[发明专利]感测装置与定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感测装置，特别是涉及使用音波进行感测的感测装置与定位方法。

背景技术

随着显示与触控技术的进步，可提供电子系统与使用者之间的人性化界面已广泛地应用于各种领域。例如，移动电话、显示面板、教学系统等等。常见的一种触控应用为超音波触控系统。超音波触控系统是基于检测物体产生的反射波与反射波的强度来检测物体的位置与相应指令。

现有的超音波触控系统发展出数个感测种类。其中一种超音波触控系统包含放置于待测物体周围的一个超音波发射器与多个超音波感测器。超音波发射器产生声波信号至前述的待测物体，而多个超音波感测器用以接收自待测物体反射的声波信号，藉此计算而定位出待测物体的相对位置。然而，在此应用中，需确保每一个超音波感测器需皆可接收到单一声波的反射信号，故在超音波感测器配置位置上会具有较大的限制。此外，当超音波感测器的数目过多时，会造成系统整体的计算量过大，造成后续的执行时间延迟。

另一种超音波触控系统则包含放置于待测物体周围的多个超音波收发器。多个超音波收发器用以分别同时地产生一声波信号，以在一预定距离内监测前述的待测物体。然而，在此系统中，必须在各个超音波收发器分别于前述的预定距离内接收完待测物体所反射的各个声波信号后，系统才可进行后续的定位计算。造成系统对于待测物体的定位更新率不足，造成无法即时地对当下的触控操作进行判断。

因此，如何能在使用超音波声波触控时，可以有效地改善检测更新率与有效率地计算待测物体的位置，是当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一实施例提供一种感测装置。感测装置装设于显示模块的周边以检测物体，其中显示模块具有用于显示影像的显示面。感测装置包含第一音波收发器、第二音波收发器与控制模块。第一音波收发器设置以发射第一音波，第二音波收发器设置以发射第二音波。且第一音波收发器与第二音波收发器还设置以接收根据第一音波与第二音波所产生的第一反射音波与第二反射音波，其中第一及第二音波的频率在50至70千赫兹之间。控制模块电性耦接第一及第二音波收发器，并设置以控制第一音波收发器与第二音波收发器，控制模块还根据前述的第一反射音波与第二反射音波计算物体相对于显示模块的位置。将第一与第二音波的频率设置于50至70千赫兹之间，可使第一音波收发器与第二音波收发器更准确地接收到第一与第二反射音波。

根据本发明对第一实施例更进一步的改良，其中第一音波在垂直显示面的垂直方向具有垂直波束角。垂直波束角为15～40度。

根据本发明对第一实施例更进一步的改良，其中第一音波在平行显示面的水平方向具有水平波束角。水平波束角为80～100度。

根据本发明对第一实施例更进一步的改良，其中控制模块还设置以控制第一音波收发器发射第一音波，并根据第一音波收发器接收到第一反射音波与否而选择控制第二音波收发器发射第二音波或者控制第一音波收发器再次发射第一音波，且第一音波与第二音波的传播路径至少有部分重迭。

根据本发明对第一实施例更进一步的改良，其中控制模块还设置以监测第一反射音波的强度是否大于或等于一临界值，且当第一反射音波的强度大于或等于临界值时，控制模块中断控制模块对第一反射音波强度大小的监测而根据第一反射音波大于或等于临界值的时段及第一音波发射的时段计算物体相对于第一音波收发器的距离。

根据本发明对第一实施例更进一步的改良，其中第一音波收发器具有一发射端。发射端设置以产生第一音波。第一音波收发器还具有吸音材料。吸音材料由发射端沿第一音波的传递方向延伸。

本发明的第二实施例提供一种感测装置。感测装置装设于显示模块的周边以检测物体，其中显示模块具有用于显示影像的显示面。感测装置包含第一音波收发器、第二音波收发器与控制模块。第一音波收发器设置以发射第一音波，第二音波收发器设置以发射第二音波。且第一音波收发器与第二音波收发器还设置以接收根据第一音波与第二音波所产生的第一反射音波与第二反射音波其中第一音波在垂直显示面的垂直方向具有垂直波束角，且垂直波束角为15～40度。控制模块电性耦接第一及第二音波收发器，并设置以控制第一音波收发器与第二音波收发器，控制模块还根据前述的第一反射音波与第二反射音波计算物体相对于显示模块的位置。藉由设置前述的垂直波束角，本实施例中的感测装置可具有更精确的感测距离，以避免误判。

根据本发明对第二实施例更进一步的改良，第一音波在平行显示面的水平方向具有一水平波束角，水平波束角为80～100度。