CN106848611A - 一种用于移动终端的金属按键装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于移动终端的金属按键装置和移动终端，包括金属触发检测装置、谐振匹配电路、信号发生模块和信号接收模块；谐振匹配电路用于匹配金属触发检测装置实现在设定频率上的带通；信号发生模块用于发生设定频率的源信号；信号接收模块用于接收金属触发检测装置的自谐振频率，并产生判断自谐振频率是否为设定频率的判断结果。人体触发使得金属触发检测装置产生的自谐振频率发生变化，基于该变化，信号接收模块能够判断该触发检测装置是否被触发，相比基于芯片内部复杂的电路设计进行闭环功率检测的设计方式，人体接触金属触发检测装置导致其自谐振频率产生的变化更明显，实现了简单通用且可靠的手持移动终端状态检测设计。

Description

一种用于移动终端的金属按键装置和移动终端

技术领域

本发明属于移动终端技术领域，具体地说，是涉及一种用于移动终端的金属按键装置和移动终端。

背景技术

随着移动技术的发展，移动终端的集成化设计以及不断丰富的功能为消费者提供更智能化的移动终端应用。

目前，趋于用户对全金属外壳和高集成化移动终端的需求，保证移动终端的天线设计性能的难度也相对提高。例如，在移动终端被手持情况下，人体的接触会造成其天线性能的明显衰减，而为了保证天线性能，通常采用的方式是采用手持检测设计，切换移动终端手持部分以外的天线工作，而手持检测设计却缺乏简单通用且可靠的设计，通常需要靠芯片内部复杂的电路设计进行闭环功率检测后，根据功率检测结果对天线进行切换。

发明内容

本申请提供了一种用于移动终端的金属触发装置和移动终端，提供了一种简单通用且可靠的移动终端手持检测设计。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种用于移动终端的金属触发装置，包括金属触发检测装置、谐振匹配电路、信号发生模块和信号接收模块；所述谐振匹配电路，用于匹配所述金属触发检测装置实现在设定频率上的带通；所述信号发生模块通过所述谐振匹配电路与所述金属触发检测装置连接，用于发生所述设定频率的源信号；所述信号接收模块连接所述金属触发检测装置，用于接收所述金属触发检测装置的自谐振频率，并产生判断所述自谐振频率是否为所述设定频率的判断结果。

提出一种移动终端，包括有用于移动终端的金属触发装置，所述用于移动终端的金属触发装置，包括金属触发检测装置、谐振匹配电路、信号发生模块和信号接收模块；所述谐振匹配电路，用于匹配所述金属触发检测装置实现在设定频率上的带通；所述信号发生模块通过所述谐振匹配电路与所述金属触发检测装置连接，用于发生所述设定频率的源信号；所述信号接收模块连接所述金属触发检测装置，用于接收所述金属触发检测装置的自谐振频率，并产生判断所述自谐振频率是否为所述设定频率的判断结果。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请实施例提出的用于移动终端的金属触发装置和移动终端中，包括有金属触发检测装置、用于匹配金属触发检测装置实现在设定频率上带通的谐振匹配电路、用于产生设定频率源信号的信号发生模块和用于接收金属触发检测装置的自谐振频率、并产生判断自谐振频率是否为设定频率的判断结果的信号接收模块；金属触发检测装置在未被触发状态下和被触发状态下的自谐振频率是不相同的，使得人体或者触发笔等外在的触发源触发该金属触发检测装置后，该金属触发检测装置产生的自谐振频率会发生变化，基于该变化，信号接收模块能够判断该触发检测装置是否被触发，相比基于芯片内部复杂的电路设计进行闭环功率检测的方式，这种设计方式简单通用易于移植，人体接触金属触发检测装置导致其自谐振频率的变化明显，使得检测结果可靠性高，从而实现了简单通用且可靠的手持移动终端状态检测设计。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 为本申请提出的用于移动终端的金属触发装置的电路架构图；

图2为本申请实施例一提出的用于移动终端的金属触发装置的电路图；

图3为本申请实施例二提出的用于移动终端的金属触发装置的电路图；

图4为本申请实施例二提出的用于移动终端的金属触发装置的电路图；

图5为本申请实施例三提出的用于移动终端的金属触发装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，本申请提出的用于移动终端的金属触发装置，包括金属触发检测装置10、谐振匹配电路11、信号发生模块12和信号接收模块13；谐振匹配电路11用于匹配金属触发检测装置10实现在设定频率F上的带通；信号发生模块12通过谐振匹配电路11与金属触发检测装置10连接，用于发生设定频率F的源信号；信号接收模块13连接金属触发检测装置10，用于接收金属触发检测装置10的自谐振频率f，并产生判断自谐振频率f是否为设定频率F的判断结果。

金属触发检测装置10为独立的金属片，可以设置于移动终端的外壳上，与其串联的谐振匹配电路11实现在某频率的带通，基于LC（2лf）^2=1，手持状态下，等效容值C发生变化，会导致带通自谐振频率的改变，其中，L和C为金属片以及谐振匹配电路的等效电感和电容，（2лf）^2为对2лf开方计算；因此，金属触发检测装置10在未被触发状态下和被触发状态下的自谐振频率f是不相同的，基于此原理，人体或者触发笔等外在的触发源触发该金属触发检测装置10后，该金属触发检测装置10产生的自谐振频率f会发生变化，基于该变化，信号接收模块13能够判断该触发检测装置10是否被触发。可见，与基于芯片内部复杂的电路设计进行闭环功率检测的方式相比，这种设计方式简单通用且易于移植，人体接触金属触发检测装置10导致其自谐振频率的变化明显，这使得人体手持检测结果的可靠性高，从而实现了简单通用且可靠的手持移动终端状态检测设计。

金属片本体不接地，在某些特殊要求，例如防静电等要求下，需要通过匹配电路实现对地的连接。

谐振匹配电路11可以是多个电容、电感组成的电路，也可以是金属线圈、陶瓷天线等谐振匹配器件。

具体实施方式上，可以设计为金属触发检测装置10未被触发状态下的自谐振频率为f，信号发生模块12和信号接收模块13的收发信号频率也为f，此时信号在收发两端成通路，信号接收模块13产生金属触发检测装置10未被触发的判断结果；否则，金属触发检测装置10的自谐振频率不为f的情况下，信号接收模块13产生金属触发检测装置10被触发的判断结果。例如，在移动终端被手持状态下，由于人手的容性效应，改变金属触发检测装置10的自谐振频率为F，与f不相同，信号收发两端在f频段成断路状态，此时信号接收模块13并未接收到频率为f且在门限值以上的信号，则产生被触发的判断效果。

或者，可以将人手触摸金属触发检测装置10后的自谐振频率F作为信号发生模块12和信号接收模块13的收发信号频率，由于人手特殊的容性效应，只有在人手触摸情况下金属触发检测装置10的自谐振频率为F，此时信号接收模块13可以收到频率为F且在门限值以上的信号，则产生金属触发检测装置10被触发的判断结果。其他状态下的自谐振频率，如金属触发检测装置10原有自谐振频率f、金属触发检测装置10接触金属或液体后的自谐振频率f1、金属触发检测装置10由于接触到非金属材质导致介电常数改变产生的频率f2等，均与被人手持后产生的自谐振频率F不同，这些情况下信号收发两端在F频段成断路状态，则信号接收模块13产生金属触发检测装置13未被触发的判断结果。

如图1所示，在该用于移动终端的金属触发装置中，还包括有控制模块14；控制模块14连接信号接收模块13，用于接收信号接收模块13产生的判断结果，并基于判断结果控制移动终端。例如，在判断结果表明移动终端被手持后，控制移动终端切换非手持位置的天线工作；或，在判断结果表明移动终端从手持状态转换为非手持状态后，控制移动终端切换回最优性能天线工作等等。

为了防止其他因素对金属触发检测装置10的误触发，或者，为了防止诸如液体滴到金属触发检测装置后对该装置的激发而导致的误判，或者，在多个金属触发检测装置设计情况下，为了防止金属片彼此之间太近会出现天线耦合效应导致误判，或者，为了防止其他金属器件或非金属器件触发检测装置后对该装置的激发而导致的误判，信号接收模块13设计有触发门限值设定单元，设定准确的频率和电平值，由人为操作的软件辅助硬件操作设定，用于设定信号接收模块的门限值，以使得高于门限值的信号为有效信号，能够被信号接收模块13用于判断，该门限值可以是电流强度、电平等等。

为了增加金属触发检测装置10的使用灵敏度，其需要远离其他金属器件，并远离同频干扰源。而为了减少其与通信模块的互扰，其自谐振频率不应通信模块的通信频率相同。

根据使用功能的不同，金属触发检测装置10可以根据使用习惯选择其在移动终端上的设置位置。例如，在作为人手手持状态检测功能时，可以放置在移动终端侧面人手容易触碰到的位置；在作为金属按键使用时，其通过天线原理实现按键功能，控制模块14基于信号接收模块13产生的判断结果控制执行相应的按键操作，此时，可以放置在home键或开关键等位置实现全金属化设计触摸按键功能，而且，作为金属触摸按键使用时，金属触发检测装置10不受人手沾水等外在因素的影响，不会导致触摸按键的失效，解决当前触摸按键沾水失效的设计缺陷。

基于上述提出的用于移动终端的金属触发装置，本申请还提出一种移动终端，该移动终端基于上述提出的用于移动终端的金属触发装置，能够以简单通用的设计方式实现对手持状态的可靠检测。下面将以具体实施例对本申请提出的移动终端做出详细说明。

实施例一

本实施例中，金属触发检测装置设计为金属按键使用，金属按键设置在移动终端的正面且不接地。如图2所示，金属按键101、102和103分别通过各自的谐振匹配电路111、112和113形成在未被触发状态下的自谐振频率为f1，信号发生模块22和信号接收模块23的收发信号频率也为f1，信号在收发两端产生频率f1的通路。与三个金属按键连接的信号接收模块23，对频率为f1的信号实时接收，并设有信号强度接收门限值，当信号接收模块23接收到高于信号强度接收门限值的、频率为f1的信号时视为金属按键未被触发，而当信号接收模块23接收不到高于信号强度接收门限值的、频率为f1的信号时视为金属按键被触发，由控制芯片24执行触发操作。

具体的，如图2所示，人手触发金属按键101前，金属按键的自谐振频率为f1，信号接收模块接收到频率为f1、信号强度高于信号强度接收门限值的信号，产生金属按键未被触发的判断结果，而被触发后，金属按键101被人体等效的电容效应短路而改变自谐振频率为f2，信号接收模块23无法接收到高于信号强度接收门限值的频率为f1的信号，产生金属按键被触发的判断结果并传送给控制模块24，控制模块24执行金属按键101对应的操作。

实施例二

本实施例中，金属触发检测装置设计为金属按键使用，金属按键设置在移动终端的正面且不接地，且金属按键开设有单侧缝隙。如图4所示，金属按键104、105和106分别通过各自的谐振匹配电路114、115和116形成在被触发状态下的自谐振频率为f2，信号发生模块22和信号接收模块23的收发频率也为f2，信号在收发两端产生频率f2的通路，此时连信号接收模块23可以收到频率为f2且在信号强度接收门限值以上的信号，产生金属按键被触发的判断结果，并由控制芯片24执行触发操作。而金属按键未被触发状态下的自谐振频率f1、或金属短路状态下的自谐振频率f3等均与频率f2不相同，信号收发两端在f2上呈断路状态，信号接收模块23接收不到在信号强度接收门限值以上且频率为f2的信号，产生金属按键未被触发的判断结果。

具体的，如图3所示，人手触发金属按键104前，金属按键104的自谐振频率为f1，信号接收模块23无法接收到高于信号强度接收门限且频率为f2的信号，产生金属按键未被触发的判断结果；在被触发后，金属按键104被人体等效的电容效应短路而改变自谐振频率为f2，信号接收模块23接收到高于信号强度接收门限且频率为f2的信号，产生金属按键被触发的判断结果并传送给控制模块24，控制模块24执行金属按键101对应的操作。

如图4所示，当金属触发金属按键104后，金属按键104被短接而产生的自谐振频率为f3，信号接收模块23无法接收到高于信号强度接收门限的频率为f2的信号，产生金属按键未被触发的判断结果。

实施例三

本实施例中，金属触发检测装置设计为作为手持感应装置的金属片使用，金属片设置在人手手持移动终端时容易接触到的侧面位置且不接地。如图5所示，金属片107通过谐振匹配电路117形成在未被触发状态下的自谐振频率为f1，信号发生模块22和信号接收模块23的收发信号频率也为f1，信号在收发两端产生频率f1的通路。与金属片107连接的信号接收模块23，对频率为f1的信号实时接收，并设有信号强度接收门限值，当信号接收模块23接收到高于信号强度接收门限值的、频率为f1的信号时视为金属片未被触发，而当信号接收模块23接收不到高于信号强度接收门限值的、频率为f1的信号时视为金属片107被触发，由控制芯片24执行触发操作。

具体的，如图5所示，人手触发金属片107前，金属片的自谐振频率为f1，信号接收模块接收到频率为f1、信号强度高于信号强度接收门限值的信号，产生金属片未被触发的判断结果，而被触发后，金属片107被人体等效的电容效应短路而改变自谐振频率为f2，信号接收模块23无法接收到高于信号强度接收门限值的频率为f1的信号，产生金属片被触发的判断结果并传送给控制模块24，也即产生移动终端被手持的判断结果并传送给控制模块，控制模块24控制将移动终端的天线切换至手持位置以外的天线工作。

上述本申请提出的用于移动终端的金属触发装置和移动终端，使用简单通用且可靠性高的设计代替了现有在芯片中复杂电路设计的功率比较闭环通路设计，在作为手持检测场景下，能够基于金属触发检测装置自谐振频率的改变可靠的判断移动终端的手持状态，在作为金属按键使用场景下，能够通过天线原理实现按键功能，实现触摸按键的全金属化设计，且不受人手沾水的影响，解决当前触摸按键的缺陷。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，包括金属触发检测装置、谐振匹配电路、信号发生模块和信号接收模块；

所述谐振匹配电路，用于匹配所述金属触发检测装置实现在设定频率上的带通；

所述信号发生模块通过所述谐振匹配电路与所述金属触发检测装置连接，用于发生所述设定频率的源信号；

所述信号接收模块连接所述金属触发检测装置，用于接收所述金属触发检测装置的自谐振频率，并产生判断所述自谐振频率是否为所述设定频率的判断结果。

2.根据权利要求1所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于， 所述设定频率为所述金属触发检测装置未被触发时产生的自谐振频率；

所述信号接收模块，用于判断所述自谐振频率是否为所述设定频率，若是，产生所述金属触发检测装置未被触发的判断结果；否则，产生所述金属触发检测装置被触发的判断结果。

3.根据权利要求1所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，所述设定频率为所述金属触发检测装置被触发后产生的自谐振频率；

所述信号接收模块，用于判断所述自谐振频率是否为所述设定频率，若是，产生所述金属触发检测装置被触发的判断结果；否则，产生所述金属触发检测装置未被触发的判断结果。

4.根据权利要求2或3所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，所述用于移动终端的金属触发装置还包括控制模块；

所述控制模块连接所述信号接收模块，用于接收所述信号接收模块产生的判断结果，并基于所述判断结果控制移动终端。

5.根据权利要求1所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，所述信号接收模块包括触发门限设定单元，用于设定所述信号接收模块的触发门限，以使得在所述触发门限内的所述金属触发检测装置的自谐振频率为有效自谐振频率。

6.根据权利要求1所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，所述金属触发检测装置为设置于移动终端表面的金属片。

7.根据权利要求6所述的用于移动终端的金属触发装置，其特征在于，所述金属片开设有单侧缝隙。

8.一种移动终端，其特征在于，包括有如权利要求1-7任一项权利要求所述的用于移动终端的金属触发装置。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述金属触发检测装置设置于所述移动终端的正面。

10.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述金属触发检测装置设置于所述移动终端的侧面。