CN106664656A - 具有静电场传感器的电子装置和相关方法 - Google Patents

具有静电场传感器的电子装置和相关方法 Download PDF

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Abstract

电子装置和相关方法采用静电场传感器来检测电子装置周围电场的变化。所检测到的电场的变化引起关联功能的执行，从而实现了与电子装置的高效的用户交互和/或降低了由于电子装置引起的功率消耗。

Description

具有静电场传感器的电子装置和相关方法
相关申请数据
本申请要求2014年8月2日提交的美国第62/032552号临时专利申请和2014年8月25日提交的美国第14/467588号非临时专利请求的权益，此处以引证的方式将各个申请全文并入。
技术领域
本公开的技术总体涉及电子装置，更具体地涉及具有静电场传感器的电子装置，该静电场传感器生成用作针对电子装置的一个或更多个功能的控制信号的输出信号。
背景技术
诸如移动电话和平板计算机的电子装置具有用于控制电子装置的用户输入。示例性用户输入包括按钮和触摸敏感显示器。运动传感器(例如，加速度计)还可以用于响应于特定运动控制电子装置。虽然这些输入通常很好地执行，但在用户与电子装置交互和用于降低由于电子装置而产生的功率消耗的方式方面仍然存在改进空间。
发明内容
所公开电子装置和相关方法采用静电场传感器来检测电子装置周围电场的变化。特定类型的电场的所检测变化引起关联功能的执行，从而实现了与电子装置的高效用户交互和/或降低了由于电子装置而引起的功率消耗。
根据本公开的一个方面，一种便携式电子装置包括运动传感器；电场传感器；以及控制电路，指示电子装置的运动的、来自运动传感器的信号和指示电子装置周围的静电场变化的、来自电场传感器的信号被输入到控制电路，来自运动传感器的信号和来自电场传感器的信号彼此结合地来由控制电路分析以控制电子装置的操作。
根据便携式电子装置的一个实施方式，电子装置的操作是对电子装置的部件的功率消耗状态的控制。
根据便携式电子装置的一个实施方式，如果来自运动传感器的信号指示运动超过预定触发电平且来自电场传感器的信号指示所感测电场的变化已发生，则控制电路将电子装置的部件从功率降低状态唤醒。
根据便携式电子装置的一个实施方式，运动传感器和电场传感器同时操作，并且为了使控制电路唤醒电子装置的部件，超过预定触发电平的运动和所感测电场的变化必须同时或在彼此的预定时间量内发生。
根据便携式电子装置的一个实施方式，电场传感器和运动传感器的操作依次进行，并且如果检测到所感测电场的变化，则控制电路将运动传感器从功率降低状态唤醒，并且如果在运动传感器已被唤醒的预定时间量内检测到超过预定触发电平的运动，则控制电路随后唤醒电子装置的部件。
根据便携式电子装置的一个实施方式，电子装置的操作是电子装置的融合运动感测，其中，运动感测基于来自运动传感器的信号和来自电场传感器的信号这两者。
根据本公开的另一个方面，一种相对于人的运动静止的电子装置包括功率消耗部件；电场传感器；以及控制电路，指示电子装置周围静电场的变化的、来自电场传感器的信号被输入到控制电路，控制电路分析来自电场传感器的信号，以检测人到达电子装置附近的区域中，并且由检测到人到达电子装置附近的区域中来触发，控制电路将功率消耗部件从功率降低状态唤醒。
根据电子装置的一个实施方式，通过感测由于人所携带的另一个电子装置的电场发射引起的、电场的变化来确定人到达电子装置附近的区域中，所述电场发射具有可被识别的特性以触发对人的到达的检测。
根据电子装置的一个实施方式，可被识别的特性与特定电子装置关联，并且可与其他电子装置区分。
根据电子装置的一个实施方式，对人的到达的检测包括检测由于人的特性引起的、可与由于其他人引起的电场的变化区分的电场的变化。
根据本公开的另一个方面，一种便携式电子装置包括运动传感器；电场传感器；以及控制电路，指示电子装置的运动的、来自运动传感器的信号和指示电子装置周围静电场的变化的、来自电场传感器的信号被输入到控制电路，并且其中，控制电路被构造成基于来自运动传感器的信号确定电子装置已在静止状态下被置于表面上，在静止状态下时，控制电路还被构造成基于来自电场传感器的信号确定电子装置的用户是否从电子装置离开，并且如果用户离开，则改变电子装置的操作模式。
根据便携式电子装置的一个实施方式，所改变的操作模式是电子装置所接收的呼叫或消息的通知模式。
根据便携式电子装置的一个实施方式，通知模式的变化包括以下变化中的至少一个：降低电子装置的振铃或使振铃静音或关闭视觉消息通知的显示。
根据便携式电子装置的一个实施方式，所改变的操作模式是电子装置的节电模式。
根据便携式电子装置的一个实施方式，所改变的操作模式是安全模式，并且在检测到用户离开电子装置的运动之前，电子装置保持处于解锁状态。
根据便携式电子装置的一个实施方式，控制电路还被构造成监测来自电场传感器的信号以确定用户在从电子装置离开之后已返回到电子装置，控制电路在确定用户已返回到电子装置时恢复电子装置的操作状态。
根据本公开的另一个方面，一种便携式电子装置包括电场传感器，该电场传感器生成指示电子装置周围静电场变化的信号；无线电电路，用于呼叫的通信通过该无线电电路来进行；以及控制电路，该控制电路被构造成检测呼入呼叫，并且当来自电场传感器的信号指示用户的手在电子装置附近运动时，将用于通知呼叫的振铃静音或降低音量。
根据本公开的另一个方面，一种便携式电子装置包括电场传感器，该电场传感器生成指示电子装置周围静电场变化的信号；无线电电路，用于呼叫的通信通过该无线电电路来进行；显示器，该显示器具有触摸输入功能；以及控制电路，该控制电路被构造成检测呼叫建立，并且当来自电场传感器的信号指示电子装置朝向用户的手运动时停用显示器和触摸输入功能。
根据便携式电子装置的一个实施方式，控制电路还被构造成当来自电场传感器的信号指示电子装置离开用户的手时，重新启用显示器和触摸输入功能。
附图说明
图1是在具有用户和对象的示例性环境中的电子装置的示意框图。
图2是在用户保持电子装置的示例性环境中的电子装置的示意框图。
图3A和图3B是用于唤醒电子装置的***的示意框图。
图3C是融合运动感测***的示意框图。
图4是所检测电场强度随着时间的变化的图。
图5是示出了电子装置的示例性部件的示意框图。
具体实施方式
1、简介
现在将参照附图描述实施方式，其中，同样的附图标记自始至终用于指代同样的元件。将理解的是，附图不必是表示比例。关于一个实施方式描述和/或例示的特征可以以相同或类似方式用于一个或更多个其他实施方式中和/或与其他实施方式的特征组合使用或代替其他实施方式的特征使用。
下面连同附图描述描述用于在具有电场变化的情况下控制电子装置的电子装置和方法的各种实施方式。电子装置通常是但不是必须为便携式电子装置，并且可以采取任何形状因数，包括但不限于移动电话、平板计算装置、膝上型计算机、游戏装置、摄像头(例如，傻瓜相机或自动生活记录摄像头)、媒体播放器或可穿戴装置(诸如智能眼镜、智能手表或智能带(例如，具有嵌入电子器件的腕带或头带))。附图中所示的电子装置为移动电话，但本发明的方面的适用性不限于移动电话。
2、综述
初始参照图1，例示了操作环境中的示例性电子装置10的示意框图。所例示的示例性操作环境包括电子装置10的用户12和另一个对象14。各种电磁场存在于电子装置10周围。这些场通常由电缆、电器、电子装置等中的交流电的流动生成。
除了交流电所生成的场之外，还存在静电场。两个对象之间的静电场强度(或电势)依赖于构成对象的材料、对象相对于彼此的位置、对象之间的距离、对象之间的相对运动以及到环境中其他对象的任何电连接或耦接。
为了表示该电环境，示意性例示了图1中各对项之间的电容。各项目具有相对于地平面16的电容，该电容由用户12与地平面16之间的电容的CUG、电子装置10与地平面16之间的电容的CDG以及对象14与地平面16之间的电容的COG来指示。同样，各项目具有相对于彼此的电容，该电容由电子装置10与用户12之间的电容的CDU、电子装置10与对象14之间的电容的CDO以及对象14与用户12之间的电容的COU来指示。
跨这些电容中的每个，可以存在静电场。环境中任两个对象之间的电场可以变化。由此，如可在电子装置10处检测到的总电场可以变化。这些变化可以由于用户12相对于电子装置10的运动、对象14相对于电子装置10的运动以及用户12相对于对象14的运动而产生。引起可检测电场的变化的运动可以是大型运动，诸如用户12走过电子装置10，或较小型运动，诸如用户12在拾起电子装置10的触及运动中移动手臂。由于附近电子装置，诸如灯、电器以及机器，引起的能量消耗的变化也可能得到可由电子装置10检测的电场强度的变化。
由此，将理解的是，具有电场的环境中的材料和对象具有朝向周围环境中的其他对象的电势。更具体地，电子装置10附近一存在电势或电流流动，就将存在电子装置10的位置附近生成的电场。但可检测电场强度受对象之间的变化电势影响，并且这些电势根据诸如用户体型、用户运动(例如，行走，抬高或降低手臂等)的因素以及其他因素而变化。
在图1中，用户12被描绘为不接触电子装置10。另外参照图2，用户12被描绘为用用户的手18接触电子装置10(例如，用户12将电子装置10保持在用户的手18中)。但可由电子装置10测量的电场仍会受用户的一部分与电子装置10之间的距离D影响。在所例示的示例中，用户12的一部分是用户的头部20，但用户12的其他部分(例如，腿或躯干)会影响可测量的电场。
继续参照图1和图2，电子装置10包括电场(EF)传感器22。在一个实施方式中，EF传感器22电容耦接到电子装置10的其他电部件(下面描述)所安装到的电路板24。电容耦接可以用电容器或通过由绝缘介质分离EF传感器22与电路板24来建立。EF传感器22与电路板24之间的电容耦接由CS来表示，并且EF传感器22与电路板24之间的电势由V来表示。
实现EF传感器22并测量电场的较简单方式包括使用用于接收广播传输(例如，AM或FM传输)的标准无线电接收器。实现EF传感器22并测量电场的另一个实现方式包括使用天线和感测电路。以这些方式中的一个实现的EF感测功能的功率消耗较低(例如，低至几毫瓦)。
EF传感器22的示例性实施方式包括EF天线、电压表(还被称为电压计)和电容器(例如，用物理电路部件实现的电容器CS)。电容器具有连接到EF天线的第一极和连接到电路板24上的基准电势的第二极。电压表测量跨电容器的电压，并且输出指示电子装置10周围的电场变化的模拟电信号。来自电压计的模拟信号可以通过使用模数(A/D)转换器来转换成数字信号。该数字信号可以通过使用数字信号处理和统计分析来分析，以识别并分类所感测电场的特征和变化。EF环境的持续和定期扫描可以以较低的功率消耗(例如，直到几毫瓦)来进行。EF感测对于感测活动可以消耗少至1.8微安。因此，EF传感器22的应用可以在通常使用来自可充电电池的电力操作的可穿戴便携式电子装置中进行。
3、运动感测
电子装置中的传统运动感测已用基于MEMS的***(诸如加速度计和/或陀螺仪)来进行。采用基于MEMS的***的融合感测会消耗大量的电力(例如，大约600微安)，并且甚至对于诸如以步程计模式计算脚步的简单任务也不总是准确。融合感测是将多个传感器和/或输入一起用于检测用户输入或运动。
在超低功率模式下，以大约1Hz数据速率操作的加速度计可以消耗大约2微安。在该模式下，加速度计可以当检测到沿着所有三个轴超过预定阈值的运动时触发响应(例如，唤醒主电子装置或打开显示器)。但由于被随身携带而产生的电子装置的一般运动会在不期望的时间由电子装置触发响应。
在一个实施方式中，EF传感器22和运动传感器26(图5)彼此结合用于触发唤醒动作，诸如将电子装置10从睡眠状态唤醒，启动传感器融合，打开电子装置10的显示器或打开电子装置10的某一其他功能。本说明书中描述了运动传感器26包括加速度计的示例性实施方式。其他类型的运动传感器26是可以的。例如，运动传感器26可以用加速度计、陀螺仪、摄像头、光学传感器(例如，红外(IR)传感器)或其他传感器来实施。将理解，如这里所用的术语“加速度计”是指运动感测组件，该运动感测组件包括至少一个加速度测量部件和可能地超过一个加速度测量部件，诸如用于多个轴中的每一个的加速度测量部件。
在一个实现实施方式中，运动传感器26被具体实施为以超低功率模式操作的加速度计。当加速度计检测到运动超过预定触发电平且EF传感器22的输出指示所感测EF的变化已发生时，那么可以生成事件指示信号。所感测EF的变化可以为具体类型的变化或满足预定标准的变化，诸如EF的快速增大或EF的快速减小。响应于事件指示信号(还被称为唤醒信号)，电子装置10可以开始进行适当的唤醒动作。
这样，可以仅通过使用加速度计来加强唤醒功能的鲁棒性。例如，如果期望的唤醒事件是用户12抓住并拾起电子装置10，则以超低功率模式工作的加速度计可以通过除了以该方式拾起之外的运动来检测阈值活动。但阈值运动检测结合所感测EF的变化的检测可以减少误报唤醒触发的情况。
图3A例示了用于唤醒电子装置10的***的一个实现实施方式。在该实施方式中，运动传感器26(例如加速度计)和EF传感器22同时操作。来自传感器22和26的输出信号被输入到逻辑功能23，该功能可以如下所述的在硬件、软件或其组合中实现。在典型的实施方式中，逻辑功能23被具体实施为电子装置10的一部分。如果加速度计和EF传感器22这两者输出相应信号，逻辑功能23根据所述信号同时或在彼此的预定时间量内进行触发检测，则生成并向主机(例如，电子装置10的逻辑或物理部件)输出事件指示信号。针对EF传感器22的输出的触发检测可以为电场的变化超过预定阈值或TEF。针对来自加速度计的输出的触发检测可以为运动的变化沿着一个轴、沿着两个轴中的每个或沿着三个轴中的每个超过预定阈值或TM。
图3B例示了用于唤醒电子装置10的***的另一个实现实施方式。在该实施方式中，EF传感器22的操作可以用运动传感器26(例如，加速度计)的操作依次设置，以进一步降低睡眠状态下消耗的功率。比如，加速度计可以处于关闭状态，并且EF传感器22可以处于感测状态。如果逻辑功能23确定EF传感器22的输出指示所感测EF的变化已发生(例如，超过TEF)，则可以启动加速度计。然后，如果逻辑功能23确定加速度计在被启动的预定时间量内检测到运动的变化且变化沿着预定数量的轴(例如，一个轴、两个轴或所有三个轴)中的每个超过预定阈值TM，那么可以生成并向主机(例如，电子装置10的逻辑或物理部件)输出事件指示信号以触发电子装置10的唤醒动作。
EF传感器22的输出可以以除了用于触发唤醒动作之外的方式连同运动传感器26的输出一起使用。例如，如图3C中示意性所示，从EF传感器22且同时从加速度计收集的数据可以被馈送到用于运动感测的逻辑功能23的融合传感器算法中。在许多情况下，该运动感测结构可以产生比仅通过使用加速度计的输出来进行运动感测时更可靠和/或准确的结果。在一个示例性实施方式中，两个输出可以用于步程计功能中的步计数。
通过收集并使用来自EF传感器22和运动传感器26这两者的数据，预期可以提高特定运动感测操作的准确度。例如，写本公开时市场上最准确的步程计使用加速度计来进行运动检测，并且具有在±百分之5以内的准确度。但考虑了组合来自超过一个传感器的数据，以提高正在进行的运动感测的准确度。比如，在使用来自加速度计和来自EF传感器22的数据的步程计的情况下，可以将准确度提高到±百分之1以内。
4、静止装置唤醒功能
在前述章节中，描述了基于电子装置10的运动唤醒电子装置10的功能的操作。在其他情况下，电子装置10可以为静止的，并且用户12或另一个电子装置在电子装置10附近运动。在这种情况下，电场感测用于识别用户12(或其他电子装置)的接近，并且基于对人(或其他电子装置)的感测唤醒电子装置10的功能。唤醒动作可以是打开无线接口，以建立与用户12所携带的电子装置的通信。其他示例性唤醒动作包括将电子装置10从睡眠状态唤醒，启动传感器融合，打开电子装置10的显示器或打开电子装置10的某一其他功能。在使用EF感测检测到人(或其他电子装置)时，可以的是采取超过一个唤醒动作。
许多电子装置在不使用时进入备用模式以省电。比如，无线键盘、鼠标或扬声器可以在不使用时进入深度备用状态。在电子装置10是无线扬声器的示例性场景中，无线扬声器可以通过蓝牙或Wi-Fi接口从另一个电子装置接收音频数据信号。所接收的音频数据经由扬声器来播出以由用户听到。在该示例性情况下，音频数据的源可以为便携式电子装置，诸如移动电话或平板电脑。
有利的是：当人希望使用电子装置10(例如，在无线扬声器的情况下收听音乐)，电子装置10在不需要具体用户交互的情况下随时可用(例如，接收并播出音频数据)。因此，需要使电子装置10具有非常低的功率消耗备用模式，同时还能够在用户期望时容易地唤醒并执行它的功能。
为了完成这些操作，电子装置10在睡眠状态下执行EF感测以检测周围环境的变化。使用EF感测，可以检测指示人进入或离开房间的EF变化、指示灯被打开或关闭的EF变化等。这些类型的事件通常以可预测EF变化为特征，因此可以与其他EF变化区分。当电子装置10检测到对应于预定类型的活动(例如，人进入房间)的EF变化时，电子装置10打开且启用一个或更多个适当功能。在电子装置10是无线扬声器的示例性实施方式中，功能可以为打开它的无线接口和播放从另一个电子装置(例如，用户的移动电话)接收的音乐。
在一个实施方式中，电子装置10被构造成识别接近电子装置19的具体对象。具体对象可以是特定人或特定电子装置。对特定人或电子装置的存在的检测可以通过识别被预定为与具体人或电子装置对应的EF特性来进行。可以具有可识别特征的EF特性包括但不限于EF信号模式、EF频谱以及EF能量的变化。电子装置10可以被构造成在识别到预定EF特性时执行唤醒功能。这样，预定用户或预定电子装置可以使得电子装置10醒来，但其他人或电子装置将不使得电子装置10醒来。在一个示例性实施方式中，便携式电子装置被构造成发射EF信号，并且电子装置10在识别到电子装置所发射的EF信号时醒来。所发射的EF信号不需要非常强。而是，信号可以引起电子装置10周围的现有可检测EF的变化。在另一个示例性实施方式中，电子装置10可以被构造成响应于在成人进入含有电子装置10的房间时引起的电场变化而醒来，但在儿童或宠物(例如，狗或猫)进入房间时不醒来。
5、移动装置功能的控制
诸如移动电话的便携式电子装置具有各种通信功能和其他操作功能。在本公开的该章节中，将描述基于所感测电场控制各种功能。
5(A)、控制电子装置状态的用户存在
在典型用途中，电子装置10在被构造成移动电话或其他便携式电子装置时由用户12以大量方式来物理地处理。有些时候，电子装置10被保持或携带在用户的手18中。在其他时候，电子装置可以被置于表面上，诸如桌子或工作台面上，或者被置于充电座上。在其他时候，电子装置10可以被置于包(例如，手提包、背包或公文包)中或口袋中。
区分电子装置10何时在运动中或被保持在用户的手中与电子装置10何时被置于表面上可以使用运动传感器26(例如，加速度计输出)来进行。但在传统电子装置10中，难以确定用户12的接近。比如，当电子装置10已被置于水平面(例如，桌面)上时，传统电子装置不能确定用户是否在附近(例如，在电子装置的手臂所及范围内)或用户是否已离开(例如，在手臂所及范围外、电子装置的视野外或在另一个房间中)。依赖于用户已离开的距离，有可能的是电子装置10的通知呼入呼叫的振铃对向用户通知呼入呼叫将无效和/或可能另他人造成烦扰。类似地，屏幕上的通知(例如，文本消息或提示)可能由他人阅读，而用户12会错过该通知。因此，在电子装置被留在静止表面上时，电子装置对用户接近的知晓可以是有用信息，其可以用于使电子装置10的操作行为适于减小对他人的干扰、减少错过重要通知、提高安全性、降低功率消耗等。
在一个实施方式中，电子装置10检测电子装置10何时被置于静止表面上，诸如桌面的水平面上。置于静止表面上的确定可以通过监测运动传感器26的输出来进行。当进行电子装置10已被置于静止表面上的确定时，用EF传感器22来对电子装置10处的电场采样。可以采用在静止表面上的放置与EF感测之间的大约半秒至大约一秒的延迟来允许用户放下电子装置10。在用户刚刚将电子装置10置于表面上且刚刚放开电子装置10而处于电子装置10附近的假设下，所采样的电场充当在用户接近电子装置10(例如，在电子装置10的手臂所及范围内)时电场的基线读数。
接着，诸如通过使用上述超低功率运动感测操作来监测电子装置10的运动。只要电子装置10保持静止，就对电场采样(例如，每隔几秒定期地或连续地)。如果检测到电场的总量(gross)规模变化(例如，超过预定阈值的变化)，则电子装置10将电场的变化解释为用户12从电子装置离开。在一个实施方式中，校准电场的总量规模变化的检测，以减少将其他人的运动或电装置的打开或关闭变为被解释为从电子装置10离开的用户的运动。比如，预期与由于电装置的操作状态的变化而引起的电场的变化相比，身体运动将产生电场的较慢变化。同样，因为在所描述的情况下，在将电子装置10置于表面上之后其他人通常比用户12较远地离开电子装置，所以由于用户从电子装置10离开而引起的电场的变化的模式通常将与由于其他人的运动而引起的电场的变化不同。另外，可以采用学习算法来创建用于电场的所感测变化的分类器，以改进所感测电场的变化的解释结果。例如，由于体型、形状和/或习性的不同，由于用户12的运动而引起的所感测电场的变化可以与由于其他人的运动而引起的所感测电场的变化不同。
在如通过所感测电场的变化检测而确定用户已离开电子装置10的区域之后，可以修改电子装置10的操作功能。比如，电子装置10可以从第一通知模式变为第二通知模式，以改变向用户通知呼入呼叫、消息以及通知的方式。在检测到用户已离开电子装置10的区域之后，电场的感测可以连续或定期继续确定用户12是否已返回到电子装置10的区域。如果确定用户已返回，那么电子装置10可以从第二通知模式变回第一通知模式。另选地，为了加强安全性，电子装置10可以保持在第二通知模式下，直到由用户动作解锁为止。在一个实施方式中，电子装置10可以在切换通知模式之前等待短的时间间隔(例如，在大约20秒至大约一分钟之间)，以允许用户建立与电子装置10的距离。如果用户在时间间隔过去之前返回，则不需要在用户离开电子装置10行进且在短时间段内返回的基础上切换通知模式。在一个实施方式中，电子装置10可以在改变通知模式时提供显示器上的视觉反馈或听觉反馈。从第一通知方式切换到第二通知模式时的示例性音频反馈是不同的锁定声音，诸如汽车在用无线遥控钥匙远程锁定时发出的声音。
在第一通知模式下，电子装置10可以基于用户12所建立的铃声和振动设置来通知呼入呼叫。例如，可以通过输出可听铃声和/或振动来通知呼叫。同样，在第一通知模式下，电子装置10可以根据默认设置或用户设置来通知传入的文本消息或电子邮件消息，和/或由振动输出可听声音，默认设置或用户设置通常包括消息的至少一部分的视觉显示。类似地，可以(例如，用视觉显示和/或用可听声音)根据默认设置或用户设置来通知日历通知和其他事件。
第二通知模式可以为响应于呼入呼叫、传入消息或其他事件不进行可听输出或振动的无声模式。同样，可以关闭与呼入呼叫、传入消息以及其他事件关联的视觉显示。这些变化可以具有节约电力、提高安全性并降低对其他人(诸如工作场所环境中的同事)的干扰的效果。在一个实施方式中，当用户返回到电子装置10时，可以显示与所接收消息关联的通知和在用户离开电子装置10的时间期间发生的事件。如果未在第二通知模式下关闭所显示的通知，则可以在用户返回时重新显示在用户离开电子装置10时显示的通知。
在另一个实施方式中，第二通知模式可以打开和/或提高通知呼入呼叫、消息或其他事件的音频输出的音量。这可以用于使得用户能够在离开电子装置10时听到铃声或其他音频通知。这些变化在家庭环境或吵闹工作地点中可以是适当的。
第一通知模式与第二通知模式之间的变化(例如，转到无声或安全模式或转到更大声模式)的性质可以由用户选择来设置。在一个实施方式中，用户可以根据位置或其他标准在多个通知模式之间选择。在该实施方式中，电子装置10可以在用户离开电子装置10的区域时使用另外的输入数据来切换到适当的通知模式。比如，通知模式可以基于位置地理围栏。另选地，Wi-Fi网络身份可以用于帮助转变到适当的通知模式。
除了通知模式之外或不是通知模式，还可以变化电子装置10的其他模式。例如，安全模式可以在电场监测指示用户已离开电子装置10的区域时变化。在一个实施方式中，只要用户12在电子装置10附近，电子装置10的解锁就可能不需要密码或其他验证，或者可能需要简单的解锁动作。但如果用户12已离开电子装置的区域，则随后的解锁动作可能需要满足安全例程(例如，代码的输入或生物识别扫描)。该方案意味着用户12可以将附近的电子装置10在解锁状态下保持在桌子或其他表面上，并且在不满足安全例程的情况下间断地使用电子装置10。但用户离开电子装置10的区域将引起电子装置10的安全锁定。
可以改变的另一个示例性模式是省电模式。比如，在用户离开电子装置10时，电子装置10可以被置于低功率消耗模式(例如，睡眠状态或其他省电模式)。在一个实施方式中，可以在用户离开电子装置10的同时关闭电子装置10的蜂窝无线电接口、Wi-Fi无线电接口、蓝牙接口或其他无线接口。还可以关闭其他部件和/或特征，诸如显示器。
5(B)、手运动检测以控制针对呼入呼叫处理的铃声
移动电话不合时宜(例如，在吃饭期间或在会议期间)或在不适当地点(例如，戏院、博物馆等)的振铃对于用户可能使人尴尬或成问题。在这些情况以及其他情况下，用户可能希望快速静音振铃或至少降低铃声音量。铃声静音的传统方法是用户通过按压按钮或显示器上的触摸控制来与移动电话物理交互。但该方法耗时，涉及确定电子装置的确切位置(如果它在口袋中或在包中)，并且依赖于与电子装置的适当部件的准确物理交互。
在一个实施方式中，如由EF传感器22检测的手运动用于在播放铃声以通知呼入呼叫时将电子装置10的振铃静音或降低音量。在一个实施方式中，用于控制振铃音量的手运动是用户的手18朝向电子装置10的运动。
在示例性实施方案中，电子装置10可以监测电子装置10的位置状态。示例性位置状态包括但不限于手持、在口袋中、在包中或在静止表面上。申请人在其他专利申请中描述了当前位置状态的确定，将不详细描述。简而言之，使用来自传感器(诸如加速度计或摄像头)的一个或更多个输入可以确定位置状态，并且可以涉及用户震颤检测形式的振动分析。定期地，如由EF传感器22检测的电场的基线扫描可以用于与在呼入呼叫期间进行的扫描进行比较。
接着，当检测到呼入呼叫且振铃和/或振动器被打开中的至少一个以通知呼叫时，用EF传感器22进行电场的扫描。在一个实施方式中，可以进行多个不连续扫描，或者可以在呼入呼叫通知时段期间进行连续扫描。在一个实施方式中，如果电子装置10处于特定位置状态，则不进行扫描和对呼入呼叫通知的改变。比如，如果电子装置10已处于用户的手中，则几乎不需要检测朝向电子装置10的到达运动。在一个实施方式中，为了去除在解释所感测电场的变化时的可能的误差，如果电子装置10在包中或在口袋中，则不进行扫描或对呼入呼叫通知对改变。在另一方面，这些可以是期望静音或降低铃声音量的情况，并且在这些情况下进行扫描以改变呼入呼叫通知。
如果电子装置10检测到电场的变化，其指示电子装置10上方或附近的手运动，则可以降低振铃音量，或者可以使振铃静音。如果另外或另选第使用振动器来通知呼叫，那么在检测到电子装置10上方或附近的手运动的情况下，可以降低振动器的强度，或者可以关闭振动器。
在一个实施方式中，所测量的电场变化可以被映射到控制呼入呼叫通知的音量控制功能中。例如，指示电子装置10上方或附近的手挥动的电场变化可以使振铃静音，并且指示朝向电子装置10运动且抓住电子装置10的电场变化可以降低或静音振铃音量，并且开始呼叫应答操作。在另一个实施方式中，可以确定手18朝向电子装置10的运动速度。如果速度超过预定阈值，那么可以使振铃静音。如果运动速度低于阈值，那么振铃音量可以按照手18靠近电子装置10移动而可能以与手运动速率配合的速率逐渐降低。
在一个实施方式中，过滤和/或平滑EF传感器22的输出信号。这些操作可以用于去除EF传感器22的输出信号中的刺突。另外，采样速率可以被设置为适当的采样速率。比如，已发现在到达或移动电子装置10时典型的手运动为大约400毫米每秒(mm/s)。在该速度下，可以使用150Hz的采样速率在10厘米的移动范围内采样16个事件。在这些条件下，可以检测手运动，并且可以进行振铃音量的配合变化。
另外，可以控制EF传感器22的检测范围。检测范围依赖于用于实现EF传感器22的硬件(该硬件通常不变)和EF传感器22的增益，该增益可以根据感测操作调节。对于振铃控制，示例性检测范围是大约5cm至大约30cm。预期使用该范围将降低来自周围环境中的EF变化的干扰。另外，屏蔽件可以被设置于EF传感器22周围，以建立EF传感器22的检测方向。
5(C)、呼叫期间的显示控制
在电话呼叫期间，移动电话的用户可以将移动电话保持到用户耳朵。在移动电话具有触摸屏的情况下，非常可能触摸屏将接触用户的皮肤。触摸屏的接触将启用显示器和触摸屏控制功能，该功能将耗电，并且可能导致一个或更多个功能意外启动。因此，为了使用户将移动电话保持到用户耳朵的呼叫期间使显示器和触摸屏控制功能的启动最小化，使用接近传感器来确定是否靠近皮肤保持显示器。典型的接近传感器包括红外(IR)发光二极管(LED)和配合的感光器。这种类型的接近传感器消耗大约半毫安，这是高功率消耗电平以将另一部件(显示器和触摸屏)置于备用座中。
在一个实施方式中，EF传感器22的输出用于在呼叫期间控制显示器28(图5)和触摸屏输入30(图5)的启动(例如，备用或开/关)状态。在一个方案中，电子装置10检测呼入呼叫以及应答呼叫的动作(例如，触摸屏滑动或其他动作)，或者检测由用户发起呼出呼叫。电子装置10可以假定如图2示意性例示的电子装置10此时被保持在用户的手18中。
接着，电子装置10监测EF传感器22的输出以检测电场变化，该电场变化指示电子装置10朝向用户的头部20的运动使得距离D减小。另外参照图4，当来自EF传感器22的信号(用曲线32表示)与预定检测阈值34交叉(例如，上升超过)时或当EF传感器22的输出的其他信号处理指示电子装置10与用户头部18之间的距离小于预定距离阈值，那么显示器28和触摸屏输入30可以被设置于停用状态，以降低功率消耗并免于经由与触摸屏输入30的交互而引起的操作的意外启动。当显示器28停用时，至少关闭显示器28的背光源。
在一个实施方式中，建立预定检测阈值34，以避免在检测到呼入呼叫与检测到向头部18之间的时间中在电子装置10未被抓住或拾起的情况下、由于用户的手18接触电子装置10而导致的显示器28和触摸屏输入30的停用。在一个实施方式中，EF传感器22的输出可以结合运动传感器26(例如，加速度计)的输出来用于确定何时停用显示器28和触摸屏输入30。
在呼叫期间，EF传感器22的输出的监测可以继续确定用户是否使电子装置10离开用户的头部18。如果检测到该运动，则可以重新启动显示28和触摸屏输入30。对电子装置10离开用户头部18的运动的检测可以通过确定来自EF传感器22的信号与预定检测阈值34交叉(例如，下降低于)或在EF传感器22的输出的其他信号处理指示电子装置10与用户的头部18之间的距离变得大于预定距离阈值时进行。
在一个实施方式中，过滤和/或平滑EF传感器22的输出信号。另外，采样速率可以被设置为适当的采样速率。这些操作可以用于去除EF传感器22的输出信号中的刺突并减轻迟滞。比如，已发现在朝向和离开头部移动电子装置10时典型的手运动为大约400毫米每秒(mm/s)。在该速度下，可以使用40Hz的采样速率在4厘米的移动范围内采样4个事件。在这些条件下，可以检测手运动，并且可以进行显示器28和触摸屏输入30的启动状态的配合变化。
另外，可以控制EF传感器22的检测范围。检测范围依赖于用于实现EF传感器22的硬件(该硬件通常不变)和EF传感器22的增益，该增益可以根据感测操作调节。对于该章节所述的实施方式，示例性检测范围是大约4-5cm。预期使用该范围将降低来自EF变化对周围环境的干扰。另外，屏蔽可以被置于EF传感器22周围，以建立EF传感器22的检测方向，诸如相对于显示器28向前面向。
6、示例性电子装置
如指示的，电子装置10的示例性构造是移动电话。虽然电子装置10可以被构造为其他装置(例如，无线扬声器、无线鼠标或键盘、平板电脑等)，但将更详细地描述作为移动电话的示例性构造。
参照图5，例示了如移动电话示例性形式的电子装置10的示意框图。电子装置10包括负责电子装置10的整体操作(包括响应于由EF传感器22进行的检测控制电子装置10)的控制电路36。控制电路36包括执行操作***40和各种应用42的处理器38。通常，涉及电场感测的控制功能被具体实施为操作***40的一部分。在其他实施方式中，该功能可以被具体实施为专用应用或用于其他任务的应用的一部分。
操作***40、应用42以及所存储数据44(例如，与操作***40、应用42以及用户文件关联的数据)存储在存储器46上。操作***40和应用42以可执行逻辑例程(例如，代码行、软件程序等)的形式来具体实施，逻辑例程存储在电子装置10的永久计算机可读介质(例如，存储器46)上，并且可由控制电路36来执行。前述章节所述功能可以被认为是由电子装置10进行的方法。
控制电路36的处理器38可以为中央处理单元(CPU)、微控制器或微处理器。处理器38执行存储在控制电路36内的存储器(未示出)中和/或单独存储器(诸如存储器46)中的代码，以便执行电子装置10的操作。存储器46例如可以为缓冲器、闪速存储器、硬件驱动器、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)或其他合适装置中的一个或更多个。在典型结构中，存储器46包括用于长期数据存储的非易失性存储器和起用于控制电路36的***存储器的作用的易失性存储器。存储器46可以通过数据总线与控制电路36交换数据。存储器46与控制电路36之间的伴随控制线和地址总线也可以存在。存储器46被认为是永久计算机可读介质。
电子装置10包括使得电子装置10能够建立各种无线通信连接的通信电路。在示例性实施方式中，通信电路包括无线电电路48。无线电电路48包括一个或更多个射频收发器和天线组件。在电子装置10为能够使用超过一个标准和/或在超过一个射频带上通信的多模式装置的情况下，无线电电路48表示一个或超过一个无线收发器、一个或超过一个天线、调制器、阻抗匹配电路以及各种所支持频带和无线访问技术所需的其他部件。无线电电路48所支持的示例性网络接入技术包括蜂窝电路交换网络技术和分组交换网络技术(例如，Wi-Fi)。无线电电路48还表示用于诸如通过蓝牙接口与另一个电子装置直接局部无线通信的任何无线收发器和天线。
电子装置10还包括用于向用户显示信息的显示器28。显示器28可以由视频电路50耦接到控制电路36，该视频电路50将视频数据转换成用于驱动显示器28的视频信号。视频电路50可以包括任何适当的缓冲器、解码器、视频数据处理器等。
电子装置10可以包括用于接收用于控制电子装置10的操作的用户输入的一个或更多个用户输入52。示例性用户输入52包括但不限于与用于触摸屏功能的显示器28重叠或作为显示器28一部分的、一个或更多个按钮54、运动传感器26(例如，上述陀螺仪传感器、加速度计、摄像头、IR传感器等)等。
电子装置10还可以包括用于处理音频信号的声音电路56。耦接到声音电路56的是启用凭借电子装置10进行的音频操作(例如，进行电话呼叫、输出声音、捕捉用于视频的音频等)的扬声器58和麦克风60。声音电路56可以包括任何适当的缓冲器、编码器、解码器、放大器等。
电子装置10还可以包括一个或更多个输入/输出(I/O)接口62。I/O接口62可以为典型电子装置I/O接口的形式，并且可以包括用于经由电缆将电子装置10操作地连接到另一个装置(例如，计算机)或附件(例如，个人免提(PHF)装置)的一个或更多个电连接器。进一步地，操作功率可以通过I/O接口62来接收，并且对电子装置10内的电源单元(PSU)64的电池充电的功率可以通过I/O接口62来接收。PSU 64可以在不存在外部电源时供电，以操作电子装置10。
电子装置10还可以包括各种其他部件。作为示例，一个或更多个摄像头66可以存在，用于照相或摄像，或者用于视频电话。作为另一个示例，位置数据接收器68(诸如全球定位***(GPS)接收器)可以存在，以帮助确定电子装置10的位置。电子装置10还可以包括内部接受用户身份模块(SIM)卡72的SIM卡槽70。槽70包括在电子装置10与SIM卡72之间建立操作连接的任何适当连接器和接口硬件。
7、结论
虽然已示出并描述了特定实施方式，但理解，本领域技术人员在阅读并理解本说明书时将想到落在所附权利要求范围内的等同物和修改。

Claims (19)

1.一种便携式电子装置，该便携式电子装置包括：
运动传感器；
电场传感器；以及
控制电路，指示所述电子装置的运动的、来自所述运动传感器的信号和指示所述电子装置周围的静电场变化的、来自所述电场传感器的信号被输入到所述控制电路，来自所述运动传感器的信号和来自所述电场传感器的信号彼此结合地来由所述控制电路分析以控制所述电子装置的操作。
2.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，所述电子装置的所述操作是对所述电子装置的部件的功率消耗状态的控制。
3.根据权利要求2所述的便携式电子装置，其中，如果来自所述运动传感器的信号指示运动超过预定触发电平且来自所述电场传感器的信号指示所感测电场的变化已发生，则所述控制电路将所述电子装置的所述部件从功率降低状态唤醒。
4.根据权利要求3所述的便携式电子装置，其中，所述运动传感器和所述电场传感器同时操作，并且为了使所述控制电路唤醒所述电子装置的所述部件，超过所述预定触发电平的所述运动和所感测电场的所述变化必须同时或在彼此的预定时间量内发生。
5.根据权利要求3所述的便携式电子装置，其中，所述电场传感器和所述运动传感器的操作依次进行，并且如果检测到所感测电场的所述变化，则所述控制电路将所述运动传感器从功率降低状态唤醒，并且如果在所述运动传感器已被唤醒的预定时间量内检测到超过所述预定触发电平的所述运动，则所述控制电路随后唤醒所述电子装置的所述部件。
6.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其中，所述电子装置的所述操作是所述电子装置的融合运动感测，其中，所述运动感测基于来自所述运动传感器的信号和来自所述电场传感器的信号这两者。
7.一种相对于人的运动静止的电子装置，该电子装置包括：
功率消耗部件；
电场传感器；以及
控制电路，指示所述电子装置周围的静电场的变化的、来自所述电场传感器的信号被输入到所述控制电路，来自所述电场传感器的所述信号被所述控制电路分析以检测人到达所述电子装置附近的区域中，并且由检测到人到达所述电子装置附近的所述区域中来触发，所述控制电路将所述功率消耗部件从功率降低状态唤醒。
8.根据权利要求7所述的电子装置，其中，通过感测由于所述人所携带的另一电子装置的电场发射引起的电场的变化来确定所述人到达所述电子装置附近的所述区域中，所述电场发射具有能够被识别的特性以触发对所述人的到达的检测。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，所述能够被识别的特性与特定电子装置关联并且能够与其他电子装置区分。
10.根据权利要求7所述的电子装置，其中，对人的到达的所述检测包括检测由于所述人的特性引起的、能够与由于其他人引起的电场的变化区分的电场的变化。
11.一种便携式电子装置，该便携式电子装置包括：
运动传感器；
电场传感器；以及
控制电路，指示所述电子装置的运动的、来自所述运动传感器的信号和指示所述电子装置周围的静电场的变化的、来自所述电场传感器的信号被输入到所述控制电路，并且
其中，所述控制电路被构造成基于来自所述运动传感器的所述信号确定所述电子装置已在静止状态下被置于表面上，在所述静止状态下时，所述控制电路还被构造成基于来自所述电场传感器的所述信号确定所述电子装置的用户是否从所述电子装置离开，并且如果所述用户离开，则改变所述电子装置的操作模式。
12.根据权利要求11所述的便携式电子装置，其中，所改变的操作模式是所述电子装置所接收的呼叫或消息的通知模式。
13.根据权利要求12所述的便携式电子装置，其中，所述通知模式的变化包括以下变化中的至少一个：降低所述电子装置的振铃或使振铃静音或关闭视觉消息通知的显示。
14.根据权利要求11所述的便携式电子装置，其中，所改变的操作模式是所述电子装置的节电模式。
15.根据权利要求11所述的便携式电子装置，其中，所改变的操作模式是安全模式，并且在检测到所述用户离开所述电子装置的运动之前，所述电子装置保持处于解锁状态。
16.根据权利要求11所述的便携式电子装置，其中，所述控制电路还被构造成监测来自所述电场传感器的所述信号以确定所述用户在从所述电子装置离开之后已返回到所述电子装置，所述控制电路在确定所述用户已返回到所述电子装置时恢复所述电子装置的所述操作状态。
17.一种便携式电子装置，该便携式电子装置包括：
电场传感器，该电场传感器生成指示所述电子装置周围的静电场的变化的信号；
无线电电路，用于呼叫的通信通过该无线电电路来进行；以及
控制电路，该控制电路被构造成检测呼入呼叫，并且当来自所述电场传感器的所述信号指示用户的手在所述电子装置附近运动时，将用于通知所述呼叫的振铃静音或降低音量。
18.一种便携式电子装置，该便携式电子装置包括：
电场传感器，该电场传感器生成指示所述电子装置周围的静电场的变化的信号；
无线电电路，用于呼叫的通信通过该无线电电路来进行；
显示器，该显示器具有触摸输入功能；以及
控制电路，该控制电路被构造成检测呼叫建立，并且当来自所述电场传感器的所述信号指示所述电子装置朝向用户的手运动时，停用所述显示器和触摸输入功能。
19.根据权利要求18所述的便携式电子装置，其中，所述控制电路还被构造成当来自所述电场传感器的所述信号指示所述电子装置离开用户的手时，重新启用所述显示器和触摸输入功能。
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