KRAFTMESSUNG IN EINEM BERÜHRUNGSSENSOR DURCH STEUERUNG DER RICHTCHARAKTERISTIK VON SENDEWANDLERN

Ein Berührungssensor weist eine Berührungsstruktur auf, die über einen Ultraschallport angeordnet ist; ein Array von Sende-Empfänger-Wandlern, die innerhalb des Ultraschallports angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, eine Hauptrichtkeule zu erzeugen, die auf eine Berührungsgrenzfläche gerichtet ist, eine reflektierte Ultraschallwelle zu empfangen, die mindestens teilweise durch interne Reflexion der Hauptrichtkeule an der Berührungsgrenzfläche erzeugt wird, und die reflektierte Ultraschallwelle in mindestens ein Messsignal umzuwandeln; eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, eine Richtcharakteristik der Hauptrichtkeule durch selektives Aktivieren der Sendewandler zu modulieren; und eine Empfängerschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Größe einer Kontaktfläche eines Berührungsereignisses, das an der Berührungsgrenzfläche vorhanden ist, basierend auf dem mindestens einen Messsignal und der Richtcharakteristik der Hauptrichtkeule zu bestimmen, und einen Betrag einer Kontaktkraft, die während des Berührungsereignis ausgeübt wird, basierend auf der Größe der Kontaktfläche zu bestimmen. A touch sensor includes a touch structure arranged over an ultrasound port; an array of transceiver transducers arranged inside the ultrasound port and configured to generate a main directivity lobe directed at a touch interface, receive an ultra-sonic reflected wave produced at least in part by internal reflection of the main directivity lobe at the touch interface, and convert the ultra-sonic reflected wave into at least one measurement signal; a controller configured to modulate a directivity characteristic of the main directivity lobe by selectively activating the transmit transducers; and a receiver circuit configured to determine a size of a contact patch of a touch event present at the touch interface based on the at least one measurement signal and the directivity characteristic of the main directivity lobe, and determine an amount of contact force applied during the touch event based on the size of the contact patch.