CN105511769A - 手握传感器、控制装置及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手握传感器，用于电子装置，其包括：多个设置于所述电子装置侧壁的电容传感器；及与所述多个电容传感器连接的处理模块，所述处理模块用于处理所述多个电容传感器的输出以检测用户手握所述电子装置的动作。本发明实施方式的手握传感器可检测用户手握电子装置动作，方便操作，使得电子装置更具智能性，丰富了用户体验。

Description

手握传感器、控制装置及电子装置

技术领域

本发明涉及电子装置，特别涉及一种手握传感器、控制装置及电子装置。

背景技术

现有电子装置通过触摸屏进行操作，有时需要通过复杂的触摸操作，不够方便。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种手握传感器、控制装置及电子装置。

本发明第一方面的实施方式提供了一种手握传感器，用于电子装置，所述手握传感器包括：

多个设置于所述电子装置侧壁的电容传感器；及

与所述多个电容传感器连接的处理模块，所述处理模块用于处理所述多个电容传感器的输出以检测用户手握所述电子装置的动作。

本发明实施方式的手握传感器可检测用户手握电子装置动作，方便操作，使得电子装置更具智能性，丰富了用户体验。

本发明第二方面的实施方式提供了一种控制装置，所述控制装置包括上述手握传感器，所述处理模块还用于判断所述手握动作是否为预设动作并在所述手握动作为所述预设动作时产生预定控制信号以控制所述电子装置。

本发明实施方式的控制装置，通过手握传感器检测用户手握电子装置动作，方便操作，使得电子装置更具智能性，丰富了用户体验。

本发明第三方面的实施方式提供了一种电子装置，包括上述控制装置。

本发明实施方式的电子装置，包括了控制装置，通过检测用户手握电子装置动作，方便操作，使得电子装置更具智能性，丰富了用户体验。

本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施方式的手握传感器的功能模块示意图。

图2是根据本发明一个实施方式的电容传感器与处理模块连接示意图。

图3是根据本发明的一个实施方式的控制装置的功能模块示意图。

图4是根据本发明的一个实施方式的控制装置的操作示意图。

图5是根据本发明的一个实施方式的电子装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的手握传感器10，用于电子装置20，其包括电容传感器100及处理模块200。

电容传感器100包括多个，并设置在电子装置20的侧壁上。

处理模块200与多个电容传感器100连接，用于处理电容传感器100的输出以检测用户手握电子装置20的动作。

通常，用户在使用电子装置20如手机时，多通过手握持电子装置20并进行相关操作，电容传感器100通常设置在电子装置20上易与用户耦合的位置。用户常用的握持姿势包括单手或双手的横握或竖握，因此电子装置20与手耦合频率最高的区域应该集中在电子装置20的后侧壁、左侧壁及右侧壁上。

电容传感器100的输出与手握动作应当是唯一确定的，但某一确定的手握动作所对应的电容传感器100的输出可以是一个区间值。也即是说，不同手握动作对应电容传感器100不同的输出区间值。

电子装置中20通常会设置有寄存器(图未示)等存储装置，寄存器中存储有各手握动作与电容传感器耦合时电容传感器的输出所形成映射表。在检测到电容传感器100的输出后，处理模块200将检测到的电容传感器100的输出与映射表进行匹配，当输出值落入某一预设区间内，则表明与该预设区间所对应动作匹配成功，从而确定手握电子装置20的动作。

预设区间值通常是在电子装置20出厂前，通过对于手与电子装置20同一手握动作进行反复大量的测量来进行确定。不同手握动作对应的预设区间不同，并且该预设区间较为稳定，也即是说，以同一手握动作与电子装置20耦合时，检测到的电容传感器100的输出均落入该预定区间。

本发明实施方式的手握传感器100可检测用户手握电子装置20的动作，方便操作，使得电子装置更具智能性，丰富了用户体验。

请参阅图2，在某些实施方式中，电子装置20包括外壳210及本体220。其中，外壳210包括左侧壁211及右侧壁212。本体220设置于外壳210内。

电容传感器100设置于左侧壁211及右侧壁212上，处理模块200设置于本体220上。上述检测用户手握动作由这些电容传感器100实现。

电容传感器100与手握传感器10的输入管脚连接，电容传感器100的个数由手握传感器10的输入管脚的个数确定。

手握传感器10用于将连接于其输入管脚上的电容传感器100的电容输出量转化为数字量，以识别用户的手握动作。

该数字量不具备实际意义，仅表示一个相对大小，需要一个参考模拟量作为转换标准。输出的数字量标志输入信号相对于参考信号的大小。

在本实施方式中，所采用的手握传感器10，其具有4个输入管脚，因此可包括有最多4个电容传感器100。同时为保证操作的有效与正确识别，也要至少包括2个电容传感器100，下面以4个电容传感器100为例进行说明。

连接到手握传感器10输入管脚上的电容传感器100作为电容的一个极板，当人体接近时，人体形成电容的另一个极板，根据电容计算公式，

$C=\frac{\mathrm{\ϵ}S}{4\mathrm{\π}kd}\mathrm{......}\left(1\right)$

其中，ε为介电常数，S为两极板间正对面积，k为静电常量，d为两极板间的距离。

由式(1)可知，在其他条件一定时，当两极板间距离越近，即d越小，电容值C越大。在其他条件一定时，当两极板间正对面积越大，即S越大，电容值C越大。而当两极板间距离与两级板间正对面积一定时，介电常数的变化也会影响电容C的变化。

因此，当用户握持电子装置20时，4个电容值都会发生变化，由于握持姿势的不同，4个极板的变化各不相同，因此根据电容值的变化可判断用户的动作信息。

在设计中，考虑到用户操作的方便性及操作能够有效触发，电容传感器100应设置于用户手部可以接触到的位置。例如电容传感器100的长度通常要占到电子装置20侧壁长度的50％-75％，同时电容传感器100的宽度要占到电子装置20宽度的10％-30％。其中底部的电容传感器100可设置成“L”型，以保证电子装置20的底角和侧壁均可被检测到。

4个电容传感器100对称地设置在左侧壁211及右侧壁212的上部及下部。

上述设计使得电容值的检测不会受到电子装置20其他元件，如中央处理器(CPU)或电池发热的影响，使得电容值在电子装置20内部发热时变化范围基本保持一致。

在一些实施方式中，电子装置20的外壳210为绝缘材料，例如可以是塑料或玻璃。对于这样的电子装置20，电容传感器100设置于左侧壁211及右侧壁212的内表面。

由于手握传感器10采用主动自容式传感器，即利用电容传感器100与手之间形成的容性特性变化来判断手的具体位置以及与电子装置20的耦合状态，因此当外壳210的材质为绝缘体材料时，电容传感器100可设置在左侧壁211及右侧壁212内表面。

在这样的实施方式中，电容传感器为铜箔，铜箔具有良好的导电性，在手与电容传感器100的耦合过程中，处理模块200可以通过电容传感器100向空间发射一定周期，一定幅度，一定数量的电场信号，通过电场变化来确定电容的输出。

在另一些实施方式中，电子装置20的外壳210为导电材料，例如可以是铝合金等金属材料。对于这样的电子装置20，电容传感器100设置于左侧壁211及右侧壁212的外表面。

在这样的实施方式中，电容传感器为ITO(IndiumTinOxide，氧化铟锡)薄膜。可以通过阳极树脂对金属进行隔离，同时在ITO表面喷涂透明的保护氧化膜涂层。

如此，可使得手握传感器10应用于金属侧壁的电子装置20，应用范围更加广泛。

在某些实施方式中，本体220还包括连接元件230，连接元件230用于连接电容传感器100与处理模块200。

连接元件可以是柔性电路板(FlexiblePrintedCircuitboard，FPC)板对板(BoardToBoard,BTB)连接器，由于FPC具有可绕行，因此能够有效节省电子装置20的内部空间。

请参阅图3，本发明实施方式的控制装置30，包括上述手握传感器10，其不同之处在于，处理模块200还用于判断手握动作是否为预设动作，并在手握动作为预设动作时产生预定控制信号以控制电子装置20。

在操作过程中，通常要求用户同时接触到至少2个电容传感器，才会触发手握传感器10，从而进行下一步的操作，如此，有效地防止了动作误触发的情况。而在某些特殊操作，例如，在开启某功能后进行二次操作时，用户通过与单一电容传感器100进行耦合，同样可以完成操作，而不会认为是误操作。

请参阅图4，处理模块200根据电容传感器100的输出检测用户手握电子装置20的动作，并将具体耦合动作的信息与第一预设动作进行匹配，以判断手握动作是否为第一预设动作，若是，则根据第一预设动作对应的相关操作控制电子装置20。

为确定用户的具体耦合动作，要进行基本信息及相关细节信息的检测，基本信息包括是否耦合，耦合部位等，相关细节信息包括耦合次数、频率或顺序等。

基本信息及相关细节信息的检测均由电容值的变化呈现，出厂前，通过采集大量在进行同一耦合动作时电容值的变化范围作为样本，经过统计学处理，例如去除无效数据，进行均值及方差的计算可获取某一特定耦合动作的电容有效范围，以保证每一种握持动作的数据都具有良好的收敛性。当用户在实际操作中的某一耦合动作产生的电容值落入该有效范围内时，处理模块200即可确定用户相应的耦合动作。

具体地，根据电容值的变化范围，可判断电容传感器100是否与用户手部耦合或处于放置于其他静物处。

若电容传感器100处于与用户耦合的状态，通常根据左右手耦合力度的不同，电容值的变化范围不相同，由此可确定用户的耦合习惯，例如左手耦合或右手耦合。

进而，由于耦合部位的不同，电容值的变化范围也不相同，通过检测手与电容传感器100的耦合面积的大小，可进一步确定与电容传感器100耦合的具体部位，例如手掌或手指。

继续检测相关细节信息，并联系上述基本信息，可建立具体的耦合姿势信息库，并作为第一预设动作。

通过检测一段时间内电容传感器100的电容变化次数，可确定手与电容传感器100耦合的次数。

此外，还可通过对电容值变化频率的检测，确定手与电容传感器100耦合的频率。

通过对电容变化差值大小的检测，确定手与电容传感器100耦合的力度。例如，握持动作电容传感器产生的电容变化范围为C1至C2，其中包括点C11、C12，并且C11<C12，当检测到电容变化范围为C1至C11时，判断用户为轻握，当检测到电容变化范围为C11至C12时，判断用户为正常力度握持，当检测到电容变化在C12至C2之间时，判断用户为用力握持。

为方便说明，将4个电容传感器100分别编号C101，C102，C103及C104。如上所述，4个电容传感器中的2个C101及C102设置在后壳210左侧，另外2个电容传感器C103及C104对称设置在后壳210右侧，由电容值变化可以确定发生变化的电容传感器100编号，即手与多个电容器100耦合的顺序。

对于同一电容传感器，例如C101，手握传感器10通过该电容传感器100向空间发射一定周期，一定幅度，一定数量的电场信号，当手与同一电容传感器100的不同位置耦合时，例如由上至下的滑动耦合，该电场信号发生变化，由此能够检测到手与该电容传感器100的耦合位置及/或耦合位置的变化。

如上所述，本发明实施方式的控制装置30，包括了手握传感器10，通过处理模块200检测电容值变化可以确定用户与电子装置20具体的耦合动作，处理模块200通过识别耦合动作以控制电子装置20执行相关动作，由此与用户产生更多的交互，提升用户体验。

下面以具体的使用场景为例对本实施方式进行说明。

场景一：根据预设动作对电子装置20进行解锁。

电子装置20在不使用时，常处于待机状态，为保证用户信息安全，对电子装置20进行密码设置，当再次使用电子装置20时，需通过解锁方式对电子装置20进行激活以供用户重新使用。

在这样的场景中，用户可以通过与电容传感器100的耦合动作对电子装置20进行加密及解锁，例如通过手与电容传感器100耦合顺序的不同来实现。这样使得解锁的过更具隐秘性，并且操作快捷方便。

场景二：根据预设动作对电子装置20的显示屏所显示的内容进行截屏操作。

通常用户在使用电子装置20的过程中，例如阅读文字或浏览图片，对于自己感兴趣的内容通过截屏这样的快捷方法进行保存。

在这样的场景中，用户可以通过与电容传感器100的耦合动作，例如在于预定时间内以预定次数与电容传感器100进行耦合，以快速进行截屏操作，方便快捷。

场景三：根据预设第一动作对电子装置20进行输入法的切换。

通常用户在使用电子装置20进行复杂文字录入的时候，要使用到多种输入法，并在输入过程中反复切换。

在这样的场景中，用户可以通过与电容触感器100的耦合动作，例如与特定电容传感器进行耦合，以快速将输入法切换至该电容传感器所对应的输入法，方便快捷。

请参阅图5，本发明实施方式的电子装置20，包括上述实施方式的控制装置30。

需要注意的是，本发明实施方式的电子装置20可由上述实施方式的手握传感器10及控制装置30实现，其未展开的部分请参考以上实施方式中手握传感器10及控制装置30相同或类似的部分，此处不再赘述。

本发明实施方式的电子装置20，包括控制装置30，通过检测手握电子装置20的动作控制电子装置20，并使得电子装置20更具智能性，丰富了用户体验。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种手握传感器，用于电子装置，其特征在于，所述手握传感器包括：

多个设置于所述电子装置侧壁的电容传感器；及

与所述多个电容传感器连接的处理模块，所述处理模块用于处理所述多个电容传感器的输出以检测用户手握所述电子装置的动作。

2.如权利要求1所述的手握传感器，其特征在于，所述电子装置包括外壳，所述外壳包括左侧壁及右侧壁，所述电容传感器设置在所述左侧壁及所述右侧壁上。

3.如权利要求2所述的手握传感器，其特征在于，所述电容传感器的数目为四个，两个分别设置在所述左侧壁的上部及下部，另外两个分别设置在所述右侧壁的上部和下部。

4.如权利要求2所述的手握传感器，其特征在于，所述外壳为绝缘体材料，所述电容传感器设置于所述左侧壁及所述右侧壁的内表面。

5.如权利要求4所述的手握传感器，其特征在于，所述电容传感器为铜箔。

6.如权利要求2所述的手握传感器，其特征在于，所述外壳包括导电材料，所述电容传感器设置于所述左侧壁及所述右侧壁的外表面。

7.如权利要求6所述的手握传感器，其特征在于，所述电容传感器为ITO薄膜。

8.如权利要求2所述的手握传感器，其特征在于，所述电子装置还包括设置于所述外壳内的本体，所述处理模块设置在所述本体上，所述本体包括连接所述电容传感器及所述处理模块的连接元件。

9.如权利要求8所述的手握传感器，其特征在于，所述连接元件为柔性印制电路板。

10.一种控制装置，其特征在于，所述控制装置包括如权利要求1-9任意一项所述的手握传感器，所述处理模块还用于判断所述手握动作是否为预设动作并在所述手握动作为所述预设动作时产生预定控制信号以控制所述电子装置。

11.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的控制装置。