超声波传感装置及其检测电路与检测方法制造方法及图纸

一种超声波传感装置，包括超声波发射模组、超声波接收模组、触控检测电路以及受控元件。超声波发射模组用于产生超声波。超声波接收模组用于接收被待测物反射回的超声波，并相应产生感测信号。触控检测电路同时与超声波发射模组和超声波接收模组电性连接。触控检测电路驱动超声波发射模组产生超声波，接收超声波接收模组输出的感测信号，根据感测信号和驱动信号的相位变化和振幅变化识别当前触摸操作是否有效，并在触摸操作有效时输出触摸感测信号以控制受控元件执行相应的操作。本发明专利技术还提供了一种超声波传感检测电路以及一种超声波传感装置检测方法。

【技术实现步骤摘要】
超声波传感装置及其检测电路与检测方法
本专利技术涉及一种超声波传感检测电路、具有超声波传感检测电路的超声波传感装置及其检测电路与检测方法。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，手机、便携式计算机、个人数字助理(PDA)、平板计算机、媒体播放器等消费性电子产品大多都采用触控传感装置作为输入设备，以使产品具有更友好的人机交互方式。触控传感装置可用于作为取代机械开关的触控开关、感测触摸操作或指纹识别。根据其触控原理的不同，可分为电阻式触控传感模组、电容式触控传感模组、红外式触控传感模组以及超声波式触控传感模组等。其中，超声波式触控模组包括超声波发射模组、超声波接收模组、信号读取单元与信号检测电路。超声波发射模组用于产生超声波，超声波接收模组接收经反射后的超声波，并依据接收到的反射超声波的情况产生电信号，信号读取单元读取超声波接收模组产生的电信号，信号检测电路通过检测接收到的电信号的振幅变化以确定是否有触碰动作。由于水滴触碰超声波传感装置时会可导致接收信号的振幅变化，进而产生误触。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种提高触控准确度的超声波传感装置。还有必要提供一种提高识别准确率的超声波传感检测电路。还有必要提供一种提高识别准确率的超声波装置传感检测方法。一种超声波传感装置，包括超声波发射模组、超声波接收模组、触控检测电路以及受控元件。超声波发射模组用于产生超声波。超声波接收模组用于接收被待测物反射回的超声波，并相应产生感测信号。触控检测电路同时与超声波发射模组和超声波接收模组电性连接。触控检测电路驱动超声波发射模组产生超声波，接收超声波接收模组输出的感测信号，根据感测信号和驱动信号的相位变化和振幅变化识别当前触摸操作是否有效，并在触摸操作有效时输出触摸感测信号以控制受控元件执行相应的操作。一种超声波传感检测电路与超声波发射模组、超声波接收模组以及受控元件电性连接。超声波传感检测电路驱动超声波发射模组产生超声波，并接收由超声波接收模组输出的感测信号。触控检测电路包括驱动模组、相位检测模组、振幅检测模组以及信号处理模组。驱动模组与超声波发射模组和相位检测模组电性连接，用于输出驱动信号给超声波发射模组和相位检测模组。相位检测模组与驱动模组和超声波接收模组电性连接，用于根据驱动信号和感测信号的相位变化以产生感测相位差值。振幅检测模组与信号处理模组电性连接，用于检测感测信号的振幅并输出给信号处理模组。信号处理模组根据感测信号和驱动信号的振幅和感测相位差值判断当前触摸操作是否有效，并在触摸操作有效时输出触摸感测信号以控制受控元件执行相应的操作。一种超声波传感装置检测方法用于超声波传感装置中。超声波传感装置包括超声波发射模组接收驱动信号以产生超声波、超声波接收模组接收被待测物反射回的超声波并相应产生感测信号、超声波传感检测电路以及受控元件。超声波传感检测电路包括相位检测模组和振幅检测模组。超声波传感检测方法包括如下步骤：接收借由驱动信号和超声波接收模组接输出的感测信号；检测驱动信号和感测信号的相位和振幅变化判断当前触摸操作是否有效；若触摸操作有效，则输出触摸感测信号以控制受控元件执行相应的操作。采用上述之超声波传感装置，在识别触摸操作时同时检测由超声波转换产生的感测信号的相位和振幅，并通过在预定时间内侦测驱动信号的相位和感测信号相位之间的变化进一步提高了超声波传感装置的触控准确度，减少了水滴、油脂以及金属等其他物质对超声波传感装置的误触。附图说明图1为第一实施方式之超声波传感装置的剖面示意图。图2为图1所述触控检测电路的模块示意图。图3为图2中所述相位检测模组的等效电路图。图4为图3中第一实施例之驱动信号、感测信号、第一输出信号以及第二输出信号的波形示意图。图5为图3中第二实施例之驱动信号、感测信号、第一输出信号以及第二输出信号的波形示意图。图6为第二实施方式之超声波传感装置的剖面示意图。图7为一种超声波传感检测方法的流程图。主要元件符号说明超声波传感装置100，300盖板10超声波发射模组20第一导电层21第二导电层22第一压电层24第一粘结层12超声波接收模组30，45第三导电层31，451第四导电层32第二压电层34，454第二粘结层14超声波传感装置检测电路200驱动模组210相位检测模组230第一触发器231第一控制端D1第一输入端IN1第一重置端Reset1第一输出端Q1第二触发器232第二控制端D2第二输入端IN2第二重置端Reset2第二输出端Q2振幅检测模组250信号处理模组270受控元件500如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下本文所描述的实施例，涉及超声波传感器，所述超声波传感器可为能够感测单点式触碰的超声波传感装置，也可为能够感测多点式触碰的超声波传感装置。作为单点式的超声波传感装置包括能够用于取代机械开关的触控传感开关，所述传感装置用于输出表征发出触碰或有触碰接近的信号；而作为多点式的超声波传感装置，包括超声波触控感测装置或生物(如指纹)识别装置，所述传感装置不仅用于输出表征发出触碰或有触碰接近的信号，而且还能进一步透过对信号的分析获取触碰发生的位置或获取待测物的情况。而本文所涉及的超声波传感装置所包含的检测电路能够包括透过超声波传感装置模组输出的信号分析出待测物的性质以进一步判断是否有误触碰发生的功能。下面分别以单点式超声波传感装置与多点式超声波传感装置为例分别进行说明。请参阅图1，图1是本专利技术第一实施方式提供的超声波传感装置100的剖面示意图。所述超声波传感装置100为一单点式超声波传感装置。所述超声波传感装置100包括盖板10、超声波发射模组20、超声波接收模组30、超声波传感装置检测电路200以及受控元件500。所述盖板10为透明材料制成，用于防止灰尘等杂质进入超声波传感装置100内部。在本实施方式中，盖板10可以为玻璃基板、或其他具有高强度、高硬度的透明基板，如聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，聚酯(Polythyleneterephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、环烯烃共聚合物(CyclicOlefinCopolymer,COC)或聚醚砜(Polyethersulfone,PES)等材料制成。所述超声波发射模组20通过第一粘结层12粘结于所述盖板10的表面。所述超声波发射模组20用于产生超声波，可为产生超声波的压电发射器。所述超声波发射模组20包括第一导电层21、第二导电层22以及设置于所述第一导电层21和所述第二导电层22之间的第一压电层24。所述第一导电层21通过所述第一粘结层12与所述盖板10粘结，且设置于所述第一压电层24靠近所述盖板10的表面。所述第一导电层21接收所述产生的驱动信号。所述第二导电层22设置于所述第一压电层24远离所述盖板10的表面。所述第一导电层21与第二导电层22间形成电压差，从而向第一压电层24施加电压以扩展或收缩第一压电层24，从而产生超声波。此超声波可朝向待测物行进，穿过盖板10，进一步的未被待检测对象吸收或发射的部分可被反射以便穿过盖板10而传回且由超声波接收模组30接收。在本实施例中，所述第二导电层22通过引线或引脚接地。所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感装置，包括超声波发射模组、超声波接收模组、触控检测电路以及受控元件；所述超声波发射模组用于产生超声波；所述超声波接收模组用于接收被待测物反射回的超声波，并相应产生感测信号；所述触控检测电路同时与所述超声波发射模组和所述超声波接收模组电性连接；其特征在于：所述触控检测电路驱动所述超声波发射模组产生超声波，接收所述超声波接收模组输出的感测信号，根据所述感测信号和所述驱动信号的相位变化和振幅变化识别当前触摸操作是否有效，并在触摸操作有效时输出触摸感测信号以控制所述受控元件执行相应的操作。

【技术特征摘要】
1.一种超声波传感装置，包括超声波发射模组、超声波接收模组、触控检测电路以及受控元件；所述超声波发射模组用于产生超声波；所述超声波接收模组用于接收被待测物反射回的超声波，并相应产生感测信号；所述触控检测电路同时与所述超声波发射模组和所述超声波接收模组电性连接；其特征在于：所述触控检测电路驱动所述超声波发射模组产生超声波，接收所述超声波接收模组输出的感测信号，根据所述感测信号和所述驱动信号的相位变化和振幅变化识别当前触摸操作是否有效，并在触摸操作有效时输出触摸感测信号以控制所述受控元件执行相应的操作。2.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于：所述触控检测电路检测所述感测信号和所述驱动信号的相位差值而产生感测相位差值；当所述感测信号的振幅与所述驱动信号的振幅相同时，则认为触摸物为非被认可的待测物且触摸无效；当所述感测信号的振幅与所述驱动信号的振幅不同，在预定时间内持续检测到所述感测相位差值，且所述感测相位差值与预定相位差值之间差值的绝对值位于预定范围内时，则认为触摸物为被认可的待测物且触摸有效。3.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于：所述触控检测电路包括振幅检测模组、驱动模组、相位检测模组以及信号处理模组；所述振幅检测模组与所述超声波接收模组和所述信号检测模组电性连接；所述振幅检测模组用于检测所述感测信号的振幅并输出给所述信号处理模组；所述驱动模组与所述超声波发射模组和所述相位检测模组电性连接，用于输出驱动信号给所述超声波发射模组和所述相位检测模组；所述相位检测模组与所述驱动模组和所述超声波接收模组电性连接，用于检测所述驱动信号和所述感测信号的相位变化以产生感测相位差值；所述信号处理模组根据所述感测信号和所述驱动信号的振幅、所述感测相位差值判断当前触摸操作是否有效。4.如权利要求2所述的超声波传感装置，其特征在于：所述相位检测模组包括第一触发器、第二触发器以及逻辑比较模组；所述逻辑比较器包括第一输入端、第二输入端与输出端，所述第一触发器包括第一输入端、第一重置端以及第一输出端；所述第二触发器包括第二输入端、第二重置端以及第二输出端；所述第一输入端与所述驱动模组电性连接，所述第一输出端与所述信号处理模组电性连接，所述第一重置端与所述逻辑比较器的输出端电性连接；所述第二输入端与所述超声波接收模组电性连接，所述第二输出端与所述信号处理模组电性连接，所述第二重置端与所述逻辑比较器的输出端电性连接；所述逻辑比较器的第一输入端与所述第一输出端电性连接，所述逻辑比较器的第二输入端与所述第二输出端电性连接。5.如权利要求3所述的超声波传感装置，其特征在于：所述相位检测模组包括第一输出端和第二输出端；若所述感测信号的振幅不等于所述驱动信号的振幅时，所述信号处理模组识别所述感测相位差值的输出端并检测在预定时间内对应的输出端是否持续输出所述感测相位差值；若在预定时间内所述相位检测模组对应的输出端持续输出所述感测相位差值，则所述信号处理模组进一步比较所述感测相位差值与预定相位差值之间差值的绝对值是否位于预定范围内；若所述感测相位差值与所述预定相位差值之间差值的绝对值位于预定范围内，则所述信号处理模组识别触摸有效，并输出触摸感测信号以控制所述受控元件执行相应的操作。6.如权利要求5所述的超声波传感装置，其特征在于：所述预定相位差值为在没有触摸操作时所述驱动信号和所述感测信号的相位差值所述预定范围为7.一种超声波传感检测电路，所述超声波传感检测电路与超声波发射模组、超声波接收模组以及受控元件电性连接；其特征在于：所述超声波传感检测电路驱动所述超声波发射模组产生超声波，并接收由所述超声波接收模组输出的感测信号；所述触控检测电路包括驱动模组、相位检测模组、振幅检测模组以及信号处理模组；所述驱动模组与所述超声波发射模组和所述相位检测模组电性连接，用于输出驱动信号给所述超声波发射模组和所述相位检测模组；所述相位检测模组与所述驱动模组和所述超声波接收模组电性连接，用于根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小兵，
申请(专利权)人：麦克思商务咨询深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44