[0033]计算机可读介质190可以是任何磁、电、光或其它计算机可读存储介质。计算机可读存储介质190包括超声传输模块192、回波检测模块194、手势解释模块196、命令执行模块198以及图像转换模块199。
[0034]DAC 121被配置为将表示幅度的数字化数值转换为连续的物理量。更具体地，在本示例中，DAC 121被配置为在传输超声信号之前，将超声信号的数字化表示转换为模拟量。DAC 121可以在由超声传感器170(下文描述的)进行的传输之前，执行数字化量的转换。
[0035]超声传感器170被配置为将电压转换为超声或大约在人类听觉的正常范围内的声波。超声传感器170还可以将超声转换为电压。超声传感器170可以包括多个传感器，所述多个传感器包括具有当施加电压时改变尺寸的属性的压电晶体，因此在这些压电晶体上施加交变电流使得这些压电晶体以非常高的频率震动，因此产生非常高频率的声波。可以以阵列的形式来排列超声传感器170。可以以这样的方式来排列阵列:从其发射超声波的阵列以特定的角度经历相长干涉(constructive interference)，而其它阵列经历相消干涉(destructive interference)。
[0036]超声传输模块192被配置为调节设备100上的超声传输。超声传输模块192可以与超声传感器170连接，并且将超声传输模块192置于发送模式或接收模式中。在发送模式中，超声传感器170可以发送超声波。在接收模式中，超声传感器170可以接收超声回波。超声传输模块192可以在接收模式和发送模式之间即时地改变超声传感器170。超声传感器170还可以将来自超声回波的反馈电压传递给ADC(下文描述的)。
[0037]波束器181被配置为定向地发送超声波。在某些实施例中，波束器180可以耦合到超声传感器170的阵列。波束器还可以通信地耦合到超声传输模块192。波束器181可以生成超声传感器170的控制时序。即，可以由波束器181控制超声传感器170中的每个超声传感器的触发时序。波束器还可以控制来自每个超声传感器170的输出的传输强度。基于每个超声传感器170的时序，所发送的超声波可以形成具有受控制的方向的声“波束”。为了在发送时改变超声传感器170的阵列的方向，波束器181控制在每个传感器170处的信号的相位和相对幅度，以便创建波阵面(wavefront)中的相长和相消干涉图案。波束器181可以经由超声传感器170沿着或平行于表面(例如，桌面)来发送波，并且可以包含用于表面检测的逻辑单元。波束器181还可以包括修改超声波的能力。例如，如果需要修改超声波的波长或强度，那么波束器181可以包括用于控制超声传感器170的逻辑单元。
[0038]ADC 120被配置为将连续的物理量转换为表示该量的幅度的数字化数值。更具体地，在本示例中，ADC 120被配置为将所接收的超声回波转换为数字化表示。随后，可以将该数字化表示用于本文所描述的手势识别技术。
[0039]波束成形器180被配置为处理所接收的来自从对象反射出来的超声波的超声回波。在ADC将超声回波转换为数字化表示之后，波束成形器可以分析该超声回波。这里，以优先地观察到超声回波的期望图案的方式来组合来自阵列中的不同传感器的信息。波束成形器180可以将超声回波的数字化表示重构为强度/频率I维阵列。多个I维阵列的组合可以用于生成要被设备100处理的2维阵列。
[0040]回波检测模块194被配置为检测超声回波。超声回波可以由进入到由超声传输模块192生成的超声波的波束中的物体的反射生成。物体可以是用户肢体，诸如手指或手臂。回波检测模块194可以与ADC 120连接，以将所接收的超声波回波转换为数字化表示，如上所述。回波检测模块194还可以滤除不相关的所接收的超声回波。
[0041]手势解释模块196被配置为根据由回波检测模块194检测到的所接收的超声回波来解释手势。基于回波检测模块194接收到的超声回波，以及继而ADC 120将超声回波转换为数字化表示，手势解释模块196可以重新生成由用户执行的手势。例如，如果用户使用其食指来执行“滑动”手势，那么手势解释模块196可以基于超声回波的数字化表示来重新产生并且解释该滑动。
[0042]命令执行模块198被配置为基于由手势解释模块196解释的手势来在系统上执行命令。在某些实施例中，出于转化用户在表面上的输入(通过执行手势来完成)的目的，设备100可以耦合到外部系统以在外部系统上执行命令。外部系统可以是(例如)电视机、游戏控制台、计算机系统、或能够接收用户输入的任何其它系统。在一个非限制性示例中，用户可以在由超声波束成形设备100创建的虚拟手势表面上执行“滑动”。一旦“滑动”手势被手势解释模块识别并解释，命令执行模块198就可以将所识别和所解释的滑动转化为外部系统的本地命令。例如，如果用户要从左向右“滑动”，那么命令执行模块198可以将该手势转化为针对计算系统内的网页浏览器应用的下一页命令。在某些实施例中，命令执行模块198可以与数据库(未示出)连接，以检索外部系统的本地命令的可用列表。
[0043]图像转换模块199被配置为将一系列手势转换为数字文件格式。数字文件格式可以是(例如)可移植文档格式(PDF)、JPEG、PNG等。在将一系列手势转换为数字文件格式之前，可以使用超声波束成形设备100内的存储器160对其进行存储。
[0044]图2A示出了包括耦合到超声波束成形设备100的外部系统210的手势环境200。在该特定的示例中，外部系统210是电视机或其它显示设备。超声波束成形设备100可以通过有线或无线连接来耦合到外部系统210。有线连接的某些示例包括但不限于:通用串行总线(USB)、火线(FireWire)、雷电(Thunderbolt)等。无线连接的某些示例包括但不限于:W1-F1、蓝牙、RF等。图2A还包括表面220。表面220可以是任何平坦表面，包括但不限于:桌面、柜台面、地面、墙等。表面220还可以包括可移动物体(诸如，杂志、笔记本电脑、或具有平坦表面的任何其它可移动物体)的表面。
[0045]如上所述，超声波束成形设备100被配置为投射超声波240和接收超声回波250。超声回波250可以是从物体(诸如，用户肢体)反射出来的。在该示例中，用户肢体是用户的手260。具体地，超声回波250从用户的手260的食指262反射出来。超声回波250可以由超声波束成形设备100使用回波检测模块194(如上所述)来检测。
[0046]超声波束成形设备100可以被配置为通过沿着或平行于表面220投射超声波240来创建虚拟手势表面230。虚拟手势表面230可以在整个表面220上形成或在表面220的特定区域内形成，这取决于投射超声波所采用的方式。在某些实施例中，超声波束成形设备100可以使用波束成形技术来投射超声波240。这样的技术可以允许超声波束成形设备100控制超声波240向表面220投射的方向。在某些实施例中，超声波束成形设备100可以包括用于在没有任何人工校准的情况下，自动地检测表面220和向表面投射超声波240的逻辑单元。超声波束成形设备100可以使用超声传输模块192、超声传感器170和波束器181(如上所述)来投射超声波。在某些实施例中，在所投射的超声波240和表面220之间的距离差别可以是5mm或更小。
[0047]如上所述，超声波束成形设备100可以识别和解释由用户肢体执行的手势。例如，超声波束成形设备100可以识别和解释由用户的手260的手指262执行的手势。识别和解释可以使用手势解释模块196(如上所述)来完成。手势解释模块196可以确定沿表面220投射超声波240的时间和超声波束成形设备100接收到超声回波250的时间之间的时间差。根据所确定的时间差，可以确定用户的手指262距超声波束成形设备100的距离。另外，超声回波250的角度和方向也可以由手势解释模块196来确定。
[0048]在某些实施例中，超声波240是沿着波束方向远离超声传感器170传播的短定时脉冲。当超声波240接触到物体时，超声回波将反弹回来并且向超声传感器170传播。来自超声波240的能量中的某些能量穿过物体并且继续在其路径上传播。当那些超声波240接触另一个物体时，更多的超声回波将反弹回来并且向超声传感器170传播。因此，通过测