩游戏时，检测模块能71检测待测物在上下左右方向上的位置移动，从而检测待测物向哪个方向移动的移动动作；判断模块72根据该移动动作判断其对应能够开启的触控项目(如游戏中的人物向某个方向移动)；触控模块73根据该判断结果开启对应的该触控项目(如使游戏中的人物向某个方向移动)。
本实施例中所提供的显示装置，通过采用实施例1中的音响装置，使该显示装置不仅能够对待测物的表面特征信息进行采集和认证，而且还能通过待测物的表面特征信息对其进行触控，同时，采用实施例1中的音响装置，不仅节约了该显示装置的空间，同时还降低了该显示装置的成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
Claims (17)
1.一种音响装置，包括振动膜片，所述振动膜片能将声音信号转换为电信号或将电信号转换为声音信号，其特征在于，还包括超声波发射元件和处理单元，所述超声波发射元件用于发射超声波信号，所述振动膜片还用于接收所述超声波信号发射到待测物表面后的反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号后发送至所述处理单元；所述处理单元用于对所述电信号进行处理以获得所述待测物的表面特征信息，所述表面特征信息用于对所述待测物进行识别。
2.根据权利要求1所述的音响装置，其特征在于，所述振动膜片设置在所述超声波发射元件与所述待测物之间，且所述振动膜片与所述超声波发射元件的位置相对应。
3.根据权利要求2所述的音响装置，其特征在于，所述振动膜片包括基底和设置在所述基底上的接收元件，所述接收元件能接收从所述待测物表面反射的所述反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号后发送至所述处理单元。
4.根据权利要求3所述的音响装置，其特征在于，所述接收元件包括依次叠覆在所述基底上的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层用于接收从所述待测物表面反射的所述反射波信号，并将所述反射波信号转换为电信号；所述第一膜层用于将所述电信号传送至所述处理单元。
5.根据权利要求4所述的音响装置，其特征在于，所述第一膜层采用金属导电材料，所述第二膜层采用有机压电材料。
6.根据权利要求3所述的音响装置，其特征在于，还包括磁性元件，所述振动膜片设置在所述磁性元件的上方，且所述基 底面对所述磁性元件，所述基底能在所述磁性元件产生的磁场的作用下振动，以将电信号转换为声音信号；或者，所述基底能在声音信号的作用下振动并对所述磁性元件产生的磁场进行切割，以将所述声音信号转换为电信号。
7.根据权利要求6所述的音响装置，其特征在于，所述基底采用硅片。
8.根据权利要求3所述的音响装置，其特征在于，所述接收元件包括多个，多个所述接收元件间隔分布。
9.根据权利要求8所述的音响装置，其特征在于，多个所述接收元件均匀分布。
10.根据权利要求9所述的音响装置，其特征在于，多个所述接收元件排布呈矩阵。
11.根据权利要求10所述的音响装置，其特征在于，任意相邻两个所述接收元件之间的间距范围为50-100μm；所述接收元件的形状包括矩形，所述接收元件的边长尺寸范围为50-200μm。
12.根据权利要求11所述的音响装置，其特征在于，所述接收元件的分辨率范围为500dpi以上。
13.根据权利要求1-12任意一项所述的音响装置，其特征在于，所述振动膜片与所述待测物之间的间距范围为10cm以下。
14.根据权利要求1所述的音响装置，其特征在于，所述处理单元包括图像生成模块、图像处理模块和特征信息提取模 块；
所述图像生成模块用于根据所述电信号生成所述待测物表面的图像，并将所述待测物表面的图像发送给所述图像处理模块；
所述图像处理模块用于对所述待测物表面的图像进行细化运算处理，并将处理后的所述待测物表面的图像发送给所述特征信息提取模块；
所述特征信息提取模块用于从处理后的所述待测物表面的图像上提取所述待测物的表面特征信息。
15.根据权利要求1所述的音响装置，其特征在于，所述待测物包括手指，所述手指的表面特征信息包括指纹的特征信息。
16.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-15任意一项所述的音响装置。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述音响装置为所述显示装置的麦克风或扬声器。
Priority Applications (1)
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| CN201520540425.1U CN205693860U (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种音响装置和显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN205693860U true CN205693860U (zh) | 2016-11-16 |
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ID=57263562
Family Applications (1)
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| CN201520540425.1U Active CN205693860U (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种音响装置和显示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |