TWI602406B

TWI602406B - 通訊裝置

Info

Publication number: TWI602406B
Application number: TW105122887A
Authority: TW
Inventors: 周祐邦
Original assignee: 晶鈦國際電子股份有限公司
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2017-10-11
Also published as: US20180026364A1; TW201810972A

Description

通訊裝置

本揭示內容是關於一種通訊裝置，且特別是有關於一種可判斷與接近物體之間相對位置的通訊裝置。

通訊裝置可透過天線發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電訊號。然而，無線電訊號容易受到外界環境(例如人體或其他電子裝置)影響運作效能。以行動式電子裝置(例如手機)為例，使用者使用行動式電子裝置時，由於不同手勢而偶爾有部分特定應用情境會降低行動式電子裝置內部天線的效能。因此，如何有效地偵測不同手勢，是相關技術人員亟需解決的一項課題。

本揭示內容是提供一種通訊裝置，其包含第一感測電極、感測處理單元、射頻單元、第一天線與第二天線。射頻單元、第一天線與第二天線耦接感測處理單元。射頻單元用以產生射頻訊號。第一感測電極用以當物體靠近通訊裝置時，感測第一電容值。感測處理單元用以依據第一電容值產生物體與通訊裝置之相對位置訊號。感測處理單元更用以根據相對位置訊號控制第一天線與第二天線其中一者發送射頻訊號。

於本揭示內容的一實施例中，其中感測處理單元更用以根據相對位置訊號改變第一天線與第二天線其中一者之饋入點位置。

於本揭示內容的一實施例中，感測處理單元更用以接收系統訊號，並根據系統訊號與相對位置訊號控制第一天線與第二天線其中一者發送射頻訊號。

於本揭示內容的一實施例中，感測處理單元更用以根據系統訊號與相對位置訊號產生邏輯訊號，並根據邏輯訊號控制第一天線與第二天線發送射頻訊號其中一者。

於本揭示內容的一實施例中，感測處理單元更用以根據邏輯訊號改變第一天線與第二天線其中一者之饋入點位置。

於本揭示內容的一實施例中，系統訊號表示通訊裝置連接之系統操作於高頻帶、低頻帶或特定頻帶。

於本揭示內容的一實施例中，相對位置訊號包含第一位置訊號與第二位置訊號。感測處理單元包含電容性感測器與射頻開關。電容性感測器用以根據第一電容值產生計數訊號，在計數訊號低於門檻值的情形下產生第一位置訊號，並且在計數訊號不低於門檻值的情形下產生第二位置訊號。射頻開關用以根據相對位置訊號切換第一天線與第二天線其中一者以發送射頻訊號。

於本揭示內容的一實施例中，感測處理單元更用以傳送相對位置訊號至系統。系統用以根據相對位置訊號控制顯示單元顯示第一使用者介面或第二使用者介面。

於本揭示內容的一實施例中，通訊裝置更包含第二感測電極。第二感測電極耦接感測處理單元並用以當物體靠近通訊裝置時，感測第二電容值。

於本揭示內容的一實施例中，感測處理單元更用以傳送第一電容值與第二電容值至系統。系統用以利用第一電容值與第二電容值查詢資料庫產生生理參數值。

於本揭示內容的一實施例中，第一感測電極更用以發送射頻訊號。

綜上所述，本揭示內容得以感測電極判斷物體與通訊裝置的相對位置，並依據相對位置改善天線效能以及顯示易於操作的使用者介面。此外，本揭示內容也可量測目前使用者的生理參數。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本揭示內容之技術方案提供更進一步的解釋。

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100、200、300、400‧‧‧通訊裝置

110、212‧‧‧感測電極

120、820‧‧‧感測處理單元

130‧‧‧射頻單元

141、142、441、442‧‧‧天線

222‧‧‧邏輯電路

250‧‧‧顯示單元

260‧‧‧資料庫

270‧‧‧系統

412、414‧‧‧位置

4411、4412、4421、4422‧‧‧饋入點

4413、4423‧‧‧接地端

Avg‧‧‧平均計數值

Th‧‧‧門檻值

Ss‧‧‧系統訊號

Sp‧‧‧相對位置訊號

Sl‧‧‧邏輯訊號

Sc‧‧‧計數訊號

600、700‧‧‧使用者介面

610、710‧‧‧圖示

822‧‧‧電容性感測器

824‧‧‧射頻開關

為了讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係說明本揭示內容一實施例之通訊裝置示意圖；第2圖係說明本揭示內容一實施例之通訊裝置示意圖；第3圖係說明本揭示內容一實施例之通訊裝置示意圖；第4圖係說明本揭示內容一實施例之通訊裝置示意圖；第5圖係說明本揭示內容之計數訊號與相對位置訊號示意圖；第6圖係說明本揭示內容一實施例之使用者介面示意圖；第7圖係說明本揭示內容一實施例之使用者介面示意圖；以及第8圖係說明本揭示內容一實施例之感測處理單元示意圖。

為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備，可參照附圖及以下所述之各種實施例。但所提供之實施例並非用以限制本揭示內容所涵蓋的範圍；步驟的描述亦非用以限制其執行之順序，任何由重新組合，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示內容所涵蓋的範圍。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則「一」與「該」可泛指單一個或複數個。將進一步理解的是，本文中所使用之「包含」、「包括」、「具有」及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其他特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。

另外，關於本文中所使用之「耦接」及「連接」，均可指二或多個元件相互直接作實體接觸或電性接觸，相互間接作實體接觸或電性接觸，而「耦接」還可指二或多個元件相互操作或動作。

請參考第1圖。第1圖係說明本揭示內容一實施例之通訊裝置100示意圖。通訊裝置100可以是任何具通訊功能之可攜式、穿戴式或手持式電子產品，如手機、平板電腦(Tablet personal computer，Tablet PC)、無線存取點設備等。如第1圖所示，在本實施例中，通訊裝置100包含感測電極110、感測處理單元120、射頻單元130、天線141與天線142。射頻單元130、天線141與天線142均耦接至感測處理單元120。感測電極110用以當物體(例如人體)靠近通訊裝置100時，感測第一電容值C1。舉例而言，感測電極110具有原始電容值，當物體靠近感測電極110產生額外的寄生電容值，此時的感測電極110具有上述的第一電容值C1。

感測處理單元120用以依據第一電容值C1產生物體與通訊裝置100之相對位置訊號。具體而言，當物體越靠近感測電極110，則感測到的第一電容值C1較高。相反地，當物體距離感測電極110越遠，則感測到的第一電容值C1較低。因此，感測處理單元120可依據感測到的第一電容值C1來判斷物體與感測電極110的距離關係。由於感測電極110於通訊裝置100內設置的位置是固定的，於是感測處理單元120可依據物體與感測電極110的距離關係來判斷物體與通訊裝置100的相對位置，並產生相對位置訊號。

如此一來，通訊裝置100可透過感應電極110 感測的第一電容值C1來判斷物體與通訊裝置100的相對位置。

射頻單元130用以產生射頻訊號。感測處理單元120更用以根據相對位置訊號控制天線141與天線142其中一者發送射頻訊號。天線141與天線142可設置於通訊裝置100內的不同位置，因此可在天線141、142其中一者效能不佳的情況下切換至另一天線以發送射頻訊號。因此，當相對位置訊號表示物體與通訊裝置100的相對位置將導致訊號不佳時，感測處理單元120控制位於不同位置的天線141或天線142發送射頻訊號以有效地解決訊號不佳的問題。

於另一實施例中，感測處理單元120可用以根據相對位置訊號改變天線141與天線142其中一者的饋入點位置以解決上述由於物體與通訊裝置100的相對位置所導致的訊號不佳問題。

為了進一步說明相對位置訊號的應用。請參考第2、3圖。第2、3圖係說明本揭示內容一些實施例之通訊裝置200、300示意圖。通訊裝置200架構與通訊裝置100大致上相同，除了耦接至感測處理單元120的感測電極212與邏輯電路222。

於一實施例中，感測處理單元120更用以接收系統270的系統訊號Ss。系統270發送系統訊號Ss至感測處理單元120以表示系統270操作於高頻帶、低頻帶或特定頻帶(例如長期演進技術(Long term evolution，LTE)頻帶B7、B17)，但本揭示內容不以此為限。接著，感測處理單元120根據系統訊號Ss與相對位置訊號Sp控制天線141或天線142發送射頻單元130產生的射頻訊號。

於進一步的實施例中，邏輯電路222更用以根據系統訊號Ss與相對位置訊號Sp產生邏輯訊號Sl，並且感測處理單元120根據邏輯訊號Sl控制天線141或天線142發送射頻訊號。須注意到的是，邏輯電路222與感測處理單元120可獨立設置於通訊裝置200內，或者邏輯電路222也可整合於感測處理單元120內，本揭示內容不以此為限。換言之，在邏輯電路222整合於感測處理單元120內的情況下，感測處理單元120更用以根據系統訊號Ss與相對位置訊號Sp產生上述邏輯訊號Sl，並且根據邏輯訊號Sl控制天線141或天線142發送射頻訊號。

於另一實施例中，感測處理單元120可用以根據邏輯訊號改變天線141與天線142其中一者的饋入點位置以解決上述由於物體與通訊裝置100的相對位置所導致的訊號不佳問題。

於一實施例中，通訊裝置300架構與通訊裝置100大致上相同，除了耦接至感測處理單元120的感測電極212。感測處理單元120直接根據相對位置訊號Sp控制天線141或天線142發送射頻單元130產生的射頻訊號。

請參考第4圖，舉例而言，系統270操作於低頻帶，並且使用者左手持通訊裝置400靠近頭部的情形下，天線442具有效能不佳的問題。於本實施例中，系統270操作於高頻帶的情形下系統訊號Ss為1，系統270操作於低頻帶的情形下系統訊號Ss為0。在感測電極110設置於位置412的情況下，當使用者以較接近感測電極110的手勢拿通訊裝置400(例如左手持通訊裝置400)靠近頭部時，則感測處理單元120產生相對位置訊號Sp(例如0)。當使用者以較不接近感測電極110的手勢拿通訊裝置400(例如右手持通訊裝置400)靠近頭部時，則感測處理單元120產生相對位置訊號Sp(例如1)。如表一所示，感測處理單元120的邏輯電路222根據系統訊號Ss與相對位置訊號Sp經過邏輯運算(例如反及閘(NAND)運算)產生邏輯訊號Sl。於一實施例中，在邏輯訊號Sl為0的情形下，感測處理單元120控制天線442發送射頻訊號；而在邏輯訊號Sl為1的情形下(亦即系統270操作於低頻帶，並且使用者左手持通訊裝置400靠近頭部)，感測處理單元120控制天線441發送射頻訊號。

如此一來，通訊裝置400可透過切換天線441發送射頻訊號以有效改善天線442在特定情況(例如系統270操作於低頻帶，並且使用者左手持通訊裝置400靠近頭部的情形)效能不佳的問題。依據實際需求，感測處理單元 120進行的邏輯運算可以是其他邏輯運算(不限定為反及閘運算)以達到在不同條件下切換天線的效果。感測電極110不限於設置在位置412，亦可設置於位置414或通訊裝置400的其他位置以達到感測不同相對位置的效果。同樣地，天線441、442的位置亦不限於第4圖所例示的數目與位置。

或者，於另一實施例中，感測處理單元120可用以根據相對位置訊號Sp與系統訊號Ss改變天線441與天線442其中一者的饋入點位置以解決上述由於物體與通訊裝置100的相對位置所導致的訊號不佳問題。具體而言，請參考第4圖。感測處理單元120(或邏輯單元222)可根據相對位置訊號Sp與系統訊號Ss產生邏輯訊號(例如00、01、10、11)，並根據邏輯訊號改變天線441與天線442其中一者的饋入點位置。如第4圖所示，天線441包含接地端4413與饋入點4411、4412，天線442包含接地端4423與饋入點4421、4422。舉例而言，當邏輯訊號為第一邏輯訊號(例如00)時，感測處理單元120可透過開關(例如射頻開關)切換至天線441的饋入點4411。或者，當邏輯訊號為第二邏輯訊號(例如01)時，感測處理單元120可透過開關(例如射頻開關)切換至天線441的饋入點4412。當邏輯訊號為第三邏輯訊號(例如10)時，感測處理單元120可透過開關(例如射頻開關)切換至天線442的饋入點4421。或者，當邏輯訊號為第四邏輯訊號(例如11)時，感測處理單元120可透過開關(例如射頻開關)切換至天線442的饋入點4422。須注意到的是，依據實際需求，饋入點4411、4412、4421、 4422與接地端4413、4423的數目與位置亦不限於第4圖所例示的位置。

如此一來，通訊裝置400可透過切換不同天線441、442且/或不同饋入點4411、4412、4421、4422以具有較佳的天線效能。

於一實施例中，由於相對位置訊號Sp可反映使用者透過左手或右手握持通訊裝置200、300，感測處理單元120可傳送相對位置訊號Sp至系統270。因此，系統270可根據相對位置訊號Sp控制顯示單元250顯示不同使用者介面。舉例而言，在使用者左手持通訊裝置200、300的情形下，系統270根據相對位置訊號Sp(例如第一位置訊號)控制顯示單元250顯示便於左手操作的第一使用者介面(如第6圖使用者介面600所示)，因此使用者可方便地用左手點選應用程式的圖示610。另一方面，當使用者右手持通訊裝置200、300的情形下，系統270根據相對位置訊號Sp(例如第二位置訊號)控制顯示單元250顯示便於右手操作的第二使用者介面(如第7圖使用者介面700所示)，因此使用者可方便地用右手點選應用程式的圖示710。相較於先前技術，感測處理單元120根據相對位置訊號Sp控制顯示單元250顯示的使用者介面600與使用者介面700更加方便操作。

為了說明感測處理單元120依據第一電容值C1產生相對位置訊號Sp的方式，於一實施例中，感測處理單元120包含電容性感測器。電容性感測器可根據第一電容值 C1輸出計數訊號Sc(亦即電容性感測器內的電阻電容電路充放電次數的計數值)。於本實施例中，當第一電容值C1增加，計數訊號Sc降低。因此，感測處理單元120可依據計數訊號Sc的變化反映出第一電容值C1的變化，進而反映出物體與感測電極110的接近程度。舉例而言，請參考第5圖，計數訊號Sc隨時間變化曲線如第5圖所示，其中Avg表示沒有任何物體接近感測電極110時的平均計數值，Th表示門檻值。當計數訊號Sc低於門檻值Th，則計數器電路產生的相對位置訊號Sp為第一位置訊號(例如邏輯低準位)；而當計數訊號Sc不低於門檻值Th，則計數器電路產生的相對位置訊號Sp為第二位置訊號(例如邏輯高準位)。使用者可透過決定門檻值Th來彈性調整物體與感測電極110相對位置的判斷條件。

於一實施例中，通訊裝置200、300可包含感測電極212，感測電極212耦接感測處理單元120。感測電極110與感測電極212可設置於通訊裝置內的不同位置，例如第4圖所示的位置412、414。當使用者雙手分別接近感測電極110與感測電極212時，感測電極110與感測電極212分別感測第一電容值C1與第二電容值C2。由於不同生理條件(例如不同體脂率)的使用者靠近感測電極110與感測電極212感測的第一電容值C1與第二電容值C2不盡相同，因此感測處理單元120可用以將第一電容值C1與第二電容值C2傳送至系統270。於是，系統270用以利用該第一電容值C1與第二電容值C2產生使用者的生理參數值(例如體脂率)。具體而言，感測處理單元120可在使用者靠近感測電極110與感測電極212之前偵測感測電極110與感測電極212的原始電容值C10、C20，並傳送至系統270。系統270於是根據第一電容值C1與第二電容值C2計算出電容變化值△C1、△C2(亦即第一電容值C1減去原始電容值C10，第二電容值C2減去原始電容值C20)。接著，系統270利用計算出的電容變化值△C1、△C2查詢資料庫中關於不同生理參數(例如體脂率)對應的電容變化值△C1、△C2，產生目前使用者的生理參數值。於一實施例中，系統270可控制顯示單元250顯示生理參數值。

於一實施例中，感測電極110(且/或感測電極212)可作為天線，用以發送射頻訊號(例如高頻帶訊號、無線保真(WiFi)訊號或全球定位系統(Global positioning system，GPS)訊號)。舉例而言，射頻單元130(例如WiFi射頻單元)可耦接感測電極110(且/或感測電極212)以發送射頻(例如WiFi)訊號(例如2.4GHz、5GHz頻帶)。或者，天線141、142可發送低頻帶(例如850MHz、900MHz頻帶)、中頻帶(例如1800MHz、1900MHz頻帶)的射頻訊號，而感測電極110(且/或感測電極212)可耦合產生其他頻帶(例如2100MHz、2600MHz頻帶)的射頻訊號。因此，通訊裝置100、200不需外加接收器或感測器，以達到節省製作成本以及增加天線的面積。

實作上，感測處理單元120可包含感測電路、微處理器(Microprocessor)、電容性感測器、射頻開關。

請參考第8圖。於一實施例中，感測處理單元820包含電容性感測器822與射頻開關824。電容性感測器822以上述方式產生相對位置訊號Sp。射頻開關824用以根據相對位置訊號Sp切換第一天線141與第二天線142其中一者以發送射頻訊號。或者，於另一實施例中，射頻開關824用以根據相對位置訊號Sp與系統訊號Ss切換第一天線141與第二天線142其中一者以發送射頻訊號。

如此一來，本揭示內容的通訊裝置可感測電極判斷物體與通訊裝置的相對位置，並依據相對位置改善天線效能以及顯示易於操作的使用者介面。此外，本揭示內容也可量測目前使用者的生理參數。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧通訊裝置

110‧‧‧感測電極

120‧‧‧感測處理單元

130‧‧‧射頻單元

141、142‧‧‧天線

Claims

一種通訊裝置，其中該通訊裝置係設置於一系統上，包含：一第一感測電極，用以當一物體靠近該通訊裝置時，感測一第一電容值；一感測處理單元，用以依據該第一電容值產生該物體與該通訊裝置之一相對位置訊號，以及接收一該系統所傳送的一系統訊號，其中該系統訊號表示該系統操作的一頻帶；一射頻單元，耦接該感測處理單元並用以產生一射頻訊號；一第一天線，耦接該感測處理單元；以及一第二天線，耦接該感測處理單元；其中該感測處理單元更用以根據該系統訊號與該相對位置訊號控制該第一天線與該第二天線其中一者發送該射頻訊號。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以根據該相對位置訊號改變該第一天線與該第二天線其中一者之一饋入點位置。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以根據該系統訊號與該相對位置訊號改變該第一天線與該第二天線其中一者之一饋入點位置。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以根據該系統訊號與該相對位置訊號產生一邏輯訊號，並根據該邏輯訊號控制該第一天線與該第二天線其中一者發送該射頻訊號。
如請求項4所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以根據該邏輯訊號改變該第一天線與該第二天線其中一者之一饋入點位置。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該系統訊號表示該通訊裝置連接之一系統操作於高頻帶、低頻帶或一特定頻帶。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該相對位置訊號包含一第一位置訊號與一第二位置訊號，該感測處理單元包含：一電容性感測器，用以根據該第一電容值產生一計數訊號，在該計數訊號低於一門檻值的情形下產生該第一位置訊號，並且在該計數訊號不低於該門檻值的情形下產生該第二位置訊號；以及一射頻開關，用以根據該相對位置訊號切換該第一天線與該第二天線其中一者以發送該射頻訊號。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以傳送該相對位置訊號至一系統，該系統用以根據該相對位置訊號控制一顯示單元顯示一第一使用者介面或一第二使用者介面。
如請求項1所述之通訊裝置，更包含：一第二感測電極，耦接該感測處理單元並用以當一物體靠近該通訊裝置時，感測一第二電容值。
如請求項9所述之通訊裝置，其中該感測處理單元更用以傳送該第一電容值與該第二電容值至一系統，該系統用以利用該第一電容值與該第二電容值查詢一資料庫以產生該生理參數值。
如請求項1所述之通訊裝置，其中該第一感測電極更用以發送該射頻訊號。