超声波传感器及其对象检测方法与流程

本申请要求于2014年11月26日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0166625号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。

一个或多个示例性实施方式涉及超声波传感器、超声波传感器的对象检测方法和计算机可读存储介质，更具体地，涉及用于相对快速和准确地检测对象的超声波传感器和超声波传感器的对象检测方法。

背景技术：

超声波传感器通过将从发射器生成的超声波信号应用于对象以及接收从对象处反射的反射信号信息来获取与对象的位置和距离有关的信息。

超声波传感器的发射器可包括多个输出元件。该多个输出元件输出超声波，以及超声波在密度发生改变的空间中反射。例如，具有从几khz至几百mhz范围频率的超声波从多个输出元件发送至对象，并且然后再从对象处反射。反射的超声波使接收器的多个输入元件振动，并且因此，多个输入元件输出电子脉冲。电子脉冲用于检测实体。

近来，超声波传感器通过使用多个输出元件的排列来切换超声波波束或使超声波波束转向(steer)，从而输出聚焦的超声波波束。当多个输出元件呈直线布置时，超声波波束可在布置有多个输出元件的方向上切换或转向。此外，当多个输入元件布置在与多个输出元件所布置的方向不同的方向上时，可对对象进行三维检测。因此，介绍了在三维(3d)空间以及二维(2d)空间中检测对象的超声波传感器。

技术实现要素：

技术问题

为了以高分辨率匀速地检测对象，超声波传感器对可被超声波传感器扫描的整个区域执行全扫描。在这种情况下，即使对象的尺寸彼此不同，但由于为了检测对象需要相同的数据处理量，所以对对象进行检测的速度减小。此外，由于为了使超声波波束在全扫描期间到达整个区域，必须执行转向，因此功率损耗较高。

当超声波传感器同时输出多个超声波波束以便扫描多个区域时，多个超声波波束可能互相干涉。因此，超声波传感器必须向一个区域输出一个超声波波束并接收从对象处反射的信号，并且然后，必须向另一区域输出另一超声波波束并接收从对象处反射的信号。换言之，当将扫描多个区域时，由于超声波传感器一次仅可扫描一个区域，因此花费很长时间。

一个或多个示例性实施方式包括以高速检测对象是否存在的低功率超声波传感器、超声波传感器的对象检测方法和计算机可读存储介质。

额外的方面将在以下描述中部分地阐释，以及部分地由于这些描述而明显，或通过对所呈现的示例性实施方式的实践而了解。

技术方案

本文中所使用的术语中的大部分是本发明构思所属技术领域中已广泛使用的一般术语。然而，本文中所使用的术语中的一些可被创造以反映本领域技术人员的意图、现有技术或新技术。此外，本文中所使用的术语中的一些可以是由本申请人任意选择的。在这种情况下，在下文中对这些术语进行详细地限定。因此，本文中所使用的专用名词应基于其独特的含义和本发明构思的完整上下文来理解。

在本说明书中，应理解的是，诸如“包括”或“具有”的术语意在指示本说明书中所公开的元件的存在，而不是意在排除一个或多个其它元件可能存在或可能增加的可能性。此外，诸如“单元”或“模块”的术语应被理解为处理至少一个功能或操作并且可以以硬件方式、软件方式或硬件方式和软件方式的组合实施的单元。

如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或多个项的任何组合和全部组合。当诸如“……中的至少一个”的表达出现在元件的列表之前时，修饰整个元件列表而不是修饰该列表的单个元件。

电子设备可接收来自用户的输入。例如，电子设备可检测用户的特定姿势，以及可基于该特定姿势执行用户所期望的功能。此外，为了检测姿势，电子设备可包括超声波传感器。

电子设备可以是可穿戴设备。例如，电子设备可以是电子手表或电子眼镜。电子设备可接收来自用户的输入。详细地，电子设备可通过检测用户的姿势来接收来自用户的输入。为了检测用户的姿势，电子设备可包括各种传感器。电子设备中所包括的各种传感器的示例可包括超声波传感器。超声波传感器可以制成紧凑的并且可相对准确地检测对象。

此外，电子设备可以是工业机器人、家用机器人、机器人清洁器、玩骑、玩具或智能手机。例如，电子设备可以是机器人清洁器。机器人清洁器必须避开障碍物并检查地板的状态。为了避开障碍物或检查地板的状态，电子设备可包括各种传感器。例如，机器人清洁器可包括超声波传感器。

图1是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器110的使用的图。

如图1所示，电子设备120可以是电子眼镜。为了检测用户的姿势，电子眼镜可包括超声波传感器110。

参照图1，可被超声波传感器110检测的区域可以是具有被箭头130标记的角度的区域。超声波传感器110可在箭头130的方向上执行全扫描以便检测对象150。此外，超声波传感器110可估算存在对象150的范围，并且可仅扫描对象150周围的区域。例如，超声波传感器110可估算存在对象150的范围，并且可仅扫描具有被箭头140标记的角度的区域。

对象150是待被超声波传感器110检测的实体。例如，当电子设备120通过使用超声波传感器110检测用户的手部姿势时，对象150可以是用户的手部或手指。此外，当电子设备120通过使用超声波传感器110检测障碍物时，对象150可以是诸如墙壁、家具或地板的障碍物。

图2a至图2c是示出根据示例性实施方式的超声波传感器110被用于可穿戴设备中以检测手部姿势的示例的图。

参照图2a，用户可佩戴电子设备120。电子设备120可通过向用户近眼显示虚拟屏幕211来使用户感觉好像空间中存在虚拟屏幕211。虚拟屏幕211可以是例如用户界面(ui)。用户可通过使用他的/她的手部212在虚拟屏幕211上选择图标。电子设备120中所包括的超声波传感器110可将用户手部212检测为对象。电子设备120可基于由超声波传感器110检测的用户手部212来检测用户所选择的图标。

图2b是示出可由用户通过电子设备120观看到的屏幕220的图。参照图2b，用户的手部和背景222可展示在用户观看的屏幕220上。与图2a中不同，电子设备120可以不提供ui。即使当电子设备120不提供ui时，电子设备120也可检测用户的姿势以及可接收来自用户的输入。例如，电子设备120可基于用户的姿势接收输入并且可执行应用。

用户的手部可以是待被超声波传感器110检测的对象221。背景222可以不必被超声波传感器110检测。当超声波传感器110执行全扫描时，可检测背景222中的实体中的一些以及对象221。一旦超声波传感器110检测背景222中的实体，由于不必要的数据处理，减小了检测对象221的速度。此外，也降低了检测对象221的准确度。

因此，可能需要快速地将对象221与背景222区分开的方法。例如，为了快速地将对象221与背景222区分开，超声波传感器110可通过使用飞行时间(tof)来检测实体的与超声波传感器110最接近的点。待被超声波传感器110检测的对象221非常有可能存在于实体的与超声波传感器110最接近的点的周围。因此，超声波传感器110可通过扫描实体的与超声波传感器110最接近的点的预定区域来检测对象221。以下将参照图4a至图8对tof进行详细说明。

此外，参照图2c，用户的手部、背景233和虚拟屏幕232可展示在用户观看的屏幕230上。用户的手部可以是待被超声波传感器110检测的对象231。安装有超声波传感器110的电子设备120可提供虚拟屏幕232。虚拟屏幕232可虚拟地显示在空间中。背景233可以不必被超声波传感器110检测。因此，超声波传感器110可仅扫描显示有虚拟屏幕232的区域。以下将参照图9a和图9b详细说明仅扫描显示有虚拟屏幕232的区域的超声波传感器110。

如上文参照图2b和图2c所描述的，根据本示例性实施方式的超声波传感器110可在不执行全扫描的情况下，通过仅扫描被估算到存在有对象的区域来检测对象。在这种情况下，超声波传感器110可相对快速和准确地检测对象。以下将参照图3至图23对根据示例性实施方式的超声波传感器进行详细说明。

图3是示出根据示例性实施方式的超声波传感器300的框图。

参照图3，超声波传感器300包括发射器310、接收器320和控制器330。

超声波传感器300可有机地连接至电子设备，并且可在电子设备中执行检测对象的操作。可替代地，超声波传感器300可以不连接至电子设备，并且可独立地执行检测对象的操作。

发射器310输出具有不同频率的多个第一超声波波束。发射器310可包括多个输出元件。可通过利用多个输出元件的排列来输出第一超声波波束。控制器330可通过切换第一超声波波束或使第一超声波波束转向来输出聚焦的超声波波束。多个输出元件可包括多个压电元件。

术语‘超声波波束’表示从超声波元件输出的超声波能量流，且其主要部分是直接传输的。超声波波束可从输出元件输出，并且可具有方向性。超声波波束的示例包括从一个输出元件输出的超声波信号。然而，当需要将从一个输出元件输出的超声波与从多个输出元件输出的超声波彼此区分开时，将从一个输出元件输出的超声波称作为超声波信号，而将从多个输出元件(输出阵列)输出的超声波称作为超声波波束。

当切换超声波波束时，指的是打开或关闭超声波波束。此外，当发射器310通过利用时间延迟来改变从多个压电元件中的每一个发送的超声波信号的相位或改变发送超声波信号的方向时，这称作转向。

接收器320接收当输出的多个第一超声波波束从对象反射时而输出的第一反射信号。接收器320可包括多个输入元件。此外，多个输入元件可包括多个压电元件。

如上所述，发射器310可包括多个输出元件。此外，接收器320可包括多个输入元件。此外，发射器310的多个输出元件和接收器320的多个输入元件两者均可包括多个压电元件。术语‘压电元件’表示当被按压时生成电压以及当对其施加电压时会变形的元件。此外，超声波传感器300中所包括的多个压电元件可用作为输出元件和输入元件之中的至少之一。此外，如有需要，用作输出元件的压电元件可用作为输入元件。

控制器330确定空间中的第一区域。此外，控制器330控制发射器310向第一区域中所包括的多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束。此外，控制器330基于第一反射信号确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。此外，控制器330可确定是否将多个压电元件之中的至少一个元件用作为输入元件或输出元件。

控制器330可实施为硬件或软件，或硬件和软件的组合。控制器330可控制发射器310和接收器320。例如，控制器330可控制发射器310向多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束。此外，控制器330基于由接收器320接收的第一反射信号来确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。

此外，控制器330可包括与安装有超声波传感器300的电子设备进行通信的通信接口。因此，超声波传感器300可有机地连接至电子设备，并且可执行检测对象的操作。

第一区域是在可被超声波传感器300扫描的区域内的被估算到存在有对象的区域。此外，第一区域可以是尺寸根据安装有超声波传感器300的电子设备而变化的区域。第一区域的示例可包括二维(2d)区域和三维(3d)区域。可被超声波传感器300扫描的区域可通过发射器310可输出超声波波束的区域来确定。第一区域可以是可被超声波传感器300扫描的区域的一部分。第一区域可基于电子设备提供的虚拟屏幕而确定。此外，超声波传感器300可获取对象的与超声波传感器300最接近的点，以及控制器330可基于该点确定第一区域。

第一区域可包括多个第一子区域。控制器330可将第一区域分割成多个第一子区域。控制器330可使多个第一子区域具有重叠的部分。控制器330可使多个第一子区域具有不同的尺寸。随着多个第一子区域的尺寸减小，分辨率增加。因此，多个第一子区域之中的具有小尺寸的区域可包括重要的信息。多个第一子区域可进一步分割成多个更小的子区域，以下将参照图10a至图11d对其进行详细说明。现在将对图3的超声波传感器300进行更详细地说明。

图4a至图4c是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器300的操作的图。

超声波传感器300可获取对象的与超声波传感器300的输出元件最接近的点。发射器310可包括多个输出元件。此外，多个输出元件之中的第一输出元件可输出用于确定第一区域的超声波波束。此外，接收器320可接收当用于确定第一区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第一区域的反射信号。控制器330可基于用于确定第一区域的反射信号来获取对象的与第一输出元件最接近的第一点。此外，控制器330可确定包括第一点的第一区域。

图4a至图4c示出超声波传感器300面对用户手掌的情况。例如，超声波传感器300可安装在电子手表中。为了检测用户的姿势，超声波传感器300可面对用户的手掌。在这种情况下，超声波传感器300可通过检测用户的手指来检测用户的姿势。详细地，由于与超声波传感器300最接近的点可被估算为指尖，因此超声波传感器300可基于该点来检测手指。在这种情况下，待被超声波传感器300检测的对象就是用户的手指。

参照图4a，超声波传感器300可包括多个压电元件411和420。如上文参照图3所描述的，多个压电元件411和420可以是输入元件或输出元件。

压电元件411和420可以按四边形形状布置。然而，本示例性实施方式不限于此，并且压电元件411和420可以按例如‘┐’形状布置。其它设备可设置在不同于设置了压电元件411和420的区域的区域中。例如，显示单元或另一传感器可设置在不同于设置了压电元件411和420的区域的区域中。压电元件411和420的排列可根据应用了超声波传感器300的设备而变化。

可将多个压电元件411和420之中的压电元件411用作为第一输出元件。第一输出元件可向前输出用于确定第一区域的超声波波束。图4a示出一个第一输出元件输出超声波信号的情况。然而，本示例性实施方式不限于此，并且彼此邻近的多个第一输出元件可输出超声波波束。

从压电元件411输出的超声波波束可从对象431处反射。剩余的压电元件420可以是输入元件并可接收反射信号。超声波传感器300可通过将压电元件420之中的至少三个压电元件用作为输入元件来接收反射信号。虽然压电元件420之中的压电元件412、413和414被用作为输入元件，但是本示例性实施方式不限于此，并且可使用压电元件420之中的其它三个或更多压电元件。

参照图4b，超声波传感器300可包括多个压电元件411、412、413和414。如上文参照图4a所描述的，当压电元件411输出用于确定第一区域的超声波波束时，剩余的压电元件412、413和414可接收从对象处反射的用于确定第一区域的反射信号。

超声波传感器300可基于所接收的用于确定第一区域的反射信号来获取对象的与压电元件411(即，第一输出元件)最接近的第一点441。详细地，超声波传感器300可获取用于确定第一区域的超声波波束从压电元件411输出时到用于确定第一区域的反射信号被压电元件412、413和414接收时的时间t1、t2和t3。时间t1、t2和t3可以是传播时间。由于超声波的速度恒定，因此超声波传感器300可计算从压电元件411经过第一点441再到压电元件412、413和414的距离l1、l2和l3。

超声波传感器300可基于距离l1、l2和l3设置三个椭圆体方程式。例如，超声波传感器300可设置从压电元件411到压电元件412的距离总和为距离l1的椭圆体方程式。因此，由于存在三个椭圆体方程式和三个未知量(3d坐标)，所以超声波传感器300可通过解方程式来获取3d空间中的第一点441的位置。

图4c是示出根据示例性实施方式的第一区域442的图。

参照图4c，超声波传感器300可确定包括第一点441的第一区域442。此外，超声波传感器300可将包括第一点441的四面体、六面体或球体确定为第一区域441。例如，超声波传感器300可将在距第一点441预定距离内的区域确定为第一区域442。用于确定第一区域的预定距离可以是预设值，或者可以是基于用户的输入而设置的值。此外，超声波传感器300可从安装有超声波传感器300的电子设备中接收预定距离。例如，超声波传感器300可根据待被电子设备检测的对象的典型尺寸或距对象的距离来统计地设置预定距离。此外，超声波传感器300可从用户接收预定距离。

在图4a至图4c中，超声波传感器300可试图检测用户手部的手指。在这种情况下，待被超声波传感器300检测的对象可以是用户的手指。此外，对象的与超声波传感器300最接近的点可以是用户的指尖。因此，预定距离可以是包括手指的长度。

超声波传感器300可向第一区域442中所包括的多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束。此外，超声波传感器300可基于第一反射信号来确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。由于超声波传感器300仅扫描被估算到存在有对象的第一区域，因此可减小数据处理的量，并且可相对准确和快速地检测对象。

图5a至图5c是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器300的操作的图。

超声波传感器300可基于传播时间来获取对象的与超声波传感器300的输出元件最接近的点。此外，当超声波传感器300使用多个输出元件时，超声波传感器300可获取对象中的分别与多个输出元件最接近的多个点。

电子设备可检测用户手指的位置和运动之中的至少之一。例如，电子设备可通过使用超声波传感器300来确定用户的大拇指和食指是否彼此接近或彼此远离。在这种情况下，用户的大拇指和食指可以是超声波传感器300的对象。电子设备可通过使用超声波传感器300来检测用户的大拇指和食指，并且可基于大拇指和食指的位置和运动之中的至少之一来确定是否放大或缩小电子设备所提供的屏幕。

此外，为了准确和快速地检测对象，超声波传感器300可通过使用多个输出元件来确定多个区域。例如，与逐个扫描多个区域相比，当同时扫描多个区域时，可更快速地检测对象。

图5a是继图4c之后用于说明超声波传感器300的操作的图。超声波传感器300中所包括的多个输出元件之中的第二输出元件可输出用于确定第二区域的超声波波束。多个输入元件可接收当用于确定第二区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第二区域的反射信号。此外，控制器330可基于用于确定第二区域的反射信号来获取对象的与第二输出元件最接近的第二点。此外，控制器330可确定包括第二点的第二区域。

此外，控制器330可控制发射器310的多个输出元件向第二区域中所包括的多个第二子区域分别输出多个第一超声波波束。此外，控制器330可基于第一反射信号来确定对象是否包括在多个第二子区域中的每一个中。

参照图5a，超声波传感器300可包括多个压电元件。以下描述将集中在多个压电元件411和510之中的多个压电元件411、412、413和414上。此外，在图5a中将不再重复与已参照图4a作出的描述相同的描述。

可将多个压电元件之中的一个压电元件413用作为第二输出元件。多个压电元件可用作为输出元件或输入元件。因此，与图4a中相似，超声波传感器300可将压电元件411用作为输出元件，然后，还可如图5a中所示将压电元件413用作为输出元件。此外，剩余的压电元件510可用作为输入元件。第二输出元件可向前输出用于确定第二区域的超声波波束。

图5a示出第二输出元件输出超声波信号的情况。然而，本示例性实施方式不限于此，并且彼此邻近的多个第二输出元件可输出超声波波束。

从压电元件413输出的超声波波束可从对象431处反射。剩余的压电元件411、412和414可以是输入元件。与图4a中相似，超声波传感器300可将压电元件411用作为输出元件，并且然后，还可如图5a所示将压电元件413用作为输出元件。此外，剩余的压电元件411、412和414可用作为输入元件。

从压电元件413输出的超声波波束可从对象431处反射。剩余的压电元件510可以是输入元件，并且输入元件可接收反射信号。超声波传感器300可通过使用压电元件510之中的三个或更多压电元件来接收反射信号。

参照图5b，超声波传感器300可包括多个压电元件411、412、413和414。如上文参照图5a所描述的，当压电元件413输出用于确定第二区域的超声波波束时，剩余的压电元件411、412和414可接收从对象431处反射的用于确定第二区域的反射信号。

超声波传感器300可基于用于确定第二区域的反射信号来获取与压电元件413(即，第二输出元件)最接近的第二点451。已经参照图4b详细描述了超声波传感器300如何基于由三个或更多输入元件接收的反射信号来获取第二点451，因此，不再给出它的详细说明。

图5c是示出根据示例性实施方式的第一区域442和第二区域452的图。

参照图5c，如上文参照图4c所描述的，超声波传感器300可确定包括第一点441的第一区域442。此外，超声波传感器300可确定包括第二点451的第二区域452。例如，超声波传感器300可将在距第二点451预定距离内的区域确定为第二区域452。

与图4a至图4c中相似，在图5a至图5c中超声波传感器300可试图检测用户手部的手指。此外，对象的与超声波传感器300最接近的点可以是用户的指尖。因此，超声波传感器300可将在距第一点441预定距离内的区域和在距第二点451预定距离内的区域分别确定为第一区域442和第二区域452。此外，预定距离可以是包括手指的长度。

超声波传感器300可控制发射器310向第二区域452中所包括的多个第二子区域分别输出多个第一超声波波束。此外，超声波传感器300可基于第一反射信号来确定对象是否包括在多个第二子区域中的每一个中。由于超声波传感器300不执行全扫描，因此可减少数据处理量，并且可相对准确和快速地检测对象。

参照图4a至图5c，超声波传感器300可将两个压电元件用作为输出元件。此外，超声波传感器300可基于两个输出元件来确定第一区域442和第二区域452。在图5a至图5c中，超声波传感器300确定第一区域442然后扫描第一区域442，以及确定第二区域452然后扫描第二区域452。然而，本示例性实施方式不限于此，并且超声波传感器300可确定第一区域442和第二区域452，然后可扫描第一区域442和第二区域452。

此外，虽然在图4a至图5c中压电元件411和压电元件413分别为输出元件，但本示例性实施方式不限于此，并且多个压电元件中的每一个均可以是输出元件。随着用作输出元件的压电元件的数量增加，扫描区域的数量可增加。例如，使用图4a至图5c中的压电元件411和压电元件413来确定两个扫描区域，即，第一区域442和第二区域452。然而，当使用了五个压电元件时，可确定多达五个的扫描区域。

图6是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器300的操作的图。

图6示出超声波传感器300面对用户手部背面的情况。例如，超声波传感器300可安装在电子眼镜中。电子眼镜可通过使用超声波传感器300来检测用户手指的运动。在这种情况下，用户的手指可以是超声波传感器300的对象。电子眼镜可基于用户手指的运动来执行各种操作。例如，电子眼镜可基于用户手指的运动来确定是否选择菜单、是否放大电子眼镜提供的屏幕等。

参照图6，超声波传感器300可通过使用图4a至图4c的过程来获取对象610的与预定输出元件最接近的第一点621。此外，超声波传感器300可基于第一点621来确定第一区域622。

在图6中，为了确定用户的手部姿势，超声波传感器300可检测用户的手指。此外，对象610的与超声波传感器300最接近的点可以是用户手部的背面。即，对象的与超声波传感器300最接近的点和待被超声波传感器300检测的对象是彼此不同的。因此，当超声波传感器300将在距第一点621预定距离内的区域确定为第一区域622时，预定距离通常可以是包括手部的长度。

图7是示出根据示例性实施方式的超声波传感器300的2d检测区域的图。

参照图7，超声波传感器300可检测2d区域720中的对象。2d区域720可包括自超声波传感器300起的距离轴线和角度轴线。假定与图4a至图4c中相似，控制器330获取了第一点710。此外，控制器330可基于第一点710来确定第一区域711。为了扫描包括第一区域711的区域，超声波传感器300可使超声波波束转向。例如，超声波传感器300可扫描2d区域720。

通过使用发射器310的输出的强度和超声波波束的特性之中的至少之一，可确定可被超声波传感器300检测的最大距离721。例如，由于超声波波束具有较低频率，因此检测范围增大。换言之，由于超声波传感器300使用具有较低频率的超声波波束，因此最大距离721可增大。因此，为了扫描包括第一区域711的区域，超声波传感器300可控制发射器310的输出的强度和超声波波束的频率之中的至少之一。

此外，超声波传感器300可控制角度722以包括第一区域711。例如，超声波传感器300可通过使用具有多个输出元件的排列的发射器310来使超声波波束转向。例如，超声波传感器300可控制发射器310来以从直线723到直线724的预定角度输出超声波波束。因此，超声波传感器300可检测2d区域720中的对象。

图8是示出根据示例性实施方式的超声波传感器300的3d检测区域的图。

参照图8，超声波传感器300可检测多个3d区域812和822中的对象。如上文参照图4a至图4c所描述的，控制器330可获取第一点810和第二点820。此外，控制器330可分别基于第一点810和第二点820来获取第一区域811和第二区域821。

如上文参照图7所描述的，超声波传感器300可控制最大检测距离以包括第一区域811和第二区域821。此外，为了控制超声波传感器300的最大检测距离，超声波传感器300可控制发射器310的输出的强度和超声波波束的特性之中的至少之一。

此外，如上文参照图7所描述的，超声波传感器300可控制发射器310以从表面812到表面813的预定角度输出超声波波束。同样地，超声波传感器300可控制发射器310以从表面823到表面822的预定角度输出超声波波束。例如，发射器310可包括沿着y轴布置的多个输出元件。由于多个输出元件沿着y轴布置，因此超声波传感器300可使超声波波束沿着y轴转向。

此外，超声波传感器300可包括接收器320。接收器320可包括沿着z轴布置的多个输入元件。由于多个输入元件沿着z轴布置，因此超声波传感器300可沿着z轴检测对象的位置。此外，由于超声波的速度恒定，超声波传感器300可通过获取超声波从发射器310输出至到达接收器320所花费的时间来获取超声波传感器300与对象之间的距离。因此，超声波传感器300可检测3d空间中的对象。

在图8中，多个输出元件沿着y轴布置，而多个输入元件沿着z轴布置。然而，本示例性实施方式不限于此，并且多个输出元件可沿着z轴布置而多个输入元件可沿着y轴布置。由于多个输出元件沿着z轴布置，因此超声波传感器300可使超声波波束沿着z轴转向。此外，超声波传感器300可基于由输入元件接收的反射信号来沿着y轴检测对象的位置。此外，虽然输出元件阵列和输入元件阵列彼此垂直，但示例性实施方式不限于此。除非输出元件阵列和输入元件阵列彼此平行，否则可检测3d空间中的对象。

图9a和图9b是示出根据示例性实施方式的可由用户通过电子设备观看到的屏幕的图。超声波传感器300可用于电子设备中。控制器330可基于电子设备所提供的ui来确定空间中的第一区域。此外，控制器330可基于ui确定多个第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一。以下将对确定多个第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一的超声波传感器300进行更详细地说明。

超声波传感器300可基于显示虚拟屏幕(或ui)的区域来执行扫描。例如，如上文参照图2a所描述的，用户可佩戴电子设备。电子设备可以是例如电子眼镜。电子设备可包括超声波传感器300。

如图9a和图9b所示，用户可使用他的/她的手部920在电子设备提供的ui上选择特定图标。例如，当用户的手部920在特定图标上停留预定的时间段或更久时，或者当用户的手部920与电子设备之间的距离改变时，电子设备可检测到用户已选择了特定图标。

参照图9a，用户可通过电子设备观看屏幕900。用户可通过电子设备观看屏幕900中他的/她的手部920。此外，用户可通过电子设备观看背景930。电子设备可在空间中显示虚拟屏幕。虚拟屏幕可以是电子设备提供的ui。例如，应用的图标、窗口小部件(widget)和包含有大量信息的文本之中的至少之一可包括在虚拟屏幕中。

图标和窗口小部件包括在电子设备提供的ui中。用于执行电子设备提供的应用的图标可具有几何图形、符号、图像和文本之中的至少之一。此外，用于显示电子设备所提供的信息的窗口小部件可具有几何图形、符号、图像和文本之中的至少之一。窗口小部件还可用于执行应用。

更详细地，电子设备提供的虚拟屏幕可包括用于执行应用的图标911。电子设备提供的窗口小部件可包括时钟窗口小部件912。此外，电子设备提供的窗口小部件可包括电量窗口小部件913，其中，电量窗口小部件913包括指示电量剩余量的文本。电子设备可向超声波传感器300提供虚拟屏幕的空间位置。

参照图9b，由空间中电子设备提供的虚拟屏幕可包括ui。超声波传感器300可基于电子设备提供的虚拟屏幕的空间位置来获取第一区域。例如，可被超声波传感器300检测的区域940可基于电子设备提供的虚拟屏幕的空间位置而分割成背景区域970和虚拟屏幕区域951、952和953。此外，超声波传感器300可将虚拟屏幕区域951、952和953中的每一个确定为第一区域。

此外，超声波传感器300可通过扫描第一屏幕来确定是否存在对象。因此，超声波传感器300确定用户的手部部分961(即，对象)是否存在于第一区域中。此外，超声波传感器300可以不确定用户的手部部分962是否存在于第一区域之外。即，由于超声波传感器300仅扫描第一区域而不执行全扫描，因此可减少数据处理量。此外，超声波传感器300可相对快速和准确地确定对象是否存在。控制器330可基于电子设备提供的虚拟屏幕来确定第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一。

控制器330可根据电子设备所提供的ui的形状来确定第一区域中所包括的第一子区域的形状。例如，图标可包括在电子设备提供的ui中。当图标具有四边形形状，控制器330可将第一区域中所包括的第一子区域设置成四边形形状。此外，可将第一子区域的边界设置成图标911的边界。

此外，控制器330可根据电子设备所提供的ui的尺寸来确定第一子区域的尺寸。例如，图标可包括在电子设备提供的ui中。当电子设备提供的图标较小时，为了确定用户的手部是否在小图标上停留，控制器330可缩小第一子区域的尺寸。

此外，在第一区域之中的需要超声波传感器300对用户的手部更敏感地作出反应的区域中，超声波传感器300可以以更高的分辨率检测用户的手部。因此，控制器330可将具有较小尺寸的第一子区域设置成第一区域之中的须超声波传感器300对用户的手部更敏感地作出反应的区域。例如，由于存在时钟窗口小部件912和电量窗口小部件913的区域是向用户简单地提供信息的区域，因此超声波传感器300在存在窗口小部件912和电量窗口小部件913的区域中对用户手部的运动可能较不敏感。然而，显示图标911的区域是经常产生用户选择的区域。此外，由于必须检测到选择了各种图标911之中的一个图标，因此超声波传感器300必须对用户的手部运动敏感地作出反应。因此，控制器330可将具有较小尺寸的第一子区域设置成图标911的区域。

图10a至图10c是根据示例性实施方式示出根据示例性实施方式的多个子区域的图。

参照图10a，第一区域可分割成第一子区域1011、1012、1013和1014。超声波传感器300可控制发射器310向第一区域中所包括的多个第一子区域1011、1012、1013和1014分别输出多个超声波波束1021、1022、1023和1024。此外，虽然上文已对第一区域和第一子区域1011、1012、1013和1014进行了说明，但同样适用于第二区域和第二子区域。虽然对第一区域和第一子区域1011、1012、1013和1014进行了说明，但同样适用于第二区域和第二子区域，并且因此将不再给出对第二区域和第二子区域的详细说明。

参照图10b，超声波传感器300可基于由接收器320所接收的第一反射信号来确定对象1000是否包括在多个第一子区域1011、1012、1013和1014中的每一个中。例如，超声波传感器300可确定对象1000不存在于第一子区域1011和第一子区域1013中。此外，超声波传感器300可确定对象1000存在于第一子区域1012和第一子区域1014中。

控制器330可控制发射器310向多个第一子区域1011、1012、1013和1014中所包括的多个第三子区域分别输出多个超声波波束。此外，控制器330可基于由接收器320所接收的多个第二反射信号来确定对象1000是否包括在多个第三子区域中的每一个中。同样地，由于对象1000存在的子区域被分割成较小的子区域，并且还确定了对象1000是否存在于较小子区域中的每一个中，所以可减少数据处理量。

更详细地，控制器330可确定对象1000包括在第一子区域1011、1012、1013和1014之中的第一子区域1012和1014中。控制器330可将第一子区域1012和1014分割成第三子区域。例如，控制器330可将第一子区域1012分割成第三子区域1031、1032、1033和1034。超声波传感器300可控制发射器310向第三子区域1031、1032、1033和1034分别输出第二超声波波束。

参照图10c，超声波传感器300可基于由接收器320所接收的第二反射信号来确定对象1000是否包括在多个第三子区域1031、1032、1033和1034中的每一个中。例如，超声波传感器300可确定对象1000不存在于第三子区域1031和第三子区域1032中。

与图10b中相似，控制器330可将确定存在对象1000的第三子区域分割成较小的子区域。例如，控制器330可将第三子区域1033和1034之中的第三子区域1034分割成子区域1041、1042、1043和1044。超声波传感器300可控制发射器310向子区域1041、1042、1043和1044分别输出超声波波束。超声波波束可从对象1000处反射，以及接收器320可接收反射信号。

超声波传感器300可基于由接收器320所接收的反射信号来确定对象1000是否包括在多个子区域1041、1042、1043和1044中的每一个中。例如，超声波传感器300可确定对象1000不存在于子区域1041、1042和1044中。此外，超声波传感器300可确定对象1000存在于子区域1043中。此外，可对剩余的多个子区域重复地执行相同的过程。由于已对该过程进行了详细说明，因此不再给出其详细说明。

由于存在对象的子区域被分割成较小的子区域，并且还确定了对象是否存在于较小子区域中的每一个中，所以可减少数据处理量。数据处理时间可由于这些递归的数据而减少。可通过获取时间复杂度来比较数据处理时间。根据示例性实施方式的时间复杂度可通过使用主定理(maintheorem)来获取，并且将不再给出其说明。

图11a至图11d是示出根据另一示例性实施方式的子区域的图。

参照图11a，第一区域可包括第一子区域1111、1112、1113和1114。第一子区域1111、1112、1113和1114可具有圆形形状。超声波传感器300可将先前存储的形状确定为第一子区域1111、1112、1113和1114的形状。此外，超声波传感器300可基于用户的输入来确定第一子区域1111、1112、1113和1114的形状。此外，超声波传感器300可基于电子设备的设置来确定第一子区域1111、1112、1113和1114的形状。第一子区域1111、1112、1113和1114可具有重叠的部分。

此外，如上文参照图10a至图10c所描述的，包括对象的第一子区域1111可包括第三子区域1121、1122、1123和1124。第三子区域1121、1122、1123和1124是第一子区域1111的子区域。第三子区域1121、1122、1123和1124具有与第一子区域1111、1112、1113和1114相同的形状和不同的尺寸。

参照图11a，控制器330可控制发射器310向多个第一子区域1111、1112、1113和1114中所包括的多个第三子区域分别输出多个第二超声波波束。此外，控制器330可基于由接收器320所接收的多个第二反射信号来确定对象是否包括在多个第三子区域中的每一个中。同样地，由于只有存在对象的子区域被分割成较小的子区域，并且确定了对象是否存在于较小子区域中的每一个中，因此可减少数据处理量。

此外，发射器310可包括多个输出元件。此外，发射器310可通过使用多个输出元件之中的至少一些来输出多个第一超声波波束和多个第二超声波波束。此外，用于输出多个第一超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量可小于用于输出多个第二超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量。

详细地，第三子区域通常具有比第一子区域的尺寸更小的尺寸。此外，分别输出至第三子区域的第二超声波波束可具有比分别输出至第一子区域1111、1112、1113和1114的第一超声波波束的分辨率更高的分辨率。因此，为了增大第二超声波波束的分辨率，用于输出第二超声波波束的多个输出元件的数量可大于用于输出第一超声波波束的多个输出元件的数量。

此外，随着超声波波束频率增大，超声波波束可到达的最大距离减小。此外，随着超声波波束频率增大，可被单个超声波波束扫描的区域减小。此外，随着超声波波束的频率增大，扫描分辨率可增大。因此，为了增大第二超声波波束的分辨率，多个第二超声波波束之中的至少一个的频率可高于多个第一超声波波束之中的至少一个的频率。详细地，多个第二超声波波束之中的具有最高频率的超声波波束的频率可高于多个第一超声波波束之中的具有最高频率的超声波波束的频率。

现在将对图11b至图11d进行说明，并且将不再重复与已参照图11a所作出的描述相同的描述。

参照图11b，第一区域可包括第一子区域1131、1132和1133。第一子区域1131、1132和1133可具有圆形形状。超声波传感器300可将先前存储的形状设置为第一子区域1131、1132和1133的形状。此外，超声波传感器300可基于用户的输入来确定第一子区域1131、1132和1133的形状。此外，超声波传感器300可基于电子设备的设置来确定第一子区域1131、1132和1133的形状。

第一子区域1131、1132和1133可以彼此不重叠。此外，第一子区域1131、1132和1133可具有不同的尺寸。例如，第一子区域1131和1133可大于第一子区域1132。当第一子区域1132更小时，可指第一子区域1132具有更高的分辨率。在图11b中，超声波传感器300可能需要精确地检测第一区域的中心部分中的对象。例如，图标可能显示在中心部分处。

此外，如上文参照图10a至图10c所描述的，包括对象的第一子区域1133可包括第三子区域1141和1142。例如，第三子区域1141和1142可具有与第一子区域1131、1132和1133相同的形状和不同的尺寸。例如，第三子区域1141可大于第三子区域1142。

参照图11c，第一区域可包括第一子区域1151和1152。第一子区域1151和1152可具有三角形形状。此外，如上文参照图10a至图10c所描述的，包括对象的第一子区域1151可包括第三子区域。第三子区域可具有与第一子区域1151相同的形状和不同的尺寸。

参照图11d，第一区域可包括第一子区域1161和1162。第一子区域1161和1162可具有三角形形状。此外，如上文参照图10a至图10c所描述的，包括对象的第一子区域1162可包括第三子区域1171、1172、1173和1174。第一子区域1162可具有与第三子区域1171、1172、1173和1174的形状不同的形状。例如，第一子区域1162具有下侧长的三角形形状，而第三子区域1171、1172、1173和1174具有上侧长的三角形形状。本示例性实施方式不限于此，例如，第一子区域1162和第三子区域1171、1172、1173和1174可在形状和尺寸之中的至少之一上彼此不相同。

虽然已参照图11a至图11d描述了第一子区域，但本示例性实施方式不限于此，并且第一子区域可具有多种形状和尺寸。此外，虽然已参照图11a至图11d描述了第一区域的第一子区域，这同样适用于图5a至图5c的第二区域的第二子区域。第二子区域的描述与第一子区域的描述相同，因此将不再给出其重复说明。

图12是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器300如何检测对象1200的图。

超声波传感器300可包括多个压电元件1211、1212、1213、1214、1215、1221、1222、1223和1224。与图4a至图8中不同，多个压电元件1211、1212、1213、1214、1215、1221、1222、1223和1224可布置成十字形。多个压电元件1211、1212、1213、1214、1215、1221、1222、1223和1224之中的一个或多个压电元件可以是发射器310的多个输出元件。此外，多个压电元件1211、1212、1213、1214、1215、1221、1222、1223和1224之中的一个或多个压电元件可以是接收器320的多个输入元件。

例如，沿着x轴布置的压电元件的排列1210可以是输出元件阵列。输出元件阵列可包括多个输出元件。此外，沿着y轴布置的压电元件的排列1220可以是输入元件阵列。输入元件阵列可包括多个输入元件。输出元件阵列可输出超声波波束1230。此外，对象1200可反射输出的超声波波束1230。反射信号1240可由输入元件阵列接收。

压电元件1213可操作为输入元件和/或输出元件。例如，压电元件1213可仅用作为输入元件，或者仅用作为输出元件。此外，压电元件1213可用作为输入元件，并且然后如有需要，可用作为输出元件。相反，压电元件1213可用作为输出元件，并且然后如有需要，可用作为输入元件。

如上所述，可通过使用多个输出元件的排列使超声波波束转向。现在将参照图13对使超声波波束转向进行说明。

图13a至图13c是根据示例性实施方式的用于说明使超声波波束转向的图。

图13a至图13c是示出发射器310使超声波波束在不同的方向上转向的情况的图。参照图13a，发射器310可包括多个输出元件1321、1322、1323、1324和1325。多个输出元件1321、1322、1323、1324和1325可以是输出元件阵列1320。

多个输出元件1321、1322、1323、1324和1325可分别接收被不同延迟的脉冲1311、1312、1313、1314和1315。此外，多个输出元件1321、1322、1323、1324和1325可分别基于脉冲1311、1312、1313、1314和1315输出超声波信号。脉冲1311、1312、1313、1314和1315分别输入至输出元件1321、1322、1323、1324和1325的时间在图13a中示出。在脉冲1311、1312、1313、1314和1315下面的箭头标记时间轴。如图13a所示，脉冲1315首先输入至输出元件1325。接下来，脉冲1314输入至输出元件1324。最后，脉冲1311输入至输出元件1321。

多个输出元件1321、1322、1323、1324和1325可分别基于脉冲1311、1312、1313、1314和1315输出超声波信号。由于输出元件1321、1322、1323、1324和1325之间的距离足够近，因此按时间间隔从输出元件1321、1322、1323、1324和1325分别输出的超声波信号互相干涉。干涉超声波信号可形成具有方向性的超声波波束。换言之，由于干涉，输出元件1321、1322、1323、1324和1325可输出转向的超声波波束1330。在以上过程中，超声波传感器300向对象1300上的区域1301输出超声波波束1330。因此，超声波传感器300可检测对象1300上的区域1301。

图13b和图13c是示出输出元件以不同的时间间隔输出超声波信号及输出转向的超声波波束的情况的图。与已参照图13b和13c作出的描述相同的描述将不在图13a中重复。

参照图13b，输出元件阵列1350中所包括的输出元件可分别接收脉冲1340。此外，输出元件阵列1350中所包括的输出元件可分别基于脉冲1340输出超声波信号。例如，输出元件可分别基于脉冲1340分别输出具有相同相位的超声波信号。超声波信号可互相干涉。干涉超声波信号可形成具有方向性的超声波波束。即，由于干涉，输出元件阵列1350可向区域1302输出超声波波束1360。换言之，超声波传感器300可向区域1302输出超声波波束1360。因此，超声波传感器300可检测对象1300上的区域1302。

如图13b所示，超声波波束1360以垂直于输出元件阵列1350的方向输出。超声波传感器300可使超声波波束1360转向在中间方向上。

参照图13c，输出元件阵列1380中所包括的输出元件可分别接收脉冲1370。此外，输出元件阵列1380中所包括的输出元件可分别基于脉冲1370输出超声波信号。例如，输出元件可分别基于脉冲1370输出具有不同相位的超声波信号。超声波信号可互相干涉。干涉超声波信号可形成超声波波束。即，由于干涉，输出元件阵列1380可输出转向的超声波波束1390。换言之，超声波传感器300可向区域1303输出超声波波束1390。因此，超声波传感器300可检测对象1300上的区域1303。

在图13a至图13c中，超声波波束1330、超声波波束1360和超声波波束1390可互相干涉。因此，超声波传感器300可不同时输出超声波波束1330、超声波波束1360和超声波波束1390，而是必须以预定间隔输出超声波波束1330、1360和1390。因此，当超声波传感器300检测对象1300时，可由于多个超声波波束以预定间隔输出而发生时间延迟。因此，本发明构思提供了通过允许超声波传感器300同时输出多个超声波波束来快速检测对象的方法。

图14是示出根据示例性实施方式的发射器310的框图。

参照图14，发射器310可包括脉冲发生器1410、传输延迟单元1420和输出元件阵列1430。脉冲发生器1410可生成与多个第一超声波波束对应的具有不同频率的多个脉冲。此外，为了确定多个第一超声波波束的方向性，传输延迟单元1420可通过使脉冲延迟预定延迟时间来生成延迟脉冲。此外，输出元件阵列1430可基于延迟脉冲来输出多个第一超声波波束。与图13中相似，输出元件阵列1430包括呈直线布置的多个输出元件。

图15是示出根据示例性实施方式的发射器310的详细框图。

图15是图14的示例性实施方式。参照图15，脉冲发生器1410可包括多个脉冲发生器，该多个脉冲发生器包括第一脉冲发生器1511、第二脉冲发生器1512和第三脉冲发生器1513。脉冲发生器1410可生成与多个第一超声波波束对应的具有不同频率的多个脉冲。脉冲发生器1410将生成的脉冲输出至传输延迟单元1420。

此外，传输延迟单元1420可包括多个传输延迟单元，该多个传输延迟单元包括第一传输延迟单元至第六传输延迟单元1521、1522、1523、1524、1525和1526。为了确定第一超声波波束的方向性，传输延迟单元1420可通过使脉冲延迟预定延迟时间来输出延迟脉冲。具有不同频率的超声波波束可由于传输延迟单元1420而具有不同的方向性。例如，从第一脉冲发生器1511输出的具有第一频率的脉冲1611被输入至第一传输延迟单元1521和第四传输延迟单元1524。此外，具有第一频率的超声波波束的方向性根据第一传输延迟单元1521和第四传输延迟单元1524的延迟时间而确定。传输延迟单元1420将延迟脉冲输出至混合器1440。

混合器1440可包括多个混合器，该多个混合器包括第一混合器1541和第二混合器1542。混合器1440混合延迟脉冲。例如，第一混合器1541混合从第一传输延迟单元1521、第二传输延迟单元1522和第三传输延迟单元1523接收的延迟脉冲，并且输出第一混合脉冲1631。从第一传输延迟单元1521、第二传输延迟单元1522和第三传输延迟单元1523接收的延迟脉冲是具有不同频率的脉冲。混合器1440将第一混合脉冲1631输出至输出元件阵列1430。

输出元件阵列1430可包括多个输出元件，该多个输出元件包括第一输出元件1531和第二输出元件1532。输出元件阵列1430可基于延迟脉冲输出多个第一超声波波束。例如，第一输出元件1531可从第一混合器1541接收第一混合脉冲1631。术语“混合脉冲”表示通过混合具有多个频率的脉冲而获得的脉冲。第一输出元件1531可基于第一混合脉冲1631输出超声波波束。由于图14和图15的发射器310，超声波传感器300可同时输出具有多个频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可执行转向以使得多个具有不同频率的超声波波束具有不同的方向性。因此，超声波传感器30可同时确定对象是否存在于多个区域中。

参照图15，第一脉冲发生器1511、第二脉冲发生器1512和第三脉冲发生器1513分别生成具有不同频率的第一脉冲1611、第二脉冲1612和第三脉冲1613。第一脉冲1611输出至第一传输延迟单元1521和第四传输延迟单元1524。此外，第二脉冲1612输出至第二传输延迟单元1522和第五传输延迟单元1525。此外，第三脉冲1613输出至第三传输延迟单元1523和第六传输延迟单元1526。

第一传输延迟单元1521输出通过延迟第一脉冲而获得的第一延迟脉冲1621。第二传输延迟单元1522至第六传输延迟单元1526分别输出第二延迟脉冲至第六延迟脉冲1622、1623、1624、1625和1627。

为了确定第一超声波波束的方向性，第一传输延迟单元至第六传输延迟单元1521、1522、1523、1524、1525和1526可分别输出通过不同地延迟第一脉冲至第三脉冲1611、1612和1613而获得的第一延迟脉冲至第六延迟脉冲1621、1622、1623、1624、1625和1626。例如，第一传输延迟单元1521可输出通过接收和延迟第一脉冲1611而获得的第一延迟脉冲1621。此外，第四传输延迟单元1524可输出通过接收和延迟第一脉冲1611而获得的第四延迟脉冲1624。第一延迟脉冲1621和第四延迟脉冲1624可具有相同的频率以及可具有不同的延迟时间。超声波传感器300可基于超声波波束的转向角来确定延迟时间。超声波波束的转向角可以是超声波波束的中心线与输出元件阵列1430之间的角度。

第一混合器1541可从第一传输延迟单元1521至第三传输延迟单元1523接收第一延迟脉冲1621至第三延迟脉冲1623。第一混合器1541可混合第一延迟脉冲1621至第三延迟脉冲1623。此外，第一混合器1541可输出第一混合脉冲1631。

第二混合器1542可从第四传输延迟单元1524至第六传输延迟单元1526接收第四延迟脉冲1624至第六延迟脉冲1626。第二混合器1542可混合第四延迟脉冲1624至第六延迟脉冲1626。此外，第二混合器1542可输出第二混合脉冲1632。第一混合脉冲1631包括具有不同频率的脉冲。此外，第二混合脉冲1632包括具有不同频率的脉冲。

第一输出元件1531可接收第一混合脉冲1631以及可输出超声波信号。此外，第二输出元件1532可接收第二混合脉冲1632以及可输出超声波信号。超声波信号可彼此独立。例如，当不同频率之中的第一频率不是不同频率之中的第二频率的整数倍时，可假定第一频率和第二频率彼此独立。从第一输出元件1531输出的超声波信号和从第二输出元件1532输出的超声波信号之中的独立超声波信号不会互相干涉。然而，彼此不独立的超声波信号可互相干涉。如上文参照图13所描述的，当超声波信号互相干涉时，可生成具有方向性的超声波波束。与图13中不同，在图15中，多个超声波波束具有多个不同频率，并且因此可同时输出。因此，超声波传感器300可同时扫描多个区域。以下将参照图19对扫描多个区域的超声波传感器300进行更详细地的说明。

图16是示出根据示例性实施方式的接收器320的框图。

接收器320可接收从对象处反射的响应于多个第一超声波波束的第一反射信号。此外，通过使用频率分割，接收器320可根据频率来分割第一反射信号。此外，接收器320可将根据频率分割的信号之中具有相同频率的信号求和。

参照图16，接收器320可包括输入元件阵列1710、滤波单元1720、接收延迟单元1730和求和单元1740。此外，第一反射信号可包括第三反射信号和第四反射信号。输入元件阵列1710可包括接收第三反射信号的第一输入元件和接收第四反射信号的第二输入元件。此外，滤波单元1720可根据不同的频率通过分割第三反射信号来生成第一分割信号。此外，滤波单元1720可根据不同的频率通过分割第四反射信号来生成第二分割信号。此外，接收延迟单元1730可基于第一分割信号的频率通过延迟接收第一分割信号来生成第一延迟信号。此外，接收延迟单元1730可基于频率通过延迟接收第二分割信号来生成第二延迟信号。此外，求和单元1740可对第一延迟信号和第二延迟信号之中的具有相同频率的信号求和。现在将参照图17对接收器320进行更详细的说明。

图17是示出根据示例性实施方式的接收器320的详细框图。

图17可以是图16的示例性实施方式。参照图17，输入元件阵列1710可包括多个输入元件，该多个输入元件包括第一输入元件1811和第二输入元件1812。输入元件阵列1710可接收从对象处反射的第一反射信号。例如，第一反射信号可包括第三反射信号和第四反射信号。第一输入元件1811可接收第三反射信号。此外，第二输入元件1812可接收第四反射信号。

如上文参照图14至图16所描述的，发射器310可输出具有多个频率的第一超声波波束。由于第一反射信号是第一超声波波束从对象处反射而获得的超声波波束，因此第一反射信号可以是具有多个频率的信号。

滤波单元1720可从输入元件阵列1710接收信号。从第一输入元件1811接收的信号可输入至第一频率滤波器1821、第二频率滤波器1822和第三频率滤波器1823。此外，从第二输入元件1812接收的信号可输入至第四频率滤波器1824、第五频率滤波器1825和第六频率滤波器1826。

滤波单元1720可根据频率分割反射信号。例如，第一频率滤波器1821和第四频率滤波器1824可以是可分离相同频率的带通滤波器。因此，第一频率滤波器1821可输出通过从第三反射信号分离具有预定频率的信号而获得的第一滤波信号，其中，第三反射信号是从第一输入元件1811接收的。此外，第四频率滤波器1824可输出通过从第四反射信号分离具有预定频率的信号而获得的第四滤波信号，其中，第四反射信号是从第二输入元件1812接收的。

同样地，第二频率滤波器1822和第五频率滤波器1825可以是可分离相同频率的带通滤波器。此外，第三频率滤波器1823和第六频率滤波器1823可以是可分离相同频率的带通滤波器。如上详细所述，第二频率滤波器1822、第三频率滤波器1823、第五频率滤波器1825和第六频率滤波器1826可分别输出第二滤波信号、第三滤波信号、第五滤波信号和第六滤波信号。

此外，接收延迟单元1730可从滤波单元1720接收滤波信号。例如，第一接收延迟单元1831可从第一频率滤波器1821接收第一滤波信号。此外，第四接收延迟单元1834可从第四频率滤波器1824接收第四滤波信号。此外，第一接收延迟单元1831可输出通过延迟第一滤波信号而获得的第一延迟信号。此外，第四接收延迟单元1834可输出通过延迟第四滤波信号而获得的第四延迟信号。接收延迟单元1730可使第一延迟信号和第四延迟信号的相位互相对应。

对第二接收延迟单元1832、第三接收延迟单元1833、第五接收延迟单元1835和第六接收延迟单元1836的操作与对第一接收延迟单元1831和第四接收延迟单元1834的操作相同，因此不再给出对它们的详细说明。此外，第二接收延迟单元1832可输出第二延迟信号。此外，第三接收延迟单元1833可输出第三延迟信号。此外，第五接收延迟单元1835可输出第五延迟信号。此外，第六接收延迟单元1836可输出第六延迟信号。

此外，求和单元1740可包括多个求和单元，该多个求和单元包括第一求和单元1841、第二求和单元1842和第三求和单元1843。第一求和单元1841可对分别从第一接收延迟单元1831和第四接收延迟单元1834输出的第一延迟信号和第四延迟信号求和。第一延迟信号和第四延迟信号可具有相同的频率。此外，第二求和单元1842可对第二延迟信号和第五延迟信号求和。此外，第三求和单元1843可对第三延迟信号和第六延迟信号求和。

图18是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器300的操作的图。

根据示例性实施方式，发射器310可包括输出元件阵列，该输出元件阵列包括根据传输至其的电信号而振动以生成超声波并且呈直线布置的多个输出元件。此外，接收器320可包括输入元件阵列，该输入元件阵列包括接收反射信号并将反射信号转换成电信号并且呈直线布置的多个输入元件。此外，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成不互相平行。

此外，根据另一示例性实施方式，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成互相垂直。

参照图18，超声波传感器300可包括多个压电元件1911、1912、1913、1914、1915、1921、1922、1923和1924。多个压电元件1911、1912、1913、1914、1915、1921、1922、1923和1924之中的至少一个可包括在发射器310中。此外，剩余的压电元件可包括在接收器320中。

如上所述，压电元件1213可操作为输入元件和/或输出元件。例如，压电元件可仅用作为输入元件，或者可仅用作为输出元件。此外，压电元件可用作为输入元件，并且然后如有需要，可用作为输出元件。相反，压电元件可用作为输出元件，并且然后如有需要，可用作为输入元件。

图18示出沿着x轴布置的压电元件1911、1912、1913、1914和1915为输出元件的情况。输出元件1911、1912、1913、1914和1915的排列是输出元件阵列。此外，图18示出沿着z轴布置的压电元件1921、1922、1923和1924为输入元件的情况。输入元件1921、1922、1923和1924的排列是输入元件阵列。

输出元件阵列和输入元件阵列可布置成不互相平行。此外，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成互相垂直。例如，如图18所示，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成十字形。此外，与图8中相似，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成“┐”形状或“└”形状。此外，输出元件阵列和输入元件阵列可布置成四边形形状。

超声波波束1931、1932和1933可基于输出元件阵列输出。超声波波束1931、1932和1933可具有不同的频率。此外，超声波波束1931、1932和1933可具有不同的转向角。超声波波束的转向角可以是超声波波束的中心线与输出元件阵列之间的角度。例如，y-z平面与超声波波束之间的角度是超声波波束的转向角。超声波波束1931、1932和1933可同时输出。超声波波束1931、1932和1933从对象1900处反射，并且反射信号由接收器320接收。超声波传感器300可同时确定对象1900是否存在于多个区域中。

图19是根据另一示例性实施方式的用于说明使超声波波束转向的图。

发射器310可包括输出元件1910，该输出元件阵列1910包括呈直线布置的多个输出元件1911、1912、1913、1914和1915。第一输出元件1911可接收具有不同频率的脉冲2041、2042和2043。时间轴在脉冲2041、2042和2043下面示出。即，随着时间流逝，输出元件1911可首先接收具有第一频率的脉冲2041。接下来，输出元件1911可接收具有第二频率的脉冲2031。最后，输出元件1911可接收具有第三频率的脉冲2021。此外，第一输出元件1911可基于具有不同频率的脉冲2041、2042和2043输出混合超声波信号。

此外，输出元件1912可接收具有第三频率的脉冲2022。此外，输出元件1913可接收具有第三频率的脉冲2023。此外，输出元件1914可接收具有第三频率的脉冲2024。此外，输出元件1915可接收具有第三频率的脉冲2025。

参照图19，输出元件阵列1910以脉冲2025、脉冲2024、脉冲2023、脉冲2022和脉冲2021的顺序接收脉冲。输出元件阵列1910基于所接收的脉冲输出超声波信号。具有第三频率的超声波信号互相干涉。干涉超声波信号可形成转向的超声波波束。换言之，输出元件阵列1910输出具有第三频率的转向的超声波波束2020。

输出元件阵列1910可输出转向的超声波波束2030和2040。输出元件阵列1910如何输出转向的超声波波束2030和2040与输出转向的超声波波束2020的过程相似，因此不再给出对它们的详细说明。由于转向的超声波波束2020、2030和2040具有不同的频率并且因此不互相干涉，所以可同时输出转向的超声波波束2020、2030和2040。

此外，由于转向的超声波波束2020、2030和2040以不同的角度转向，因此转向的超声波波束2020、2030和2040可应用于多个不同的区域。例如，转向的超声波波束2020可应用于对象2000的区域2001。此外，转向的超声波波束2030可应用于对象2000的区域2002。此外，转向的超声波波束2040可应用于对象2000的区域2003。因此，超声波传感器300可同时确定对象2000是否存在于多个区域2001、2002和2003中。

图20是示出根据另一示例性实施方式的子区域的图。

在图10a至图11d中，超声波传感器300将第一区域分割成第一子区域并向子区域输出超声波波束。根据示例性实施方式，在图20中，超声波传感器300可基于如上文参照图14至图19所描述的技术同时向多个区域输出具有不同频率的超声波波束。例如，超声波传感器300可向区域2111、2112、2113和2114输出具有不同频率的超声波波束。例如，超声波传感器300可向区域2111输出具有第一频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向区域2112输出具有第二频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向区域2113输出具有第三频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向区域2114输出具有第四频率的超声波波束。

此外，当检测到对象存在于区域2111中时，超声波传感器300可向子区域2121输出具有第五频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向子区域2122输出具有第六频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向子区域2123输出具有第七频率的超声波波束。此外，超声波传感器300可向子区域2124输出具有第八频率的超声波波束。

超声波传感器300向区域2111、2112、2113和2114输出的超声波波束的频率可以低于超声波传感器300向子区域2121、2122、2123和2124输出的超声波波束的频率。详细地，超声波传感器300向区域2111、2112、2113和2114输出的超声波波束的频率之中的最高频率可以低于超声波传感器300向子区域2121、2122、2123和2124输出的超声波波束的频率之中的最高频率。因此，可增大子区域2121、2122、2123和2124的分辨率。例如，作为第五频率至第八频率之中最高频率的第五频率可高于作为第一频率至第四频率之中最高频率的第一频率。

发射器310可包括多个输出元件。发射器310可通过使用多个输出元件之中的至少一些输出元件来向区域2111、2112、2113和2114输出超声波波束。此外，发射器310可通过使用多个输出元件之中的至少一些输出元件来向子区域2121、2122、2123和2124输出超声波波束。用于向区域2111、2112、2113和2114输出超声波波束的多个输出元件的数量可小于用于向子区域2121、2122、2123和2124输出超声波波束的多个输出元件的数量。因此，可增大子区域2121、2122、2123和2124的分辨率。

现在将对超声波传感器300的对象检测方法进行说明，并且图21中将不再重复与已参照图3作出的描述相同的描述。

图21是根据示例性实施方式的超声波传感器300的对象检测方法的流程图。

图21的对象检测方法可由图3的超声波传感器300执行。现在将结合图3的超声波传感器300对图21的方法进行说明。

操作2210可由控制器330执行。此外，操作2220可由发射器310执行。此外，操作2230可由接收器320执行。此外，操作2240可由控制器330执行。

在操作2210中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可确定空间中的第一区域。在操作2210中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可向第一区域中所包括的多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束。在操作2230中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可接收当输出的多个第一超声波波束从对象处反射时而输出的第一反射信号。在操作2240中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可基于第一反射信号来确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。

超声波传感器300可有机地连接至电子设备，并且可在电子设备中执行检测对象的操作。此外，超声波传感器300可以不连接至另一电子设备，并且可独立地执行检测对象的操作。

第一区域可以是被超声波传感器300扫描的区域。此外，第一区域是被估算到存在有对象的区域。此外，第一区域可以是尺寸根据安装有超声波传感器300的电子设备而变化的区域。第一区域的示例可包括3d区域。可通过发射器310可输出超声波波束的区域来确定可被超声波传感器300扫描的区域。第一区域可以是可被超声波传感器300扫描的区域的一部分。第一区域可基于电子设备提供的虚拟屏幕而确定。此外，超声波传感器300可获取对象的与超声波传感器300最接近的点，以及控制器330可基于该点确定第一区域。

此外，发射器310的第一输出器件可根据电信号而振动，并且可输出用于确定第一区域的超声波波束。接收器320可接收当用于确定第一区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第一区域的反射信号。控制器330可基于用于确定第一区域的反射信号来获取对象的与第一输出元件最接近的第一点。此外，控制器330可确定包括第一点的第一区域。

此外，发射器310的第二输出器件可输出用于确定第二区域的超声波波束。接收器320可接收当用于确定第二区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第二区域的反射信号。控制器330可基于用于确定第二区域的反射信号来获取对象的与第二输出元件最接近的第二点。此外，控制器330可确定包括第二点的第二区域。

此外，发射器310可向第二区域中所包括的多个第二子区域分别输出多个第一超声波波束。控制器330可基于第一反射信号来确定对象是否包括在多个第二子区域中的每一个中。

此外，超声波传感器300可用于电子设备中。控制器330可包括与安装有超声波传感器300的电子设备进行通信的通信接口。因此，超声波传感器300可有机地连接至电子设备，并且可执行检测对象的操作。控制器330可基于电子设备所提供的ui来确定空间中的第一区域。

第一区域可包括多个第一子区域。控制器330可将第一区域分割成多个第一子区域。多个第一子区域可具有重叠的部分。第一子区域可具有不同的尺寸。由于分辨率随着第一子区域的尺寸减小而变皱，因此，具有小尺寸的第一子区域可能是包括重要信息的区域。第一子区域还可分割成多个更小的子区域。

此外，控制器330可基于ui确定多个第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一。

此外，发射器310可向第一子区域中所包括的多个第三子区域分别输出多个第二超声波波束。接收器320可接收当多个第二超声波波束从对象处反射时而输出的第二反射信号。控制器330可基于第二反射信号来确定对象是否包括在多个第三子区域中的每一个中。

此外，发射器310可包括多个输出元件。发射器310可通过使用多个输出元件之中的至少一些输出元件来输出多个第一超声波波束和多个第二超声波波束。控制器330可将用于输出多个第一超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量控制为小于用于输出多个第二超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量。

此外，控制器330可将多个第一超声波波束之中的具有最高频率的超声波波束的频率控制为低于多个第二超声波波束之中的具有最高频率的超声波波束的频率。

图22是根据示例性实施方式的发射器310的操作的流程图。

图22的操作可由图14的发射器310执行。现在将结合图16的发射器310对图22的操作进行说明。

操作2310可由脉冲发生器1410执行。操作2320可由传输延迟单元1420执行。操作2330可由输出元件阵列1430执行。

在操作2310中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可生成与多个第一超声波波束对应的具有不同频率的多个脉冲。此外，在操作2320中，为了确定多个第一超声波波束的方向性，超声波传感器300可通过使脉冲延迟预定延迟时间来生成延迟脉冲。此外，在操作2330中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可基于延迟脉冲来输出多个第一超声波波束。

图23是根据示例性实施方式的接收器320的操作的流程图。

图23的操作可由图16的接收器320执行。现在将结合图16的接收器320对图23的操作进行说明。

操作2410可由输入元件阵列1710执行。操作2420可由滤波单元1720执行。操作2430可由求和单元1740执行。

在操作2410中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可接收从对象处反射的响应于第一超声波波束的第一反射信号。此外，在操作2420中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可根据频率分割第一反射信号。此外，在操作2430中，根据示例性实施方式的超声波传感器300可对根据频率而分割的信号之中具有相同频率的信号求和。

此外，第一反射信号可包括第三反射信号和第四反射信号。输入元件阵列1710接收第一反射单个的操作2410可包括接收第三反射信号的操作。此外，输入元件阵列1710接收第一反射信号的操作2410可包括接收第四反射信号的操作。

此外，滤波单元1720根据频率分割第一反射单个的操作2420可包括：根据不同的频率分割第三反射信号并生成第一分割信号的操作。此外，滤波单元1720根据频率分割第一反射信号的操作2420可包括：根据不同的频率分割第六反射信号并生成第二分割信号的操作。

此外，超声波传感器300可基于第一分割信号的频率通过延迟接收第一分割信号来生成第一延迟信号。此外，超声波传感器300可基于频率通过延迟接收第二分割信号来生成第二延迟信号。

此外，超声波传感器300可对第一延迟信号和第二延迟信号之中的具有相同频率的信号求和。

根据示例性实施方式，为了实现前述目的，用于执行图21至图23的超声波传感器300的对象检测方法的程序可记录在计算机可读记录介质上。

如上所述，根据上述示例性实施方式中的一个或多个示例性实施方式，超声波传感器300可对被估算到存在有对象的区域执行超声波扫描。此外，超声波传感器300可将被估算到存在有对象的区域分割成子区域，并且可处理子区域。此外，超声波传感器300可通过使用具有不同频率的多个超声波波束来同时扫描多个子区域。因此，超声波传感器300可快速和准确地检测对象。

术语“处理器”应广义地解释为包括通用处理器、中央处理单元(cpu)、微处理器、数字信号处理器(dsp)、控制器、微控制器、状态机等。在一些情况下，“处理器”可表示专用集成电路(asic)、可编程逻辑设备(pld)、现场可编程门阵列(fpga)等。术语“处理器”可表示处理设备的组合，例如，数字信号处理器(dsp)和微处理器的组合、多个微处理器、结合数字信号处理器(dsp)核的一个或多个微处理器或任何其它这样的配置。

术语“存储器”应广义地解释为包括能够存储电子信息的任何电子组件。术语存储器可表示各种类型的处理器可读介质，诸如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、非易失性随机存储器(nvram)、可编程只读存储器(prom)、可擦可编程只读存储器(eprom)、电可擦prom(eeprom)、闪存、磁性或光学数据存储器、寄存器等。如果处理器可从存储器读取信息和/或将信息写入存储器，则将存储器称作为与处理器进行电子通信。集成至处理器的存储器与处理器进行电子通信。

术语“指令”和“代码”应广义地解释为包括任何类型的计算机可读语句(statement)。例如，术语“指令”和“代码”可表示一个或多个程序、例行程序、例行子程序、函数、步骤等。“指令”和“代码”可包括单个计算机可读语句或多个计算机可读语句。

在一个或多个示例性实施方式中，本文中描述的操作可以以硬件、软件、固件或它们的任何组合实施。如果以软件实施，则这样的操作可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。术语“计算机可读介质”或“计算机程序产品”表示可通过使用计算机访问的任何介质。例如但不限于，计算机可读存储介质可包括一系列存储元件，诸如，ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储器和/或磁盘存储器或其它磁性存储器设备。这样的存储介质可以以可由计算机访问的指令或数据结构的形式存储信息。如本文中所使用，盘(disk)和碟(disc)包括激光唱片(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘和蓝光光碟^tm(蓝光光碟协会、大学城，ca)，其中，盘通常磁性地再现数据，而碟使用激光光学地再现数据。一。

记录在计算机可读记录介质上的软件或指令可通过传输介质传输。例如，如果软件通过使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外、无线电和/或微波的无线技术从网站、服务器或其它远端源传输时，则传输介质的限定中包括同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或诸如红外、无线电和/或微波的无线技术。

虽然已参照示例性实施方式具体示出和描述了发明构思，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在形式和细节方面作出多种改变。示例性实施方式应仅以描述性的意义理解，而不是出于限制的目的。因此，本发明构思的范围不是由本发明构思的详细描述限定，而是由所附权利要求限定，并且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明构思中。

附图说明

根据以下结合附图对示例性实施方式的描述，这些和/或其它方面将变得明显以及更容易地理解，在附图中：

图1是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器的使用的图；

图2a至图2c是示出根据示例性实施方式的超声波传感器被用于可穿戴设备中以检测手部姿势的示例的图；

图3是示出根据示例性实施方式的超声波传感器的框图；

图4a至图4c是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器的操作的图；

图5a至图5c是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器的操作的图；

图6是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器的操作的图；

图7是示出根据示例性实施方式的超声波传感器的二维(2d)检测区域的图；

图8是示出根据示例性实施方式的超声波传感器的三维(3d)检测区域的图；

图9a和图9b是示出根据示例性实施方式的可由用户通过电子设备观看到的屏幕的图；

图10a至图10c是示出根据示例性实施方式的多个子区域的图；

图11a至图11d是示出根据另一示例性实施方式的子区域的图；

图12是根据示例性实施方式的用于说明超声波传感器如何检测对象的图；

图13a至图13c是根据示例性实施方式的用于说明使超声波波束转向的图；

图14是示出根据示例性实施方式的发射器的框图；

图15是示出根据示例性实施方式的发射器的详细框图；

图16是示出根据示例性实施方式的接收器的框图；

图17是示出根据示例性实施方式的接收器的详细框图；

图18是根据另一示例性实施方式的用于说明超声波传感器的操作的图；

图19是根据另一示例性实施方式的用于说明使超声波波束转向的图；

图20是示出根据另一示例性实施方式的子区域的图；

图21是根据示例性实施方式的超声波传感器的对象检测方法的流程图；

图22是根据示例性实施方式的发射器的操作的流程图；以及

图23是根据示例性实施方式的接收器的操作的流程图。

实施本发明的最佳方式

根据一个或多个示例性实施方式，超声波传感器包括发射器、接收器和控制器，其中：发射器输出具有不同频率的多个第一超声波波束；接收器接收当输出的多个第一超声波波束从对象处反射时而输出的第一反射信号；以及控制器确定空间中的第一区域，控制发射器向第一区域中所包括的多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束，以及基于第一反射信号确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。

具体实施方式

发射器可包括多个输出元件，以及该多个输出元件之中的第一输出元件输出用于确定第一区域的超声波波束；接收器接收当用于确定第一区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第一区域的反射信号；以及控制器基于用于确定第一区域的反射信号来获取对象的与第一输出元件最接近的第一点，以及确定包括第一点的第一区域。

多个输出元件之中的第二输出元件可输出用于确定第二区域的超声波波束；接收器可接收当用于确定第二区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第二区域的反射信号；以及控制器可基于用于确定第二区域的反射信号来获取对象的与第二输出元件最接近的第二点，以及确定包括第二点的第二区域。

控制器可控制发射器向第二区域中所包括的多个第二子区域分别输出多个第一超声波波束，以及可基于第一反射信号确定对象是否包括在多个第二子区域中的每一个中。

超声波传感器可包括在电子设备中，其中，控制器基于电子设备向空间提供的用户界面(ui)确定第一区域。

控制器可基于ui确定多个第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一。

发射器可输出具有不同频率的多个第二超声波波束；接收器可接收当输出的多个第二超声波波束从对象处反射时而输出的多个第二反射信号；以及控制器可控制发射器向多个第一子区域中所包括的多个第三子区域分别输出多个第二超声波波束，以及可基于多个第二反射信号来确定对象是否包括在多个第三子区域中的每一个中。

发射器可包括多个输出元件，以及通过使用多个输出元件之中的至少一些输出元件来输出多个第一超声波波束和多个第二超声波波束，其中，用于输出多个第一超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量小于用于输出多个第二超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量。

多个第一超声波波束之中具有最高频率的超声波波束的频率可低于多个第二超声波波束之中具有最高频率的超声波波束的频率。

发射器可包括脉冲发生器、传输延迟单元和输出元件阵列，其中，脉冲发生器生成与多个第一超声波波束对应的具有不同频率的多个脉冲，传输延迟单元通过使多个脉冲延迟预定延迟时间来生成延迟脉冲以确定多个第一超声波波束的方向性，输出元件阵列基于延迟脉冲输出多个第一超声波波束。

接收器可接收从对象处反射的响应于多个第一超声波波束的第一反射信号，根据频率将第一反射信号分割成信号，以及对根据频率分割的信号之中具有相同频率的信号求和。

第一反射信号可包括第三反射信号和第六反射信号，其中，接收器包括输入元件阵列、滤波单元、接收延迟单元和求和单元，输入元件阵列包括接收第三反射信号的第一输入元件和接收第六反射信号的第二输入元件，滤波单元根据不同的频率通过分割第三反射信号来生成第一分割信号以及根据不同的频率通过分割第六反射信号来生成第二分割信号，接收延迟单元基于第一分割信号的频率通过延迟接收第一分割信号来生成第一延迟信号以及基于第二分割信号的频率通过延迟接收第二分割信号来生成第二延迟信号，以及求和单元对第一延迟信号和第二延迟信号之中具有相同频率的信号求和。

发射器可包括输出元件阵列，该输出元件阵列包括根据传输至其的传输电信号而振动以生成超声波并且呈直线布置的多个输出元件；以及接收器可包括输入元件阵列，该输入元件阵列包括接收第一反射信号并将第一反射信号转换成电信号并且呈直线布置的多个输入元件，其中，输出元件阵列和输入元件阵列布置成不互相平行。

输出元件阵列和输入元件阵列可布置成互相垂直。

根据一个或多个示例性实施方式，超声波传感器的对象检测方法可包括：确定空间中的第一区域；向第一区域中所包括的多个第一子区域分别输出多个第一超声波波束；接收当输出的多个第一超声波波束从对象处反射时而输出的第一反射信号；以及基于第一反射信号确定对象是否包括在多个第一子区域中的每一个中。

对象检测方法还可包括：输出用于确定第一区域的超声波波束，其中，所述输出由根据电信号而振动的第一输出元件执行；接收当用于确定第一区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第一区域的反射信号；基于用于确定第一区域的反射信号，获取对象的与第一输出元件最接近的第一点；以及确定包括第一点的第一区域。

对象检测方法还可包括：输出用于确定第二区域的超声波波束，其中，所述输出由第二输出元件执行；接收当用于确定第二区域的超声波波束从对象处反射时而输出的用于确定第二区域的反射信号；

基于用于确定第二区域的反射信号，获取对象的与第二输出元件最接近的第二点；以及确定包括第二点的第二区域。

对象检测方法还可包括：向第二区域中所包括的多个第二子区域分别输出多个第一超声波波束；以及基于第一反射信号确定对象是否包括在多个第二子区域中的每一个中。

对象检测方法还可包括基于由包括超声波传感器的电子设备向空间提供的用户界面(ui)来确定第一区域。

对象检测方法还可包括：基于ui确定多个第一子区域的尺寸、位置和形状之中的至少之一。

对象检测方法还可包括：向多个第一子区域中所包括的多个第三子区域分别输出多个第二超声波波束；接收当多个第二超声波波束从对象处反射时而输出的第二反射信号；以及基于第二反射信号确定对象是否包括在多个第三子区域中的每一个中。

发射器可包括多个输出元件，以及通过使用多个输出元件之中的至少一些输出元件来输出多个第一超声波波束和多个第二超声波波束，其中，将用于输出多个第一超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量控制为小于用于输出多个第二超声波波束之中的至少一个超声波波束的多个输出元件的数量。

对象检测方法还可包括：将多个第一超声波波束之中具有最高频率的超声波波束的频率控制为低于多个第二超声波波束之中具有最高频率的超声波波束的频率。

分别输出多个第一超声波波束可包括：生成与多个第一超声波波束对应的具有不同频率的多个脉冲；通过使多个脉冲延迟预定延迟时间来生成延迟脉冲，以确定多个第一超声波波束的方向性；以及基于延迟脉冲输出多个第一超声波波束。

对象检测方法还可包括：接收从对象处反射的响应于多个第一超声波波束的第一反射信号；根据频率将第一反射信号分割成信号；以及对根据频率分割的信号之中具有相同频率的信号求和。

第一反射信号可包括第三反射信号和第四反射信号，其中，接收第一反射信号包括接收第三反射信号和接收第四反射信号；分割第一反射信号包括根据不同的频率通过分割第三反射信号来生成第一分割信号以及根据不同的频率通过分割第四反射单个来生成第二分割信号；以及对具有相同频率的信号求和包括基于第一分割信号的频率通过延迟接收第一分割信号来生成第一延迟信号，基于第二分割信号的频率通过延迟接收第二分割信号来生成第二延迟信号，以及对第一延迟信号和第二延迟信号之中具有相同频率的信号求和。

根据一个或多个示例性实施方式，非暂时性计算机可读记录介质上实施有用于执行对象检测方法的程序。