接近检测的制作方法

1.本教导涉及一种用于电子设备的接近检测(proximity detection)的方法。


背景技术：

2.诸如移动电话之类的电子设备通常包括用于对对象(例如用户的身体部位)的接近进行检测的接近传感器。这种接近传感器的主要功能之一是检测用户在进行电话通话过程中何时将设备靠近他们的耳朵，在这种情况下，移动设备的触摸屏被禁用或关闭以防止由于用户的耳朵或其他身体部位与移动设备的屏幕无意接触引起的错误触摸事件。由于在用户通话时通常不使用触摸屏，并且将设备放置在靠近头部或耳朵附近的位置，因此可以关闭触摸屏控制器或将其配置为低功耗模式以节省电力。此外，设备的屏幕照明通常也被禁用以节省电力。通常使用红外(“ir”)接近传感器，但超声接近传感器也是已知的。涉及超声接近传感器的解决方案的一个示例在ep2271134和us2017329431中讨论，使用发射器和麦克风来检测对象的接近，而us2014126730旨在通过测量温度来校准喇叭(speaker)以避免过载。
3.在大多数移动设备中，都需要覆盖检测模式。覆盖检测是一种近距离接近检测，通常用于确定移动设备的屏幕是应该启用或是从禁用状态被唤醒。因此，覆盖检测系统的重要目的之一是防止屏幕在不应该被启用时被启用。通过这样做，可以防止由于无意启用电子设备的屏幕而导致的无意触摸事件和操作。类似地，覆盖检测模式也应该是可靠的，以允许用户在用户打算操作设备时快速访问屏幕。希望覆盖检测系统能够可靠地区分应该启用屏幕的事件和应该保持禁用屏幕或使屏幕处于睡眠状态的事件。覆盖检测应该快速响应以获得流畅的用户体验。
4.一些用户可能更喜欢将他们的移动设备放在保护套中，以保护设备和使设备个性化。保护套可以有多种类型，例如翻盖壳和钱包，它们在关闭时会包围设备屏幕的至少一部分。一些移动设备调整设备的屏幕以在翻盖(flip-cover)关闭或覆盖屏幕时通过翻盖中的半透明或透明窗口显示专用视图或菜单。
5.在市场上可用的情况下，例如，可以使用移动设备的触摸屏传感器来检测屏幕上是否存在翻盖，或者用于覆盖屏幕的翻盖的一部分可配备专用传感器，例如近场通信(“nfc”)传感器或磁传感器，当盖的屏幕部分进入移动设备的屏幕的预确定距离内时触发翻盖壳检测模式。需要专用或专门的传感器进行覆盖检测的盖可能更昂贵且对客户的吸引力较小。
6.因此，需要一种用于覆盖检测的替代方法和一种覆盖检测系统。


技术实现要素：

7.至少现有技术固有的一些问题将被示出为通过所附独立权利要求的特征得到解决。
8.因此，本发明不依赖于使用麦克风来检测返回信号，而是旨在直接评估扬声器
(loudspeaker)参数，因为对象的紧密接近会影响喇叭工作条件的性能。接近会影响喇叭的工作条件，因为对象位于与发射的声学信号波长相当的范围内。例如，朝向对象向外移动的喇叭将对喇叭和对象之间的压力积累比通常更大的事实敏感，因为不允许压力波从喇叭自由移动。这将限制膜移动或增大移动膜所需的力，并且表示可由根据本发明的喇叭控制系统所测量的参数。
9.因此，与喇叭有关的参数与喇叭是否能够接收声学信号无关，它们仅与在现有的工作条件下的喇叭本身有关。当工作条件因紧密接近喇叭的对象而发生变化时，它可能会检测到。
10.当从第一视角观察时，可以提供一种电子设备，该电子设备包括：
11.第一部分，该第一部分被配置为生成音频信号；
12.用于生成声学信号的扬声器；其中扬声器可以包括可移动膜，但扬声器也可以替代地包括：具有压电致动器的玻璃屏幕或被配置为传输声音的麦克风，使得膜在被下面提到时也可以理解为玻璃屏幕或麦克风的有源部分。
13.该装置还包括喇叭保护模块，该喇叭保护模块包括处理单元，喇叭保护模块被配置为：
[0014]-在处理单元处接收所述音频信号；和
[0015]-经由处理单元，使用与扬声器有关的一个或更多个参数来生成受控音频信号；
[0016]
放大器，该放大器被配置为至少放大所述受控音频信号以生成经放大的音频信号，该经放大的音频信号被传送到扬声器以产生声学信号，其中
[0017]
受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到所述一个或更多个参数而被确定为对所述扬声器而言是安全的幅度；并且其中
[0018]
该电子设备还包括：
[0019]
第二部分，该第二部分被配置为对与扬声器有关的所述一个或更多个参数中的至少一个参数进行分析，以对可移动膜的响应的变化进行检测，该响应的变化是由存在于膜的声学路径中的对象引起的，并且该第二部分被配置为：基于对至少一个参数的分析来确定对象是否位于紧密接近电子设备的位置。
[0020]
如在本说明书中将理解的，术语“音频信号”将指代下述电信号：该电信号表示在适用于可用换能器的范围内的可听范围内或外要发送或已接收的声学信号。紧密接近(close proximity to，非常接近、很接近)广义上是指距扬声器的距离小于5厘米。
[0021]
应当理解，经放大的音频信号依赖于受控的音频信号。换言之，经放大的音频信号至少部分地包括乘以放大器的增益的受控音频信号，或者可以说经放大的音频信号至少部分地包括经放大的受控音频信号。
[0022]
应当理解，通过这样做，与扬声器有关的一个或更多个参数不仅可以用于将受控音频信号适应性地修改成使得提供给扬声器的经放大的音频信号在扬声器的偏移和/或热限制之内，还用于实现覆盖检测或近距离接近检测。这可以在成本、设计甚至性能方面带来显著优势。通过使用现有的用于喇叭保护的硬件，所提出的电子设备和spm也可用于近距离接近测量。因此可以避免对单独的接近检测系统的要求。
[0023]
将理解，完成对可移动膜的响应的变化的检测或测量可以至少部分地使用为了对受控音频信号的幅度进行监测和/或修改而测量的相同扬声器参数，因为该幅度位于确定
为安全的幅度内。对响应的变化的测量甚至可以与使用扬声器参数来监测幅度几乎同时进行。
[0024]
应当理解，响应的变化可以主要由声学信号的反射与扬声器的相互作用引起，该扬声器包括膜或具有压电致动器的玻璃屏幕，或者可以是被配置为传输声音的麦克风。与对象存在于声学路径中使得至少一部分声学信号被反射回膜的情况相比，当在由膜生成的声学信号的声学路径中不存在对象时膜的响应是不同。当反射信号到达膜时，至少一些声能将被传送到膜，这将导致膜的响应的变化。申请人已经意识到可以通过对扬声器参数中已经用于喇叭保护的至少一些参数进行监测来测量这种响应的变化。与通常的声学检测系统相比，它不需要先发射然后再在换能器处收听。可以在验证扬声器安全限制的同时执行检测。这与spm可以同时执行两种功能的优势相结合时在商业和技术上都具有显著优势。
[0025]
进一步的优点可以是，在电子设备正在播放音频的情况下，如果存在于设备中的单独的覆盖检测系统可以被禁用，并且spm可用于覆盖检测或短距离接近检测。这可以节省电力，从而提高可用电池时间。
[0026]
根据一方面，一个或更多个参数中的至少一些参数用于限定扬声器模型。扬声器模型可以存储在spm和/或电子设备的另一个可访问部分中的存储器中。扬声器模型可以代表扬声器的传送函数。因此，电子设备可以经由喇叭保护模块，或更具体地经由处理单元，确定扬声器对给定音频输入信号值的预期响应。可以在喇叭保护模块的音频输入处提供音频输入信号值。spm可以通过校准或以实时方式来动态更新扬声器模型。spm可以使用一个或更多个校准信号，例如用于对扬声器模型进行校准的导频音(pilot tone)。
[0027]
根据另一方面，所述电子设备还被配置为通过相同的扬声器或不同的换能器发送超声信号。本领域技术人员将理解，超声换能器是一种声学换能器，其基于超声范围内的声学信号的发送和/或接收。超声信号位于典型的人类听觉范围之外，因此它们可以单独或与音频信号(例如，在电话通话期间的音乐播放或喇叭输出)同时从电子设备传输。因此，电子设备可以通过扬声器以与可听声学信号同时的方式使用超声接近检测或以代替可听声学信号的方式使用超声接近检测。电子设备甚至可以包括用于接收超声信号或超声信号反射的一个或更多个超声接收器。
[0028]
根据一方面，与扬声器有关的一个或更多个参数中的至少一个参数是从经放大的音频信号得出的。例如，至少一个参数是从经放大的音频信号得出的i/v信号。因此，一个或更多个参数中的至少一个参数是与扬声器有关的电信号。那些参数中的至少一个参数也可以是i/v信号的参考值。那些参数中的一些参数甚至可以是模型参数或阈值，通过经放大的音频信号得出的与扬声器有关的相应电信号与模型参数或阈值进行比较或甚至相关联。
[0029]
根据一方面，第二部分至少部分地是处理单元的一部分。通过至少部分地重新利用已经由处理单元执行的处理来生成受控音频信号，这可以在成本甚至性能方面具有进一步的优势。因此，就硬件而言，第二部分可以是与处理单元相同的处理器。
[0030]
因此，还可以提供一种喇叭保护模块，该喇叭保护模块包括：
[0031]
受控输出，该受控输出被配置为经由处理单元生成受控音频信号；
[0032]
放大器输出，该放大器输出被配置为将经放大的音频信号传送到扬声器；
[0033]
放大器，该放大器被配置为至少放大所述受控音频信号以生成经放大的音频信号，其中
[0034]
受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到从经放大的音频信号提取的一个或更多个参数而被确定为对扬声器而言是安全的幅度；并且其中
[0035]
处理单元还被配置为：对从经放大的音频信号提取的一个或更多个参数中的至少一个参数进行分析，以对扬声器的响应的变化进行检测，从而确定紧密接近扬声器的对象的存在。该设备还可以包括音频输入，该音频输入被配置为在处理单元被配置为接收所述音频信号的位置接收音频信号。
[0036]
从另一个角度来看，还可以提供一种用于对电子设备附近的对象进行检测的方法，该方法包括：
[0037]-在音频输入处接收音频信号；
[0038]-使用处理单元处理音频信号；
[0039]-经由处理单元，使用与扬声器有关的一个或更多个参数来生成受控音频信号；
[0040]-使用放大器来至少放大所述受控音频信号，由此在放大器输出处生成经放大的音频信号；其中，受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到一个或更多个参数被确定为对扬声器而言是安全的幅度，
[0041]-将经放大的输出信号传送到以可操作方式连接在放大器输出处的扬声器；
[0042]-使用经放大的音频信号来确定与扬声器有关的参数中的至少一个参数；
[0043]-经由扬声器的可移动膜，依赖于经放大的输出信号而生成声学信号；
[0044]-对与扬声器有关的所述一个或更多个参数中的至少一个参数进行分析，以对可移动膜的响应的变化进行检测；响应的变化是由存在于膜的声学路径中的对象引起的，
[0045]-基于分析来确定对象是否位于紧密接近电子设备的位置。
[0046]
当从另一个角度来看时，本教导还可以提供一种用于使用合适的处理器来实现本文公开的任何方法步骤的计算机软件产品。因此，本教导还涉及一种具有用于执行本文公开的任何方法步骤的特定能力的计算机可读程序代码。换言之，本教导还涉及一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序使电子设备执行本文公开的任何方法步骤。
[0047]
更具体地，还可以提供一种计算机软件产品，该计算机软件产品当由电子设备的处理器执行时，使电子设备进行下述操作：
[0048]-在音频输入处接收音频信号；
[0049]-使用处理器处理音频信号；
[0050]-经由处理器，使用与扬声器有关的一个或更多个参数来生成受控音频信号；
[0051]-使用放大器来至少放大所述受控音频信号，由此在放大器输出处生成经放大的音频信号；其中，受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到一个或更多个参数而被确定为对扬声器而言是安全的幅度，
[0052]-将经放大的输出信号传送到以可操作方式连接在放大器输出处的扬声器；
[0053]-使用经放大的音频信号来确定与扬声器有关的参数中的至少一个参数；
[0054]-经由扬声器的可移动膜，依赖于经放大的输出信号而生成声学信号；
[0055]-对与扬声器有关的所述一个或更多个参数中的至少一个参数进行分析，以对可移动膜的响应的变化进行检测；响应的变化是由存在于膜的声学路径中的对象引起的，
[0056]-基于分析来确定对象是否位于紧密接近电子设备的位置。
[0057]
本领域技术人员将理解，本公开中的教导不限于包括绕组或线圈的扬声器。为了
简单起见，在本文的示例中讨论了这种扬声器。因此，可能需要防止过驱动并因此使用spm的任何类型的声学换能器都可以从本教导中受益于接近检测，只要可以检测到由于对象被引入到声学路径中引起的换能器响应的变化。例如，某些种类的压电换能器也可以用于声音传输。本教导因此也可以适用于提供接近检测能力，同时减轻这种压电换能器或其他种类的声学换能器中的类似过驱动问题。
[0058]
还将理解，处理单元可以是任何类型的计算机或数据处理器，例如微处理器或微控制器。处理单元或处理器甚至可以是dsp、fpga或asic。处理单元可以是不同硬件组件或模块的组合。在某些情况下，处理单元可能实质上是在处理器上运行的虚拟机。在一些情况下，处理单元还可以包括用于提高对电子设备的使用情况的测量的准确性的机器学习模块。处理单元还可包括机器学习(“ml”)模块和/或人工智能(“ai”)模块。
[0059]
电子设备可以是任何设备，移动的或固定的。因此，诸如移动电话、平板电脑、语音助手、智能喇叭、笔记本电脑、台式电脑和类似设备之类的设备可以落入术语电子设备的范围内。此外，诸如互联网路由器、自动售货机、视频游戏、汽车、关口(gate)、门(door)、家电用具和其他种类的电子设备等设备也落入该术语的范围内。
[0060]
超声信号的处理可以基于发射的超声信号与超声接收器接收的相应反射信号或回波(echo)之间的飞行时间(“tof”)测量。接收器将回波转换为测量信号。回波信号的处理也可以基于：测量信号的幅度；或发射信号与测量信号之间的相位差；或发射信号与测量信号之间的频率差；或上述幅度、相位差和频率差的组合。发射的超声信号可以包括单个频率或多个频率。在一些情况下，发射的超声信号可以包括啁啾(chirps)。
[0061]
下文参照附图描述示例实施方式。附图不一定按比例绘制，而不影响本教导的一般性的范围。
附图说明
[0062]
图1示出了具有接近检测系统的电子设备的透视前视图
[0063]
图2示出了具有接近检测系统的电子设备的透视侧视图
[0064]
图3示出了包括喇叭保护模块(“spm”)的音频系统的框图
[0065]
图4示出了使用spm进行的近距离接近测量
[0066]
图5示出了使用spm进行近距离接近测量的方法的流程图
具体实施方式
[0067]
电声换能器诸如扬声器或喇叭用于将电能转换为声能。当典型的喇叭被驱动时，电流流过喇叭的绕组，从而产生磁场。由于磁力，绕组或音圈在磁场中移动。可移动膜附接至绕组，即该可移动膜包括喇叭的所有活动部件，包括振膜、框架、悬架(suspension)；因此，膜以与绕组相同的方式移动，从而响应于绕组中的电流产生声学信号。
[0068]
喇叭可能会因过驱动而损坏，即用幅度或功率过大的信号驱动喇叭。喇叭可能主要通过两种方式损坏：即机械损坏，例如由于可移动膜的过度偏移；或由于温度过高(通常在绕组中)造成的热损坏。在喇叭被驱动时，绕组中的电流也会导致i2r损耗，这导致绕组变热。由于过热，绕组可能会损坏，甚至绕组周围的环氧树脂可能会熔化并阻止膜的进一步移动。这些因素的组合也可能导致损坏。因此，一些电子设备采用“喇叭保护模块”(“spm”)以
保护扬声器免受过驱动，以避免扬声器损坏，同时使扬声器的音频输出最大化。
[0069]
现代电子设备(如手机和平板电脑)通常也配备硬件来产生可听声音，例如用于播放音乐、视频等多媒体内容以及用于电话通话等电信技术。通常，该硬件包括一个放大器——例如功率放大器(“pa”)——被布置用于接收输入信号(例如来自微处理器、存储器、存储介质等)并将其放大以使其适合用于驱动扬声器。由于设备的尺寸和重量至关重要，因此在移动设备中使音频性能最大化尤为重要。
[0070]
spm通常包括功率放大器和喇叭保护算法。喇叭保护算法保护喇叭免受偏移和热损坏。spm通常监测扬声器的输出(例如，通过监测指示馈送到扬声器的驱动电功率的信号)和其他局部环境因素(例如温度)，并将这些馈送到喇叭保护算法中，动态调整馈送到喇叭的电信号，目的是优化喇叭保护，使得在使输出不受到不必要的限制(例如，将音频输出信号的幅度限制超过实际需要的幅度)的情况下使扬声器不被过驱动，从而将在任何时候都潜在地允许扬声器以充分的条件被驱动。
[0071]
通常，将由电子设备经由扬声器输出的音频信号在被放大器放大之前从源(可以是微处理器或片上系统(soc))传递通过spm。spm通常接收输入音频信号并产生受控音频信号，该受控音频信号可以达到与扬声器在放大后可以立即安全接收一样高。然后，经放大的受控音频信号通常用于直接驱动扬声器。如果喇叭保护模块被正确校准，则可以防止扬声器被过驱动。因此，同样如先前所讨论的，将理解可移动膜用于依赖于经放大的音频信号来生成声学信号。
[0072]
与扬声器有关的一个或更多个参数可用于得出扬声器温度和/或扬声器模型。例如，可以使用扬声器模型来估计膜的偏移。
[0073]
指示馈送到扬声器的驱动电功率的信号通常是i/v信号，该i/v信号可以由i/v感测电阻器或任何其他可以直接或间接提供指示驱动电功率的信号的电组件产生。电组件也可以是多个组件。电组件可以是任何合适的电流感测组件。根据一方面，i/v感测信号可以是测量的电组件两端的差分信号。例如，差分信号可以是电组件(诸如电阻器或无源或有源半导体组件)两端的电压降。电组件甚至可以是电流镜。i/v信号甚至可以经受信号处理，例如任何以下处理：放大、滤波和平均。信号处理还可以涉及模数转换，例如，使用模数转换器(“adc”)。i/v信号因此可以被转换为数字i/v信号，例如用于使用诸如微处理器、fpga或数字信号处理器(“dsp”)之类的数字处理器进行进一步分析。放大器领域的技术人员将理解i/v感测和信号处理如何工作，因此在本公开中不需要关于它的进一步细节而不影响本教导的范围或一般性。
[0074]
喇叭温度和喇叭模型从i/v感测得出。这用于自适应地修改功率/偏移保护块中的输入信号，以便提供给喇叭的输出在喇叭的偏移和热限制范围内。
[0075]
超声传感器是一种声学传感器，它基于超声范围内的声学信号的发送和接收。超声信号位于典型的人类听觉范围之外，因此它们可以单独或与音频信号同时从电子设备传输，例如，在电话通话期间，音乐播放或喇叭输出。
[0076]
图1示出了电子设备100的示例透视前视图，该电子设备100在此被示为移动电话或智能手机。移动电话100具有用于显示内容并用于与设备100交互的屏幕101。在屏幕101的顶部边缘110上方，定位有听筒102和接近传感器106。为了便于理解，术语顶部、底部、左侧、右侧在本公开中以相对意义的方式使用。此外，诸如接近传感器106等的各个组件的位
置仅作为示例示出。本领域的技术人员将理解，与本示例中的那些位置相比，这样的传感器或者甚至听筒102可以位于不同的位置，而不影响本公开的范围或一般性。
[0077]
如将理解的，听筒102包括用于输出诸如呼叫音频之类的声学信号的扬声器。在某些电话中，听筒102中的相同喇叭也可以用于输出超声信号，例如用于基于超声的用户交互。屏幕101不仅可以包括用于显示诸如图片和视频等内容的显示器，还可以包括用于基于触摸的用户交互的触摸屏传感器。接近传感器106在一些情况下是基于红外(“ir”)检测的，但它也可以是基于声学检测的传感器，或适合于接近检测的其他类型的传感器。接近传感器106具有视场(“fov)，该视场是传感器106周围的三维包络或空间，传感器106可以在该三维包络或空间中可靠地检测接近事件，例如近事件。例如，近事件的检测用于能够关闭设备100的触摸屏和显示器(或屏幕101)，从而可以防止不期望的触摸屏操作。否则，当用户已将听筒120放置成与他们的耳朵接触或紧密接近他们的耳朵并且如果触摸屏未被禁用时，可能发生这种不期望的触摸屏操作。通过使用接近传感器105检测近事件被用来禁用触摸屏，从而可以防止不期望的触摸屏操作。
[0078]
图1还示出了一对扬声器105和麦克风103。一些电话可以包括一个或更多个其他喇叭，例如105，其用于免提操作和/或用于音频播放。这样的其他喇叭105可以不同于听筒102，并且这样的喇叭105可以比听筒中的喇叭大。在所示示例中，左侧喇叭105a和右侧喇叭105b可用于播放立体声音频。电话100底部侧的麦克风103通常用于通话，尤其是当用户将听筒102靠近他们的耳朵时。麦克风103也可用于免提操作或其他音频捕捉或记录。
[0079]
一些电话甚至可以包括一个或更多个附加麦克风，例如位于电话顶部侧的麦克风104。例如，附加麦克风可以用于立体声音频捕捉，或用于其他目的。甚至可以在设备100的顶部侧和/或在底部侧，或者甚至在设备100的任何侧部存在多个麦克风。在一些设备中，甚至可以将多个麦克风和/或多个喇叭用于超声交互。在某些情况下，由喇叭和麦克风实现的这种超声感测装置可以消除对专用接近传感器106的要求。因此，在这种情况下，设备100可能没有单独的接近传感器106。
[0080]
从图1可以看出，接近传感器106在设备的屏幕侧需要宝贵的空间。因此，在大多数情况下，可能需要边框(bezel)120来容纳诸如专用接近传感器160之类的组件。在没有此类组件的情况下，屏幕101可以向设备的边缘延伸，从而利用设备100的屏幕侧的大部分(如果不是全部)作为显示区域，而不是浪费边框120的死区(dead area)上的空间。
[0081]
接近传感器106执行的功能之一是覆盖检测。覆盖检测是对与设备100紧密接近的对象的接近检测，或者更准确地说，是对象与接近传感器106距离的接近检测。因此，在接近传感器106的fov的例如5cm内存在以下一个或更多个对象应该触发覆盖检测：用户的头部、用户的手掌、口袋或包的侧部、在关闭或近乎关闭时的翻盖。或者更一般地，可以说将至少成人手指大小的对象带到接近传感器106的fov中的5cm内应该触发用于覆盖检测功能的近状态。类似地，当对象离开fov和/或超出传感器106的5cm时，应触发覆盖检测功能的远状态。应当理解，近状态和远状态是相互排斥的，即，当未检测到近状态时出现远状态。
[0082]
为了获得流畅的用户体验并防止对近和/或远状态的错误检测，覆盖检测功能应该是可靠且是事实的。这也可以具有节省电池电量的优点。
[0083]
图2示出了电话100的透视侧视图。示出了接近感应系统的fov 205沿轴线206从接近传感器106以发散的方式延伸，使得在垂直于轴线206的平面中的fov 205的横截面积随
着沿轴线206与接近传感器106的距离而增加。通常fov 205将延伸到距传感器106一定距离250。因此，fov 205是接近感测系统所在的可以可靠地检测对象的接近的区域或3d空间。在该示例中，fov 205在此被示出为锥形形状，其顶点在接近传感器106的位置处，并且锥体的基部207表示可能进行可靠感测的极限。或者，锥体的基部207可以表示期望进行的接近感测的极限。fov 205的锥体仅作为示例示出。在某些情况下，fov 205可能在任一方向或所有方向上都是不对称的，并且可能具有其他形状，该形状取决于所使用的传感器。例如，基于超声的接近传感器通常具有比基于ir的接近传感器106更宽的fov 205。此外，fov 205甚至可以在不垂直于轴线206(即与轴线206成另一角度)的平面中延伸。本领域技术人员将认识到fov 205的特定形状不限制本教导的范围或一般性。
[0084]
现在参考图3，其示出了包括喇叭保护模块(“spm”)301的音频系统300。spm 301包括至少一个输入和至少一个输出。smp 301至少包括音频输入304。spm 301还包括以可操作的方式连接到扬声器310的放大音频输出306a。
[0085]
音频输入304被配置为接收音频信号。可以通过任何合适的模块或设备，例如电子设备的音频dsp，在音频输入304处接收音频信号。音频输入304以可操作的方式连接到处理单元302。因此，在音频输入304处接收的音频信号被直接或经由另一模块传输到处理单元302。处理单元302可以包括硬件信号处理模块，和/或处理单元302被配置为执行用于保护扬声器310的喇叭保护算法。
[0086]
因此，处理单元302在受控输出305处生成受控音频信号，受控输出305以可操作的方式连接到放大器303。
[0087]
放大器303被配置为直接或经由另一模块来放大受控音频信号，以在放大器输出306a处生成经放大的音频信号。
[0088]
放大器输出306a被配置为将经放大的音频信号直接或经由任何其他合适的设备(诸如：信号处理设备，例如缓冲器、另一放大器、衰减器、滤波器或这些信号处理设备的任何组合)传送到扬声器310。因此，扬声器310被配置为依赖于经放大的输出信号产生声学信号。如前所述，经由扬声器310的可移动膜来生成声学信号。
[0089]
为了保护喇叭310，处理单元302被配置为监测经放大的输出信号。因此，处理单元302使用与扬声器310有关的一个或更多个参数来防止过驱动。参数中的至少一个参数是从经放大的输出信号得出的，或者是从在放大器输出306a处进行的感测得出的。在一些情况下，一些参数可以是喇叭310的规格和/或数学模型。在一些情况下，喇叭310的模型至少部分地从在放大器输出306a处执行的测量得出。
[0090]
放大器输出306a处的测量或感测可以例如通过放大音频输出306a处的i/v感测来执行。因此，可以串联放置诸如电阻器等的电流感测组件，其中电流感测组件的一个端子连接到放大器303，而电流感测组件的另一端子连接到喇叭310，使得被传送到喇叭310的电流被布置成流经电流感测组件。本领域技术人员将理解，电流将导致组件两端的电压降，这将取决于被传送到喇叭310的电流或功率。能够使用如上述串联连接和/或相对于放大器输出306a以不同布置连接的任何合适的感测组件320，只要组件320或布置可以提供指示与喇叭310有关的至少一个参数的信号即可，该信号可以用于保护喇叭310免于机械的和/或热的过驱动。此类组件的其他示例包括：电流镜、分流电阻器、分压器、电流感测放大器、差分放大器和变压器。特定种类的感测不限制本教导的范围或一般性。
[0091]
受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于被确定为对于扬声器是安全的幅度。因此，处理单元302被配置为在受控输出305处生成受控音频信号，该受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到一个或更多个参数而被确定为对扬声器而言是安全的幅度。换言之，处理单元302经由硬件模块和/或喇叭保护算法来调整受控音频信号，使得经放大的音频信号小于或等于被确定为对于扬声器安全的幅度。
[0092]
在图3中，感测组件320被示出为在放大器输出306a和测量的放大器输出306b之间串联，但它可以是如前所述的任何类型的组件。在一些情况下，感测组件320可以至少部分地包括在处理单元302中或在处理单元302内部。应当理解，在感测组件320在处理单元302内部的情况下，测量的放大输出306b也将在处理单元302内部。在这种情况下，放大器输出306a也可以直接连接到处理单元302。
[0093]
放大器303被示出为spm 301的一部分，但放大器303也可以至少部分地在spm 301外部。在一些情况下，放大器303可以至少部分地是处理单元的一部分。
[0094]
现在参考图4，其示出了使用spm 301的近距离接近测量。为简单起见，图4中明确示出的并不是spm 301的所有部分。此外，感测组件320亦未示出。如上所述，组件320可以被认为存在于图4中，或者可以假设组件320是处理单元302的一部分，如前所述。在图4中，受控输出305向放大器303提供受控音频信号。放大器303依赖于受控音频信号在放大器输出306a处生成经放大的音频信号。经放大的音频信号被馈送到扬声器310，扬声器310依赖于经放大的音频信号来生成声学信号401。
[0095]
现在更具体地参考图4a，其示出了当不存在紧密接近喇叭310的对象时的情况。在这种情况a，放大器输出306a处的信号或信号的测量副本被馈送到处理单元302。因此，处理单元302调整受控音频信号，使得经放大的音频信号小于或等于被确定为对于扬声器310是安全的幅度。
[0096]
在图4b中，用户的手410被示出为紧密接近喇叭310。更具体地，手410在喇叭310的声学路径中。声学路径可以被视为喇叭310的视场(“fov”)，该视场使得声学信号401的反射402能够到达喇叭310并且能够在放大器输出306a处或在喇叭的输入处生成可测量的信号变化405。
[0097]
经放大的音频信号中的信号变化405，或者更具体地在馈送到喇叭310的信号中的信号变化405，可以经由感测组件320来测量并且因此被处理单元302用来确定对象(这里是手410)是紧密接近喇叭310或电子设备(喇叭310是该电子设备的一部分)的。
[0098]
信号变化405导致喇叭310的响应或动态变化，这可以经由感测组件320来测量。应当理解，为了引起可测量的变化405，对象到喇叭的距离以及对象的尺寸都很重要。更具体地，对象应该大于一定的尺寸并且对象到喇叭310的距离应该小于一定的值以被可靠地检测。此外，每个特定对象都可以具有一定的最大可检测距离。由于本教导的范围是覆盖检测，即检测电子设备被“覆盖”时的状态，因此本领域技术人员将隐含地知道，通过使用本教导能够并且应该检测到何种对象。不需要描述对象应该是什么以及有多大。作为非限制性示例，对象可以是下述一者或更多者，或者甚至是下述各者的组合：用户的手指、手、覆盖、一张纸或书的表面、口袋或包的表面。
[0099]
信号变化405可以例如由驻波引起，该驻波通过声学信号401与其反射402相互作用引起。此外，诸如共振等的其他现象也可能对信号变化405有贡献。
[0100]
在一些情况下，喇叭310的输入与连接到放大器输出306a的输入相同。替代地或附加地，输入可以是喇叭的专用于测量喇叭310的参数中的至少一些参数的不同接口。应当理解，不同的接口可以是一个或更多个端子，该一个或更多个端子耦接到喇叭310的膜，以用于测量喇叭参数中的至少一些参数。
[0101]
图5示出了使用spm进行近距离接近检测的方法的流程图500。在开始501，接收音频信号。可以在音频输入304处接收音频信号。然后，在另一步骤502中，处理音频信号或其副本。可以使用处理单元302来处理音频信号。在又一步骤503中，生成受控音频信号。受控音频信号可由处理单元302生成，例如在受控输出305处生成。进一步使用与扬声器310有关的一个或更多个参数来生成受控音频信号。在另一步骤504中，生成经放大的音频信号。可以通过使用放大器303放大受控音频信号来生成经放大的音频信号。优选地，受控音频信号的幅度使得经放大的音频信号小于或等于考虑到一个或更多个参数而被确定为对扬声器310而言是安全的幅度。在另一步骤505中，经放大的音频信号被传送到扬声器310。扬声器310以可操作的方式连接到放大器输出306a。在另一步骤506中，放大器输出306a处的信号或经放大的音频信号用于确定与扬声器310有关的参数中的至少一个参数。感测组件320可用于将经放大的音频信号的测量提供到处理单元302，使得处理单元302(例如，在步骤503)可以调整受控音频信号的幅度，使得经放大的音频信号小于或等于被确定为对于扬声器310是安全的幅度。在又一步骤507中，生成声学信号。由扬声器310生成的声学信号是依赖于经放大的音频信号。应当理解，声学信号是经由扬声器310的可移动膜而生成的。在另一步骤508中，检测由对象引起的可移动膜的响应的变化。可以通过对与扬声器310有关的所述一个或更多个参数中的至少一个参数进行分析来检测膜的响应的变化。更具体地，可以通过对经放大的音频信号或其得出信号进行分析来测量响应的变化，如在步骤506中概述。因此，信号变化405可以由处理单元测量。在随后的步骤509中，基于分析来确定对象是否紧密接近扬声器310。该确定可以由处理单元302做出。
[0102]
在最后的步骤510中，该方法可以结束，或者该方法可以从第一步或任何中间步骤开始重复。
[0103]
上面已经针对包括下述各者的电子设备描述了各种实施方式：用于接近检测的spm、能够进行接近检测的spm、使用spm进行接近检测的方法以及用于至少部分地实现该方法的计算机软件产品。然而，本领域的技术人员将理解，可以对这些示例进行改变和修改而不背离所附权利要求及其等价物的精神和范围。还将理解，来自本文讨论的方法和产品实施方式的方面和/或特征可以自由组合。