CN104219346B - 基于mems的接近传感器装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种便携式接近装置及其操作方法。在便携式装置上实施的、接近检测的方法可包括用便携式装置的物理传感器确定初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据。初始微扰数据可包括先前状态数据和当前状态数据。追踪点数据可包括一个或多个追踪数据。可通过便携式装置内的处理器基于初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据来确定将执行的行动。便携式接近装置可包括配置成执行这些步骤的处理器和物理传感器。

Description

基于MEMS的接近传感器装置及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求以下未决专利申请的优先权，并且对于所有目的，通过引用将以下未决专利申请并于本文：于2014年2月28日提交的第14/194,468号美国临时申请以及于2014年5月30日提交的第61/829,115号美国专利申请。

背景技术

在集成微电子方面的持续研究和开发已经在CMOS和MEMS方面产生了巨大进展。CMOS技术已经成为用于集成电路(IC)的主要制造技术。基于微电子机械系统(MEMS)的传感器能够与IC技术一起配合以实现若干正在发展的传感器应用。随着集成MEMS-CMOS装置的应用不断增长，用于测试这些集成装置的方法和系统对确保产品的可靠性已经变得至关重要。

发明内容

本发明涉及MEMS(微电子机械系统)装置。

在实施方式中，本发明包括基于MEMS的接近传感器装置以及操作方法。接近传感器通常用于智能手机装置，具体为具有触摸面板的智能手机装置。在这样的装置中，接近传感器的主要功能是禁止意外接触事件。最常见的采用接近传感器的情景是当用户正在通话时耳朵与屏幕相接触并产生接触事件。

在便携式装置上实现的、用于接近检测的方法可包括用便携式装置的物理传感器确定初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据。初始微扰数据可包括先前状态数据和当前状态数据。追踪点数据可包括一个或多个追踪数据。待执行的动作可通过便携式装置内的处理器基于初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据进行确定。便携式接近装置可包括配置成执行这些步骤的物理传感器和处理器。

通过本发明实现了胜过常规技术的很多好处。这种好处包括MEMS加速计，MEMS加速计可配置为虚拟接近传感器，并且与服务后台程序一起作为接近传感器硬件和集成电路的替代物来使用。基于接近传感器的该加速计可在便携式计算装置(诸如智能手机和平板计算机)中实现来检测用户的姿势。使用的具体实施方式和方法可根据应用而变化。

在各种实施方式中，可预先确定移动装置的一个或多个运动轮廓。轮廓的一个这种示例可包括从水平或垂直位置以圆弧或曲线向上进行移动并保持在稳定的向上位置的移动装置等。这种轮廓可基于用户拿起他们的电话，朝向他们的头部移动电话，然后在电话贴近他们的头部的情况下通话。在各种实施方式中，将通过MEMS传感器等确定的、移动装置的后继运动与一个或多个轮廓进行比较。在一些实施方式中，当具有近似匹配时，可设置状态标志等。随后，操作系统进程(例如后台程序(daemon)进程)可响应指示器执行动作，例如关闭显示装置、挂断电话呼叫等。

参照下面的详细描述以及附图可更充分地理解本发明的各种其他目的、特点和优点。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的、用于初始运动检测的简化的公式。

图2示出了根据本发明的实施方式的、用于追踪点检测的简化的公式。

图3示出了根据本发明的实施方式的、用于传感器数据检查的简化的公式。

图4示出了根据本发明的实施方式的、用于传感器数据检查的简化的公式。

图5示出了根据本发明的实施方式的、用于传感器数据检查的简化的公式。

图6示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化的流程图。

图7示出了根据本发明的实施方式的、MEMS接近传感器系统的简化框图。

图8示出了根据本发明的实施方式的、MEMS接近传感器系统的简化框图。

图9示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。

图10示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。

图11示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。

图12示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。

具体实施方式

本发明涉及集成电路(IC)和MEMS(微电子机械系统)装置的应用。更具体地，本发明的实施方式提供了用于集成MEMS传感器装置的方法和结构，该方法和结构可在移动电话、平板计算机、手持计算机、磁场传感器等中实现。

在实施方式中，本发明包括基于MEMS的接近传感器装置以及操作方法。下面描述了在操作基于MEMS的接近传感器的方法中的各个步骤的实施方式。该方法可包括在电话呼叫过程中将虚拟接近传感器和服务后台程序作为接近传感器硬件IC的替代物使用。在示例中，该虚拟接近传感器用于“打开(On)”或“关闭(Off)”移动电话的显示装置、降低背光等。还可使用其它电子装置、触摸面板装置等。在实施方式中，在电话呼叫过程中，当用户接近耳机时，移动电话的屏幕背光将被关闭。另一方面，在用户远离后，屏幕将立即打开，并且当用户的耳朵接近时，屏幕将关闭。

在具体实施方式中，基于MEMS的接近传感器装置可包括基于加速计的接近传感器，并且操作的方法可包括采用加速计传感器数据来为两个阶段检测用户的姿势以及耳机上的运动，并且仅当接近度变化时(NEAR至FAR或FAR至NEAR)得到接近事件。与这些接近变化相关的接近值可通过服务后台程序使用加速计数据进行计算。

步骤1：在刚开始时对运动进行检测—检测从任何地方至耳朵的姿势，该检测将X轴、Y轴和Z轴的值带入姿势检测模型中。然后，比较X轴、Y轴和Z轴的值(“CurrentX”、“CurrentY”和“CurrentZ”)与其在移动之前的初始值(“PreviousX”、“PreviousY”和“PreviousZ”)以及在第一运动立即捕捉的值的差异。如果感知到该装置开始移动，那么在从任何地方靠近耳朵附近的追踪移动(即，从人体的前部靠近耳朵)过程中对(X、Y、Z)轴值中的两个或更多个点进行采样。作为示例，该两个或更多个点可包括任何大于2的整数。在具体实施方式中，两个或更多个点可包括5个连续点。本领域的普通技术人员将认识到取决于具体实施方式和应用的点的不同数量。

图1示出了根据本发明的实施方式的、初始运动检测的简化公式。“SENSITIVITY(敏感度)”值为MEMS装置(例如加速计、磁场传感器、陀螺仪传感器等)的分辨率。“xShakeParm”、“yShakeParm”和“zShakeParm”是在第一开始中为震动检测指定的参数。

当通过标准时，假定该装置开始移动，该标准为“CurrentX”和“PreviousX”的差的绝对值大于特定比值(即，“SENSITIVITY”/“xShakeParm”)。在各种实施方式中，通过标准可基于X、Y或Z的值或其组合的差异。当然，可使用其它的变化、修改和替代实施方案。

步骤2：检测从任何地方至耳朵附近的追踪点—在步骤1成功后，随后对(x、y、z)轴数据中的两个或更多个连续点进行采样，以确定该装置正在从任何地方移动至耳朵附近。将对来自在追踪过程中的两个或更多个采样点中的第一点(“TrackData[1st]”)与最后点(“TrackData[last]”)的差异进行比较。在各种实施方式中，该估计应在X、Y或Z轴中的任何一个或它们的组合(例如，X和Y、Y和Z、X和Z或X、Y和Z)上都通过。在具体实施方式中，该估计应在X轴和Z轴([Xaxis]、[Zaxis])二者上通过。

图2示出了根据本发明的实施方式的、用于追踪点检测的简化公式。该公式描述了几个参数。“SENSITIVITY”是装置IC的分辨率。“xMoveParm”、“yMoveParm”和“zMoveParm”是基于运动标准的参数。这里，假设当在X轴、Y轴和Z轴上通过步骤1的标准时，装置实际上移动，其中通过标准导致对两个或更多个连续点进行采样以用于步骤2的数据检查。如果该数据检查在X轴、Y轴和Z轴(或在X轴、Y轴和Z轴上的检查的任一组合)上被通过，则执行步骤3来验证该装置的最终位置。

步骤3：检查传感器数据的稳定位置—在用户运动过程中，通过使用通过由步骤2保持的最后点来检查传感器数据的位置。图3-图5示出了根据本发明的实施方式的、用于传感器数据检查的简化公式。将运动追踪的最后点与用于X、Y、Z的探索边界进行比较，以获得最佳接近状态。用于传感器数据的稳定位置检查阶段的具体参数包括“XPositionParm”、“YPositionParm”和“ZPositionParm”。该检查步骤可包括3个步骤，用于为每个轴(X、Y、Z)检查数据，分别在图3、图4和图5中示出。

当通过具有设计参数和偏移量的三个标准时，假定X、Y、Z传感器数据位于耳朵近处的范围附近。在通过时，服务后台程序会立即转换在计算的接近传感器驱动程序处的接近值。该系统将根据接近值(NEAR(近)至FAR(远)或FAR至NEAR)打开或关闭。

在各种实施方式中，当在步骤1和步骤2中所追踪的点类似于从初始位置向上的圆弧或曲线时，这可表明用户拿起实施本发明的实施方式的移动装置。另外，当在步骤3中该装置的最终稳定位置相对于重力为垂直和/或倾斜位置时，这可表明用户正将移动装置保持在他们的头部旁边。因此，在各种实施方式中，基于追踪点和最终/稳定位置，可推断出表示用户正在他们的移动装置上应答电话呼叫的运动的某些组合(例如，拿起移动装置并将该移动装置定位在他们的脸部旁边)。在这种运动组合中，本发明的实施方式可表明移动装置对用户脸部的接近，例如NEAR，该接近导致移动装置关闭显示装置。

在各种实施方式中，当移动装置大致处于稳定位置时，该移动装置可保持NEAR接近值，并可将显示装置保持为关闭、低背光源、背光关闭等。随后，如上所述，当将移动装置移动远离稳定位置时，通过监视追踪点，本发明的实施方式可将接近值转换至FAR。因此，可恢复显示装置的活动。

在一些实施方式中，可使用不同的MEMS传感器来确定运动数据。例如，在一个实施方式中，可使用3–轴加速度计；在另一实施方式中，可使用陀螺仪；在又一些实施方式中，可使用传感器(压力传感器)或磁力计。

图6示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化的流程图。该流程图表示了实施以上为图1-图5所描述的步骤1-步骤3的方法的具体实施方式。在这种情况下，步骤1的初始运动检查以及步骤2的追踪点检测针对在X轴和Z轴上的检查组合。此外，还示出该方法在移动追踪过程中采样n个连续的传感器数据，其中n是一个大于零的整数。

在实施方式中，本发明包括便携式接近装置及其操作方法。可将该相关装置和方法称为“CallSense”装置及方法或“CallSense1.0”。在便携式装置中实施的、用于接近检测的方法可包括用该便携式装置的物理传感器确定初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据。初始微扰数据可包括先前状态数据和当前状态数据。追踪点数据可包括一个或多个追踪数据。待执行的动作可通过便携式装置内的处理器基于初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据进行确定。

在具体实施方式中，该方法还可包括将先前状态数据与当前状态数据之间的差异与一个或多个第一阈值相比较。如图1和图2所述，一个或多个第一阈值中的每个都可包括敏感度参数与震动检测参数之间的比值。如图6所示，初始微扰数据可包括X轴微扰数据和Z轴微扰数据。还可以包括Y轴微扰数据。在这种情况下，一个或多个第一阈值包括X轴第一阈值和Z轴第一阈值。X轴第一阈值可包括敏感度参数与X轴震动检测参数之间的比值。Z轴第一阈值可包括敏感度参数与Z轴震动检测参数之间的比值。此外，可实施可包括敏感度参数与Y轴震动检测参数之间的比的Y轴第一阈值。当然，可以有其他变化、修改和替代方案。

在具体实施方式中，确定追踪点数据的方法步骤包括对(x、y、z)轴数据中的两个或更多个连续点进行采样。可将(x、y、z)轴数据中的第一点与(x、y、z)轴数据中的最后点之间的差异与一个或多个第二阈值相比较。一个或多个第二阈值可包括敏感度参数与运动参数之间的比值。一个或多个第二阈值包括X轴第二阈值和Z轴第二阈值。X轴第二阈值可包括敏感度参数与X轴运动参数之间的比。Z轴第二阈值可包括敏感度参数与Z轴运动参数之间的比值。还可实现Y轴第二阈值，其中，Y轴第二阈值包括敏感度参数与Y轴运动参数之间的比值。在具体实施方式中，用于初始微扰数据和追踪点数据的阈值可包括X、Y和Z的第一阈值或第二阈值的组合。

另外，可将来自一个或多个追踪数据的、(x、y、z)数据中的最后点与一个或多个第三阈值以及一个或多个第四阈值相比较。一个或多个第三阈值可包括敏感度参数和位置参数之间的比值。例如，一个或多个第三阈值可包括X轴第三阈值、Y轴第三阈值和Z轴第三阈值。这些第三阈值中的每个都分别包括敏感度参数与X轴位置参数、Y轴位置参数或Z轴位置参数之间的比值。同样，一个或多个第四阈值可包括X轴第四阈值、Y轴第四阈值和Z轴第四阈值，其中，这些值中的每个值都可分别包括敏感度参数与X偏移值、Y偏移值或Z偏移值的和与Z轴正位置参数之间的比值。该方法可包括基于初始微扰数据是否超过一个或多个第一阈值、追踪点数据是否超过一个或多个第二阈值以及稳定位置数据是否超过一个或多个第三阈值和一个或多个第四阈值确定要执行的动作。当然，可以有其他变化、修改和替代方案。

该便携式接近装置可包括配置成执行这些步骤的物理传感器和处理器。该便携式装置可包括配置成确定初始微扰数据、追踪点数据和稳定位置数据的物理传感器。该物理传感器可包括加速计、陀螺仪传感器、磁场传感器或其它MEMS物理传感器或其组合。该物理传感器可联接至处理器，处理器可进行编程以基于这些数据以及这些数据是否超过先前所描述的阈值来确定要执行的动作。

图7示出了根据本发明的实施方式的、MEMS接近传感器系统的简化框图。该图示出了在安卓(Android)操作系统上运行的便携式装置的软件界面与MEMS硬件之间的相互作用。传感器通过Linux装置驱动程序进行配置，并且由服务后台程序进行控制。传感器通过对安卓框架的安卓本地接口(Android Native Interface)的安卓HAL(硬件抽象层)操作通讯。在实施MEMS接近传感器系统的便携式装置的各种实施方式中可使用其它的框架和接口。

在实施方式中，本发明涉及虚拟接近传感器算法，该算法是用于替代接近传感器硬件的解决方案。作为接近传感器系统以及用来操作的方法的这个算法可以称为“CallSense2.0”。根据实施方式，关于该算法由两个亮点。第一，该算法显示了用于追踪手持装置的拿起/离开姿势的加速计数据的高频率和高分辨率(对于具有软件50Hz采样率为14位分辨率和+/-8g范围)采集。第二，该算法将靠近(Close)/远离(Far Away)状态用作硬件接近传感器的功能，将加速计和触摸板接近信号作为接近状态的最终结果进行考虑。

图8示出了根据本发明的实施方式的、MEMS接近传感器系统的简化框图。该图示出了参照本发明的实施的“CallSense软件包(CallSense Software Package)”与计算机系统的体系结构之间的相互作用。CallSense 方法的实施以及为CallSense方法配置的系统可使用“CallSense1.0”、“CallSense2.0”实施方式，或将由本领域技术人员认识到的实施方式的其他变化。在该系统中，示出为加速计硬件和触摸硬件的、便携式装置的MEMS硬件在Android操作系统上操作。传感器、加速计和触摸硬件通过可由服务后台程序控制的Linux装置驱动程序进行配置。如图所示，CallSense软件包可以在多个层与该系统进行相互作用，包括在装置驱动程序层的装置驱动程序，通过CallSense算法在安卓的HAL层相互作用以及通过CallSense Background APK在安卓应用层相互作用。在实施MEMS接近传感器系统的便携式装置的各种实施方式中可使用其它的框架和接口。

检测靠近(Close)状态检测的触摸面板(Touch Panel)和加速计(Accelerometer)具有其自身的弱点。触摸面板可受到温度、湿度和应力(变形)的影响。加速计仅支持“拿起”和“接听来电”的标准姿势(跑动、躺下、在振动的运输中等会有影响)。通过采用两种传感器硬件二者并以本发明的方法对其进行联合操作从双向优点中获益，以改善Close检测精度。其他好处可包括节省手持BOM清单中的接近传感器成本以及仅改进加速计(CallSense1.0)的解决方案的精度。

图9示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。该流程图可以表示操作接近传感器系统的方法的主流程图。该方法开始于初始化接近传感器系统、等待“电话呼叫状态”变为活动、启用加速计后台程序进程以及启用触摸面板接近检测处理。然后，该方法涉及等待请求接近状态申请、得到加速计后台接近状态以及得到触摸面板接近状态。

然后，遇到第一询问：“检查电话呼叫状态为活动？”处理。如果电话呼叫状态不活动，则该方法禁用加速计后台进程，并通过第一循环返回至“等待电话呼叫状态为活动”的步骤。如果电话呼叫状态为活动，则遇到第二询问：“加速计接近后台程序状态为靠近？”或“触摸面板接近状态为靠近？”。如果任一接近状态为靠近，则该方法返回“靠近”值，而如果两个状态都不是靠近，则返回“远离”值。在返回该值之后，该方法通过第二循环返回至等待请求接近状态的申请的方法步骤。

在实施方式中，本发明可包括操作接近传感器系统的方法。该方法可包括初始化接近传感器系统、等待活动状态、启用第一传感器服务后台程序以及启用第二传感器服务后台程序。该接近传感器系统可包括第一传感器装置和第二传感器装置，第一传感器装置和第二传感器装置可分别为加速计和触摸面板。活动状态可与电话呼叫状态相关联。第一传感器服务后台程序和第二传感器服务后台程序可分别与第一传感器和第二传感器相关联。然后，该方法可以执行三种不同的过程循环。

第一循环过程可包括：接收来自应用的状态请求、检索来自第一传感器服务后台程序的第一传感器状态、检索来自第二传感器服务后台程序的第二传感器状态、接收活动状态、从第一传感器状态或从第二传感器状态确定靠近状态以及返回靠近值。

第二循环过程可包括：接收来自应用的状态请求、检索来自第一传感器服务后台程序的第一传感器状态、检索来自第二传感器服务后台程序的第二传感器状态、接收活动状态、从第一传感器状态和从第二传感器状态确定远离状态以及返回远离值。

第三循环过程可包括：接收来自应用的状态请求、检索来自第一传感器服务后台程序的第一传感器状态、检索来自第二传感器服务后台程序的第二传感器状态、接收非活动状态、禁用第一传感器服务后台程序、等待活动状态、启用第一传感器服务后台程序以及启用第二传感器服务后台程序。

图10示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。该流程图可以表示操作接近传感器系统的方法的加速计追踪检测部分的流程图。该方法开始于初始化接近传感器系统、初始化缓冲器、将gestCount值设置为零以及将接近状态设置为“远离(away)”。该方法可包括：则记录加速计数据并提出与数据记录是否绰绰有余(即，是否(gestCount>＝6))有关的询问。如果该询问未得到肯定结果，则gestCount递增，并且该方法循环返回至记录加速计数据。

如果该询问得到肯定结果，则提出关于运动检测的另一询问。该询问可包括确定任何轴测量的标准偏差(即，stdevX、stdevY或stdevZ)是否超过预定值，诸如100。如果该询问未得到肯定结果，则清除缓冲器并将gestCount设置为零。如果该询问得到肯定结果，则该方法可继续进行以递增gestCount并记录加速计数据。

可提出关于数据记录是否为绰绰有余(即，是否(gestCount>＝15))的另一询问。如果该询问未得到肯定结果，那么该方法循环返回至递增gestCount并记录加速计数据。如果该询问得到肯定结果，则提出关于运动检测的另一询问。该询问可包括从gestCount-9至gestCount检测稳定条件，并且确定在所有轴上的测量的标准偏差是否小于另一预定值(即，stdev<70)。如果该询问未得到肯定结果，则该方法循环返回至递增gestCount并记录加速计数据。

然后，可提出另一询问，该询问检查拿起姿势分析是否登记为真。如果该询问未得到肯定结果，该方法循环返回至清除缓冲器，将gestCount设置为零，并且重新在记录加速计数据处开始。如果该询问得到肯定结果，该方法进行至关于检查位置应答位置是否为真的另一询问。如果该询问未得到肯定结果，那么该方法也循环返回至清除缓冲器，将gestCount设置为零，并且重新在记录加速计数据处开始。如果该询问得到肯定结果，那么该方法进行至新状态。

在新状态中，设定靠近状态，将P_status值设置为1，清除缓冲器，并将gestCount设置为零。该方法进行至记录加速计数据，并检查gestCount是否大于或等于另一值，即，10。如果该比较未得到肯定结果，那么gestCount递增，并且该方法循环返回至在该新状态下对加速计数据的记录。如果该比较得到肯定结果，则该方法进行至检查位置应答位置。如果该询问返回假值，则设置远离状态，将P_status值设置为零，并且该方法循环返回至清除缓冲器，将gestCount设置为零，并且执行流程图顶部的记录加速计数据。如果此询问返回真，那么提出另一运动检测询问。如果任何轴的测量的任何标准偏差超过另一值，即，stdev>200，则设置远离状态，将P_status值设置为零，并且该方法循环返回至清除缓冲器，将gestCount设置为零，并且执行流程图顶部的记录加速计数据。如果该询问返回假值，则该方法返回至设置靠近状态，将P_status值设置为一，清除缓冲器，将gestCount设置为零，并且在下部的过程循环中记录计数器数据。

在实施方式中，本发明可包括操作接近传感器系统的方法。该方法可包括初始化接近传感器系统、初始化缓冲器、将计数值设置为零以及将接近状态为设置为“远离”。该接近传感器系统可包括第一传感器装置和第二传感器装置，第一传感器装置和第二传感器装置可分别为加速计和触摸面板。该方法可包括执行记录传感器数据处理，该记录传感器数据处理检测姿势，并且记录沿X轴、Y轴和Z轴的运动的标准偏差。该处理参与使计数(该计数可为姿势计数)递增的第一处理循环，，直至该计数超过第一计数阈值，并且在任何轴上的标准偏差超过第一偏差阈值。

该方法包括在上述处理循环之后进行第二处理循环，第二处理循环包括使计数递增，直至该计数值超过第二计数阈值，并且通过在所有轴上的标准偏差小于第二偏离值检测稳定状态。该方法继而确定姿势检查为真以及位置检查为真。

该方法包括在其次所述的处理循环之后进行第三处理循环，第三处理循环包括将检测状态设置为靠近、清除缓冲器以及将计数设置为零。再次执行记录传感器数据处理，并且使计数递增，直至该计数超过第三阈值。继续所执行的记录传感器数据处理，直至将位置检查确定为真，并且在任何轴上测量的标准偏差大于第三偏差阈值。在此之后，将检测状态设置为远离。该方法可以清除缓冲器并将计数设置为零，并且该方法从过程流程的顶部重新开始。

图11示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。该流程图可以表示操作接近传感器系统的方法的姿势检查的流程图。该方法包括涉及条件的一系列询问，诸如在X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个上，标准偏差值大于第一姿势偏差值，即，250。该询问可包括检查最大数据与最小数据之间的差异是否小于数据差异的阈值，即，2.5g。该询问还可包括检查在任何轴上测量的标准偏差除以姿势计数是否小于偏差姿势比值，即，30。可包括开始位置检查和停止位置检查，其中，检查在轴中的一个或多个上记录的数据是否小于开始停止阈值，即，-500mg。可包括完整的运动循环检查，其中，检查在任何所测量的轴上循环数量是否大于完整循环阈值，即，2。而且，可包括一半循环检查，其中，检查在任何所测量的轴上循环数量是否大于一半循环阈值，即，1。另外，可包括能量比例检查，其中，确定在第一轴的测量的标准偏差与在第二轴的测量的标准偏差的比值是否超过第一能量比例比值，即，66，或倒转的比值(2nd stdev/1st stdev)是否超过第二能量比例比值，即，166。

在具体实施方式中，这些询问可以以具体方式进行排序。在完整运动循环检查的情况下，假返回值导致该方法跳跃至能量比例检查。在一半循环检查中假返回值也可导致能量比例检查。否则，以上所列出的询问中的每个都可在真返回值的情况下进行至下一询问，其中，能量比例检查的真返回值导致整体的真或是的返回值。在所有其他询问上的所有其他假返回值可导致整体的假或否的返回值。

图12示出了根据本发明的实施方式的、用于操作MEMS接近传感器装置的方法的简化流程图。该流程图可以表示操作接近传感器系统的方法的位置检测过程的流程图。该方法通过以下检查开始：检查旋转倾斜角度是否大于第一角度阈值且小于第二角度阈值(即，分别为-145度和145度)，以及检查在一个或多个轴上所测量的数据的绝对值是否小于第一绝对值阈值，即，600mg。如果该询问返回假，则位置检测过程返回假或否(N)。

在该询问之后，该方法可检查该系统是否在靠近模式阶段，即，位置状态为靠近。如果该状态不是靠近，则各个方法检查在一个或多个轴上测量的数据的绝对值是否小于第二绝对值阈值，即，500mg。如果该状态为靠近，那么提出另一询问，该询问是关于旋转倾斜角度是否大于第三角度阈值(即，-5度)并小于第四角度阈值(即，5度)，以及该旋转倾斜角度是否大于第五角度阈值(即，85度)并小于第六角度阈值(即，95度)，以及在一个或多个轴上测量的数据的绝对值是否大于第三绝对值阈值，即，300mg。如果该询问返回真，则该位置检测过程返回真或是(Y)。否则，该过程返回假或否(N)。

在实施方式中，本发明可包括操作接近传感器系统的方法。取决于具体应用，以上所述的方法和子方法可加在一起、互换以及重新排序。以上所述过程流程仅包括示例，这些示例可取决于应用进行扩展或收缩。本领域技术人员将识别变型、修改和替代方案。

还应理解的是，本文所述的示例和实施方式仅用于说明性目的，并且本领域的技术人员将鉴于本文所述的示例和实施方式提出各种修改或改变，这些修改或改变将包括在本引用的精神和范围以及所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于接近检测的方法，所述方法实施在被设置为执行所述方法的便携式装置上，所述方法包括：

通过所述便携式装置的MEMS物理传感器确定包括先前状态数据和当前状态数据的初始微扰数据；

通过所述便携式装置的所述MEMS物理传感器确定包括一个或多个追踪数据的追踪点数据；

通过所述便携式装置的所述MEMS物理传感器确定使用所述追踪点数据的稳定位置数据；以及

基于所述初始微扰数据、所述追踪点数据和所述稳定位置数据，通过所述便携式装置的处理器确定将执行的行动。

2.如权利要求1所述的方法，还包括通过所述便携式装置的处理器将所述先前状态数据与所述当前状态数据之间的差异与一个或多个第一阈值进行比较；其中，所述一个或多个第一阈值中的每个都包括敏感度参数与震动检测参数之间的比值。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述初始微扰数据包括X轴微扰数据和Z轴微扰数据，并且所述一个或多个第一阈值包括：

X轴第一阈值，包括所述敏感度参数与X轴震动检测参数之间的比值，以及

Z轴第一阈值，包括所述敏感度参数与Z轴震动检测参数之间的比值。

4.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述追踪点数据包括对(x、y、z)轴数据中的两个或更多个连续点进行采样；所述方法还包括通过所述便携式装置的处理器将在(x、y、z)轴数据中的第一点与(x、y、z)轴数据中的最后点之间的差异与一个或多个第二阈值进行比较；其中，所述一个或多个第二阈值中的每个都包括敏感度参数与运动参数之间的比值。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个第二阈值包括：

X轴第二阈值，包括所述敏感度参数与X轴运动参数之间的比值；以及

Z轴第二阈值，包括所述敏感度参数与Z轴运动参数之间的比值。

6.如权利要求5所述的方法，还包括通过所述便携式装置的处理器将来自所述一个或多个追踪数据的(x、y、z)数据中的所述最后点与一个或多个第三阈值和一个或多个第四阈值进行比较；其中，所述一个或多个第三阈值中的每个都包括所述敏感度参数与位置参数之间的比值；其中，所述一个或多个第四阈值中的每个都包括所述敏感度参数与偏移值的和。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个第三阈值包括：

X轴第三阈值，包括所述敏感度参数与X轴位置参数之间的比值，

Y轴第三阈值，包括所述敏感度参数与Y轴位置参数之间的比值，以及

Z轴第三阈值，包括所述敏感度参数与Z偏移值的和与Z轴负位置参数之间的比值。

8.如权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个第四阈值包括：

X轴第四阈值，包括所述敏感度参数与X偏移值的和，

Y轴第四阈值，包括所述敏感度参数与Y偏移值的和，以及

Z轴第四阈值，包括所述敏感度参数与Z偏移值的和与Z轴正位置参数之间的比值。

9.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述将执行的行动包括：

确定所述初始微扰数据是否超过所述一个或多个第一阈值，

确定所述追踪点数据是否超过所述一个或多个第二阈值，以及

确定所述稳定位置数据是否超过所述一个或多个第三阈值和所述一个或多个第四阈值。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述MEMS物理传感器包括MEMS加速计、MEMS陀螺仪传感器、或MEMS磁场传感器。

11.一种用于确定用户接近的便携式装置，包括：

MEMS物理传感器，配置成确定包括先前状态数据和当前状态数据的初始微扰数据，确定包括一个或多个追踪数据的追踪点数据以及使用所述追踪点数据的稳定位置数据；

处理器，联接至所述MEMS物理传感器，其中，所述处理器被设置为基于所述初始微扰数据、所述追踪点数据以及所述稳定位置确定将执行的行动。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述处理器被设置为将所述先前状态数据与所述当前状态数据之间的差异与一个或多个第一阈值相比较；其中，所述一个或多个第一阈值中的每个都包括敏感度参数与震动检测参数之间的比值。

13.如权利要求12所述的装置，其中，所述初始微扰数据包括X轴微扰数据和Z轴微扰数据，并且，其中所述一个或多个第一阈值包括：

X轴第一阈值，包括所述敏感度参数与X轴震动检测参数之间的比值，以及

Z轴第一阈值，包括所述敏感度参数与Z轴震动检测参数之间的比值。

14.如权利要求11所述的装置，其中，确定所述追踪点数据包括对(x、y、z)轴数据中的两个或更多个连续点进行采样；其中，所述处理器被设置为将(x、y、z)轴数据中的第一点与(x、y、z)轴数据中的最后点之间的差异与一个或多个第二阈值进行比较；其中，所述一个或多个第二阈值中的每个都包括敏感度参数与运动参数之间的比值。

15.如权利要求14所述的装置，其中，所述一个或多个第二阈值包括：

X轴第二阈值，包括所述敏感度参数与X轴运动参数之间的比值；以及

Z轴第二阈值，包括所述敏感度参数与Z轴运动参数之间的比值。

16.如权利要求14所述的装置，其中，所述处理器被设置为将来自所述一个或多个追踪数据的(x、y、z)数据中的所述最后点与一个或多个第三阈值和一个或多个第四阈值进行比较；其中，所述一个或多个第三阈值中的每个都包括所述敏感度参数与位置参数之间的比值；其中，所述一个或多个第四阈值中的每个都包括所述敏感度参数与偏移值的和。

17.如权利要求16所述的装置，其中，所述一个或多个第三阈值包括：

X轴第三阈值，包括所述敏感度参数与X轴位置参数之间的比值，

Y轴第三阈值，包括所述敏感度参数与Y轴位置参数之间的比值，以及

Z轴第三阈值，包括所述敏感度参数与Z偏移值的和与Z轴负位置参数之间的比值。

18.如权利要求16所述的装置，其中，所述一个或多个第四阈值包括：

X轴第四阈值，包括所述敏感度参数与X偏移值的和，

Y轴第四阈值，包括所述敏感度参数与Y偏移值的和，以及

Z轴第四阈值，包括所述敏感度参数与Z偏移值的和与Z轴正位置参数之间的比值。

19.如权利要求11所述的装置，其中，确定所述将执行的行动包括：

确定所述初始微扰数据是否超过所述一个或多个第一阈值，

确定所述追踪点数据是否超过所述一个或多个第二阈值，以及

确定所述稳定位置数据是否超过所述一个或多个第三阈值和所述一个或多个第四阈值。

20.如权利要求11所述的装置，其中，所述MEMS物理传感器包括MEMS加速计、MEMS陀螺仪传感器、或MEMS磁场传感器。