便携式电子设备的制作方法

便携式电子设备的制作方法
【专利摘要】涉及便携式电子设备。具体而言，在便携式电子设备中，提供了温度传感器(1)用于感测便携式电子设备的环境温度(TR)。提供了至少一个其他温度传感器(3)用于感测便携式电子设备内部的温度(TI)。便携式电子设备还包括组件集合(2)，其响应于电能量的消耗在活动状态中辐射热量。校准模块(5)适合于在该集合的至少第一组件的活动状态期间或者响应于该活动状态而进行校准测量，并且适合于响应于校准测量而确定校准参数集合(c1)以用于调整至少一个感测到的内部温度(T1)。提供了补偿器(4)用于依赖于至少感测到的环境温度(TS)和至少一个经调整的感测到的内部温度(c1、T1)来确定补偿环境温度(TA)。
【专利说明】便携式电子设备
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年5月6日递交的欧洲专利申请13002392. 2的优先权，这里通 过引用将该申请的公开内容全部并入。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及便携式电子设备、用于操作便携式电子设备的方法和用于操作便携式 电子设备的计算机程序元件。

【背景技术】
[0004] 希望利用诸如移动电话之类的便携式电子设备或者诸如平板计算机之类的便携 式计算设备来进行对环境温度的精确测量，该便携式电子设备通常包括在操作期间生成热 量的处理器和/或显示器。


【发明内容】

[0005] 根据本发明的第一方面，提供了一种便携式电子设备。
[0006] 该便携式电子设备包括温度传感器，用于感测便携式电子设备周围的环境温度， 该温度传感器通常提供到便携式电子设备的环境的充分耦合，例如通过经由设备的壳体中 的开口或者通过其他装置来暴露于环境。然而，考虑到在一个实施例中可以是移动电话或 便携式电子计算设备的便携式电子设备通常包括在活动状态中消耗电功率并从而释放热 量的组件，例如中央处理单元和/或显示器，所以鉴于从这种组件到温度传感器的热迁移， 温度传感器感测到的环境温度可受到影响。这可导致温度传感器感测到的温度不再反映真 实环境温度，而是反映受到设备的自发热干扰的真实环境温度。
[0007] 因此，本便携式电子设备包括至少一个其他温度传感器，用于感测便携式电子设 备内部的温度。这种一个或多个其他温度传感器可被布置在便携式电子设备的外壳的内 部，并且例如在指定的组件的温度应被感测的情况下可提供到此组件的良好热耦合。例如， 在设备的中央处理单元的温度应被这种其他温度传感器感测的情况下，可优选这个其他温 度传感器被布置得靠近中央处理单元，并且可能可作为电阻性温度传感器被集成到包含中 央处理单元的芯片中。例如，在设备的可再充电电池的温度应被另一温度传感器感测的情 况下，可优选这个另一温度传感器被布置得靠近电池，包括到电池的充分热耦合。然而，在 其他实施例中，一个或多个其他温度传感器可被布置在便携式电子设备的外壳中，而不被 具体指派给热辐射组件，而是可布置在电路板上的某一位置。因此，一个或多个其他温度传 感器可感测设备内的不同位置处的温度。
[0008] 此外，本便携式电子设备包括补偿器，用于确定补偿环境温度，该补偿环境温度优 选更好地反映了真实环境温度。这个补偿环境温度表示基于由温度传感器提供的感测到的 环境温度并且通过考虑到设备的由至少一个其他温度传感器感测到的至少一个热释放电 子组件生成的热量而对真实环境温度的估计。结果，感测到的环境温度优选可由如下温度 值来校正：该温度值是由于从对象组件生成并从其传送到温度传感器的热量引起的。结果， 可依赖于感测到的环境温度和一个或多个感测到的内部温度来确定补偿环境温度。在优选 实施例中，补偿器包括补偿模型，用于对热量对经由一个或多个热路径传播到用于感测环 境温度的温度传感器和对感测到的内部温度的影响进行建模。
[0009] 然而，这种便携式电子设备中使用的一个或多个其他温度传感器可能不一定提供 正确的内部温度，而是可受到偏移或其他制造、电路相关或老化效应的影响。因此，优选对 这一个或多个其他温度传感器进行校准。这可通过校准模块来实现，该校准模块优选被实 现为要在便携式电子设备的中央处理单元上执行的软件。校准模块适合于在集合的至少第 一组件的活动状态期间或响应于该活动状态而进行校准测量。因此，设想在至少第一组件 活动一即消耗电功率并辐射热量一的同时进行温度测量。热量或其一部分随后被其他 温度传感器中的一个或多个测量。可优选出于校准目的对一个或多个内部温度的测量不是 在激活第一组件之后立即进行的，而是在稍微过一会儿以后进行的，以便可以假定从至少 第一组件辐射的热量已达到或多或少恒定的水平并且已到达一个或多个其他温度传感器 的一个或多个位置。这种状态也被表示为稳定状态。在第一实施例中，温度测量可在从开 始应用负载起至少经过了时间X-例如两秒--之后进行，假定在该时间X内已达到热 量生成和分布的稳定状态。在另一实施例中，进行温度测量的触发可根据感测到的内部温 度。例如，第一组件是中央处理单元，在内部靠近中央处理单元处感测到的温度中要求达到 进行温度测量的限定水平，其中假定了当达到此阈值温度时，就达到了稳定状态。在另一实 施例中，作为根据在至少一个位置处感测到的内部温度来触发温度的附加或替换，根据感 测到的内部温度的历史来触发测量，这可包括评估从向第一组件应用负载开始感测到的内 部温度的动态，包括其斜率。该斜率可用作关于热量生成和分布是否已经在稳定状态中或 者接近稳定状态的指标。在稳定状态中，可以假定感测到的内部温度随着时间的流逝只会 有较小的上升。然而，如果感测到的内部温度的上升超过指示中等上升的阈值，则可以安全 地假定尚未达到稳定状态，这是考虑到在测量位置处热量仍在累积。因此，这些实施例提到 了希望仅在如下时间接受用于校准目的的感测到的温度值：在该时间可以假定由至少第一 组件生成的热量已提升到其期望值、在该处保持稳定并且充分地分布，从而达到接近热稳 定状态的状态。在替换方案中，出于校准目的对一个或多个内部温度的测量可在至少第一 组件已被再次解除激活之后进行，这是考虑到辐射的热量可能不会立即下降。因此，优选在 至少第一组件的活动状态期间或者响应于该活动状态进行校准测量。
[0010] 优选该活动状态不仅辐射任何量的热量，而且辐射限定的热量。限定的热量表现 在一个或多个其他温度传感器的一个或多个位置处的可预测的内部温度中。
[0011] 该集合的一个或多个组件在服从校准策略的校准测量期间可以是活动的。优选 地，组件集合包括设备的如下组件：这些组件在活动并辐射热量时对于感测到的环境温度 具有重大影响，并且另一方面鉴于其重大影响而需要在校准测量期间采取限定的状态。例 如，移动电话或平板计算机的样本集合可包括中央处理单元、储能器、显示器和射频发射单 元。优选此集合的每个组件在校准测量期间处于限定的状态。状态可以至少是活动状态 或非活动状态之一，其中假定在活动状态中，此组件辐射热量，而在非活动状态中，不辐射 (大量）热量。然而，不要求对象组件在非活动状态中不消耗任何电能。例如，组件可处于 非活动睡眠模式中，而不被完全关断。然而，在睡眠模式中，消耗的能量是可忽略的，并且所 产生的热量至少对于环境温度感测没有影响。
[0012] 注意，对于校准测量，一旦恰当地选择了组件集合，就优选该集合的所有组件处于 预定的状态中。该集合的至少一个组件一被标示为第一组件一在校准测量期间处于活 动状态。在集合仅包括一个组件一例如中央处理单元或者储能器一的情况下，这个组 件同时构成在校准测量期间活动的第一组件。然而，在集合中有若干个组件的情况下，仍可 以是在校准测量期间该集合中只有第一组件是活动的，而该集合的其余组件是不活动的。 在此实施例中，可以只是在校准测量期间被切换到活动的组件在该集合中辐射最多热量。 然而，有其他实施例，其中顺序地进行若干个校准测量以便确定校准参数的集合。在第一轮 中可以是中央处理单元活动而其他组件不活动，而在第二轮中显示器活动而其他组件不活 动，等等依此类推。在另一实施例中，在校准测量期间该集合中有多于一个组件同时活动， 例如两个或者甚至该集合的所有组件同时活动。在所有这些实施例中，希望响应于该一个 或多个活动状态提前确定预期一个或多个内部温度或者预期补偿环境温度。
[0013] 在一个实施例中，组件或者至少组件的子集的限定状态受到校准模块的主动影 响。因此，例如，校准模块可以主动控制处于活动状态中的至少第一组件，并且可以解除激 活集合的其他组件。然而，在另一变体中，校准模块可在设备的常规操作期间在某个时间点 检测到集合的所有组件采取适合于进行校准测量或进行校准测量所要求的状态。响应于检 测到这种状态模式，校准模块可以发起校准测量并且取得内部温度值和/或确定补偿环境 温度值。在另一变体中，混合上述两个变体。例如，响应于检测到集合的子集的组件已经采 取适合于进行校准测量或者进行校准测量所要求的状态，使剩余组件的状态进入进行校准 测量所要求的状态中。例如，对于智能电话，该集合可包括组件中央处理单元、储能器、显示 器和射频收发器。在操作期间，可检测到显示器和射频收发器以及储能器非活动，这可被解 释为智能电话当前既未被使用也未被再充电。如果这三个组件的非活动状态是校准测量所 要求的，则可以抓住该机会并且可以向中央处理单元应用由校准引擎发起的限定负载，例 如限定数目的处理。
[0014] 虽然对于一些组件切换到单个可用活动状态中就足够了，但优选向一个或多个对 象组件应用限定的电负载。例如，在第一组件是中央处理单元的情况下，可以发起限定的负 载，其在一个实施例中可以由中央处理单元执行的处理的数目来表示。
[0015] 在优选实施例中，被使得进入活动状态中的组件是集合中的如下组件：其他温度 传感器之一被指定到该组件以用于感测此组件的温度。因此，可以感测此组件辐射的热量 的立即影响，而不需要考虑到一个或多个温度传感器的更远程位置的热量传播。
[0016] 在另一优选实施例中，只在检测到设备当前被再充电时执行校准测量。优选设备 具有用于为设备操作供应能量的可再充电储能器。考虑到在校准测量期间一较高的电负载 被应用到集合的至少第一组件以便辐射较高量的热量，所以校准测量可消耗大量的能量。 如果在储能器未被再充电的同时执行这种校准测量，则在校准测量之后储能器可被放电， 这个状态可能不是用户喜欢的。可优选对包括对象组件的激活在内的校准测量的执行仅在 储能器被再充电期间执行。为此，可以检测设备是否连接到充电线缆或者是否存在充电电 流。
[0017] 校准测量一般可在第一次开始运行设备之后不久执行，和/或在此之后以规律的 间隔执行，和/或当检测到组件中的至少一些的适合状态时执行。
[0018] 校准参数的集合可包括至少一个校准参数，该至少一个校准参数例如可被应用到 感测到的内部温度。该集合可优选包括指定给每个其他温度传感器的校准参数，或者甚至 可包含用于每个其他温度传感器的多个校准参数。在优选实施例中，指定给专用的其他温 度传感器的校准参数可调整由这个其他温度传感器感测到的内部温度，并且在一个实施例 中可与由这个其他温度传感器感测到的内部温度相乘，以使得最终补偿环境温度是依赖于 一个或多个经调整的感测到的内部温度并且依赖于感测到的环境温度来确定的，该感测到 的环境温度当然也可包括由关联的校准参数调整的感测到的环境温度。
[0019] 在一实施例中，响应于一个或多个活动组件在校准测量期间辐射热量，并且利用 设备的对从组件到一个或多个其他温度传感器的一个或多个位置的热通量建模的热模型， 可以提前确定这些位置处的一个或多个预期内部温度，或者可以利用理想温度传感器提前 感测这些位置处的预期内部温度，并将其提供给校准模块。随后可将在校准测量期间或者 响应于校准测量感测到的一个或多个内部温度与一个或多个对象位置处的一个或多个预 期内部温度相比较。用于在给定位置处感测到的内部温度的校准参数可从校准测量期间的 感测到的内部温度与预期内部温度之间的偏离得出。这优选对于每个其他传感器实现。一 个或多个预期内部温度可被存储为环境温度的函数，以便考虑到校准测量可在不同环境温 度下进行。可在校准测量之前感测环境温度，即，没有辐射的过多热量的影响。
[0020] 在另一变体中，优选在校准测量期间由相应的温度传感器测量环境温度。这个测 量受到由至少第一组件辐射的热量的影响。基于感测到的环境温度并且基于可遭受偏移等 等的感测到的内部温度来确定补偿环境温度。此外，利用底层的热模型，基于从至少第一组 件传送到用于感测环境温度的温度传感器的热量来提前确定预期补偿环境温度。因此，对 于给定的负载模式确定的补偿环境温度相对于预期补偿环境温度的偏离允许得出校准参 数。为了增强对校准参数的集合的确定，可依赖于环境温度来记录预期补偿环境温度。然 后，可以根据由相应的温度传感器感测到的环境温度来选择预期补偿环境温度，例如在向 集合的对象组件应用出于校准目的的负载模式之前。
[0021] 优选地，便携式电子设备可以是以下之一：移动电话、特别是智能电话、手持计算 机、电子阅读器、平板计算机、游戏控制器、指点设备、照片或视频相机、计算机外设。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于操作便携式电子设备的方法。该便携式 电子设备包含响应于电能量的消耗在活动状态中辐射热量的组件集合。利用温度传感器感 测便携式电子设备的环境温度。由至少一个其他温度传感器感测便携式电子设备内部的至 少一个温度。进行用于确定用于调整至少一个感测的内部温度的校准参数的集合的校准测 量。校准测量是在集合的至少第一组件的活动状态期间或者响应于该活动状态进行的。依 赖于至少感测的环境温度并且依赖于至少一个经调整的感测的内部温度来确定补偿环境 温度。
[0023] 在优选示例中，经调整的感测的内部温度可如下依赖于感测的内部温度?\和校准 参数cl :
[0024] 经调整的感测的内部温度=Ti+cl*!^
[0025] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于操作便携式电子设备的计算机程序元 件，优选被存储在计算机存储介质上的该计算机程序元件包括用于执行根据本发明的任何 实施例的方法的计算机程序代码装置。
[0026] 其他有利实施例在从属权利要求中以及以下描述中列出。所描述的实施例类似地 涉及设备、方法和计算机程序元件。从实施例的不同组合可产生协同效果，虽然可能不对其 进行详细描述。
[0027] 另外，应当注意，本发明的所有关于方法的实施例可以按所描述的步骤的顺序执 行。然而，这不一定是步骤的唯一必要顺序，而是方法步骤的所有不同顺序都应被包括在权 利要求的范围中并且被方法权利要求所公开。
[0028] 例如，用于校准的温度值可响应于激活至少第一组件而被取得，分别在达到稳定 状态之后不久。然而，在第一组件不是中央处理单元的情况下，通常由中央处理单元进行的 对感测到的温度值的评估可以脱离校准加热进行，以防不希望与第一组件相结合地或者在 第一组件之后不久即接通中央处理单元。取而代之，感测的内部温度值和环境温度值可响 应于其取得而被存储，使得下一次中央处理单元被用户或进程激活时，校准参数的集合随 后可利用中央处理单元基于存储的内部温度值和环境温度值来确定。对于其间的时间，例 如，补偿器可继续利用先前确定的校准参数来工作。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 详细描述参考了本发明的实施例。这种描述参考了附图，其中：
[0030] 图1在图a)中图示出根据本发明的实施例的移动电话，在图b)中图示出关联的 热框图，并且在图c)中图示出关联补偿器，并且
[0031] 图2示出了根据本发明的实施例的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0032] 图la)示出了图示根据本发明的实施例的移动电话的图。移动电话包括温度传感 器1和在移动电话的操作期间生成热量的若干个组件2,例如显示器21。温度传感器1提 供感测到的环境温度T s。
[0033] 温度传感器1本身可不提供真实环境温度Τκ，而是提供偏离真实环境温度Τ κ的感 测到的环境温度1，这是因为干扰内部温度传感器1的设备的自发热。因此，针对此效应对 集成的温度传感器1的信号进行补偿。补偿器优选使用用于感测设备内部的温度1\的一个 或多个其他温度传感器3的信息，这些其他温度传感器3之一在图la)中描绘。这种其他 温度传感器3感测对象位置处的温度，并且这样就适宜用于确定例如由布置在其他温度传 感器3附近的组件生成的热量对于由温度传感器1感测到的环境温度的影响。然而，其他 温度传感器3也可能不提供真实内部温度?\，而是偏离真实内部温度?\的感测到的内部温 度!\，这例如是由于偏移或其他漂移效应引起的。除了一个或多个感测到的内部温度?\以 夕卜，与组件2中的一个或多个消耗的功率有关的信息可充当补偿模型的输入。另外，随着时 间向温度传感器1的热传播也可被反映在热补偿模型中，使得可从感测到的环境温度中补 偿其影响。总之，希望便携式电子设备通过确定补偿环境温度Τ Α来估计真实环境温度Τκ。
[0034] 在图lb)中，示出了图la)的移动电话的"热"框图，其中生成热量的组件2通过 热路径HP连接到温度传感器1并连接到彼此，热通量在热路径HP上传播。优选地，在温度 传感器1处可确定传播到温度传感器1的这种热通量并通过补偿器4来对其进行补偿，如 图lc)中所示。补偿器4可以是由硬件、软件或两者的组合表示的实体，其接收感测到的环 境温度Ts、感测到的内部温度?\和与被识别为在对感测到的环境温度Ts的影响中最至关重 要的三个组件2的功率消耗有关的信息ΡρΡ2、Ρ3。补偿器4在其输出处提供补偿环境温度 TA。校准模块被示意性地称为5。
[0035] -般地，补偿器4可利用移动设备的动态热模型，例如如图lb)中所示。动态热模 型在数学上可由微分方程组来描述。该模型在一个实施例中可包括一个或多个并且优选是 最相关的热源，并且在另一实施例中额外地包括一个或多个并且优选是最相关的热导，并 且在另一实施例中额外地包括一个或多个并且优选是最相关的热容，而且其包括与环境良 好耦合的温度传感器，并且其可包括在移动设备中可得的一个或多个可选的温度传感器。
[0036] 随后可利用以下的式1)作为补偿器4来从这些输入估计补偿环境温度TA :

【权利要求】
1. 一种便携式电子设备，包括： 温度传感器（1)，用于感测所述便携式电子设备的环境温度（τκ)， 至少一个其他温度传感器（3)，用于感测所述便携式电子设备内部的温度（Τι)， 组件集合（2)，响应于电能量的消耗在活动状态中辐射热量， 校准模块（5),适合于在所述集合的至少第一组件的活动状态期间或者响应于该活动 状态而进行校准测量，并且适合于响应于所述校准测量而确定校准参数集合（cl)以用于 调整至少一个感测到的内部温度0\)，以及 补偿器（4)，用于依赖于至少感测到的环境温度（Ts)和至少一个经调整的感测到的内 部温度（cl、?\)来确定补偿环境温度（TA)。
2. 根据权利要求1所述的便携式电子设备， 其中，所述校准模块（5)适合于向所述集合的至少所述第一组件应用限定的电负载以 便进行所述校准测量。
3. 根据权利要求1所述的便携式电子设备， 包括可再充电储能器，用于向所述便携式电子设备供应能量， 其中，所述校准模块（5)适合于检测所述储能器的再充电过程作为进行所述校准测量 的先决条件。
4. 根据前述权利要求中的任何一项所述的便携式电子设备， 其中，所述组件集合（2)包括以下各项中的一个或多个或者所有：中央处理单元、储能 器、显示器（31)、射频发射单元以及全球定位单元。
5. 根据权利要求1所述的便携式电子设备， 其中，所述组件集合（2)至少包括中央处理单元，并且 其中，所述校准模块（5)适合于向所述中央处理单元应用限定的电负载以便进行所述 校准测量。
6. 根据权利要求1所述的便携式电子设备， 其中，所述至少一个其他温度传感器（3)被布置用于感测所述集合的指定组件的温 度，并且 其中，所述校准模块（5)适合于向所述第一组件应用限定的电负载以便进行所述校准 测量。
7. -种用于操作便携式电子设备的方法，该便携式电子设备包含响应于电能量的消耗 在活动状态中福射热量的组件集合（2),该方法包括： 利用温度传感器（1)感测所述便携式电子设备的环境温度（Τκ)， 由至少一个其他温度传感器（3)感测所述便携式电子设备内部的至少一个温度（Τι)， 进行用于确定用于调整至少一个感测到的内部温度0\)的校准参数的集合（cl)的校 准测量， 在所述集合的至少第一组件的活动状态期间或者响应于该活动状态而进行所述校准 测量，以及 依赖于至少感测到的环境温度（Ts)并且依赖于至少一个经调整的感测到的内部温度 (cl、I\)来确定补偿环境温度（TA)。
8. 根据权利要求7所述的方法， 其中，所述校准测量仅在所述便携式电子设备的可再充电储能器的再充电过程期间进 行。
9. 根据权利要求7所述的方法， 其中，向所述集合的至少所述第一组件应用限定的电负载以便进行所述校准测量。
10. 根据权利要求7所述的方法， 其中，所述集合包括至少两个组件（2)，并且 其中，向所述集合的第一组件应用限定的电负载并且不向所述集合的其他组件应用负 载，以便进行所述校准测量。
11. 根据权利要求7所述的方法， 其中，所述集合至少包括中央处理单元、显示器（21)和射频收发器，并且 其中，向所述中央处理单元应用限定的电负载并且不向所述显示器（21)和所述射频 收发器应用负载，以便进行所述校准测量。
12. 根据权利要求7所述的方法， 其中，所述组件集合（2)至少包括所述便携式电子设备的可再充电储能器，并且 其中，向所述储能器应用限定的电负载以便进行所述校准测量。
13. 根据权利要求7所述的方法，包括 检测所述组件集合（2)的适合于进行所述校准测量的状态，以及 响应于检测到适合的状态，进行所述校准测量。
14. 根据权利要求7所述的方法，包括： 检测所述组件集合的子集的适合于进行所述校准测量的状态，以及 使除所述子集中的组件以外的组件进入适合于进行所述校准测量的状态。
15. 根据前述权利要求7至14中的任何一项所述的方法， 其中，所述集合的至少一个校准参数（cl)是依赖于补偿环境温度确定的，所述补偿温 度依赖于在所述校准测量期间感测到的环境温度（Ts)并且依赖于在所述校准测量期间感 测到的至少一个内部温度0\)。
16. 根据权利要求15所述的方法， 其中，所述集合的至少一个校准参数（cl)是依赖于所确定的补偿环境温度相对于预 期补偿环境温度的偏离来确定的。
17. 根据前述权利要求7至14中的任何一项所述的方法， 其中，所述集合的至少一个校准参数（cl)是依赖于在所述校准测量期间感测到的内 部温度0\)来确定的。
18. 根据权利要求17所述的方法， 其中，所述至少一个校准参数（cl)是依赖于在所述校准测量期间感测到的内部温度 0\)相对于预期的内部温度的偏离来确定的。
19. 一种用于操作便携式电子设备的计算机程序元件，包括当在所述便携式电子设备 的中央处理单元上执行时用于实现根据权利要求7的方法的计算机程序代码装置。
【文档编号】G01K1/20GK104142184SQ201410187127
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2013年5月6日
【发明者】D·尼德尔伯格, A·萨克蒂, D·波尼 申请人:盛思锐股份公司