接近度检测制造技术

诸如蜂窝电话的电子设备(1)或用于电子设备(1)的接近度检测器具有超声波发射器(5)、超声波接收器(6)和处理系统。它从发射器(5)发射超声波正弦波信号，并在接收器(6)处通过空气接收超声波正弦波信号。它检测发射信号的频率和接收信号的频率何时满足预定差异标准，并使用其来确定是禁用还是启用设备(1)上的触摸或非触摸输入(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接近度检测本专利技术涉及使用超声波信号来确定何时启用或禁用设备上的触摸或非触摸输入的电子设备。诸如蜂窝电话的移动设备通常包含接近度传感器。这些可以用于确定用户头部靠近设备(例如，在设备正面5厘米内)的时间，使得可以在通话期间禁用触摸屏显示器的触摸输入。这可以防止由于设备和用户头部之间的接触而对设备的意外输入。这种接近度传感器通常发射红外信号并检测返回传感器的反射红外信号的变化(例如，幅度的变化)。这种传感器很简单，但是它们可以显著增加移动设备的物料清单并占据设备表面上的大量额外空间。因此，申请人设计了一种替代方法。根据一个方面，本专利技术提供一种电子设备，包括超声波发射器、超声波接收器和处理系统，所述设备被设置为：从所述超声波发射器发射超声波正弦波信号；在所述超声波接收器处通过空气接收所述超声波正弦波信号；检测所述电子设备所发射的超声波正弦波信号的频率和所述电子设备所接收的超声波正弦波信号的频率何时满足预定差异标准；并且使用所述检测来确定是否禁用所述电子设备上的触摸或非触摸输入或者是否启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入。本领域技术人员将理解，本专利技术基于从物体返回到设备的超声波正弦波信号反射中的多普勒频移现象来检测设备外物体的移动，例如用户头部朝向或离开设备的移动。它使用该移动检测来决定何时开启或关闭触摸或非触摸输入。静态反射器(相对于设备)不会在反射信号中引起任何多普勒频移，因此不能直接确定靠近设备的静态反射器的存在。然而，可以根据它不是静态的那些时间，诸如当它第一次靠近设备时，推断它的存在。这可以根据多普勒频移数据来确定。(当然，这里相对于设备描述移动--反射器在绝对意义上可能是静态的，其中设备靠近反射器。)预定差异标准优选地诸如用于表示电子设备和离开电子设备的声学反射表面之间的相对移动的类别。当接收的正弦波信号包括满足差异标准的频率时，这可以用来(可能与其他因素结合)来推断设备附近存在或不存在用户的头部。应当理解，与传统的接近度检测相比，这是一种根本不同的方法：不是直接检测物体的存在，而是设备使用频率偏移来确定物体(具有声学反射表面)何时引入或移出设备附近。通过使用关于对象在空间中的位置的连续性的隐含假设，设备可以基于该信息来决定何时启用/禁用触摸或非触摸输入。例如，如果将设备(例如，蜂窝电话)放到耳边，则可以合理地假设电话继续在用户耳边，直到检测到反射器离开电话的显著移动。许多电子设备已经包含声学变换器，其中的一个或多个可以重新用作本专利技术的超声波发射器或超声波接收器，从而降低制造成本。它还可以避免使用用于提供接近度检测的附加变换器使设备混乱。例如，超声波发射器和超声波接收器可以附加地用于提供非触摸输入，用于接收至设备的基于姿势的用户输入。在一些实施例中，超声波发射器可以是扬声器，其还能够发出可听频率，诸如电话通话期间的语音信号。设备可以被设置为使用超声波发射器来发射可听频率。超声波接收器可以是麦克风，其还能够接收可听频率，诸如电话通话期间的语音信号。设备可以被设置为使用超声波接收器来接收可听频率。非触摸输入是允许用户与设备交互而不与设备接触的联系方式，例如，通过用手或其他物体在设备附近做出姿势。申请人已经认识到，这种检测频率差异的方法可以非常有效地进行计算。特别地，它具有比传统超声波测距技术更低的功率要求，在传统超声波测距技术中，发射短脉冲超声波，并且这些脉冲的反射的飞行时间测量用于计算到声学反射表面的距离。本方法还能够比传统测距技术更可靠地检测快速移动，传统测距技术的精确度受到其发射周期性测距信号的速率的限制。当编码信号被快速移动的反射器反射时，传统的基于飞行时间的超声波测距可能会出现拖尾现象。使用将接收信号与存储的基准信号进行比较的基于定时的超声波处理也可能产生由温度变化引起扬声器和麦克风响应变化而导致的误报检测(即使在单次电话通话过程中也可能发生)。附加地，已经发现多普勒处理比传统的飞行时间方法提供更好的信噪比(SNR)，这意味着可以在距设备更远的距离处可靠地追踪移动反射器。根据第二方面，本专利技术提供一种控制电子设备的方法，包括：从所述电子设备发射超声波正弦波信号；在所述电子设备处通过空气接收从物体反射的所述超声波正弦波信号；检测所述电子设备所发射的超声波正弦波信号的频率和所述电子设备所接收的超声波正弦波信号的频率满足预定差异标准；并且响应于所述检测，禁用或启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入。根据第三方面，本专利技术提供一种计算机软件以及承载该计算机软件的有形或无形载体或存储器，该计算机软件在电子设备中的处理系统上执行时使电子设备：从所述电子设备的超声波发射器发射超声波正弦波信号；在所述电子设备的超声波接收器处通过空气接收所述超声波正弦波信号；检测所述电子设备所发射的超声波正弦波信号的频率和所述电子设备所接收的超声波正弦波信号的频率满足预定差异标准；并且使用所述检测来确定是否禁用所述电子设备上的触摸或非触摸输入或者是否启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入。电子设备可以是蜂窝电话、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、家用电器、可穿戴设备、汽车或任何其他设备。在一些优选实施例中，它是移动设备。它可以是接近度传感器或接近度检测器，例如，可以结合到更大的设备(诸如蜂窝电话)中的模块。优选地在一段时间内连续发射超声波正弦波信号，例如，每当设备通电时，或者每当启用触摸或非触摸输入时，或者每当禁用触摸或非触摸输入时，或者每当在涉及设备的电话或视频通话的持续时间内需要接近度检测时。因此有时可以发射至少1秒、10秒、100秒或更长时间。当设备处于待机模式或其他降低功率模式时，或者当设备不在电话或视频通话期间时，传输可以停止。替代地，可以以一定间隔，例如，大约1、10或100毫秒的持续时间，以连续传输之间的间隙来发射正弦波信号。设备优选地被配置为在其发射信号的同时接收超声波正弦波信号(即，信号被连续发射至少与从设备到声学反射表面的往返飞行时间一样长的时间)。优选地，滤除或忽略从设备上的超声波发射器到超声波接收器的任何直接路径信号。发射的超声波正弦波信号的频率可以是固定的，或者它可以间隔地改变。设备可以被设置为检测另一设备发射的超声能量(例如，另一正弦波信号)的存在，并且作为响应来改变发射的正弦波信号的频率。它可以将其变为距干扰信号至少最小距离的频率。设备可以同时发射多个超声波正弦波信号。它可以被设置为在这些信号中的任一者或多者的反射中检测满足差异标准的频率差，并且可以在确定是否禁用或启用触摸或非触摸输入时使用一个或多个这样的检测。在一个实施例中，设备可以同时发射频率固定的第一超声波正弦波信号和频率变化的第二超声波正弦波信号，例如，以周期性方式或循环改变频率。应当理解，电子设备接收的超声波正弦波信号可以包括多个不同的频率分量，这些频率分量由来自可以以不同速度移动的多个相应表面的反射引起。设备可以仅考虑这些频率分量中的一者(例如，最高能量)，或者在测试预定差异标准时可以考虑多个频率分量。设备上的处理系统优选地执行检测和确定步骤，但是在一些实施例中，可能的是，这些步骤中的一者或两者可以全部或部分地在远程处理设备(诸如远程服务器)上执行。设备上的处理系统优选地包括傅里叶变换处理系统，其被设置为对来自超声波接收器的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子设备，包括超声波发射器、超声波接收器和处理系统，所述电子设备被设置为：从所述超声波发射器发射超声波正弦波信号；在所述超声波接收器处通过空气接收所述超声波正弦波信号；检测所述电子设备所发射的超声波正弦波信号的频率和所述电子设备所接收的超声波正弦波信号的频率何时满足预定差异标准；并且使用所述检测来确定是否禁用所述电子设备上的触摸或非触摸输入或者确定是否启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.09 GB 1602319.41.一种电子设备，包括超声波发射器、超声波接收器和处理系统，所述电子设备被设置为：从所述超声波发射器发射超声波正弦波信号；在所述超声波接收器处通过空气接收所述超声波正弦波信号；检测所述电子设备所发射的超声波正弦波信号的频率和所述电子设备所接收的超声波正弦波信号的频率何时满足预定差异标准；并且使用所述检测来确定是否禁用所述电子设备上的触摸或非触摸输入或者确定是否启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述电子设备是蜂窝电话。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述超声波发射器是能够发射可听频率的扬声器，并且其中，所述电子设备被设置为在电话呼叫期间使用所述扬声器发射语音信号。4.根据权利要求2或3所述的电子设备，其中，所述超声波接收器是能够接收可听频率的麦克风，并且其中，所述电子设备被设置为在电话呼叫期间使用所述麦克风接收语音信号。5.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为在一段时间内连续发射所述超声波正弦波信号。6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述电子设备是蜂窝电话，并且被设置为在电话呼叫的持续时间内连续发射所述超声波正弦波信号。7.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为在发射所述超声波正弦波信号的同时接收所述超声波正弦波信号。8.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为间隔地改变所发射的超声波正弦波信号的频率。9.根据任一前述权利要求所述的电子设备，其中，所述处理系统包括傅立叶变换处理系统，所述傅立叶变换处理系统被设置为对所述超声波接收器的输出进行傅立叶变换。10.根据任一前述权利要求所述的电子设备，其中，所述差异标准要求发射信号的频率和接收信号的频率具有满足选自由超过预定最小阈值、在预定时间段内连续超过预定最小阈值、在预定时间窗期间保持低于预定最大阈值、持续至少预定最短持续时间、持续时间不超过预定最长持续时间、至少在最短时间段内为正、至少在最短时间段内为负；和在一段时间内具有关于时间的最小积分所构成的组中的一个或多个条件的集合的差异。11.根据任一前述权利要求所述的电子设备，其中，所述电子设备被设置为确定所述频率之间的差异的大小、所述频率之间的差异的方向、一系列频率偏移随时间变化的速率、连续频率偏移随时间变化的速率、接收信号中的具有不同频率的正弦波分量的幅度、和接收信号中的具有不同频率的正弦波分量的功率中的一者或多者，并且其中，所述电子设备被设置为在确定是否禁用或者是否启用所述电子设备上的触摸或非触摸输入时使用所述确定。12.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为在确定是否禁用或者是否启用所述触摸或非触摸输入时忽略接收信号，除非所述接收信号具有幅度超过阈值水平并且与所述接收信号的平均幅度的比率超过阈值比率的频率分量。13.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为当确定是否启用或者是否禁用所述触摸或非触摸输入时，间隔地评估接近度测试。14.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为间隔地对是否禁用或者是否启用所述触摸或非触摸输入做出一系列二进制确定。15.根据任一前述权利要求所述的电子设备，还包括触摸屏，其中，所述触摸或非触摸输入包括所述触摸屏的一部分或全部。16.根据任一前述权利要求所述的电子设备，还被设置为：从所述超声波发射器发射第二超声波信号，所述第二超声波信号的带宽宽于所发射的正弦波信号的带宽；在所述超声波接收器处通过空气接收由所述第二超声波信号产生的超声波信号；使用由所述第二超声波信号产生的接收信号来确定表示到与所述电子设备隔开的声学反射表面的距离的数据；以及在确定是否禁用所述触摸或非触摸输入时，或者在确定是否启用所述触摸或非触摸输入时，附加地使用所述距离数据。17.根据权利要求16所述的电子设备，被设置为间隔地重复发射所述第二超声波信号。18.根据权利要求16或17所述的电子设备，其中，所述第二超声波信号是脉冲或啁啾信号。19.根据任一前述权利要求所述的电子设备，被设置为：将从接收信号导出的基准数据存储在基准缓冲区中；将从随后接收的超声波信号导出的数据与所存储的基准数据进行比较，以确定所述接收信号是否满足预定差异标准；并且在确定是否禁用所述触摸或非触摸输入时，或者在确定是否启用所述触摸或非触摸输入时，使用所述差异确定。20.根据权利要求19所述的电子设备，其中，所述基准数据是从通过所述电子设备发射带宽比所发射的正弦波信号的带宽更宽的超声波信号而产生的接收信号中导出的。21.根据权利要求19或20所述的电子设备，被设置为使用与所接收的正弦波信号的频率有关的预定差异标准来确定何时禁用所述触摸或非触摸输入，并且被设置为使用与所存储的基准数据的比较来确定何时启用所述触摸或非触摸输入。22.根据权利要求19至21中任一项所述的电子设备，被设置为响应于确定在接收到从中导出基准的信号之后的时间处接收到的接收超声波正弦波信号的频率和发射正弦波信号的频率满足一个或多个选择条件的集合，从所述基准缓冲区中选择所述基准以包括在基准库中。23.根据权利要求22所述的电子设备，其中，所述一个或多个选择条件的集合包括所述接收频率高于发射频率超过阈值量。24.根据权利要求22或23所述的电子设备，其中，所述电子设备是蜂窝电话，并且所述电子设备被设置为响应于检测到用户头部朝向所述蜂窝电话...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·博尔斯塔德，T·卡夫利，
申请(专利权)人：椭圆实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO