專利名稱：一種手機電容屏距離探測裝置及其距離探測方法
技術領域：
本發明涉及距離探測領域，尤其涉及一種手機電容屏距離探測裝置及其距離探測方法。
背景技術：
電容屏手機，尤其是智能手機，其操作通過觸摸電容屏實現，在接聽電話通話手機接近耳部時，會觸摸到屏幕造成誤操作。針對此問題，業界通常是通過安裝在受話器附近的一個紅外光距離傳感器探測耳部距受話器的距離，當耳部與受話器之間的距離小于一定值時，關閉電容屏的觸摸功能和屏的背光，從而解決電容屏的誤觸發現象。
通用的紅外光距離傳感器，由紅外光發射器和接收器兩部分組成，在手機通話過程中需一直處于工作狀態，這樣額外增加了手機的成本和功耗，因而有必要提出一種新的解決方案。發明內容
本發明的目的在于提供一種手機電容屏距離探測裝置以及距離探測方法，利用超聲波來實現距離探測，簡化設計，降低手機的實現成本和功耗。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種手機電容屏距離探測裝置，所述手機包括受話器驅動單元，該距離探測裝置包括依次連接的受話器、音頻電信號雙工器、超聲波電信號收發器以及超聲波信號處理器，所述音頻電信號雙工器同時串接于所述受話器驅動單元與受話器之間；其中，所述音頻電信號雙工器，用于接收來自受話器驅動單元的語音音頻信號和來自超聲波電信號收發器的超聲波電信號并將其混合后發送給受話器，還用于接收受話器返回的超聲波電信號并將其返回給超聲波電信號收發器；所述受話器，用于將來自音頻電信號雙工器的音頻電信號轉變為聲波信號后發出；還用于將被反射回的超聲波信號轉換為超聲波電信號后發送給音頻電信號雙工器；所述超聲波電信號收發器，用于在超聲波信號處理器的控制下按照發射序列發射超聲波電信號至音頻電信號雙工器；還用于接收音頻電信號雙工器返回的超聲波電信號，據此得出接收序列后發送給超聲波信號處理器；所述超聲波信號處理器，用于控制超聲波電信號收發器發射超聲波電信號；還用于根據所述發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。
優選地，所述音頻電信號雙工器的超聲波音頻端口與超聲波電信號收發器連接、 語音音頻端口與受話器驅動單元連接，且所述超聲波音頻端口和語音音頻端口相互隔離； 所述受話器的端口與超聲波音頻端口在超聲波波段直通、在語音音頻端口在語音波段直通。
優選地，所述超聲波電信號收發器，還用于對所接收到的超聲波電信號進行放大處理。
優選地，所述超聲波電信號收發器，還用于對所接收到的超聲波電信號進行噪聲濾除處理。
一種手機電容屏距離探測方法，包括步驟在手機通話過程中，按照預定的超聲波發射序列產生超聲波電信號，將該超聲波電信號與語音音頻信號混合后發送給受話器；受話器將所述語音音頻信號轉換為語音聲波信號后發出，將所述超聲波電信號轉換為超聲波信號后發出；在超聲波信號經反射面反射后，受話器接收被反射回的超聲波信號并將其轉換為超聲波電信號；根據返回的超聲波電信號得到與所述發射序列相對應的接收序列，再根據所述發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。
優選地，該方法還包括對于受話器接收到的被反射回的超聲波電信號進行放大處理。
優選地，該方法還包括對于受話器接收到的被反射回的超聲波電信號進行噪聲濾除處理。
優選地，該方法中，按照公式S= AtX U +2來計算反射面與受話器的距離；其中， 所述S為受話器與反射面之間的距離，At為超聲波發射和接收時延，u為聲波在空氣中傳播速度。
與現有技術相比，本發明實施例具有以下有益效果本發明實施例可利用受話器來發射按照一定序列產生的超聲波信號和接收被通話者反射回的超聲波信號，進而根據發射序列和接收序列之間的時延來計算得出通話者與受話器的距離，與傳統的紅外光探測方式相比，具有成本低、設計簡單、功耗低等優點。


圖I是本發明實施例提供的手機電容屏距離探測裝置的原理結構圖。
圖2是本發明實施例提供的手機電容屏距離探測方法流程圖。
圖3是本發明實施例提供的超聲波電信號的發射序列與接收序列示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
本實施例中手機電容屏距離探測裝置主要包括以下部分受話器、音頻電信號雙工器、超聲波電信號收發器以及超聲波信號處理器。如圖I所示，受話器、音頻電信號雙工器、超聲波電信號收發器以及超聲波信號處理器依次連接，音頻電信號雙工器同時串接于受話器驅動單元與受話器之間。
音頻電信號雙工器，用于接收語音音頻信號和超聲波電信號并將其混合后發送給受話器，接收受話器返回的超聲波電信號并返回給超聲波電信號收發器；受話器，除具有普通受話器功能外，還用于將音頻電信號轉變為聲波信號發出，將被反4射回的超聲波信號轉換為超聲波電信號后發給音頻電信號雙工器；超聲波電信號收發器，用于在超聲波信號處理器的控制下按照發射序列發射超聲波電信號至音頻電信號雙工器，還用于接收音頻電信號雙工器返回的超聲波電信號，據此得到接收序列后發送給超聲波信號處理器；超聲波信號處理器，用于控制超聲波電信號收發器發射超聲波電信號；還用于根據發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。
上述手機電容屏距離探測裝置的工作原理為在超聲波信號處理器的控制下，超聲波電信號收發器按一定的序列發出超聲波電信號，該超聲波電信號與語音音頻信號混合后由受話器轉換為聲波信號(分別轉換為語音聲波信號和超聲波信號)發出，其中的超聲波信號經通話者反射后由受話器接收并沿相反方向返回至超聲波信號處理器，超聲波信號處理器再根據發射與接收的時延計算通話者與受話器的距離。
請參閱圖2，本實施例中上述裝置的距離探測方法具體包括以下步驟201、超聲波信號處理器控制超聲波電信號收發器按照預定的超聲波發射序列產生超聲波電信號。
202、音頻電信號雙工器接收超聲波電信號和語音音頻信號，將該超聲波電信號與語音音頻信號混合為一路音頻電信號后發送給受話器。
203、受話器將所接收到的音頻電信號轉換為聲波信號后發射出去。具體地，語音音頻信號轉換為語音聲波信號，超聲波電信號轉換為超聲波信號。受話器發出的超聲波信號超出了人耳的聽力范圍，通話者感覺不到，但是遇到通話者會反射回去。
204、在超聲波信號經反射面(即通話者)反射后，受話器接收被反射回的超聲波信號，并將其轉換為超聲波電信號后經音頻電信號雙工器返回給超聲波電信號收發器。
205、超聲波電信號收發器將接收到的微弱的超聲波電信號進行放大及噪聲濾波處理后得到接收序列。如圖3所示的發射序列和接收序列。
206、超聲波信號處理器根據上述發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離，其計算公式為=S=AtX u +2 ;其中S為受話器與反射面之間距離，At為超聲波發射和接收時延，U為聲波在空氣中傳播速度。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種手機電容屏距離探測裝置，所述手機包括受話器驅動單元，其特征在于，該距離探測裝置包括依次連接的受話器、音頻電信號雙工器、超聲波電信號收發器以及超聲波信號處理器，所述音頻電信號雙工器同時串接于所述受話器驅動單元與受話器之間；其中，所述音頻電信號雙工器，用于接收來自受話器驅動單元的語音音頻信號和來自超聲波電信號收發器的超聲波電信號并將其混合后發送給受話器，還用于接收受話器返回的超聲波電信號并將其返回給超聲波電信號收發器；所述受話器，用于將來自音頻電信號雙工器的音頻電信號轉變為聲波信號后發出；還用于將被反射回的超聲波信號轉換為超聲波電信號后發送給音頻電信號雙工器；所述超聲波電信號收發器，用于在超聲波信號處理器的控制下按照發射序列發射超聲波電信號至音頻電信號雙工器；還用于接收音頻電信號雙工器返回的超聲波電信號，據此得出接收序列后發送給超聲波信號處理器；所述超聲波信號處理器，用于控制超聲波電信號收發器發射超聲波電信號；還用于根據所述發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。
2.如權利要求I所述的手機電容屏距離探測裝置，其特征在于，所述音頻電信號雙工器的超聲波音頻端口與超聲波電信號收發器連接、語音音頻端口與受話器驅動單元連接， 且所述超聲波音頻端口和語音音頻端口相互隔離；所述受話器的端口與超聲波音頻端口在超聲波波段直通、在語音音頻端口在語音波段直通。
3.如權利要求2所述的手機電容屏距離探測裝置，其特征在于，所述超聲波電信號收發器，還用于對所接收到的超聲波電信號進行放大處理。
4.如權利要求2或3所述的手機電容屏距離探測裝置，其特征在于，所述超聲波電信號收發器，還用于對所接收到的超聲波電信號進行噪聲濾除處理。
5.一種手機電容屏距離探測方法，其特征在于，該方法包括步驟在手機通話過程中，按照預定的超聲波發射序列產生超聲波電信號，將該超聲波電信號與語音音頻信號混合后發送給受話器；受話器將所述語音音頻信號轉換為語音聲波信號后發出，將所述超聲波電信號轉換為超聲波信號后發出；在超聲波信號經反射面反射后，受話器接收被反射回的超聲波信號并將其轉換為超聲波電信號；根據返回的超聲波電信號得到與所述發射序列相對應的接收序列，再根據所述發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。
6.如權利要求5所述的手機電容屏距離探測方法，其特征在于，該方法還包括對于受話器接收到的被反射回的超聲波電信號進行放大處理。
7.如權利要求5或6所述的手機電容屏距離探測方法，其特征在于，該方法還包括對于受話器接收到的被反射回的超聲波電信號進行噪聲濾除處理。
8.如權利要求5所述的手機電容屏距離探測方法，其特征在于，該方法中，按照公式S= AtX u +2來計算反射面與受話器的距離；其中，所述S為受話器與反射面之間的距離，At 為超聲波發射和接收時延，U為聲波在空氣中傳播速度。
全文摘要
本發明提供了一種手機電容屏距離探測裝置及其距離探測方法，其中的距離探測裝置包括依次連接的受話器、音頻電信號雙工器、超聲波電信號收發器以及超聲波信號處理器，音頻電信號雙工器還串接于受話器驅動單元與受話器之間。音頻電信號雙工器，用于接收語音音頻信號和超聲波電信號并將其混合發送給受話器，接收反射回的超聲波電信號；受話器，用于將音頻電信號轉變為聲波信號發出，將被反射回的超聲波信號轉換為超聲波電信號；超聲波電信號收發器，用于發射超聲波電信號及接收返回的超聲波電信號；超聲波信號處理器，用于根據發射序列和接收序列之間的時延計算出反射面與受話器的距離。與傳統方式相比，本發明具有成本低、設計簡單、功耗低等優點。
文檔編號G01S15/08GK102540191SQ201210008078
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者趙小林 申請人:深圳市中興移動通信有限公司