CN101111770B

CN101111770B - 掉落检测方法和掉落检测设备

Info

Publication number: CN101111770B
Application number: CN2006800036172A
Authority: CN
Inventors: 野田胜; 坂口勇夫
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: JPWO2006080225A1; KR20070102588A; EP1850138A1; EP1850138A4; CN101111770A; JP4637165B2; US7690253B2; WO2006080225A1; US20090031803A1

Abstract

本发明公开了一种掉落检测方法和设备，用来以高精确度检测掉落，即使在掉落期间目标接触人或物体。该掉落检测设备包括输出检测装置，用来在比较由三轴加速度传感器检测到的加速度的幅度和特定阈值之后产生加速度检测输出；输出中断校正装置，用来产生输出中断校正过的加速度输出，当掉落加速度输出中断之后在第一预定时间之内掉落加速度输出恢复时，针对中断对该输出进行了校正；输出连续时间判断装置，用来当输出中断校正过的加速度输出持续长于第一预定时间的第二预定时间时，产生掉落判断输出。

Description

掉落检测方法和掉落检测设备

技术领域

本发明涉及可以用来对装有磁盘的便携式电子装置及类似物掉落(fall)进行保护的掉落检测方法和掉落检测设备。

背景技术

便携式电子装置及其类似物很可能由于其特性而错误地掉落。例如笔记本个人电脑和一部分的数字音乐播放器的便携式电子装置具有嵌入内部的磁盘，它们特别容易受震动而被破坏，因此需要有防掉落保护措施。这样的保护措施在专利文件1和2中有记载。在专利文件1中，提供了一个三轴加速度传感器，当所有三个轴的加速度信号表明基本上为0的小的加速度并且该加速度保持一定时间时，判断便携式电子装置处于自由掉落中，磁头被移动到收回区，以防止掉落和碰撞时由于震动而损坏磁盘。在专利文件2中，当三个轴的加速度的合成矢量的幅度超过一定阈值90毫秒或更长时间时，检测到掉落，磁头被移动到收回区，以防止掉落或碰撞时由于震动而损坏磁盘。

专利文件1：日本专利公开号No.2000-241442

专利文件2：美国专利No.5982573

发明内容

当便携式电子装置或类似物开始从手中滑落或掉落并与人或物体接触时，该便携式电子装置或类似物可能暂时地从完全自由落体状态偏离。在这种情况下，在专利文件1和2公开的技术中，会错过对掉落的检测。这是因为当便携式电子装置或类似物与人或物体接触时，小的加速度持续的时间的测量在半路中被复位。当一个人差点错误地掉落一个物体时，他会做出一个反应动以防止掉落，在这种情况下极有可能发生“不完全自由掉落”，在该状态中物体暂时地偏离完全自由掉落状态。

本发明是在考虑上述情况下做出的，本发明的目的是提供一种掉落检测方法和掉落检测设备，即便在便携式电子装置或类似物在掉落过程中与人或物体接触时，也能以很高精确度检测掉落。

在根据本发明的掉落检测方法中，当一个包括加速度传感器并安装有磁盘的便携式电子装置或类似物开始掉落、接触某物并且掉落暂时停止时，如果该掉落的暂时停止持续一段特定时间(可以称为“第一预定时间”)，判断该掉落结束在该点上，即使暂时掉落停止，如果该停止是一个短暂的时间，则判断该掉落是从该暂时掉落之前发生的掉落持续，以便当连续的掉落持续便携式电子装置或类似物可能被损坏的一段时间时(可以称为“第二预定时间”)可以采取措施、比如收回。可以精确地将第二预定时设定为通过从便携式电子装置或类似物可能遭到损坏的掉落时间减去用来采取收回措施的一段时间而获得的时间。

在根据本发明的掉落检测方法中，优选地，即使连接到该便携式电子装置或类似物的加速度传感器的输出对应于掉落，当该输出短于特定的短时间时(可以称为“第三预定时间”)，判断该电子装置或类似物发生了振动，而不采取处理掉落的措施。

根据本发明的掉落检测方法，包括步骤：

利用加速度传感器在每个相继的时间测量加速度传感器上施加的加速度，和

将测量的加速度与特定的阈值进行比较来判断测量的加速度是对应于掉落的值(可以称为“掉落加速度”)还是不对应于掉落的值(可以称为“非掉落加速度”)，

(A)当在每个时间测量的加速度是掉落加速度时，

将在每个时间测量的加速度连续为掉落加速度的时间段设定为输出连续时间，

比较输出连续时间和第二预定时间，

返回到测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤，直到该输出连续时间达到第二预定时间，及

当输出连续时间达到第二预定时间时判断发生掉落，及

(B)当在每个时间测量的加速度为非掉落加速度时，

将在每个时间测量的加速度从刚才加速度为掉落加速度开始连续为非掉落加速度(加速度变成非掉落加速度)的时间段设定为输出中断时间，及

比较输出中断时间与第一预定时间，

(a)当输出中断时间未达到第一预定时间时，

利用输出中断时间校正刚才的该输出连续时间(加速度变成非掉落加速度)，及

返回到测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤，及

(b)当输出中断时间达到第一预定时间时判断掉落停止。

测量的加速度与之进行比较的阈值被设成一个小于重力加速度的值，当加速度等于或小于该阈值时，判断该加速度为掉落加速度，当加速度大于该阈值时，判断该加速度为非掉落加速度。当装有加速度传感器的便携式电子装置或类似物掉落时，由于运动加速度和重力加速度相互偏移，理论上没有加速度施加于加速度传感器之上。但是，通过设定该阈值到重力加速度(9.8m/s²)的20-60％，最好大约为重力加速度的40％，可以防止偏移的影响。

在根据本发明的掉落检测方法中，优选地，在比较输出中断时间与第一预定时间的步骤中，当输出中断时间未达到第一预定时间时，将测量的加速度看作掉落加速度，以通过将输出中断时间加到刚才的输出连续时间上来校正输出连续时间，并返回到测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤。

在根据本发明的掉落检测方法中，优选地，在测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤中，当在每个时间测量的加速度为非掉落加速度时，将从加速度为非掉落加速度开始测量的加速度连续为掉落加速度的时间段设定初始连续时间，对该初始连续时间与第三预定时间进行比较，

(a)当该初始连续时间未达到第三预定时间时判断掉落停止；及

(b)当初始连续时间达到第三预定时间时，将在每个时间测量的加速度连续为非掉落加速度的时间段设定为输出中断时间，并继续比较输出中断时间与第一预定时间的步骤。

在根据本发明的掉落检测方法中，加速度传感器可以测量三轴正交坐标的每个轴方向的加速度，并且可以对在每个轴方向测量的加速度的平方和或平方和的平方根与阈值进行比较。或者，加速度传感器可以将每个轴方向的加速度与阈值进行比较。

例如，当便携式电子装置或类似物在掉落过程中接触人或物体时，对应于加速度传感器测量的掉落加速度的输出暂时被中断。但是，当对应于掉落加速度的输出的中断时间很短且该输出在短于第一预定时间的时间内恢复时，掉落的连续时间是通过校正那个时间段内的输出中断时间而获得的输出连续时间。因此，即使是便携式电子装置或类似物在掉落过程中与人或物体接触，也可以判断掉落加速度的输出连续时间，即没有受到对应于掉落加速度的输出的中断影响的掉落连续时间，并且高精确度地判断掉落。第一预定时间对应于可以校正掉落加速度的中断的最长的输出中断时间。通过设定第一预定时间等于或短于第二预定时间的二分之一，使得不易由于对非掉落(比如垂直振动)条件下发生的间歇性小的加速度检测输出进行了过度的校正而发生错误判断掉落。

优选地，作为对应于掉落加速度的输出中断时的输出连续时间的校正，即，对应于非掉落加速度的输出被发出一段短的时间时(短于第一预定时间的时间)，即使当输出被中断时也将该掉落看成连续的，在校正设定输出连续时间之前该输出中断时间被加到输出连续时间上作为输出连续时间。当对应于掉落加速度的输出只发出一段短的时间且掉落加速度在该时间之后消失，掉落加速度持续的该时间被设定为初始连续时间，将该初始连续时间与短于第一预定时间的第三预定时间进行比较。因此，当由于垂直振动等等的对应于掉落加速度的输出仅仅发出一段短的时间时，可以防止误判。

根据本发明的掉落检测设备，包括：

加速度传感器，它测量每个相继时间施加的加速度；

输出检测装置，它比较测量的加速度与阈值，判断测量的加速度为对应于掉落的掉落加速度还是不对应于掉落的非掉落加速度，并发出一个判断输出，

输出连续时间判断装置，它接收判断输出，当来自输出检测装置的判断输出对应于掉落加速度时，测量对应于掉落加速度的判断输出持续的时间段，将该时间段输出设定为输出连续时间，比较该输出连续时间和第二预定时间，当输出连续时间达到第二预定时间时，发出一个掉落判断，及

输出中断校正装置，它接收判断输出，当来自输出检测装置的判断输出对应于非掉落加速度时，测量对应于非掉落加速度的输出从刚才的输出为掉落加速度开始持续的时间段，将该时间段设定为输出中断时间，并比较输出中断时间与第一预定时间，

当输出中断时间未达到第一预定时间时，就象对应于掉落加速度的输出继续那样来进行处理，将输出中断时间加到刚才的输出连续时间，以校正该输出连续时间，

当输出中断时间达到第一预定时间时发出一个掉落停止的判断。

优选地，掉落检测设备还包括一个初始连续时间判断装置，将对应于掉落加速度的输出从刚才接收对应于非掉落加速度的输出开始持续的时间段设定为初始连续时间，并比较初始连续时间与第三预定时间，

(a)当初始连续时间未达到第三预定时间时，判断掉落停止，

(b)当初始连续时间达到第三预定时间时，复位初始连续时间并从输出检测装置传送对应于非掉落加速度的输出到输出中断校正装置。

在根据本发明的掉落检测设备中，输出中断校正装置可以包括一个时钟计数器，当从输出检测装置接收到对应于掉落加速度的输出时，它复位其计数器，并测量来自输出检测装置的对应于非掉落加速度的输出继续的时间段。输出中断校正装置比较时钟计数器的输出与对应于第一预定时间的计数，

(a)当时钟计数器的计数未达到对应于第一预定时间的计数时，就象对应于掉落加速度的输出继续那样来进行处理并通过将时钟计数器的计数加到刚才的输出连续时间来校正输出连续时间，

(b)当时钟计数器的计数达到对应于第一预定时间的计数时发出一个掉落停止的判断。

在根据本发明的掉落检测设备中，输出中断校正装置可包括一个多级延迟装置，其中具有短于第一预定时间的延迟时间的多个延迟装置被串连连接。输出中断校正装置可以从多级延迟装置发出延迟抽头输出和来自输出检测装置的输出的逻辑和作为输出中断校正装置的输出，延迟抽头输出通过将来自输出检测装置的输出经过多级延迟装置来得到。

在根据本发明的掉落检测设备中，加速度传感器可以测量三个轴正交的坐标的每个轴方向的加速度，输出检测装置可以比较加速度传感器测量的每个轴方向的加速度的平方和或者平方和的平方根与阈值。替代地，输出检测装置可以比较加速度传感器测量的每个轴方向的加速度与阈值。

根据本发明的掉落检测方法和掉落检测设备即使在掉落过程中便携式电子装置或类似物与人或物体接触并暂时脱离自由落体状态的掉落状态中，也可以消除忽视掉落的可能性，而以高精确度判断掉落。本发明的效果无论在何种加速度检测装置的校准方法和检测特性的情况下均是有效的。

附图的简要说明

图1是显示根据本发明的例1的掉落检测设备的方框图；

图2是显示用在根据本发明的例1的掉落检测设备中的输出检测装置的范例性结构的方框图；

图3A和3B是显示例1中的加速度输出波形和输出中断校正波形的示意图；

图4A和4B是本发明的例1中说明的掉落检测设备中每个步骤的输出的示意图；

图5显示了根据本发明(例2)的掉落检测过程的流程图；

图6显示了用于根据本发明的例3的掉落检测设备中的输出中断校正装置和输出连续时间判断装置的方框图；

图7显示了本发明的例4的掉落检测设备中使用的输出中断校正装置的方框图；

图8是根据本发明的例5的掉落检测设备的方框图；

图9是根据本发明的例6的掉落检测设备的方框图；

图10是根据本发明的例7的掉落检测过程的流程图；

图11是根据本发明的例8的掉落检测设备中使用的输出中断校正装置的方框图；

图12是说明根据本发明的例8的掉落检测设备的操作的示意图；及

图13显示了根据本发明的例9的掉落检测设备中使用的输出中断校正装置和输出连续时间判断装置的方框图。

具体实施方式

下面将引用范例说明本发明的更详细的实施方式。

例1

根据本发明的例1的掉落检测设备显示在图1的方框图中。该掉落检测设备包括一个三轴加速度传感器1、输出检测装置2、输出中断校正装置3和输出连续时间判断装置4。输出检测装置2采用图2所示的结构。当三轴加速度传感器1测量的三个轴的加速度Ax、Ay和Az的绝对值全部等于或小于阈值Th时，输出检测装置2输出对应于掉落加速度的输出25(简称为“掉落加速度”)。如图3所示，当来自输出检测装置2的输出25的掉落加速度消失之后，当掉落加速度在特定的时间(第一预定时间)之内恢复时，输出中断校正装置3用掉落加速度的中断时间来校正掉落加速度的输出连续时间，并设置持续校正的输出连续时间的掉落加速度波形作为其输出35。换句话说，当掉落加速度输出的中断持续了第一预定时间或更长时间时输出中断校正装置3判断掉落加速度输出已经消失，在其它情况下判断掉落加速度输出正持续，并输出判断结果。当校正的输出35持续第二预定时间或更长时间时，输出连续时间判断装置4产生掉落判断输出45。

第二预定时间是用来判断掉落的时间，并设置成使得可以在掉落结束之前执行掉落的判断。更严格地，第二预定时间设置成短于从设置为掉落判断的目标的高度掉落需要的时间减去掉落判断之后进行保护处理所需要的时间所获得的时间。但是，当掉落判断时间(第二预定时间)设置得过短时，就会增加当检测到由于例如垂直振动的非掉落导致的掉落加速度时误判发生了掉落的可能性。当第一预定时间设置为大约10毫秒、第二预定时间设置为大约100毫秒时，可获得满意的结果。

加速度输出波形和输出中断校正的波形的范例示于图3中。图3A显示了来自输出检测装置2的加速度输出25的波形的例子，图3B显示了由输出中断校正装置3校正过的输出35的波形的例子。图3A和3B二者都是示意性地显示了波形。在图3A中，没有掉落加速度输出的时间的输出25显示为电平0，掉落加速度输出显示为电平1。在图3A的波形中，掉落加速度输出在掉落开始后马上就发生了两次中断。因为便携式电子装置或类似物暂时从自由落体状态脱离而发生了掉落加速度输出的中断，例如当便携式电子装置或类似物开始从手中滑落，以及当便携式电子装置或类似物在掉落过程中与人或物体接触时。在输出中断校正过的加速度输出35中，如图3B所示的波形表示的，电平1的状态持续直到从掉落开始到掉落结束的时间再延长设置为大约10毫秒的一个预定时间的时间。

图4A显示了一个例子，其中可以校正加速度输出的输出中断。图4B显示了一个例子，其中不可以校正加速度输出的输出中断。在图4中，标号25表示来自输出检测装置2的加速度输出；35表示通过用输出中断校正装置3校正输出中断获得的加速度输出；45表示来自输出连续时间判断装置4的掉落判断输出；T1表示第一预定时间；T2表示第二预定时间；T3表示在掉落判断之后可以用来执行保护处理所花费的时间。在图4A的例子中，在加速度输出25中，虽然掉落加速度输出被中断，由于掉落加速度输出在短于T1的时间之内恢复，所以输出中断在校正的加速度输出35中被校正。当校正的加速度输出35的持续时间达到T2时，产生掉落判断输出45。在图4B所示的例子中，掉落加速度输出25中途被中断了长于T1的时间，输出中断保持在校正的加速度输出35。由于输出中断保持在校正的加速度输出35，校正的加速度输出35的连续时间不会达到T2。这样，不产生掉落判断输出45。当存在多次短于T1的输出中断时，如图4A所示的例子，输出中断被校正。因此，即使便携式电子装置或类似物掉落时接触人或物体时，也可以检测掉落而不忽略掉落。

输出检测装置2不限于在三个轴的加速度Az、Ay、Az的绝对值等于或小于阈值Th时输出掉落加速度输出25。也可以比较三个轴的加速度的平方和与阈值Th，以判断平方和。替代地，也可以将比较三个轴加速度的绝对值之和与阈值Th以判断该和的结果，与比较三个轴的加速度Az、Ay、Az的所有绝对值与阈值Th以判断该绝对值的结果的逻辑积(product)设置为加速度输出。以此方式，就可以通过组合多个系统来获得加速度输出。只需要判断施加到三轴加速度传感器的加速度的幅度是否大于比重力加速度小的预定值(阈值)。

例2

下面将参照图5中的流程图，结合图1-4来说明例1中的掉落检测设备的操作。

为了计数来自输出检测装置2的加速度输出25的输出中断时间，输出中断校正装置3包括一个输出中断时间计数器。在来自输出检测装置2的输出25的掉落加速度消失之后，输出中断时间计数器计数掉落加速度被中断的时间并比较该时间与第一预定时间以判断该时间。为了计数来自输出检测装置2的加速度输出25的输出连续时间，输出连续时间判断装置4包括一个输出连续时间计数器。为了判断来自输出检测装置2的输出25的掉落加速度被中断的时间是否短于第一预定时间，当输出中断时间计数器的计数短于第一预定时间时，利用输出中断时间计数器的计数校正输出连续时间计数器的计数，以设置该计数作为校正了的输出连续时间。在输出连续时间计数器的计数的校正过程中，将输出中断时间计数器的计数加到输出连续时间计数器的计数上。输出连续时间计数器计数掉落加速度持续的时间并比较输出连续时间计数器的计数与第二预定时间，以判断该计数。

在图5的流程图中，掉落检测设备在开始测量掉落加速度时复位输出连续时间计数器和输出中断时间计数器(步骤101)。掉落检测设备在时钟的每个相继时间测量来自三轴加速度传感器1的输出(步骤102)并在输出检测装置2中比较加速度传感器输出与特定的阈值(如例1中说明的)并判断加速度传感器输出是对应于掉落的值还是不对应于掉落的值(步骤103)。输出中断校正装置3接收输出25。当在每个时间测量的加速度是掉落加速度时，输出中断校正装置3进行到步骤104，复位输出中断时间计数器，并发送输出到输出连续时间判断装置4。在输出连续时间判断装置4中，掉落检测设备增加掉落加速度的时间宽度或者一个计数到输出连续时间计数器的计数上(步骤105)并比较输出连续时间计数器的计数与第二预定时间(步骤106)。当步骤106中输出连续时间计数器的计数达到第二预定时间时，掉落检测设备进行到步骤107执行掉落判断。当步骤106中输出连续时间计数器未达到第二预定时间时，掉落检测设备返回到步骤102在下一时间测量加速度。

当步骤103中判断输出不是掉落加速度时，输出中断校正装置3接收该输出，增加非掉落加速度的时间宽度或一个计数到输出中断时间计数器的计数(步骤110)，比较输出中断时间计数器的计数与第一预定时间(步骤111)。当在步骤111中输出中断时间计数器的计数达到第一预定时间时，这意味着掉落已经消失。于是掉落检测设备返回到第一步骤来检测掉落加速度。当在步骤111中输出中断时间计数器的计数未达到第一预定时间时，掉落检测设备利用输出中断时间计数器的计数校正输出连续时间计数器的计数(步骤121)，返回到步骤102在下一时间测量加速度。

例3

作为例3中的掉落检测设备，图6示出了输出中断校正装置3和输出连续时间判断装置4的电路结构的具体示例。输出中断校正装置3包括时钟计数器31、一致性比较器32、T1寄存器33和R-S型触发器34。时钟计数器31对应于例2中的输出中断时间计数器。输出连续时间判断装置4包括一个时钟计数器41、一致性比较器42和T2寄存器43。时钟计数器41对应于例2中的输出连续时间计数器。假定R-S型触发器34初始地复位，当加速度输出25升高时，R-S型触发器34被置位并开始输出Q，并且连续地处于高(1)电平状态，直到其上施加下一复位。时钟计数器31在输入到CLR终端的加速度输出25是高电平的时间段内连续地被清除。时钟计数器31的计数值保持初始值(通常，初始值为0)。当加速度输出25被中断并下降到低电平(0)时，时钟计数器31从清除状态脱离并开始计数。一致性比较器32总是比较对应于存储在T1寄存器33中的第一预定时间的值和时钟计数器31的计数值。当二值相互一致时，一致性比较器32产生输出，由此复位R-S型触发器34。当计数值达到T1寄存器33的值之前，加速度输出25从输出中断恢复时，时钟计数器31再次返回到初始值。于是，当输出中断的连续时间短于第一预定时间时，R-S型触发器34不被复位并保持输出Q高电平。因此，获得输出中断得到校正的输出35。时钟计数器41被清除，并在输出中断校正过的输出35是低电平的时间段内继续其初始值。当输出35升高到高电平时，时钟计数器41从初始值开始计数。一致性比较器42总是比较对应于存储在T2寄存器43中的第二预定时间的一个值与时钟计数器41的计数值。当二值相互一致时，一致性比较器42产生输出。因此，当输出中断得到校正的输出持续了第二预定时间时，可以产生掉落判断输出45。

例4

图7示出了用于例4中的掉落检测设备中的输出中断校正装置。图7中，标号36表示D型触发器，37表示OR逻辑电路。D型触发器36在时钟CLK的时间捕获二进制数据(该数据被提供到D终端)并输出该二进制数据到Q终端，同时保持该二进制数据直到下一时钟时间。多级延迟装置通过在多个级中级联D型触发器36来形成。在OR逻辑电路37中，通过计算加速度输出25和通过将加速度输出25经过多级延迟装置获得的多个延迟的抽头输出的逻辑和输出，可以获得输出中断校正过的输出35。通过将时钟周期乘以延迟的级数得到的时间对应于第一预定时间。

例5

图8示出了例5中的掉落检测设备。该掉落检测设备在A/D转换器5中将三轴加速度传感器1测量的三轴加速度Ax、Ay、Az转换成数字值，并将该数字值捕获到微处理器6中。微处理器6比较三轴加速度传感器1测量的加速度的幅度与一个阈值并判断加速度是否对应于掉落加速度。微处理器6根据图5中例2的流程图利用判断的结果执行掉落判断。当判断发生掉落时，微处理器6执行保护处理，例如收回硬盘设备的磁头到预定的安全区域。测量的加速度与阈值进行比较可以基于例1中的图2所示的处理算法来进行。替代地，可以比较三轴加速度Ax、Ay、Az的平方和的值或者平方和的平方根的值与预定的阈值并判断该值。

例6

图9示出了例6中的掉落检测设备。该掉落检测设备包括输出检测装置2和微处理器6，当三轴加速度传感器1检测的加速度Ax、Ay、Az等于或小于预定阈值(该阈值小于重力加速度)时输出检测装置2产生一个检测输出。微处理器6执行的处理过程根据例2中说明的图5中的流程图的步骤104-121判断是否发生了掉落。当判断出已经发生了掉落时，微处理器6执行保护处理，例如收回音频设备的磁头到预定的安全区域。此例的优点在于不需要A/D转换器。

例7

下面参考图10的流程图说明一种掉落检测方法，其中初始(preliminary)连续时间判断装置38被加到例1-6中说明的掉落检测设备上。在例1-6的输出中断校正装置3中，输出中断时间计数器的计数与第一预定时间进行比较。但是，这里在比较输出中断时间计数器与第一预定时间之前，初始连续时间与第三预定时间进行比较以进行判断。当具有极短时间的振动施加到加速度传感器时，为了防止由该振动引起的加速度被判断为掉落，初始连续时间与第三预定时间(设置成短于第一预定时间)进行比较。当初始连续时间短于第三预定时间时，判断加速度是由振动引起的。输出连续时间不被校正。

在图10的流程图中，提供初始连续时间计数器以便测量初始连续时间。掉落检测设备在开始测量掉落加速度时复位输出连续时间计数器和输出中断时间计数器，并复位初始连续时间计数器(步骤101’)。在步骤103，输出中断校正装置3’接收步骤103中的加速度输出是对应于掉落的值还是不对应于掉落的值的判断结果。当在每个时间测量的加速度对应于掉落加速度时，掉落检测设备进行到步骤130，增加该掉落加速度的时间宽度或一个计数到初始连续时间计数器的计数，并进行到步骤104。由于步骤104中和后续步骤中的处理与图5中的流程图中的那些处理相同，因此略去这些处理的说明。

当步骤103的判断中加速度不是掉落加速度时，掉落检测设备比较初始连续时间计数器的计数与第三预定时间(步骤131)。当步骤131中初始连续时间计数器的计数已经达到第三预定时间时，由于这意味着加速度不是由振动引起的，掉落检测设备复位初始连续时间计数器(步骤132)并进行到步骤110。由于步骤110和后续步骤中的处理与图5中的流程图中的那些步骤相同，略去相应的说明。

当步骤131中初始连续时间计数器的计数未达到第三预定时间时，由于这意味着在短时间的掉落加速度之后发生了加速度输出的中断，掉落检测设备判断该加速度是由振动引起的，并返回到加速度测量的初始阶段。

例8

用于例8的掉落检测设备中的输出中断校正装置3’示于图11中。输出中断校正装置3’包括初始连续时间判断装置38，以便比较例7中说明的初始连续时间与第三预定时间T3。初始连续时间判断装置38判断在加速度输出中发生中断之前输出连续时间是否长于第三预定时间T3。当判断出输出连续时间“较长”时，初始连续时间判断装置38置位R-S型触发器34。输出中断判断装置39判断输出的中断是否长于第一预定时间T1。当判断出中断“较长”时，输出中断判断装置39复位R-S型触发器34。输出中断判断装置39发出输出中断校正过的输出35到R-S型触发器34的Q输出终端。

图12是解释输出中断校正装置3’的操作的示意图。加速度输出25的波形是波形的范例，其前半部分对应于振动期间的状态，后半部分对应于掉落期间的状态。为了深化理解，将说明极少见的掉落例子之一。当几百Hz的振动连续地以大幅度施加到加速度传感器时，加速度输出25可能具有图12所示的间歇性波形。当掉落检测设备不包括初始连续时间判断装置38时，极有可能输出中断校正装置3’即便对于这样的间歇波形也校正输出连续时间，当输出连续时间等于或大于第二预定时间时产生输出连续时间校正过的输出，并误判断(误检测)具有大幅度的几百Hz的连续振动为掉落。通过使用初始连续时间判断装置38，由于在振动过程中获得波形的否定的初始连续时间判断结果，R-S型触发器34不被置位，因此不产生校正输出。因此，输出中断校正装置3’不会误判断(误检测)具有大幅度的几百Hz的连续振动是掉落。输出中断校正过的输出35在加速度输出25之后发生，这是由于掉落持续了第三预定时间或更长的时间。在图12中，虽然掉落期间输出中断发生的时间短于T1，此输出中断被校正并被输出。当此校正过的输出35持续T2或更长时间时，产生掉落判断输出45。当例8应用于例5或例6时，例7和例8中说明的处理过程由微处理器6执行。

例9

例8应用于例3的电路结构示于图13中作为用于例9的掉落检测设备中的输出中断校正装置3’。时钟计数器301、一致性比较器302和T3寄存器303被加到例3中的掉落检测设备(见图6)。时钟计数器301对应于例7中的初始连续时间计数器。T3寄存器303存储第三预定时间。这些设备对应于例8中说明的初始连续时间判断装置38。时钟计数器301当小的加速度检测输出为高电平时计数时钟。当计数值与T3寄存器303中设置的值一致时，一致性比较器302产生一个输出，并置位R-S型触发器34。因此，获得如例8中说明的相同操作。

如上所述，根据本发明，可以提供一种掉落检测设备，即便当便携式电子装置或类似物掉落时接触人或物体也能够检测掉落而不忽略掉落。再有，可以防止连续施加的振动被误检测为掉落。

工业实用性

Claims

1.一种掉落检测方法，包括步骤：

在每个相继的时间，由加速度传感器测量施加到加速度传感器的加速度，及

比较测量的加速度与一个特定的阈值，以判断测量的加速度是对应于掉落的掉落加速度还是不对应于掉落的非掉落加速度，

(A)当在每个时间测量的加速度是掉落加速度时，将在每个时间测量的加速度连续为掉落加速度的时间段设置为输出连续时间，

比较输出连续时间与第二预定时间，

返回到测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤，直到输出连续时间达到第二预定时间，及

当输出连续时间达到第二预定时间时，判断发生掉落，及

(B)当在每个时间测量的加速度为非掉落加速度时，将测量的加速度从掉落加速度变成非掉落加速度以后在每个时间测量的加速度连续为非掉落加速度的时间段设置为输出中断时间，及

比较输出中断时间与第一预定时间，

(a)当输出中断时间未达到第一预定时间时，通过将输出中断时间加到刚才的输出连续时间来校正输出连续时间，并返回到测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤，及

(b)当输出中断时间达到第一预定时间时，判断掉落停止。

2.如权利要求1的掉落检测方法，其中：在测量加速度和比较测量的加速度与阈值以进行判断的步骤中，当在每个时间测量的加速度为非掉落加速度时，将测量的加速度从非掉落加速度变成掉落加速度以后测量的加速度连续为掉落加速度的时间段设置为初始连续时间，并且比较初始连续时间与第三预定时间，

(a)当初始连续时间未达到第三预定时间时，判断掉落停止，及

(b)当初始连续时间达到第三预定时间时，将在每个时间测量的加速度连续为非掉落加速度的时间段设置为输出中断时间，并进行到比较输出中断时间与第一预定时间的步骤。

3.如权利要求1的掉落检测方法，其中：加速度传感器测量三个轴正交的坐标的每个轴方向上的加速度，并且对在每个轴方向上测量的加速度的平方和或平方和的平方根与阈值进行比较。

4.如权利要求1的掉落检测方法，其中：加速度传感器测量三个轴正交的坐标的每个轴方向上的加速度，并且对在每个轴方向上测量的加速度与阈值进行比较。

5.一种掉落检测设备，包括：

加速度传感器，它在每个相继时间测量施加的加速度，

输出检测装置，它比较测量的加速度与阈值，判断测量的加速度是对应于掉落的掉落加速度还是不对应于掉落的非掉落加速度，并发出一个判断输出，

输出连续时间判断装置，它接收判断输出，当来自输出检测装置的判断输出对应于掉落加速度时，测量对应于掉落加速度的判断输出持续的时间段，设置该时间段为输出连续时间，并且比较该输出连续时间与第二预定时间，并且当输出连续时间达到第二预定时间时，发出掉落判断，及

输出中断校正装置，它接收判断输出，当来自该输出检测装置的判断输出对应于非掉落加速度时，测量输出从掉落加速度变成对应于非掉落加速度以后对应于非掉落加速度的输出持续的时间段，并将该时间段设定为输出中断时间，并且比较该输出中断时间与第一预定时间，

当输出中断时间未达到第一预定时间时，就象对应于掉落加速度的输出持续那样来进行处理，并将该输出中断时间增加到刚才的输出连续时间，以校正该输出连续时间，及

当输出中断时间达到第一预定时间时，发出掉落停止的判断。

6.如权利要求5的掉落检测设备，还包括初始连续时间判断装置，将输出从非掉落加速度变成对应于掉落加速度以后对应于掉落加速度的输出持续的时间段设置为初始连续时间，并比较该初始连续时间与第三预定时间，

(a)当该初始连续时间未达到第三预定时间时，判断掉落停止，及

(b)当该初始连续时间达到第三预定时间时，复位该初始连续时间并发送来自输出检测装置的对应于非掉落加速度的输出到输出中断校正装置。

7.如权利要求5的掉落检测设备，其中该输出中断校正装置包括时钟计数器，当从输出检测装置接收到对应于掉落加速度的输出时，该时钟计数器复位其计数器，测量来自输出检测装置的对应于非掉落加速度的输出持续的时间段，并且比较时钟计数器的计数与对应于第一预定时间的计数，

(a)当时钟计数器的计数未达到对应于第一预定时间的计数时，就象对应于掉落加速度的输出持续那样来进行处理，并通过将时钟计数器的计数加到刚才的输出连续时间来校正输出连续时间，及

(b)当时钟计数器的计数达到对应于第一预定时间的计数时，发出掉落停止的判断。

8.如权利要求5的掉落检测设备，其中该输出中断校正装置包括多级延迟装置，该多级延迟装置中具有短于第一预定时间的延迟时间的多个延迟装置串行连接，并且该输出中断校正装置发出来自该多级延迟装置的延迟的抽头输出和来自输出检测装置的输出的逻辑和作为输出中断校正装置的输出，所述延迟抽头输出是通过使来自输出检测装置的输出经过该多级延迟装置而获得的。

9.如权利要求5的掉落检测设备，其中该加速度传感器测量三个轴正交的坐标的每个轴方向上的加速度，并且该输出检测装置将该加速度传感器测量的每个轴方向上的加速度的平方和或平方和的平方根与阈值进行比较。

10.如权利要求5的掉落检测设备，其中该加速度传感器测量三个轴正交的坐标的每个轴方向上的加速度，并且该输出检测装置对该加速度传感器测量的每个轴方向上的加速度与阈值进行比较。