[发明专利]超声触摸和力输入检测

权利要求书

1.一种方法，包括：

由联接到材料层的第一表面的换能器发射指向材料层的第二表面的超声信号，该材料层在所述第一表面与所述第二表面之间具有距离；

由所述换能器检测反射的超声信号；

确定反射的超声信号的波幅；

确定所述波幅超过与穿透所述第二表面的超声信号的一部分相关联的阈值；并且

在所述波幅超过所述阈值的情况下，生成指示所述第二表面上的触摸输入的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述换能器检测额外的反射的超声信号，其中，所述额外的反射的超声信号与所述反射的超声信号的回声相关联；

确定所述额外的反射的超声信号的额外波幅；并且

通过在确定所述波幅超过所述阈值之前添加所述额外波幅来更新所述波幅。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超声信号包括第一频率和第二频率，并且所述方法还包括：

确定与第一频率相关联的第一波幅和与第二频率相关联的第二波幅；

确定第一波幅和第二波幅小于所述阈值；并且

在第一波幅和第二波幅小于所述阈值的情况下，生成指示第二表面上的输入触摸的信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料层包括玻璃、金属、皮革、木材、陶瓷、塑料和石材中的至少一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述反射的超声信号的波幅包括以下步骤中的一个：

对检测到的超声信号进行整流和积分；

累加检测到的超声信号的绝对值；以及

对检测到的超声信号求平方并积分。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述反射的超声信号的波幅还包括将能量测量窗口包络应用于所述反射的超声信号。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述反射的超声信号的波幅包括对检测到的超声信号的绝对值进行累加，并且其中，对检测到的超声信号的绝对值进行累加包括将负计时直流电荷应用于开关电容器模拟累加器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述反射的超声信号的波幅是通过联接到所述换能器的专用集成电路的模拟电路执行的。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

计算所述反射的超声信号的波幅的移动平均值；并且

基于所述移动平均值计算所述阈值。

10.一种方法，包括：

由换能器发射指向材料层的第二表面的超声信号，所述换能器联接到材料层的第一表面，该材料层在第一表面与第二表面之间具有距离；

由所述换能器检测反射的超声信号；

确定与所述反射的超声信号相关联的能量值；

确定所述能量值超过与穿透所述第二表面的超声信号的部分相关联的阈值；并且

在所述能量值超过所述阈值的情况下，生成指示所述第二表面上的触摸输入的信号。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括由所述换能器检测额外的反射的超声信号，其中，所述额外的反射的超声信号与所述反射的超声信号的回声相关联，其中，所述能量值还与所述额外的反射的超声信号相关联。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述能量值是通过联接到所述换能器的专用集成电路的模拟电路执行的。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述能量值包括：

对所述反射的超声信号进行整流以提供整流信号；

对所述整流信号的部分进行积分以提供积分信号；并且

由模数转换器测量所述积分信号以确定所述能量值。