CN111201506A - 检测对表面的触摸输入 - Google Patents

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CN111201506A CN201780095736.3A CN201780095736A CN111201506A CN 111201506 A CN111201506 A CN 111201506A CN 201780095736 A CN201780095736 A CN 201780095736A CN 111201506 A CN111201506 A CN 111201506A
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Abstract

一种用于检测对表面的触摸输入的装置包括至少一个雷达发射器部件，该至少一个雷达发射器部件被配置为发射射频频谱中的电磁辐射。装置还包括至少一个雷达接收器部件，该至少一个雷达接收器部件被配置为接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分。装置还包括控制组件，该控制组件被配置为接收与由至少一个雷达接收器部件接收的电磁辐射的一部分相关的信息。控制组件还被配置为基于与由至少一个雷达接收器部件接收的电磁辐射的一部分相关的信息来检测对表面的触摸输入。

Description

检测对表面的触摸输入
技术领域
示例涉及一种用于检测对表面、对触摸屏组件、触摸屏设备、移动终端和触摸屏计算机的触摸输入的装置、设备以及方法，更具体地但非排他地涉及基于发射的电磁辐射的接收部分来检测对表面的触摸输入。
背景技术
触摸屏装置已成为通用计算装置当中的主要产品类别，除其它之外包括移动电话、平板电脑和触摸屏计算机。在许多情况下，电容式触摸屏用于高质量触摸屏，这可显著地增加屏幕的厚度和成本。
附图说明
以下将仅以举例的方式并且结合附图来描述设备和/或方法的一些示例，其中
图1示出了用于检测对表面的触摸输入的装置和用于检测对表面的触摸输入的设备的示例的框图；
图2示出了触摸屏组件和触摸屏设备的示例的框图；
图3a示出了包括触摸屏组件或触摸屏设备的移动终端的示例的框图；
图3b示出了包括触摸屏组件或触摸屏设备的触摸屏计算机的示例的框图；
图4示出了用于检测对表面的触摸输入的方法的流程图；
图5示出了具有四个雷达传感器的智能电话的框图；
图6示出了雷达相控阵列天线端射式辐射图案(pattern)的示意图；
图7示出了扫描和检测人类手指的触摸屏的示意图；
图8示出了由两个雷达检测器扫描的对象的示意图；
图9示出了雷达检测器的示意图；以及
图10示出了包括小型雷达检测器的PC的示意性框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述各种示例，在附图中示出一些示例。在图中，为了清楚起见，可放大线、层和/或区域的厚度。
因此，虽然另外的示例能够进行各种修改和替代形式，但是其一些特定示例在图中示出并且随后将被详细描述。然而，此详细描述不会将另外的示例限制于所描述的特定形式。另外的示例可涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同形式和替代方案。类似的数字在整个图的说明书中是指相似或类似的元件，这些元件可在彼此比较时以相同或修改的形式实现，同时提供相同或类似的功能。
将理解，当元件称之为“连接”或“联接”到另一个元件时，元件可直接连接或联接或经由一个或多个中间元件连接。如果使用“或”组合两个元件A和B，则应理解为公开了所有可能的组合，即仅A、仅B以及A和B。相同组合的另选的措辞为“A和B中的至少一者”。对于多于2个元件的组合，情况亦如此。
本文为了描述特定示例所用的术语并非旨在对另外的示例进行限制。每当使用单数形式诸如“一个(a)”、“一个(an)”和“所述”并且仅使用单个元件既未明确地或隐式地定义为强制性的时，另外的示例也可使用多个元件来实现相同的功能。同样，当随后功能描述为使用多个元件来实现时，另外的示例可使用单个元件或处理实体来实现相同功能。将进一步理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”在使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、部件、和/或其任何分组。
除非另外定义，否则所有术语(包括技术和科学术语)在本文均以示例所属的本领域的其普通含义使用。
至少一些示例涉及一种用于检测对表面、对触摸屏组件、触摸屏设备、移动终端和触摸屏计算机的触摸输入的装置、设备、方法以及计算机程序。
在至少一些示例中，对触摸输入的检测可基于使用雷达，例如，通过发射电磁辐射并且接收由附近对象(例如，由执行触摸输入的手指)反射的电磁辐射的一部分。为了节省能量，可在两个时间间隔中执行对触摸输入的检测：在第一时间间隔中，可粗糙地和稀疏地扫描表面以获得临近表面的对象，并且在第二时间间隔中，可执行更精确的检测(例如，在较高时间分辨率下)以确定触摸输入的位置。
图1示出了用于检测对表面的触摸输入的装置10以及用于检测对表面的触摸输入的设备10的示例。在下文中，将详细描述多个示例。所描述的装置10对应于用于检测对表面的触摸输入的设备10。设备10的部件被定义为对应于装置10的相应结构部件的部件构件。
图1示出了用于检测对表面的触摸输入的装置10的示例的框图。装置10包括至少一个雷达发射器部件12，该至少一个雷达发射器部件12被配置为发射射频频谱中的电磁辐射。装置10还包括至少一个雷达接收器部件14，该至少一个雷达接收器部件14被配置为接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分。装置10还包括控制组件16，该控制组件16被配置为接收与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息。控制组件16被进一步配置为基于与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息来检测对表面的触摸输入。至少一个雷达发射器部件12和至少一个雷达接收器部件14联接到控制组件16。
使用雷达来检测对表面的触摸输入可允许以成本可低于电容式触摸屏、电阻式触摸屏或其它触摸屏的成本来构造更薄的触摸屏。此外，通过调节在其中可检测到触摸的区域，通过调节时间和/或空间分辨率，基于雷达的触摸屏的能耗可低于电容式触摸屏的能耗。另外，可使用雷达技术构造更大的触摸屏，而损失较少或不会损失对触摸的检测精度。
例如，触摸输入可为对象(例如，用户的手指或其它肢体)与表面的触摸或接触。在至少一些示例中，触摸或接触可为迫近的，例如，对象可在表面附近，或者对象可将要触摸表面。表面可为显示元件，例如，受保护屏或保护盖保护的显示器。另选地，表面可为专用于触摸输入的任何表面，例如，绘图板的表面，或者应用程序或输入装置的布局投影在其上的表面。在至少一些示例中，表面可为(基本上)平面的。另选地，表面可为结构化的，例如，具有可变高度。
至少一个雷达发射器部件12可包括在雷达收发器部件中，例如，包括在射频前端组件(RFEM)中。至少一个雷达发射器部件12可被实现为用于发射的任何构件、一个或多个发射器单元、一个或多个发射器装置，并且它可包括典型的发射器部件，诸如以下分组中的一个或多个元件：一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个双迅器、一个或多个双工器、一个或多个模数转换器(A/D)、一个或多个数模转换器(D/A)、一个或多个调制器或解调器、一个或多个混频器、一个或多个天线等。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为使用合成孔径雷达来发射电磁辐射。这可提高对触摸的检测的总体分辨率。例如，至少一个雷达发射器部件可被配置为将电磁辐射作为连续波雷达辐射或作为调频连续波雷达辐射来发射。
例如，至少一个雷达发射器部件12可包括至少一个相控阵列天线。这可使得能够扫掠(sweep)区域。发射器12和接收器14可能够充当可允许扫掠波束的相控阵列。至少一个相控阵列天线可包括阵列中的多个天线元件。例如，至少一个相控阵列天线可包括至少8个(或至少16个、至少32个、至少48个、至少96个、至少256个、至少512个、至少1024个)天线元件。例如，经由至少一个相控阵列天线发射的电磁辐射可基于电磁辐射的期望的发射角针对多个天线元件中的不同天线元件包括不同相位。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为使用至少一个相控阵列天线将电磁辐射的发射角调节成期望的发射角。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为基于期望的发射角来调节多个天线元件的相位差。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为通过改变期望的发射角并且对应地调节多个天线元件的相位差来利用电磁辐射扫掠区域。例如，至少一个相控阵列天线的电磁辐射方向图可为沿着表面延伸的定向方向图。包括发射器12(发射器部件12)和接收器14(接收器部件14)的RFEM(RF前端组件)可由于对相控阵列中的每个天线进行了调节以获得良好的端射式辐射而具有良好的端射式辐射(平行于表面/玻璃)(这允许有效地检测对象/手指将何时触摸玻璃)。例如，至少一个相控阵列天线可被配置为发射沿着表面延伸的定向图案。
例如，扫掠区域可包括例如以连续运动的方式引导电磁辐射跨区域发射。在至少一些示例中，扫掠区域可包括使用多个发射角来发射电磁辐射以覆盖区域。至少一个雷达发射器部件12可被配置为例如，使用至少一个相控阵列天线利用电磁辐射扫掠区域。
例如，电磁辐射可对应于无线电或微波域中的电磁波。例如，电磁辐射的波长可介于1mm和1cm之间(或介于2mm和7.5mm之间、介于2mm和4mm之间)。至少一个雷达发射器部件12可被配置为在毫米波频带中发射电磁辐射。例如，电磁辐射可在介于30GHz和300GHz之间的极高频(EHF)频谱中。
在至少一些示例中，至少一个雷达接收器部件14可被配置为检测和/或测量入射到雷达接收器部件14的至少一个天线的电磁辐射(例如，射频波长频谱内的电磁辐射)，以接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分。在各种示例中，至少一个雷达接收器部件14可被配置为在对象触摸表面之前，例如当对象在表面附近时接收由对象反射的电磁辐射的一部分。例如，电磁辐射的其它部分可被该对象(或其它对象和周围事物)吸收，或者其它部分可被偏转并且可能不会被至少一个雷达接收器部件14接收。例如，由对象反射的电磁辐射的一部分可为由至少一个发射器部件12发射、在由至少一个雷达发射器部件发射之后的预定义时间跨度内由对象反射并且被接收的电磁辐射的一部分。另外或另选地，由对象反射的电磁辐射的一部分可为由至少一个发射器部件12发射并且被对象朝向至少一个雷达发射器部件直接反射的电磁辐射的一部分。
至少一个雷达接收器部件14可被实现为用于接收的任何构件、一个或多个接收器单元、一个或多个发射器装置，并且它可包括典型接收器部件，诸如以下分组中的一个或多个元件：一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个双讯器、一个或多个双工器、一个或多个模数转换器(A/D)、一个或多个数模转换器(D/A)、一个或多个调制器或解调器、一个或多个混频器、一个或多个天线等。
在至少一些示例中，装置10可包括至少两个(或至少三个、至少四个)雷达发射器部件12和/或至少两个(或至少三个、至少四个)雷达接收器部件14。例如，装置10可包括一个或多个雷达收发器部件，每个雷达收发器部件包括雷达发射器部件12和雷达接收器部件14。另选地，至少一个雷达发射器部件12和至少一个雷达接收器部件14可例如单独布置在表面的相对侧上。例如，雷达接收器部件14可被配置为接收由单个雷达发射器部件12发射的电磁辐射的一部分。另选地，雷达接收器部件14可被配置为接收由多个雷达发射器部件12发射的电磁辐射的一部分。
在至少一些示例中，控制组件16可使用一个或多个控制单元、一个或多个控制装置、一个或多个用于控制的构件、一个或多个处理单元、一个或多个处理装置、用于处理的任何构件(诸如处理器、计算机或可与相应适配的软件一起操作的可编程硬件部件)来实现。换句话讲，控制组件16的所描述功能也可以软件实现，该软件然后在一个或多个可编程硬件部件上执行。此类硬件部件可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。
例如，与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息可包括与由至少一个雷达接收器部件接收的电磁辐射的一部分相关的振幅信息和/或相位信息，例如，无线电或微波域内的电磁辐射的振幅信息和/或相位信息。另选地或另外，与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息可包括与由对象反射的电磁辐射的一部分的相移(例如，相对于所发射的电磁辐射)相关的信息，例如，与由对象在扫掠的波束角下反射的电磁辐射的一部分的相移相关的信息。另选地或另外，与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息可包括与至少一个雷达接收器部件14处的功率读数相关的信息，例如，与至少一个雷达接收器部件14在扫掠的波束角下的功率读数相关的信息。
控制组件16可被配置为基于电磁辐射的接收部分相对于发射的电磁辐射的相移来检测对表面的触摸输入。这可使得控制组件16能够确定对象的距离。例如，控制组件16可被配置为基于电磁辐射的接收部分相对于发射的电磁辐射的相移来确定对象的距离。在一些示例中，控制组件16可被配置为基于发射的电磁辐射并且基于电磁辐射的接收部分来确定相移。在一些其它示例中，控制组件16可被配置为获得与来自至少一个雷达接收器部件14的相移相关的信息。例如，至少一个雷达接收器部件可被配置为基于发射的电磁辐射并且基于电磁辐射的接收部分来确定与相移相关的信息。
在至少一些示例中，控制组件16被配置为基于与由至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息来确定对象相对于表面的位置。这可使得能够在触摸屏内使用装置10以例如用于对装置进行触摸输入。例如，控制组件16可被配置为基于电磁辐射的接收部分相对于发射的电磁辐射的相移来确定对象相对于表面的位置。例如，控制组件16可被配置为基于由至少一个雷达发射器部件执行的对区域的电磁辐射扫掠来确定对象相对于表面的位置。在各种示例中，控制组件16可被配置为确定对象在二维坐标系内或三维坐标系内的位置。例如，二维坐标系可表示平行于表面的两个侧向方向。例如，两个侧向方向可正交。例如，三维坐标系可表示平行于表面的两个侧向方向和与表面正交的一个竖直方向。
在各种示例中，控制组件16被配置为确定对象的位置在与表面相距多至30cm(或多至20cm、多至10cm、多至5cm)的距离处。例如，控制组件16可被配置为确定对象的位置在与表面相距不超过30cm(或不超过20cm、不超过10cm、不超过5cm)的距离处。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为发射电磁辐射以在与表面相距多至30cm(或多至20cm、多至10cm、多至5cm)的距离处遇到对象。另选地，控制组件16可被配置为确定对象的位置在与表面相距超过30cm的距离处，或在与表面相距超过30cm的距离处检测对象存在于表面附近。
控制组件16可被配置为经由接口提供与对象的位置相关的信息。例如，与对象的位置相关的信息可包括对象的二维坐标或对象的三维坐标。接口可对应于用于在组件内、在组件之间或在不同实体的组件之间接收和/或发射信息的一个或多个输入端和/或输出端，该信息可根据指定代码以数字(位)值表示。例如，接口可由任一接口单元或接口单元、用于提供或获得的任何构件、或者用于发射或接收的任何构件来实现。
在各种示例中，至少一个雷达发射器部件12可被配置为利用电磁辐射扫掠区域。扫掠区域可使得能够检测区域内的对象。例如，区域可涵盖整个表面。另选地，区域可限于表面的一部分。例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为沿着角度范围发射电磁辐射，并且区域可包括在由角度范围限定的电磁辐射的传播区内。
在至少一些示例中，控制组件16可被配置为基于检测到的触摸输入来指定待由至少一个雷达发射器部件12扫掠的区域。这可使得能够以较高的时间分辨率和/或较低能耗来更精确地确定对象的位置。例如，控制组件16可被配置为估计已发生或将可能发生触摸的区域，并且基于所估计区域来指定待扫掠的区域。控制组件16可被配置为基于以下分组中的至少一个元素来控制扫掠的属性：检测到的对表面的触摸次数、触摸检测的期望的空间分辨率或时间分辨率、以及待由检测到的触摸控制的应用程序的类型。这可例如基于当前焦点是否精确、延迟或具有能耗来实现对检测的依赖实际情形的改进。例如，待控制的扫掠的属性可包括以下分组中的至少一个元素：待扫掠的一个或多个区域、一个或多个扫掠的角度范围、扫掠的刷新速率或重复速率、扫掠的时间分辨率、扫掠的空间分辨率和扫掠的能量输出。例如，控制组件16可被配置为基于检测到的对表面的触摸次数来指定多个区域。例如，可基于多个属性和/或使用多个雷达发射器部件12来扫掠多个区域。
在各种示例中，控制组件16可被配置为经由接口提供与由对象在扫掠的波束角下反射的电磁辐射的一部分的相移相关的信息。例如，与由对象在扫掠的波束角下反射的电磁辐射的一部分的相移相关的信息可包括在多个扫掠角下相移的数字表示的元组。例如，多个角可在第一时间间隔内(例如，当对象距表面更远时)包括多个较低的角并且在第二时间间隔内(例如，当对象更靠近表面时)包括多个较高的角。这可能够在包括触摸屏和装置10的装置的中央处理单元内进行进一步的处理并且实现了控制组件16的较低复杂度的实现方式。
另选地或另外，控制组件16可被配置为经由接口提供与至少一个雷达接收器部件14在扫掠的波束角下的功率读数相关的信息。例如，与由对象在扫掠的波束角下反射的电磁辐射的一部分的相移相关的信息可包括在多个扫掠角处功率读数的数字表示的元组。例如，至少一个雷达接收器部件14可被配置为测量多个角的功率读数，并且向控制组件16提供与功率读数相关的信息。这可能够在包括触摸屏和装置10的装置的中央处理单元内进行进一步的处理并且实现了控制组件16的较低复杂度的实现方式。
在至少一些示例中，控制组件16可被配置为在第一时间间隔内检测对象存在于表面附近。例如，控制组件16可被配置为基于在表面附近进行粗略扫掠，例如基于在低空间分辨率下的扫掠和/或基于在低时间分辨率下的扫掠来检测对象存在于表面附近。控制组件16可被配置为在第二时间间隔内确定对象(例如，相对于表面)的位置。这可使得能够在第一时间间隔内对对象进行节能检测，并且在第二时间间隔内对对象的位置进行(更)精确的确定。
例如，至少一个雷达发射器部件12可被配置为在第一时间间隔期间利用电磁辐射扫掠第一区域。至少一个雷达发射器部件12可被配置为在第二时间间隔期间扫掠第二区域。第一区域可大于第二区域。这可在第二时间间隔内实现较高时间分辨率(和/或在同一时间分辨率下较高的空间分辨率)。例如，第一区域可比第二区域大至少两倍(或至少三倍、至少四倍)。例如，第一区域可基于扫掠的发射角的第一更大范围，并且第二区域可基于扫掠的发射角的第二更小范围。例如，控制组件16可被配置为基于在第一时间间隔内接收的电磁辐射的一部分来估计发射角的第二更小范围。
在各种示例中，至少一个雷达发射器部件12可被配置为在第一时间间隔期间使用第一较低时间分辨率来扫掠区域(例如，第一区域)。至少一个雷达发射器部件12可被配置为在第二时间间隔期间使用第二较高时间分辨率来扫掠区域(例如，第二区域或同一区域)。这可使得能够在第一时间间隔期间进行节能的粗略扫掠。例如，第一较低时间分辨率的连续扫掠之间的时间间隔可比第二较高时间分辨率的连续扫掠之间的时间间隔大至少两倍(或至少三倍、至少四倍)。
在至少一些示例中，控制组件16可被配置为在第一时间间隔内估计对象(例如，相对于表面)的位置。例如，控制组件16可被配置为在第一时间间隔内使用第一较低空间分辨率和/或使用第一较低时间分辨率来估计对象的位置(例如，基于区域或第一区域的扫掠)，并且在第二时间间隔内使用第二较高空间分辨率和/或使用第二较高时间分辨率来确定对象的位置。控制组件16可被配置为基于对象的所估计位置来指定待由至少一个雷达发射器部件12在第二时间间隔内扫掠的区域。例如，控制组件16可被配置为控制至少一个雷达发射器部件12以将第二时间间隔内的扫掠限制为围绕对象的所估计位置的区域。这可在第一时间间隔内实现能耗减少的操作并且在第二时间间隔内实现空间分辨率和/或时间分辨率改进的操作。
在各种示例中，区域(例如第一区域和/或第二区域)可平行于表面限定。另外，区域的高度可被限定为与表面正交，从而形成三维区域。例如，第一区域的高度可大于第二区域的高度。
空间分辨率可以是指对象的可辨别位置之间的距离，并且可例如基于至少一个雷达发射器部件12的扫掠角的度数和/或距离。与(第二)较高空间分辨率相比，(第一)较低空间分辨率可包括对象的可辨别位置之间更大的距离。时间分辨率可以是指至少一个雷达发射器部件12的连续电磁辐射发射或电磁辐射扫掠之间的时间间隔。与(第二)较高时间分辨率相比，(第一)较低时间分辨率可包括连续电磁辐射发射或电磁辐射扫掠之间更大的时间间隔。
在至少一些示例中，侧向尺寸或侧向方向可被定义为平行于表面(或在表面为非平面时平行于表面的相交部)。竖直尺寸或竖直方向可被定义为与表面正交(或在表面为非平面时与表面的相交部正交)。
图1进一步示出了用于检测对表面的触摸输入的设备10的示例。设备10包括用于发射射频频谱中的电磁辐射的至少一个构件12。设备10还包括用于接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分的至少一个构件14。设备10还包括被配置用于接收与由至少一个用于接收的构件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息的用于控制的构件16。用于控制的构件16进一步被配置用于基于与由至少一个用于接收的构件14接收的电磁辐射的一部分相关的信息来检测对表面的触摸输入。
图2示出了触摸屏组件100和触摸屏设备100的示例。在下文中，将详细描述多个示例。所描述的触摸屏组件100对应于触摸屏设备100。触摸屏设备100的部件定义为对应于触摸屏组件100的相应结构部件的部件构件。
图2示出了包括装置10，例如结合图1所述的装置10的触摸屏组件100的框图。待触摸的表面对应于显示元件102或覆盖显示元件102的保护屏104。雷达，例如近程雷达可用于检测对显示元件或保护屏的触摸。
显示元件102可被实现为任何显示组件、显示构件、显示装置等。例如，显示元件102可包括平板显示器，例如，液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管显示器(OLED)、量子点显示器或微型LED显示器。另选地或另外，显示元件102可包括投影显示器的投影表面。保护屏104可被实现为任何(至少半透明)保护组件、用于保护的构件或保护装置。保护屏104可为或包括以下项：至少半透明材料(例如(钢化)玻璃)或至少半透明塑料。保护屏104可布置在显示元件102和执行触摸操作的用户的手指之间。在至少一些示例中，保护屏104可与显示元件102(完全)重叠。例如，显示元件102和保护屏104之间的竖直距离可小于2mm(或小于1mm、小于500μm、小于200μm)。
在各种示例中，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14可由覆盖显示元件的保护屏覆盖(例如，重叠或保护)。这可使得能够触摸表面的基本平坦的构造。例如，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14可布置在保护屏104和触摸屏组件100的背侧之间。例如，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14可布置在覆盖显示元件102的保护屏104下方。另外或另选地，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14可与覆盖显示元件102的保护屏104接触。例如，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14可附接到(例如，胶合到或紧固到)覆盖显示元件102的保护屏104。保护屏104可为触摸屏组件100的正面的至少一部分。例如，发射器和接收器可安装在屏幕玻璃的下方，触摸到该屏幕玻璃或甚至安装(连接)到该屏幕玻璃。此外，RFEM可位于屏幕的边缘中或甚至屏幕下方(为了进行触摸屏检测，可使用低电平雷达信号，因此能够容忍将RFEM放置在屏幕下方的损耗)。例如，触摸屏组件100的正面可包括待触摸的表面。
在各种示例中，装置10可包括两个或更多个雷达收发器部件，每个雷达收发器部件包括雷达发射器部件12和雷达接收器部件14。两个或更多个雷达收发器部件中的第一雷达收发器部件可布置在显示元件102的第一侧，并且两个或更多个雷达收发器部件中的第二雷达收发器部件可布置在显示元件102的第二侧。另选地或另外，第一雷达发射器部件12或第一雷达接收器部件14可布置在显示元件102的第一侧，并且第二雷达发射器部件12或第二雷达接收器部件14可布置在显示元件102的第二侧。显示元件102的第一侧可不同于显示元件的第二侧。这可避免或减少由触摸屏用户的手所引起的对发射的电磁辐射的遮蔽。另选地或另外，第一雷达发射器部件12或第一雷达接收器部件14可布置在显示元件102的第一侧，并且第二雷达发射器部件12或第二雷达接收器部件14可布置在显示元件102的第二侧。例如，多个RFEM可位于装置的不同位置中。这可允许选取和操作不受遮挡的RFEM或操作阵列中的RFEM，示例为：一个RFEM发射并且第二RFEM接收，或者任何其它组合(最基本的组合可为同一RFEM同时进行发射和接收)。
在至少一些示例中，控制组件16可被配置为基于对由第一雷达收发器的雷达发射器部件(例如，第一雷达发射器部件)发射的电磁辐射或由第二雷达收发器的雷达发射器部件(例如，第二雷达发射器部件)发射的电磁辐射的遮蔽来选择第一雷达收发器(或第一雷达发射器部件)或第二雷达收发器(或第二雷达发射器部件)以用于检测触摸输入。例如，控制组件16可被配置为检测对由第一雷达收发器(或第二雷达收发器)发射的电磁辐射(例如，由用户的手掌引起)的遮挡或遮蔽，并且作为替代使用第二雷达收发器(或第一雷达收发器)用于检测触摸输入。这可进一步避免或减少由触摸屏用户的手所引起的对发射的电磁辐射的遮蔽。
图2还示出了包括如结合图1所引入的设备10的触摸屏设备100的框图。待触摸的表面对应于显示器构件102或覆盖显示器构件102的用于保护的构件104。
结合上述(例如，图1)所提出的概念或一个或多个示例提及了触摸屏组件100和/或触摸屏设备100的更多细节和方面。触摸屏组件100和/或触摸屏设备100可包括对应于上述或下述的所提出的概念或一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个另外的任选特征。
图3a示出了包括触摸屏组件100，例如如结合图2所引入的触摸屏组件的移动终端200的框图。例如，移动终端200可为任何移动装置，例如，蜂窝电话、移动电话、移动收发器、平板计算机、折叠式计算机、平板手机或可穿戴计算机。
例如，控制组件16可由移动终端200的中央处理单元来实现。由于可使用可用的处理器功率，这可减少触摸屏的复杂性和/或成本。例如，移动终端200的中央处理单元可被配置为获得与来自至少一个雷达接收器部件14的电磁辐射的接收部分相关的信息。例如，控制组件16可被实现为移动终端200的操作系统内的驱动器。另选地，控制组件16可由与移动终端200的中央处理单元分开的集成电路来实现。
图3a还示出了包括触摸屏设备100，例如如结合图2所引入的触摸屏设备的移动终端200的框图。
结合上述(例如，图1至图2)所提出的概念或一个或多个示例提及了移动终端200的更多细节和方面。移动终端200可包括对应于上述或下述所提出的概念或一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个另外的任选特征。
图3b示出了包括触摸屏组件100，例如如结合图2所引入的触摸屏组件的触摸屏计算机300的框图。例如，触摸屏计算机可为膝上型计算机，该膝上型计算机包括触摸屏、折叠式计算机、平板计算机、车载计算机系统、绘图板、电视机、演示计算机、平板大小的触摸计算机或虚拟白板。控制组件16可由触摸屏计算机的中央处理单元来实现。由于可使用可用的处理器功率，这可减少触摸屏的复杂性和/或成本。例如，触摸屏计算机300的中央处理单元可被配置为获得与来自至少一个雷达接收器部件14的电磁辐射的接收部分相关的信息。例如，控制组件16可实现为触摸屏计算机300的操作系统内的驱动器。另选地，控制组件16可由与触摸屏计算机300的中央处理单元分开的集成电路来实现。
图3b进一步示出了包括触摸屏设备100，例如如结合图2所引入的触摸屏设备的触摸屏计算机300的框图。
结合上述(例如，图1至图3a)所提出的概念或一个或多个示例提及了触摸屏计算机300的更多细节和方面。触摸屏计算机300可包括对应于以上述或以下述所提出的概念或一个或多个示例的一个或多个方面的一个或多个另外的任选特征。
图4示出了用于检测对表面的触摸输入的方法的流程图。方法包括发射110射频频谱中的电磁辐射。方法还包括接收120由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分。方法还包括接收130与电磁辐射的接收部分相关的信息。方法还包括基于与电磁辐射的接收部分相关的信息来检测140对表面的触摸输入。
使用雷达来检测对表面的触摸输入可允许以成本可低于电容式触摸屏的成本来构造更薄的触摸屏。此外，通过调节在其中可检测到触摸的区域，通过调节时间分辨率和/或通过调节空间分辨率，基于雷达的触摸屏的能耗可低于电容式触摸屏的能耗。另外，可使用雷达技术构造更大的触摸屏，而损失较少或不会损失对触摸的检测精度。
至少一些示例涉及基于mm波雷达的移动装置触摸屏。
许多移动装置(电话、平板电脑、PC、智能手表等)和非移动装置(汽车显示器、TV等)具有集成的触摸屏。高端触摸屏提供良好的用户体验，但可能具有以下问题：
1.屏幕更厚(例如，解决方案具有总体非常大的占有面积)
2.成本高(示例为：具有和不具有触摸屏的膝上型计算机可花费～60$或更多)
3.功耗高(在PC中，触摸屏启用和禁用之间的电池使用寿命差呈现多至～20％的差)
4.电容式触摸屏(高端)可基于大的线网，因此它们易受来自环境的噪声峰化的影响
5.分辨率有限，原因是“电容传感器”的数量有限
6.当人穿戴手套时检测有限
至少一些示例的基本原理可以是为了消除对覆盖装置屏幕的触摸屏传感器的需要。与此相反，非常小的触摸屏雷达(TS雷达)检测器可被放置在显示屏下方的边缘上(两个检测器至四个检测器，每个检测器的大小为～2mm2-8mm2)。这些雷达检测器可能够以亚毫米精度确定对象(人类手指或像触笔的任何其它对象)在X-Y-Z轴中的的位置。
TS雷达可在两种模式下操作：非常低功率接近检测；如果检测到活动，则雷达可切换到扫描模式。高频雷达和靠近检测范围意味着手指定位可能是快速的，因此扫描时的分类脉冲串可足以在功能上为触摸屏提供所需的X-Y-Z数据。
这样，可实现精确的、低功率的、小而精确的触摸屏传感器。
可使用电容式传感器来实现其它高端触摸屏。
1.存在两种主要类型：
a.外嵌式：LCD显示器顶部上的另外的层实现电容传感器
b.内嵌式：电容传感器被实现为LCD显示器的一部分内嵌式触摸屏传感器可使显示面板的厚度减小～0.5mm，但它们可增加装置的成本。因此，市场上大部分使用外嵌式触摸屏。至少一些示例可能不会对显示器增加任何厚度(低于外嵌式和内嵌式)，并且可增加非常小的成本(例如，低于外嵌式传感器和内嵌式传感器)。
2.电容式触摸屏显示器可需要有源装置来驱动电容器并且估计电容改变(例如，电容式控制器)。至少一些示例可能无需专用模拟/数字控制器，处理器可用于运行对X-Y-Z定位的估计(例如，以(非常)低的更新速率)。
3.电容式触摸屏精度可受限于“感测电容器”的数量，这可限制分辨率(屏幕越大可导致分辨率越差、成本越高并且功率越高)。示例可使用雷达来扫描屏幕，因此可能几乎不受屏幕大小的影响。
至少一些示例在以下方面可能会更好：成本、大小、精度和功耗
为了实现基于雷达的触摸屏，小型雷达传感器可放置在保护玻璃下方装置的边界上。这意味着根据至少一些示例的显示器可(仅)包括LCD和保护玻璃。
雷达检测器的数量和位置可从装置顶部的一个变化至较高数量，例如，在操作触摸屏期间显示器的零件可能会被人类手覆盖的情况下。
图5示出了智能电话的框图，该智能电话具有四个雷达传感器(检测器)502；504；506和508，该四个雷达传感器(检测器)502；504；506和508可允许在电话的一部分被人类手覆盖时进行触摸屏检测。例如，四个雷达传感器可由如结合图1所引入的至少一个雷达发射器部件12和至少一个雷达接收器部件14来实现或包括该至少一个雷达发射器部件12和该至少一个雷达接收器部件14。
雷达传感器可使用能够在X-Y-Z轴中搅动波束并且检测亚毫米运动的相控阵列收发器来实现。
图6示出了雷达相控阵列天线端射式辐射图案606的示意图。图6可示出检测到人类手指604触摸显示屏玻璃608的选项。雷达602的雷达天线可被设计或被配置为提供良好的端射式辐射图案，从而检测到对象触摸屏幕。
图7示出了通过利用多个雷达检测器(以辐射图案704、706、708和710发射电磁辐射，其中的一些电磁辐射可能被手遮挡)进行扫描来扫描和检测人类手指702的触摸屏的示意图。图8示出了由具有电磁辐射发射图案812；814(用于扫描并且进行对象边缘检测的用户)的两个雷达检测器802；804(各自包括三个天线)扫描的对象的示意图，并且基于电磁辐射发射图案812；814的中心822；824来估计对象中心坐标830(例如，对象触摸表面的x-y-z位置)。原理可使用单个雷达检测器来完成。在这种情况下，(例如，至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14的)TX天线和RX天线的数量可能较高。
图9示出了雷达检测器900(例如，图1的装置或设备10)的示意图。雷达检测器900包括相控阵列天线910(具有天线912-918)。雷达检测器900还包括TX/RX切换电路920，该TX/RX切换电路920可被配置为在RF收发器930(例如，至少一个雷达接收器部件14)和RF发射器960(例如，至少一个雷达发射器部件12)之间切换或多路复用相控阵列天线。雷达检测器900还包括RF接收器930，该RF接收器930包括从相控阵列天线910接收多个输入信号RFIN的多个输入放大器932、多个可调节相移器934、用以组合所接收的相移输入信号的组合组件936、以及使组合信号放大的RF放大器938。雷达检测器900还包括例如用于调频连续波雷达(FMCW雷达)或连续波雷达(CW雷达)的雷达控制器硬件940(例如，控制组件16)。雷达控制器硬件940被配置为从RF放大器938获得输出信号，并且提供雷达数据(例如，经由结合图1所引入的接口)并且控制雷达检测器900的雷达TX信号发生器950的频率。雷达控制器硬件940可例如经由接口在外部被控制。雷达检测器900还包括可调节衰减器，该可调节衰减器被配置为向雷达控制器硬件940提供由雷达TX信号发生器950生成的雷达TX信号的衰减版本。雷达TX信号被进一步馈送至RF发射器960的信号分路器962，该信号分路器962被配置为向多个可调节相移器964提供分路信号，该多个可调节相移器964被配置为使信号相移并且经由多个输出放大器966和相控阵列天线910输出相移信号作为放大的输出信号TXIN。
雷达可基于能够同时发射(电磁辐射)和接收所反射信号(由对象反射的电磁辐射的一部分)并且估计对象的范围的相控阵列mm波收发器(例如，包括至少一个雷达发射器部件12和/或至少一个雷达接收器部件14)。雷达检测器可基于六端口检测器或基于I/Q混频器的下变频接收器。
图10示出了PC的示意性框图，该PC在盖子1010(或电话上的边界)中包括小型雷达检测器/传感器1012；1014；1016并且经由缓慢(低数据速率)控制和数据连接使处理移动至母板1020(例如，移动至处理器1022)。
mmW(毫米波)雷达检测器的基本实现方式可需要低功率，它可包括(仅)雷达TX信号的短脉冲串(低功率，由于距离较短)和用于进行X-Y-Z位置检测的简单DSP。电容式触摸屏传感器可必须扫掠大的电容器矩阵，因此即使矩阵中的每个“点”消耗～20uA的平均电流，高分辨率屏幕也可消耗数十mA。
常规的触摸屏可必须连续地扫掠屏幕，即使在触摸屏幕时没有任何活动的情况下也是如此。在至少一些示例中，基于雷达的触摸屏可作为低功率低分辨率接近检测器而开始操作，仅在检测到屏幕附近的对象之后雷达才改变为高分辨率扫掠模式
尽管示例可为通用的并且可以多种RF频率(示例为：24GHz、60GHz、77GHz、94GHz、122GHz等)来实现，但以下数量是基于60GHz设计的。
对于4TX和4RX雷达(包括四个60GHz LNA(低噪声放大器)、四个RX相移器、四个60GHz PA(功率放大器)、四个TX相移器、梳+路由、合成器、直流电源、六端口(雷达组件)、四个雷达相位检测器和模数转换器以及混杂的其它电路)，可需要3.2mm2大小的RFIC(射频集成电路)。可在具有～15mm2大小的FR4(纤维玻璃强化的环氧树脂层压的)HDI(高密度互连)基板上完成小型60GHz RFEM(射频前端组件)。在测试、组装和产出之后，单个RFEM可能花费约0.4$(使用28nm工艺)。
在最大功率下，4TX和4RX雷达可消耗功率电流211.5mW(最大功率，所有4TX和RX均为有源相移器、无源相移器)。假设单个距离(或到达角)时间为10微秒，则功耗可被计算为频率fs(屏幕每秒被“扫掠”的次数)。在待机模式下，可使用一个RFEM和低速率屏幕监控。在10fs(和0.01％的占空比)下，平均功耗可为0.021mW，在100fs(和0.1％的占空比)下，平均功耗可为0.21mW。如果检测到触摸活动，则可增加RFEM的数量并增大fs以便提高分辨率并且检测多个“触摸点”。在两个RFEM活动的情况下，在100fs(0.1％的占空比)下，平均功耗可为0.42mW，在1000fs(1％的占空比)下，平均功耗可为4.23mW。在四个RFEM活动的情况下，在100fs(0.1％的占空比)下，平均功耗可为0.85mW，在1000fs(1％的占空比)下，平均功耗可为8.46mW。
所提及和描述的方面和特征连同先前详述的示例和图中的一者或多者也可与其它示例中的一者或多者组合以便替换其它示例的类似特征或以便另外将特征引入其它示例。
第一实施例是一种用于检测对表面的触摸输入的装置10。装置10包括至少一个雷达发射器部件12，该至少一个雷达发射器部件12被配置为发射射频频谱中的电磁辐射。装置10还包括至少一个雷达接收器部件14，该至少一个雷达接收器部件14被配置为接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分。所述装置10还包括控制组件16，所述控制组件16被配置为接收与由所述至少一个雷达接收器部件14接收的电磁辐射的所述一部分相关的信息，并且被配置为基于与由所述至少一个雷达接收器部件14接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息来检测对所述表面的所述触摸输入。
在实施例2中，所述控制组件16被配置为基于所接收的所述电磁辐射的所述一部分相对于所发射的电磁辐射的相移来检测对所述表面的所述触摸输入。
在实施例3中，所述至少一个雷达发射器部件12被配置为在毫米波频带中发射所述电磁辐射。
在实施例4中，所述控制组件16被配置为基于与由所述至少一个雷达接收器部件14接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息来确定所述对象相对于所述表面的位置，并且所述控制组件16被配置为经由接口提供与所述对象的所述位置相关的信息。
在实施例5中，所述控制组件16被配置为确定所述对象在二维坐标系或三维坐标系内的所述位置。
在实施例6中，所述控制组件16被配置为确定所述对象的所述位置在与所述表面相距多至30cm的距离处。
在实施例7中，所述至少一个雷达发射器部件12被配置为利用所述电磁辐射扫掠区域。
在实施例8中，所述控制组件16被配置为基于所述检测到的触摸输入来指定待由所述至少一个雷达发射器部件12扫掠的所述区域。
在实施例9中，所述控制组件16被配置为基于以下分组中的至少一个元素来控制所述扫掠的属性：检测到的对所述表面的触摸次数、所述触摸检测的期望的空间分辨率或时间分辨率、以及待由所述检测到的触摸控制的应用程序的类型。
在实施例10中，所述控制组件16被配置为经由接口提供与由所述对象在所述扫掠的波束角下反射的所述电磁辐射的所述一部分的相移相关的信息。另选地或另外，所述控制组件16被配置为经由所述接口提供与所述至少一个雷达接收器部件14在所述扫掠的波束角下的功率读数相关的信息。
在实施例11中，所述控制组件16被配置为在第一时间间隔内检测所述对象存在于所述表面附近，并且所述控制组件16被配置为在第二时间间隔内确定所述对象相对于所述表面的位置。
在实施例12中，所述至少一个雷达发射器部件12被配置为在所述第一时间间隔期间利用所述电磁辐射扫掠第一区域，并且所述至少一个雷达发射器部件12被配置为在所述第二时间间隔期间扫掠第二区域，其中所述第一区域大于所述第二区域。
在实施例13中，所述至少一个雷达发射器部件12被配置为在所述第一时间间隔期间使用第一较低时间分辨率来扫掠区域，并且所述至少一个雷达发射器部件12被配置为在所述第二时间间隔期间使用第二较高时间分辨率来扫掠区域。
在实施例14中，所述控制组件16被配置为在所述第一时间间隔内估计所述对象相对于所述表面的位置，并且所述控制组件16被配置为在所述第二时间间隔内基于所估计的所述对象的位置来指定待由所述至少一个雷达发射器部件12扫掠的区域。
在实施例15中，所述至少一个雷达发射器部件12包括至少一个相控阵列天线，并且所述至少一个雷达发射器部件12被配置为使用所述至少一个相控阵列天线利用所述电磁辐射来扫掠区域。
在实施例16中，所述至少一个相控阵列天线的电磁辐射图案为沿着所述表面延伸的定向图案。
在实施例17中，所述至少一个雷达发射器部件12被配置为使用合成孔径雷达来发射所述电磁辐射。
在实施例18中，所述装置10包括至少两个雷达发射器部件12和至少两个雷达接收器部件14。
实施例19是一种包括根据前述实施例中的一项所述的装置10的触摸屏组件100，其中待触摸的所述表面对应于显示元件102或覆盖所述显示元件102的保护屏104。
在实施例20中，所述至少一个雷达发射器部件12和/或所述至少一个雷达接收器部件14由覆盖所述显示元件的所述保护屏覆盖。
在实施例21中，所述至少一个雷达发射器部件12和/或所述至少一个雷达接收器部件14布置在覆盖所述显示元件102的保护屏104下方。另选地或另外，所述至少一个雷达发射器部件12和/或所述至少一个雷达接收器部件14与覆盖所述显示元件102的所述保护屏104接触。另选地或另外，所述至少一个雷达发射器部件12和/或所述至少一个雷达接收器部件14附接到覆盖所述显示元件102的所述保护屏104。
在实施例22中，所述装置10包括两个或更多个雷达收发器部件，每个雷达收发器部件包括雷达发射器部件12和雷达接收器部件14，所述两个或更多个雷达收发器部件中的第一雷达收发器部件布置在所述显示元件102的第一侧，并且所述两个或更多个雷达收发器部件中的第二雷达收发器部件布置在所述显示元件102的第二侧，其中所述显示元件102的所述第一侧不同于所述显示元件的所述第二侧。
在实施例23中，所述控制组件16被配置为基于对由所述第一雷达收发器的所述雷达发射器部件发射的电磁辐射或由所述第二雷达收发器的所述雷达发射器部件发射的电磁辐射的遮蔽来选择所述第一雷达收发器或所述第二雷达收发器以用于检测所述触摸输入。
实施例24是一种包括根据实施例19至23中的一项所述的触摸屏组件100的移动终端200。
在实施例26中，(实施例24的)所述控制组件16由所述移动终端200的中央处理单元实施，或者所述控制组件16由与所述移动终端200的所述中央处理单元分开的集成电路实现。
实施例26是一种包括根据实施例19至23中的一项所述的触摸屏组件100的触摸屏计算机300，并且所述控制组件16由所述触摸屏计算机的中央处理单元实施。
实施例27是一种用于检测对表面的触摸输入的设备10。设备10包括用于发射射频频谱中的电磁辐射的至少一个构件12。设备10还包括用于接收由对表面执行触摸输入的对象反射的电磁辐射的一部分的至少一个构件14。所述设备10还包括用于控制的构件16，所述用于控制的构件16被配置用于接收与由所述至少一个用于接收的构件14接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息，并且被配置用于基于与由所述至少一个用于接收的构件14接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来检测对所述表面的所述触摸输入。
在实施例28中，所述用于控制的构件16被配置用于基于所接收的所述电磁辐射的所述一部分相对于所发射的电磁辐射的相移来检测对所述表面的所述触摸输入。
在实施例29中，所述至少一个用于发射的构件12被配置用于在毫米波频带中发射所述电磁辐射。
在实施例30中，所述用于控制的构件16被配置用于基于与由所述至少一个用于接收的构件14接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来确定所述对象相对于所述表面的位置，并且所述用于控制的构件16被配置用于经由用于提供的构件提供与所述对象的所述位置相关的信息。
在实施例31中，所述用于控制的构件16被配置用于确定所述对象在二维坐标系或三维坐标系内的所述位置。
在实施例32中，所述用于控制的构件16被配置用于确定所述对象的所述位置在与所述表面相距多至30cm的距离处。
在实施例33中，所述至少一个用于发射的构件12被配置用于利用所述电磁辐射扫掠区域。
在实施例34中，所述用于控制的构件16被配置用于基于所述检测到的触摸输入来指定待由所述至少一个用于发射的构件12扫掠的所述区域。
在实施例35中，所述用于控制的构件16被配置用于基于以下分组中的至少一个元素来控制所述扫掠的属性：检测到的对所述表面的触摸次数、所述触摸检测的期望的空间分辨率或时间分辨率、以及待由所述检测到的触摸控制的应用程序的类型。
在实施例36中，所述用于控制的构件16被配置用于经由用于通信的构件提供与由所述对象在所述扫掠的波束角下反射的所述电磁辐射的所述一部分的相移相关的信息。另选地或另外，所述用于控制的构件16被配置用于经由所述用于通信的构件提供与所述至少一个用于接收的构件14在所述扫掠的波束角下的功率读数相关的信息。
在实施例37中，所述用于控制的构件16被配置用于在第一时间间隔内检测所述对象存在于所述表面附近，并且所述用于控制的构件16被配置用于在第二时间间隔内确定所述对象相对于所述表面的位置。
在实施例38中，所述至少一个用于发射的构件12被配置用于在所述第一时间间隔期间利用所述电磁辐射扫掠第一区域，并且所述至少一个用于发射的构件12被配置用于在所述第二时间间隔期间扫掠第二区域，所述第一区域大于所述第二区域。
在实施例39中，所述至少一个用于发射的构件12被配置用于在所述第一时间间隔期间使用第一较低时间分辨率来扫掠区域，并且所述至少一个用于发射的构件12被配置用于在所述第二时间间隔期间使用第二较高时间分辨率来扫掠区域。
在实施例40中，所述用于控制的构件16被配置用于在所述第一时间间隔内估计所述对象相对于所述表面的位置，并且所述用于控制的构件16被配置用于在所述第二时间间隔内基于所估计的所述对象的位置来指定待由所述至少一个用于发射的构件12扫掠的区域。
在实施例41中，所述至少一个用于发射的构件12包括至少一个相控阵列天线，并且所述至少一个用于发射的构件12被配置用于使用所述至少一个相控阵列天线利用所述电磁辐射来扫掠区域。
在实施例42中，所述至少一个相控阵列天线的电磁辐射图案为沿着所述表面延伸的定向图案。
在实施例43中，所述至少一个用于发射的构件12被配置用于使用合成孔径雷达来发射所述电磁辐射。
在实施例44中，所述设备10包括至少两个用于发射的构件12和至少两个用于接收的构件14。
实施例45是一种包括根据实施例27至44中的一项所述的设备10的触摸屏设备100，其中待触摸的所述表面对应于显示构件102或覆盖所述显示构件102的用于保护的构件104。
在实施例46中，所述至少一个用于发射的构件12和/或所述至少一个用于接收的构件14由覆盖所述显示构件102的所述用于保护的构件104覆盖。
在实施例47中，所述至少一个用于发射的构件12和/或所述至少一个用于接收的构件14布置在覆盖所述显示构件102的所述用于保护的构件104下方。另选地或另外，所述至少一个用于发射的构件12和/或所述至少一个用于接收的构件14与覆盖所述显示构件102的所述用于保护的构件104接触。另选地或另外，所述至少一个用于发射的构件12和/或所述至少一个用于接收的构件14附接到覆盖所述显示构件102的所述用于保护的构件104。
在实施例48中，所述装置10包括两个或更多个用于收发的构件，每个用于收发的构件包括用于发射的构件12和用于发射的构件14，所述两个或更多个用于收发的构件中的第一用于收发的构件布置在显示构件102的第一侧，并且所述两个或更多个雷达收发器部件中的第二雷达收发器部件布置在所述显示构件102的第二侧，所述显示构件102的所述第一侧不同于所述显示构件102的所述第二侧。
在实施例49中，所述用于控制的构件16被配置用于基于对由所述第一用于收发的构件的所述用于发射的构件发射的电磁辐射或由所述第二用于收发的构件的所述用于发射的构件发射的电磁辐射的遮蔽来选择所述第一用于收发的构件或所述第二用于收发的构件以用于检测所述触摸输入。
实施例50是一种用于检测对表面的触摸输入的方法。所述方法包括发射110射频频谱中的电磁辐射。所述方法还包括接收120由对所述表面执行所述触摸输入的对象反射的所述电磁辐射的一部分。所述方法还包括接收130与所接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息。所述方法还包括基于与所接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来检测140对所述表面的所述触摸输入。
在实施例51中，检测140对所述表面的所述触摸输入基于所接收的所述电磁辐射的所述一部分相对于所发射的电磁辐射的相移。
在实施例52中，在毫米波频带中发射110所述电磁辐射。
在实施例53中，所述方法包括基于与所接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来确定所述对象相对于所述表面的位置，并且经由接口提供与所述对象的所述位置相关的信息。
在实施例54中，在二维坐标系或三维坐标系内检测或指定所述对象的所述位置。
在实施例55中，在与所述表面相距多至30cm的距离处检测到所述对象的所述位置。
在实施例56中，所述电磁辐射的发射110利用所述电磁辐射扫掠区域。
在实施例57中，所述方法还包括基于所述检测到的触摸输入来确定待扫掠的所述区域。
在实施例58中，所述方法还包括基于以下分组中的至少一个元素来控制所述扫掠的属性：检测到的对所述表面的触摸次数、所述触摸检测的期望的空间分辨率或时间分辨率、以及待由所述检测到的触摸控制的应用程序的类型。
在实施例59中，所述方法包括经由接口提供与由所述对象在所述扫掠的波束角下反射的所述电磁辐射的所述一部分的相移相关的信息。另选地或另外，所述方法包括经由所述接口提供与至少一个雷达接收器部件在所述扫掠角的波束角下发射所述电磁辐射的功率读数相关的信息。
在实施例60中，所述方法包括在第一时间间隔内检测所述对象存在于所述表面附近，并且在第二时间间隔内确定所述对象相对于所述表面的位置。
在实施例61中，所述发射110所述电磁辐射包括在所述第一时间间隔期间利用所述电磁辐射来扫掠第一区域，并且所述发射110所述电磁辐射包括在所述第二时间间隔期间扫掠第二区域，所述第一区域大于所述第二区域。
在实施例62中，所述发射110所述电磁辐射包括在所述第一时间间隔期间使用第一较低时间分辨率来扫掠区域，所述发射110所述电磁辐射包括在所述第二时间间隔期间使用第二较高时间分辨率来扫掠区域。
在实施例63中，所述方法包括在所述第一时间间隔内估计所述对象相对于所述表面的位置，并且在所述第二时间间隔内基于所估计的所述对象的位置来指定待扫掠的区域。
在实施例64中，所述发射110所述电磁辐射包括使用至少一个相控阵列天线利用所述发射110所述电磁辐射扫掠区域。
在实施例65中，所述至少一个相控阵列天线的电磁辐射图案为沿着所述表面延伸的定向图案。
在实施例66中，所述发射110所述电磁辐射包括使用合成孔径雷达来发射所述电磁辐射。
实施例67是一种机器可读存储介质，包括程序代码，所述程序代码在被执行时使得机器执行根据实施例50至66中的一项所述的方法。
实施例68是一种计算机程序，所述计算机程序具有程序代码，所述程序代码用于在所述计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件部件上执行时执行根据实施例50至66中的至少一项所述的方法。
实施例69是一种机器可读存储装置，包括机器可读指令，所述机器可读指令在被执行时实现如在任何未决权利要求中所要求保护或如在任何实施例中所引入的方法或实施如在任何未决权利要求中所要求保护或如在任何实施例中所引入的设备。
实施例70是一种包括根据实施例45至49中的一项所述的触摸屏设备100的移动终端200。
当计算机程序在计算机或处理器上执行时，示例进一步可为或涉及具有用于执行上述方法中的一者或多者的程序代码的计算机程序。各种上述方法的步骤、操作或过程可由所编程计算机或处理器来执行。示例还可涵盖程序存储装置诸如数字数据存储介质，该程序存储装置为机器可读的、处理器可读的或计算机可读的并且编码机器可执行、处理器可执行或计算机可执行的指令程序。指令执行或使得执行上述方法的中一些或全部动作。程序存储装置可包括或可为例如数字存储器、磁性存储介质诸如磁盘和磁带、硬盘或任选地光学可读数字数据存储介质。其它示例还可涵盖被编程以执行上述方法或(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)的动作、被编程以执行上述方法的动作的计算机、处理器或控制单元。
说明书和附图仅说明了本公开的原理。此外，本文所阐述的所有示例主要旨在明确地仅用于教学目的，以帮助读者理解本公开的原理以及发明人为推进本领域贡献的概念。本文中阐述本公开的原理、方面和示例的所有陈述以及它们的具体示例均旨在涵盖其等效形式。
表示为执行某一功能的“用于...的构件”的功能块可是指被配置为执行某一功能的电路。因此，“用于某一事项的构件”可被实现为“被配置为或适于某一事项的构件”，诸如被配置为或适于相应任务的装置或电路。
图中所示的各种元件的功能，包括标记为“构件”的任何功能块、“用于提供传感器信号的构件”、“用于生成发射信号的构件”等可以专用硬件的形式来实现，诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等，以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件。当由处理器提供时，功能可由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独处理器提供，其中的一些或全部可被共享。然而，术语“处理器”或“控制器”目前不限于唯一地能够执行软件的硬件，而可包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(ROM)和非易失性存储装置。还可包括常规的和/或定制的其它硬件。
框图可例如说明了实现本公开的原理的高级电路图。类似地，流程表、流程图、状态转变图、伪代码等可表示各种过程、操作或步骤，该各种过程、操作或步骤可例如基本在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行，而无论是否明确地示出了此类计算机或处理器。本说明书或权利要求中所公开的方法可由具有用于执行这些方法的相应动作中的每一者的构件的装置来实现。
应理解，本说明书或权利要求中所公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开内容不可被解释为在特具体次序内，除非例如出于技术原因而另外明确地或隐含地陈述。因此，多个动作或功能的公开内容不会将这些多个动作、过程、操作、步骤或功能限制为特定次序，除非此类动作或功能因技术原因而不可互换。此外，在一些示例中，单个动作、功能、过程、操作或步骤可分别包括或可分成多个子动作、子功能、子过程、子操作或子步骤。除非明确排除，否则可包括此类子动作和此单个动作的公开内容的部分。
此外，以下权利要求在此并入详细描述中，其中每项权利要求可独立地作为单独的示例。虽然每项权利要求可独立地作为单独的示例，但应指出，尽管从属权利要求可在权利要求中提及与一个或多个其它权利要求的具体组合，但其它示例也可包括从属权利要求与每个其它从属或独立权利要求的主题的组合。除非陈述具体的组合是无意的，否则本文明确提出此类组合。此外，还旨在同时将权利要求的特征包括到任何其它独立的权利要求中，即使此权利要求不是直接依赖于独立权利要求的。

Claims (25)

1.一种用于检测对表面的触摸输入的装置(10)，所述装置(10)包括：
至少一个雷达发射器部件(12)，所述至少一个雷达发射器部件被配置为发射射频频谱中的电磁辐射；
至少一个雷达接收器部件(14)，所述至少一个雷达接收器部件被配置为接收由对所述表面执行所述触摸输入的对象反射的所述电磁辐射的一部分；以及
控制组件(16)，所述控制组件被配置为：
接收与由所述至少一个雷达接收器部件(14)接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息，并且
基于与由所述至少一个雷达接收器部件(14)接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来检测对所述表面的所述触摸输入。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为基于所接收的所述电磁辐射的所述一部分相对于所发射的电磁辐射的相移来检测对所述表面的所述触摸输入。
3.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为在毫米波频带中发射所述电磁辐射。
4.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为基于与由所述至少一个雷达接收器部件(14)接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来确定所述对象相对于所述表面的位置，并且其中所述控制组件(16)被配置为经由接口提供与所述对象的所述位置相关的信息。
5.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为利用所述电磁辐射来扫掠区域。
6.根据权利要求5所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为基于检测到的触摸输入来指定待由所述至少一个雷达发射器部件(12)扫掠的所述区域。
7.根据权利要求5所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为基于以下分组中的至少一个元素来控制所述扫掠的属性：检测到的对所述表面的触摸次数、触摸检测的期望的空间分辨率或时间分辨率、以及待由检测到的触摸控制的应用程序的类型。
8.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为在第一时间间隔内检测所述对象存在于所述表面附近，并且其中所述控制组件(16)被配置为在第二时间间隔内确定所述对象相对于所述表面的位置。
9.根据权利要求8所述的装置(10)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为在所述第一时间间隔期间利用所述电磁辐射来扫掠第一区域，并且其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为在所述第二时间间隔期间扫掠第二区域，其中所述第一区域大于所述第二区域。
10.根据权利要求8所述的装置(10)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为在所述第一时间间隔期间使用第一较低时间分辨率来扫掠区域，并且其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为在所述第二时间间隔期间使用第二较高时间分辨率来扫掠区域。
11.根据权利要求8所述的装置(10)，其中所述控制组件(16)被配置为在所述第一时间间隔内估计所述对象相对于所述表面的位置，并且其中所述控制组件(16)被配置为在所述第二时间间隔内基于所估计的所述对象的位置来指定待由所述至少一个雷达发射器部件(12)扫掠的区域。
12.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)包括至少一个相控阵列天线，并且其中所述至少一个雷达发射器部件(12)被配置为使用所述至少一个相控阵列天线利用所述电磁辐射来扫掠区域。
13.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述至少一个相控阵列天线的电磁辐射图案为沿着所述表面延伸的定向图案。
14.一种触摸屏组件(100)，包括根据前述权利要求中的一项所述的装置(10)，其中待触摸的所述表面对应于显示元件(102)或对应于覆盖所述显示元件(102)的保护屏(104)。
15.根据权利要求14所述的触摸屏组件(100)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)和/或所述至少一个雷达接收器部件(14)由覆盖所述显示元件的所述保护屏覆盖。
16.根据权利要求14所述的触摸屏组件(100)，其中所述至少一个雷达发射器部件(12)和/或所述至少一个雷达接收器部件(14)布置在覆盖所述显示元件(102)的所述保护屏(104)下方，
并且/或者其中所述至少一个雷达发射器部件(12)和/或所述至少一个雷达接收器部件(14)与覆盖所述显示元件(102)的所述保护屏(104)接触，
并且/或者其中所述至少一个雷达发射器部件(12)和/或所述至少一个雷达接收器部件(14)附接到覆盖所述显示元件(102)的所述保护屏(104)。
17.根据权利要求14所述的触摸屏组件(100)，其中所述装置(10)包括两个或更多个雷达收发器部件，每个雷达收发器部件包括雷达发射器部件(12)和雷达接收器部件(14)，其中所述两个或更多个雷达收发器部件中的第一雷达收发器部件布置在所述显示元件(102)的第一侧处，并且其中所述两个或更多个雷达收发器部件中的第二雷达收发器部件布置在所述显示元件(102)的第二侧处，其中所述显示元件(102)的所述第一侧不同于所述显示元件的所述第二侧。
18.根据权利要求17所述的触摸屏组件(100)，其中所述控制组件(16)被配置为基于对由所述第一雷达收发器的所述雷达发射器部件发射的电磁辐射的遮蔽或者对由所述第二雷达收发器的所述雷达发射器部件发射的电磁辐射的遮蔽来选择所述第一雷达收发器或所述第二雷达收发器以用于检测所述触摸输入。
19.一种移动终端(200)，包括根据权利要求14所述的触摸屏组件(100)。
20.一种触摸屏计算机(300)，包括根据权利要求14所述的触摸屏组件(100)，其中所述控制组件(16)由所述触摸屏计算机的中央处理单元实施。
21.一种用于检测对表面的触摸输入的设备(10)，所述设备(10)包括：
至少一个用于发射射频频谱中的电磁辐射的构件(12)；
至少一个用于接收由对所述表面执行所述触摸输入的对象反射的所述电磁辐射的一部分的构件(14)；以及
用于控制的构件(16)，所述用于控制的构件(16)被配置为：
接收与由所述至少一个用于接收的构件(14)接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息，并且
基于与由所述至少一个用于接收的构件(14)接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来检测对所述表面的所述触摸输入。
22.一种触摸屏设备(100)，包括根据权利要求21所述的设备(10)，其中待触摸的所述表面对应于显示构件(102)或对应于覆盖所述显示构件(102)的用于保护的构件(104)。
23.一种移动终端(200)，包括根据权利要求22所述的触摸屏设备(100)。
24.一种用于检测对表面的触摸输入的方法，所述方法包括：
发射(110)射频频谱中的电磁辐射；
接收(120)由对所述表面执行所述触摸输入的对象反射的所述电磁辐射的一部分；
接收(130)与所接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的信息；以及
基于与所接收的所述电磁辐射的所述一部分相关的所述信息来检测(140)对所述表面的所述触摸输入。
25.一种机器可读存储介质，包括程序代码，所述程序代码在被执行时使得机器执行根据权利要求24所述的方法。
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