阻尼振动波反射的制作方法_3

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在 一个或多个X,y,和/或z方向中的任一个方向上被改变)。
[0037] 图ID是示出了图IC中所显示的实施例的放大的视图的图。观看窗口 150显示了 图IC中所显示的阻尼材料142的无回声的突起(例如,三角形的楔)的放大的视图。行进 通过传播介质(例如传播介质102)的信号(其从阻尼材料142的三角形楔的边缘反射开) 将立即弹到相邻的"齿"(在其处所述信号波被进一步衰减和捕获)中。迹线136显示了在 阻尼材料142的所述三角形楔之间弹射(随着每次弹射被衰减)的信号并且变得几乎被阻 尼材料142完全消除。在一些实施例中,阻尼材料142的形状的每个无回声突起(例如,每 个三角形"齿")的高度被配置为大于所述基座的宽度(例如,每个三角形"齿"的高度是所 述三角形"齿"的基座的宽度的至少2. 5倍),以致按照斯涅尔定律(即入射的角度=反射 的角度),任何入射信号波必须在退出所述阻尼材料之前在所述两个三角形区域之间弹射 多次。图ID标记了两个不同的无回声突起的高度和基座宽度。在所述阻尼材料的无回声 突起中间的反射信号的捕获可能在更高频率(在其处该波长与所述无回声突起之间的间 隔相比是小的)处是有效的。在一些实施例中,阻尼材料142的每个无回声的突起(例如, 每个三角形"齿")的高度被配置为比期望被所述阻尼材料衰减的信号的最大波长的波长的 1/4更大。因此,阻尼材料142的成形使得能够通过在无回声突起之间反射信号来实现如下 两者:(1)其衰减特性(例如,声阻抗)的渐进锥度以减弱反射以及(2)无回声突起之间的 陷讲反射(trap reflection)。
[0038] 在一些实施例中,粘合剂材料可以被用于产生所述阻尼材料的形状或锥度(例 如,使用阻尼材料的直带、但是按照无回声"锯齿"图案形状在所述阻尼材料和信号传播介 质之间应用所述粘合剂)。在一些实施例中,利用无回声形状来蚀刻所述信号传播介质(例 如介质102的表面)并且将所述信号传播介质(例如介质102的表面)附接到阻尼材料 上。在一些实施例中,诸如阻尼材料142的阻尼材料的至少一部分在形状上是抛物线形、指 数形、和/或对数形。例如,阻尼材料142被成形为包括一个或多个抛物线形、指数形、或对 数形锥齿/楔突起。
[0039] 图2是示出了用于检测触摸输入的系统的实施例的框图。在一些实施例中,触摸 检测器202被包括在图IA的触摸检测器120中。在各种实施例中,图1A-1D的一个或多个 发送器和/或接收器/传感器被连接到触摸检测器202上。在一些实施例中,图2的所述 系统被集成在集成电路芯片中。触摸检测器202包括系统时钟204,其向检测器202的一 个或多个其他部件提供同步系统时间源。控制器210控制微处理器206、接口 208、DSP引 擎220和信号发生器212之间的数据流和/或命令。在一些实施例中,微处理器206处理 能够被用于对软件/固件编程和/或处理检测器202的数据的指令和/或计算。在一些实 施例中,存储器被耦接至微处理器206并且被配置为向微处理器206提供指令。
[0040] 信号发生器212生成信号,所述信号将被用于传播信号,诸如由图1A-1D的发送器 104、106、108和110传播的信号。例如,信号发生器212生成从数字被转换到模拟信号的 伪随机二进制序列信号。通过改变所述信号的相位(例如,码分复用)、所述信号的频率范 围(例如,频分复用)、或所述信号的定时(例如,时分复用),可以由信号发生器212生成 不同的信号(例如,用于每个发送器的不同的信号)。在一些实施例中,由信号发生器212 产生的信号的频谱控制(例如,信号频率范围控制)被执行。例如,微处理器206、DSP引擎 220、和/或信号发生器212确定窗口函数和/或振幅调制以被用于控制由信号发生器212 生成的信号的频率。所述窗口函数的实例包括汉宁窗和升余弦窗。所述振幅调制的实例包 括信号边带调制和残留边带调制。在一些实施例中,所确定的窗口函数可以被信号发生器 212利用以生成将被调制成载波频率的信号。所述载波频率可以被选择以致所传送的信号 是超声波信号。例如,期望将经过传播介质而被传播的所传送的信号是超声波信号,以使与 声音噪声的不期望的干扰最小化并且使所述传播介质的不期望的传播模式的激励最小化。 所述信号的调制可以使用一种类型的振幅调制(诸如信号边带调制和残留边带调制)而被 执行,以执行所述信号的频谱。所述调制可以由信号发生器212和/或驱动器214执行。驱 动器214接收来自发生器212的信号并且驱动一个或多个发送器,诸如图1A-1D的发送器 104、106、108和110,以通过介质传播信号。
[0041] 从传感器(诸如图1A-1D的传感器112)检测的信号被检测器202接收并且信号 调节器216调节(例如,过滤)所接收的模拟信号,用于进一步处理。例如,信号调节器216 接收由驱动器214输出的信号并且执行由信号调节器216接收的信号的回波消除。所调节 的信号被模拟-至-数字转换器218转换成数字信号。所转换的信号被数字信号处理器引 擎220处理。例如,DSP引擎220将对应于由不同的发送器传播的不同的信号的分量从所 接收的信号分离并且每个分量相对于基准信号是相关的。所述相关的结果可以被微处理器 206使用以确定与用户触摸输入相关联的位置。例如,微处理器206对在源自不同的发送器 和/或在不同的接收器/传感器处接收的信号中检测的扰动的相对差进行比较以确定所述 位置。
[0042] 在一些实施例中,DSP引擎220将所转换的信号相对于基准信号进行相关以确定 表示传播的信号上的由触摸输入引起的时间延迟的时域信号。在一些实施例中,DSP引擎 220执行分散补偿。例如,由相关产生的时间延迟信号补偿所述触摸输入表面介质中的分散 并且被转化成空间域信号,该空间域信号表示由受所述触摸输入扰动的所传播的信号行进 的物理距离。在一些实施例中,DSP引擎220执行基脉冲相关。例如,使用匹配滤波器来过 滤所述空间域信号以减弱所述信号中的噪声。DSP引擎220的结果可以被微处理器206使 用以确定与用户触摸输入相关联的位置。例如,微处理器206确定在其处触摸输入可能已 被接收的假设位置并且计算期望的信号(期望其在触摸输入在所述假设位置处被接收的 情况下被生成),并且将所述期望的信号与DSP引擎220的结果相比较以确定触摸输入是否 在所述假设位置处被提供。
[0043] 接口 208为微处理器206和控制器210提供接口,其允许外部部件访问和/或控 制检测器202。例如,接口 208允许检测器202与图IA的应用系统122通信并且向所述应 用系统提供与用户触摸输入相关联的位置信息。
[0044] 图3是示出了用于校准和验证触摸检测的过程的实施例的流程图。在一些实施例 中,图3的过程至少部分地被用于校准和验证图1A-1D的系统和/或图2的系统。在302 处,信号发送器和传感器相对于表面的位置被确定。例如,相对于它们在介质102的表面上 的位置来确定图1A-1D中所显示的发送器和传感器的位置。在一些实施例中,确定所述位 置包括接收位置信息。在各种实施例中,所述位置中的一个或多个可能是固定的和/或可 变的。
[0045] 在304处,信号发送器和传感器被校准。在一些实施例中,校准所述发送器包括校 准信号驱动器和/或发送器的特性(例如,强度)。在一些实施例中,校准所述传感器包括 校准传感器的特性(例如,灵敏度)。在一些实施例中,执行304的所述校准以优化覆盖范 围并且改善将通过介质和/或要被检测的扰动而被传播的信号(例如,声音的或超声波的) 的信号-对-噪声传输/检测。例如,图1A-1D的系统和/或图2的系统的一个或多个部 件被调谐以满足信号-对-噪声要求。在一些实施例中,304的所述校准取决于传输/传播 介质的尺寸和类型以及所述发送器/传感器的几何配置。在一些实施例中,步骤304的所 述校准包括检测发送器或传感器的失效或老化。在一些实施例中,步骤304的所述校准包 括使所述发送器和/或接收器循环。例如,为了提高压电发送器和/或接收器的稳定性和 可靠性,使用预烧信号来执行预烧循环。在一些实施例中,304的步骤包括将至少一个感测 设备配置在预先确定的空间区域的附近中以使用所述感测设备来捕获与扰动相关联的指 示。所述扰动在与所述预先确定的空间区域的选择的部分相对应的输入信号的所选择的部 分中被产生。
[0046] 在306处,表面扰动检测被校准。在一些实施例中,测试信号通过介质(诸如图 1A-1D的介质102)而被传播以在没有扰动已被施加时确定所期望的感测的信号。在一些实 施例中,测试信号通过介质而被传播以在一个或多个预先确定的扰动(例如,预先确定的 触摸)在预先确定的位置处被施加时确定感测的信号。使用所感测的信号,一个或多个部 件可以被调节以校准所述扰动检测。在一些实施例中,所述测试信号被用于确定能够稍后 被用于处理/过滤受触摸输入扰动的检测的信号的信号。
[0047] 在一些实施例中,使用图3的一个或多个步骤确定的数据被用于确定能够被用于 计算期望的信号的数据(例如,公式、变量、系数等等),所述期望的信号将会在触摸输入 在触摸输入表面上的特定位置处被提供时产生。例如,一个或多个预先确定的测试触摸扰 动被施加在所述触摸输入表面上的一个或多个特定位置处并且已被所述测试触摸扰动扰 动的测试传播信号被用于确定要被用于计算期望的信号的数据(例如,发送器/传感器参 数),所述期望的信号将会在触摸输入在所述一个或多个特定位置处被提供时产生。
[0048] 在308处,执行触摸检测系统的验证。例如,使用预先确定的扰动模式来测试图 1A-1D和/或图2的系统,以确定检测精度、检测分辨率、多触摸检测、和/或响应时间。如 果所述验证失败,图3的过程可以至少部分地被重复和/或可以在执行另一验证之前调节 一个或多个部件。
[0049] 图4是示出了用于检测用户触摸输入的过程的实施例的流程图。在一些实施例 中,图4的过程至少部分地在图IA的触摸检测器120和/或图2的触摸检测器202上被实 现。
[0050] 在402处,发送能够被用于通过表面区域来传播有源信号的信号。在一些实施例 中,发送所述信号包括驱动(例如,使用图2的驱动器214)诸如变换器的发送器(例如,图 IA的发送器104)以使有源信号(例如,声音的或超声波的)传播通过具有所述表面区域 的传播介质。在一些实施例中,所述信号包括被选择以优化所述信号的自相关(例如,导致 窄/短峰值)的序列。例如,所述信号包括ZadofT-Chu序列。在一些实施例中,所述信号 包括具有调制或不具有调制的伪随机二进制序列。在一些实施例中,所传播的信号是声信 号。在一些实施例中,所传播的信号是超声波信号(例如,在人听觉的范围之外)。例如,所 传播的信号是高于20kHz的信号(例如,在80kHz到IOOkHz之间的范围内)。在其他实施 例中,所传播的信号可以在人听觉的范围之内。在一些实施例中,通过使用所述有源信号, 当其被所述传播介质上的传感器接收时,所述表面区域上或附近的用户输入能够通过检测 所述有源信号中的扰动而被检测。通过使用有源信号而不是仅被动地侦听所述表面上的用 户
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