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一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置和方法

文檔序號:2367270閱讀:321來源:國知局
專利名稱:一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置和方法,特別涉及一種對應(yīng)不同音頻產(chǎn)
生不同互動效果的裝置和方法。
背景技術(shù)
隨著資訊科技進步,智慧型互動裝置多用于各式消費者產(chǎn)品或電腦周邊設(shè)備,而 類似機器寵物或機器人等設(shè)備更以可反映情緒為設(shè)計重點。而一般互動產(chǎn)品的使用原理, 多將感測器所測量的外界信息,如聲音、力量、光線…等經(jīng)處理器(DSP)運算后,對智慧型 互動裝置下達指令進行相對應(yīng)的情緒互動表達。而相關(guān)的互動表達亦多著重于利用燈光變 化、機構(gòu)運動、語音對話等表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系提供一種有別于現(xiàn)有技術(shù)的可與音頻產(chǎn)生互動的裝置和方法,利用經(jīng)由
事先分析設(shè)計的感測單元,可直接將來自外界的音源,根據(jù)頻率差異直接進行不同的互動
反映。此方法省去處理的程序,可與使用者或所處理環(huán)境進行更生動的互動。 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于包括
共振單元、感測單元和互動表達單元, 所述共振單元,用于感應(yīng)特定音頻后做出較強的振動;
所述感測單元對共振單元的振動進行感測,輸出感測信號; 所述互動表達單元對感測信號進行處理,并根據(jù)感測音頻高低的不同,做出相應(yīng) 的行為觸發(fā)。 具體地講,所述共振單元為對應(yīng)于特定音頻預(yù)先設(shè)計的共振體,在感應(yīng)到特定音
頻后做出較強的共振振動。 所述感測單元包括感測器和致動器, 所述互動表達單元包括回饋放大電路、控制電路和動作裝置,回饋放大電路將感 測單元感測信號放大,控制電路根據(jù)感測到的不同信號對動作裝置進行控制,使動作裝置 做出相應(yīng)的行為。 所述共振體包括金屬或塑膠材質(zhì)作為共振材料的空腔結(jié)構(gòu)、梁式結(jié)構(gòu)、盤式結(jié)構(gòu) 或板式結(jié)構(gòu),由共振材料的兩端固定在空腔、梁、盤或板上組成。 所述感測器可為機電能量轉(zhuǎn)換器,包括壓電陶瓷或壓電薄膜組成的壓電材料體。
所述致動器根據(jù)感測器感測的信號,搭配回饋放大電路加強共振體受外界音頻影 響產(chǎn)生的振動信號,輔助判斷音源類別。 所述感測器可為單一共振體_多機電能量轉(zhuǎn)換器或多共振體_多機電能量轉(zhuǎn)換 器。 —種可與音頻產(chǎn)生互動的方法,其特征在于所述方法包括,采用共振單元、感測單 元和互動表達單元,預(yù)先根據(jù)不同頻率的聲音選擇對應(yīng)于不同聲音頻率的共振單元,當(dāng)外界聲音作用于共振單元時,如外界聲音的頻率與共振單元的共振頻率相近,共振單元發(fā)生 共振,感測單元感測共振單元的振動并產(chǎn)生感測信號,感測信號輸入控制電路,控制電路根 據(jù)感測信號的不同,做出相應(yīng)的行為觸發(fā)。 本發(fā)明提供一種可與音頻產(chǎn)生互動的方法,包括共振單元、感測單元和互動表達 單元,其特征在于所述方法包括預(yù)先根據(jù)不同頻率的聲音設(shè)計對應(yīng)于不同聲音頻率的共 振單元,外界聲音作用于共振單元,當(dāng)外界聲音的頻率與共振單元的共振頻率相近時,共振 單元發(fā)生共振,感測單元感測共振單元的振動并產(chǎn)生感測信號,感測信號輸入控制電路,控 制電路根據(jù)感測音頻的不同,做出相應(yīng)的動作。 為了進一步了解本發(fā)明特征及技術(shù)內(nèi)容,請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附 圖。


第1圖本發(fā)明的原理示意圖。
第2圖本發(fā)明的另一原理示意圖。
第3圖本發(fā)明具體實施方式
的示意圖。
具體實施例方式
由于人體對外界的聲源其可感受頻率不超過20000Hz,故本發(fā)明中的頻率范圍亦 以此為限。以下就本發(fā)明的原理、裝置和使用方法做出詳細(xì)的說明 請參考圖l所示,為本發(fā)明原理示意圖。本發(fā)明感測單元可以感測共振單元對不 同頻率聲音的振動響應(yīng)。圖1中單一共振體-多機電能量轉(zhuǎn)換器10為本發(fā)明感測單元之 第一種原理示意圖,單一共振體ll為兩端固定的梁式結(jié)構(gòu)(亦或周邊固定的圓盤結(jié)構(gòu)), 該單一共振體11預(yù)先設(shè)定所接受的外界音源低頻振態(tài)14和高頻振態(tài)15的中心頻率分別 為&一和FlOT。第一機電能量轉(zhuǎn)換器12置于單一共振體11的左邊側(cè)位置,可對低頻振態(tài) 14和高頻振態(tài)15皆可有效感測,傳送出因機械振動所轉(zhuǎn)換的電子訊號S1。第二機電能量 轉(zhuǎn)換器13設(shè)置于高頻振態(tài)15的節(jié)點位置即單一共振體11的中間位置,第二機電能量轉(zhuǎn)換 器13只能感測單一共振體11受低頻音源的振動,傳送出因機械振動所轉(zhuǎn)換的電子訊號S2。 當(dāng)單一共振體11受音源激發(fā)產(chǎn)生振動后,即可由同時檢測第一機電能量轉(zhuǎn)換器12和第二 機電能量轉(zhuǎn)換器13的輸出訊號Sl和S2,如果輸出訊號Sl和S2相加和比輸出訊號Sl大, 即表示這時引起共振體11共振的聲音是中心頻率為FlOT的低頻聲音,如果輸出訊號Sl和 S2相加和與輸出訊號Sl相近,即表示這時引起共振體11共振的聲音是中心頻率為Fhigh的 高頻聲音。所述機電能量轉(zhuǎn)換器可為壓電材料,如單片式壓電陶瓷、壓電薄膜等。所述共振 體可為一般彈性材料,如金屬、塑膠等。利用上述結(jié)果,即可判斷出外界音源的高低頻域,以 做出適當(dāng)?shù)幕貞?yīng)。 請參考圖2所示,為本發(fā)明另一原理示意圖。圖2中多共振體-多機電能量轉(zhuǎn)換 器20為本發(fā)明感測單元之第二種原理示意圖,具有較高第一共振頻率的共振體21和具有 較低第一共振頻率的共振體22為兩端固定的復(fù)數(shù)梁式結(jié)構(gòu)(亦或周邊固定的圓盤結(jié)構(gòu)), 對各梁式結(jié)構(gòu)而言,其第一共振頻率彼此皆不相同。其中具有較低第一共振頻率的共振體 22的第一共振頻率即為低頻音域的中心頻率& 。具有較高第一共振頻率的共振體21的第一共振頻率,則為高頻音域的中心頻率Fhigh。第一機電能量轉(zhuǎn)換器23和第二機電能量轉(zhuǎn) 換器24皆設(shè)共振體的邊界端。第一機電能量轉(zhuǎn)換器23與具有較高第一共振頻率的共振體 21搭配,即可感測具有較高第一共振頻率的共振體21的第一共振頻率Fhigh。第二機電能量 轉(zhuǎn)換器24與具有較低第一共振頻率的共振體22搭配,即可感測具有較低第一共振頻率的 共振體21的第一共振頻率& 。當(dāng)整個復(fù)數(shù)梁式結(jié)構(gòu)共振體受外界音源產(chǎn)生振動時,可同 時檢測到第一機電能量轉(zhuǎn)換器23和第二機電能量轉(zhuǎn)換器24的輸出訊號S2和Sl,如果輸出 訊號S2和Sl相加和與輸出訊號Sl相近,即表示這時引起共振的聲音是中心頻率為FlOT的 低頻聲音,如果輸出訊號Sl和S2相加和與輸出訊號S2相近,即表示這時引起共振的聲音 是中心頻率為Fhigh的高頻聲音。 依據(jù)上述兩例說明,可成功藉由設(shè)定的共振體的共振頻率(單個或復(fù)數(shù)),搭配機 能轉(zhuǎn)換器的適當(dāng)位置或數(shù)目,而達到直接分析外界音域頻率的目的。 請參照圖3所示,本發(fā)明的與音樂互動香氣產(chǎn)生裝置和方法示意圖。 一個與音樂 互動裝置30有復(fù)數(shù)個香氣瓶A、B,香氣瓶的香水儲槽設(shè)計(尺寸或材料),即決定各香氣瓶 的共振頻率,香氣瓶A的共振中心頻率為FA,香氣瓶B的共振中心頻率為FB。香氣瓶A和香 氣瓶B分別儲有不同香味的香水。香氣瓶A底側(cè)兩邊分別附有感測器31和致動器32,香氣 瓶A上部有香氣釋放裝置35,香氣瓶B底側(cè)兩邊分別附有感測器36和致動器37,香氣瓶B 上部有香氣釋放裝置38。感測器31和感測器36與回饋放大電路33和控制電路34連接, 致動器32和致動器37與回饋放大電路33連接。香水釋放裝置35和香水釋放裝置38與 控制電路34連接。 當(dāng)外界音樂作用于與音樂互動香氣產(chǎn)生裝置30時,感測器31和感測器36分別對 香氣瓶A和香氣瓶B進行振動感測,并輸出感測電信號到回饋放大電路33和控制電路34。 致動器32和致動器37搭配回饋放大電路33,強化香水瓶受外界音源的原有振動,以輔助 判斷音源的類別??刂齐娐?4根據(jù)感測器31和感測器36的輸入的感測信號來判別外界 音頻是與香氣瓶A的共振中心頻率FA相近或是與香氣瓶B的共振中心頻率FB相近,根據(jù) 判斷的結(jié)果由控制電路的香氣啟動開關(guān)來控制香氣釋放裝置35和香氣釋放裝置38打開或 關(guān)閉。例如當(dāng)外界音樂的頻率與香水瓶A的中心共振頻率FA相近時,此時香水瓶A在外界 音樂的作用下發(fā)生比較強的共振振動,而外界音樂的頻率與香水瓶B的中心共振頻率FB不 同,此時香水瓶B在外界音樂的作用下振動較弱,感測器31和感測器37分別感測到香水瓶 A和香水瓶B的振動電信號,感測電信號輸入到控制電路34,控制電路34根據(jù)感測器31和 感測器36的輸入的感測信號判別出外界音頻是與香氣瓶A的共振中心頻率FA相近,控制 電路的香氣啟動開關(guān)控制香氣釋放裝置35打開,釋放香氣瓶A中的香氣。隨著外界音樂的 變化,當(dāng)外界音樂的頻率與香氣瓶A的共振中心頻率FA不同時,控制電路的香氣啟動開關(guān) 控制香氣釋放裝置35關(guān)閉,停止釋放香氣瓶A中的香氣。當(dāng)外界音樂的頻率與香氣瓶B的 共振中心頻率Fe相近時,控制電路的香氣啟動開關(guān)控制香氣釋放裝置38打開,釋放香氣瓶 B中的香氣。本發(fā)明根據(jù)音樂頻率不同,做出相應(yīng)動作,以此來提供不同類型樂曲下釋放不 同對應(yīng)香氣的效果。 本發(fā)明的較佳實施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉此技術(shù)者,在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可做些許的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)為權(quán) 利要求書范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于包括共振單元、感測單元和互動表達單元,所述共振單元,用于感應(yīng)特定音頻后做出較強的振動;所述感測單元對共振單元的振動進行感測,輸出感測信號;所述互動表達單元對感測信號進行處理,并根據(jù)感測音頻高低的不同,做出相應(yīng)的行為觸發(fā)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述共振單元為對 應(yīng)于特定音頻預(yù)先設(shè)計的共振體,在感應(yīng)到特定音頻后做出較強的共振振動。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述感測單元包括 感測器和致動器,
4. 如權(quán)利要求1所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述互動表達單元 包括回饋放大電路、控制電路和動作裝置,回饋放大電路將感測單元感測信號放大,控制電 路根據(jù)感測到的不同信號對動作裝置進行控制,使動作裝置做出相應(yīng)的行為。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述共振體包括金 屬或塑膠材質(zhì)作為共振材料的空腔結(jié)構(gòu)、梁式結(jié)構(gòu)、盤式結(jié)構(gòu)或板式結(jié)構(gòu),由共振材料的兩 端固定在空腔、梁、盤或板上組成。
6. 如權(quán)利要求3所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述感測器可為機 電能量轉(zhuǎn)換器,包括壓電陶瓷或壓電薄膜組成的壓電材料體。
7. 如權(quán)利要求3所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述致動器根據(jù)感 測器感測的信號,搭配回饋放大電路加強共振體受外界音頻影響產(chǎn)生的振動信號,輔助判 斷音源類別。
8. 如權(quán)利要求6所述的一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置,其特征在于所述感測器可為單 一共振體_多機電能量轉(zhuǎn)換器或多共振體_多機電能量轉(zhuǎn)換器。
9. 一種可與音頻產(chǎn)生互動的方法,其特征在于所述方法包括,采用共振單元、感測單元 和互動表達單元,預(yù)先根據(jù)不同頻率的聲音選擇對應(yīng)于不同聲音頻率的共振單元,當(dāng)外界 聲音作用于共振單元時,如外界聲音的頻率與共振單元的共振頻率相近,共振單元發(fā)生共 振,感測單元感測共振單元的振動并產(chǎn)生感測信號,感測信號輸入控制電路,控制電路根據(jù) 感測信號的不同,做出相應(yīng)的行為觸發(fā)。
全文摘要
一種可與音頻產(chǎn)生互動的裝置和方法,該裝置包括共振單元、感測單元和互動表達單元,所述共振單元,用于感應(yīng)特定音頻后做出較強的振動;所述感測單元對共振單元的振動進行感測,輸出感測信號;所述互動表達單元對感測信號進行處理,并根據(jù)感測音頻高低的不同,做出相應(yīng)的行為觸發(fā)。本發(fā)明應(yīng)用于與樂曲產(chǎn)生互動的香氣產(chǎn)生裝置等,可以提供不同類型樂曲下觸發(fā)不同行為。
文檔編號B25J13/00GK101763040SQ200810181288
公開日2010年6月30日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者周忠誠, 王威 申請人:蘇州佳世達電通有限公司
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