用于电容性手柄的方法和系统与流程

本公开总体上涉及用于响应于接近传感器的电容变化而激活手持设备的方法和系统。

背景技术：

已经开发了手持电子设备以促进各种活动，包括通信和家庭活动，诸如家庭护理、食物准备和个人护理。这些手持电子设备或合并具有主体部分的手持组件的电子设备(包括智能电话、厨房用具、家庭护理设备、牙刷、牙线、剃须刀、皮肤清洁器等)使用电力来驱动移动部件，诸如电机或振荡器，以在操作会话期间增强设备的电力。手持电子设备还使用电力来驱动一个或多个集成传感器，这些传感器获取关于操作会话的数据。然后，该数据可以用于向用户提供关于设备的操作的反馈，和/或在相同或后续操作会话中改进设备的功能。

然而，这些手持电子设备具有若干限制。最重要的是，这些设备在操作会话期间会消耗大量电力。虽然希望具有消耗尽可能少的电力的设备，但是这些设备通常需要频繁的再充电以便为操作会话做好准备。结果，这些手持电子设备不能处于恒定激活状态，并且因此需要用户主动开启设备。

因此，本领域一直需要一种能够在没有用户输入的情况下激活设备同时最小化由设备消耗的电力量的方法和设备。

技术实现要素：

本公开涉及用于响应于接近传感器的电容变化而激活手持电子设备的创造性的方法和系统。应用于手持电子设备，本发明的方法和系统能够在用户的手接近设备时自动激活手持电子设备，而不是响应于设备的直接用户激活来激活手持电子设备。手持电子设备包括接近传感器，当用户的手接近设备时，接近传感器检测电容的变化。接近传感器响应于电容的变化向设备发送信号而激活。手持电子设备还包括校准机构，该校准机构被配置为在预定时间量之后将接近传感器重新校准到新的电容，从而使得设备能够适应新的外部环境或影响接近传感器的环境。该校准机构防止手持电子设备进行虚假激活，从而进一步节省了电力。

通常，在一个方面，提供了一种用于激活手持电子设备的方法。该方法包括步骤：(i)提供包括主体部分和接近传感器的手持电子设备，接近传感器包括电容器；(ii)经由电容器确定接近传感器的基准电容；(iii)在接近目标对象接触主体部分之前，经由电容器检测接近目标对象，其中接近目标对象将接近传感器的电容增加到第一电容；(iv)将第一电容与基准电容进行比较；以及(v)如果第一电容超过基准电容，则激活手持电子设备。

根据一个实施例，接近传感器包括被配置为增加接近传感器的灵敏度的导电组件。根据一个实施例，导电组件是手持电子设备的金属框架。根据一个实施例，导电组件是手持电子设备的天线。

根据一个实施例，接近传感器包括被配置为将电容器传感器电连接到导电组件的导电连接器。

根据一个实施例，手持电子设备在目标对象接触手持电子设备之前被激活。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：在预定时间段之后利用新的基准电容来校准接近传感器。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：如果手持电子设备是活动的，则停用校准协议。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：将第一电容与预定阈值进行比较，其中手持电子设备仅在第一电容超过预定阈值的情况下才被激活。

根据一个方面，提供了一种手持电子设备或具有手持主体部分的电子设备。该设备包括：包括接近传感器的主体部分，接近传感器包括电容器；以及控制器，该控制器被配置为：(i)经由电容器确定接近传感器的基准电容；(ii)在接近目标对象接触主体部分之前，经由电容器检测接近目标对象，其中接近目标对象将接近传感器的电容增加到第一电容；(iii)将第一电容与基准电容进行比较；以及(iv)如果第一电容超过基准电容，则激活手持电子设备。

根据一个方面，提供了一种用于激活手持电子设备的方法。该方法包括以下步骤：(i)提供包括主体部分和接近传感器的手持电子设备，其中接近传感器包括电容器；(ii)经由电容器确定接近传感器的基准电容；(iii)在预定时间段之后，利用新的基准电容校准接近传感器；(iv)在接近目标对象接触主体部分之前，经由电容器检测接近目标对象，其中接近目标对象将接近传感器的电容增加到第一电容；(v)将第一电容与基准电容进行比较；(vi)将第一电容与预定阈值进行比较；以及(vii)如果第一电容超过预定阈值，则激活手持电子设备，其中手持电子设备在目标对象接触手持电子设备之前被激活。

应当理解，前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合(假定这样的概念不相互矛盾)被认为是本文中公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开的结尾的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文中公开的发明主题的一部分。

参考下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得很清楚并且得以阐明。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在不同视图中通常指代相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1是根据一个实施例的手持电子设备的示意图。

图2是根据一个实施例的手持电子设备的示意图。

图3是根据一个实施例的手持电子设备的示意图。

图4是根据一个实施例的手持电子设备的示意图。

图5是根据一个实施例的用于激活手持电子设备的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了手持电子设备或具有带主体的手持组件的电子设备的各种实施例，其包括接近传感器以使得能够响应于用户的手接近设备而激活设备。更一般地，申请人已经认识并且理解，提供一种在用户到达设备时自动激活而不是等待直接用户激活的设备将是有益的。因此，本文中描述或以其他方式设想的方法和系统提供了一种包括接近传感器的手持电子设备，该接近传感器检测电容的变化并且响应于由用户的接近的手产生的电容变化而自动激活该设备。根据一个实施例，手持电子设备包括校准机构，该校准机构被配置为在预定时间量之后将接近传感器重新校准为新的电容，从而使得设备能够适应新的周围环境或影响接近传感器的环境。

本文中公开或以其他方式设想的实施例和实现可以与任何电子设备一起使用，包括但不限于个人护理设备、家庭护理设备、家用电器和手持通信设备。合适的设备的示例包括电动牙刷、口腔冲洗器、剃须刀、皮肤清洁器、手持式厨房混合器、智能蜂窝电话、或者任何其他手持电子设备或具有手持组件的电子设备。然而，本公开不限于这些列举的设备，并且因此本公开和本文中公开的实施例可以包含任何电子设备。

参考图1，在一个实施例中，提供了一种包括主体部分12的手持电子设备10。根据一个实施例，主体部分12可以包括电机22、电磁体、或被配置为生成设备10的至少一部分的操作或移动的其他驱动器。例如，在牙刷的情况下，电机22驱动刷头构件的振动。在剃须刀的情况下，电机22驱动一个或多个叶片的振动。在厨房用具的情况下，电机22驱动诸如混合器装置、电动刀片或其他组件等装置。在没有电机22的其他实施例中，手持电子设备10包括诸如电池等电子组件。

主体部分12还可以设置有用户输入26以激活和停用设备。用户输入26允许用户操作手持电子设备10，例如打开和关闭设备。用户输入26可以是例如按钮、触摸屏或开关。

根据一个实施例，手持电子设备10可以包括控制器30。控制器30可以由一个或多个模块形成，并且可以被配置为响应于诸如经由用户输入26获取的输入或从接近传感器获取的输入等输入而操作手持电子设备10，如本文所述。例如，控制器30可以包括至少处理器32、存储器34和连接模块36。处理器32可以采用任何合适的形式，包括但不限于微控制器、多个微控制器、电路装置、单个处理器、或多个处理器。存储器34可以采用任何合适的形式，包括非易失性存储器和/或ram。非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、硬盘驱动器(hdd)或固态驱动器(ssd)。存储器除了其他之外还可以存储操作系统。ram由处理器用来临时存储数据。根据一个实施例，操作系统可以包含代码，该代码在由控制器30执行时控制手持电子设备10的硬件组件的操作。根据一个实施例，连接模块36传输所收集的数据，并且可以是能够传输有线或无线信号的任何模块、设备或装置，包括但不限于wi-fi、bluetooth、近场通信和/或蜂窝模块。

根据一个实施例，手持电子设备10可以包括一个或多个传感器28。传感器28在图1中被示出为在主体部分12内，但是可以位于设备内的任何位置。一个或多个传感器可以包括例如加速度计、陀螺仪、磁力计、压力传感器、相机、光电池、可见光传感器、近红外传感器、无线电波传感器、和/或被配置为在操作会话期间和/或之间生成数据的各种其他传感器中的任何一种。可以使用很多不同类型的传感器。根据一个实施例，传感器28与控制器30是一体的。

根据一个实施例，手持电子设备10可以包括被配置为在操作会话之前、期间和/或之后向用户提供信息的用户界面40。用户界面40可以采用很多不同的形式，但是被配置为向用户提供信息。例如，可以读取、查看、收听、感觉和/或以其他方式解释关于操作会话的信息。根据一个实施例，用户界面40向用户提供反馈，诸如所引导的操作会话，反馈包括关于在何处以及如何清洁的信息。因此，用户界面可以是向用户提供信息的显示器、向用户提供触觉反馈的触觉机制、向用户提供声音或单词的扬声器、或各种其他用户界面机制中的任何一种。根据一个实施例，手持电子设备10的控制器30从传感器28接收信息，评估和分析该信息，并且提供可以经由用户界面40显示给用户的信息。

手持电子设备10还包括被配置为测量当目标对象52接近设备10的手柄12时的电容变化的接近传感器50。目标对象52可以是用户的手指、手或任何导电对象。根据一个实施例，接近传感器可以是形成在诸如pcb或玻璃等非导电材料中或印刷在其上的基于印刷电路板(pcb)的电容器。电容器结构被配置为使得所生成的电场可以被导电目标对象52干扰。

根据一个实施例，基于pcb的电容器形成在pcb中或印刷在其上，并且所生成的电场被允许泄漏到电容器周围的区域中。场发生器与周围区域的相互作用产生可以测量的基准电容。当诸如目标对象52等导体接近电容器时，电场受到干扰，导致所得到的电容从基准发生改变。通常，目标对象52增加结构的电容而超过基准电容。根据一个实施例，电容器连续测量系统中的传感器的电容，并且将每个结果与预定基准电容进行比较。当电容增加超过基准和/或超过预定阈值时，系统将增加解释为目标对象52的接近。

参考图2，在一个实施例中是手持电子设备10。手持电子设备可以是本文中公开或以其他方式设想的任何电子设备实施例。例如，根据一个实施例，手持电子设备10包括控制器、电机、用户输入、传感器和/或用户界面以及其他元件，其中控制器包括处理器和存储器。

手持电子设备10包括被配置为测量当目标对象52接近设备10的手柄12时的电容变化的接近传感器50，其中目标对象是用户的手指、手或任何导电对象。接近传感器可以是形成在pcb中或印刷在其上的基于pcb的电容器，其可以是例如控制器。电容器结构被配置为使得所生成的电场可以被导电目标对象52干扰。

为了增强接近传感器50的灵敏度，接近传感器50可以连接到手持电子设备的一个或多个导电组件，从而增加电容器的检测范围。例如，接近传感器可以是形成在pcb中或印刷在其上的基于pcb的电容器，并且可以经由导电连接器54连接到手持电子设备的导电组件56。例如，如图2所示，电容器通过导电连接器54连接到手持电子设备的金属框架56或手持电子设备内的金属框架56。手持电子设备的金属框架用作天线以增强手持电子设备的灵敏度。

根据一个实施例，导电连接器54可以是任何导电元件。例如，导电连接器54可以是压敏粘合剂(psa)型导电衬垫、表面贴装技术(smt)型导电衬垫、弹簧针连接器或弹簧指状连接器、以及很多其他连接器类型。例如，这些连接器中的每个可以与以下各项导电连通：(i)接近传感器50的pcb或其他固定组件；以及(ii)导电组件56。在手持电子设备10的一些实施例中，需要在接近传感器50和/或导电连接器54与导电组件56之间具有一定程度的自由度或运动，诸如在振荡、振动或以其他方式经历运动的设备中。因此，导电连接器54和/或导电组件56可以被配置或构造为允许必要的移动，同时仍然能够进行导电连接。

根据另一实施例，导电连接器54可以不是系统的必要组件。例如，导电组件56可以是整体天线，其可以整体形成在pcb中或以其他方式连接到pcb，从而消除了对导电连接器54的需要。

参考图3，在一个实施例中是包括接近传感器的手持电子设备10。在该实施例中，接近传感器50利用该设备的金属框架作为导电组件56以扩展传感器的灵敏度。虽然肉眼不可见，但是当接近传感器为活动的时，具有场线60的电场将从设备发射。一些场线60将连接到诸如电池、pcb或其他结构等设备内的接地。然而，其他场线60将不连接到地，并且充当电容器的感测组件，以准备好响应于接近场的目标对象。电容器的这种状态(其中一些场连接到地并且一些场未连接到地)被计算为基准。

参考图4，在一个实施例中是图3的手持电子设备10，其中目标对象52接近设备并且影响从设备发射的电场60。接近传感器50检测由目标对象52影响从设备发射的电场而导致的电容变化，并且系统确定这是否是从基准的变化和/或变化是否超过预定阈值。如果存在从基准的变化，和/或如果变化超过阈值，则系统激活，如本文所述。

参考图5，在一个实施例中是响应于接近传感器的电容变化而激活手持电子设备的方法500的流程图。在该方法的步骤510中，提供手持电子设备10。手持电子设备10可以是本文中描述或以其他方式设想的任何设备。例如，手持电子设备10可以包括主体手柄或主体部分12、电机22、用户输入26、具有处理器32的控制器30、用户界面40、以及包括电容器的接近传感器50。接近传感器可以可选地包括例如导电连接器54和导电组件56。

在该方法的步骤520，手持电子设备确定接近传感器的基准电容。接近传感器生成电场，其中一些电场发现接地并且其中一些电场泄漏到电容器和手持电子设备周围的区域。所生成的电场的特性产生可以测量的基准电容。接近传感器或控制器30可以将该测量的电容建立为基准电容，可以测量可用于对照该基准电容的未来的接近传感器数据。例如，接近传感器可以连续地或周期性地获取传感器数据，并且然后所获取的传感器数据可以与基准电容进行比较。

在该方法的步骤530，接近传感器50在目标对象实际接触手持电子设备之前检测接近手持电子设备的手柄的目标对象52。根据一个实施例，如图4所示，接近目标对象将接近传感器的电容改变为第一电容。

在该方法的步骤540，接近传感器50和/或控制器30将第一电容与基准电容进行比较。如果第一电容不同于基准电容，则系统可以确定目标对象正在到达手持电子设备并且应当激活该设备。

在该方法的可选步骤542，接近传感器50和/或控制器30将第一电容与预定激活阈值进行比较。如果达到或超过阈值，则系统将继续激活设备。如果未达到或超过阈值，则系统将不会激活设备。根据一个实施例，可以基于基准电容自动修改阈值。例如，在一些情况下，基准电容可能增加或减少，这将影响基准与阈值之间的差异。因此，激活阈值可以增加或减少等于基准阈值的量。

在该方法的步骤550，接近传感器50和/或控制器30响应于接近目标对象而发送信号以激活个人护理手持电子设备10。例如，激活可以表现在激活用户界面40，使设备进行护理会话的准备就绪，或者以一种或多种其他方式表现。优选地，手持电子设备在用户接触手持电子设备之前被激活。

为了防止手持电子设备10的无意激活，包括在除了目标对象52之外的导电对象接近或位于手持电子设备附近的情况下，系统可选地包括定期重新校准基准电容的校准协议。根据一个实施例，在该方法的可选步骤522，只要该设备未被激活，接近传感器50就可以周期性地获取新的基准电容。例如，接近传感器50可以每30秒获取新的基准电容，尽管很多其他时间段是可能的。接近传感器50和/或控制器30每30秒接收新的测量，用新的量重置基准电容，除非由于目标对象52的接近而导致新的测量显著不同。

在该方法的可选步骤560，如果手持电子设备是活动的，则停用校准协议。如该方法的步骤522中所述，系统可选地包括周期性地重新校准基准电容的校准协议。如果手持电子设备是活动的，则该校准协议被停用，因为系统认为用户正握住设备并且不需要基准电容。一旦设备停用，就可以重新激活校准协议。

如本文中定义和使用的所有定义应当理解为基于字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。

除非明确相反指出，否则本说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一(a)”和“一个(an)”应当理解为表示“至少一个”。

本说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当理解为表示如此结合的元件中的“一个或两个”，即在某些情况下结合存在并且在其他情况下分离存在的元件。用“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释，即，如此结合的“一个或多个”元素。除了与“和/或”子句具体标识的元素之外，可以可选地存在其他元素，无论是与具体标识的那些元素相关还是不相关。

如本说明书和权利要求书中所用，“或”应当理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应当被解释为包括性的，即，包括至少一个，但也包括多个元素或元素列表，以及可选地包括其他未列出的项目。只有明确表示相反的术语(诸如“仅一个”或“恰好一个”)或者当在权利要求中使用时“由......组成”将是指恰好包括多个元素或元素列表中的一个元素。一般而言，本文中使用的术语“或”仅应当被解释为指示在排他性条款之前的唯一替代方案(即“一个或另一个但不是两个”)，诸如“任一个”、“其中一个”、“恰好一个”。

如本说明书和权利要求书中所使用的，引用一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当理解为表示选自元素列表中的任何一个或多个元素中的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个元素，并且不排除元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指代的元素列表内具体标识的元素之外可选地存在其他元素，无论是与具体标识的那些元素相关还是不相关。

还应当理解，除非明确相反地指出，否则在本文中要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求以及上面的说明书中，所有过渡短语(诸如“包括(comprising)”、“包含(including)”、“携带(carrying)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”、“持有(holding)”、“由...构成(composedof)”等)应当理解为开放式的，即包括但不限于。只有过渡短语“由......组成(consistingof)”和“基本上由......组成(consistingessentiallyof)”应当分别为闭合或半闭合过渡短语。

虽然本文中已经描述和说明了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获取结果的各种其他装置和/或结构和/或本文中描述的一个或多个优点，并且这些变化和/或修改中的每个被认为是在本文中描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文中描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于具体应用或使用本发明的教导的应用。本领域技术人员将认识到或者能够使用未超过常规的实验来确定本文所述的具体发明实施例的很多等同物。因此，应当理解，前述实施例仅作为示例呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明的实施例可以不同于具体描述和要求保护的方式来实施。本公开的发明实施例涉及本文中描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合被包括在本发明的发明范围内。