CN103685721A - 移动设备的环境检测 - Google Patents

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Abstract

公开了涉及基于电容式检测邻接移动设备的材料来管理移动设备的特征的装置和方法。一种这样的方法包括使用移动设备的第一电容式传感器接收第一电容式传感器测量。所述方法还包括基于所述第一电容式传感器测量和对应于不同材料的储存值之间的对应来确定指示邻近移动设备的材料的值。所述方法还包括发送指令来基于指示邻近移动设备的材料的确定值而调整移动设备的特征。

Description

移动设备的环境检测
技术领域
所公开的技术涉及电子系统，且更具体而言涉及对移动设备进行环境感测。
发明背景
人们越来越多地使用移动设备。例如，移动设备可采取移动电话、个人数字助理（PDA）、便携式媒体平台（PMP）、平板计算机、膝上型计算机，或任何类似产品的形式。一些移动设备由电池供电，且一些移动设备能够由诸如交流电（AC）插座的外部电源供电。许多移动设备支持有线和/或无线通信来进行电话会议、视频会议，和/或数据传输。
移动设备可用于各种环境。例如，用户可把移动设备放到耳朵或手臂的长度。移动设备可放置在诸如桌子、办公桌或柜台的表面上。用户可将移动设备放置在诸如抽屉、钱包或口袋的封闭空间中。一些移动设备可配备有保护套。一些移动设备可放置在站台或对接站中，这样可促进充电或与其它设备的有线通信。
移动设备周围的环境可随时间变化。例如，移动设备可在环境之间移动（诸如从桌子到钱包）。人或对象可在移动设备附近移动。移动设备附近的大气条件可改变。由于各种原因，确定紧邻移动设备的环境条件可能是理想的。
发明概要
随附权利要求书范围内的系统、方法和设备的各种实施方式每个都具有几个方面，单个方面不单独为本文描述的理想属性负责。在不限制随附权利要求书范围的情况下，本文描述了一些显著特征。
本公开的一个方面提供了一种基于电容式检测邻接移动设备的材料来管理移动设备的特征的方法。所述方法包括使用移动设备的第一电容式传感器接收第一电容式传感器测量。所述方法还包括基于第一电容式传感器测量和对应于不同材料的储存值之间的对应来确定指示邻近移动设备的材料的值。所述方法还包括发送指令来基于指示邻近移动设备的材料的确定值而调整移动设备的特征。
在各种实施方案中，所述方法还可包括使用移动设备的第二电容式传感器进行测量。所述方法还可包括基于从第一和第二电容式传感器进行的测量来确定移动设备和邻近移动设备的材料之间的空间关系。所述确定的空间关系可包括手握移动设备的方式。
在各种实施方案中，发送指令来调整特征可包括发送指令来基于指示邻近移动设备的材料的确定值而调整射频（RF）通信特征。发送指令来调整移动设备的特征可包括调整移动设备的发射功率。发送指令来调整移动设备的特征可包括调整天线的调谐。发送指令来调整移动设备的特征可包括发射与测量相关的信息。
在各种实施方案中，发送指令来调整移动设备的特征可包括记录第一电容式传感器测量和对应于不同材料的储存值中指示邻近移动设备的材料的值之间的更新对应。发送指令来调整移动设备的特征可包括调整用户接口输出。在实施方案中，确定指示邻近移动设备的材料的值可包括确定对应于导电性分类的值。
在各种实施方案中，当移动设备相对于邻近移动设备的材料运动时，所述方法还可包括确定至少部分由移动设备的相对移动造成的第一电容式传感器测量的改变。所述方法还可包括基于测量的改变来确定指示邻近移动设备的材料的值。所述方法还可包括测量移动设备位置的改变的指标。所述方法还可包括进一步基于指标来确定指示邻近移动设备的材料的值。
在实施方案中，所述方法还可包括确定由邻近移动设备的材料造成的第一电容式传感器的测量随着时间的变化。所述方法还可包括基于测量的变化来确定材料是否是人类。
在实施方案中，所述方法还可包括使用第一电容式传感器测量机箱或外壳或机箱或外壳的变化。所述方法还可包括基于测量校准第一电容式传感器。
本公开中描述的主题的另一个方面提供一种被配置来感测移动设备的环境的系统。所述系统包括被配置来提供与邻近移动设备的材料相关的测量的第一电容式传感器。所述系统还包括被配置来存储来自第一电容式传感器的一个或多个测量和指示邻近移动设备的材料的一个或多个值之间对应的存储器。所述系统还包括被配置来接收测量的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器还被配置来基于测量来确定指示邻近移动设备的材料的对应值。所述一个或多个处理器还被配置来基于指示邻近移动设备的材料的确定值来修改移动设备的状态。
在各种实施方案中，所述系统还可包括移动设备的第二电容式传感器。所述一个或多个处理器还可被配置来基于从第一和第二电容式传感器接收的测量来确定移动设备和邻近移动设备的材料之间的空间关系。所述确定的空间关系可包括手握移动设备的方式。
在各种实施方案中，一个或多个处理器可被配置来通过基于指示邻近移动设备的材料的确定值而修改射频（RF）通信特征来修改状态。一个或多个处理器可被配置来基于指示邻近移动设备的材料的确定值来调整移动设备的发射功率。一个或多个处理器可被配置来基于指示邻近移动设备的材料的确定值来调整天线的调谐。所述系统还可包括发射器，其被配置来基于指示邻近移动设备的材料的确定值来发射与测量相关的信息。
在各种实施方案中，一个或多个处理器可被配置来记录测量和材料之间的更新对应；调整用户接口输出；和/或记录基于指示邻近移动设备的材料的确定值的数据。指示邻近移动设备的材料的值可包括邻接移动设备的对象的介电常数。指示邻近移动设备的材料的值可对应于导电性分类。
在各种实施方案中，当移动设备相对于材料运动时，一个或多个处理器还可被配置来确定至少部分由移动设备的相对移动造成的第一电容式传感器测量的改变。一个或多个处理器还可被配置来基于测量的改变来确定指示邻近移动设备的材料的值。所述系统还可包括被配置来测量移动设备位置的改变的指标的加速计。一个或多个处理器还可被配置来基于指标确定指示邻近移动设备的材料的值。
在实施方案中，一个或多个处理器还可被配置来确定由邻近移动设备的材料造成的第一电容式传感器的测量随着时间的变化。一个或多个处理器还可被配置来基于测量的变化来确定材料是否是人类。
在实施方案中，所接收的测量可对应于移动设备的机箱或外壳。一个或多个处理器还可被配置来基于接收的测量或测量的变化来校准第一电容式传感器。
本公开中描述的主题的另一个方面提供一种感测移动设备的环境的装置，所述装置包括接收与邻近移动设备的材料相关的测量的构件。所述装置还包括基于测量和值之间的对应来确定指示邻近移动设备的材料的值的构件。所述装置还包括基于指示邻近移动设备的材料的确定值来修改移动设备的方面的构件。
本公开中描述的主题的另一个方面提供一种非暂时性计算机可读介质，其包括执行时使装置用移动设备的第一电容式传感器进行测量的代码。所述介质还包括执行时使装置查找测量和指示邻近移动设备的材料的一个或多个值之间的对应的代码。所述介质还包括执行时使装置基于对应修改移动设备的状态的代码。
为了概括本公开，本文已描述了本发明的某些方面、优势和新颖特征。应理解，并非所有所述优势都可根据本发明的任何特定实施方式达成。因此，可实施或执行本发明，使得达成或最优化本文教导的一个优势或一组优势，而无需实现本文可能教导或建议的其它优势。
附图简述
图1示出可使用本公开的方面的示例性无线通信系统。
图2是可用于图1的无线通信系统中的移动设备的框图。
图3是根据实施方案的环境感测系统的示意图。
图4A-4B示出可用于图3的环境感测系统中的示例性传感器。
图5A-5D是示出根据各种实施方案的图2的移动设备内的示例性传感器放置的示意图。
图6A-6D是示出根据各种实施方案的图2的移动设备内的示例性水平传感器放置的示意图。
图7是根据实施方案的图2和图3的环境感测控制器的示意图。
图8A-C示出根据各种实施方案的图2的传感器和环境感测控制器的示例性配置。
图9A-9F是示出根据各种实施方案的图5A的移动设备的示例性握法的示意图。
图10A-10E是图9A-9E的示例性握法的透视图。
图11是示出图9A-9F中所示每个握法期望的相对差分和单端幅频响应的图表。
图12是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图。
图13是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图。
图14是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图。
图15是感测图2的移动设备的环境的示例性方法的流程图。
图16是根据本发明的实施方案的感测图2的移动设备的环境的装置的功能框图。
具体实施方式
某些实施方案的以下详细描述提供本发明的特定实施方案的各种描述。然而，本发明可用权利要求书所定义和包括的各种不同方式来实施。在该描述中，参看附图，其中相同的参考符号指示相同或功能相似的元件。
如上文所述，确定移动设备周围的环境条件可能是理想的。在一个特定实例中，移动设备可被配置来用于无线通信。无线移动设备周围的环境可影响无线传输和/或接收。移动设备可被配置来检测环境特征或它的改变并基于所检测的特征来调整无线传输和/或接收的特征。在其它应用中，响应于环境条件的检测，移动设备可影响其它改变，例如，改变移动设备屏幕上显示的图像或文本；发射与检测的环境特征相关的数据；记录数据、建立相关数据库；建立移动性模式；和建立期望用例的模式。
诸如确定设备附近的特殊类型的材料的环境检测执行起来可能很困难。通常，电流传感器只可检测是否有东西接触设备。电容式感应涉及测量传感器附近电场的改变。正如在衣物上摩擦并具有静电荷的气球可吸引通过附近的人的头发一样，电容式传感器可基于对象和它们电场的互动来检测改变。大多数电容式感应方法提供最少信息，诸如基于阈值读数的简单二元决策。从电容式传感器获得更多信息在过去是很麻烦的。本公开教导了使用电容式感应来获得关于多个环境特征的详细、可靠且复杂信息的装置和结构。
图1示出其中使用本公开的方面的示例性无线通信系统100。图2示意性地示出了移动设备120。无线通信系统100可包括基站110和一个或多个移动设备120（图2），诸如服务区130内的120a-120d。无线通信系统100可使用无线标准，诸如蜂窝语音和/或数据标准。
在各种实施方案中，基站110可根据包括但不限于GSM、GPRS、EDGE、UMTS、CDMA2000TM、W-CDMA、3GPP、HSPA、WIMAXTM、IEEE802.11x和BLUETOOTHTM的一个或多个无线标准来与一个或多个移动设备120进行通信。基站110可在下行链路150上将数据发射到移动设备120，并且可在上行链路140上接收来自移动设备120的数据。
移动设备120可包括例如手机、无线电话手机、个人数字助理（PDA）、便携式媒体平台器（PMP）、便携式游戏设备、平板计算机、膝上型计算机、上网本、便携式计算机、音箱或耳机、设备的外围设备（诸如键盘、鼠标、图形输入板、遥控器等）、可穿戴设备（诸如手表、抬头显示器（HUD）、心脏起搏器或其他医疗设备等）、寻呼机、电子图书、无线电子邮件设备等，所有的这些设备均能够进行无线通信。
如上文所述，移动设备120可用于各种环境中。例如，用户160a可左手握移动设备120a。因此，用户的手可影响移动设备120a的特征，诸如上行链路140和/或下行链路150的无线特征。例如，用户的手可能至少部分阻挡移动设备120a的至少一个天线245（图2）和基站110的天线之间的信号。再如，用户160a的手可能至少部分解谐移动设备120a的天线245。
用户160a的手接近移动设备120a可增大用户160a吸收的辐射的量。在实施方案中，用户160a可将移动设备120a放在头附近。例如，用户140a可用手机通话。因此，用户160a的手接近移动设备120a可增大用户160a吸收的辐射的量。在实施方案中，可根据任意阈值、标准、规则和/或法规来限制移动设备120a的辐射。
例如，移动设备120a可被已采用安全暴露于射频（RF）能量限制的美国联邦通信委员会（FCC）批准来进行操作。可根据本文称为比吸收率（SAR）的单位来给定所述限制，比吸收率是使用手机时身体吸收的射频能量的量的测量。移动设备120a可被配置来遵守安全暴露的一个或多个限制。例如，移动设备120a可被配置来维持等于或小于1.6瓦每千克（1.6W/kg）的SAR级。
另一用户160b可右手握移动设备120b。在实施方案中，用户160b以手臂的长度握移动设备120b。例如，用户160b可使用移动设备120b来浏览互联网。因此，用户的手可影响移动设备120a的特征，诸如上行链路140和/或下行链路150的无线特征。例如，用户160b的手可能至少部分阻挡移动设备120b的至少一个天线245（图2）和基站110的天线之间的信号。再如，用户的手可能至少部分解谐移动设备120a的天线245。
由于用户160a和160b的手和移动设备120a和120b的相对位置，用右手的用户160b可用与用左手的用户160a不同的方式来影响移动设备120a。例如，移动设备120b中天线245（图2）可通过附近手的定位和/或定向来调谐或解谐。如下文参看图9A-9F更详细描述，移动设备120可被配置来检测用户120是左手还是右手握移动设备120a-120d。另外，移动设备120a-120d可被配置来检测用户160a-160d握移动设备120a-120d的特定方式，或是否握移动设备120a-120d。在实施方案中，移动设备120a和120b可被配置来基于例如检测的握法来预测调谐天线245（图2）。
移动设备120a-120d可放置在诸如桌子、办公桌或柜台的表面上。例如，移动设备120c在桌子170上。移动设备120a-120d可放置在诸如抽屉、钱包、口袋或保护套的封闭空间中。例如，移动设备120d在盒子180中。包括用户160a-160c、桌子170和盒子180的移动设备附近的对象可包括一种或多种材料，每种材料均可具有特定介电常数且可经由电磁耦合、反射、折射、衍射、吸收、偏振和散射中任一个来影响无线电波。
在实施方案中，移动设备120a-120d可检测一个或多个附近对象160a-160d、170和/或180的一个或多个特征，诸如其介电常数和相对于移动设备120a-120d的位置。在实施方案中，移动设备120a-120d可预测对象160a-160d、170和/或180将如何影响移动设备120a-120d。移动设备120a-120d可分析一个或多个检测的特征来确定附近对象160a-160d、170和/或180是否是人类或可能是人类。
例如，移动设备120a和120b可例如基于其介电常数和/或其电容随时间的改变来确定检测的对象是人类用户160a和160b。移动设备120a和120b可被配置来例如基于检测的介电常数来调整（例如，通过减小）无线传输功率。移动设备120a和120b可被配置来例如基于检测的介电常数来预测调谐天线245（图2）。特别地，移动设备120a和120b可使用开环调谐。在一些实施方案中，移动设备120a和120b可使用闭环调谐。
移动设备120b可确定用户160b不在移动设备120b和基站110的天线之间。因此，移动设备120b可使可操纵天线245（图2）朝基站110辐射。另一方面，移动设备120a可确定用户160a在移动设备120a和基站110之间。因此，移动设备120a可使可操纵天线245无方向性地、各向同性地，或沿另一个方向辐射。例如，移动设备120a可连接到基站110的第二天线，或可使天线245朝第二网络天线辐射。
另一方面，移动设备120c和120d可例如基于它们的介电常数和/或它们的电容随时间的改变来确定附近对象170和180不像是人类。移动设备120c和120d可被配置来例如基于检测的介电常数来调整（例如，通过增大或减小）无线传输功率。在实施方案中，移动设备120c和120d可被配置来基于网络命令并基于检测的环境特征来调整无线传输功率。移动设备120c和120d可被配置来例如基于检测的介电常数来预测调谐天线245（图2）。
移动设备120周围的环境可随时间改变。例如，用户160c可把移动设备120a放置在桌子170上，且可搬走移动设备120c。类似地，用户160c可接近移动设备120c，且用户160c可远离移动设备120c。用户160b可把移动设备120b从在手臂的长度的开始位置带到耳朵。
移动设备120a-120d可被配置来检测当相对于附近对象160a-160d、170和/或180移动时这些对象的特征。例如，移动设备120b可被配置来检测当用户160b把移动设备120b带到耳朵时用户160b头部的介电常数。再如，移动设备120c可被配置来检测当用户160c把移动设备120c移离桌子170时桌子的介电常数。
如本文更详细描述，移动设备120a-120d可被配置来检测它们环境的一个或多个特征。例如，移动设备120a-120d可被配置来检测一个或多个环境特征，诸如但不限于，对象的电容、介电常数、材料类型、导电性、导电性分类（即，导电或不导电）、稳固性、存活性、位置、距离和方向（例如，包括是否手握移动设备120a-120d、是左手还是右手、环境光、目前的SSID、当日时间、周几、停留期和/或手是如何握移动设备120a-120d）中一个或多个。移动设备120a-120d可被配置来检测上述特征随时间的改变。移动设备120a-120d可被配置来使两个或多个特征相关。例如，移动设备120a-120d可被配置来使特定介电常数与材料类型相关，且使所述材料的检测与移动设备状态的一个或多个改变相关。再如，移动设备120a-120d可被配置来使稳固性和流动性的特定比与存活性相关。在各种实施方案中，移动设备120a-120d可被配置来建立具有任何数目的交叉相关和/或确定任何环境特征的启发法的查找表和/或数据库。
另外，移动设备120a-120d可被配置来至少部分基于检测的和/或相关的环境特征来调整移动设备120a-120d的一个或多个特征。移动设备的特征可包括天线调谐、天线方向、发射功率、接收器的状态、射频、传输编码、数据传输的内容、电源状态、显示状态、显示内容、振动、音频信号、存储器中存储的数据、内部信令和移动设备120a-120d的任何元件或部件的其它状态、配置和/或调整中一个或多个。举非限制性实例而言，移动设备120a可检测用户160a的介电常数，并可基于查找表来确定用户160a可能是人类。基于所述确定，移动设备120a可减小发射功率。
虽然移动设备120a-120d在本文被描述为无线设备，但是本文描述的某些系统、方法和装置可与非无线设备连用。另外，本文描述的某些系统、方法和装置可与不是设计来移动的设备连用。本领域普通技术人员将理解，本文描述的环境检测可与任何适当的设备连用。
图2是可用于图1的无线通信系统100中的移动设备120的框图。移动设备120包括处理器215、存储器220、用户接口225、加速计227、无线电子系统230、发射器235、接收器240、天线控制器240、天线245、环境感测控制器250、一个或多个传感器255和母线260。在实施方案中，天线控制器240和天线245可在天线模块265中组合。
许多移动设备包括另外的未示出的功能和接口。例如，手机可包括允许连接到例如GSM、EDGE或3G网络的蜂窝网络、显示器、键盘、耳机、扬声器、麦克风、多个加速计、温度传感器、压力传感器、红外传感器、电源管理系统、相机、音频/视频/图像的编解码器和播放器等的手机前端接收器模块。也可能有图2中未示出的例如WLAN、BLUETOOTHTM、GPS、USB、HDMI等的其它接口。在一些实施方案中，可组合或一起实施一个或多个组件，且每个组件可使用一个或多个单独的元件来实施。
处理器215用来控制移动设备120的操作。在一些实施方案中，处理器215可包括一个或多个处理元件，例如，中央处理单元（CPU）、数字信号处理器（DSP）、特定应用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）等。处理器215可从存储器220读取指令和数据，且可把数据写入存储器220。在实施方案中，处理器215可执行使移动设备执行本文描述的一个或多个方法的指令。
存储器220用来存储指令和数据来至少供处理器215使用。在各种实施方案中，移动设备120的其它组件可例如经由母线260来由直接存储器访问（DMA）架构直接访问存储器220。存储器220可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM），和非易失性随机存取存储器（NVRAM）中一个或多个。在各种实施方案中，存储器220可包括可移动或固定的机器可读介质，例如，硬盘、闪速存储器、CD-ROM等。
用户接口225用来接收人类输入并提供人类感知输出。在各种实施方案中，用户接口225可包括一个或多个按钮、指示灯、麦克风、音箱、摄像头、显示器、热传感器、触觉传感器、接近传感器、振动模块等。例如，用户接口225可包括电阻性或电容性的触摸屏显示器、键盘和/或语音命令系统。
加速计用来检测沿一个或多个轴的加速。在实施方案中，加速计可包括一个或多个陀螺仪传感器，例如，霍尔效应传感器。加速计可包括一个或多个磁传感器，例如，电子罗盘。在实施方案中，加速计可包括Norwood,MA的Analog Devices,Inc.销售的ADXL345、ADXL346或ADXL3623-轴数字加速计。
无线电子系统230用来结合发射器235和接收器240提供无线电通信，发射器235和接收器240分别促进数据的发射和接收。例如，无线电子系统230可包括被配置来在移动设备120和基站110之间提供蜂窝通信的蜂窝子系统。在实施方案中，无线电子系统230可包括WI-FITM子系统、BLUETOOTHTM子系统、GPS子系统、AM子系统和FM子系统、ZIGBEETM系统等。
发射器235和接收器240被配置来经由天线245发射并接收数据，天线245可由天线控制器240控制。在各种实施方案中，移动设备120可包括多个天线、多个发射器和/或多个接收器。天线245可包括可操纵天线，例如，配置用于电子引导方向性、波束形成、多输入和多输出（MIMO）通信、空间-时间编码等的相控阵或智能天线。天线245可以是可调谐天线。
天线控制器240用来至少部分根据来自处理器215、无线电子系统230和/或环境感测控制器250的一个或多个指令来电子地控制天线245。例如，天线控制器240可基于传感器读数和/或环境感测控制器250的计算来电子地操纵天线245。天线控制器240可被配置来执行天线245的有源阻抗匹配。天线控制器240可被配置来基于例如来自处理器215的外部命令来调谐天线245。
在实施方案中，天线245和天线控制器240可组合在天线模块265中。在实施方案中，天线模块265可包括例如San Diego,CA的Ethertronics Inc.销售的EtherSmart LTE1.0TM天线模块的集成自适应天线解决方案。在实施方案中，天线模块265可包括San Diego,CA的Ethertronics Inc.销售的EtherBook LTE1.0TM天线模块。
环境感测控制器250用来从一个或多个传感器255读取环境信息。在实施方案中，环境信息可至少部分源于一个或多个电容读数。在实施方案中，环境感测控制器250可被配置来独立地执行一个或多个读数和读数的计算。环境感测控制器250可被配置来响应于于一个或多个检测的环境改变来执行读数和/或计算。
在各种实施方案中，环境感测控制器250可向处理器215、无线电子系统230和/或存储器220提供读数和/或计算结果。环境感测控制器250可被配置来基于读数和/或计算结果来向天线控制器240提供一个或多个控制信号。
环境感测控制器250可以是用于诸如平板计算机、手机和其它便携式设备的应用中的接近检测模块。例如，环境感测控制器250可包括具有子fF分辨率和集成温度补偿能力的电容式传感器，从而使能手持式设备中更可靠的接近检测。环境感测控制器250可包括具有片上环境校准的集成电容-数字转换器（CDC）。CDC能够检测传感器255电容和注册传感器激活的改变。环境感测控制器250可配置为与单个或多个电极电容传感器、互电容和自电容传感器连用。环境感测控制器250可包括有源屏蔽输出来减低传感器255中噪声拾取并控制电容测量的定向灵敏度。环境感测控制器250可包括片上校准逻辑来补偿周围环境的改变。当没有激活传感器255时，环境感测控制器250可在连续的时间间隔自动执行校准顺序。因此，环境感测控制器250可减少或消除由于改变的环境而产生的错误或不注册的传感器激活。在实施方案中，环境感测控制器250可包括Norwood,MA的Analog Devices,Inc.销售的CapTouchTM可编程控制器。
传感器255用来检测移动设备120周围的环境特征。例如，传感器255可包括被配置来促进电容读数的电极。如下文参看图4A-B所述，传感器255可包括单层或多层印刷电路板（PCB）、柔性电路、印刷碳，和/或任何其他的单层或多层导体-绝缘体堆叠上的电极。在各种实施方案中，传感器255可包括光电二极管、热传感器等。传感器255可经由屏蔽迹线、电线、电缆、光链路和/或无线链路连接到环境感测控制器250。
母线260用来在移动设备120的各种组件之间提供通信。在各种实施方案中，母线260可包括一个或多个数据线、电源线、控制线、状态线等。另外或替代，移动设备120的各种组件可由例如个人终端到终端链接、层次或交换网络等的另一机制连接。虽然图2中示出各种连接，但是本领域技术人员将理解，其它设置也是可能的，且任何组件可连接到任何其它组件。
图3是根据实施方案的环境感测系统300的示意图。在实施方案中，环境感测系统300可用于上文参看图1所述的无线通信系统100。在实施方案中，环境感测系统300可至少部分由上文参看图1和图2所述的移动设备120的一个或多个部件来实施。环境感测系统300可用来检测移动设备120周围环境的一个或多个特征。例如，环境感测系统300可被配置来检测手指或其它对象310的接近。
在所述实施方案中，环境感测系统300包括环境感测控制器250、至少一个传感器255和电介质320。在实施方案中，电介质320可包括移动设备120（图2）的外壳（未示出）的至少部分。在实施方案中，电介质320可包括塑料盖。
如图3中示出，环境感测控制器250包括至少测量引脚330、开关矩阵340、激励源350和sigma-delta（Σ-Δ）模拟-数字转换器（ADC）360。在各种实施方案中，环境感测控制器250可包括未示出的另外的组件，且可省略示出的一个或多个组件。例如，环境感测控制器250可实施逐次求近寄存器（ADC）架构来作为Σ-Δ架构的替代或补充。在Σ-ΔADC360被配置来读取并转换电容测量的各种实施方案中，Σ-ΔADC360可被称为电容-数字转换器（CDC）或Σ-ΔCDC。
测量引脚330用来把传感器255连接到环境感测控制器250。虽然示出了一个测量引脚330，但是环境感测控制器250可包括另外的引脚330。每个引脚330可连接到单独的传感器255、屏蔽迹线、参考电压等。在实施方案中，环境感测控制器250可包括13个引脚330。因此，在实施方案中，环境感测控制器250可与最多13个传感器255连接。
开关矩阵340用来把测量引脚330选择性地路由到Σ-ΔADC360和激励源350。如下文将参看图7更详细讨论，开关矩阵340可被配置来通过编程一个或多个片上寄存器710（图7）来路由输入传感器255的任何集。寄存器也可被编程来控制例如每个传感器255的求平均、偏移和增益的功能。转换定序器720（图7）可控制怎样轮询每个电容输入。
在所述实施方案中，环境感测控制器250被配置来从传感器255测量电容读数。如下文参看图4A-B所述，传感器255可包括单层或多层印刷电路板（PCB）、柔性电路和/或印刷导体上的单个电极。在环境感测系统300中，PCB上的传感器电极包括一块虚拟电容器板。另一电容器板由例如用户手指的外部对象310提供，所述外部对象310相对于传感器输入接地。
激励源350用来输出激励信号到引脚330。在实施方案中，激励信号是250kHz。因此，当开关矩阵340把激励源350连接到引脚330时，激励信号充电传感器255形成的电容器板。当对象310靠近传感器时，形成虚拟电容器，其中对象310充电第二电容器板。
Σ-ΔADC360用来把电容输入信号改变成数字值采样。因此，当开关矩阵340把Σ-ΔADC360连接到引脚330时，Σ-ΔADC360基于传感器255上的电荷来数字化传感器255和对象310形成的虚拟电容。在实施方案中，Σ-ΔADC360可以是16位调制器。因此，Σ-ΔADC360可被配置来输出16位数据流。在实施方案中，Σ-ΔADC360可包括差分放大器（未示出）。因此，Σ-ΔADC360可配置有正的和负的输入。开关矩阵340可被配置来把输入传感器255、内部传感器780，或任何其他的信号或节点的任何集路由到Σ-ΔADC360的正的和/或负的输入。
在实施方案中，激励源350和开关矩阵340被配置来把方波激励施加到引脚330。Σ-ΔADC360被配置来采样引脚330上的电荷。Σ-ΔADC360的输出还可经由数字滤波器（未示出）来处理，且所得数字数据可储存在寄存器（未示出）中。
在实施方案中，当对象310接近传感器255时，环境感测控制器250可测量与所述传感器255相关的总电容的改变。例如，如果总电容的改变超过阈值，那么环境感测控制器250可把所述改变理解为传感器“激活”。环境感测控制器250可包括一个或多个阈值限制来确定何时发生传感器激活。
图4A-4B示出可用于图3的环境感测系统300中的示例性传感器255。所述传感器255包括两个PCB层。图4A示出根据实施方案的传感器255的顶层410。图4B示出根据实施方案的传感器255的底层420。
在图4A所述实施方案中，传感器255的顶层410包括例如铜的传感器板430、信号迹线440、一个或多个屏蔽迹线450和一个或多个第二层平面迹线460。信号迹线440接触传感器板430，并从传感器255延伸到环境感测控制器250（图2-3）的测量引脚330（图3）。屏蔽迹线450和/或第二层平面迹线460也可连接到环境感测控制器250的其它测量引脚330、可接地或可连接到偏压。在实施方案中，迹线440、450和460可如下文图8示出地连接。
在图4B示出的实施方案中，传感器255的底层420形成第二层平面。第二层平面在整个传感器板430下延伸。底层420可经由第二层平面迹线460连接到环境感测控制器250的测量引脚330、可接地或可连接到偏压。大体来说，具有更大面积的传感器提供用户可互动的更大的电场，因此，当激活时提供更大的响应。
参看图4A-4B，传感器255可包括适于电容传感器设计的任何PCB材料。在实施方案中，可使用行业标准的技术来制造传感器。传感器255可包括FR4、柔性印刷电路（FPC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、玻璃等中一个或多个。在各种实施方案中，传感器板430和/或底层420可包括铜、铟锡氧化物（ITO）、银和碳中一个或多个。
在实施方案中，迹线440、450和460中一个或多个的宽度约0.1-0.3mm，诸如约0.2mm。在实施方案中，迹线440、450和460中一个或多个之间的最小间隙是0.15mm。在实施方案中，迹线440、450和460中一个或多个的长度小于10cm。在实施方案中，传感器板430的长度（图4A中横向长度）可约为5-15mm，例如，约10mm。在实施方案中，传感器板430的宽度可约为1-4mm，例如，约2mm。
图5A-5D是示出根据各种实施方案的图2的移动设备120内的示例性传感器放置的示意图。如图5A-5D中示出，移动设备120包括上文参看图2-3所述的环境感测控制器250和两个或多个传感器255。虽然示出了各种数目的传感器255和它们的配置，但是本领域普通技术人员将理解，可使用其它数目的传感器，且传感器255可用未示出的另外的配置放置。在图5A-5D示出的实施方案中，传感器255垂直定位，其中传感器板430（图4A）平行于移动设备120的左面521和右面522。在各种实施方案中，传感器255可具有混合定向，且具有所述垂直和水平定向以外的定向。
例如，多个传感器255可分布在设备周围，来提供更大的粒度并增大信号噪声比。在实施方案中，处理器215（图2）可平均化被配置来检测所述表面的多个传感器255的读数。例如，处理器215可通过比较来自每个传感器255的时间平均幅度来确定一个或多个传感器255被配置来检测所述表面。例如，处理器215可时间平均每个传感器255的读数，来减小各种寄生刺激源引入的潜在的幅度变化。
图5A是具有两个传感器255的移动设备120的实施方案的示意平面图：左传感器255a和右传感器255b。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的左面521。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的右面522。左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522位于从底面524到顶面525大约三分之一到二分之一（例如，四分之一）处。如上文参看图4A-4B所述，传感器255a和255b在x方向上长度可为约5-15mm，且在z方向上（图5D）宽度可为约1-3mm。
图5B是具有两个传感器255的移动设备120的实施方案的俯视图：左传感器255a和右传感器255b。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的左面521。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的右面522。左传感器255a和右传感器255b可分别位于实质从底面524延伸到顶面525的左面521和右面522上。如上文参看图4A-4B所述，传感器255a和255b的宽度可为约1-3mm。传感器255a和255b的长度可为移动设备120高度的约70-90%，例如，约70-100mm。
图5C是具有3个传感器255的移动设备120的实施方案的示意平面图：左传感器255a、右传感器255b和顶部传感器255c。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的左面521。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的右面522。顶部传感器255c可位于移动设备120的顶侧，朝向移动设备120的顶面525。左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522约在底面524到顶面525中间。顶部传感器255c可沿顶面525约在左面521和右面522中间。如上文参看图4A-B所述，传感器255a、255b和255c长度可为约5-15mm，且宽度约1-3mm。在各种实施方案中，传感器255a、255b和255c长度可为约5mm到约100mm之间。
图5D是图5-5C中示出的移动设备120的实施方案的示意端视图。如图示出，左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522约在背面526和正面527中间。
图6A-6D是示出根据各种实施方案的图2的移动设备120内的示例性水平传感器放置的示意图。如图6A-D中示出，移动设备120包括上文参看图2-3所述的环境感测控制器250和两个或多个传感器255。虽然示出了各种数目的传感器255和它们的配置，但是本领域中普通技术人员将理解，可使用任何数目的传感器，且传感器255可用未示出的另外的配置放置。在图6A-6D所述实施方案中，传感器255水平定位，其中传感器板430（图4A）平行于移动设备120的正面527和背面526（图6D）。
图6A是具有两个传感器255的移动设备120的实施方案的示意平面图：左传感器255a和右传感器255b。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的背面526。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的背面526。左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522并邻接正面527和背面526中一个（例如，约0-1.5mm内）。如上文参看图4A-B所述，传感器255a和255b在x方向上长度可为约5-15mm，且在y方向上（图6D）宽度可为约1-3mm。
图6B是具有两个传感器255的移动设备120的实施方案的示意平面图：左传感器255a和右传感器255b。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的背面526。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的背面526。左传感器255a和右传感器255b可分别位于从底面524延伸到顶面525的左面521和右面522上。如上文参看图4A-B所述，传感器255a和255b的宽度可为约1-3mm。传感器255a和255b的长度可约等于移动设备120长度的约70-99%，例如，约70-100mm。
图6C是具有三个传感器255的移动设备120的实施方案的示意平面图：左传感器255a、右传感器255b和顶部传感器255c。左传感器255a可位于移动设备120的左侧，朝向移动设备120的背面526。右传感器255b可位于移动设备120的右侧，朝向移动设备120的背面526。顶部传感器255c可位于移动设备120的顶侧（例如，约0-1.5mm内），朝向移动设备120的背面526。左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522约在底面524到顶面525中间。顶部传感器255c可沿顶面525约在左面521和右面522中间。如上文参看图4A-4B所述，传感器255a、255b和255c长度可为约5-10mm，且宽度约1-3mm。在各种实施方案中，传感器255a、255b和255c长度可为约5mm到约100mm之间。
图6D是图6A中示出的移动设备120的实施方案的示意端视图。如图示出，左传感器255a和右传感器255b可分别沿左面521和右面522，基本抵靠（例如，约0-1.5mm内）背面526。在实施方案中，一个或多个传感器255可实质抵靠（例如，约0-1.5mm内）正面527。
在各种实施方案中，传感器255可位于移动设备120内，使得传感器255和移动设备120的外壳之间有气隙。气隙可相对较小，例如，小于传感器255的尺寸。在实施方案中，传感器255可附接到、放置靠近或嵌入在移动设备120的外壳材料的内部表面。在一些实施方案中，可能没有气隙。
在实施方案中，传感器255可使用St.Paul,MN的3M公司销售的基材胶带467MP（双面胶带）等来附接。在实施方案中，移动设备120可包括厚度在1mm和2mm之间的外壳材料。在实施方案中，外壳材料的介电常数影响传感器255的灵敏度。例如，覆盖材料的介电常数越高，来自传感器255的幅频响应可越大。对于包括金属机箱的移动设备120的实施方案，传感器255可无限制地设置，且可包括根据应用要求的合适的屏蔽。
图7是根据实施方案的图2和图3的环境感测控制器250的示意图。如上文参看图3所述，环境感测控制器250包括对应于多个电容测量输入CIN0-CIN12（示出了13个）的测量引脚330、开关矩阵340、激励源350和sigma-delta（Σ-Δ）模拟-数字转换器（ADC）360。在示出的实施方案中，环境感测控制器还包括控制和数据寄存器710、转换定序器720、校准引擎730、校准存储器740、上电复位逻辑750、串行接口和控制逻辑760、中断和通用输入/输出（GPIO）逻辑770、内部传感器780和示出为AC屏蔽、VCC、V驱动、GND、BIAS、S0-S3、INT’和GPIO的多个另外的输入/输出引脚。在各种实施方案中，环境感测控制器250可包括未示出的另外的组件，且可省略示出的一个或多个组件。
如上文参看图3所述，电容测量输入330用来把一个或多个传感器255（图2-6D）连接到环境感测控制器250。电容测量输入330中每一个可连接到单独的传感器255、屏蔽迹线、参考电压等。所述环境感测控制器250可与最多13个传感器255连接。
如上文参看图3所述，开关矩阵340用来把测量引脚330选择性地路由到Σ-ΔADC360和激励源350。每个输入引脚330可连接到Σ-ΔADC360上负的和正的输入、可漂浮且可内部连接到引脚BIAS来减小交叉耦联。在实施方案中，多个引脚330测量的未连接引脚可连接到引脚BIAS。
另外，从外部电容传感器255（图2-6D）到环境感测控制器250的Σ-ΔADC360的每个输入连接或引脚330可通过使用控制和数据寄存器810中的阶段配置寄存器来独特地配置。阶段配置寄存器可用以配置输入引脚330连接设置、传感器偏移、传感器灵敏度和传感器限制。多个配置可储存在控制和数据寄存器710中。在实施方案中，每个配置可称为阶段。在每个阶段可个别配置每个传感器255的数据处理规则。例如，传感器255在两个不同阶段可具有不同的灵敏度和偏移值。
如上文参看图3所述，激励源350用来根据开关矩阵340的配置把激励信号输出到测量引脚330中一个或多个。在实施方案中，激励信号是250kHz。
如上文参看图3所述，Σ-ΔADC360用来把电容输入信号改变成数字值采样。在实施方案中，Σ-ΔADC360实施具有16位分辨率的Σ-Δ架构。开关矩阵340可把任何测量输入引脚330连接到Σ-ΔADC360。Σ-ΔADC360可以250kHz的采样频率操作。
控制和数据寄存器710可控制Σ-ΔADC360的抽取率或过采样率。在实施方案中，Σ-ΔADC360可配置为64、128或256的抽取率或过采样率，输出周期分别是0.768ms、1.536ms或3.072ms。Σ-ΔADC360可使用平均抽取过程，其中Σ-ΔADC360取采样数并输出平均结果。
抽取过程可减小最终Σ-ΔADC360结果中噪声的量。然而，抽取率越高，每阶段输出率越低。因此，可能在Σ-ΔADC360输出中噪声的量和采样速度之间有权衡。
在实施方案中，环境感测控制器250可包括两个可编程数字到模拟转换器（DAC）（未示出）。DAC可补偿Σ-ΔADC360测量中包括的任何寄生电容。例如，偏移可能由接地杂散电容产生。如本文更详细讨论，DAC可减去移动设备120的外壳的电容。
控制和数据寄存器710可用来储存用以控制开关矩阵340、Σ-ΔADC360、转换定序器720、校准引擎730、上电复位逻辑750、串行接口和控制逻辑760、中断和GPIO逻辑770等中一个或多个的偏好和配置。在各种实施方案中，控制和数据寄存器710可组织成一个或多个寄存器组，且可单独地实施个别寄存器和/或寄存器集。在各种实施方案中，控制和数据寄存器710可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM），和非易失性随机存取存储器（NVRAM）中一个或多个。
转换定序器720用来实施对应于测量引脚330的输入通道的转换控制。在实施方案中，在一个序列中可执行最多12个转换配置和计算或阶段。例如，12个转换阶段中每一个可测量不同传感器255（图2-6D）的输入。控制和数据寄存器710可储存每一阶段的独特配置，并可支持多个电容传感器255接口要求。例如，滑块传感器可分配到第一子阶段，而按钮传感器可分配到第二子阶段。对于每个转换阶段，把输入CIN0-CIN12选择性地连接到转换器的开关矩阵340可具有独特设置。
校准引擎730用来把环境感测控制器250的一个或多个方面自动调整成对传感器255（图2-4）的环境水平具有影响的环境条件。在各种实施方案中，电容传感器255的输出水平可能对温度、湿度，且在某些情况下对固体污染物敏感。校准引擎730可通过连续地、周期性和/或间歇性地监测Σ-ΔADC360环境水平并通过调整控制和数据寄存器710中一个或多个阈值灵敏度值补偿任何环境改变，来提供增强的传感器255性能的可靠性。如本文所参照，Σ-ΔADC360环境水平被定义为当测量目标不接近或接触传感器255期间的电容传感器255的输出水平。
在初始配置环境感测控制器250之后，当测量目标不接近或接触传感器255（图2-6D）时，校准引擎730可随Σ-ΔADC360处的每个转换自动运行补偿逻辑。因此，校准引擎730可补偿快速改变的环境条件。在实施方案中，控制和数据寄存器710可包括被配置来向校准引擎730提供到补偿算法的通常设置和控制的访问的环境补偿控制寄存器。
举例来说，当环境水平由于环境条件的改变而随时间漂移时，未校准的电容传感器255（图2-6D）可产生传感器检测错误。例如，当移动设备120（图1-2）从一个位置移到另一个位置、放置在不同表面上、被拾取等时，环境条件可改变。在不校准的情况下，初始阈值水平可保持不变，而环境水平向上或向下漂移。因此，在不校准的情况下，环境感测控制器250可能不能检测例如用户接触。
在实施方案中，校准引擎730可执行被配置来减少或防止上文所述的传感器检测错误的自适应校准。校准引擎730可监测Σ-ΔADC360环境水平，并调整控制和数据寄存器710中的一个或多个参数。示例性参数包括转换偏移、灵敏度阈值等。在实施方案中，校准引擎730可连续地、周期性和/或间歇性地监测每个传感器255（图2-6D）的输出水平，并可自动重新调节与检测的对象覆盖的传感器面积成比例的阈值水平。因此，校准引擎730可维持所有用户的阈值和灵敏度水平，而不管例如他们手指（参看图3的对象310）的尺寸。如本文所参照，阈值水平可参考自环境水平，且可定义为在可注册有效传感器接触之前必须超过的Σ-ΔADC360输出水平。灵敏度水平可定义为在可注册有效接触之前传感器255必须有多敏感。
在实施方案中，校准引擎730可追踪从每个传感器255（图2-6D）测量的平均最大和最小值。平均最大和最小值可提供用户是怎样与传感器255互动的指示。大对象310（图3）可产生相对大的平均最大或最小值，而小的手指310可产生相对较小的值。当平均最大或最小值改变时，校准引擎730可把阈值水平重新调节成适于当前环境。自适应校准可包括闭环来甚至当经受动态环境条件时也增强连接到环境感测控制器250的每个传感器255的可靠性和可重复操作。
校准存储器740用来储存每个转换阶段的补偿数据和每个阶段特定的设置信息。在实施方案中，校准引擎730可被配置来把补偿数据和/或设置信息写到校准存储器740。在实施方案中，校准存储器740可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM），和非易失性随机存取存储器（NVRAM）中一个或多个。
上电复位逻辑750用来控制环境感测控制器250的上电和重置行为。例如，环境感测控制器250可具有3个操作模式。在全功率模式，环境感测控制器250可保持完全上电。全功率模式可适于上电不成问题（例如，移动设备配有AC电源）的应用。在低功率模式，当传感器255（图2-6D）都无源时，环境感测控制器250可自动断电。低功率模式比起全功率模式可省电，且可适于电量有限的移动应用。在关断模式，环境感测控制器250可完全关闭。
在全功率模式的实施方案中，环境感测控制器250的所有部分一直保持完全上电并转换。当激活传感器255（图2-6D）（例如，如图3所示，通过对象310接触或靠近）时，Σ-ΔADC360可处理传感器数据。当未激活传感器255（例如，未接触或靠近）时，校准引擎730可测量环境电容水平并执行补偿。在全功率模式，Σ-ΔADC360可被配置来以恒定速率转换。
在低功率模式的实施方案中，环境感测控制器250保持处于低功率状态，同时未激活传感器255（图2-6D）。例如，在低功率状态，Σ-ΔADC360可减小转换频率，从而降低功耗。Σ-ΔADC360可在预置或可调延迟之后执行转换，且校准引擎730和上电复位逻辑750可使用转换结果来更新补偿参数并确定传感器255是否有源。在实施方案中，可变延迟可在约100ms到1s的范围中，诸如200ms、400ms、600ms和800ms中一个。在实施方案中，在不再激活传感器255之后，在环境感测控制器250从全功率模式过渡到低功率模式之前的延迟是可配置的。
串行接口和控制逻辑760用来在环境感测控制器250和另一设备之间提供串行通信。例如，环境感测控制器250可使用串行接口和控制逻辑760来把转换结果传递到处理器215（图2）。在所述实施方案中，串行接口和控制逻辑760使用引脚V驱动和S0-S3。在实施方案中，串行接口和控制逻辑760可实施行业标准，例如，2线I2C串行接口协议、串行外设接口（SPI）、RFEE，或任何其他的串行或并行接口。例如，环境感测控制器250可操作为可包括I2C串行母线的母线260（图2）上的从设备。因此，引脚S0-S3可分别响应于I2C信号SDA、SCLK和地址选择引脚ADD0和ADD1。
引脚V驱动用来向与串行接口有关的一个或多个引脚提供电源电压，所述引脚例如S0-S3、INT’和GPIO。在实施方案中，引脚V驱动可允许环境感测控制器250与具有比环境感测控制器250的最小操作电压小的电源电压的其它设备直接连接，而不需要外部电平移位器。在实施方案中，引脚V驱动可连接到任意低压电源并和VCC一样高。例如，引脚V驱动可高于1.65V。
中断和GPIO逻辑770用来向环境感测控制器250提供通用的输入、输出和中断功能。GPIO引脚可被配置来输入或输出，并可被禁用（例如，设置为高阻抗）。在实施方案中，控制和数据寄存器710可储存GPIO引脚的配置。当引脚GPIO配置为输出时，引脚上的电压水平可设定为低水平或高水平。另外，引脚GPIO可配置为有源高或有源低，和边缘触发或水平触发。
引脚INT’用来提供可连接到另一设备的中断输出。例如，环境感测控制器250可使用引脚INT’来通知处理器215（图2）已发生中断事件。在实施方案中，环境感测控制器250可配置进行三种类型的中断事件：转换完成中断、传感器触摸中断和GPIO中断。例如，每个中断可包括控制和数据寄存器710中的一个或多个启用和状态寄存器。转换完成和传感器触摸（传感器-激活）中断可在每次转换阶段的基础上启用。
在转换完成中断期间，INT’信号可宣称低来指示Σ-ΔADC360转换阶段的完成和新的转换结果数据可在控制和数据寄存器710中获得。对于每个转换阶段可独立地启用转换完成中断。在传感器有效中断期间，INT’信号可宣称环境感测控制器250何时检测到激活传感器255（图2-6D）（例如，通过触摸或靠近），和又是何时不再激活传感器255。当GPIO引脚配置为输入时，引脚INT’可由GPIO引脚控制。
内部传感器780用来补偿环境感测控制器250的内部改变。在实施方案中，内部传感器780可把温度测量提供为电容值。Σ-ΔADC360可测量内部传感器780提供的电容值，且可从外部传感器255（图2-6D）的电容减去内部传感器780的电容，从而缓解传感器255上的内部温度漂移效应。在实施方案中，Σ-ΔADC360可通过把外部传感器255连接到Σ-ΔADC360的正端并把内部传感器780连接到负端来执行减法。用这种方式配置的Σ-ΔADC360结果可减小或消除环境感测控制器250的内部电路上的温度改变效应。
在实施方案中，从内部传感器780测量电容可使到两个Σ-ΔADC360终端的输入路径匹配。因此，可改善Σ-ΔADC360的电源抑制。另外，任何由温度产生的漂移可能不影响Σ-ΔADC360结果，因为内部传感器780可抵消漂移。
引脚BIAS用来向环境感测控制器250提供偏压参考。在实施方案中，引脚BIAS内部连接到环境感测控制器250的偏压节点（未示出）。在实施方案中，100nF电容器可连接在引脚BIAS和接地之间。可配置偏压节点，使得引脚BIAS上的电压是VCC的一半。
引脚AC屏蔽用来减小或消除电容-接地拾取。因为环境感测控制器250可被配置来测量一个或多个测量引脚330和接地之间的电容，所以测量引脚330和传感器255（图2-6D）之间的信号路径上的任何电容-接地可包括在Σ-ΔADC360转换结果中。因此，为了减小接地杂散电容，AC屏蔽信号可用以屏蔽传感器255和测量引脚330之间的连接。传感器周围的平面也可连接到引脚AC屏蔽。
在实施方案中，AC屏蔽输出是与激励信号相同的信号波形。因此，在一个或多个激活的引脚CIN和AC屏蔽之间有极少AC电流或没有AC电流，且所述引脚之间的任何电容可能不影响电荷转移。在实施方案中，传感器255可能距离环境感测控制器250不足10cm。环境感测控制器250可放置在传感器255的单独的PCB上。在实施接近检测应用的一些实施方案中，可能不使用引脚AC屏蔽。相反，在一些实施方案中，内部偏压节点（可连接到引脚BIAS）可使用开关矩阵340连接到任何屏蔽层或迹线。
在实施方案中，环境感测控制器250可被配置来执行唤醒接近检测。这个特征可提供检测用户或其它对象何时接近移动设备120的能力。例如，Σ-ΔADC360可连续地、周期性和/或间歇性地监测所有电容传感器255（图2-6D）的一阶接近检测。在实施方案中，一阶接近可由快速滤波器结合一个或多个比较器来确定，所述比较器被配置来检测用户或其它对象何时接近或离开传感器，和/或对象何时在传感器上方悬停或何时很缓慢地接近传感器。当Σ-ΔADC360检测一阶接近检测时，校准引擎730可停止校准测量，且Σ-ΔADC360可自动配置成更积极的方式来检测有效传感器激活（例如，二阶检测）。
在某些情况下，当对象在传感器255（图2-6D）上方悬停较长时间时，Σ-ΔADC360可检测一阶接近较长时间。当检测到接近时，校准引擎730可推迟环境校准，但是在接近事件期间环境电容水平仍可改变。因此，校准存储器740中储存的环境值可能不再代表实际环境值。在这种情况下，即使当对象不接近传感器255时，Σ-ΔADC360也可由于缺少校准而继续检测一阶接近。例如，用户互动可在传感器255上产生潮湿，从而使新的传感器环境值与期望值不同。在实施方案中，例如，当Σ-ΔADC360检测一阶接近超过重新校准超时时，校准引擎730可自动迫使内部进行重新校准。因此，可重新校准环境值，而不管对象在传感器255上方多久。重新校准可提高环境感测控制器250性能。
在实施方案中，当测量的Σ-ΔADC360值超过储存的环境值预置或可调重新校准阈值设定时间段时，校准引擎730自动重新校准，所述设定时间段在本文中称为重新校准超时。在实施方案中，重新校准超时可基于重新校准阈值。例如，重新校准超时可以是重新校准阈值乘以一个转换序列的时间。
图8A-C示出根据各种实施方案的图2的传感器255和环境感测控制器250的示例性配置。如上文参看图7所述，转换定序器720可在不同时间以多个路由被配置来配置开关矩阵340。在各种实施方案中，转换定序器720可在图8A-C示出的配置或任何其它配置间改变配置。
图8A示出被配置来测量左传感器255a（也参看图4A-4B）处的电容的环境感测控制器250。左传感器255a包括传感器410a和屏蔽420a。传感器410a经由信号线440a连接到引脚CIN3。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN3路由到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的正端。信号线440a被连接到引脚CIN2和CIN4的屏蔽迹线450a屏蔽。开关矩阵340被配置来把引脚CIN2和CIN4路由到可连接到引脚BIAS（图7）的BIAS节点。屏蔽420a经由第二层平面迹线460a连接到引脚CIN1。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN1路由到BIAS节点。开关矩阵340被配置来把内部传感器780连接到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的负端。
图8B示出被配置来测量右传感器255b处的电容的环境感测控制器250。右传感器255b包括传感器410b和屏蔽420b。传感器410b经由信号线440b连接到引脚CIN7。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN7路由到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的正端。信号线440b被连接到引脚CIN6和CIN8的屏蔽迹线450b屏蔽。开关矩阵340被配置来把引脚CIN6和CIN8路由到可连接到引脚BIAS（图7）的BIAS节点。屏蔽420b经由第二层平面迹线460b连接到引脚CIN5。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN5路由到BIAS节点。开关矩阵340（图7）被配置来把内部传感器780连接到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的负端。
图8C示出被配置来测量左传感器255a和右传感器255b之间的差分电容的环境感测控制器250。如上文参看图8A-B所述，左传感器255a和右传感器255b连接到引脚CIN1-CIN8。在图8C示出的实施方案中，开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN3路由到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的正端。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN7路由到Σ-ΔADC360前端的差分放大器的负端。开关矩阵340（图7）被配置来把引脚CIN2、CIN4、CIN6和CIN8路由到可连接到引脚BIAS（图7）的BIAS节点。
握法检测
如上文参看图1所述，移动设备120可被配置来检测移动设备120是否握在手中、是左手还是右手和/或手是如何握移动设备120的。在实施方案中，例如，移动设备120可基于来自一个或多个传感器255（图2）的读数来确定上述环境特征中一个或多个。特别地，处理器215（图2）可配置环境感测控制器250（图2）来使用至少一个传感器255执行一个或多个环境测量。处理器215可基于所述测量来确定移动设备120和邻近所述移动设备的材料之间的空间关系。所述空间关系可包括例如本文参看图9A-9F讨论的握的类型。例如，处理器215可经由查找表把所述测量与一个或多个参考测量相比较，来确定握的类型。
在各种实施方案中，可如上文参看图5A-6D所示出和所描述来配置传感器255。也可使用其它配置，包括各种方向的传感器255的任何组合。例如，移动设备120可能理想地包括实质与一个或多个外壳特征平行并邻接的至少一个传感器255，用户可通过所述外壳特征固持移动设备120。
在一个实施方案中，环境感测控制器250可使用左传感器255a和右传感器255b（参看图5A-6D）来执行三个不同测量。在实施方案中，处理器215可配置环境感测控制器250的转换定序器720（图7）来先后执行三个测量。在各种实施方案中，可以任何顺序执行测量、可包括另外的测量，且可省略一些测量。
第一测量可以是左传感器255a和右传感器255b之间的差分电容测量。在实施方案中，在第一转换阶段，转换定序器720（图7）可根据图8C配置开关矩阵340来路由环境感测控制器。如图8C中示出，左传感器255a连接到Σ-ΔADC360的正输入，且右传感器255b连接到Σ-ΔADC360的负输入。在另一实施方案中，左输入和右输入可颠倒。Σ-ΔADC360可测量左传感器255a和右传感器255b之间的差分电容。在各种实施方案中，Σ-ΔADC360可把结果储存在存储器中，或者处理器215（图2）可例如经由串行接口760（图7）从环境感测控制器250检索结果。
第二测量可以是左传感器255a的单端电容测量。在实施方案中，在第二转换阶段，转换定序器720（图7）可根据图8A配置开关矩阵340来路由环境感测控制器。如图8A中示出，左传感器255a连接到Σ-ΔADC360的正输入，且内部传感器780连接到Σ-ΔADC360的负输入。在各种实施方案中，所述输入可颠倒，或者内部传感器780可断开，且未使用的输入可连接到GND、VCC、BIAS或另一参考电压。Σ-ΔADC360可测量左传感器255a处的电容。在各种实施方案中，Σ-ΔADC360可把结果储存在存储器中，或者处理器215（图2）可例如经由串行接口760（图7）从环境感测控制器250检索结果。
第三测量可以是右传感器255b的单端电容测量。在实施方案中，在第三转换阶段，转换定序器720（图7）可根据图8B配置开关矩阵340来路由环境感测控制器。如图8B中示出，右传感器255b连接到Σ-ΔADC360的正输入，且内部传感器780连接到Σ-ΔADC360的负输入。在各种实施方案中，所述输入可颠倒，或者内部传感器780可断开，且未使用的输入可连接到GND、VCC、BIAS或另一参考电压。Σ-ΔADC360可测量右传感器255b处的电容。在各种实施方案中，Σ-ΔADC360可把结果储存在存储器中，或者处理器215（图2）可例如经由串行接口760（图7）从环境感测控制器250检索结果。
在移动设备120包括多于两个传感器255的实施方案中，环境感测控制器250可被配置来在两个传感器255和/或任何数目的传感器255的单端电容测量的任何组合之间执行差分电容测量。例如，在图5C和6C示出的三个传感器255的实施方案中，环境感测控制器可被配置来在除了传感器255a、255b和255c中任何传感器的单端电容测量以外的以下对中一个或多个之间执行差分电容测量：左传感器255a和顶部传感器255c、右传感器255b和顶部传感器255c，和左传感器255a和右传感器255b。在实施方案中，可定向一个或多个传感器（例如，传感器255c），来确定设备的屏幕是面向还是远离用户的手掌。
再参看图2，在环境感测控制器250执行三个上述测量之后，中断和GPIO逻辑770（图7）可把中断发送到处理器215。处理器215然后可从环境感测控制器250检索结果。在实施方案中，处理器215可存取可储存在存储器220中的二维查找表。在第一轴上，处理器215可查找差分电容测量的值。在第二轴上，处理器215可查找两个单端电容测量的和。当索引所述表时，处理器215可选择最接近的索引值。
两个索引查找的交集可包括指示下文将参看图9A-9F所述的握法的信息。另外或替代，查找表可包括对应于测量的预测天线调谐。不同抓握姿势可经由手和天线之间的互耦来解谐天线。例如，第一测量集可指示天线245的匹配滤波器应调整特定阻抗值。处理器215（图2）可被配置来将调谐调整发送到天线控制器240，所述天线控制器240可被配置来基于查找表和/或测量来重新调整天线。
查找表可以是基于预填充的一个或多个移动设备120几何外形、天线240位置、一个或多个校准测量等。在实施方案中，处理器215可从天线控制器240和/或无线电子系统230接收调谐信息，并可基于调谐信息和环境感测控制器250进行的一个或多个测量来填充查找表。例如，虽然基于查找表进行了预测性的重新调谐，仍可解谐天线245。处理器215可调整查找表来修正查找表中指示的解谐预测量和解谐实际量之间的差异。
在各种实施方案中，查找表可包括一个或多个维度。例如，查找表可包括每次测量一个维度。查找表可包括对应于移动设备120和/或传感器位置的一个或多个其它特征的另外的维度。存储器220可包括多个查找表。在其它实施方案中，查找表可被机器学习的一个或多个另外的结构代替，包括但不限于决策树学习、关联规则学习、人工神经网络、遗传编程、归纳逻辑编程、支持向量机、聚类分析、贝叶斯网络、强化学习、表示学习和稀疏字典学习。
图9A-9F是示出根据各种实施方案的图5A的移动设备120的示例性握法的示意图，但是握法检测也可用各种传感器放置中任何传感器放置来执行。每个握法可能与一个或多个天线245调谐、游戏动作、发射功率设置等有关。虽然图9A-9F示出用左手的握法，但是相同的用右手的握法是镜象。图9A-9F示出的握法并不旨在是穷尽性的，且本领域中普通技术人员将理解在本公开的上下文中也可使用其它握法配置。
图9A示出本文称为“手掌握法”的第一示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上手掌710部分和右侧522上四个手指920之间。当用户以手掌握法固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录示出比环境电容值高或低小数量的值的差分电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出相对大的值的左侧521单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出相对大的值的右侧522单端电容测量。在图9A示出的用左手的握法中，左侧521单端电容测量将可能比右侧522单端电容测量大。在用右手的握法（现在示出）中，左侧521单端电容测量将可能比右侧522单端电容测量小。
图9B示出本文称为“侧捏”的第二示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上拇指930和右侧522上一个手指920之间。当用户以侧捏法固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录示出与环境电容值大致相等的值的差分电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出中度或小值的左侧521单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出中度或小值的右侧522单端电容测量。在图9B示出的用左手的握法中，左侧521单端电容测量将可能比右侧522单端电容测量大。在用右手的握法（未示出）中，左侧521单端电容测量将可能比右侧522单端电容测量小。
图9C示出本文称为“双捏”的第三示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上拇指930和右侧522上两个手指920之间。当用户以双捏法固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录始终向一侧倾斜的差分电容测量。在图9C示出的用左手的握法中，差分电容测量将可能由于两个手指920的通常尺寸与拇指930的通常尺寸相比而向右传感器255b倾斜。在用右手的握法（未示出）中，差分电容测量将可能向左传感器255a倾斜。
在图9C示出的用左手的握法中，环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出中度值的右侧522单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出稍比从右传感器255b测量的值的一半大的值的左侧521单端电容测量。在用右手的握法（未示出）中，来自左传感器255a和右传感器255b的单端电容测量将可能颠倒。
图9D示出本文称为“三捏”的第四示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上拇指930和右侧522上三个手指920之间。当用户以三捏法固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录始终向一侧倾斜的差分电容测量，幅频将比上文参看图9C所述的用户以双捏法固持移动设备120时所测量的幅频高。在图9C示出的用左手的握法中，差分电容测量将可能由于三个手指920的通常尺寸与拇指930的通常尺寸相比而向右传感器255b倾斜。在用右手的握法（未示出）中，差分电容测量将可能向左传感器255a倾斜。
在图9D示出的用左手的握法中，环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出中度值的右侧522单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出稍比从右传感器255b测量的值的三分之一大的值的左侧521单端电容测量。在用右手的握法（未示出）中，来自左传感器255a和右传感器255b的单端电容测量将可能颠倒。
图9E示出本文称为“凹形手掌”的第五示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上拇指930和右侧522上四个手指920之间。当用户以凹形手掌固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录示出始终向一侧倾斜的值的大差分电容测量，幅频将比上文参看图9D所述的用户以三捏法固持移动设备120时所测量的幅频高。在图9E示出的用左手的握法中，差分电容测量将可能由于四个手指920的通常尺寸与拇指930的通常尺寸相比而向右传感器255b倾斜。例如，环境感测控制器250可记录来自左传感器255a的示出稍比从右传感器255b测量的值的四分之一大的值的左侧521单端电容测量。在用右手的握法（未示出）中，差分电容测量将可能向左传感器255a倾斜。
在图9E示出的用左手的握法中，环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出相对大的值的右侧522单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出中度值的左侧521单端电容测量。单端电容测量将不平衡，向左侧或向右侧倾斜。在用右手的握法（未示出）中，来自左传感器255a和右传感器255b的单端电容测量将可能颠倒。
图9F示出本文称为“宽屏握法”的第六示例性握法，其中用户把移动设备120握在左侧521上拇指930和右侧522上另一拇指940之间。拇指930和940可与移动设备120前面重叠，其中移动设备120背面有相对手指920。当用户以宽屏握法固持移动设备时，环境感测控制器250将可能记录接近环境电容值且相对不稳定的差分电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自右传感器255b的示出相对小的值的右侧522单端电容测量。环境感测控制器250将可能记录来自左传感器255a的示出相对小的值的左侧521单端电容测量。应理解，任一末端检测的手指、拇指和/或手掌的数目和尺寸可指示宽屏握法。
图10A-10E是图9A-9E的示例性握法的透视图。图10A-10E示出在各种配置中手掌910、手指920和拇指930在移动设备120上的放置。应理解，手掌910、手指920和拇指930放置的位置是示例性的，且可在每个握法描述的范围中改变。
图11是示出图9A-9F中所示每个握法期望的相对差分和单端幅频响应的图表1100。x轴示出差分响应，而y轴示出单端幅频响应。阴影区1110对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9A和图10A所述的手掌握法。
仍参看图11，阴影区1120对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9B和图10B所述的侧捏法。阴影区1130对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9C和10C所述的双捏法。阴影区1140对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9D和10D所述的三捏法。
仍参看图11，阴影区1150对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9E和图10E所述的凹形手掌。阴影区1160对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于上文参看图9F所述的宽屏握法。阴影区1170对应于可能差分和单端幅频响应的范围，所述可能差分和单端幅频响应对应于空闲状态，其中移动设备120（图2）可放置在平坦的表面上。
静态电介质检测
如上文参看图1所述，移动设备120可被配置来检测一个或多个附近对象160a-160d、170和180和/或它们的表面。在实施方案中，移动设备120可基于所述检测来确定一个或多个特征。例如，移动设备120可确定材料类型、稳固性和附近对象的存活中一个或多个。
再参看图2，例如，移动设备120可基于来自一个或多个传感器255的读数来检测附近表面。特别地，处理器215可配置环境感测控制器250来使用至少一个传感器255执行一个或多个环境测量。例如，处理器215可经由查找表把所述测量与一个或多个参考测量相比较，来确定握的类型。
在各种实施方案中，可如上文参看图5A-6D所示出和所描述来配置传感器255（图2-4）。也可使用其它配置，包括各种方向的传感器255的任何组合。例如，移动设备120可能理想地包括实质与一个或多个外壳特征平行并邻接的至少一个传感器255，用户可通过所述外壳特征固持移动设备120。虽然本文参照左传感器255a（参看图5A-6D）描述了特定实施方案，但是也可使用传感器255的其它组合。在实施方案中，移动设备120可同时确定多个表面的介电常数（或任何其它特征，例如，导电性分类）。
在实施方案中，环境感测控制器250（图7）可使用左传感器255a来执行一个或多个电容测量。特别地，处理器215（图2）可配置转换定序器720（图7）来使用Σ-ΔADC360进行连续、周期性或间歇性的测量。在使用多于一个传感器255的实施方案中，例如，处理器215可配置转换定序器720来根据循环序列随时间循环访问所有传感器255。在实施方案中，处理器215可确定移动设备120的方向（例如，基于来自加速计227的读数），并可选择可能面向待测量表面的传感器255的子集。处理器215可基于可储存在存储器220中的指示传感器255位置的信息来选择传感器255的子集。
例如，转换定序器720（图7）可使用如上文参看图7所述的开关矩阵340来循环访问不同传感器读数。处理器215可周期性或间歇性地读取来自环境感测控制器250的测量结果。例如，处理器215可读取完成所有转换阶段之后的测量结果。在实施方案中，处理器215可读取每个测量之后的测量结果，并可进行周期或间歇测量要求。
处理器215可把一个或多个测量结果储存在存储器220中。在实施方案中，处理器215可包括与测量结果有关的一个或多个时间戳。处理器215可被配置来计算测量结果的一个或多个度量，例如，平均、加权平均、移动平均、标准差、变化率、变化方向等。处理器215可基于最新测量结果X来计算一个或多个度量，其中X可以是预设或动态确定的数。处理器215可基于记录的测量结果的一个或多个子集来计算度量的多个集。
处理器215可基于基于一个或多个计算的度量来确定测量结果随时间的稳固性。在实施方案中，处理器215可把稳固性度量与稳固性阈值相比较。稳固性阈值可以是指示移动设备120可能相对于附近表面静止的预设或动态确定的阈值。可相对于一个或多个校准测量和/或度量来确定稳固性阈值。
如果稳固性度量比稳固性阈值大，那么处理器215可确定移动设备120可能相对于附近表面静止，且可继续确定表面的静介电常数。另一方面，如果稳固性度量不比稳固性阈值大，那么处理器215可确定移动设备120可能相对于附近表面不是静止的，且可延迟确定表面的静介电常数。在实施方案中，处理器215可使用下文将参看题为“动态电介质检测”部分所述的加速计度量来作为稳固性度量的替代或补充。
例如，处理器215可把最新64到1024测量的标准差与稳固性阈值相比较。再如，处理器215可把最新小值（例如，10）测量的平均数与等于最新较大值（例如，1000）测量的平均数的稳固性阈值相比较。再如，处理器215可把最新100测量的趋势线的斜率与指示阈值斜率的稳固性阈值相比较。
在确定测量结果的稳固性之后，处理器215可确定附近表面的介电常数。在一些实施方案中，处理器215只有在稳固性度量超过稳固性阈值之后才可确定附近表面的介电常数。在其它实施方案中，处理器215不可确定稳固性度量，或者可不管所确定的稳固性而测量附近表面的介电常数。
处理器215可基于一个或多个计算的度量来确定附近表面（或导电表面）上是否有导体。大体来说，电容（C）、自由空间的介电常数（ε0）、表面的介电常数或相对介电常数（εr）、电容式传感器的面积（A）和传感器255和表面之间的距离（d）是根据方程式1示出的平行板电容器来相关的：
C = ϵ 0 · ϵ r · A d - - - ( 1 )
因此，当有导体时，处理器215可根据重新排列方程式2来确定表面的介电常数：
ϵ r = C · d ϵ 0 · A - - - ( 2 )
在实施方案中，ε0、A和d可以是已知校准数据。处理器215可从存储器220检索校准数据。例如，校准数据可包括指示每个传感器255在移动设备120的外壳内位置、在各种设备方向中每个传感器255（通过外壳）到附近表面的可能距离、每个传感器255的面积等的信息。例如，可基于移动设备120的外壳直接放置在待测量的表面上的假设来校准每个传感器255的可能距离。在实施方案中，可包括A、d和ε0来作为预先计算出的比例因子（k）。因此，在实施方案中，处理器215可根据方程式3和4来确定表面的介电常数：
k = d ϵ 0 · A - - - ( 3 )
εr=C·k        （4）
在一些实施方案中，处理器215可基于所确定的介电常数或基于指示介电常数的测量来确定表面是导电的。例如，当所确定的介电常数在基线测量的阈值范围内时，处理器214可确定表面是导电的。例如，基线测量可以是校准的测量、移动设备120的外壳的介电常数等。在实施方案中，当所确定的介电常数在阈值范围内时，处理器215可把表面分类为导电的，且当所确定的介电常数不在阈值范围内时，可把表面分类为非导电的。
类似地，处理器215可基于一个或多个计算的度量来确定是否有附近非导电表面。在实施方案中，放置在移动设备120表面下方的电介质可由被电场极化的分子构成。Σ-ΔADC360可施加电压到电容式传感器255，这样将与外部电介质被极化的能力成比例地推动电荷到传感器255的电极上。被取代的外部束缚电荷的量将与传感器255的电极上积聚的电荷成比例。可在极化电荷积聚事件期间，把恒定驱动电压施加到传感器255的电极。移动设备120可通过测量均匀片材的表面电荷来确定外部材料的电荷密度，所述表面电荷是通过把电荷结合到Σ-ΔADC360中内部测量电容器中来在传感器255的电极上发展的。因此，在实施方案中，处理器215可根据方程式5和6来确定表面的介电常数：
E = ρ s ϵ 0 · ϵ r - - - ( 6 )
E是传感器255的电极上发展的匀强电场，且ρs是以每面积电荷给出的电极上表面电荷，表面电荷可依赖于传感器的几何形状。因此，处理器215可基于Σ-ΔADC360施加的已知电位差V、Σ-ΔADC360测量的Q值和Σ-ΔADC360计算的C值来确定表面的εr。
在实施方案中，移动设备120可包括参考电容器（未示出）来促进校准。环境感测控制器250可测量参考电容的电容值并把结果例如与校准数据一起储存在存储器220中。在各种实施方案中，参考电容可包括移动设备120的外壳或保护套的部分。
校准数据还可包括指示外壳或保护套对传感器读数的影响的信息。当确定表面的介电常数时，处理器215可减去外壳或保护套的影响。在一些实施方案中，移动设备120可相对于参考电容来间歇性、周期性或连续地重新校准传感器读数。例如，移动设备120可检测保护套中的改变并补偿所述改变。
在实施方案中，处理器215可存取可储存在存储器220中的单个或多维查找表。查找表的维度可对应于一个或多个计算的度量和/或传感器位置。查找表中的值可指示测量表面的一个或多个预测特征。例如，特征可包括介电常数、材料类型、稳固性、存活性、位置、距离和方向。材料类型可包括例如木材、塑料、金属、液体等的一般类别，和/或例如橡木、铝、聚氯乙烯（PVC）、水等的特别材料。
处理器215可基于一个或多个计算的度量来存取查找表。例如，在单维实施方案中，处理器215可确定左传感器255a（图6A）的所测量电容的平均值。处理器215可查找表中所确定的平均值，来确定期望的表面介电常数。
在包括左传感器255a（图6A）和右传感器255b（图6A）的实例中，处理器215可确定每个传感器255a和255b的所测量电容的平均值。处理器215可在表第一维上查找左传感器255a的所确定的平均值，并可在表第二维上查找右传感器255b的所确定的平均值。两个查找的交集可指示期望的表面介电常数。基于查找的结果，处理器215可采取一个或多个行动，例如，如下文题为“示例性应用”部分所述改变移动设备120的特征。
在另一实例中，处理器215可确定左传感器255a（图6A）的所测量电容的平均值和左传感器255a的所测量电容的标准差。处理器215可在表第一维上查找左传感器255a的所确定的平均值，并可在表第二维上查找左传感器255a的所确定的标准差。两个查找的交集可指示期望的表面材料。例如，查找表可指示表面可能是木材。在一个实施方案中，处理器215可跳过确定介电常数，且可把测量的值（例如，指示电容的电压或电流）直接与材料类型或它的特征相关。在其它实施方案中，如本文所述可使用另外的度量。基于所确定的材料类型或特征，处理器215可采取一个或多个行动，例如，如下文题为“示例性应用”部分所述改变移动设备120的特征。
查找表可以是基于预填充的一个或多个移动设备120几何外形、天线240位置、一个或多个校准测量等。在实施方案中，处理器215可从用户接口225接收校准信息，并可基于校准信息和环境感测控制器250进行的一个或多个测量来填充查找表。例如，参看图1-2，用户160c可把移动设备120c放置在桌子170上。用户接口225可促进用户输入关于表面的信息。例如，用户160c可指示桌子170是客厅里的木制咖啡桌，并可指示桌子170的介电常数（例如，在制造商校准序列期间）。处理器215可基于所进行的测量来调整查找表，这样，当环境感测控制器250记录将来类似测量时，处理器120就可把桌子170识别为客厅里的木制咖啡桌。在一些实施方案中，处理器120可更通常地把桌子170识别为例如木材。
在各种实施方案中，查找表可包括一个或多个维度。例如，查找表可包括每次测量一个维度。查找表可包括对应于移动设备120和/或传感器位置的一个或多个其它特征的另外的维度。存储器220可包括多个查找表。在其它实施方案中，查找表可被机器学习的一个或多个另外的结构代替，包括但不限于决策树学习、关联规则学习、人工神经网络、遗传编程、归纳逻辑编程、支持向量机、聚类分析、贝叶斯网络、强化学习、表示学习和稀疏字典学习。
如上文所述，当确定表面的介电常数时，移动设备120可被配置来减去外壳或保护套的影响。在可包括手机或平板计算机的移动设备120中，传感器255可位于外壳、保护套或设备封装中。外壳材料和移动设备120附近的任何材料可影响电容测量。外壳可与传感器255具有恒定的相对空间关系。因此，静态外壳可对传感器255周围环境的电容测量具有恒定的贡献。
在实施方案中，可经由校准数据来考虑外壳电容。移动设备120可通过当悬浮在空中且附近没有对象时进行电容测量来发现外壳电容的参数。在实施方案中，例如，环境感测控制器250可被配置来在把模拟传感器255测量转换成数字值之前抵消外壳的电容贡献。如上文参看图7所述，环境感测控制器250可包括一对电流DAC（未示出），所述电流DAC可被编程来增加偏移电荷或从测量减去偏移电荷。因此，如果可确定外壳电容的量值，那么它就可经由内部电流DAC从测量中除去，从而允许Σ-ΔADC360数字化更大的环境电容而不用裁剪。在实施方案中，外壳电容的量值可用作基线，来确定附近对象是否导电。
在实施方案中，移动设备120可位于介电常数可由于例如温度和湿度的改变而改变的材料（例如，塑料）中。在实施方案中，移动设备120可包括被配置来检测温度和/或湿度的改变的一个或多个传感器，且在检测到改变之后可执行外壳校准。然而，在一些实施方案中，移动设备120可能不包括温度和/或湿度传感器，或者可能不被被配置来在检测到改变之后执行外壳校准。
在实施方案中，移动设备120可被配置来使用差分测量来抵消外壳电容。移动设备120可包括称为“偏压传感器”的传感器255。偏压传感器可包括与外壳中使用的材料相同的材料，并可暴露于与外壳的温度和/或湿度相同的环境。然而，与外壳不同，可静电屏蔽偏压传感器。因此，偏压传感器可追踪外壳电介质改变的改变，从而允许抵消差分电容测量中外壳的电容贡献。例如，偏压传感器可通过开关矩阵240（图7）连接到环境感测控制器250（图7）中Σ-ΔADC360（图7）的负端。
在实施方案中，处理器215可配置在与另一传感器255的差分测量配置中配置为偏压传感器的传感器255，来发现传感器255连接断裂和/或制造缺陷。例如，偏压传感器可通过开关矩阵240（图7）连接到环境感测控制器250（图7）中Σ-ΔADC360（图7）的负端。同时，处于试验阶段的传感器255可连接到Σ-ΔADC360的正端。处理器215可从环境感测控制器250读取差分测量，且可把测量与期望的差分不平衡相比较。期望的差分不平衡可与构成中的校准一起包括在开关矩阵340中，或者可被动态地确定。如果差分测量在阈值范围外，那么处理器215可确定处于试验阶段的传感器255是有缺陷的。
本身充当偏压传感器的传感器255可如上文所述使用单端测量来测试，因为它的电容值可能具有比暴露于外部刺激的其它传感器255更小范围的值。在期望的温度和湿度条件下，处理器215可基于偏压传感器材料的最大和最小电介质值来把测量的偏压传感器的电容与阈值范围相比较。
图12是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图1200。如本文所述，流程图1200的方法使用静态电介质检测。虽然本文参看上文参照图2和5A-6D讨论的移动设备120描述了流程图1200的方法，但是本领域普通技术人员将理解，流程图1200的方法可用其它合适的设备来实施。在实施方案中，流程图1200中的步骤可由例如处理器215（图2）和/或环境感测控制器250（图2）的处理器或控制器结合存储器220（图2）和传感器255（图2）中一个或多个来执行。虽然本文参照特定次序描述了流程图1200的方法，但是在各种实施方案中，本文的块可以不同次序执行，或省略，且可添加另外的块。
首先，在块1202，处理器215配置环境感测控制器250中的Σ-ΔADC360（图7）。如流程图中所指示，Σ-ΔADC360也可被称为电容-数字转换器（CDC）。例如，处理器215可设置抽取率、偏移和阶段配置。处理器215可配置Σ-ΔADC360来从传感器255取一个或多个读数。
接下来，在块1204，处理器215重新设置与环境检测相关的任何标志、计数器和/或阵列。例如，处理器215可清除采样阵列、稳固性计数器、稳固性标志、SAR通知标志、εr阵列等中一个或多个。标志、计数器和/或阵列可储存在存储器220、校准存储器（图7）、控制和数据寄存器710（图7）等中一个中。
接下来，在块1206，Σ-ΔADC360从传感器255读取电容值。在块1208，处理器215把测量的电容值改成采样阵列。采样阵列可储存第一数目个最近电容测量。例如，采样阵列可储存在存储器220中。
此后，在块1210，处理器215计算采样阵列中至少一些值的平均值。在实施方案中，处理器215计算采样阵列中所有值的平均值。在实施方案中，处理器215可把每个平均值计算的结果储存在平均值计算的阵列中。
后来，在块1212，处理器215计算采样阵列中值的标准差。或者，处理器215可计算采样中其它变化指标。例如，处理器215可执行采样阵列中值的时域幅度和/或频域分析。处理器215可把每个标准差计算的结果储存在标准差阵列中。
接下来，在块1214，处理器215计算标准差阵列中标准差结果的加权平均。例如，标准差结果可被阵列次序、计算每个结果的时间等加权。在实施方案中，处理器215也可计算最后一次测量以来测量的电容值的改变。
然后，在块1216，处理器215确定值的改变是否小于或等于在块1214所计算的标准差的加权平均。如果值的改变大于标准差的加权平均，那么处理器215继续到块1206来读取另外的电容值。另一方面，如果值的改变小于或等于标准差的加权平均，那么处理器215继续到块1218。
在块1218，处理器215增量稳固性计数器。稳固性计数器可指示移动设备120相对于测量表面的稳固性。例如，稳固性计数器可指示电容测量的变化。例如，稳固性计数器可储存在存储器220中。
此后，在块1220，处理器215确定稳固性计数器是否大于稳固性阈值。例如，稳固性阈值可储存在存储器220中并可从存储器220检索。稳固性阈值可基于校准数据或其它自适应阈值源。稳固性阈值可指示足以使后续材料确定具有精度阈值以上精度的移动设备120的稳固性。如果稳固性计数器小于或等于稳固性阈值，那么处理器215可继续到块1206来读取另外的电容值。另一方面，如果稳固性计数器大于稳固性阈值，那么处理器215可继续到块1222。
在块1222，处理器215清除稳固性计数器。处理器215也可设定稳固性标志。稳固性标志可指示移动设备120具有足以开始确定附近材料的介电常数的稳固性。
在块1224，处理器215确定最近测量的电容值是否在来自块1210中确定的采样平均值的三个标准差之外。在各种实施方案中，可使用其它度量来确定最近测量的电容值是否是离群值。例如，可使用一个标准差或两个标准差或变化的另一测量。如果最近测量的电容值在来自采样平均值的3个标准差之外，那么处理器215继续到块1206来读取另外的电容值。另一方面，如果最近测量的电容值在来自采样平均值的三个标准差内，那么处理器215继续到块1226。
在块1226，处理器215计算如上文参看方程式1-4所述的材料的介电常数（εr）。在块1228，处理器215搜集位置数据，例如，GPS测量、基于可见WiFi网络的位置服务等。在实施方案中，用户可经由用户接口225提供位置数据。
然后，在块1230，处理器215搜索介电常数库的匹配。介电常数库可基于计算的介电常数指示材料类型。在各种实施方案中，如在下文题为“查找表”部分所述，可使用其它库。例如，处理器215可跳过块1226，且可直接存取基于指示电容的测量的值来提供材料类型的库。
接下来，在块1232，处理器215搜索元数据库的匹配。介电常数库可基于计算的介电常数和/或例如位置数据的其它信息来指示材料类型。在各种实施方案中，处理器215可搜索元数据库来作为介电常数库的补充或替代。在各种实施方案中，如在下文题为“查找表”部分所述，可使用其它库。例如，处理器215可跳过块1226，且可直接存取基于测量的电容值和/或例如块1228所确定的位置数据的其它元数据来提供材料类型的库。
继续参看块1232，如果元数据库中没有匹配，那么处理器215继续到块1234，其中它在一个或多个库中创建新条目。例如，处理器215可储存测量的电容、计算的介电常数、确定的位置数据和/或对应于测量表面的任何其它相关信息（例如，测量表面的导电性分类）。
继续参看块1232，如果元数据库中有多个匹配，那么处理器215继续到块1236，其中Σ-ΔADC360从传感器255读取另外的电容值，处理器215在所述电容值把电容转换成采样阵列。电容可以是已经从块1210计算出的采样阵列平均值，或者可如图所示基于另外的测量，来允许在元数据条目间进一步区分。在实施方案中，块1236可包括来自块1206-1214的一个或多个动作。
继续参看块1232，如果元数据库中有单个匹配，那么处理器215继续到块1238，其中建立匹配的材料。然后，在块1240，处理器215把在块1228确定的位置数据添加到元数据库。处理器215也可添加其它元数据来响应于所确定的材料。
然后，在块1242，处理器215确定在1238建立的材料是否可能是人类。例如，搜索的库可包括例如皮肤和其它潜在人类特征的材料。如果材料被确定为可能是人类（例如，“建立的”材料在包括人类特征的介电常数范围内），那么在块1244，处理器1244设定SAR通知标志。另一方面，如果在块1238建立的材料被确定为不是人类，那么在块1246，处理器1244清除SAR通知标志。例如，处理器215、无线电子系统230和/或天线控制器240可基于SAR通知标志调整发射器功率。
后来，在块1248，处理器215读取新的电容值、把所述值转变成采样阵列，并计算介电常数（εr）。例如，处理器215可执行块1206、1208和1226中一个或多个的动作。在实施方案中，处理器215可执行另外的动作，例如块1206-1226中所有块。
接下来，在块1250，处理器215把介电常数（εr）转变成介电常数阵列，并计算阵列中值的标准差。在其它实施方案中，处理器可计算变化的另一指示。
然后，在块1252，处理器确定最近计算的介电常数是否在计算的介电常数平均值的三个标准差之外。在各种实施方案中，可使用其它度量来确定最近测量的电容值是否是离群值。例如，可使用一个标准差或两个标准差或变化的另一测量。如果最近计算的介电值在来自平均值的三个标准差之外，那么在块1204，处理器215开始新的材料确定顺序。另一方面，如果最近计算的介电值在来自平均值的三个标准差内，那么在块1248，处理器215继续监测材料和/或位置改变。
动态电介质检测
如上文参看图1所述，移动设备120可被配置来检测当相对于一个或多个附近对象160a-160d、170和180运动时一个或多个附近对象160a-160d、170和180和/或它们表面的电介质。例如，移动设备120b可被配置来检测当用户160b把移动设备120b放到耳朵时用户160b头部的介电常数。再如，移动设备120c可被配置来检测当用户160a把移动设备120c移离桌子时桌子170的介电常数。在实施方案中，移动设备120可基于检测的电介质来确定一个或多个特征。例如，移动设备120可确定材料类型、稳固性和附近对象的存活性中一个或多个。
再参看图2，例如，移动设备120可基于来自一个或多个传感器255的读数来检测相对运动中附近表面的电介质。特别地，处理器215可配置环境感测控制器250来使用至少一个传感器255执行一个或多个环境测量。例如，处理器215可经由查找表把测量与一个或多个参考测量相比较，来确定材料类型。
在各种实施方案中，可如上文参看图5A-6D所示出和所描述来配置传感器255（图2-4）。也可使用其它配置，包括各种方向的传感器255的任何组合。例如，移动设备120可能理想地包括实质与一个或多个外壳面平行并邻接的至少一个传感器255，用户可在所述外壳面上设定移动设备120。虽然本文参看左传感器255a（参看图5A-6D）描述了特定的实施方案，但是也可使用传感器255的其它组合。在实施方案中，移动设备120可同时确定多个表面的介电常数（或任何其它特征）。例如，其它特征可包括表面的导电性分类。
在实施方案中，环境感测控制器250（图7）可使用左传感器255a来执行一个或多个电容测量。特别地，处理器215（图2）可配置转换定序器720（图7）来使用Σ-ΔADC360进行连续、周期性或间歇性的测量。在使用多于一个传感器255的实施方案中，例如，处理器215可配置转换定序器720来根据循环序列随时间循环访问所有传感器255。在实施方案中，处理器215可确定移动设备120的方向（例如，基于来自加速计227的读数），并可选择可能面向待测量表面的传感器255的子集。处理器215可基于可储存在存储器220中的指示传感器255位置的信息来选择传感器255的子集。
例如，转换定序器720可使用例如上文参看图7所述的开关矩阵340来循环访问不同传感器读数。处理器215可周期性或间歇性地读取来自环境感测控制器250的测量结果。例如，处理器215可读取完成所有转换阶段之后的测量结果。在实施方案中，处理器215可读取每个测量之后的测量结果，并可进行周期或间歇测量要求。
处理器215可把一个或多个测量结果储存在存储器220中。在实施方案中，处理器215可包括与测量结果有关的一个或多个时间戳。处理器215可被配置来计算测量结果的一个或多个度量，例如，平均、加权平均、移动平均、标准差、变化率、变化方向等。处理器215可基于最新测量结果X来计算一个或多个度量，其中X可以是预设或动态确定的数。处理器215可基于记录的测量结果的一个或多个子集来计算度量的多个集。
处理器215可使用加速计227来确定移动设备120在运动。例如，移动设备120可把一个或多个加速计227读数储存在存储器220中，并可把加速计227读数与运动阈值相比较。处理器215可以上文相对于稳固性度量描述的方式类似的方式使用一个或多个加速计227度量。例如，如果加速计227度量大于运动阈值，那么处理器215可确定移动设备120可能相对于附近表面移动，并可继续动态确定例如当移动设备运动时表面的介电常数。另一方面，如果加速计227度量不大于运动阈值，那么处理器215可确定移动设备120可能相对于附近表面静止，并可延迟动态确定表面的介电常数直到移动设备120运动。在实施方案中，处理器215可使用上文所述的稳固性度量来作为加速计227度量的补充或替代。
如上文参看题为“静态电介质检测”部分所述，大体来说，处理器215可根据方程式1中示出的平行板电容器来确定介电常数。处理器215可确定表面的导电性分类。然而，当移动设备120相对于待测量表面运动时，所测量的电容和到表面的距离将随时间改变。在实施方案中，如方程式7示出，处理器215可基于测量的电容在第一时间段的改变和在第一时间段到表面距离的改变来确定介电常数：
εr=ΔC·Δd·k        （7）
在实施方案中，处理器215可使用加速计227来确定到表面的距离的改变。在一些实施方案中，加速计227可包括集成功能，并可把所行进的距离直接报告给处理器215。在其它实施方案中，处理器215可基于测量的加速度确定随时间行进的距离。例如，处理器215可把加速度读数与加速度读数之间期间的乘积相加。在一些实施方案中，处理器215可使用其它定位和/或测距传感器来确定到表面的距离的改变，所述测距传感器例如超声波、雷达和激光测距传感器。在实施方案中，处理器215可根据以下方程式8计算到表面的距离的改变，其中an是在第一时间测量的加速度矢量，an-1是在第二时间测量的加速度矢量，且t是an和an-1之间的时间。
Δd = 1 2 [ ( a n + a n - 1 ) · t 2 / 2 ] t 2
当移动设备120运动时，处理器215可确定上文参看静态电介质检测所述的附近表面的介电常数，除了当运动时方程式（5）使用所测量的电容的改变（而不是所测量的电容）和到表面的距离的改变（而不是到表面的距离）。例如，处理器215可减去当确定表面的介电常数时外壳或保护套的影响。处理器215也可存取可储存在存储器220中的单个或多维查找表，并基于所述结果确定表面的一个或多个特征。处理器215可自适应地更新查找表，且查找表可被机器学习的一个或多个替代的结构取代。
如本文所述，移动设备120可被配置来进行电容测量、处理测量并使测量与各种材料相关，且/或使材料与动作相关。在处理和/或相关期间，移动设备120可确定一个或多个中间值，例如指示与移动设备120相邻的材料的值。例如，来自块1206-1252的任何组合的输出可在本文称为中间值或指示与移动设备120相邻的材料的值。
图13是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图1300。如本文所述，流程图1300的方法使用动态电介质检测。虽然本文参看上文参照图2和5A-6D讨论的移动设备120描述了流程图1300的方法，但是本领域普通技术人员将理解，流程图1300的方法可用其它合适的设备来实施。在实施方案中，流程图1300中的步骤可由例如处理器215（图2）和/或环境感测控制器250（图2）的处理器或控制器结合存储器220（图2）和传感器255（图2）中一个或多个来执行。虽然本文参照特定次序描述了流程图1300的方法，但是在各种实施方案中，可以不同顺序执行本文的块，或省略本文的块，且可添加另外的块。
在块1305，移动设备120进行至少两个电容测量（在块1310的C0和在块1315的C1）。例如，处理器215可从Σ-ΔADC360（图7）检索两个电容测量。在块1320，处理器215可确定C0和C1之间的差（ΔC）。
在块1325，移动设备120进行至少两个加速度测量（在块1330的a0和在块1335的a1）。例如，处理器215可从加速计227检索两个测量。两个加速度测量a0和a1可实质同时取得且实质同时被差分分成两个电容测量C0和C1。例如，a0和C0可在彼此的约0-10ms内测量，例如在约5ms内。另外，a1和C1可在彼此的约0-10ms内测量，诸如在约5ms内。在块1340，处理器215可根据以上方程式6来确定所行进的距离。
在块1345，处理器215可被配置来执行定向修正计算。在一些实施方案中，电容读数错误可由于电极与表面的平面错位而产生。处理器215可被配置来通过把移动设备120与假定表面定向综合对齐来调整动态电介质计算。在一些实施方案中，可假设移动设备120的速度矢量直接指向待检测的目标的中心，且所述目标的表面垂直于移动设备120的速度矢量。在一些实施方案中，已知加速计227相对于电容电极255的定向。例如，加速计227相对于一个或多个传感器255的定向和位置可储存在校准数据中。在一些实施方案中，加速计227能够检测三个正交轴上的加速度。
仍参看块1345，处理器215可从加速计227数据计算速度矢量。例如，处理器215可基于加速计227定向和储存在存储器220中的相关传感器255定向数据来确定电容电极255所在的平面。处理器215可计算速度矢量和传感器法向矢量之间的差，并通过把传感器平面数学旋转到与速度矢量垂直来补偿所述差。处理器215可计算旋转传感器和共面传感器之间的幅频响应差，并把相互补偿应用到电容测量。
在块1350，处理器215计算并修正测量错误。在实施方案中，当移动设备120和对象之间的距离改变时，期望电容测量的量值对距离改变成反比响应。使用这种期望的响应，处理器215可估计测量错误。处理器215可基于函数导数C∞1/d把差分电容改变与期望值相比较，并确定d的近似换算值。处理器215可根据各种实施方案以各种速率相继执行所述计算。当移动设备120移动时，处理器215可比较沿1/d曲线许多点上的平均电容响应，并可估计电容测量错误。处理器215可使用所估计的错误来换算、偏移且/或高频脉动测量和/或中间计算结果，从而减少整个相对介电常数计算中的错误。
在块1355，处理器215计算相对介电常数或附近材料的介电常数。处理器215可基于在块1350确定的修正电容测量和在块1340确定的所行进的距离来计算介电常数。如上文所述，处理器215可如上文参看方程式5和6所述计算介电常数。在实施方案中，处理器215可基于计算的介电常数来调整移动设备120的特征。下文题为“示例性应用”部分包括各种实例。
人类检测
如上文参看图1所述，移动设备120可被配置来确定附近对象160a-160d、170和180是否可能是人类。如上文题为“静态电介质检测”和“动态电介质检测”部分所述，移动设备120可基于检测的电介质来确定一个或多个特征。移动设备120可基于确定的特征来启发式地预测附近对象160a-160d、170或180是否是人类，所述特征例如稳固性对流动性的比。例如，人类的平均介电值可类似于不是人类的其它材料组成的平均介电常数。电容式传感器255（图2）处测量的电容幅频响应可用作粗滤器来发现可能是人类的对象集。因为可能是人类的对象集比所有对象集小，所以可减小误报。在实施方案中，移动设备120可基于人类身体不同部位的可能值的查找表来设定一阶人类接近触发。
大体来说，当施加静电力时，固体电介质可与液体电介质表现不同。液体电介质可具有自由移动并由布朗运动和其它影响力搅动的分子。相对自由移动的分子将改变它们与静态电容式传感器255的距离，从而改变传感器255观察的电容。固体电介质可具有紧密结合的分子，当施加静电力时，所述分子不能明显地改变它们与静态传感器255的距离。通过观察电容电荷的变化（例如，通过计算标准差），移动设备120能够可靠地检测固体和液体之间的差别。人类可被建模为固体和液体的混合，因此将展示电容检测的测量中与固体无生命的物体不同的变化。
如上文所述，再参看图2，处理器215可被配置来计算从环境感测控制器250接收的测量结果的一个或多个度量。特别地，处理器215可监测测量结果的幅频和/或变化。例如，处理器215可把多个电容测量储存在存储器220中。处理器215可被配置来计算多个储存的电容测量间的标准差。在其它实施方案中，处理器215可计算变化的不同指示。
处理器215可例如在每个电容测量之后多次计算标准差（或变化的其它测量），并可把计算的标准差结果储存在存储器220中。处理器215可计算并储存时间段上标准差结果的运动平均，所述时间段可以是预设的或基于移动设备120的应用动态调整的。处理器215可确定并储存本文称为“标准差底”的最低平均标准差值。当新的电容测量个别地或平均地增大阈值量超出标准差底时，处理器215可标志一阶人类检测。阈值可能是预设的、储存在校准数据中且/或动态地确定。在各种实施方案中，阈值可在标准差底以上一个和三个标准差，例如两个标准差。
当实例阈值可在用户处理设备时被确定，且采样集的瞬间标准差被确定并超过之前确定的标准差底。瞬间标准差与标准差底的比可被设定为近似阈值。
在实施方案中，处理器215可基于组合的幅频响应和标准差范围来索引二维查找表。处理器215可使电容幅频匹配当前测量集的计算的瞬间标准差。处理器可用操作环境中观察的标准差底换算查找表中的标准差。如果在查找表中发现匹配，那么处理器215可确定二阶人类检测。二阶人类检测可更有信心地暗示附近对象是人类。
在另一实施方案中，如上文所述，处理器215可被配置来执行静态和动态电介质检测中一个或两个。处理器215可在查找表中查找检测的介电常数。在实施方案中，查找表可预填充有外部人类特征的期望的介电常数，且可确定人类对固体对象。在另一实施方案中，可训练查找表，或者可如上文所述应用其它机器学习技术。
在各种其它实施方案中，基于查找表的结果，处理器215可确定所测量对象是人类的置信水平。在实施方案中，查找表可包括可能性值。在另一实施方案中，查找表可包括指示给定读数和/或度量是来自人类特征的相对可能性的值。在另一实施方案中，当确定的度量在查找表中索引值的阈值内时，处理器215可确定测量的对象是人类，且当确定的度量不在阈值内时，处理器215可确定测量的对象不是人类。
虽然上文相对于幅度和变化度量和稳固性特征描述了人类检测，但是本领域中普通技术人员将理解任何度量和/或确定的特征可组合使用来确定所测量的对象是否可能是人类。在实施方案中，处理器215可加权到多个度量。例如，处理器215可重加权稳固性特征并轻加权移动设备相对于测量对象的定向。
如本文所述，移动设备120可被配置来进行电容测量、处理测量并使测量与各种材料相关，且/或使材料与动作相关。在处理和/或相关期间，移动设备120可确定一个或多个中间值，例如指示与移动设备120相邻的材料的值。例如，来自块1310、1315、1320、1345、1350和1355的任何组合的输出可在本文称为中间值或指示与移动设备120相邻的材料的值。
图14是根据实施方案的环境检测的示例性方法的流程图1400。如本文所述，流程图1400的方法使用静态电介质检测。虽然本文参看上文参照图2和5A-6D讨论的移动设备120描述了流程图1400的方法，但是本领域普通技术人员将理解，流程图1400的方法可用其它合适的设备来实施。在实施方案中，流程图1400中的步骤可由例如处理器215（图2）和/或环境感测控制器250（图2）的处理器或控制器结合存储器220（图2）和传感器255（图2）中一个或多个来执行。虽然本文参照特定次序描述了流程图1400的方法，但是在各种实施方案中，可以不同顺序执行本文的块，或省略本文的块，且可添加另外的块。
首先，在块1405，移动设备120进行多个电容测量。例如，处理器215可从Σ-ΔADC360（图7）检索电容测量。例如，处理器215可把电容测量储存在存储器220中作为阵列。
在块1410，处理器215计算电容测量的标准差。在实施方案中，例如，处理器215可把计算的标准差储存在存储器220中作为阵列。在其它实施方案中，处理器215可使用变化的另一测量。
在块1415，处理器215通过最小追踪过滤电容测量。在实施方案中，处理器215可计算并储存标准差结果的运动平均。处理器215可连续地、周期性或间歇性地确定并储存标准差底。
在块1425，处理器215从查找表检索数据，例如从存储器220检索数据。查找表可包括两个维度。第一维度可包括组合幅频响应。第二维度可包括标准差范围。
在块1430，处理器215用操作环境中观察的标准差底换算查找表中的标准差。处理器215可把所换算的查找表储存在存储器220中。在块1440，在对比搜索期间，处理器215可使用换算的查找表。
在块1435，处理器1435可通过低通滤波器运行块1405中获得的电容测量。例如，处理器215可保存最近电容测量的运动平均。再如，处理器215可计算加权平均，从而较重加权最新测量。在实施方案中，移动设备120可包括被配置来实施低通滤波器的数字信号处理器（DSP）。
在块1440，处理器215索引在块1425中获得的换算查找表。处理器215可使用在块1435中获得的低通滤波的幅度电容测量来索引第一维度。处理器215可使用在块1410中获得的电容测量的标准差来索引第二维度。处理器215可基于查找的结果确定可能人类匹配指示。
在块1445，处理器215可把人类匹配指示发信号到主应用程序、无线电子系统，或移动设备120的另一组件。处理器215可基于可能的人类匹配指示修改移动设备的特征。例如，处理器215可降低天线245上的发射功率。再如，处理器215可通过用户接口225实施配置为进行人机交互的程序、应用程序或子程序。
查找表
如上文相对于题为“静态电介质检测”、“动态电介质检测”、“人类检测”和“握法检测”部分所述，移动设备120可被配置来把一个或多个传感器读数或基于它们的度量与一个或多个查找表（或其它数据结构）相比较，来确定一个或多个环境特征。在一些实施方案中，移动设备120可包括以下查找表或“库”中的一个或多个：基线库、测量的材料常数库和元数据库。每个库可储存在存储器220中。
基线库可以是预填充的常见介电常数测量库。当移动设备120在新的地理位置执行环境测量时，处理器215可参考基线库的一阶材料预测。基线库可包括例如木材、水、塑料和玻璃的常见材料的介电常数。基线库也可包括一个或多个估计的人常量，例如，肌肉、血液和脂肪。
测量的材料常数库可以是包括接触材料的测量和计算度量的移动设备120填充的库。在实施方案中，测量的材料常数库是用户填充的和/或更新的。在一些实施方案中，测量的材料常数库可被制造商在制造时填充或通过更新来填充。如上文所述，当移动设备120接触表面时，处理器215可把时间平均介电常数计算与已知介电常数列表相比较。在一些实施方案中，处理器215可使用例如附近对象是否导电的另外的特征来进行比较。处理器215可同时把关于测量的另外的数据记录在测量的材料常数库中。例如，处理器215可记录每个测量材料的平均最小、平均最大和模式值。处理器215可把从基线库获得的预测材料类型与记录的测量和/或度量一起储存。因此，随时间推移，测量的材料常数库可积聚更准确的观察常量。例如，给定测量可对应于基线库中“木材”，且对应于测量的材料常数库中“橡木”。
在实施方案中，移动设备120可被配置来比起基线库偏向测量的材料常数库。例如，处理器215可最初被配置来使用基线库作为低通滤波器来确定是否在测量的材料常数库中查找（或反之亦然）。在实施方案中，处理器215可被配置来在阈值次数更新之后偏向测量的材料常数库。随时间推移，测量的材料常数库可首先代表测量材料常数库。
元数据库可包括可对应于测量、计算的度量，和/或基线库和/或测量的材料常数库中储存的对应的测量和/或度量值的另外的数据。例如，元数据库可包括指示移动设备120是否已充电的状态条目。元数据库可包括例如移动设备120范围中无线网络列表的列表条目。元数据库可包括例如移动设备120在特定表面上时间量的统计条目。元数据库可包括例如介电常数和温度或当日时间之间关系的平均函数条目。元数据库可包括可对应于一个或多个测量和/或度量的其它数据，例如，当日时间、温度、位置（例如，用户指示的或从位置感知功能获得的）、光传感器读数，可用WI-FITM服务集标识符（SSID）的列表、移动设备120在特定表面上花费的时间量、是否已充电和/或自上次充电以来的时间、用户指示的位置描述（例如，“客厅桌子”）等。处理器215可使用元数据库来帮助初始估计之前已接触的表面，且/或增加对改变的环境的检测鲁棒性。
在实施方案中，处理器215可交叉引用基线库、测量的材料常数库和/或元数据库中的条目并使它们交叉关联。在实施方案中，处理器215可确定两个条目是否类似（例如，通过把条目与阈值范围相比较）。当发现匹配时，处理器215可基于库内容推断测量表面的一个或多个特征。例如，处理器215可确定测量的表面不是人类、可进入不同功率模式、可触发软件功能等。
在各种实施方案中，查找表可被机器学习的一个或多个替代的结构代替或补充，包括但不限于决策树学习、关联规则学习、人工神经网络、遗传编程、归纳逻辑编程、支持向量机、聚类分析、贝叶斯网络、强化学习、表示学习和稀疏字典学习。在一些实施方案中，查找表可实施为计算机码，例如，使一个或多个输入值与一个或多个输出值相关的指令集。
在各种实施方案中，查找表或替代结构可使指示邻近移动设备120的材料的值与改变移动设备120的状态或特征的动作相关。指示材料的值可包括原环境特征或编码环境特征，例如但不限于，对象的电容、介电常数、材料类型、导电性、导电性分类（即，导电或不导电）、稳固性、存活性、位置、距离和方向（例如，包括是否手握移动设备120、是左手还是右手和/或手是如何握移动设备120）中一个或多个。如本文所述，所述值可来自电容测量。查找表也可包括可与任何上述测量、值和环境特征相关的行动和/或设备状态。
示例性应用
如上文相对于题为“静态电介质检测”、“动态电介质检测”、“人类检测”、“握法检测”和“查找表”部分所述，移动设备120可使用一个或多个电容测量来确定邻接材料的一个或多个特征。例如，移动设备120可使用静态电介质检测和/或动态电介质检测来确定邻接材料的电介质。例如，移动设备120可基于测量的变化来确定附近材料的稳固性对流动性。移动设备120可基于来自多个传感器255的测量来确定附近材料的相对位置和/或定向。移动设备120可使用一个或多个库使所述测量与一个或多个特征有关。
基于本文描述的确定的特征的任何组合，移动设备120可采取某个行动，例如，调整移动设备120的特征。举非限制性实例而言，移动设备120可调整发射功率、过渡到不同的新的功率和/或行为模式，且学习对应于用户常见环境的方面的材料。
如上文参看图1所述，移动设备120可经受一个或多个强制性或自愿性的规则、规定或标准，例如，可限制移动设备120可辐射到附近人类的功率量的关于射频能量的比吸收率（SAR）的规则、规定或标准。当临界距离内没有人类时，移动设备120可增大发射功率等级，从而潜在地增大通信性能。另一方面，当检测到临界距离内有人类时，移动设备可把发射功率减小到规定的最大等级。在各种实施方案中，移动设备120能够进行比规定的最大等级高的输出。
在一些配置中，移动设备可能不确定人类对非人类接近。换句话说，一些移动设备可能只确定接近任何可被注册对象，例如，桌子。在一些配置中，移动设备可能试图确定邻接对象是否是人类，但是可能比较困难。例如，移动设备可能不具有足够的信息来确定邻接对象是否是人类。
例如，如上文所述，在各种实施方案中，移动设备120可被配置来更精确地检测邻接对象是否是人类。因此，移动设备120可经历减小数目的假阳性接近检测，从而当没有检测到人类时允许增大的传输功率。增大的传输功率可增大通信性能。
在实施方案中，移动设备120可被配置来基于上文所述检测的材料特征来执行一个或多个动作。例如，移动设备120可能能够基于自适应库条目来分辨特定材料。移动设备120可被配置来每当它检测到例如可代表用户厨房柜台的特定材料（或等效电容测量）时就执行行动。例如，移动设备120可被配置来设置禁用BLUETOOTHTM无线电并最大化铃声音量的配置文件。上述状态可称为“柜台上”状态，且可对应于用户不期望使用BLUETOOTHTM且可远离移动设备120的场景。
在实施方案中，移动设备120可适应学习对象随时间的改变。例如，移动设备120可通常放置在特定桌子上。因此，移动设备120可使当在桌子上时获得的测量与例如类似于上文所述“柜台上”状态的“桌子上”状态相关。例如，移动设备120可使用材料库使测量相关。然而，随着时间推移，桌子表面可能变得破旧，从而改变当移动设备12放置在桌子上时获得的测量。移动设备120可被配置来考虑学习材料中小的改变（例如，低于阈值）。例如，每次将移动设备120放置在桌子上时，移动设备120可用新的测量结果来更新学习的材料库。
移动设备120还可使另外的环境测量与桌子相关。例如，桌子的介电常数可受制于温度系数而改变，且室温可与当日时间相关。因此，移动设备120可基于当日时间、温度和/或任何其它元数据的组合来确定期望测量值。添加随时间积聚的环境场景数据的能力可允许移动设备120更快和/或更精确地执行环境认知。
在实施方案中，移动设备120可基于一个或多个检测的环境特征来调整用户接口225（图2）的输出。在一些实施方案中，移动设备120可输出警报（例如，音频或视频）且/或改变显示（例如，文字、图像等）。作为一个实例，伪装应用可使某些材料确定与所述材料的图像相关，且当放置在木材上时，屏幕可示出木材图像。
在实施方案中，移动设备120可基于一个或多个检测的环境特征来调整功率状态。例如，移动设备120可检测到水并关闭电源来避免短路。在实施方案中，移动设备120可基于一个或多个检测的环境特征来调整天线245的功率状态输出。例如，移动设备120可把关于接触材料的信息发射到网络数据库。在实施方案中，移动设备120可基于一个或多个检测的环境特征来调整存储器220（图2）的特征。例如，移动设备120可记录关于接触材料的信息。
如本文所述，移动设备120可被配置来进行电容测量、处理测量并使测量与各种材料相关，且/或使材料与动作相关。在处理和/或相关期间，移动设备120可确定一个或多个中间值，例如指示与移动设备120相邻的材料的值。例如，来自块1410-1445的任何块的输出可在本文称为中间值或指示与移动设备120相邻的材料的值。
图15是检测图2的移动设备120的环境的示例性方法的流程图1500。虽然本文参看上文参照图2讨论的移动设备120描述了流程图1500的方法，但是本领域普通技术人员将理解，流程图1500的方法可用本文描述的另一设备或任何其它合适的设备来实施。在实施方案中，流程图1500中的步骤可至少部分由例如处理器215（图2）和/或环境感测控制器250（图5）的处理器或控制器来执行。虽然本文参照特定次序描述了流程图1500的方法，但是在各种实施方案中，可以不同顺序执行本文的块，或省略本文的块，且可添加另外的块。
首先，在块1510，处理器215用移动设备120的第一电容式传感器进行测量。例如，处理器215可用电容式传感器255进行测量。如本文所述，测量可包括在一个或多个传感器255上检测的电容、一个或多个传感器255上的电荷、它的改变等。
接下来，在块1520，处理器215基于测量和环境特征之间的对应来确定环境特征。在实施方案中，确定的环境特征可包括邻接移动设备120的对象的介电常数。例如，如上文相对于题为“静态电介质检测”部分所述，处理器215可基于传感器255上电荷来确定附近表面的介电常数。在各种实施方案中，环境特征可包括指示邻近移动设备120的材料的值。
在实施方案中，在块1520确定的环境特征可包括邻接移动设备120的对象的材料类型。例如，如上文相对于题为“查找表”部分所述，处理器215可确定附近材料的材料类型。在实施方案中，在块1520确定的环境特征可包括邻接对象的导电性分类。
在实施方案中，移动设备120相对于邻接对象运动。处理器215可确定至少部分由于移动设备120的相对移动而产生的测量的改变。处理器215可基于在块1520处的测量改变来确定对象的特征。处理器215可测量移动设备120的位置的改变的指标。处理器215可进一步基于所述指标来确定对象的特征。例如，如上文相对于题为“动态电介质检测”部分所述，处理器215可确定附近表面的介电常数。
在实施方案中，处理器215可确定接近移动设备120的对象产生的测量的变化。处理器215可基于块1520处的测量变化来确定对象是否是人类。例如，如上文相对于题为“人类检测”部分所述，处理器215可确定附近对象是活体的指示。
在实施方案中，处理器215用移动设备120的第二电容式传感器进行测量。处理器215可基于从第一和第二电容式传感器进行的测量来确定空间关系。所确定的空间关系包括在块1520手握移动设备的方式。例如，如上文相对于题为“握法检测”部分所述，处理器215可确定握法。
然后，在块1530，处理器215基于所确定的环境特征来调整移动设备120的特征。在各种实施方案中，如上文相对于题为“示例性应用”部分所述，处理器215可调整移动设备120的特征。例如，调整特征可包括调整无线传输和/或接收的特征、在移动设备屏幕上显示图像或文字、发射与检测的环境特征有关的数据、记录数据、建立关系数据库、创建移动性模式、创建预期使用情况的模式等。
在实施方案中，在块1530，处理器215可记录测量和环境特征之间的更新对应。在实施方案中，在块1530，处理器215可调整的移动设备120的发射功率。在实施方案中，在块1530，处理器215可调整天线的调谐。在实施方案中，在块1530，处理器215可调整用户接口输出。在实施方案中，在块1530，处理器215可发射与测量相关的信息。在实施方案中，在块1530，处理器215可记录数据。在实施方案中，在块1530，处理器215可建立关系数据库。在实施方案中，在块1530，处理器215可创建移动性模式和预期使用情况的模式。
图16是根据本发明的实施方案的检测图2的移动设备120的环境的装置1600的功能框图。本领域技术人员将理解，检测环境的装置可具有比图16中示出的简化装置1600更多的组件。用于检测示出的环境的装置1600只包括用于描述权利要求书范围内的实施的一些显著特征的那些组件。用于检测环境的装置1600包括进行电容测量的构件1610、基于测量和环境特征之间的对应来确定环境特征的构件1620，和基于确定的环境特征来调整移动设备的特征的构件1630。
在实施方案中，用于进行电容测量的构件1610可被配置来执行上文参看块1510（图15）描述的功能中的一个或多个。在各种实施方案中，用于进行电容测量的构件1610可由环境感测控制器250（图2）、传感器255（图2）和Σ-ΔADC360（图7）中的一个或多个来实施。
在实施方案中，用于基于测量和环境特征之间的对应来确定环境特征的构件1620可被配置来执行上文参看块1520（图15）描述的功能中的一个或多个。在各种实施方案中，用于基于测量和环境特征之间的对应来确定环境特征的构件1620可由处理器215（图2）、存储器220（图2）、加速计227和环境感测控制器250（图2）中一个或多个来实施。在各种实施方案中，环境特征可包括指示邻近移动设备120的材料的值。
在实施方案中，用于基于确定的环境特征来调整移动设备的特征的构件1630可被配置来执行上文参看块1530（图15）描述的功能中的一个或多个。在各种实施方案中，用于基于确定的环境特征来调整移动设备的特征的构件1630可由处理器215（图2）、存储器220（图2）、用户接口225、天线控制器240、发射器235和无线电子系统230中的一个或多个来实施。
在上文所述实施方案中，具有电容式感应的系统是结合特定实施方案来描述的。然而，应理解，实施方案的原理和优势可用于需要进行电容环境检测的任何其它系统、装置或方法。例如，需要基于环境因素调整一个或多个设备特征的任何系统、装置或方法。
这样的方法、系统和/或装置可实施为各种电子设备。电子设备的实例可包括但不限于，消费电子产品、消费电子产品部件、电子检测设备等。消费电子产品部件的实例可包括整流器、可编程滤波器、衰减器、变频电路、输出耦接到模拟-数字转换器的输入的电路等。电子设备的实例也可包括存储器芯片、存储器模块、光纤网络或其他通信网络的电路，和磁盘驱动器电路。消费电子产品可包括但不限于，无线设备、手机（例如，智能电话）、蜂窝基站、电话、电视、计算机监视器、计算机、手持式计算机、平板计算机、个人数字助理（PDA）、微波炉、冰箱、音响系统、盒式录音机或播放器、DVD播放机、CD播放器、数字视频录像机（DVR）、VCR、MP3播放器、收音机、摄像机、相机、数码相机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/干衣机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外围设备、手表、时钟等。另外，电子设备可包括半成品。
除非上下文清楚指出，否则在描述和权利要求书部分，用语“包括”、“包含”等都应理解为包括性的而不是排除性的或穷尽性的；也就是说，意指“包括但不限于”。本文通常使用的用语“耦接”或“连接”代表可直接连接或通过一个或多个中间元件连接的两个或多个元件。例如，用语“本文”、“上文”、“下文”和类似导入的用语当用于本申请时应把本申请作为整体来参考而不仅参考本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，具体实施方案中使用单数或复数形式的用语也可分别包括复数或单数形式。参考两个或多个项目的列表时的用语“或”旨在包括这个用语所有以下解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目和列表中项目的任何组合。
另外，本文使用的条件语言，例如，“可”、“可能”、“可以”、“例如”、“诸如”等，除非清楚地指出或使用时可从上下文中理解，否则这些条件语言通常旨在传达：某些实施方案包括而其它实施方案不包括某些特征、元件和/或状态。因此，所述条件语言并不通常旨在暗示：特征、元件和/或状态以任何方式被一个或多个实施方案所需要，或者一个或多个实施方案必须包括用于确定的逻辑、有或没有笔者输入或提示、是否包括这些特征、元件和/或状态，或是否将在任何特定实施方案中执行这些特征、元件和/或状态。
本文提供的本发明的教导可应用到其它系统，而不必须是上文描述的系统。上文描述的各种实施方案的元件和动作可组合来提供其它的实施方案。
虽然已描述了本发明的某些实施方案，但是这些实施方案只是作为实例来提供的，且不旨在限制本发明的范围。的确，本文描述的新颖性方法和系统可用各种其它形式来实施。例如，可在不脱离本发明的精神的情况下，对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替代和改变。随附权利要求书和它们的等同物旨在包括落入本发明的范围和精神的形式或修改。因此，本发明的范围仅参考随附权利要求书来界定。

Claims (30)

1.一种基于电容式检测邻接移动设备的材料来管理移动设备的特征的方法，所述方法包括：
使用所述移动设备的第一电容式传感器接收第一电容式传感器测量；
基于所述第一电容式传感器测量和对应于不同材料的储存值之间的对应来确定指示邻近所述移动设备的材料的值；和
发送指令来基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值而调整所述移动设备的特征。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括：
使用所述移动设备的第二电容式传感器进行测量；和
基于从所述第一和第二电容式传感器进行的所述测量来确定所述移动设备和邻近所述移动设备的所述材料之间的空间关系。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述确定的空间关系包括手握所述移动设备的方式。
4.如权利要求2所述的方法，其中发送指令来调整所述特征包括发送指令来基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值而调整射频（RF）通信特征。
5.如权利要求4所述的方法，其中发送指令来调整所述移动设备的所述特征包括调整所述移动设备的发射功率。
6.如权利要求4所述的方法，其中发送指令来调整所述移动设备的所述特征包括调整天线的调谐。
7.如权利要求4所述的方法，其中发送指令来调整所述移动设备的所述特征包括发射与所述测量相关的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其中发送指令来调整所述移动设备的所述特征包括记录所述第一电容式传感器测量和对应于不同材料的所述储存值中指示邻近所述移动设备的所述材料的值之间的更新对应。
9.如权利要求1所述的方法，其中发送指令来调整所述移动设备的所述特征包括调整用户接口输出。
10.如权利要求1所述的方法，其中确定指示邻近所述移动设备的材料的值包括确定对应于导电性分类的值。
11.如权利要求1所述的方法，其中当所述移动设备相对于邻近所述移动设备的所述材料运动时，所述方法还包括：
确定至少部分由所述移动设备的所述相对移动造成的所述第一电容式传感器测量的改变；和
基于测量的所述改变来确定指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值。
12.如权利要求11所述的方法，其还包括：
测量所述移动设备位置的改变的指标；和
进一步基于所述指标来确定指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值。
13.如权利要求1所述的方法，其还包括：
确定由邻近所述移动设备的所述材料造成的所述第一电容式传感器的测量随着时间的变化；和
基于测量的所述变化来确定所述材料是否是人类。
14.如权利要求1所述的方法，其还包括：
用所述第一电容式传感器测量机箱或外壳或机箱或外壳的变化；和
基于所述测量校准所述第一电容式传感器。
15.一种被配置来感测移动设备的环境的系统，其包括：
第一电容式传感器，其被配置来提供与邻近所述移动设备的材料相关的测量；
存储器，其被配置来存储来自所述第一电容式传感器的一个或多个测量和指示邻近所述移动设备的所述材料的一个或多个值之间对应；和
一个或多个处理器，其被配置来：
接收所述测量；
基于所述测量来确定指示邻近所述移动设备的所述材料的对应值；
基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值来修改所述移动设备的状态。
16.如权利要求15所述的系统，其还包括：
所述移动设备的第二电容式传感器，
其中所述一个或多个处理器还被配置来基于从所述第一和第二电容式传感器接收的测量来确定所述移动设备和邻近所述移动设备的所述材料之间的空间关系。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述确定的空间关系包括手握所述移动设备的方式。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置来通过基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值而修改射频（RF）通信特征来修改所述状态。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置来基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值来调整所述移动设备的发射功率。
20.如权利要求18所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置来基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值来调整天线的调谐。
21.如权利要求18所述的系统，其还包括发射器，所述发射器被配置来基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值来发射与所述测量相关的信息。
22.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置来记录所述测量和所述材料之间的更新对应；调整用户接口输出；和/或记录基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值的数据。
23.如权利要求15所述的系统，其中指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值包括邻接所述移动设备的所述对象的介电常数。
24.如权利要求15所述的系统，其中指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值对应于导电性分类。
25.如权利要求15所述的系统，其中当所述移动设备相对于所述材料运动时，所述一个或多个处理器还被配置来：
确定至少部分由所述移动设备的所述相对移动造成的所述第一电容式传感器测量的改变；和
基于测量的所述改变来确定指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值。
26.如权利要求25所述的系统，其还包括：
加速计，其被配置来测量所述移动设备位置的改变的指标，
其中所述一个或多个处理器还被配置来基于所述指标确定指示邻近所述移动设备的所述材料的所述值。
27.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置来：
确定由邻近所述移动设备的所述材料造成的所述第一电容式传感器的测量随着时间的变化；和
基于测量的所述变化来确定所述材料是否是人类。
28.如权利要求15所述的系统，其中：
所述接收的测量对应于所述移动设备的机箱或外壳，和
所述一个或多个处理器还被配置来基于所述接收的测量或测量的变化来校准所述第一电容式传感器。
29.一种感测移动设备的环境的装置，其包括：
构件，其用于接收与邻近所述移动设备的材料相关的测量；
构件，其用于基于所述测量和所述值之间的对应来确定指示邻近所述移动设备的所述材料的值；和
构件，其用于基于指示邻近所述移动设备的所述材料的所述确定值来修改所述移动设备的方面。
30.一种非暂时性计算机可读介质，其包括执行时使装置进行以下操作的代码：
使用移动设备的第一电容式传感器进行测量；
查找所述测量和指示邻近所述移动设备的材料的一个或多个值之间的对应；和
基于所述对应来修改所述移动设备的状态。
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