專利名稱：電極配置、手持式裝置以及用于檢測(cè)手持式裝置的觸摸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)用戶的觸摸檢測(cè)的用于手持式裝置的電容性傳感器裝置的電極配置。此外，本發(fā)明涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的手持式裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)用戶對(duì)具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的手持式裝置的觸摸的方法。
背景技術(shù)：
可布置在手持式裝置處以便檢測(cè)手對(duì)手持式裝置的接近的傳感器裝置是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。舉例來說，已知將電容性傳感器布置在手持式裝置處以便歸因于電容性傳感器的傳感器電極的區(qū)域中的介電特性的改變來檢測(cè)手對(duì)傳感器電極的接近?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的此類電容性傳感器不僅實(shí)現(xiàn)手對(duì)手持式裝置的接近的檢測(cè)，而且還實(shí)現(xiàn)手對(duì)手持式裝置的抓握的檢測(cè)。這樣，有可能一旦檢測(cè)到手對(duì)手持式裝置的抓握就激活手持式裝置。
然而，不利的是，并非對(duì)手持式裝置的每次抓握都意味著手持式裝置實(shí)際上將被使用。舉例來說，蜂窩式電話常常被拿在手中而不立即使用。利用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法對(duì)蜂窩式電話的抓握的檢測(cè)將導(dǎo)致在任何情況下激活蜂窩式電話。蜂窩式電話的激活將(尤其)導(dǎo)致能量消耗增加。
已知使用計(jì)時(shí)器來克服此缺點(diǎn)。蜂窩式電話或手持式裝置在檢測(cè)到抓握之后被激活，且同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。一旦計(jì)時(shí)器達(dá)到預(yù)定值而未使用蜂窩式電話，那么蜂窩式電話就再次關(guān)閉。然而，這僅僅部分避免了不必要的能量消耗的缺點(diǎn)，因?yàn)樵谝坏┯?jì)時(shí)器達(dá)到某一值就再次解除激活蜂窩式電話之前，蜂窩式電話已被初始激活。
此外，從現(xiàn)有技術(shù)中已知除電容性傳感器之外還提供位置傳感器用于檢測(cè)抓握，從而提供蜂窩式電話是否處于直立位置中的信息，所述直立位置通常指示蜂窩式電話在使用中。然而，不利的是，使用兩種不同傳感器技術(shù)，這導(dǎo)致較高材料成本。此外，即使在蜂窩式電話被固持在直立位置中時(shí)(例如，當(dāng)蜂窩式電話被固持在手中且顯示器朝向手掌時(shí))，額外位置傳感器也不能確保蜂窩式電話實(shí)際上被使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)
因此，本發(fā)明基于所述問題來提供解決方案以便更可靠地檢測(cè)使用電手持式裝置的意圖。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案
根據(jù)本發(fā)明，此目標(biāo)借助根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的針對(duì)用戶的觸摸檢測(cè)的用于手持式裝置的電容性傳感器裝置的電極配置、具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的手持式裝置以及用于檢測(cè)對(duì)手持式裝置的觸摸的方法來實(shí)現(xiàn)。在相應(yīng)的附屬權(quán)利要求項(xiàng)中提及本發(fā)明的有利實(shí)施例。
本發(fā)明提供一種針對(duì)用戶的觸摸檢測(cè)的用于手持式裝置的電容性傳感器裝置的電極配置，其中所述電極配置包括
-至少一個(gè)發(fā)射電極，
-至少一個(gè)接收電極，以及
-至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極，
其中第一交變電信號(hào)可施加到所述至少一個(gè)發(fā)射電極以便產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)，其中所述第一交變電場(chǎng)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)接收電極中以及耦合到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極中，其中耦合到所述至少一個(gè)接收電極中的所述第一交變電場(chǎng)指示用戶的一只手對(duì)所述手持式裝置的抓握，且其中耦合到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極中的所述第一交變電場(chǎng)指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置。
此外，所述電極配置可包括一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極，其中所述第一交變電場(chǎng)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極中，且其中耦合到所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極中的所述第一交變電場(chǎng)指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置。
所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極可布置在所述手持式裝置的前側(cè)處，且所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極可布置在所述手持式裝置的背側(cè)處，其中所述第一場(chǎng)測(cè)量電極處分接的第一電變量和所述第二場(chǎng)測(cè)量電極處分接的第二電變量指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置。
所述所分接的第一電變量和所述所分接的第二電變量可供應(yīng)到評(píng)估裝置，所述評(píng)估裝置與所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極且與所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極耦合，其中所述評(píng)估裝置適于計(jì)算所述第一電變量與所述第二電變量的差，其中所述差指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置。
在所述手持式裝置的所述背側(cè)朝向抓握所述手持式裝置的手的手掌定向的情況下，所述差的值可小于零，且在所述手持式裝置的所述前側(cè)朝向抓握所述手持式裝置的手的手掌定向的情況下，所述差的值可大于零。
所述評(píng)估裝置可進(jìn)一步適于在所述第一電變量與所述第二電變量的所述差的絕對(duì)值低于第二閾值的情況下檢查所述第一電變量的絕對(duì)值和所述第二變量值的絕對(duì)值是否大于第一閾值。
此外，第二交變電信號(hào)可施加到兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極中的一者以便產(chǎn)生第二交變電場(chǎng)，所述第二交變電場(chǎng)可在第二交變電信號(hào)施加到的場(chǎng)測(cè)量電極處發(fā)射，且所述第二交變電場(chǎng)可在所述第一電變量與所述第二電變量的所述差的絕對(duì)值低于第二閾值的情況下耦合到所述兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極中的相應(yīng)另一場(chǎng)測(cè)量電極中。
所述電極配置可進(jìn)一步包括至少一個(gè)補(bǔ)償電極，第三交變電信號(hào)可施加到所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極以便產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極處發(fā)射的第三交變電場(chǎng)，其中所述第三交變電場(chǎng)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)接收電極中，且其中耦合到所述至少一個(gè)接收電極中的所述第三交變電場(chǎng)連同所述所耦合的第一交變電場(chǎng)一起指示所述用戶的手對(duì)所述手持式裝置的抓握。
優(yōu)選地，所述第三交變電信號(hào)具有與所述第一交變電信號(hào)不同的定相。所述第一交變電信號(hào)的振幅優(yōu)選大于所述第三交變電信號(hào)的振幅。
所述至少一個(gè)發(fā)射電極和所述至少一個(gè)接收電極可優(yōu)選地以某一方式相對(duì)于彼此布置在所述手持式裝置處使得當(dāng)用手抓握所述手持式裝置時(shí)其至少部分被覆蓋。
此外，提供一種具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的手持式裝置，特定來說蜂窩式電話，其中
-所述至少一個(gè)發(fā)射電極布置在所述手持式裝置的第一側(cè)壁處，
-所述至少一個(gè)接收電極布置在所述手持式裝置的與所述第一側(cè)壁相反的第二側(cè)壁處，且
-所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極布置在所述手持式裝置的所述前側(cè)處或所述背側(cè)處。
所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極可布置在所述手持式裝置的所述前側(cè)處或所述背側(cè)處在所述手持式裝置的重心區(qū)域中。
此外，提供一種用于檢測(cè)用戶對(duì)手持式裝置的觸摸的方法，其中所述方法包括至少以下步驟:
-將第一交變電信號(hào)施加到至少一個(gè)發(fā)射電極以便產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)，其中所述第一交變電場(chǎng)可至少部分耦合到至少一個(gè)接收電極中以及耦合到至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極中，
-評(píng)估所述第一場(chǎng)測(cè)量電極處分接的第一電信號(hào),其為所述至少一個(gè)發(fā)射電極與所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極之間的電容性耦合的量度，
-評(píng)估所述接收電極處分接的第三電信號(hào)，其為所述至少一個(gè)發(fā)射電極與所述至少一個(gè)接收電極之間的電容性耦合的量度，
其中
-所述第一電信號(hào)指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置，且
-所述第三電信號(hào)指示所述用戶的一只手對(duì)所述手持式裝置的抓握。
所述第一交變電場(chǎng)可耦合到至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極中，其中所述方法進(jìn)一步包括:
-評(píng)估所述第二場(chǎng)測(cè)量電極處分接的第二電信號(hào)，以及
-確定所述第一電信號(hào)與所述第二電信號(hào)的差，其中所述差指示所述手持式裝置相對(duì)于所述用戶的身體的位置。
此外，所述方法可包括:
-將第三交變電信號(hào)施加到至少一個(gè)補(bǔ)償電極，因此產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極處發(fā)射的第三交變電場(chǎng)，所述第三交變電場(chǎng)可連同所述第一交變電場(chǎng)一起耦合到所述至少一個(gè)接收電極中。
一旦已檢測(cè)到手對(duì)所述手持式裝置的抓握，就可將所述至少一個(gè)接收電極切換到發(fā)射模式中，其中在所述發(fā)射模式中將第四交變電信號(hào)施加到所述至少一個(gè)接收電極以便在所述至少一個(gè)接收電極處發(fā)射第四交變電場(chǎng)，所述第四交變電場(chǎng)可耦合到所述場(chǎng)測(cè)量電極中的至少一者中。這樣，可進(jìn)一步增強(qiáng)檢測(cè)準(zhǔn)確度。
此外，所述場(chǎng)測(cè)量電極中的至少一者可在發(fā)射模式中操作，其中將交變電信號(hào)施加到所述場(chǎng)測(cè)量電極以便發(fā)射交變電場(chǎng)，所述交變電場(chǎng)可耦合到另一場(chǎng)測(cè)量電極中。


可從結(jié)合圖式的以下描述獲得本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)和特征。圖式展示:
圖1具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的電極的示范性布置的電手持式裝置；
圖2利用分析裝置的根據(jù)本發(fā)明的電極配置的框圖；以及
圖3a和圖3b電手持式裝置的側(cè)視圖，其每一者具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的不同數(shù)目的電極。
具體實(shí)施方式
圖1示范性展示電手持式裝置G處的根據(jù)本發(fā)明的電極配置的電極的布置。發(fā)射電極SE布置在蜂窩式電話G的左側(cè)處。接收電極EE和補(bǔ)償電極KE布置在蜂窩式電話G的右側(cè)處。提供電極配置的發(fā)射電極SE、補(bǔ)償電極KE和接收電極EE用于檢測(cè)一只手對(duì)手持式裝置G的抓握。
電極SE、EE和KE分別以某一方式布置在手持式裝置G的側(cè)壁處，使得當(dāng)用手抓握手持式裝置時(shí)其至少部分被覆蓋。將第一交變電信號(hào)施加到發(fā)射電極SE以便產(chǎn)生在發(fā)射電極SE處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)WFl。當(dāng)用一只手抓握手持式裝置G時(shí)，在發(fā)射電極SE處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)WFl經(jīng)由手耦合到接收電極EE中。
歸因于電極SE或EE布置在手持式裝置G的側(cè)壁處，確保當(dāng)電手持式裝置G放置在(導(dǎo)電)表面上時(shí)不存在錯(cuò)誤檢測(cè)，即，將手持式裝置G放置到表面上不會(huì)誤導(dǎo)性地導(dǎo)致檢測(cè)到對(duì)手持式裝置的抓握。由于電極SE和EE布置在手持式裝置的側(cè)壁處，所以發(fā)射電極SE處發(fā)射的交變電場(chǎng)WFl的僅一小部分經(jīng)由所述表面耦合到接收電極EE中。
提供補(bǔ)償電極KE以便進(jìn)一步減小錯(cuò)誤檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。將第三交變電信號(hào)施加到補(bǔ)償電極KE。優(yōu)選地，第三交變電信號(hào)具有與第一交變電信號(hào)不同的定相。第三交變電信號(hào)的振幅優(yōu)選小于第一交變電信號(hào)的振幅。
將第三交變電信號(hào)施加到補(bǔ)償電極KE導(dǎo)致在補(bǔ)償電極KE處發(fā)射第三交變電場(chǎng)，所述第三交變電場(chǎng)耦合到接收電極EE中。優(yōu)選地，補(bǔ)償電極KE以某一方式相對(duì)于接收電極EE布置在手持式裝置G處，使得當(dāng)未用手抓握電手持式裝置G時(shí)，補(bǔ)償電極KE處發(fā)射的第三交變電場(chǎng)甚至耦合到接收電極EE中。當(dāng)手持式裝置G放置在(導(dǎo)電)表面上且發(fā)射電極SE處發(fā)射的交變電場(chǎng)的一小部分經(jīng)由所述表面耦合到接收電極EE中時(shí)，此交變電場(chǎng)幾乎被補(bǔ)償電極KE處發(fā)射的具有不同定相的第三交變電場(chǎng)消除，且優(yōu)選地衰減。由于耦合的第一交變場(chǎng)和耦合的第三交變場(chǎng)產(chǎn)生的接收電極EE中測(cè)得的電流電平的此增加如此小以致于可幾乎完全避免對(duì)抓握的錯(cuò)誤檢測(cè)。
當(dāng)電手持式裝置G以某一方式被手抓握使得手至少部分覆蓋發(fā)射電極SE和接收電極EE時(shí)，發(fā)射電極SE處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)WFl的一部分經(jīng)由手耦合到接收電極EE中，其中直接耦合到接收電極EE中的第一交變場(chǎng)WFl在補(bǔ)償電極KE的操作區(qū)域以外。這導(dǎo)致接收電極EE處測(cè)得的電流電平的顯著增加，其指示用一只手對(duì)手持式裝置的抓握。
此外，第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl布置在電手持式裝置G的前側(cè)處。第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2布置在電手持式裝置G的背側(cè)處。提供所述兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2以檢測(cè)電手持式裝置的實(shí)際操作。
發(fā)射電極SE處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)WFl還耦合到第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl中且耦合到第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中。當(dāng)以某一方式用手抓握電手持式裝置G使得手持式裝置G的背側(cè)轉(zhuǎn)向手掌時(shí)，發(fā)射電極SE與第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2之間的電容性稱合高于發(fā)射電極SE與第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl之間的電容性耦合。因此，第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中的電流顯著高于第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl中的電流。當(dāng)檢測(cè)到對(duì)手持式裝置的抓握(如之前描述)時(shí)以及當(dāng)?shù)诙?chǎng)測(cè)量電極FE2中的電流高于第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl中的電流時(shí)，可得出結(jié)論用戶希望使用所述裝置。
然而，當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)測(cè)量電極FEl中的電流高于第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中的電流時(shí)，可得出結(jié)論電手持式裝置G的前側(cè)轉(zhuǎn)向抓握手持式裝置G的手的手掌。此情形可清楚地確定為非操作。
可通過(例如)比較場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中的兩個(gè)電流來執(zhí)行評(píng)估。作為替代方案，可計(jì)算第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl中以及第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中的電流的差。當(dāng)場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中的兩個(gè)電流的差低于零時(shí)，手持式裝置G的背側(cè)轉(zhuǎn)向手的手掌，而當(dāng)電流的差大于零時(shí)，手持式裝置G的前側(cè)轉(zhuǎn)向手的手掌。
優(yōu)選地，場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中的電流或所述電流的差僅在檢測(cè)到對(duì)電手持式裝置G的抓握時(shí)才被確定。這樣，避免了錯(cuò)誤地檢測(cè)既定使用，這可(例如)為當(dāng)電手持式裝置G的背側(cè)放置到導(dǎo)電表面上時(shí)的情況。在此情況下，第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中的電流將顯著高于第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl中的電流。
這意味著場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2或在場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2處的電流的評(píng)估僅在檢測(cè)到對(duì)電手持式裝置的抓握時(shí)才被激活。
經(jīng)提供用于檢測(cè)抓握的電極SE、EE和KE可在第二操作模式中操作以便進(jìn)一步增強(qiáng)用于檢測(cè)既定使用的檢測(cè)的精確度。在第二操作模式中，接收電極EE可作為額外發(fā)射電極來操作，第一交變場(chǎng)WFl也可在所述額外發(fā)射電極處發(fā)射。這樣，在電手持式裝置的兩側(cè)處發(fā)射第一交變電場(chǎng)WF1，其經(jīng)由手耦合到場(chǎng)測(cè)量電極FEl或FE2中。這樣，避免了在用手不適宜地抓握手持式裝置的情況下發(fā)射電極SE與場(chǎng)測(cè)量電極FEl或FE2之間無耦合或僅存在低耦合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極FEl或FE2中的僅一者是足夠的。舉例來說，僅提供布置在電手持式裝置的前側(cè)處的第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl可為足夠的。當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)測(cè)量電極FEl處測(cè)得的電流達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)，可得出結(jié)論電手持式裝置G以某一方式被手抓握使得手持式裝置G的前側(cè)轉(zhuǎn)向手的手掌。
相反，當(dāng)僅第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2提供在手持式裝置G的背側(cè)處時(shí)且在第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2處測(cè)得的電流超過預(yù)定閾值的情況下，可得出結(jié)論電手持式裝置G以某一方式被手抓握使得背側(cè)轉(zhuǎn)向手的手掌。
當(dāng)將例如蜂窩式電話等電手持式裝置插入在肩部與頭部之間時(shí)，可能發(fā)生發(fā)射電極SE與第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl之間的電容性稱合同發(fā)射電極SE與第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2之間的電容性耦合幾乎相同的情況。在此情況下，場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中測(cè)得的電流的差將幾乎為零，使得場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中測(cè)得的電流的比較或所述電流的差的計(jì)算將不會(huì)產(chǎn)生所要結(jié)果。為了也可靠地檢測(cè)此情況，有利的是除電流的比較或差的計(jì)算之外還確定場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2處的電流的絕對(duì)值。在場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2中測(cè)得的電流分別超過預(yù)定閾值時(shí)且在已檢測(cè)到對(duì)電手持式裝置的抓握的情況下，可得出結(jié)論電手持式裝置的不僅前側(cè)而且背側(cè)均被用戶的身體圍繞，這例如是當(dāng)將手持式裝置G插入在肩部與頭部之間時(shí)的情況。
在已檢測(cè)到對(duì)手持式裝置的抓握之后場(chǎng)測(cè)量電極中測(cè)得的電流不超過所述預(yù)定閾值的情況下，可得出結(jié)論不存在使用手持式裝置的意圖。
圖2展示具有根據(jù)本發(fā)明的電極配置的電容性傳感器裝置的框圖。所述傳感器裝置包括評(píng)估電路A以及連接到評(píng)估電路A的根據(jù)本發(fā)明的電極配置的電極。發(fā)射電極SE和補(bǔ)償電極KE各自經(jīng)由放大器電路而與微控制器單元MCU耦合。利用微控制器單元MCU，將交變電信號(hào)施加到發(fā)射電極SE和補(bǔ)償電極KE中的每一者，其中施加到補(bǔ)償電極KE的交變電信號(hào)優(yōu)選具有與施加到發(fā)射電極SE的交變電信號(hào)不同的定相。優(yōu)選地，施加到補(bǔ)償電極的交變電信號(hào)具有小于施加到發(fā)射電極SE的交變電信號(hào)的振幅。
根據(jù)圖2的實(shí)施例展示接收電極EE以及場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2，其經(jīng)由多路復(fù)用器MUX、放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC而與微控制器單元耦合。接收電極EE處以及場(chǎng)測(cè)量電極FEl和FE2處分接的電信號(hào)被供應(yīng)到微控制器單元MCU且在該處評(píng)估，如參看圖1描述?？沙谝粓?chǎng)測(cè)量電極FEl和第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2之外還提供另一場(chǎng)測(cè)量電極FEn以便確定電手持式裝置G相對(duì)于抓握手持式裝置的手的手掌的位置。此情況的實(shí)施例在圖3a和3b中展示。
評(píng)估裝置A在輸出處提供檢測(cè)信號(hào)DS，包括關(guān)于手持式裝置相對(duì)于手的手掌的位置的信息。評(píng)估裝置A可(例如)實(shí)施為專用集成電路(ASIC)。作為替代方案，分析裝置A也可集成在蜂窩式電話的(例如)微控制器中。
圖3a和3b中的每一者展示電手持式裝置G的側(cè)視圖。發(fā)射電極SE、補(bǔ)償電極KE和接收電極EE未在所述圖中說明。僅說明手持式裝置G的前側(cè)V處或背側(cè)R處的場(chǎng)測(cè)量電極的布置。
圖3a展示手持式裝置G，其中第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl布置在前側(cè)處且三個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2a、FE2b和FE2c布置在背側(cè)處。當(dāng)抓握手持式裝置G時(shí)，因此有可能額外確定手持式裝置相對(duì)于抓握手持式裝置的手的手掌的位置。舉例來說，當(dāng)用手抓握手持式裝置的下部部分時(shí)，發(fā)射電極SE與第三場(chǎng)測(cè)量電極FE2c之間的電容性稱合高于發(fā)射電極SE與上部場(chǎng)測(cè)量電極FE2a之間的電容性耦合，使得下部場(chǎng)測(cè)量電極FE2c處測(cè)得的電流也高于上部場(chǎng)測(cè)量電極FE2a處測(cè)得的電流。
圖3b也展不電手持式裝置G的側(cè)視圖，其中不同于圖3a,三個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極FEla, FElb和FElc布置在前側(cè)V處且僅一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2布置在背側(cè)R處。第一場(chǎng)測(cè)量電極的此布置還使得有可能檢測(cè)手持式裝置相對(duì)于抓握手持式裝置的手的手掌的位置。
此外，若干場(chǎng)測(cè)量電極可分別布置在前側(cè)V和背側(cè)R處。
還可使用所述場(chǎng)測(cè)量電極中的至少一者作為發(fā)射電極而在操作模式中操作場(chǎng)測(cè)量電極。舉例來說，布置在手持式裝置G的前側(cè)處的第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl可作為發(fā)射電極來操作。將第二交變電信號(hào)施加到正作為發(fā)射電極操作的場(chǎng)測(cè)量電極(例如，第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl)，以便產(chǎn)生交變電場(chǎng)，所述交變電場(chǎng)在正作為發(fā)射電極操作的場(chǎng)測(cè)量電極處發(fā)射。所發(fā)射的交變電場(chǎng)可耦合到正布置在手持式裝置G的背側(cè)處的另一場(chǎng)測(cè)量電極(例如，第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2)中。
在檢測(cè)到手對(duì)手持式裝置G的抓握之后，根據(jù)本發(fā)明分析場(chǎng)測(cè)量電極處分接的電信號(hào)以便檢測(cè)手持式裝置G相對(duì)于用戶的身體的位置。
當(dāng)在使用期間將電手持式裝置G插入在用戶的肩部與頭部之間時(shí)，這可導(dǎo)致發(fā)射電極SE與接收電極EE之間的電容性耦合下降到預(yù)定閾值以下，這指示未抓握手持式裝置G。然而，為了能夠確定手持式裝置G是否仍在使用中，在所述值已下降到閾值以下之后，場(chǎng)測(cè)量電極中的一者作為發(fā)射電極來操作。舉例來說，第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl作為發(fā)射電極來操作。當(dāng)將電手持式裝置G插入在用戶的肩部與頭部之間時(shí)，在第一場(chǎng)測(cè)量電極FEl處發(fā)射的交變電場(chǎng)的一部分經(jīng)由用戶的身體耦合到第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2中。
當(dāng)?shù)诙?chǎng)測(cè)量電極FE2處測(cè)得的電流超過預(yù)定閾值時(shí)，可認(rèn)為手持式裝置G仍在使用中(盡管其未被手抓握)。
當(dāng)?shù)诙?chǎng)測(cè)量電極FE2處測(cè)得的電流低于預(yù)定閾值時(shí)，可認(rèn)為手持式裝置G不再處于使用中。手持式裝置G可(例如)置于休眠模式。
此外，第二場(chǎng)測(cè)量電極FE2可作為發(fā)射電極來操作。
上文已描述了代表電手持式裝置G的蜂窩式電話?？删邆涓鶕?jù)本發(fā)明的電極配置的手持式裝置G還可為計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、用于裝置的遙控器、數(shù)碼相機(jī)、游戲控制器、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能電話、平板PC等。
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)用戶的觸摸檢測(cè)的用于手持式裝置(G)的電容性傳感器裝置的電極配置， 其中所述電極配置包括 至少一個(gè)發(fā)射電極(SE), 至少一個(gè)接收電極(EE)，以及 至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl), 其中 第一交變電信號(hào)(WSl)可施加到所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)以便產(chǎn)生在所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)(WFl)， 所述第一交變電場(chǎng)(WFl)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)接收電極(EE)中以及耦合到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)中， 耦合到所述至少一個(gè)接收電極(EE)中的所述第一交變電場(chǎng)(WFl)指示所述用戶的一只手對(duì)所述手持式裝置(G)的抓握，且 耦合到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)中的所述第一交變電場(chǎng)(WFl)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的 身體的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極配置，其中所述電極配置進(jìn)一步包括至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)，其中所述第一交變電場(chǎng)(WFl)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)中，且其中耦合到所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)中的所述第一交變電場(chǎng)(WFl)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的所述身體的所述位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極配置，其中所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)可布置在所述手持式裝置(G)的前側(cè)(V)處，且所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)可布置在所述手持式裝置(G)的背側(cè)(R)處，其中所述第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)處分接的第一電變量(Il)和所述第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)處分接的第二電變量(12)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的所述身體的所述位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極配置，其中所述所分接的第一電變量(Il)和所述所分接的第二電變量(12)可供應(yīng)到評(píng)估裝置，所述評(píng)估裝置與所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)且與所述至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)耦合，其中所述評(píng)估裝置適于計(jì)算所述第一電變量(Il)與所述第二電變量(12)的差(D)，其中所述差(D)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的所述身體的所述位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極配置，其中在所述手持式裝置(G)的所述背側(cè)(R)朝向抓握所述手持式裝置的手的手掌定向的情況下，所述差(D)的值小于零，且其中在所述手持式裝置(G)的所述前側(cè)(V)朝向抓握所述手持式裝置的手的手掌定向的情況下，所述差的所述值大于零。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電極配置，其中所述評(píng)估裝置進(jìn)一步適于在所述第一電變量(Il)與所述第二電變量(12)的所述差(D)的絕對(duì)值低于第二閾值的情況下檢查所述第一電變量(Il)的絕對(duì)值和所述第二變量(12)的絕對(duì)值是否大于第一閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到5中任一權(quán)利要求所述的電極配置，其中第二交變電信號(hào)(WS2)可施加到所述兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極(FE1、FE2)中的一者以便產(chǎn)生第二交變電場(chǎng)(WF2)，所述第二交變電場(chǎng)(WF2)可在所述第二交變電信號(hào)(WS2)施加到的所述場(chǎng)測(cè)量電極處發(fā)射，且所述第二交變電場(chǎng)(WF2)可在所述第一電變量(Il)與所述第二電變量(12)的所述差⑶的所述絕對(duì)值低于第二閾值的情況下耦合到所述兩個(gè)場(chǎng)測(cè)量電極(FE1、FE2)中的相應(yīng)另一場(chǎng)測(cè)量電極中。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極配置，其中所述電極配置進(jìn)一步包括至少一個(gè)補(bǔ)償電極(KE)，第三交變電信號(hào)(WS3)可施加到所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極(KE)，因此產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極(KE)處發(fā)射的第三交變電場(chǎng)(WF3)，其中所述第三交變電場(chǎng)(WF3)可至少部分耦合到所述至少一個(gè)接收電極(EE)中，且其中耦合在所述至少一個(gè)接收電極(EE)中的所述第三交變電場(chǎng)(WF3)連同所述所耦合的第一交變電場(chǎng)(WFl) —起指示所述用戶的所述手對(duì)所述手持式裝置(G)的所述抓握。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極配置，其中所述第三交變電信號(hào)(WS3)具有相當(dāng)于所述第一交變電信號(hào)(WSl)不同的定相，且其中所述第一交變電信號(hào)(WSl)的振幅大于所述第三交變電信號(hào)(WS3)的振幅。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極配置，其中所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)和所述至少一個(gè)接收電極(EE)可以某一方式相對(duì)于彼此布置在所述手持式裝置(G)處使得當(dāng)用手抓握所述手持式裝置(G)時(shí)其至少部分被覆蓋。
11.一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極配置的手持式裝置，其中所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)、所述至少一個(gè)接收電極(EE)和所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)布置在所述手持式裝置(G)的外殼壁處，其中所述第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)布置在所述發(fā)射電極(SE)與所述接收電極(EE)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的手持式裝置，其中 所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)布置 在所述手持式裝置(G)的第一側(cè)壁處， 所述至少一個(gè)接收電極(EE)布置在所述手持式裝置(G)的與所述第一側(cè)壁相反的第二側(cè)壁處，且 所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)布置在所述手持式裝置(G)的所述前側(cè)處或所述背側(cè)處。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的手持式裝置，其中所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)布置在所述手持式裝置(G)的所述前側(cè)處或所述背側(cè)處所述手持式裝置(G)的重心區(qū)域中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13中任一權(quán)利要求所述的手持式裝置，其中所述手持式裝置包括移動(dòng)無線電單元、蜂窩式電話、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、用于裝置的遙控器、數(shù)碼相機(jī)、游戲控制器、移動(dòng)個(gè)人數(shù)字助理PDA、智能電話和平板PC中的至少一者。
15.一種用于檢測(cè)用戶對(duì)手持式裝置(G)的觸摸的方法，其中所述方法包括至少以下步驟: 將一個(gè)第一交變電信號(hào)(WSl)施加到至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)以便產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(chǎng)(WFl)，其中所述第一交變電場(chǎng)可至少部分耦合到至少一個(gè)接收電極(EE)中以及耦合到至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)中， 評(píng)估所述第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)處分接的第一電信號(hào),其為所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)與所述至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極(FEl)之間的電容性耦合的量度， 評(píng)估所述接收電極(EE)處分接的第三電信號(hào)，其為所述至少一個(gè)發(fā)射電極(SE)與所述至少一個(gè)接收電極(EE)之間的電容性耦合的量度，其中 所述第一電信號(hào)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的身體的位置，且 所述第三電信號(hào)指示所述用戶的一只手對(duì)所述手持式裝置(G)的抓握。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一交變電場(chǎng)(WFl)可耦合到至少一個(gè)第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)中，且其中所述方法進(jìn)一步包括: 評(píng)估所述第二場(chǎng)測(cè)量電極(FE2)處分接的第二電信號(hào)， 確定所述第一電信號(hào)與所述第二電信號(hào)的差(D)，其中所述差(D)指示所述手持式裝置(G)相對(duì)于所述用戶的所述身體的所述位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括: 將第三交變電信號(hào)(WS3)施加到至少一個(gè)補(bǔ)償電極(KE)，因此產(chǎn)生可在所述至少一個(gè)補(bǔ)償電極(KE)處發(fā)射的第三交變電場(chǎng)(WF3)，所述第三交變電場(chǎng)(WF3)可連同所述第一交變電場(chǎng)(WFl) —起耦合到所述至少一個(gè)接收電極(EE)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一權(quán)利要求所述的方法，其中一旦已檢測(cè)到所述手對(duì)所述手持式裝置(G)的所述抓握，就將所述至少一個(gè)接收電極(EE)切換到發(fā)射模式中，其中在所述發(fā)射模式中將第四交變電信號(hào)(WS4)施加到所述至少一個(gè)接收電極(EE)以便在所述至少一個(gè)接收電極(EE)處發(fā)射第四交變電場(chǎng)(WF4)，所述第四交變電場(chǎng)(WF4)可耦合到所述場(chǎng)測(cè)量電極(FE1 、FE2)中的至少一者中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對(duì)用戶的觸摸檢測(cè)的用于手持式裝置的電容性傳感器裝置的電極配置，其中所述電極配置包括至少一個(gè)發(fā)射電極、至少一個(gè)接收電極以及至少一個(gè)第一場(chǎng)測(cè)量電極。根據(jù)本發(fā)明的所述電極配置實(shí)現(xiàn)了所述手持式裝置相對(duì)于用戶的身體的位置的檢測(cè)。本發(fā)明還提供一種用于檢測(cè)用戶對(duì)手持式裝置的觸摸的方法，其中所述方法經(jīng)調(diào)整以檢測(cè)所述手持式裝置相對(duì)于用戶的身體的位置。
文檔編號(hào)G06F3/044GK103154848SQ201180048449
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者霍爾格·斯特勞斯, 安德烈亞斯·居特 申請(qǐng)人:微晶片科技德國(guó)第二公司