薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)，該薄膜聲控開關(guān)裝置包括：至少一個薄膜拾音器，其進一步包括：至少一個摩擦發(fā)電機，用于采集聲音信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；信號處理電路，其與至少一個薄膜拾音器中的至少一個摩擦發(fā)電機相連、用于處理至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號輸出開啟控制信號。該系統(tǒng)包括上述薄膜聲控開關(guān)裝置以及用電設備。該薄膜聲控開關(guān)裝置結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣，且靈敏度高。
【專利說明】薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術(shù)領域】，具體涉及一種摩擦聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]聲控開關(guān)是在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進行聲電轉(zhuǎn)換來控制用電器的開啟，并經(jīng)過延時后能自動斷開電源的節(jié)能電子開關(guān)。聲控開關(guān)由傳聲器BM、聲音信號放大、半波整流、光控、電子開關(guān)、延時和交流開關(guān)電路組成。目前，市場上所銷售的聲控開關(guān)中所采用的聲音傳感器大多為電容式駐極體傳感器或電磁式感應器。但是，這些傳統(tǒng)的聲音傳感器大多結(jié)構(gòu)復雜，形式單一、且靈敏度低，同時成本較高。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣、成本低廉，且靈敏度高的聲控開關(guān)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提供一種薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的聲控開關(guān)結(jié)構(gòu)復雜、形式單一，且靈敏度低的問題。
[0004]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種薄膜聲控開關(guān)裝置，包括:
[0005]至少一個薄膜拾音器，其進一步包括:至少一個摩擦發(fā)電機，用于采集聲音信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；
[0006]信號處理電路，其與至少一個薄膜拾音器中的至少一個摩擦發(fā)電機相連、用于處理至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號輸出開啟控制信號。
[0007]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供一種薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，包括:
[0008]上述薄膜聲控開關(guān)裝置以及用電設備。
[0009]本實用新型提供的薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)，通過摩擦發(fā)電機感應聲音振動，使其產(chǎn)生電信號，從而達到對用電設備的控制，該薄膜聲控開關(guān)裝置結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣，且靈敏度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的薄膜聲控開關(guān)裝置的電路模塊示意圖；
[0011]圖2a為本實用新型的三層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機的正向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2b為本實用新型的四層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機的正向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2c為本實用新型的五層居間薄膜結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機的正向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2d為本實用新型的五層居間電極結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機的正向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3a為本實用新型實施例一的一薄膜拾音器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3b為本實用新型實施例一的另一薄膜拾音器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4a為本實用新型施例二的一薄膜聲控開關(guān)裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4b為圖4a的本實用新型施例二的一薄膜聲控開關(guān)裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本實用新型的一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)的電路模塊示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細說明，但本實用新型并不僅僅限于此。
[0021]為解決現(xiàn)有技術(shù)的聲控開關(guān)結(jié)構(gòu)復雜、形式單一，且靈敏度低的問題。本實用新型提供一種薄膜聲控開關(guān)裝置，圖1為本實用新型的一薄膜聲控開關(guān)裝置的電路模塊示意圖，如圖1所示，薄膜聲控開關(guān)裝置1000包括:至少一個薄膜拾音器100和信號處理電路200 ;其中，至少一個薄膜拾音器100進一步包括:至少一個摩擦發(fā)電機10，用于采集聲音信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；信號處理電路200的輸入端與至少一個薄膜拾音器100中的至少一個摩擦發(fā)電機10的輸出端相連,用于處理至少一個摩擦發(fā)電機10輸出端輸出的電信號，并根據(jù)至少一個摩擦發(fā)電機10輸出端輸出的電信號輸出開啟控制信號。
[0022]其中，摩擦發(fā)電機10的數(shù)量可以為一個，也可以多個，且各個摩擦發(fā)電機之間可以通過串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式進行連接，另外，摩擦發(fā)電機可以選用現(xiàn)有技術(shù)中公開的摩擦發(fā)電機，例如:三層、四層、五層居間薄膜或者五層居間電極結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機。對于至少一個摩擦發(fā)電機的數(shù)量、連接方式和具體結(jié)構(gòu)，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。
[0023]下面詳細介紹一下本實用新型所采用的摩擦發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)。
[0024]如圖2a所示，本實用新型中的三層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，以及第二電極層112 ;第一電極層110設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第一側(cè)表面上；且第一高分子聚合物絕緣層111的第二側(cè)表面朝向第二電極層112設置，第一高分子聚合物絕緣層111和第二電極層112之間形成摩擦界面，第一電極層110和第二電極層112形成摩擦發(fā)電機10的信號輸出端?？蛇x地，構(gòu)成摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結(jié)構(gòu)16。其中，第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111的厚度為ΙΟμπΗΒΟΟμπι，不包括微納結(jié)構(gòu)16。選用此范圍的厚度的第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111能提高摩擦發(fā)電機10的靈敏度。
[0025]圖2a所示的摩擦發(fā)電機10的第一電極層110所用材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；第二電極層112所用材料可以是金屬或合金。其中，金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴口 W.、TP 口 W.、ο
[0026]圖2a所示的摩擦發(fā)電機10的第一高分子聚合物絕緣層111所用材料為聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種，優(yōu)選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一種。第一高分子聚合物絕緣層和/或第二高分子聚合物絕緣層優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
[0027]如圖2b所示，本實用新型中的四層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，第二高分子聚合物絕緣層113以及第二電極層112 ;第一電極層110設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第一側(cè)表面上；第二電極層112設置在第二高分子聚合物絕緣層113的第一側(cè)表面上；且第二高分子聚合物絕緣層113的第二側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層111的第二側(cè)表面相對設置，第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113之間形成摩擦界面，第一電極層和第二電極層形成摩擦發(fā)電機10的信號輸出端?？蛇x地，構(gòu)成摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結(jié)構(gòu)16。其中，第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113的厚度為ΙΟμπΗΒΟΟμπι，不包括微納結(jié)構(gòu)16。選用此范圍的厚度的第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113能提高摩擦發(fā)電機10的靈敏度。圖2b所示的摩擦發(fā)電機10的第一電極層110和第二電極層112所用材料與圖2a所示的第一電極層110所用材料相同，第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料與圖2a所示的第一高分子聚合物絕緣層113所用材料相同。
[0028]如圖2c所示，本實用新型中的五層居間薄膜結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114、第二高分子聚合物絕緣層113以及第二電極層112 ;第一電極層110設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第一側(cè)表面上；第二電極層112設置在第二高分子聚合物絕緣層113的第一側(cè)表面上；居間薄膜層114為聚合物薄膜層，設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第二側(cè)表面和第二高分子聚合物絕緣層113第二側(cè)表面之間，第一高分子聚合物絕緣層111和居間薄膜層114之間形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物絕緣層113和居間薄膜層114之間形成摩擦界面，第一電極層111和第二電極層112形成摩擦發(fā)電機10的信號輸出端?？蛇x地，構(gòu)成摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結(jié)構(gòu)16。其中，第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113的厚度為ΙΟμπΗΒΟΟμπι，不包括微納結(jié)構(gòu)16。選用此范圍的厚度的第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113能提高摩擦發(fā)電機10的靈敏度。
[0029]圖2c所示的摩擦發(fā)電機10的第一電極層110和第二電極層112所用材料與圖2a所示的第一電極層110所用材料相同，第一高分子聚合物絕緣層111、居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料與圖2a所示的第一高分子聚合物絕緣層113所用材料相同。其中，居間薄膜層114優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0030]如圖2d所示，本實用新型中的五層居間電極結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間電極層115，第二高分子聚合物絕緣層113以及第二電極層112 ;第一電極層110設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第一側(cè)表面上；第二電極層112設置在第二高分子聚合物絕緣層113的第一側(cè)表面上，居間電極層115設置在第一高分子聚合物絕緣層111的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層113的第二側(cè)表面之間，且第一高分子聚合物絕緣層111和居間薄膜層115之間形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物絕緣層113和居間薄膜層115之間形成摩擦界面，居間電極層115,第一電極層111和第二電極層112中的任兩者或三者形成摩擦發(fā)電機10的信號輸出端?？蛇x地，構(gòu)成摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結(jié)構(gòu)16。其中，第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113的厚度為ΙΟμπΗΒΟΟμπι，不含括微納結(jié)構(gòu)16。選用此范圍的厚度的第一電極層110與第一高分子聚合物絕緣層111和/或第二電極層112與第二高分子聚合物絕緣層113能提高摩擦發(fā)電機10的靈敏度。
[0031]圖2d所示的摩擦發(fā)電機10的第一電極層110和第二電極層112所用材料與圖2a所示的第一電極層110所用材料相同，居間電極層115所用材料與圖2a所示的第二電極層112所用材料相同，第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料與圖2a所示的第一高分子聚合物絕緣層113所用材料相同?？蛇x地，如圖1所示，信號處理電路200，進一步包括:濾波電路20、放大電路21、微控制器22、延時電路23和電源電路24。其中，濾波電路20的輸入端與至少一個摩擦發(fā)電機10的輸出端相連，濾除薄膜拾音器100中的至少一個摩擦發(fā)電機10的輸出端輸出的電信號中的干擾雜波；放大電路21的輸入端與濾波電路20的輸出端相連，將濾波電路20輸出端輸出的電信號進行放大處理；微控制器22的輸入端與放大電路21的輸出端相連,根據(jù)放大電路21的輸出端輸出的電信號，輸出延時控制信號；延時電路23的輸入端與微控制器22的輸出端相連,根據(jù)微控制器22輸出端輸出的延時控制信號，輸出開啟控制信號；電源電路24的輸出端與微控制器22的電源輸入端相連，用于為微控制器22提供電能。
[0032]可選地，微控制器22可以采用常用的中央處理芯片來實現(xiàn)，如:TI的低功耗芯片MSP430芯片、51系列單片機、ARM系列單片機等，也可以采用多種硬件電路共同來實現(xiàn)中央處理電路的功能，例如:lm324作為電壓比較器與555定時器結(jié)合使用實現(xiàn)本實施例中的功能，其【具體實施方式】可以根據(jù)本領域技術(shù)人的設計需求進行選擇，但并不限于此。
[0033]本實用新型的薄膜聲控開關(guān)裝置還可以進一步包括光敏傳感器(圖中未示出)，其與微控制器22的亮度信號輸入端相連，用于監(jiān)測外界環(huán)境的亮度輸出亮度信號給微控制器22。
[0034]作為本實用新型實施例一的一薄膜拾音器的具體的實施方式，如圖3a所示，薄膜拾音器100又進一步包括:聲音振動腔體101、進音孔道102、連接孔103和第一導線通孔104。其中，聲音振動腔體101包括腔體壁1011和音腔1012，用于存儲通過進音孔道102傳遞的聲音，并在音腔1012中形成振動,且聲音振動腔體101的內(nèi)部設置有將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的至少一個摩擦發(fā)電機10 ;進音孔道102通過設置在腔體壁頂部的連接孔103與聲音振動空腔101的音腔1012形成相互連通的一體式空腔結(jié)構(gòu)，進音孔道102用于收集聲音，并將聲音傳遞至聲音振動腔體101 ;第一導線通孔104設置在腔體壁1011的底部，用于將至少一個摩擦發(fā)電機10輸出的電信號通過第一導線通孔104中的第一導線105輸出給信號處理電路200 (圖中未示出)。
[0035]其中，對于聲音振動腔體101和進音孔道102的形狀，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定，例如，如圖3a所示，聲音振動腔體101的形狀為空心的球體，進音孔道的形狀為空心的圓柱體。另外，進音孔道102通過連接孔103與聲音振動腔體101的連接固定方法可以選用將進音孔道102直接插入連接孔103中，然后在交匯處注入粘結(jié)劑使其固定；還可以采用一體注塑的方式直接形成連接結(jié)構(gòu)，此處不做限定，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇合適的連接方法。
[0036]其中，如圖3a所示，至少一個摩擦發(fā)電機10固定設置在腔體壁1011上，摩擦發(fā)電機10的第一電極層110與腔體壁1011直接接觸，第一導線105的一端分別連接摩擦發(fā)電機10的第一電極層110和第二電極層112，第一導線105的另一端通過第一導線通孔104連接信號處理電路200(圖中未示出)。更進一步地，當腔體壁1011選用導電材料制作而成時，摩擦發(fā)電機10的第一電極層110可以被省略掉,直接米用腔體壁1011作為第一電極層I1使用，此時第一導線105即可直接連接到腔體壁1011上，此種方式不僅節(jié)省了制作摩擦發(fā)電機的材料和成本，也簡化了薄膜拾音器100的制作工序，還簡化了第一導線105的焊接工藝。另外，摩擦發(fā)電機10的第一電極層110與腔體壁1011的固定方式可以采用粘結(jié)劑或者膠布等方式粘結(jié)，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。
[0037]如圖3b所示，此種實施方式與圖3a所示的實施方式的不同點在于:本實施方式通過彈性部件106將至少一個摩擦發(fā)電機10的兩端分別固定在相對的腔體壁101上。其中，彈性部件106的數(shù)量和種類本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定，例如，彈性部件106可以選用彈簧、彈性條帶等。此種實施方式能夠進一步增加摩擦發(fā)電機10感應聲音振動的靈敏度，從而提高信號輸出。
[0038]當腔體壁1011和彈性部件106均選用導電材料制作而成時，摩擦發(fā)電機10的第一電極層110或第二電極層112可以被省略掉，直接采用腔體壁1011作為第一電極層110或第二電極層112使用，此時第一導線105即可直接連接到腔體壁1011上，此種方式不僅節(jié)省了制作摩擦發(fā)電機的材料和成本，也簡化了薄膜拾音器100的制作工序，還簡化了第一導線105的焊接工藝。另外，摩擦發(fā)電機10的第一電極層110與腔體壁1011的固定方式可以采用粘結(jié)劑或者膠布等方式粘結(jié)，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。
[0039]結(jié)合圖4a和圖4b，作為本實用新型實施例二的一薄膜聲控開關(guān)裝置的【具體實施方式】，實施例二中的摩擦薄膜開關(guān)裝置不僅包括上述實施例一中的薄膜拾音器外，還進一步包括固定部件400和印制電路板401 ;其中，固定部件400包括固定壁4001、空腔4002、至少一個小孔4003和至少一個第二導線通孔4004，固定壁4001的頂部和底部分別設置有至少一個小孔4003和至少一個第二導線通孔4004，小孔4003的形狀和大小與進音孔道102形成的孔的形狀和大小相同，用于將進音孔道102固定設置于小孔4003上；印制電路板401設置在空腔4002的內(nèi)部，印制電路板401上設置有信號處理電路200 (圖中未示出)，信號處理電路200輸出的電信號通過第二導線通孔4004中的第二導線402輸出給用電設備(圖中未示出)。另外，圖4a和圖4b所示的固定部件400為一正方體空腔結(jié)構(gòu)，其也可以為其它空腔結(jié)構(gòu)，例如，長方體空腔結(jié)構(gòu)，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，此處不做限定。
[0040]可選地，在固定部件400中可以陣列設置多個薄膜拾音器100，例如，圖4b中在固定部件400中陣列設置9個薄膜拾音器，設置多個薄膜拾音器能使收集聲音的面積增大，減少誤報率。當然，也可以僅在固定部件400中設置一個薄膜拾音器100，此處不做限定，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇。
[0041]本實用新型實施例一和實施例二中，在沒有聲音進入聲音振動腔體101時,聲音振動腔體101中的氣壓與外界平衡；當有聲音從進音孔道102傳遞給聲音振動腔體101時，從而使聲音存儲在聲音振動腔體101的音腔1012中，進而在音腔1012中形成振動，使摩擦發(fā)電機輸出電信號，這不僅能夠屏蔽一部分聲音干擾，降低誤判率，也能夠使摩擦發(fā)電機感應聲音信號更加靈敏，提高其靈敏度，并且上述結(jié)構(gòu)非常簡單，成本低廉，易于加工，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0042]圖5為本實用新型的一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)的電路模塊示意圖。如圖5所示，該薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)除了包含上述的薄膜聲控開關(guān)裝置之外，還包括:用電設備2000 ;其中，用電設備2000的輸入端與薄膜聲控開關(guān)裝置1000中的信號處理電路200的輸出端相連,可以為各種用電設備，例如，家用照明燈等，此處不做限定。
[0043]本實用新型的薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)的具體工作過程如下:
[0044]當外部聲源作用于薄膜聲控開關(guān)裝置1000中的摩擦發(fā)電機10時，摩擦發(fā)電機由于聲源產(chǎn)生的振動發(fā)生機械形變，從而將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出；此電信號會輸出給信號處理電路200中的濾波電路20，從而對該電信號進行濾波處理；濾波電路20又會將濾波后的電信號輸出給放大電路21對該電信號進行放大處理；放大后的電信號又會輸出給微控制器22，微控制器22會將該放大后的電信號與預設閾值進行比較，例如，當放大后的電信號大于或者等于預設閾值時，微控制器22輸出延時控制信號給延時電路23，當放大后的電信號小于預設閾值時，微控制器22認定該電信號為干擾信號,將其忽略；延時電路23接收到微控制器22輸出的延時控制信號后，根據(jù)該信號輸出開啟控制信號給用電設備2000，控制器開啟和開啟時間。
[0045]另外，當本實用新型中的薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)包括光敏傳感器(圖中未示出)時，微控制器22會最先判斷光敏傳感器輸出的亮度信號，例如，如果亮度信號大于或者等于亮度預設閾值時，不管微控制器22對摩擦發(fā)電機10產(chǎn)生的電信號的判斷結(jié)果如何，微控制器22都不會輸出延時控制信號，即不會開啟用電設備；如果亮度信號小于亮度預設閾值時，微控制器22會進一步執(zhí)行上述過程判斷摩擦發(fā)電機10產(chǎn)生的電信號。加入光敏傳感器的薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)能夠更加準確的判斷使用者何時需要使用用電設備2000，從而減少誤判率。
[0046]為了更加充分的說明該實用新型的技術(shù)方案，下面以三個具體的示例進行闡述。
[0047]示例一
[0048]本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置中的薄膜聲控開關(guān)采用的是尺寸為30mmX 12mm的摩擦發(fā)電機1，總厚度大約是440 μ m。該摩擦發(fā)電機I包括依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114，第二高分子聚合物絕緣層113和第二電極層112，如圖2c所示。
[0049]第一電極層110所用材料為招箔,其厚度為10 μ m,第二電極層112所用材料為招箔，其厚度為10 μ m。第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為ΙΟμπι。居間薄膜層114所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)，厚度為200 μ m。居間薄膜層114相對于第二電極層112的側(cè)表面上設有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.2mm,條紋狀圖形的寬度為0.1_，相鄰兩條紋狀圖形的間距為5mm。第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113進行一體設置呈一體式。
[0050]將本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置與一 LED燈相連形成一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，且將整個系統(tǒng)固定在試驗臺上，在距離試驗臺Im處設置一 lkHz，40dB的聲源進行測試。經(jīng)過測試，摩擦發(fā)電機I輸出的電壓為500mV，與薄膜聲控開關(guān)裝置相連的LED在有聲源作用時，被點売。
[0051]示例二
[0052]本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置中的薄膜聲控開關(guān)采用的是尺寸為30mmX 12mm的摩擦發(fā)電機1，總厚度大約是560 μ m。該摩擦發(fā)電機I包括依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114，第二高分子聚合物絕緣層113和第二電極層112，如圖2c所示。
[0053]第一電極層110所用材料為鋁箔，其厚度為ΙΟμπι，第二電極層112所用材料為鋁箔，其厚度為10 μ m。第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為70 μ m。居間薄膜層114所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)，厚度為200 μ m。居間薄膜層114相對于第二電極層112的側(cè)表面上設有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.2mm,條紋狀圖形的寬度為0.1_，相鄰兩條紋狀圖形的間距為5mm。第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113進行一體設置呈一體式。
[0054]將本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置與一 LED燈相連形成一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，且將整個系統(tǒng)固定在試驗臺上，在距離試驗臺Im處設置一 lkHz，40dB的聲源進行測試。經(jīng)過測試，摩擦發(fā)電機I輸出的電壓為300mV，與薄膜聲控開關(guān)裝置相連的LED在有聲源作用時，被點売。
[0055]示例三
[0056]本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置中的薄膜聲控開關(guān)采用的是尺寸為30_X 12mm的摩擦發(fā)電機2，總厚度大約是440 μ m。該摩擦發(fā)電機2包括依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114，第二高分子聚合物絕緣層113和第二電極層112，如圖2c所示。
[0057]第一電極層110所用材料為鋁箔，其厚度為ΙΟμπι，第二電極層112所用材料為鋁箔，其厚度為10 μ m。第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為ΙΟμπι。居間薄膜層114所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)，厚度為200 μ m。居間薄膜層114相對于第二電極層112的側(cè)表面上設有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.2mm,條紋狀圖形的寬度為0.1_，相鄰兩條紋狀圖形的間距為5mm。第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113進行一體設置呈一體式。
[0058]將本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置與一 LED燈相連形成一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，且將整個系統(tǒng)固定在試驗臺上，在距離試驗臺2m處設置一 lkHz，40dB的聲源進行測試。經(jīng)過測試，摩擦發(fā)電機2輸出的電壓為350mV，與薄膜聲控開關(guān)裝置相連的LED在有聲源作用時，被點売。
[0059]示例四
[0060]本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置中的薄膜聲控開關(guān)采用的是尺寸為30mmX 12mm的摩擦發(fā)電機3，總厚度大約是440 μ m。該摩擦發(fā)電機3包括依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114，第二高分子聚合物絕緣層113和第二電極層112，如圖2c所示。
[0061]第一電極層110所用材料為鋁箔，其厚度為ΙΟμπι，第二電極層112所用材料為鋁箔，其厚度為10 μ m。第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為ΙΟμπι。居間薄膜層114所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)，厚度為200 μ m。居間薄膜層114相對于第二電極層112的側(cè)表面上設有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.2mm,條紋狀圖形的寬度為0.1_，相鄰兩條紋狀圖形的間距為5mm。第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113進行一體設置呈一體式。
[0062]將本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置與一 LED燈相連形成一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，且將整個系統(tǒng)固定在試驗臺上，在距離試驗臺Im處設置一 1kHz，10dB的聲源進行測試。經(jīng)過測試，摩擦發(fā)電機3輸出的電壓為700mV，與薄膜聲控開關(guān)裝置相連的LED在有聲源作用時，被點売。
[0063]示例五
[0064]本示例的薄膜聲控開關(guān)裝置中的薄膜拾音器采用上述實施例一的結(jié)構(gòu)，其中，摩擦發(fā)電機4的尺寸為30mmX 12mm,總厚度大約是440 μ m。該摩擦發(fā)電機4包括依次層疊設置的第一電極層110，第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114，第二高分子聚合物絕緣層113和第二電極層112，如圖2c所示。
[0065]第一電極層110所用材料為鋁箔，其厚度為ΙΟμπι，第二電極層112所用材料為鋁箔，其厚度為10 μ m。第一高分子聚合物絕緣層111和第二高分子聚合物絕緣層113所用材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為ΙΟμπι。居間薄膜層114所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)，厚度為200 μ m。居間薄膜層114相對于第二電極層112的側(cè)表面上設有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.2mm,條紋狀圖形的寬度為0.1_，相鄰兩條紋狀圖形的間距為5mm。第一高分子聚合物絕緣層111，居間薄膜層114和第二高分子聚合物絕緣層113進行一體設置呈一體式。
[0066]將本不例的薄膜聲控開關(guān)裝置與一 LED燈相連形成一薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng),且將整個系統(tǒng)固定在試驗臺上，在距離試驗臺Im處設置一 lkHz，40dB的聲源進行測試。經(jīng)過測試，摩擦發(fā)電機4輸出的電壓為IV，與薄膜聲控開關(guān)裝置相連的LED在有聲源作用時，被點亮。
[0067]通過示例一與示例二相比，可以清楚地分析得出，在其他條件均一定的條件下，僅摩擦發(fā)電機中的高分子聚合物絕緣層的厚度不同時，會對摩擦發(fā)電機輸出的電壓產(chǎn)生影響，即隨著高分子聚合物絕緣層的厚度的增加，摩擦發(fā)電機輸出的電壓變小。
[0068]通過示例一與示例三相比，可以清楚地分析得出，在聲源強度一定的條件下，同樣的摩擦發(fā)電機隨著，聲源到薄膜聲控開關(guān)裝置的距離不同，會對薄膜聲控開關(guān)裝置中的摩擦發(fā)電機產(chǎn)生不同的影響，即隨著聲源距離開關(guān)裝置距離的增大，摩擦發(fā)電機輸出的電壓變小。
[0069]通過示例一與示例四相比，可以清楚地分析得出，在聲源到薄膜聲控開關(guān)裝置的距離一定的情況下，隨著聲源強度的增加，摩擦發(fā)電機輸出的電壓變大。
[0070]通過示例一與示例五相比，可以清楚地分析得出，采用實施例一的薄膜拾音器要比僅使用摩擦發(fā)電機的薄膜拾音器的靈敏度高。
[0071]本實用新型提供的薄膜聲控開關(guān)裝置及應用其的系統(tǒng)，通過摩擦發(fā)電機感應聲音振動，使其產(chǎn)生電信號，從而達到對用電設備的控制，該薄膜聲控開關(guān)裝置結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣，且靈敏度高。
[0072]本領域技術(shù)人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應當指出，對于上述步驟的順序并不作嚴格限制。
[0073]本領域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0074]還可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性的，表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。
[0075]顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，包括: 至少一個薄膜拾音器，其進一步包括:至少一個摩擦發(fā)電機，用于采集聲音信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號； 信號處理電路，其與所述至少一個薄膜拾音器中的至少一個摩擦發(fā)電機相連、用于處理所述至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)所述至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號輸出開啟控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述信號處理電路，進一步包括: 與所述至少一個薄膜拾音器中的至少一個摩擦發(fā)電機相連、用于對所述薄膜拾音器輸出的電信號進行濾波處理的濾波電路； 與所述濾波電路相連、用于對所述濾波電路輸出的電信號進行放大處理的放大電路； 與所述放大電路相連、用于根據(jù)所述放大電路輸出的電信號輸出延時控制信號的微控制器； 與所述微控制器相連、用于根據(jù)所述微控制器輸出的延時控制信號輸出開啟控制信號的延時電路； 與所述微控制器相連、用于為所述微控制器提供電能的電源電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述薄膜拾音器又進一步包括:聲音振動腔體、進音孔道、連接孔和第一導線通孔；其中， 所述聲音振動腔體包括腔體壁和音腔，用于存儲通過所述進音孔道傳遞的聲音，并在所述音腔中形成振動，且所述聲音振動腔體的內(nèi)部設置有將所述聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的至少一個摩擦發(fā)電機； 所述進音孔道通過設置在所述腔體壁頂部的連接孔與所述聲音振動腔體的音腔形成相互連通的一體式空腔結(jié)構(gòu)，所述進音孔道用于收集聲音，并將所述聲音傳遞至所述聲音振動腔體； 所述第一導線通孔設置在所述腔體壁的底部，用于將所述至少一個摩擦發(fā)電機輸出的電信號通過所述第一導線通孔中的第一導線輸出給所述信號處理電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述至少一個摩擦發(fā)電機固定設置在所述腔體壁上，或者通過彈性部件將所述至少一個摩擦發(fā)電機的兩端分別固定在相對的所述腔體壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，還包括:固定部件和印制電路板；其中， 所述固定部件包括固定壁、空腔、至少一個小孔和至少一個第二導線通孔，所述固定壁的頂部和底部分別設置有所述小孔和第二導線通孔，所述小孔的形狀和大小與所述進音孔道形成的孔的形狀和大小相同，用于將所述進音孔道固定設置于所述固定壁頂部的小孔上； 所述印制電路板設置在所述空腔的內(nèi)部，所述印制電路板上設置有所述信號處理電路，所述信號處理電路輸出的電信號通過所述第二導線通孔中的第二導線輸出給用電設備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述多個薄膜拾音器陣列設置在所述固定部件中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機為三層、四層、五層居間薄膜或者五層居間電極結(jié)構(gòu)；其中， 所述三層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，以及第二電極層；所述第一電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；且所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面朝向所述第二電極層設置，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述第二電極層之間形成摩擦界面，所述第一電極層和所述第二電極層形成所述摩擦發(fā)電機的信號輸出端； 所述四層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；所述第一電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述第二電極層設置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；且所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對設置，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述第二高分子聚合物絕緣層之間形成摩擦界面，所述第一電極層和所述第二電極層形成所述摩擦發(fā)電機的信號輸出端；所述五層居間薄膜結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間薄膜層、第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；所述第一電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述第二電極層設置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述居間薄膜層為聚合物薄膜層，設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面和所述第二高分子聚合物絕緣層第二側(cè)表面之間，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間形成摩擦界面，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間形成摩擦界面，所述第一電極層和所述第二電極層形成所述摩擦發(fā)電機的信號輸出端； 所述五層居間電極結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機包括:依次層疊設置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；所述第一電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述第二電極層設置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述居間電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之間，且所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間形成摩擦界面，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間形成摩擦界面，所述居間電極層，所述第一電極層和所述第二電極層中的任兩者或三者形成所述摩擦發(fā)電機的信號輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，構(gòu)成所述摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜聲控開關(guān)裝置，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機為三層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機時，第一電極層與第一高分子聚合物絕緣層的厚度為10μ---300μπ? ; 所述摩擦發(fā)電機為四層結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機時，第一電極層與第一高分子聚合物絕緣層和/或第二電極層與第二高分子聚合物絕緣層的厚度為?ο μ m-300 μ m ； 所述摩擦發(fā)電機為五層居間薄膜結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機時，第一電極層與第一高分子聚合物絕緣層和/或第二電極層與第二高分子聚合物絕緣層的厚度為?ο μ m-300 μ m ； 所述摩擦發(fā)電機為五層居間電極結(jié)構(gòu)摩擦發(fā)電機時，第一電極層與第一高分子聚合物絕緣層和/或第二電極層與第二高分子聚合物絕緣層的厚度為?ο μ m-300 μ m。
10.一種薄膜聲控開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，包括:權(quán)利要求1-9任一項所述的薄膜聲控開關(guān)裝置以及用電設備。
【文檔編號】H03K17/94GK204089762SQ201420448012
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月10日
【發(fā)明者】林同福, 孫利佳, 趙豪 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司