CN112075027A - 用于sar抑制的超声接近感测 - Google Patents

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Abstract

所公开的技术提供了一种具有缝隙天线组件的计算设备，该缝隙天线组件包括：被形成在计算设备壳体的金属外表面中的缝隙；被定位为通过缝隙将声波发射出去并且当声波被物体反射时接收通过缝隙进来的声波的反射部分的声学收发器；被耦合到声学收发器的接近检测器，其基于声波的发射与声波的反射部分的接收之间的时间间隔来确定物体与缝隙天线之间的物理间隔；以及基于所确定的物理间隔来调节缝隙天线的发射功率的发射功率控制器。

Description

用于SAR抑制的超声接近感测
背景技术
在某些管辖区中，存在比吸收率(SAR)标准，该标准对电子设备制造商施加最大能量吸收限制。这些标准对在发射射频(RF)天线的给定距离内的任何特定位置处可以发出的电磁辐射量施加了限制。对距设备几厘米(例如，0-3厘米)内的距离处的辐射限制给予了特别关注，在这种情况下用户可能会将人体部位放置在发射天线附近。为了符合SAR标准，很多设备配备有接近传感器和用于当在发射器附近检测到电介质(例如，人体部位)时降低发射载波信号的强度的电路系统。
发明内容
在至少一种实现中，所公开的技术提供了一种包括缝隙天线的计算设备。缝隙天线包括被形成在计算设备壳体的金属外表面中的缝隙。声学收发器被定位在计算设备内，以将声波通过缝隙发射出去并且当声波被附近物体反射时接收通过缝隙进来的声波的反射部分。被耦合到声学收发器的接近检测器基于声波的发射与声波的反射部分的接收之间的时间间隔(temporal separation)来确定物体与缝隙天线之间的物理间隔(physicalseparation)。基于缝隙天线与物体之间的所确定的物理间隔，发射功率控制器调节缝隙天线的发射功率
提供本“发明内容”以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本文中还描述和叙述了其他实现。
附图说明
图1示出了采用超声接近感测来抑制来自一个或多个缝隙天线的发射的比吸收率(SAR)的示例性计算设备的示意图。
图2示出了采用超声接近检测来抑制来自一个或多个缝隙天线的发射的比吸收率(SAR)的另一示例电子计算设备的透视图。
图3示出了采用超声接近检测来进行SAR抑制的另一示例性电子计算设备。
图4A示出了采用超声接近检测来进行SAR抑制的另一示例性电子计算设备的俯视示意图。
图4B示出了图4A的电子计算设备的截面侧视图。
图5示出了用于超声接近感测以标识物体在辐射缝隙天线的预定义范围内的示例操作。
图6示出了用于在超声接近感测中使用的示例计算设备。
具体实施方式
当前的接近感测技术引入了不期望的技术和设计约束，包括随着设备尺寸减小而产生的不期望的屏蔽和尺寸限制。朝着更小、更薄的移动设备的当前制造趋势推动了设备天线尺寸的对应减小。但是，较小的天线往往会在近场中驱动较高的发射，从而放大了人体组织可能吸收的能量的量。这种近场发射的增加有时可能会增加保持持续遵守适用的比吸收率(SAR)规则所需要的发射减小的大小。尽管在某些设备中电容感测接近传感器就足够了，但是当前天线设计的近场发射的增加推动了对比先前设计更大的电容性盘(pad)的需要，并且由于电容传感器可能会无意间屏蔽天线发射的这一事实，设计放置选项受到进一步限制。
本文中公开的实现提供了天线组件解决方案，该天线组件解决方案利用策略性地放置的超声接近感测组件以比现有的接近感测解决方案消耗设备外部上的更少的表面空间。这部分地是通过利用现有的天线特征还可以充当设备的接近感测系统的功能来实现的。在一种实现中，天线组件包括缝隙天线和包括声学收发器的接近传感器。在一种实现中，声学收发器利用缝隙天线中的缝隙作为用于发射传出声波并且接收从附近物体反射的声波的声音通道。
与基于电容性的接近感测系统中的电容焊盘不同，超声接近感测技术不会引入无意间屏蔽设备天线的传出RF的潜在可能。因此，与基于电容性的接近传感器组件相比，超声接近传感器的发射和接收组件可以放置在更靠近设备天线的位置。
在所公开的技术的一种实现中，孔位于缝隙天线的缝隙附近，并且其尺寸足够大以允许输出超声信号(例如，从扬声器)和/或输入超声信号(例如，向麦克风)。例如，缝隙天线的缝隙可以包含介电材料，介电材料自身的孔足够大以允许从相对于孔定位和对准的音频信号源输出超声信号。在一些实现中，多个这样的孔可以共同形成声波束，该声波束可以由孔的尺寸和取向来定向或引导(steer)。当声波穿过孔并且被附近物体反射时，可以为反射波计算飞行时间(TOF)并且将其用于准确计算到物体的距离。与基于电容的方法相比，音频发射器、音频接收器和设备天线的上述共同定位为接近感测系统提供了更紧凑的设计、以及物体与设备天线之间的距离的更准确的确定。
扬声器、麦克风和天线的共同定位可以使接近传感器准确地确定物体到缝隙天线的距离
图1示出了采用超声接近感测来抑制(mitigation)人对电磁波的吸收的示例性计算设备100的示意图。超声音频信号的工作频率高于人类的可听上限。这个可听上限因人而异，并且在健康的年轻人中约为20千赫(20,000赫兹)。通常，超声设备的工作频率范围为20kHz至几千兆赫，尽管100kHz是商用设备的典型上限。在所描述的技术中，可以采用超声接近感测来检测物体(诸如人体部位)的接近，并且响应于这样的检测而调节缝隙天线的发射功率以满足比吸收率(SAR)标准。
计算设备100至少部分封闭在外部金属壳体102中，并且超声接近感测电路104封闭在外部金属壳体102中，作为计算设备100的一部分。外部金属壳体102表示可以利用所描述的超声接近感测的计算设备100的潜在壳体类型，尽管可以在非金属壳体中使用所描述的技术来帮助SAR抑制。
另外，图1的计算设备100包括缝隙天线106，缝隙天线106包括由围绕介电材料112的外部金属壳体102的导电边缘形成的辐射缝隙。尽管其他实现可以采用包括电容性或寄生性的不同馈送结构，但是缝隙天线106包括用于向缝隙天线106的缝隙的边缘提供直接馈送130的天线信号源118。
孔108位于缝隙附近，并且其尺寸足够大以允许输出超声信号(例如，从扬声器)和/或输入超声信号(例如，向麦克风)。在图1中，孔108穿过天线106的辐射缝隙(例如，孔108是穿过介电材料112的通孔)。在其他实现中，孔108被形成为穿过外部金属壳体而不是穿过介电材料112，诸如在与缝隙的边缘相邻的金属区域中。尽管填充有介电材料112，但是缝隙天线106的辐射缝隙包括至少一个小孔108，超声信号可以通过该小孔108被输出(例如，从扬声器)和/或输入(例如，向麦克风)。在一种实现中，电介质112是塑料插入物。在其他实现中，电介质112是空气或其他介电材料(例如，玻璃、陶瓷)。
孔108被定位在接近缝隙天线106的辐射边缘(在缝隙的边缘的几毫米内)，以允许接近感测与缝隙天线106的发射操作相关联地发生。在所示出的实现中，以微电子电路芯片形式的音频部件114包括扬声器和麦克风对，尽管其他实现可以将麦克风和扬声器分离为不同的芯片，或者将输入和输出集成为执行扬声器功能和麦克风功能两者的单个机构。在一种实现中，扬声器和麦克风中的一者或两者呈微机电系统(MEMS)部件的形式，但是也可以采用其他扬声器和麦克风技术。音频部件114可以是被定位在计算设备100的天线的辐射元件附近的超声音频部件的集合或阵列中的一者。
在接近感测操作中，音频部件114从音频信号源116接收音频信号，并且通过孔108将超声音频信号输出到外部金属壳体102的外部。在一种实现中，音频信号源116被定位为对准并且接近孔108(例如，在1mm内，在2mm内，在3mm内)以通过孔发射声波并且响应于物体对声波的反射而通过孔接收声波的反射部分。在一些实现中，音频信号源116与孔108之间的对准是中心轴向对准，尽管其他对准可以偏离中心和/或在孔的主平面与音频信号源116的顶表面之间不平行地对准。在一些实现中，缝隙包含具有其自己的孔的介电材料，并且音频信号源116相对于该材料中的孔被定位和对准。在其他实现中，尤其是较大缝隙的情况下，多个音频信号源可以相对于单个缝隙被对准和定位。
如果在外部金属壳体102外部处的物体(诸如物体128)非常接近(例如，在几厘米内)，则所输出的超声音频信号会反射离开物体128，穿过孔108回去，并且由音频部件114的麦克风接收。所反射的超声音频信号由反射音频接收器(音频RX 120)处理，并且被传递到接近检测器122，该接近检测器122利用基于麦克风、扬声器和缝隙天线106的共同定位的计算来确定物体128与缝隙天线106之间的距离。在一种实现中，所输出的超声音频信号的输出时间与所接收的超声音频信号的接收时间之间的延迟(例如，飞行时间(TOF)值)表示到信号从其反射的物体128的距离。TOF值越小，物体越靠近。
如果接近检测器122确定TOF值满足接近条件(例如，小到足以表示物体离缝隙天线106足够近以保证发射功率调节)，则接近检测器122发信号通知发射功率控制器124调节从天线信号源118提供给缝隙天线106的功率。
接近检测器122和音频信号源116由接近检测控制器126控制，并且在一些实现中，由接近检测驱动器和/或SAR抑制驱动器控制。例如，接近检测控制器126可以打开和关闭超声接近感测部件，调节它们的参数(例如，频率、编码、定时、功耗、接近感测的范围)。在各种实现中，可以对所输出的超声音频信号的定时进行调制或编码，以允许接近检测器122在个体输出超声音频信号之间进行区分，以便使用正确的一对输入和输出信号来正确地计算TOF值。接近检测控制器122例如可以将音频信号输出时间传送给接近检测器122，使得接近检测器122可以基于对应的反射超声音频信号接收时间来确定TOF值。
超声接近感测可以用于区分涉及SAR抑制标准的物体(例如，人体部位)和不涉及SAR抑制标准的物体(例如，桌面)。在一种实现中，超声接近感测与一个或多个其他感测功能(例如，IR传感器或RGB相机)组合以辅助一类“人类检测”特征。例如，IR传感器可以用于确定引起超声波的接近反射的物体是否满足人类的温度轮廓，而不是非人类物体的温度轮廓(例如，被太阳加热的桌面的热表面)。
从孔108输出的超声音频信号可以形成声波束，该声波束可以由外部金属壳体102中的孔形成的声音通道的大小和取向来定向或引导。在图1中，针对穿过外部金属壳体102的孔的通道被示出为与外部金属壳体102的表面正交。然而，在其他实现中，穿过外部金属壳体102的这种通道可以与设备100的外表面不正交和/或以各种方式成形。这样的孔和音频部件的阵列可以沿着外部金属壳体102的表面和边缘被定位，以允许沿着这样的表面或边缘的接近感测声波束的时间扫描。
图2示出了采用超声接近检测来抑制来自一个或多个缝隙天线的发射的比吸收率(SAR)的示例电子计算设备200的透视图。在一种实现中，计算设备200与图1的截面图中所示的计算设备相同。作为示例而非限制，计算设备200被示出为平板电脑或移动电话。在其他实现中，计算设备200是具有无线通信能力的任何电子设备。计算设备200包括外部金属壳体202，该外部金属壳体202具有侧表面226(在视图B中更详细地示出)，该侧表面226包括形成在金属材料中的缝隙206。缝隙206的边缘耦合到馈送结构218，从而引起缝隙206作为缝隙天线进行辐射。
缝隙206填充有介电材料212，介电材料212具有至少一个孔230，通过该孔230，可以从由外部金属壳体202包裹的超声接近感测电路204所包括的声学收发器214中输出超声信号并且将超声信号输入到该声学收发器214中。为了简单起见，图2将接近感测电路204的各种部件示出为接近感测电路系统216，接近感测电路系统216可以被理解为至少包括向声学收发器214的扬声器馈送的音频信号源、从声学收发器214的麦克风接收输入的音频接收器、从音频接收器和音频信号源接收输入的接近检测器、以及选择性地将功率切换到音频信号源并且调节一个或多个相应音频参数(例如，频率、编码、定时、功耗、接近感测范围)的控制单元。以上关于图1示出了这样的部件相对于彼此的示例性布置。
发射功率控制器232从接近感测电路204接收输入，并且基于这些输入，选择性地调节由馈送结构218提供的馈送信号的功率。在一种实现中，接近感测电路系统216的接近检测器向发射功率控制器232提供指示缝隙206与在计算设备200附近检测到的邻近物体之间的所确定的距离的信号。在一种实现中，发射功率控制器232确定与物体距离相关联的最大SAR合规功率水平，并且在当前发射功率超过这样的值时将发射功率降低到等于或低于所确定的最大值。例如，发射功率控制器232可以基于从接近感测电路204接收的信号来确定物体已经在距缝隙天线206为2cm的距离处被检测到。发射功率控制器232访问表格以确定可以确保在2cm的距离处的SAR合规的最大发射功率，并且将缝隙天线206的发射功率降低到等于或低于所确定的最大值达预定时间段。
在一种实现中，发射功率控制器232实现用于控制缝隙天线206始终以SAR合规的最大功率进行辐射(例如，基于检测到的距物体的距离)的逻辑。关于图2未具体描述的计算系统200的其他方面可以与以上关于图1描述的相同或相似。
图3示出了采用超声接近检测来进行SAR抑制的另一示例性电子计算设备300。计算设备300包括具有侧表面326的外部金属壳体302，侧表面326包括缝隙天线306。缝隙天线306包括形成在侧表面的金属材料中的L形切口(缝隙)308。L形切口306的边缘由馈送结构318馈送，从而引起缝隙以目标频率进行辐射。L形切口306填充有电介质312。
超声音频收发器310、314、316(例如，MEMs部件)嵌入在计算设备300内，每个超声音频收发器具有在形成在电介质312中的对应孔(例如，孔320)下方成直线的输入部件(例如，麦克风)和输出部件(例如，发射器)，该对应孔足够大以允许发射超声音频信号。
除了缝隙天线306的L形切口308以外，侧表面326还包括辅助缝隙328，该辅助缝隙328可以填充有电介质，该电介质包括每个与下面的附加音频收发器322和324成直线的小孔。与L形切口308不同，辅助缝隙328没有被馈送RF信号，并且因此不作为缝隙天线进行辐射。相反，辅助缝隙328用于扩大电子设备300的接近感测系统的视场的目的。在其他实现中，除了或代替所示出的那些，附加音频收发器可以被定位为在各种其他位置处收集接近数据，包括在缝隙天线306的表面(例如，电子设备的侧表面)上的位置。
音频收发器310、314、316、322和324共同形成阵列，针对该阵列，由音频信号源334进行的音频信号发射由接近检测控制器(未示出)选择性地控制。根据一种实现，音频收发器310、314、316、322和324中的每个耦合到单独的音频信号馈送，对于该单独的音频信号馈送，功率可以由接近检测控制器独立地控制(例如，切换开/关)。
为了说明的简单，图3中的超声波束被示出为正交地远离侧表面326传播和朝向侧表面326传播回来。在一种实现中，传出和反射的音频波束可以以各种角度传播。例如，针孔形的孔(例如，孔320)可以引起音频波束在侧表面326与物体330之间传播圆锥形区域(例如，60度圆锥)(例如，如关于图4所示)。在一些实现中，孔可以成一定角度，以在相对于侧表面326非正交的方向上定向传出超声波束的中心。在一种实现中，使用频率调制的激励(通常被称为“线性调频”)克服由经典脉冲回波技术引入的限制。在超声中，可以使用线性调频激励，通过使用较长的脉冲持续时间增加总发射能量来增加范围，而分辨率则由信号带宽控制。
在各种实现中，可以采用各种波束成形和波束引导技术来提供感兴趣区域的目标覆盖，诸如针对其施加更加严格的SAR规则的天线组件附近的区域(例如，在2cm内)。可以通过选择性地调节每个孔(例如，孔320)的大小和形状以及通过将音频收发器相对于相关联的孔放置(例如，音频收发器310相对于孔320放置)作为目标来实现波束引导和波束成形。
当物体330(例如，人手)紧靠侧表面326(例如，几厘米)时，所发射的超声波向下通过孔(如图所示)被反射回来并且被各种音频收发器310、314、316、322和324的麦克风接收。使用各种技术(例如，调制信号的时序或编码输出)，接近检测器可以能够确定与每个接收到的反射信号分量相对应的发射源并且确定每个信号分量的发射与接收之间的TOF。
在一种实现中，接近检测控制器将来自阵列中不同音频收发器的传出音频脉冲时间错开一定量，该量允许系统确定与每个接收到的反射信号相对应的发射源。例如，接近检测控制器可以从头至尾扫描阵列中的音频收发器310、314、316、322和324，以从被连续定位的收发器中发出一系列时间上分离的音频脉冲(例如，从左到右或从右到左)以有效地标定(map)到物体330的一系列距离(例如，D1、D2、D3和D4)。在另一实现中，传出音频信号中的每个被成形(例如，利用模式进行编码)，从而允许接收到的反射信号与其发射源准确匹配。
使用以上技术中的任一者或任何合适的替代方式，设备300可以能够在限定的覆盖区域内标定物体相对于缝隙天线306的接近。在图3中，SAR边界332表示示例性边界，在该边界处，SAR规则规定了缝隙天线306的发射功率的强制性减小。在一种实现中，电子设备300包括响应于确定物体330在SAR边界332内部而将缝隙天线306的发射功率减小到限定的阈值水平的控制电路系统。
通过从头至尾扫描音频收发器310、314、316、322和324，接近控制器能够测量距离D1、D2、D3和D4并且推断斜线距离D5和D6(例如，基于基本三角函数原理和阵列中音频收发器310、314、316、322和324的每个相邻对之间的已知间隔)。在所示的情况下，接近检测器确定物体330没有越过SAR边界332；因此，在这种情况下，无需减小发射功率以确保符合SAR规则。
在一种实现中，设备300包括一个或多个IR传感器和/或RGB传感器以收集可以用于确定物体330是否是人类物体的数据。例如，位于音频收发器310、315、316、322和324之一的位置处或附近的IR传感器可以采样物体330的温度轮廓。如果温度轮廓对应于非生物物体的温度轮廓，则设备300可以主动调节缝隙天线306的发射功率。
图4A示出了采用超声接近检测来进行SAR抑制的另一示例性电子计算设备400的俯视示意图。计算设备400包括金属外部壳体，该金属外部壳体具有包括缝隙天线阵列406的侧表面426。尽管缝隙天线阵列406可以形成在任何金属外表面中，但是在一种实现中，侧表面426对应于计算设备400的最窄表面。
缝隙天线阵列406中的每个缝隙天线包括缝隙(例如，缝隙414)，该缝隙填充有电介质(例如，塑料插入物)。每个缝隙的边缘由独立的馈送源(例如，馈送源404)馈送，隔离是通过每对缝隙天线之间的目标间距(例如，使缝隙间距大于辐射波长)和/或通过在每个缝隙天线之间包括附加缝隙以进一步增强隔离来实现的。尽管未示出，但是缝隙天线阵列406中的每个天线还可以包括相位控制器和分离的放大器。在不同实现中，可以直接地，电容性地或寄生地馈送缝隙的边缘。缝隙天线阵列406中的每个缝隙在填充该缝隙的电介质中包括至少一个孔(例如，孔408)，并且每个这样的孔与对应的下面的音频部件(例如，MEMs音频部件412)对准。
MEMs部件共同形成音频部件阵列410，该音频部件阵列410是接近感测系统的一部分。在一种实现中，每个MEMs部件包括超声发射器(例如，扬声器)和超声接收器(例如，麦克风)。在另一实现中，音频部件阵列410中的一个或多个MEMs部件包括超声接收器，而不包括超声发射器。
在一种实现中，缝隙天线阵列406通过实现扫描模式来提供5G天线技术，在该扫描模式下，沿着缝隙天线阵列406中的每个天线扫描所发出的毫米波RF场(例如，带宽为1GHZ的28GHX或38GZ)。RF波束场从计算设备400的边缘波束形成出来，并且然后通过相位扫描沿着阵列被来回扫描。在一种实现中，缝隙的一端与紧邻缝隙的同一端之间的距离大约是操作频率的波长的一半。
在缝隙天线阵列406的操作期间，每个MEMS部件被控制为通过相关联的缝隙天线的对应孔来发出超声波。当孔是针孔形的并且正交于表面426时，每个MEMs部件生成基本上圆锥形的传出音频波束，如下面关于图4B更详细地示出的。在各种实现中，可以仔细选择孔尺寸、孔形状和相对于MEMs组件的孔位置，以提供对预定义的感兴趣的接近感测区域的目标覆盖。
在一个示例性接近感测操作期间，接近检测控制器扫描音频部件阵列410中的每个MEMS部件，以顺序地发出时间错开的音频脉冲(例如，从左到右或从右到左)。通过分析与每个脉冲相对应的脉冲反射的接收，接近检测控制器可以标定每个脉冲的TOF并且标定到附近物体的各种距离。
图4B示出了电子计算设备400的横截面侧视图。如图所示，缝隙天线阵列406中的每个缝隙由独立的馈送源馈送，并且包括孔(例如，孔408)，通过该孔(例如，孔408)，音频部件阵列410的对应部件(例如，MEM音频部件412)可以发射和接收音频信号。在图4B中，虚线指示可组合为总视场420的每个MEMS组件的视场。
图5示出了用于超声接近感测以标识在辐射缝隙天线的预定义范围内的(多个)物体的示例操作500。发射操作502通过形成在缝隙天线的缝隙内的孔来发射由音频信号源发出的超声波。在一种实现中，在填充形成在计算设备壳体的外部金属表面中的切口(例如，缝隙天线的缝隙)的介电材料内形成孔。在不同实现中，孔的尺寸和/或形状可以不同，以影响传出的超声波的期望成形和引导。
确定操作504确定嵌入电子设备壳体内的一个或多个音频接收器是否已经接收到所发射的超声波的反射部分。如果没有接收到反射信号，则天线控制操作512以预定义的最大发射功率来操作缝隙天线。
当确定操作504确定嵌入式音频接收器中的一个或多个接收到反射信号时，确定操作506基于传出超声信号与接收到的反射信号之间的时间和/或空间间隔来确定到反射音频信号的附近物体的距离。当已经计算出多个距离时(例如，当多个嵌入式音频部件接收到反射信号时)，“所确定的距离”可以是最短的计算距离和/或表示缝隙天线与物体之间的最近接近的距离。
在一种实现中，反射的音频信号在相对于音频信号发射源紧密靠近的、共同定位的超声接收器处被接收，使得传出信号和传入信号都经过计算设备的壳体中的相同孔。例如，接近感测系统可以利用超声发射器、超声接收器和缝隙天线的共同定位，与信号的所计算的TOF相结合，来确定缝隙天线与反射信号的物体之间的相对距离。
确定操作508确定与所确定的到物体的距离相关联的最大SAR合规发射功率。例如，如果在2-3cm范围内检测到物体，则接近感测系统可以访问所存储的表，以确定当人类或动物在缝隙天线的2-3cm的范围内时合法允许的缝隙天线的最大发射功率。天线控制操作510以所确定的最大SAR合规发射功率来操作缝隙天线，并且根据需要进行调节(例如，如果当前发射功率高于或低于所确定的最大SAR合规发射功率)。
在一些实现中，电子设备的接近感测系统使用次要类型的传感器(例如，IR传感器或RGB相机(未示出))来区分生物物体和非生物物体。例如，IR传感器可以捕获物体的温度轮廓，并且接近感测系统确定温度轮廓是对应于人类还是动物。在另一实现中，使用RGB传感器对物体成像，并且接近感测系统利用图像识别来确定物体是对应于人类还是动物。在确定物体为非生物物体的情况下，可以以预定的最大发射功率来操作缝隙天线。
图6示出了用于在超声接近感测中使用的示例计算设备600。示例计算设备600可以用于检测物体关于天线的接近，诸如在SAR抑制应用中。计算设备600可以是个人或企业计算设备，诸如膝上型计算机、移动设备、台式机、平板电脑、或服务器/云计算设备。计算设备600包括一个或多个处理器602和存储器604。存储器604通常包括易失性存储器(例如，RAM)和非易失性存储器(例如，闪存)。操作系统610和一个或多个应用640驻留在存储器604中，并且由处理器602执行。
一个或多个模块或段(诸如接近检测控制器、接近检测驱动器和/或SAR抑制驱动器)被加载到存储器604和/或存储装置620上的操作系统610中，并且由(多个)处理器602执行。诸如用户偏好、编码参数、超声频率偏好和硬件配置等数据可以被存储在存储器604或存储装置620中，并且可以由(多个)处理器可取回。存储装置620可以在计算设备600本地，或者可以是远程的并且通信地连接到计算设备600。
计算设备600包括电源616，电源616由一个或多个电池或其他电源供电并且向计算设备600的其他部件提供电力。电源616也可以被连接到覆写或为内置电池或其他电源充电的外部电源。
计算设备600可以包括一个或多个通信收发器630，通信收发器630可以连接到一个或多个天线632以提供到一个或多个其他服务器和/或客户端设备(例如，移动设备、台式计算机或便携式计算机)的网络连接性(例如，移动电话网络、
Figure BDA0002758072570000131
)。计算设备600还可以包括网络适配器636，网络适配器636是一种通信设备。计算设备600可以使用适配器和任何其他类型的通信设备来建立通过广域网(WAN)或局域网(LAN)的连接。应当理解，所示的网络连接是示例性的，并且可以使用用于在计算设备600与其他设备之间建立通信链路的其他通信设备和装置。
计算设备600可以包括一个或多个输入设备634，使得用户可以输入命令和信息(例如，键盘或鼠标)。这些和其他输入设备可以通过一个或多个接口638(诸如串行端口接口、并行端口或通用串行总线(USB))被耦合到服务器。计算设备600还可以包括显示器622，诸如触摸屏显示。
计算设备600可以包括各种有形处理器可读存储介质和无形处理器可读通信信号。有形处理器可读存储装置可以由计算设备600可以访问的任何可用介质来体现，并且包括易失性和非易失性存储介质、可移动和不可移动存储介质。有形处理器可读存储介质不包括无形通信信号，并且包括以用于存储诸如处理器可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性的可移动和不可移动存储介质。有形处理器可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CDROM、数字多功能磁盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或者可以用于存储期望信息并且可以由计算设备600访问的任何其他有形介质。与有形处理器可读存储介质相反，无形处理器可读通信信号可以体现处理器可读指令、数据结构、程序模块或驻留在调制数据信号中的其他数据，诸如载波或其他信号输运机制。术语“调制数据信号”是指其一个或多个特性以使得能够在信号中编码信息的方式被设置或改变的信号。作为示例而非限制，无形通信信号包括通过诸如有线网络或直接有线连接等有线介质以及诸如声学、RF、红外和其他无线介质等无线介质传播的信号。
一些实现可以包括一种制品。制品可以包括用于存储逻辑的有形存储介质。存储介质的示例可以包括能够存储电子数据的一种或多种类型的计算机可读存储介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写入或可重写存储器等。逻辑的示例可以包括各种软件元素，诸如软件部件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、操作段、方法、过程、软件接口、应用程序接口(API)、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、单词、值、符号或其任何组合。在一种实现中，例如，制品可以存储可执行计算机程序指令，该可执行计算机程序指令在由计算机执行时使计算机执行根据所描述的实施例的方法和/或操作。可执行计算机程序指令可以包括任何合适类型的代码，诸如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。可执行计算机程序指令可以根据预定义的计算机语言、方式或语法来实现，以指导计算机执行特定操作段。指令可以使用任何合适的高级、低级、面向对象、可视、编译和/或解释的编程语言来实现。
一种示例缝隙天线组件包括缝隙天线，该缝隙天线包括被形成在计算设备壳体的金属外表面中的缝隙。声学收发器被定位在缝隙附近以通过缝隙将声波发射出去并且响应于由物体对声波的反射而接收通过缝隙的声波的反射部分。缝隙天线组件还包括接近检测器和发射功率控制器。接近检测器被耦合到声学收发器，并且基于声波的发射与声波的反射部分被接收之间的时间间隔来确定物体与缝隙天线之间的物理间隔。发射功率控制器基于所确定的物理间隔来调节缝隙天线的发射功率。
在根据任一前述缝隙天线组件的一个示例缝隙天线组件中，声学收发器包括超声扬声器和超声麦克风。缝隙组件包括沿着缝隙的长度被分离的多个声学接收部件，每个声学接收部件被配置为发射声波并且接收相关联的发射声波的反射部分。接近检测器基于声波的发射与声波的相关联的反射部分在多个声学接收部件中的两个或更多个声学接收部件处被检测到之间的时间间隔来确定物体与缝隙天线之间的物理间隔。
在根据任一前述缝隙天线组件的另一示例缝隙天线组件中，接近检测器基于缝隙的形状和取向中的至少一项来确定到物体的距离。
在根据任一前述缝隙天线组件的又一示例缝隙天线组件中，缝隙天线还包括红外传感器。当由红外传感器收集的测量在与人体相对应的测量范围内时，发射功率控制器调节缝隙天线的发射功率。
在根据任一前述缝隙天线组件的又一示例缝隙组件中，缝隙被填充有电介质，并且孔被形成在电介质中。
在根据任一前述缝隙天线组件的又一示例缝隙组件中，声学收发器被配置为通过孔发射声波。
在根据任一前述缝隙天线组件的又一示例缝隙组件中，缝隙天线还包括：多个缝隙天线，每个缝隙天线包括被形成在计算设备壳体的金属外表面中的缝隙；以及声学收发器的阵列，每个声学收发器被定位在多个缝隙天线中的相关联的缝隙天线的缝隙附近。缝隙天线组件还包括接近检测控制器，该接近检测控制器被配置为通过将功率顺序地切换到阵列中的声学收发器中的每个声学收发器来生成时间上分离的音频脉冲的序列。接近检测器被配置为基于所发出的声学脉冲的定时或编码来确定与声波的反射部分相关联的发射源。
本文中公开的一种示例方法包括：通过被形成在计算设备壳体的金属外部中的缝隙天线的缝隙发射声波；响应于由物体对声波的反射而在声学接收器处接收通过缝隙返回的声波的反射部分；基于声波的发射与声波的反射部分的接收之间的时间间隔来确定缝隙天线与物体之间的物理间隔；以及基于所确定的物理间隔来调节缝隙天线的发射功率。
根据本文中公开的任一前述方法的示例方法还包括：在计算设备壳体内的多个声学接收部件中的每个声学接收部件处接收声波的不同反射部分；以及基于声波的发射与声波的反射部分在多个声学接收部件中的两个或更多个声学接收部件处被检测到之间的时间间隔来确定物理间隔。
在根据任一前述方法的另一示例方法中，确定物理间隔还包括基于缝隙的形状和取向中的至少一项来确定物理间隔。
在根据任一前述方法的又一示例方法中，该方法还包括：确定由红外传感器收集的测量是否在与人体相对应的测量范围内；以及响应于确定测量确实在测量范围内，调节缝隙天线的发射功率。
在根据任一前述方法的又一示例方法中，缝隙被填充有电介质，并且孔被形成在电介质中。
在根据任一前述方法的另一示例方法中，发射声波还包括通过孔发射声波。
在根据任一前述方法的又一示例方法中，计算设备壳体包括声学发射器的阵列，并且该方法还包括：通过将功率顺序地切换到阵列中的多个声学发射器中的每个声学发射器来生成时间上分离的声学脉冲的序列；以及基于声学脉冲的定时或编码来确定与声波的反射部分相关联的发射源。
本文中公开的一种示例存储器设备对用于执行计算机过程的计算机可执行指令进行编码，该计算机过程包括：通过被形成在计算设备壳体的金属外部中的缝隙天线的缝隙发射声波；响应于由物体对声波的反射而在声学接收器处检测通过缝隙返回的声波的反射部分；基于声波的发射与声波的反射部分的接收之间的时间间隔来确定缝隙天线与物体之间的物理间隔；以及基于所确定的物理间隔来调节缝隙天线的发射功率。
在根据任一前述存储器设备的另一示例存储器设备中，该计算机过程还包括：在计算设备壳体内的多个声学接收部件中的每个声学接收部件处接收声波的不同反射部分；以及基于声波的发射与声波的反射部分在多个声学接收部件中的两个或更多个声学接收部件处被检测之间的时间间隔来确定物理间隔。
在根据任一前述存储器设备的另一示例存储器设备中，计算设备壳体包括声学发射器的阵列。该计算机过程还包括：通过将功率顺序地切换到阵列中的多个声学发射器中的每个声学发射器来生成时间上分离的音频脉冲的序列；以及基于所发出的时间上分离的声学脉冲的定时或编码来确定与声波的反射部分相关联的发射源。
在根据任一前述存储器设备的另一示例存储器设备中，缝隙被填充有电介质，并且孔被形成在电介质中。
在根据任一前述存储器设备的另一示例存储器设备中，通过缝隙发射声波还包括通过孔发射声波。
本文中公开的一种示例系统包括：用于通过被形成在计算设备壳体的金属外部中的缝隙天线的缝隙发射声波的装置；用于响应于由物体对声波的反射而在声学接收器处接收通过缝隙返回的声波的反射部分的装置；用于基于声波的发射与声波的反射部分的接收之间的时间间隔来确定缝隙天线与物体之间的物理间隔的装置；以及用于基于所确定的物理间隔来调节缝隙天线的发射功率的装置。
本文中描述的实现被实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。逻辑操作可以被实现为：(1)在一个或多个计算机系统中执行的一系列处理器实现的步骤，以及(2)一个或多个计算机系统内的互连的机器或电路模块。实现是选择问题，具体取决于所使用的计算机系统的性能要求。因此，组成本文中描述的实现的逻辑操作被不同地称为操作、步骤、对象或模块。此外，应当理解，逻辑操作可以以任何顺序执行，除非另外明确声明或者权利要求语言固有地需要特定顺序。

Claims (15)

1.一种缝隙天线组件，包括：
缝隙天线，包括被形成在计算设备壳体的金属外表面中的缝隙；
声学收发器，被定位在所述缝隙附近，以通过所述缝隙将声波发射出去，并且响应于由物体对所述声波的反射而接收通过所述缝隙的所述声波的反射部分；
接近检测器，被耦合到所述声学收发器，所述接近检测器基于所述声波的发射与所述声波的所述反射部分的接收之间的时间间隔来确定所述物体与所述缝隙天线之间的物理间隔；以及
发射功率控制器，基于所确定的所述物理间隔来调节所述缝隙天线的发射功率。
2.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，其中所述声学收发器包括超声扬声器和超声麦克风。
3.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，还包括：
沿着所述缝隙的长度被分离的多个声学接收部件，每个声学接收部件被配置为发射声波以及接收相关联的被发射的所述声波的反射部分，其中所述接近检测器基于所述声波的发射与所述声波的相关联的所述反射部分在所述多个声学接收部件中的两个或更多个声学接收部件处被检测到之间的时间间隔，来确定所述物体与所述缝隙天线之间的所述物理间隔。
4.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，其中所述接近检测器基于所述缝隙的形状和取向中的至少一项来确定到所述物体的距离。
5.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，还包括红外传感器，其中当由所述红外传感器收集的测量在与人体相对应的测量范围内时，所述发射功率控制器调节所述缝隙天线的所述发射功率。
6.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，其中所述缝隙被填充有电介质，并且孔被形成在所述电介质中。
7.根据权利要求6所述的缝隙天线组件，其中所述声学收发器被配置为通过所述孔发射所述声波。
8.根据权利要求1所述的缝隙天线组件，还包括：
多个缝隙天线，每个缝隙天线包括被形成在计算设备壳体的所述金属外表面中的缝隙；以及
声学收发器的阵列，所述声学收发器中的每个声学收发器被定位在所述多个缝隙天线中的相关联的缝隙天线的缝隙的附近；以及
接近检测控制器，被配置为通过将功率顺序地切换到所述阵列中的所述声学收发器中的每个声学收发器来生成时间上分离的音频脉冲的序列，所述接近检测器被配置为基于所发出的所述声学脉冲的定时或编码来确定与所述声波的所述反射部分相关联的发射源。
9.一种方法，包括：
通过被形成在计算设备壳体的金属外部中的缝隙天线的缝隙发射声波；
响应于由物体对所述声波的反射而在声学接收器处接收通过所述缝隙返回的所述声波的反射部分；
基于所述声波的发射与所述声波的所述反射部分的接收之间的时间间隔来确定所述缝隙天线与所述物体之间的物理间隔；以及
基于所确定的所述物理间隔来调节所述缝隙天线的发射功率。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述计算设备壳体内的多个声学接收部件中的每个声学接收部件处接收所述声波的不同反射部分；
基于所述声波的发射与所述声波的所述反射部分在所述多个声学接收部件中的两个或更多个声学接收部件处被检测到之间的时间间隔来确定所述物理间隔。
11.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述物理间隔还包括：
基于所述缝隙的形状和取向中的至少一项来确定所述物理间隔。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定由红外传感器收集的测量是否在与人体相对应的测量范围内；以及
响应于确定所述测量确实在所述测量范围内，调节所述缝隙天线的所述发射功率。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述缝隙被填充有电介质，并且孔被形成在所述电介质中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中发射所述声波还包括通过所述孔发射所述声波。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述计算设备壳体包括声学发射器的阵列，并且所述方法还包括：
通过将功率顺序地切换到所述阵列中的多个声学发射器中的每个声学发射器来生成时间上分离的声学脉冲的序列；以及
基于所述声学脉冲的定时或编码来确定与所述声波的所述反射部分相关联的发射源。
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