CN106990879A - 电子设备和在电子设备中确定触摸的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电子设备和方法。所述电子设备包括：第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及围绕第一表面和第二表面之间的空间的至少一部分的侧表面；射频(RF)通信电路；天线辐射器，形成第一表面、第二表面和侧表面中的至少一个的至少一部分，并与RF通信电路相连；传感器，检测外部对象是否接触天线辐射器；开关电路，连接到天线辐射器和传感器；以及处理器，配置为当天线辐射器和传感器彼此相连时从传感器接收第一值且当天线辐射器和传感器彼此分离时从传感器接收第二值。

Description

电子设备和在电子设备中确定触摸的方法
技术领域
本公开总体上涉及在电子设备中确定触摸，更具体地，涉及一种电子设备和一种在电子设备中确定触摸的方法。
背景技术
在本文中，电子设备不仅表示家用电器，还表示根据安装在其中的程序执行特定功能的设备，例如，电子记事本、便携式多媒体播放器、移动通信终端、平板个人计算机(PC)、视频/音频设备、台式/膝上型计算机、车辆导航系统等。电子设备可以输出在其中存储的信息，例如，声音或图像。随着电子设备的提高的集成化以及高速和高容量无线通信的广泛使用，目前已将多种功能加载到诸如移动通信终端的单独电子设备中。
例如，诸如游戏的娱乐功能、诸如重现音乐/视频文件的多媒体功能、手机银行等的通信安全功能、日程安排功能、电子钱包功能等以及通信功能已被集成到单个电子设备中。
例如，电子设备可以配备有各种形式的传感器，例如电容型传感器，以便通过使用感测到的信息来提供各种类型的服务。
在电子设备中设置阈值电容以便校准电容型传感器(例如，触摸传感器)的方法可能增加所述电子设备所需的制造时间，从而降低生产率，其中所述电容型传感器通过电容的改变来执行感测。此外，由于过程操作员的失误，可能在电子设备中设置不准确的阈值来校准电容型传感器。
此外，在识别用户是否佩戴可穿戴设备的方法中，可以打开发光二极管(LED)，以便提高红外线(IR)传感器识别光线的准确性。在检测过程中打开/关闭LED可以导致消耗附加电流。此外，当在用户皮肤上存在纹身时，可能出现阻止测量血流的故障。
在设计诸如可穿戴设备的小型电子设备时，当向所述设备的设计添加用于将感测垫与触摸传感器电连接的连接器或接触端子时，可能降低所述设备的安装效率。
发明内容
本公开的一个方面是为了至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供以下描述的优点。
本公开的一个方面在于提供一种电子设备和一种在电子设备中确定触摸的方法，其可以改善针对被输入到向电子设备配备的触摸感测垫的触摸输入的识别率。
根据本公开的一个方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括：外壳，所述外壳包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及围绕第一表面和第二表面之间的空间的至少一部分的侧表面；射频(RF)通信电路，布置在所述外壳中；天线辐射器，形成所述外壳的第一表面、第二表面和侧表面中的至少一个的至少一部分，并与RF通信电路电连接；第一导电件，形成天线辐射器的至少一部分，或被布置为与天线辐射器隔开。开关电路，布置在所述外壳中；传感器，通过开关电路与第一导电件电连接并配置为检测外部对象与第一导电件的接触和接近中的至少一个；处理器，与RF通信电路、开关电路和传感器电连接；以及存储器，与处理器电连接，其中所述存储器可以存储指令，当执行所述指令时，所述指令允许处理器确定电子设备的至少一部分是否已被激活，并且通过使用开关电路在电子设备的至少一部分被去激活时提供将传感器和第一导电件彼此电分离的第一状态且在电子设备的至少一部分被激活时提供将传感器和第一导电件彼此电连接的第二状态。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括：外壳，所述外壳包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及围绕第一表面和第二表面之间的空间的至少一部分的侧表面；射频(RF)通信电路，布置在所述外壳中；天线辐射器，形成所述外壳的第一表面、第二表面和侧表面中的至少一个的至少一部分，并与RF通信电路电连接；传感器，配置为检测外部对象是否与天线辐射器接触或几乎接触；开关电路，包括与天线辐射器电连接的第一端子以及与传感器电连接的第二端子；处理器，与传感器和开关电路电连接；以及存储器，与处理器电连接，其中所述存储器可以存储指令，当执行所述指令时，所述指令允许处理器在天线辐射器和传感器通过开关电路彼此电连接时从传感器接收第一测量值并在天线辐射器和传感器通过开关电路彼此电分离时从传感器接收第二测量值。
附图说明
根据结合附图给出的以下具体实施方式，将更清楚本公开的上述和其他方面、特征和优点，在附图中：
图1是示出了根据本公开的现有技术的触摸检测方法的示意图；
图2是示出了根据本公开的现有技术的配备有各种类型的传感器的可穿戴设备的示意图；
图3是示出了根据本公开的现有技术的配备有各种类型的传感器的可穿戴设备的示意图；
图4是示出了根据本公开的现有技术的使用触摸传感器的触摸键的示意图；
图5是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图；
图6是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图；
图7是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图；
图8是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图；
图9是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图；
图10是示出了根据本公开实施例的开关电路的操作安排的示意图；
图11是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图；
图12是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图；
图13是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图；
图14是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图15是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图16是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图17是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图18是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图19是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图；
图20是示出了根据本公开实施例的针对感测垫的寄生电容的示意图；
图21是根据本公开实施例的寄生电容的等效电路图；
图22是根据本公开实施例的寄生电容的等效电路图；
图23是示出了根据本公开实施例的在可穿戴设备中的感测垫的设计结构的示意图；
图24是示出了根据本公开实施例的在电子设备中确定触摸的过程的流程图；
图25是示出了根据本公开实施例的在电子设备中确定触摸的过程的流程图；
图26是示出了根据本公开实施例的电子设备的详细结构的框图；以及
图27是根据本公开实施例的程序模块的框图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的各种实施例。在以下描述中，仅提供特定细节(例如，详细配置和组件)来帮助全面理解本公开的这些实施例。因此，本领域技术人员应当清楚的是，可以在不背离本公开的范围和精神的情况下对本文所描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明的目的，省略公知功能和结构的描述。在附图中，可以将相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的组成元件。
本文所用的术语仅用于解释本公开的一些实施例的目的，而不是为了将本公开限制到所述实施例。
在本文中，诸如“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”的表述是指存在相应特征(例如，数值、功能、操作或诸如元件的组件)，而不排除存在附加特征。
在本文中，表述“A或B”、“A或/和B中的至少一个”以及“A或/和B中的一个或多个”可以是指所列出项目的所有可能组合。例如，表述“A或B”、“A和B中的至少一个”以及“A或B中的至少一个”可以是指(1)至少一个A，(2)至少一个B，或(3)至少一个A和至少一个B二者。
本文使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”可以修饰各种组件，而不管所述组件的顺序和/或重要性如何，且不限制对应组件。上述表述仅将一个元件与其他元件进行区分。例如，第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备，但它们都是用户设备。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。
当将一元件(例如，第一元件)称为(可操作或可通信地)连接或耦接到另一元件(例如，第二元件)时，第一元件可以直接连接或直接耦接到第二元件，或者可以在它们之间插入任何其他元件(例如，第三元件)。相反，当将元件(例如，第一元件)称作直接连接或直接耦接到另一元件(例如，第二元件)时，在它们二者之间不插入其他元件(例如，第三元件)。
如本文中所用，表述“被配置为”可以与表述“适用于”、“具有……的能力”、“设计为”、“适于”、“制造为”或“能够……”交互使用。术语“被配置为…”不一定意味着在硬件方面“被专门设计为…”。备选地，在一些情况下，表述“被配置为…的设备”可以表示该设备与其他设备或组件一起“能够”执行对应操作。例如，短语“适于(或被配置为)执行A、B和C的处理器”可以表示仅专门用于执行对应操作的处理器(例如，嵌入式处理器)、或可以通过执行存储在存储器设备中的一个或多个软件程序来执行对应操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
在本文中，除非上下文另行清楚指示，否则单数形式也可以包括复数形式。除非另行定义，否则本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的定义相同的定义。除非本公开中清楚地定义，否则在常用词典中定义的术语可以被解释为具有与相关技术领域中的上下文定义相同的定义，而不应被解释为具有理想的或过于正式的定义。在一些情况下，甚至在本文中定义的术语不应被解释为排除本公开的实施例。
根据本公开的实施例的电子设备可以例如包括以下至少一个：智能电话、平板PC、移动电话、视频电话、电子书(e-book)阅读器、桌上PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动画面专家组(MPEG)音频层3(MP3)播放器、移动医疗设备、摄像机和可穿戴设备(例如，智能眼镜、头戴式设备(HMD)、电子服装、电子手镯、电子项链、电子应用配件(appcessory)、电子纹身、智能镜子或智能手表)。
根据本发明的一个实施例，电子设备可以是智能家用电器。智能家用电器可以包括例如电视、数字视频盘(DVD)播放器、音频设备、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波率、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动控制面板、安全控制面板、TV盒(例如，SamsungHomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机(例如，XboxTM和PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机和电子相框中的至少一个。
根据本公开的一个实施例，电子设备可以包括以下至少一种：例如，各种医疗设备(例如，各种便携式医疗测量设备(血糖监控设备、心率监控设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影(MRA)仪、磁共振成像(MRI)仪、计算机断层扫描(CT)机和超声波机器)、导航设备、全球定位系统(GPS)接收机、事件数据记录仪(EDR)、飞行数据记录仪(FDR)、车辆信息娱乐设备、船用电子设备(例如，船用导航设备和陀螺仪罗盘)、航空电子设备、安全设备、车辆头单元、家用或工业机器人、银行的自动柜员机(ATM)、商店的销售点(POS)设备或物联网(IoT)设备(例如，灯泡、各种传感器、电表或气表、洒水器设备、火警、恒温器、街灯、烤面包机、运动器材、热水箱、加热器、锅炉等)。
根据本公开的一个实施例，电子设备可以包括以下至少一项：例如，家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪和各种测量仪表(例如，水表、电表、气表和测波计)。根据本公开的一个实施例的电子设备可以是上述设备之一或多个的组合。根据本发明的一个实施例的电子设备可以是柔性设备。此外，根据本公开实施例的电子设备不限于上述设备，并可以包括根据技术发展的新型电子设备。
下文将描述根据本公开实施例的确定是否触摸了配备在电子设备中的触摸传感器的方法。在本文中，“触摸”可以包括外部对象例如经由悬停等接近感测垫、以及外部对象直接接触诸如触摸垫等的感测垫。此外，在人们用他/她的手握住感测垫时通过感测垫确定触摸的触摸传感器还可以包括握持传感器的功能。
例如，感测垫可以包括导电件，且当能够引起感测垫的电容变化的外部对象与感测垫接触或靠近感测垫时，可以确定通过感测垫测量到的电容变化，从而确定外部对象是否触摸感测垫。
在本文中，通过确定经由感测垫测量到的电容变化来确定外部对象的触摸或接近的触摸传感器被称作“电容型传感器”、“电容型触摸传感器”或“电容型靠近传感器”。然而，触摸传感器不限于这些术语，且根据本公开的实施例，可以将能够执行相同或相似功能的任何类型的传感器称作电容型传感器。
在本文中公开了用于解决阈值的设置误差以及触摸检测误差的传感器电路和设备结构，其中设置误差是在校准电容型传感器的过程中产生的，且触摸检测误差是由于感测垫的寄生电容偏差导致的。此外，在本公开的各种实施例中公开了用于改善对是否佩戴可穿戴设备的检测的低功率传感器电路和设备结构。
本文参考图1到图4描述了通过电容型传感器或触摸传感器来确定触摸的存在或不存在的方法。
根据本公开的一个实施例的电子设备可以包括：感测垫(例如，触摸垫)，其从外部对象或人体接收触摸或靠近输入；开关电路，其将触摸垫和触摸传感器电路(例如，电容型传感器电路)电连接；触摸传感器(例如，电容型传感器)，其通过检测触摸垫的电容改变来确定触摸的存在或不存在等等。
感测垫可以包括主感测垫以及与主感测垫分隔预设距离的至少一个子感测垫(例如，第一导电件、第二导电件和第三导电件)。主感测垫可以与电容型传感器的单个感测通道相连，且考虑到主感测垫和至少一个子感测垫之间的区域、耦合系数等，至少一个子感测垫可以与主感测垫隔开，而不是直接与感测通道相连，这样能够检测各位置处的电容变化。
可以控制开关电路，以便设置阈值电容值；可以将在感测垫和电容型传感器彼此电断开时通过电容型传感器检测到的电容值设置为第一阈值；以及还可以在电子设备从去激活状态改变为激活状态之后，识别当电子设备被去激活时产生的电容变化。
此外，根据本公开的一个实施例，可以将在感测垫和电容型传感器彼此电连接时检测到的电容值设置为第二阈值，且可以识别当电子设备被去激活时产生的电容变化。
根据本公开的一个实施例的握持传感器或触摸传感器可以被包括在上述电容型传感器中，且该电容型传感器可以检测当导电对象(例如，用户的手、用户身体、电子笔等)紧密靠近或接触感测垫时产生的电容变化。
可以将电容型传感器分为检测电阻的电容型传感器和检测电容的电容型传感器，且根据本公开的一个实施例，检测电容的电容型传感器可以用于检测用户佩戴手表式可穿戴设备的各种状态。
根据本公开的一个实施例，使用对自电容的测量的检测方法可以用作检测电容的方法。然而，本公开的实施例不限于此，且还可以使用测量互电容的方法。
例如，根据本公开的一个实施例的自电容测量方法可以简化电子设备的结构，且可以通过测量针对人体在单个平面上的接触的寄生电容，而被应用于微传感器电路设计。
图1是示出了根据本公开的实施例的触摸检测方法的示意图。
参考图1，电容型传感器(例如，触摸传感器)可以通过与感测垫相连的检测通道输入周期性脉冲电压信号；当人体接触感测垫时，可能由于寄生电容(Cp)101的增加而产生延迟的脉冲波形；且时钟计数器103可以根据比较器102的输出值来对在所述延迟的时间段期间增加的时钟的数目进行计数以便检测电容变化，从而确定人体或另一外部对象是否接触或紧密靠近感测垫。
例如，执行输入检测的互电容方法需要与接收机(RX)通道和收发机(TX)通道相连的两个电极，并相较于其他方法所述互电容方法具有以下优点：通过使用多个X和Y通道来检测坐标，以及可以识别多触摸输入。
当为了校准电容型传感器(例如，触摸传感器或握持传感器)必须设置阈值时，在制造电子设备期间，通过校准过程来设置阈值电容。
当外部导电对象在去激活电子设备期间接触感测垫时，由于不存在电容变化，因此难以检测外部对象，即使将该电子设备改变为激活状态也是如此。因此，在制造过程中，通过对导电对象接触感测垫的状态以及导电对象不接触感测垫的状态进行区分，来设置阈值。
例如，在制造过程中，可以将当导电对象不接触感测垫时测量的值“155000(155pF)”存储为第一阈值，且可以将当导电对象接触感测垫时测量的值“158000(158pF)”存储为第二阈值。可以设置将第一阈值作为下限并将第二阈值作为上限的阈值区间(例如，155000＜值＜158000)。
如图2所示，传感器210和220被设置在手表200的底面，以便识别手表式可穿戴设备是否佩戴在人体上。此外，如图3所示，包括红外(IR)传感器和LED的心率监测仪(HRM)传感器310被设置在手表300的底面上。HRM传感器310可以测量心率，且测量结果可以用于确定手表300是否被佩戴在人体上。彩色的LED(例如，绿色或红色LED)可以用于准确地测量血流。可以通过经由IR传感器周期性地接收信号，来测量彩色的血流(例如，心率)。
参考图4，多个感测垫420和430以及分别将感测垫420和430与电容型传感器(例如，触摸电路410)相连的感测通道421、431用于通过使用自电容式的触摸传感器来识别多个触摸点。
通过使用单独的垫和对应的感测通道，每个感测垫可以识别产生触摸输入的点。例如，如图4所示，与菜单键相对应的感测垫420以及与返回键相对应的感测垫430分别通过单独的感测通道421和431与电容型传感器(即，触摸电路410)相连，使得可以对触摸输入进行彼此区分。
配置在电子设备的传感器电路中的诸如电容器、二极管等的电路组件具有约±10％的电容偏差，这可能导致设置在多个用户设备之间的第一阈值和第二阈值的偏差。
下表1根据是否接触导电对象示出了三个包括第一阈值和第二阈值的示例性组A、B和C。
表1
例如，假设针对上表1所列的多个组无变化地测量到Power On Grip值157000(nF)，则在组B的示例中，Power On Grip值小于设置的阈值区间，使得可以将导电对象识别为一直接触传感器，且在组C的示例中，Power On Grip值大于设置的阈值区间，使得可以将导电对象识别为一直没有接触传感器，这导致触摸传感器故障。
此外，通过使用HRM传感器来识别是否佩戴可穿戴设备的方法需要打开LED，以便增加IR传感器的光识别准确度。由于关闭/打开LED的操作，可能在检测过程中发生附加电流消耗。此外，无法从存在纹身的皮肤上测量血流。下表2示出了可以在可穿戴设备中使用的三种类型的检测传感器的每个单位时间内的电流消耗。
表2
HRM传感器 互电容型传感器 自电容型传感器
电流消耗 1.6mA 2.7mA 0.1mA
多通道自电容触摸传感器可以在检测多个触摸点时是有效的。在多通道自电容触摸传感器中，感测垫位于期望的触摸识别点处，且将单独的感测通道与触摸传感器相连。
在诸如手表式可穿戴设备的微型设备中，由于添加连接电路或连接端子以便在感测垫和触摸传感器之间进行电连接，因此可能降低安装效率。
根据本公开的实施例，当自电容式触摸传感器处于去激活状态时，可以改善对触摸感测垫的触摸输入的识别率。例如，本公开的实施例提供了一种低功率的传感器电路和设备结构，以用于改善对是否佩戴可穿戴设备的检测。
此外，根据本公开的实施例，可以通过将单个通道或多个触摸感测垫用于设计微型可穿戴设备的结构来改善组件安装效率。
在下文中，将参考图5到图9来描述根据本公开实施例的电子设备的详细配置。
图5是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图。
参考图5，电子设备包括感测垫单元511(包括主感测垫511a、第一子感测垫511b和第二子感测垫511c)、连接电路512、开关电路520、保护电路531、阻抗匹配电路532、偏移补偿电路533、RF通信电路540、电容型传感器550和处理器560。
主感测垫511a直接与连接电路512相连，并且第一子感测垫511b和第二子感测垫511c与主感测垫511a分隔开预置间隔。感测垫单元511和连接电路512形成外部电容510。此外，保护电路531、阻抗匹配电路532和偏移补偿电路533可以形成内部电容530。
根据本公开的实施例，包括在外部电容510中的连接电路512以及包括在内部电容530中的保护电路531通过开关电路520彼此相连/断开连接。例如，根据处理器560的控制信号，接通/断开开关电路520。
感测垫单元511的感测垫511a、511b和511c可以由导电材料形成。感测垫511a、511b和511c可以配置为板或线的形式，且可以形成可测量的电容。此外，如上所述，感测垫单元511的主感测垫511a可以通过单个通道与连接电路512直接相连，且第一子感测垫511b和第二子感测垫511c可以布置为与主感测垫511a相隔开预置间隔(例如，可以形成耦合电容的距离)。
根据本公开的一个实施例，主感测垫511a、第一子感测垫511b和第二子感测垫511c中的至少一个可以配置为执行天线(例如，天线辐射器)的功能。此外，向电子设备配备的天线也可以用作感测垫。例如，向电子设备的外部暴露的或设置为靠近电子设备外部的电子设备的金属天线也可以执行感测垫的功能。
根据本公开的一个实施例，感测垫单元511的感测垫511a、511b和511c可以布置为位于电子设备(例如，可穿戴设备)内部的柔性印刷电路板(FPCB)的形状，且通常还可以连同无线充电线圈被设计为FPCB的形状。
连接电路512可以通过接触端子将主感测垫511a和感测电路(例如，包括各种类型的电路的电路板)相连。连接电路512可以配置在弹性结构中(例如，C形夹)，或可以通过焊料或连接器电连接，而不限于特定材料或形状。
开关电路520可以包括通过处理器560来接通/断开连接电路512与保护电路531之间的连接的一个开关元件。根据本公开的一个实施例，可以当电子设备处于去激活状态时将开关电路520控制为断开状态，且可以当电子设备处于激活状态时将开关电路520控制为接通状态。
如图5所示，可以基于开关电路520来区分外部电容510和内部电容530。例如，可以通过经由处理器560控制开关电路520来人为地产生电容差。
保护电路531可以包括针对直流(DC)块的串联电容器、变阻器和二极管中的至少一个。根据本公开的一个实施例，保护电路531可以提供在主感测垫511a还被用作金属天线的情况下防止电击的功能。此外，保护电路531可以提供防止组件由于静电而受损的功能。
如图5所示，电容型传感器550通过偏移补偿电路533与保护电路531相连。此外，与RF通信电路540相连的阻抗匹配电路532与偏移补偿电路533并排地连接到保护电路531。
阻抗匹配电路532可以在主感测垫511a被用作天线的情况下提供针对RF传输线的阻抗匹配。例如，阻抗匹配电路532可以包括电阻器、线圈和电容器中的至少一个。
偏移补偿电路533可以补偿电容以便防止感测线的整个电容超过电容型传感器550的可允许范围。偏移补偿电路533可以包括至少一个电容器。
在将主感测垫511a用作金属天线的情况下，RF通信电路540可以无线地处理从主感测垫511a接收到的信号。
电容型传感器550可以检测电容的变化以便如上所述地确定外部对象进行的触摸、靠近、悬停、握持等。根据本公开的一个实施例，电容型传感器550可以基于至少一个阈值检测外部对象，其中已经通过所述阈值执行了校准。
根据本公开的一个实施例，处理器560可以分析从电容型传感器550接收到的数据，并可以执行相关操作。此外，处理器560可以控制经由开关电路520接通/断开连接电路512和保护电路531之间的连接。下文将描述处理器560的操作。
当外部对象在去激活电子设备期间接触感测垫单元510时，由于不存在由于外部对象引起的电容变化，可能难以确定外部对象是否与感测垫单元相接触，即使随后激活了该电子设备也是如此。
根据本公开的一个实施例，当去激活该电子设备时，处理器560可以控制开关电路520处于断开状态，且可以激活电容型传感器550以便感测除了外部电容510之外的内部电容530。
当确定是否触摸电容型传感器550时，感测到的内部电容530可以被存储作为偏移值，且可以用于补偿由于内部电路组件的电容偏差等引起的测量值的偏差。
此外，根据本公开的一个实施例，处理器560可以当电子设备被激活时控制所述开关电路520为接通状态，且可以控制开关电路520，使得在通过电容型传感器550感测的电容中反映内部电容530或外部电容510。
根据本公开的一个实施例，电容型传感器550可以被实现为自电容型的触摸传感器，且可以根据处理器560对开关电路520的控制，当开关电路520处于接通状态时测量感测垫单元511的电容或外部电容510。
此外，根据本公开的一个实施例，当开关电路520处于断开状态时，电容型传感器550可以与感测垫单元511电断开，且可以测量由电路组件、PCB中的带状线等产生的内部电容530。
在下文中，将参考图6到图9描述图5所示的电路的各种修改示例。例如，在以下示例中，可以通过在电路中添加元件、删除元件、改变元件位置等来多样化地配置外部电容或内部电容。以与图5的电路相似的方式，在以下实施例中可以在通过由处理器控制开关电路来确定触摸的过程中反映内部电容的误差。
例如，具有寄生电容的设备可以附加地布置在连接电路和开关电路之间，或可以在连接电路和开关电路之间使带状线的设计最小化。此外，根据本公开的实施例，可以将具有寄生电容的设备布置在开关电路之后，或可以使带状线的设计最大化。
图6是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图。
参考图6，电子设备包括感测垫单元611(包括主感测垫611a、第一子感测垫611b和第二子感测垫611c)、连接电路612、保护电路613、开关电路620、阻抗匹配电路631、偏移补偿电路632、RF通信电路640、电容型传感器650和处理器660。
主感测垫611a直接与连接电路612相连，并且第一子感测垫611b和第二子感测垫611c与主感测垫611a分隔开预置间隔。感测垫单元611、连接电路612和保护电路613形成外部电容610。阻抗匹配电路631和保护电路632可以形成内部电容630。
根据本公开的一个实施例，包括在外部电容610中的保护电路613以及包括在内部电容630中的偏移补偿电路632可以通过开关电路620连接/断开连接。例如，可以根据处理器660的控制信号，接通/断开开关电路620。
本文将省略对图6中与图5的上述元件执行相同或相似功能的元件的描述。
参考图6，保护电路613被布置在开关电路620的前端，以便被包括在外部电容610中，使得主感测垫611a可以在被用作金属天线时防止电击。可以在外部电容610中反映保护电路613的寄生电容，如图6所示。
图7是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图。
参考图7，电子设备包括感测垫单元711(包括主感测垫711a、第一子感测垫711b和第二子感测垫711c)、连接电路712、保护电路713、开关电路720、阻抗匹配电路730、RF通信电路740、偏移补偿电路751、电容型传感器760和处理器770。
主感测垫711a直接与连接电路712相连，且所述第一子感测垫711b和第二子感测垫711c与主感测垫711a分隔预置间隔。感测垫单元711、连接电路712和保护电路713形成外部电容710。此外，偏移补偿电路751形成内部电容750。
根据本公开的一个实施例，包括在外部电容710中的保护电路713以及包括在内部电容750中的偏移补偿电路751或阻抗匹配电路730可以通过开关电路720彼此连接/断开连接。例如，根据处理器770的控制信号，开关电路720可以执行开关操作，使得保护电路713与开关补偿电路751或阻抗匹配电路730相连。
为了清楚和简洁，本文将省略对图7中与图5或6的相应上述元件执行相同或相似功能的元件的其他描述。
参考图7，与图6中一样，保护电路713可以被布置在开关电路720的前端，以便被包括在外部电容710中，使得主感测垫711a可以在被用作金属天线时防止电击。可以在外部电容710中反映保护电路713的寄生电容，如图7所示。
此外，参考图7，根据本公开的一个实施例，开关电路720将到RF通信电路740的路径与朝向电容型传感器760的路径分开。例如，当主感测垫711a用作传感器时，处理器770可以控制开关电路720，使得保护电路713与偏移补偿电路751相连。此外，当主感测垫711a用作金属天线时，处理器770可以控制开关电路720使得保护电路713与阻抗匹配电路730相连。当如图7所示地配置该电路时，可以减少构成内部电容750的寄生电容设备的数量。
图8是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图。参考图8，电子设备包括感测垫单元811(包括主感测垫811a、第一子感测垫811b和第二子感测垫811c)、连接电路812、开关电路820、保护电路831、干扰保护电路832、阻抗匹配电路833、偏移补偿电路834、RF通信电路840、电容型传感器850和处理器860。
主感测垫811a直接与连接电路812相连，且所述第一子感测垫811b和第二子感测垫811c与主感测垫811a分隔开预置间隔。感测垫单元811和连接电路812形成外部电容810。保护电路831、干扰保护电路832、阻抗匹配电路833和偏移补偿电路834可以形成内部电容830。
根据本公开的实施例，包括在外部电容810中的连接电路812以及包括在内部电容830中的保护电路831可以通过开关电路820彼此连接/断开连接。例如，可以根据处理器860的控制信号，接通/断开开关电路820。
为了清楚和简洁，本文将省略对图8中与图5或6的相应元件执行相同或相似功能的元件的描述。
参考图8，根据本公开的一个实施例，干扰保护电路832被放置在保护电路831和阻抗匹配电路833之间，使得可以防止由于RF电路和传感器电路之间的信号干扰引起的噪声信号。
例如，当将主感测垫811a用作传感器时通过开关电路820和保护电路831向偏移补偿电路834和电容型传感器850引入的传感器信号以及当将主感测垫811a用作天线时通过开关电路820和保护电路831向阻抗匹配电路833和RF通信电路840引入的RF信号彼此分离，从而消除了它们之间的干扰。根据本公开的一个实施例，可以通过具有过滤或阻挡特定频带的特性的设备(诸如，电感器、磁珠(bead)等)来产生干扰保护电路832。
图9是示出了根据本公开实施例的电子设备的配置示例的框图。
参考图9，电子设备包括感测垫单元911(包括主感测垫911a、第一子感测垫911b和第二子感测垫911c)、连接电路912、开关电路920、保护电路931、偏移补偿电路932、电容型传感器940和处理器950。
主感测垫911a直接与连接电路912相连，且所述第一子感测垫911b和第二子感测垫911c与主感测垫911a分隔开预置间隔。感测垫单元911和连接电路912形成外部电容910。此外，保护电路931和偏移补偿电路932形成内部电容930。
根据本公开的实施例，包括在外部电容910中的连接电路912以及包括在内部电容930中的保护电路931可以通过开关电路920彼此连接/断开连接。例如，可以根据处理器950的控制信号，接通/断开开关电路920。
为了清楚和简洁，本文将省略对图9中与图5或6的上述元件执行相同或相似功能的元件的描述。
参考图9，根据本公开的一个实施例，当电子设备被实现为可穿戴设备的形式时，主感测垫911a可以仅用作感测垫，而不用作天线。如上所述，当需要对电容型传感器940的校准时，处理器950可以通过控制经由开关电路920接通/断开外部电容910和内部电容930之间的连接，来确定内部电容930或外部电容910；且可以基于所确定的内部电容930或外部电容910确定用于确定触摸的阈值。
在下文中，将参考图10详细描述处理器660、770、860和950分别控制上述电路中的开关电路620、720、820和920的条件和状况的实施例。
图10是示出了根据本公开实施例的开关电路的操作安排的示意图。参考图10，对开关电路的接通/断开时间点的触发可以根据RF通信电路是否与感测垫相连而改变。
例如，当RF电路与感测垫相连时，用户设备和基站之间的空闲周期可以影响对开关电路的接通/断开时间的触发。根据本公开的一个实施例，开关电路的接通/断开时间点配合RF电路的接通/断开时间点，使得当RF电路关闭时或当RF电路进入睡眠模式时可以接通开关电路。此外，当再次接通RF电路时或当RF电路进入空闲模式时，可以断开开关电路。
由于当根据RF电路的每个空闲/睡眠周期来执行开关电路的接通/断开时电流消耗较高，因此还可以根据持续较长时间间隔的单独周期来接通/断开开关电路。
此外，根据本公开的一个实施例，在未与RF电路相连的可穿戴设备的情况下，开关电路的接通/断开时间点可以配合处理器的接通/断开时间点，而不是RF电路的接通/断开时间点。
此外，根据本公开的一个实施例，可以根据是否开启/关闭屏幕，来确定对开关电路的接通/断开时间点的触发。例如，可以当开启处理器时接通开关电路，且可以当关闭处理器时断开开关电路，且如上所述，可以测量内部电容并对其进行补偿。
在下表3和4中表示根据本公开实施例的上述操作安排的示例。表3对应于如图6至图8所示地提供RF电路的本公开的实施例，且表4对应于如图9所示地不提供RF电路的本公开的实施例。
表3
表4
在下文中，将参考图11到图19来描述在电子设备、可穿戴设备等中实现上述电子电路的元件的本公开的实施例。
可以将如上所述的感测垫单元或感测垫配置为各种形状，且感测垫中的每一个可以与电子设备的接地部相连。
根据如下所述的本公开的一个实施例，可以通过使用电子设备的外部外壳来配置感测垫，或可以将感测垫配置为在电子设备内部的FPCB的形状，其中所述FPCB靠近电子设备的外部外壳。当通过使用外壳的一部分配置感测垫时，可以存在多个连接电路，且可以通过多个连接电路中的至少一个将感测垫与接地部相连。
图11是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图。
参考图11，电子设备的外壳的一部分包括金属天线，且所述外壳包括主感测垫1101a、第一子感测垫1101b以及第二子感测垫1101c。子感测垫1101b和1101c中的每一个可以与主感测垫1101a相隔开预置间隔(例如，耦合区域)。此外，根据本公开的一个实施例，介电质可以夹在主感测垫1101a与子感测垫1101b和1101c中的每一个之间。下文所述的图11的电路配置可以与图5的框图相对应。
连接电路1110、开关电路1120、保护电路1130、阻抗匹配电路1140、偏移补偿电路1150、RF通信电路1160和电容型传感器1170设置在外壳的内部中。主感测垫1101a通过连接电路1110与开关电路1120相连。可以根据处理器的控制信号，接通/断开经由开关电路1120的连接。设置在外壳中的电路可以实现在PCB上。
在图11中，包括在金属外壳中的主感测垫1101a可以通过连接电路1110与内部组件电连接。此外，根据本发明的一个实施例，感测垫1101a、1101b和1101c可以被配置为FPCB的形状，且可以通过诸如焊料、连接器等的连接电路耦接到PCB。
如上所述，开关电路1120的一端可以通过连接电路1110直接连接到主感测垫1101a，且开关电路1120的另一端可以与其他电路组件相连。
图12是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图。
参考图12，电子设备的外壳的一部分包括金属天线，且所述外壳的至少一部分包括主感测垫1201a、第一子感测垫1201b以及第二子感测垫1201c。子感测垫1201b和1201c中的每一个可以与主感测垫1201a相隔开预置间隔(例如，耦合区域)。此外，根据本公开的一个实施例，介电质可以夹在主感测垫1201a与子感测垫1201b和1201c中的每一个之间。下文所述的图12的电路配置可以与图6的框图相对应。
连接电路1210、保护电路1220、开关电路1230、阻抗匹配电路1240、偏移补偿电路1250、RF通信电路1260和电容型传感器1270被设置在外壳的内部中。主感测垫1201a通过连接电路1210和保护电路1220与开关电路1230相连。可以根据处理器的控制信号，接通/断开经由开关电路1230的连接。设置在外壳中的电路可以实现在PCB上。
在图12中，包括在金属外壳中的主感测垫1201a可以通过连接电路1210与内部组件电连接。此外，根据本发明的一个实施例，感测垫1101a、1101b和1101c可以配置为FPCB的形状，且可以通过诸如焊料、连接器等的连接电路耦接到PCB。
如上所述，开关电路1230的一端可以通过保护电路1220和连接电路1210直接连接到主感测垫1201a，且开关电路1230的另一端可以与其他电路组件相连。
如图12所示，保护电路1220可以被布置在开关电路1230的输入端。当如图12所示地实现电路配置时，由于位于主感测垫120la和开关电路1230之间的电路组件(例如，保护电路1220)的寄生电容，必须最小化通过电容型传感器1270测量的外部电容的偏差。在本公开的实施例中，可以在偏移值中将由于所述电路组件的电容偏差引起的内部电容反映为最大值，从而提高电容型传感器的准确度。
根据下文所述的本公开的实施例，电路配置可以被划分为PCB和FPCB。例如，处理器和RF通信电路可以配置在PCB上，且剩余电路配置可以配置在FPCB上。
图13是示出了根据本公开实施例的电子设备的组件安装结构的示意图。参考图13，主感测垫1301a、第一子感测垫1301b和第二子感测垫1301c包括在外壳中，且通过感测垫之间的耦合区域1302a和1302b来对感测垫进行彼此区分。
主感测垫1301a通过配置在外壳中的FPCB上的连接电路1380与开关电路1370相连。连接电路1380、开关电路1370、保护电路1360、阻抗匹配电路1350、偏移补偿电路1340和电容型传感器1330可以布置在FPCB上。
偏移补偿电路1340和阻抗匹配电路1350可以与保护电路1360并联。偏移补偿电路1340可以与电容型传感器1330相连，且电容型传感器1330可以与布置在PCB上的处理器1310相连。此外，FPCB可以通过连接器与PCB电路电连接，且阻抗匹配电路1350可以通过RF同轴线缆与布置在PCB上的RF通信电路1320相连。在图13中，至少一个连接电路1380可以与FPCB或PCB的接地部相连，以便产生自电容。
在下文中，参考图14到19描述实现在可穿戴设备(例如，手表式可穿戴设备)中的本公开的实施例。
图14是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。参考图14，无线充电线圈1410、接触垫1420、感测垫1431和接触端子1430可以被配置在可穿戴设备的主体1400的底部上。
图15是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。参考图15，图14所示的感测垫1431可以划分为主感测垫1531a以及第一子感测垫1531b和第二子感测垫1531c。
包括与单个检测通道相连的主感测垫1531a以及与所述主感测垫分隔开预定距离的子感测垫1531b和1531c的感测垫的结构可以是在设计所示的诸如可穿戴设备的微型设备中的最佳结构。由于将可穿戴设备设计为非常小的尺寸以便佩戴在人体上，因此可能难以确保用于安装接触端子或焊料垫的空间，其中接触端子或焊料垫将感测垫与印刷电路板(PCB)电连接。在图15中，这种结构可以通过对它的优化而被安装在可穿戴设备的主体1500中。
参考图15，无线充电线圈1510、接触垫1520和多个感测垫1531a、1531b和1531c被设置在可穿戴设备的主体1500的底部上。
图16是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。参考图16，可以将FPCB 1620安装在可穿戴设备的主体1600中，且可以将其与PCB的接触端子1630相连。多个感测垫可以设置在主体1600的底部上，且可以与作为FPCB的至少一部分的接触垫相接触。窗口装饰1640可以进一步设置在主体1600的底部上。
圆形FPCB的感测垫可以安装在如图16所示的可穿戴设备中，且主感测垫和子感测垫可以形成为彼此相分隔，这使得可以识别用户佩戴所述可穿戴设备的各种状态。通过配置包括主感测垫和至少一个子感测垫的感测垫单元并确定由于触摸、接触或靠近引起的每个感测垫的电容变化，根据本公开的一个实施例，可以确定使可穿戴设备与人体发生接触的点、或使可穿戴设备靠近人体的程度，从而识别用户佩戴所述可穿戴设备的各种状态。
在图16中，圆形FPCB 1620可以包括无线充电线圈、感测垫等，且可以需要多个接触端子(例如，用于无线充电的两个接触端子以及针对电容型传感器的两个接触端子)，以便与PCB连接。
如果每个感测垫与单独的检测通道相连，则接触端子可以需要一个衬垫以便将三个感测垫与接地垫相连，且可以附加地需要两个接触端子。
根据本公开的一个实施例，还可以通过使用如图17到19所示的可穿戴设备的外部金属外观来配置感测垫。图17是示出了考虑到无线充电线圈所在的窗口装饰，将多个分离的感测垫布置在可穿戴设备的主体的边缘上的实施例的示意图，且图18是示出了设计分离的感测垫使得由此可以测量心电图(ECG)信号的实施例的示意图。
图17是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。
参考图17，将无线充电线圈1710和多个感测垫1721a、1721b和1721c布置在可穿戴设备1700的主体的下部。用多个感测垫1721a、1721b和1721c之间的介质空间1730来将所述多个感测垫相互分离。
图18是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。
参考图18，将感测垫1810和1820布置在可穿戴设备1800的主体的下部。用感测垫1810和1820之间的介质空间1830来将所述感测垫相互分离。主感测垫1810位于主体的下部的中心处，且子感测垫1820围绕主感测垫1810。感测垫1810和1820中的至少一个可以被配置为测量ECG信号。
图19是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备的组件安装结构的示意图。
参考图19，可以通过使用可穿戴设备的主体和带状物来配置感测垫，以便识别用户佩戴所述可穿戴设备的各种状态。
例如，无线充电线圈1910和主感测垫1911a可以布置在主体1900的内部。FPCB1930延伸到与主体1900的相对侧相连的带状物，其中无线充电线圈1910和主感测垫1911a布置在所述主体1900中。例如，FPCB 1930在主体1900与带状物彼此相连的主体1900的部分上具有延伸垫1920b和1920c，且子感测垫1911b和1911c分别布置在FPCB 1930的相对侧的带状物延伸区域1930b和1930c中。当如上所述地将感测垫1911b和1911c配置在带状部上时，所述产品可以配置为FPCB 1930的形状，其中考虑到柔性特性，将延伸垫1920b和1920c插入FPCB 1930中。此外，主感测垫1911a通过延伸垫1920b和1920c与子感测垫1911b和1911c中的每一个分隔开预定距离。
当根据本公开的一个实施例通过使用主感测垫和至少一个子感测垫来配置感测垫单元时，必须根据电子设备(例如，可穿戴设备)中的可用安装空间，高效地设计感测垫的区域以及它们之间的间隔。
此外，与主感测垫不同，子感测垫不直接与电路相连，而是使用与主感测垫的耦合现象。因此，可以在主感测垫和子感测垫之间形成预定的关系。
主感测垫和子感测垫可以具有预定平面并在至少一个相同层内具有最小的横截面面积，且可以基于以下所述的关系式，来分析感测垫之间的关系。
参考图20描述针对在主感测垫和子感测垫上的触摸事件的寄生电容，此后，参考图21和22描述针对相应触摸事件的等效电路。
图20是示出了根据本公开实施例的针对感测垫的寄生电容的示意图。
参考图20，主感测垫2011a通过开关电路2020与电容型传感器2030直接相连。此外，至少一个子感测垫2011b被布置为与主感测垫2011a相隔开预置距离。例如，耦合电容2012可以通过预定耦合形成在主感测垫2011a和子感测垫2011b之间。
如果用户触摸主感测垫2011a，则可以计算如图21所示的等效电路，且如果用户触摸子感测垫2011b，则可以计算如图22所示的等效电路。
图21是根据本公开实施例的寄生电容的等效电路图。
参考图21，当用户触摸图20的电路中的主感测垫2011a时，可以根据下式(1)通过由用户手指引起的电容2111(Cf)、由主感测垫引起的电容2112(CP1)、由子感测垫引起的电容2113(CP2)和由两个感测垫之间形成的耦合引起的耦合电容2114(Cc)，来计算由电容型传感器2120测量的总寄生电容Ctotal。
图22是根据本公开实施例的寄生电容的等效电路图。参考图22，当用户触摸图20的电路中的子感测垫2011b时，可以根据下式(2)通过由用户手指引起的电容2213(Cf)、由主感测垫引起的电容2211(CP1)、由子感测垫引起的电容2212(CP2)和由两个感测垫之间形成的耦合引起的耦合电容2214(Cc)，来计算由电容型传感器2220测量的主寄生电容Ctotal。
参考上式(1)和(2)，即使多个感测垫没有与电路相连，仍可以根据电容变化确定已在其上检测到触摸的感测垫。在下文中，描述本公开的更具体实施例。
例如，可以通过针对使用式(1)和(2)的每个寄生电容替换特定值，来分析主感测垫和子感测垫之间的关系。在根据本公开的一个实施例的以下示例中，由主感测垫引起的寄生电容和由手指引起的寄生电容分别具有恒定值CP1＝155和Cf＝3。通过调整剩余寄生电容CP2和Cc，来描述所述关系，如下表5所示。
表5
当表5中的增量＝|缺省值-总上限|高于电容型传感器噪声水平(极限＝0.2pF)时，可以识别是否检测到触摸或握持。因此，在表5的Cf＝Cp2＝Cc的状态下，可以识别是否在每个感测垫上检测到触摸或握持。
下表6列出了在不同情况下的触摸或握持检测结果。
表6
可以根据下式(3)来设置通过上表6中的公式的感测垫的设计条件。
Cp1＞＞CP2，Cf≥CP2，Cf≤Cc………(3)
参考式(3)，针对Cf≤Cc，可以设计主感测垫和子感测垫之间的间隔，使得在能够产生耦合的距离内感测垫紧密地彼此靠近，且针对Cf≥CP2，可以将子感测垫设计为线条形，其中子感测垫的平面面积小于主感测垫的面积。
图23是示出了根据本公开实施例的可穿戴设备中的感测垫的设计结构的示意图。
参考图23，主感测垫2311a和多个子感测垫2311b和2311c可以在可穿戴设备中配置为圆形。
主感测垫2311a与电容型传感器2320相连，且子感测垫2311b和2311c与主感测垫2311a分隔开预置距离。如图所示，感测垫彼此分隔开，使得可以在相邻的感测垫之间产生耦合电容2312a、2312b和2312c。
根据下式(4)和(5)来配置主感测垫2311a的电容CP1、子感测垫2311b和2311c的电容CP2和CP3以及感测垫之间的耦合电容Cc1、Cc2和Cc3。
Cp1＞＞CP2或CP3，Cf≥CP2或CP3，Cf≤Cc1或Cc2………(4)
当满足上式(4)的条件时，将不同条件(例如下式(5))用于确定触摸输入的位置。
CP2≠CP3或Cc1≠Cc2≠Cc3………(5)
图24是示出了根据本公开实施例的在电子设备中确定触摸的方法的流程图。
参考图24，在步骤2402，通过处理器检测电子设备的状态改变。根据本公开的一个实施例，可以响应于电子设备的状态改变，通过处理器接通/断开经由开关提供的连接。
例如，当在步骤2404中确定电子设备处于去激活状态时，在步骤2406处理器将所述开关控制为断开。当在步骤2408中驱动电容型传感器时，在步骤2410中检测内部电容。
在步骤2412，基于检测到的内部电容存储偏移值，从而可以执行针对电容型传感器的校准。
当在步骤2404确定电子设备未处于去激活状态时，在步骤2414处理器控制接通所述开关，并在步骤2416确定电容差以便确定是否检测到触摸。
如上所述，根据本公开的实施例，可以通过控制开关电路，经由电容型传感器来测量内部电容和外部电容。可以响应于通过测量内部电容和外部电容获得的结果，执行预置功能。预置功能可以包括如上所述地基于是否检测到触摸，来更新偏移值和阈值，且可以包括计算内部电容和外部电容之差并确定是否检测到用户的触摸或握持。
图25是示出了根据本公开实施例的在电子设备中确定触摸的方法的流程图。
参考图25，在步骤2502，识别电子设备的状态。当在步骤2504中确定电子设备的状态与睡眠事件相对应时，在步骤2506，断开经由开关提供的连接。当断开经由开关提供的连接时，在步骤2508测量内部电容，并在步骤2510更新偏移值和阈值。
在步骤2512，电子设备被去激活，且当在步骤2514中发生唤醒事件时，电子设备在步骤2516再次被重新激活。
当在步骤2504中确定电子设备的状态不与睡眠事件相对应时，或当在步骤2514中发生唤醒事件时，在步骤2516中电子设备被重新激活，且在步骤2518中接通经由所述开关提供的连接。在步骤2520中计算电容差，并在步骤2522，基于计算出的电容差，确定是否检测到触摸或握持。
在下文中，将参考图26和图27来描述根据本公开实施例的电子设备和可穿戴设备的示例。
图26是根据本公开实施例的电子设备2601的框图。电子设备2601可以包括例如图5到9所示的电子设备的全部或一部分。电子设备2601包括至少一个应用处理器(AP)2610、通信模块2620、订户标识模块(SIM)卡2624、存储器2630、传感器模块2640、输入设备2650、显示器2660、接口2670、音频模块2680、相机模块2691、功率管理模块2695、电池2696、指示器2697和电机2698。
AP 2610可以通过驱动例如操作系统或应用程序来控制与其相连的多个硬件或软件元件，且可以执行各种数据处理和计算。AP 2610可以被具体实现为例如片上系统(SoC)。根据本公开的实施例，AP 2610还可以包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器。AP2610还可以包括图26所示的其他元件中的至少一部分(例如，蜂窝模块2621)。AP 2610可以将从至少一个其他元件(例如，非易失性存储器)接收到的指令或数据加载在易失性存储器中，以便处理所加载的指令或数据，并将各种类型的数据存储在非易失性存储器中。
通信模块2620可以具有与通信接口的配置相同或相似的配置。通信模块2620包括例如蜂窝模块2621、Wi-Fi模块2623、BT模块2625、GPS模块2627、NFC模块2628和射频(RF)模块2629。
蜂窝模块2621可以提供例如通过通信网络的语音呼叫、视频呼叫、文本消息服务、互联网服务等。根据本公开的实施例，蜂窝模块2621可以通过使用订户标识模块卡2624来在通信网络中识别和认证电子设备2601。蜂窝模块2621可以执行AP 2610提供的功能中的至少一些。根据本公开的实施例，蜂窝模块2621可以包括通信处理器(CP)。
Wi-Fi模块2623、BT模块2625、GPS模块2627和NFC模块2628可以包括例如用于处理通过对应模块发送/接收的数据的处理器。根据本公开的一个实施例，蜂窝模块2621、Wi-Fi模块2623、BT模块2625、GPS模块2627和NFC模块2628中的两个或更多个可以包含在一个集成芯片(IC)或IC封装中。
RF模块2629可以发送/接收例如通信信号(例如，RF信号)。RF模块2629可以包括例如收发机、功率放大模块(PAM)、频率滤波器、低噪声放大器(LNA)、天线等。根据本公开的另一实施例，蜂窝模块2621、Wi-Fi模块2623、BT模块2625、GPS模块2627和NFC模块2628中的至少一个可以通过单独的RF模块来发送/接收RF信号。
SIM卡2624可以是包括订户标识模块和/或嵌入式SIM的卡，且可以包括唯一标识信息(例如，集成电路卡标识符(ICCID))或订户信息(例如，国际移动订户标识(IMSI))。
存储器2630包括例如内部存储器2632和外部存储器2634。内部存储器2632可以例如包括以下至少一项：易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)等)和非易失性存储器(例如，一次性可编程只读存储器(OTPROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、掩模ROM、闪存ROM、闪存(例如，NAND闪存、NOR闪存等)、硬盘驱动器和固态驱动器(SSD))。
外部存储器2634还可以包括闪存驱动器，例如，紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、微型安全数字(微型-SD)、迷你型安全数字(迷你-SD)、极限数字(xD)、存储棒等。外部存储器2634可以通过各种接口与电子设备2601功能连接和/或物理连接。
传感器模块2640可以例如测量物理量或检测电子设备2601的操作状态，并且可以将测量的或检测的信息转换为电信号。传感器模块2640包括例如手势传感器2640A、陀螺传感器2640B、气压传感器2640C、磁传感器2640D、加速度传感器2640E、握持传感器2640F、接近传感器2640G、颜色传感器2460H(例如，红、绿、蓝(RGB)传感器)、生物识别传感器2640I、温度/湿度传感器2640J、照度传感器2640K和紫外(UV)传感器2640M。附加地或备选地，传感器模块2640可以包括例如电子鼻传感器、肌电图(EMG)传感器、脑电图(EEG)传感器、ECG传感器、IR传感器、虹膜扫描仪和/或指纹传感器。传感器模块2640还可以包括用于控制其中包括的至少一个传感器的控制电路。根据本公开的一个实施例，电子设备2601还可以包括作为AP 2610的一部分或与AP 2610分离的元件被配置为控制传感器模块2610的处理器，并且当AP 2610处于睡眠状态时，电子设备2601可以控制传感器模块2640。
输入设备2650可以包括例如触摸面板2652、(数字)笔传感器2654、按键2656或超声输入设备2658。触摸面板2652可以使用例如电容型、电阻型、红外型和超声型中的至少一种。此外，触摸面板2652还可以包括控制电路。触摸面板2652还可以包括触觉层，以便向用户提供触觉反应。
(数字)笔传感器2654可以是例如触摸面板的一部分，或可以包括单独的识别片。按键2656可以包括例如物理按钮、光学按键或键区。超声输入设备2658可以通过经由产生超声信号的输入工具利用电子设备2601中的麦克风2880检测声波来识别数据。
显示器2660包括面板2662、全息设备2664或投影仪2666。面板2662可以被具体实现为例如是柔性的、透明的或可穿戴的。面板2662还可以与触摸面板2652一起被配置为单个模块。全息设备2664可以通过使用光的干涉在空中示出立体图像。投影仪2666可以将光投影到屏幕上以便显示图像。例如，屏幕可以布置在电子设备2601的内部或外部。根据本公开的实施例，显示器2660还可以包括用于控制面板2662、全息设备2664或投影仪2666的控制电路。
接口2670包括例如高清多媒体接口(HDMI)2672、通用串行总线(USB)2674、光学接口2676、或D-超小型(D-sub)2678。接口2670可以包括例如移动高清链路(MHL)接口、安全数字(SD)卡/多媒体卡(MMC)接口或红外数据协会(IrDA)接口。
音频模块2680将声音转换为电信号，反之亦然。音频模块2680的至少一些元件可以处理通过例如扬声器2682、接收机2684、耳机2686、麦克风2688等输入或输出的语音信息。
相机模块2691可以例如捕获静止图像或运动图像，且根据一个实施例，相机模块2691可以包括一个或多个图像传感器(例如，前置传感器或后置传感器)、镜头、图像信号处理器(ISP)、或闪光灯(例如，LED或氙灯)。
功率管理模块2695可以管理例如电子设备2601的电力。根据本公开的实施例，功率管理模块2695可以包括功率管理集成电路(PMIC)、充电器集成电路(IC)、或电池表。PMIC可以采用有线和/或无线充电方案。无线充电方法的示例可以包括例如磁谐振方法、磁感应方法、电磁波方法等。还可以包括用于无线充电的附加电路(例如，线圈环路、谐振电路、整流器等)。电池表2696可以测量例如电池2696的剩余量和充电电压、电流或温度。例如，电池2696可以包括可再充电电池和/或太阳能电池。
指示器2697可以指示电子设备2601或其部件(例如，AP 2610)的特定状态，例如，引导状态、消息状态、充电状态等。电机2698可以将电信号转换为机械振动，并可以产生振动或触觉效果。尽管未示出，但是电子设备2601可以包括用于支持移动TV的处理设备(例如GPU)。用于支持移动TV的处理设备可以根据数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播(DVB)、媒体流等的标准来处理媒体数据。
根据本公开的电子设备的每个组件可以由一个或多个组件来实现，且相应组件的名称可以根据电子设备的类型而改变。在多种实施例中，电子设备可以包括上述元件中的至少一个元件。电子设备可以省略上述元件中的一些，或电子设备还可以包括附加元件。此外，根据本公开的一个实施例的电子设备的组件中的一些可以被组合以形成单个实体，且由此可以等同地执行相应元件在组合之前的功能。
图27是根据本公开实施例的程序模块2710的框图。根据一个实施例，程序模块2710可以包括控制与电子设备(例如，图5到9的电子设备)相关的资源的操作系统(OS)和/或在所述操作系统上驱动的各种应用。操作系统可以是例如Android、iOS、Windows、Symbian、Tizen、Bada等。
程序模块2710包括例如内核2720、中间件2730、应用编程接口(API)2760和/或应用2770。程序模块2710的至少一部分可以预先加载到电子设备中或者可以从服务器(例如，服务器106)下载。
内核2720包括例如系统资源管理器2721或设备驱动器2723。系统资源管理器2721可以控制、分配或收集系统资源。根据本公开的一个实施例，系统资源管理器2721可以包括进程管理单元、存储器管理单元、文件系统管理单元等。设备驱动器2723可以包括例如显示器驱动器、相机驱动器、蓝牙驱动器、共享存储器驱动器、USB驱动器、键区驱动器、Wi-Fi驱动器、音频驱动器或进程间通信(IPC)驱动器。
中间件2730可以例如提供应用2770共同需要的功能，或者可以通过API 2760向应用2770提供各种功能，使得应用2760可以高效地使用电子设备内的有限系统资源。根据本公开的实施例，中间件2730(例如，中间件143)可以包括以下至少一项：运行时间库2735、应用管理器2741、窗口管理器2742、多媒体管理器2743、资源管理器2744、功率管理器2745、数据库管理器2746、数据包管理器2747、连接管理器2748、通知管理器2749、位置管理器2750、图形管理器2751和安全管理器2752。
运行时间库2735可以包括例如由编译器用来在执行应用2770期间通过编程语言来添加新功能的库模块。运行时间库2735可以执行输入/输出管理、存储器管理、或算术函数的功能。
应用管理器2741可以管理例如至少一个应用2770的生命周期。窗口管理器2742可以管理在屏幕上使用的GUI资源。多媒体管理器2743可以识别用于再现各种媒体文件所需的格式，并可以使用适于相关格式的编解码器对媒体文件进行编码或解码。资源管理器2744可以管理至少一个应用2770的资源，如源代码、内存、存储空间等。
功率管理器2745可以与例如基本输入/输出系统(BIOS)一同操作，以便管理电池或电源，并可以提供用于操作电子设备所需的功率信息。数据库管理器2746可以产生、搜索或改变将被至少一个应用2770使用的数据库。数据包管理器2747可以管理以数据包文件格式分布的应用的安装或更新。
连接管理器2748可以管理诸如Wi-Fi、蓝牙等的无线连接。通知管理器2749可以以不干扰方式向用户显示或通知诸如接收的消息、预约、接近通知等的事件。位置管理器2750可以管理电子设备的位置信息。图形管理器2751可以管理将向用户提供的图形效果以及与图形效果相关的用户界面。安全管理器2752可以提供用于系统安全或用户认证所需的各种安全功能。根据本公开的一个实施例，当电子设备具有电话呼叫功能时，中间件2730还可以包括电话管理器，其用于管理电子设备的语音或视频呼叫功能。
中间件2730可以包括中间件模块，其中所述中间件模块形成上述元件的各种功能的组合。中间件2730可以提供根据操作系统的类型而特殊化的模块，以便提供差异化的功能。此外，中间件2730可以动态地移除现有元件中的一些，或可以添加新元件。
作为API编程功能的集合的API 2760可以根据操作系统包括不同配置。例如，当Android或iOS运行作为电子设备的操作系统时，可以向每个平台提供一个API集合，当Tizen作为操作系统时，可以向每个平台提供两个或更多个API集合。
应用2770可以包括提供如下功能的一个或多个应用：主页2771、拨号盘2772、SMS/MMS 2773、即时消息(IM)2774、浏览器2775、相机2776、闹钟2777、联系人2778、语音拨号2779、电子邮件2780、日历2781、媒体播放器2782、相簿2783、时钟2784、健康护理(例如，测量运动量或血糖)或提供环境信息(例如，提供气压、湿度或温度信息)等。
根据本公开的一个实施例，应用2770可以包括支持电子设备和外部电子设备之间的信息交换的应用(在下文中被称为“信息交换应用”)。信息交换应用可以包括例如用于向外部电子设备发送预定信息的通知中继应用、或用于管理外部电子设备的设备管理应用。
例如，通知中继应用可以包括将从电子设备的其他应用(例如，SMS/MMS应用、电子邮件应用、医疗保健应用和环境信息应用)产生的通知信息传送给外部电子设备的功能。另外，通知中继应用从外部电子设备接收例如通知信息，并且可以将接收到的通知信息提供给用户。例如，设备管理应用可以管理(例如，安装、删除或更新)与电子设备通信的外部电子设备的至少一个功能(例如，开启/关闭外部电子设备自身(或其一些组件)的功能、或调整显示器的亮度(或分辨率)的功能)、在外部电子设备中操作的应用、或由外部电子设备提供的服务(例如，电话呼叫服务或消息服务)。
根据本公开的一个实施例，应用2770可以包括根据外部电子设备的属性(例如，电子设备的属性，诸如与移动医疗设备对应的电子设备的类型)规定的应用(例如医疗保健应用)。应用2770可包括从外部电子设备接收的应用。应用2770可以包括预加载的应用或可以从服务器下载的第三方应用。所示出的本公开的实施例的程序模块2710的组件的名称可以根据操作系统的类型而变化。
根据本公开的实施例，程序模块2710的至少一部分可以用软件、固件、硬件或其中的两个或更多个的组合来实现。程序模块2710中的至少一些可以由例如处理器(例如，AP2610)来实现(例如，执行)。程序模块2710中的至少一些可以包括例如用于执行一个或多个功能的模块、程序、例程、指令集、进程等。
本文所使用的术语“模块”或“功能单元”可以例如意味着包括硬件、软件和固件之一或者其中两种或更多种的组合在内的单元。术语“模块”可以与例如术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”互换使用。术语“模块”和“功能单元”可以是指集成组件元件的最小单元或其一部分。模块可以是用于执行一个或多个功能的最小单元或其一部分。可以机械地或电子地实现“模块”或“功能单元”。例如，根据本公开的一个实施例的“模块”或“功能单元”可以包括以下至少一项：已知的或将来研发的专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和用于执行操作的可编程逻辑器件。
根据本公开的实施例，可以通过以编程模块形式存储在计算机可读存储介质中的命令，来实现根据本公开的设备中的至少一些(例如，模块或其功能)或方法中的至少一些(例如，操作)。当由处理器(例如，处理器560、660、770、860、950)执行指令时，该指令可以使一个或多个处理器执行与该指令相对应的功能。所述计算机可读存储介质可以例如是存储器。
计算机可读记录介质可以包括硬盘、软盘、磁介质(例如，磁带)、光学介质(例如，紧凑盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光介质(例如，光磁软盘)、硬件设备(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存)等。此外，程序指令可以包括能够在计算机中使用译码器执行的高级语言代码以及由编译器生成的机器代码。上述硬件设备可以被配置为作为一个或多个软件模块进行操作以执行本公开的操作，反之亦然。
根据本公开实施例的模块或编程模块中的任意一个可以包括至少一个上述元件，可以不包括某些上述元件，或者还可以包括其他附加元件。根据本公开实施例的模块、编程模块或其他元件执行的操作可以通过顺序、并行、重复或启发式方法执行。此外，一些操作可以根据另一顺序来执行或者可以省略，或者可以增加其他操作。
根据本公开的一个实施例的电子设备可以包括：至少一个感测垫，其由导电材料形成；电容型传感器，通过经由感测垫确定的值来感测对象对感测垫的触摸或接近；开关电路，连接在感测垫和电容型传感器之间；以及处理器，根据预置条件接通/断开经由开关电路提供的连接。
根据本公开的一个实施例的电子设备和在电子设备中确定触摸的方法可以通过在可穿戴设备中使用自电容测量方法来提供低功率的佩戴识别功能。
此外，根据本公开的一个实施例的电子设备和在电子设备中确定触摸的方法可以通过使用单个检测通道的感测垫结构，来改善可穿戴设备中的组件安装效率。
此外，根据本公开的一个实施例的电子设备和在电子设备中确定触摸的方法可以通过经由感测垫结构测量整个电容来提供识别佩戴可穿戴设备的各种状态的功能，其中在所述感测垫结构中，主感测垫和子感测垫彼此分离。
尽管已经参考本公开的某些实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的范围和精神的前提下，可以对这些实施例进行多种形式和细节上的修改。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
外壳，包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及围绕所述第一表面和所述第二表面之间的空间的至少一部分的侧表面；
射频RF通信电路，布置在所述外壳中；
第一导电件，布置在所述外壳中；
开关电路，布置在所述外壳中；
传感器，通过所述开关电路与所述第一导电件电连接并配置为检测外部对象与所述第一导电件的接触和接近中的至少一个；
处理器，与所述RF通信电路、所述开关电路和所述传感器电连接；以及
存储器，与所述处理器电连接，
其中所述存储器存储指令，当执行所述指令时，所述指令允许处理器确定所述电子设备的至少一部分是否已被激活，并且通过使用所述开关电路，在所述电子设备的至少一部分被去激活时提供将所述传感器和所述第一导电件彼此电分离的第一状态以及在所述电子设备的至少一部分被激活时提供将所述传感器和所述第一导电件彼此电连接的第二状态。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器通过使用所述传感器在所述第一状态下获取第一数据并在所述第二状态下获取第二数据。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器至少部分地基于所述第一数据和所述第二数据来确定用户的身体是否接触或几乎接触所述第一导电件。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器当所述第一数据和所述第二数据之差超过阈值时确定用户的身体接触或几乎接触所述第一导电件，并且当所述第一数据和所述第二数据之差小于阈值时确定所述用户的身体没有接触且没有几乎接触所述第一导电件。
5.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器至少部分地基于所述第一数据来校正所述第二数据且至少部分地基于校正后的第二数据来确定用户的身体是否接触或几乎接触所述第一导电件。
6.根据权利要求5所述的电子设备，还包括：
偏移补偿电路，电连接在所述开关电路和所述传感器之间并配置为存储所述第一数据的至少一部分，
其中所述指令允许所述处理器通过使用所述偏移补偿电路来校正所述第二数据。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述电路配置为基于通过所述导电件检测到的所述电子设备的环境温度来校正外来物质的温度。
8.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
第二导电件，与所述第一导电件绝缘。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，在所述第一导电件和所述第二导电件之间形成的电容Cc、在用户的身体和所述第一导电件和/或所述第二导电件之间形成的电容Cf、在所述第一导电件中形成的寄生电容CP1、以及在所述第二导电件中形成的寄生电容CP2满足以下至少一个关系：CP1＞CP2、Cf≥≥CP2并且Cf≤≤Cc。
10.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：
第三导电件，与所述第一导电件和所述第二导电件绝缘。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，在所述第一导电件和所述第二导电件之间形成的电容Cc1、在所述第一导电件和所述第三导电件之间形成的电容Cc2、在所述第二导电件和所述第三导电件之间形成的电容Cc3、在用户的身体和所述第一导电件、所述第二导电件和/或所述第三导电件之间形成的电容Cf、在所述第一导电件中形成的寄生电容CP1、在所述第二导电件中形成的寄生电容CP2以及在所述第三导电件中形成的寄生电容CP3满足以下至少一个关系：CP1＞CP2或CP3、Cf≥≥CP2或CP3、Cf≤≤Cc1或Cc2、CP2≠CP3、或Cc1≠Cc2≠Cc3。
12.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
印刷电路板，布置在所述外壳中；以及
连接件，电连接在所述第一导电件和所述印刷电路板之间。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中，所述RF通信电路、所述传感器、所述开关电路、所述处理器和所述存储器中的至少一个布置在所述印刷电路板上。
14.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
保护电路，电连接在所述印刷电路板和所述第一导电件之间并配置为截断向所述天线辐射器施加的并被引导到所述印刷电路板中的静电的至少一部分。
15.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述开关电路包括至少一个晶体管，且配置为基于向所述至少一个晶体管施加的至少一个信号，执行开关操作。
16.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述传感器配置为基于从所述传感器产生的并经由所述第一导电件返回到所述传感器的信号，检测在所述第一导电件和外部对象之间形成的电容的变化。
17.一种电子设备，包括：
外壳，包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及围绕所述第一表面和所述第二表面之间的空间的至少一部分的侧表面；
射频RF通信电路，布置在所述外壳中；
天线辐射器，形成所述第一表面、所述第二表面和所述侧表面中的至少一个的至少一部分，并与所述RF通信电路电连接；
传感器，配置为检测外部对象是否与所述天线辐射器接触或几乎接触；
开关电路，包括与所述天线辐射器电连接的第一端子以及与所述传感器电连接的第二端子；
处理器，与所述传感器和所述开关电路电连接；以及
存储器，与所述处理器电连接，
其中所述存储器存储指令，当执行所述指令时，所述指令允许所述处理器在所述天线辐射器和所述传感器通过所述开关电路彼此电连接时从所述传感器接收第一测量值以及在所述天线辐射器和所述传感器通过所述开关电路彼此电分离时从所述传感器接收第二测量值。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器将所述第二测量值至少临时存储在所述存储器中。
19.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述指令允许所述处理器通过使用所述第一测量值和所述第二测量值来确定所述外部对象是否接触或几乎接触所述天线辐射器。
20.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述RF通信电路包括阻抗匹配电路，且所述阻抗匹配电路与所述开关电路的所述第二端子电连接。
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