CN102073047A - 超音波传感器的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超音波传感器的操作方法，应用于一超音波传感器，该方法包括：发射一超音波；于一串音测量窗口内接收一串音信号；判断该串音信号是否大于一串音临界值；以及如果该串音信号小于该串音临界值，触发一串音应用。本发明将串音现象应用于控制用途上，在不更动硬件架构的前提下，发展出更多的控制功能。

Description

超音波传感器的操作方法
技术领域
本发明涉及超音波传感器，特别是一种超音波传感器的操作方法。
背景技术
超音波传感器是一种利用超音波的发射与接收来测量如位置、速度、距离等物理量的传感器。在一般应用超音波传感器的装置中，微处理器会先根据欲发射的超音波的频率、大小等条件来产生驱动电压/电流信号，用以驱动发射器发射出所需的超音波信号；接着，接收器会接收被反射回来的超音波信号，微处理器再将接收到的反射超音波信号转为电压/电流信号。通常，超音波传感器具有接收及发射信号的功能。
在超音波传感器的应用上，有同时使用2颗或以上的超音波传感器来进行检测的方式。当使用2颗或以上的超音波传感器时，一般会由其中一颗超音波传感器发射超音波，而由另一颗超音波传感器接收反射的超音波。然而，因为该些超音波传感器的辐射声场及相距太近，容易使负责接收的超音波传感器除了接收到反射的超音波外，亦会直接接收到从侧边传过来的音波，而产生串音(crosstalk)现象。如此一来，超音波传感器很可能将串音现象的音波误认为反射的超音波，而产生错误的判断或控制。比如，在测量距离时，串音现象会使测距功能异常或判断错误。故而，在过去的设计上，一般皆透过特殊的控制方法来试着避免或排除串音现象。
然而，串音现象并非完全负面的，本发明将串音现象应用于控制用途上，以在不更动硬件架构的前提下，发展出更多的控制功能。
发明内容
本发明的是关于一种超音波传感器的操作方法，当串音信号小于-临界值时，触发一串音应用。
本发明之一示范实施例提出一种操作方法，应用于一超音波传感器，该方法包括：发射一超音波；于一串音测量窗口内接收一串音信号；判断该串音信号是否大于一串音临界值；以及如果该串音信号小于该串音临界值，触发一串音应用。
本发明的另一示范实施例提出一种操作方法，应用于一超音波传感器，该方法包括：发射一超音波；接收一串音信号；以及遮蔽一串音信号路径，以触发一串音应用。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1显示根据本发明实施例的电子装置的功能方块图；
图2A显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责发射超音波的超音波传感器未被遮蔽；
图2B显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责发射超音波的超音波传感器被遮蔽；
图2C显示串音路径与反射音波路径；
图3A显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责接收超音波的超音波传感器未被遮蔽；
图3B显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责接收超音波的超音波传感器被遮蔽；
图4显示将串音现象应用于照明装置上的控制；
图5显示使用者将手触摸或十分靠近于电子装置的超音波传感器，以控制此电子装置的开关控制；
图6显示串音测量窗口(CMW，crosstalk measuring window)；
图7显示根据本实施例的操作流程图。
【主要元件符号说明】
100：电子装置
110：微处理器(μP)
121、131：发射电路
122、132：接收电路
123、133：超音波传感器
10：障碍物
210、310：驱动电压
220、222、320、322：串音信号
221、230、231、321、330、331：超音波信号
400：照明装置
710～750：步骤
具体实施方式
在本发明实施例中，在合适的状况下，串音现象可用来作为功能切换。亦即，串音现象可用来作为功能切换的依据。故而，无须刻意将串音现象完全消除。甚至，透过适当的逻辑判断流程，利用串音现象可以得到更多的控制功能。于本发明实施例中，不需额外的硬件架构，甚至可以减少某些硬件元件的使用。
为解释方便，在本实施例中，以应用两颗超音波传感器为例做说明，但当知本发明并不受限于此，亦即，本发明其它实施例可应用于多颗超音波传感器的情况。
图1显示根据本发明实施例的电子装置的功能方块图。如图1所示，电子装置100包括微处理器(μP)110、发射电路121与131、接收电路122与132、超音波传感器123与133。微处理器110发出驱动信号给发射电路121与131。发射电路121与131依据此驱动信号来分别驱动超音波传感器123与133，以发射出超音波。当超音波碰到障碍物10(如手，墙壁等)时，超音波将会受到反弹而产生反射音波，反射音波会被超音波传感器123与133所接收。接收电路131与132会将此反射音波转化成电压/电流信号并传回给微处理器110。
于本实施例中，超音波传感器123与133可为开放式或封闭式。这两种形式都会出现串音现象。此外，超音波传感器123与133可由其中之一发射超音波，并另一个接受超音波；或者，超音波传感器123与133两者皆可发射与接收超音波。
图2A显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责发射超音波的超音波传感器未被遮蔽。图2B显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责发射超音波的超音波传感器被遮蔽。于图2A与图2B中，μP代表由微处理器所发出的电压脉冲信号(亦可称为驱动电压)；S1代表超音波传感器123与133之一的收/发超音波信号；而S2则代表超音波传感器123与133的另一的收/发超音波信号。
在此，假设微处理器发出驱动电压给超音波传感器123(亦即，S1代表超音波传感器133所接收的超音波信号；而S2则代表超音波传感器123所收/发的超音波信号)。当然，本发明并不受限于此。亦即，微处理器亦可发出驱动电压给超音波传感器133。
如图2A所示，微处理器发出驱动电压210给超音波传感器123(S2)，故而，超音波传感器123(S2)发出超音波信号230。然而，由于串音现象，超音波传感器133(S1)会接收到串音信号220，也就是说，超音波信号230直接(未经过反射)由超音波传感器123传送至超音波传感器133。而且，此串音信号220的大小超过串音临界值Cth。另外，于图2A中，超音波信号230遇到障碍物而反射为反射音波221与231，并分别被超音波传感器133与123所接收。
但如物体遮蔽或物体十分靠近于负责发射的超音波传感器时，串音现象将会明显减弱。如图2B所示，由于负责发射的超音波传感器123被物体遮蔽，故而，超音波信号230无法发射出去。所以，超音波传感器133(S1)所接收到的串音信号222的值明显下降至小于串音临界值Cth。
图2C显示串音路径P1与反射音波路径P2。由图可知，串音路径P1并未经过反射，而是直接由侧向传入接收的超音波传感器中；而反射音波路径P2则表示反射音波是由发射出去的超音波信号经过障碍物反射而得。
图3A显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责接收超音波的超音波传感器未被遮蔽。图3B显示根据本发明实施例的时序图，其中，负责接收超音波的超音波传感器被遮蔽。
如图3A所示，微处理器发出驱动电压310给超音波传感器123(S2)，故而，超音波传感器123(S2)发出超音波信号330。然而，由于串音现象，超音波传感器133(S1)会接收到串音信号320，也就是说，超音波信号330直接(未经过反射)由超音波传感器123传送至超音波传感器133。而且，此串音信号320的大小超过串音临界值Cth。另外，于图3A中，超音波信号330遇到障碍物而反射为反射音波321与331，并分别被超音波传感器133与123所接收。
但如将负责接收的超音波传感器用物体加以遮蔽时，串音现象将会明显的减弱。如图3B所示，由于负责接收的超音波传感器133被物体遮蔽，故而，超音波传感器133(S1)所接收到的串音信号322的值明显下降至小于串音临界值Cth。由于负责接收的超音波传感器133被物体遮蔽，原则上，超音波传感器133将收不到任何反射音波。
将上述超音波感测装置所具有的串音现象的特性应用在不同的电子装置上，可用来控制该电子装置的功能切换。于本实施例中，是以将超音波感测装置应用于照明装置上的控制来作为本发明的实施说明。然，本发明并不限于应用在照明装置的控制，其亦可应用在不同的电子装置的控制上。
请参阅图4，其显示为本实施例将串音现象应用于照明装置上的控制的示意图。于图4中，「正常应用区」代表照明装置400的正常控制。于此正常应用区中，微处理器可分辨出由障碍物(如手)所反弹的反射音波，也就是说，可以正常地测量出障碍物与超音波传感器间的距离，并根据测量出的距离值来控制照明装置，例如改变或调整灯的颜色或亮度等。「串音应用区」则代表照明装置400的串音应用。于此串音应用区中，当手直接触摸或很靠近超音波传感器时，超音波传感器会接收到低于临界值的串音信号。而且，于此串音应用区中，由于串音现象的影响，超音波传感器无法/难以判别出障碍物与超音波传感器间的距离。
上述提及的串音应用比如是产品(如照明装置等电子装置)的开关控制，此开关控制可被设计为控制切换产品本身的开启和关闭，或也可被设计为控制切换开启或关闭产品内某一功能的运作等。因此，对于所应用的装置中任一功能的运作上，若其所进行的切换具有两段式的特性时，则也能以本发明所述的控制方法进行控制，而不会仅局限于对其开关功能上的应用。图5显示使用者将手触摸或十分靠近于电子装置100的超音波传感器123或133之一，以控制此电子装置的开关控制的示意图。
以下，为方便说明，将串音信号可能出现的区间称为串音测量窗口(CMW，crosstalk measuring window)，如图6所示。原则上，串音测量窗口可能重叠于超音波发射时期。
现请参考图7，其显示根据本实施例的操作流程图。于图7所示，发射超音波，如步骤710所示。接着，接收到串音信号或反射音波，如步骤720所示。接着，于步骤730中，判断于串音测量窗口内所接收到的串音信号C是否大于串音临界值Cth。如果是的话，代表超音波传感器并未被遮蔽，故而，微处理器判断此时使用者欲进行正常应用，如步骤750所示。相反地，如果串音测量窗口内所接收到的串音信号C小于串音临界值Cth，代表超音波传感器已被使用者所遮蔽，故而，微处理器判断此时使用者欲进行串音应用，如步骤740所示。
于本实施例中，利用两个以上超音波传感器，每个超音波传感器至少有发射或接收的功能。在相对位置固定状况下，可接收超音波信号的超音波传感器可能会接收到串音信号。当物体或者手去遮蔽触摸传感器(也就是说，串音信号路径被遮蔽)，不论是触摸发射传感器或接收传感器，串音信号会小于临界值，如此可触发原先设定好的串音应用，并对应于两段式的控制应用。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种操作方法，应用于一超音波传感器，该方法包括：
发射一超音波；
于一串音测量窗口内接收一串音信号；
判断该串音信号是否大于一串音临界值；以及
如果该串音信号小于该串音临界值，触发一串音应用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
如果该串音信号大于该串音临界值，触发一正常应用。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该串音测量窗口重叠于一超音波发射时期。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发射该超音波的该步骤包括：
由一第一超音波传感器发出该超音波。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，接收该串音信号的步骤包括：
由一第二超音波传感器接收该串音信号或该反射音波。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
如果该串音测量窗口内所接收到的该串音信号小于该串音临界值，判断一障碍物遮蔽或靠近该第一超音波传感器。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，包括：
如果该串音测量窗口内所接收到的该串音信号小于该串音临界值，判断该障碍物遮蔽或靠近该第二超音波传感器。
8.一种操作方法，应用于一超音波传感器，该方法包括：
发射一超音波；
接收一串音信号；以及
遮蔽一串音信号路径，以触发一串音应用。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
不遮蔽该串音信号路径，以触发一正常应用。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，遮蔽该串音信号路径的该步骤包括：
判断于一串音测量窗口内所接收到的该串音信号是否大于一串音临界值；以及
如果该串音信号小于该串音临界值，则判断该串音信号路径被遮蔽。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该串音测量窗口重叠于一超音波发射时期。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，发射该超音波的该步骤包括：
由一第一超音波传感器发出该超音波。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，接收该串音信号或该反射音波的该步骤包括：
由一第二超音波传感器接收该串音信号或该反射音波。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，遮蔽该串音信号路径的该步骤还包括：
由一障碍物遮蔽或靠近该第一超音波传感器。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，遮蔽该串音信号路径的该步骤还包括：
由该障碍物遮蔽或靠近该第二超音波传感器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105093210A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 光宝科技股份有限公司 超音波检测装置及其检测方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102073047B (zh) * 2009-11-25 2013-08-21 建兴电子科技股份有限公司 超音波传感器的操作方法
CN106210294B (zh) * 2016-06-30 2019-10-25 北京小米移动软件有限公司 屏幕状态切换控制方法及装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19924755A1 (de) * 1999-05-29 2000-11-30 Bosch Gmbh Robert Abstandserfassungsvorrichtung
DE102005052633B4 (de) * 2005-11-04 2017-03-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines Ultraschallsensors und Ultraschallabstandsmessvorrichtung
CN102073047B (zh) * 2009-11-25 2013-08-21 建兴电子科技股份有限公司 超音波传感器的操作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105093210A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 光宝科技股份有限公司 超音波检测装置及其检测方法

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