接近度传感器配置的制作方法

专利2022-05-09  128



1.本发明涉及被配置为无线地感测人手或相应的用户输入实体的接近度的接近度传感器领域。


背景技术:

2.电子设备的用户界面通常包括用户输入设备。常规的用户输入设备包括按钮、诸如鼠标或键盘之类的外围设备、以及触敏传感器。包括在触敏显示器中的触敏传感器例如可以基于电阻或电容耦合。在两种情况下,传感器都基于用户输入实体(例如,手指)与传感器之间的物理接触。
3.ep 2911016中提出了一种基于射频感测的触敏传感器。用户输入实体的检测基于天线的阻抗或谐振频率的测量,并且测量结果被转换成用户输入命令。


技术实现要素:

4.本发明由独立权利要求的主题定义。
5.实施例在从属权利要求中定义。
附图说明
6.在下文中,将通过优选实施例参考所附的[伴随的]图来更详细地描述本发明,其中
[0007]
图1图示了根据实施例的便携式训练计算机;
[0008]
图2图示了根据本发明的实施例的便携式训练计算机的结构的框图;
[0009]
图3图示了根据本发明的实施例的用于将接近度测量结果同步到传输突发(burst)周期的处理的流程图;
[0010]
图4图示了根据本发明的实施例的用于控制传输突发周期的过程的信令图;
[0011]
图5图示了根据本发明的实施例的用于增加传输突发速率的过程的信令图;
[0012]
图6图示了用于实现接近度感测的一些实施例;
[0013]
图7图示了包括唤醒触发器的接近度感测电路系统的实施例;以及
[0014]
图8至图10图示了rf辐射器电路系统的一些实施例。
具体实施方式
[0015]
以下实施例是例示。虽然本说明书可能在文本的若干个位置引用“一”、“一个”或“一些”实施例,但这并不一定意味着每个引用都指相同的实施例,也不一定意味着特定特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其它实施例。
[0016]
本发明的实施例涉及一种可附接到诸如人体或设备之类的物体的装置。一些实施例包括装置作为训练计算机,其被配置为在用户执行的体育锻炼期间进行测量。训练计算机可以是附接到用户的身体(可穿戴设备)或训练装备(诸如自行车或健身房设备)的便携
式训练计算机。这样的实施例可以采用训练计算机来在体育锻炼期间根据用户的表现测量生理训练数据,并且经由训练计算机的用户界面和/或经由另一个装置的用户界面将训练数据输出给用户。训练计算机可以采用一个或多个生物测量传感器、一个或多个运动传感器和/或其它适合于在体育锻炼期间进行测量的传感器。生物测量传感器的一个示例是采用心电图(ecg)或光电容积描记图(ppg)作为测量技术的心脏活动传感器。运动传感器的示例包括被配置为沿着一个、两个或三个垂直方向测量加速度的加速度传感器、被配置为测量位置和/或速度的卫星定位接收器、被配置为测量旋转运动的陀螺仪、以及被配置为基于磁场测量结果来测量运动的磁力计。在运动传感器的情况下,可以采用传感器融合,其中传感器融合是三维加速度计、陀螺仪和磁力计的组合。通过传感器融合测得的传感器数据可以被组合以提高运动感测的准确性。
[0017]
本发明的一些实施例涉及一种被布置为附接到物体的装置。这样的装置可以包括附接结构,该附接结构被设计和布置为以固定、集成或可拆卸的方式接收训练计算机并将训练计算机附接到物体。可以通过可被设计为环绕物体的带子来实现附接,使得该带子围绕物体附接。带子可以包括在带子的端部处的锁定部分,其中锁定部分形成相互对应的部分,诸如带扣和钩子。如在手表、腕式计算机等领域中常见的那样,锁定部分可以将带子固定在物体周围。在其它实施例中,附接结构可以被布置为将装置附接到诸如自行车之类的设备。在这样的实施例中,例如,该装置可以是自行车计算机或可以被包括在自行车计算机中。
[0018]
参考图1和图2,让我们描述装置100的实施例。装置100包括壳体10和被配置为将所述壳体10附接到物体的固定机构106。壳体10包括显示设备102和至少一个处理器12,该至少一个处理器12被配置为在体育锻炼期间以测量模式接收测量数据,从而处理接收到的测量数据并作为处理的结果获取锻炼数据并在体育锻炼期间通过显示设备102显示锻炼数据。
[0019]
该装置还包括通信接口14,该通信接口14为该装置提供无线传输和接收信号和数据的能力。该通信接口包括通信电路系统32,该通信电路系统32被配置为根据在蓝牙特殊兴趣组(sig)中开发的技术进行操作。所支持的蓝牙技术可以包括蓝牙智能(bluetooth)、蓝牙低功耗(bluetooth low energy,btle)、或者通常将来从版本1.0到5.0以及更高版本中的蓝牙演进版本中的任何一个或多个。
[0020]
通信接口14还包括射频(rf)辐射器电路系统,该射频(rf)辐射器电路系统耦合到通信电路系统32,并且被配置为从通信电路系统32接收传输信号并且辐射传输信号作为传输突发。rf辐射器电路系统可以包括天线,或者在一些实施例中,可以包括多个天线。
[0021]
壳体10可以容纳测量电路系统,该测量电路系统耦合到rf辐射器电路系统30,并且被配置为测量射频辐射器电路系统30的电特性,并基于测得的电特性来确定物体相对于射频辐射器电路系统的接近度。测量电路系统26可以与rf辐射器电路系统30一起形成rf触敏电路。测得的电特性可以是天线的阻抗、谐振频率和驻波比中的任何一种。近距的物体会引起天线近场特点的干扰,并且可以至少从天线的这些电特性来测量干扰。干扰可能取决于物体相对于天线的位置而不同,因此,可以根据电特性来测量物体相对于天线的位置。这使得能够实现例如用于控制装置的用户界面的rf触敏输入方法。物体可以是人手或手指,
或者它可以是用户输入设备。在实施例中,背景技术中描述的解决方案可以用于接近度检测。
[0022]
壳体还可以容纳控制器28,该控制器28被配置为将测量电路系统26的测量定时与rf辐射器电路系统中的传输突发同步。仅当rf辐射器电路系统中有rf能量时才可能对物体进行rf检测,因此,仅当rf辐射器电路系统中有rf能量时才进行rf触摸感应测量可能是有益的。因此,可以通过在传输突发之间的持续时间内禁用测量电路系统来实现功率节省。
[0023]
对于传输突发,可以考虑rf辐射器电路系统对rf能量的发射和/或吸收。换句话说,当通信电路系统32正在传输信号时以及当通信电路系统32正在接收信号时,可以进行rf触摸感测。
[0024]
该装置可以包括其中集成rf辐射器电路系统30的至少一部分的边框(bezel)104。例如,边框可以用作rf辐射器电路系统30的天线。边框104可以以固定或可旋转的方式附接到壳体10。因为电路系统30的一部分可以在壳体10的外部,例如天线,因此在图2中通信接口被示为部分地在壳体10的外部。边框/天线与rf辐射器电路系统30的其它部分之间的耦合可以是电容性的,因此,壳体10内的电子组件(诸如,处理器12、电源16和控制器)可以被密封在防水隔间中。
[0025]
通信电路系统32可以向装置提供例如与外部传感器19通信的能力。这种系统的示例将包括包含在胸带中的心脏活动发射器以及作为腕式计算机的装置。这种系统的另一个示例将包括包含在自行车的踏板中的踩踏传感器以及附接到自行车的车把的作为自行车计算机的装置。在另一个实施例中,通信电路系统可以提供与另一个计算机设备的通信连接,该另一个计算机设备诸如是移动电话、平板计算机或服务器计算机。
[0026]
训练计算机还可以包括用户界面24,该用户界面24包括显示屏和诸如按钮或触敏显示器之类的输入部件。在实施例中,rf触摸感测用作用户输入系统,并且至少一个处理器12可以基于rf触摸感测向用户接口24输出指令。此外,至少一个处理器可以将与测得的锻炼相关的信息输出到用户界面24,以显示给用户。
[0027]
该装置还可以在壳体10中包括至少一个内部传感器18。例如,腕式计算机可以包括用于测量心脏活动的ecg传感器或ppg传感器。此外,上述运动传感器中的一个或多个可以被包括在壳体中。在一些实施例中,传感器接口和内部传感器被省略。
[0028]
至少一个处理器12还可以包括或可以访问壳体中包括的至少一个存储器20。存储器20可以存储计算机程序代码22,该计算机程序代码22包括可由至少一个处理器12读取和执行并且配置至少一个处理器12的操作的指令。在实施例中,控制器28和/或测量电路系统的至少一些特征可以由软件定义,并且为此,至少一个存储器20也可以由它们访问。
[0029]
如在本申请中使用的,术语“电路系统”是指以下中的全部:(a)仅硬件的电路实现,诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现,以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合,诸如(如适用):(i)(一个或多个)处理器的组合或(ii)(一个或多个)处理器/软件的部分,包括(一个或多个)数字信号处理器、软件、以及协同工作以使装置执行各种功能的(一个或多个)存储器,以及(c)需要软件或固件进行操作的电路,即使该软件或固件实际上不存在,诸如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分。“电路系统”的该定义适用于本申请中该术语的所有使用。作为另一个示例,如在本申请中使用的,术语“电路系统”还将涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及它的(或它们的)随附软件和/或固件
的实现。
[0030]
本文描述的技术和方法可以通过各种方式来实现。例如,这些技术可以以硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或其组合来实现。对于硬件实现,可以在一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑设备(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、图形处理单元(gpu)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行本文所述功能的其它电子单元或其组合内实现实施例的(一个或多个)装置。对于固件或软件,可以通过执行本文所述功能的至少一个芯片组的模块(例如,过程、函数等)来执行该实现。可以将软件代码存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以在处理器内部或在处理器外部实现。在后一种情况下,如本领域已知的,它可以经由各种方式通信地耦合到处理器。此外,本文描述的系统的组件可以由附加的组件重新布置和/或补充,以促进实现关于其描述的各个方面等,并且它们不限于给定的各图中阐述的精确配置,如本领域的技术人员将认识到的。
[0031]
控制器28和至少一些测量电路系统26可以与至少一个处理器12一起实现。例如,控制器和至少一个处理器12可以由相同的处理器或处理器阵列来实现。测量电路系统26的信号处理功能也可以与至少一个处理器12一起实现。因此,图2的电路12、26和28应该被理解为逻辑上分离的组件,其可以由物理上相同的处理器或处理电路系统或由分离的处理电路系统来实现。
[0032]
在实施例中,控制器28被配置为在传输突发期间启用测量电路系统并且在传输突发之间禁用测量电路系统。禁用为设备带来功率节省,并延长装置在重新充电或更换电源16(例如,电池)之前保持操作的时间。图3图示了由控制器28执行的这种处理的实施例。参考图3,该处理包括确定通信电路系统32的蓝牙模式以及相关联的传输突发周期或传输突发定时(方框300)。蓝牙支持例如表1中所示的以下模式。
[0033]
模式传输突发周期连接7到500毫秒(ms)测试可选择,甚至连续通告可选择扫描(可发现)最少20ms广播可选择空闲(可发现)500ms待机默认不传输
[0034]
表1
[0035]
在待机模式中,默认地,通信电路系统不执行任何传输或接收。这种模式可以用于节省功率。在通告模式中,通信电路系统可以在通告信道上传输分组。在通告模式中,通信电路系统也可以侦听对来自另一个蓝牙设备的传输的分组的任何响应。在扫描模式中,通信电路系统可以扫描通过通告信道发送的通告分组。扫描模式可以用于扫描设备。扫描可以是主动的或被动的。在主动扫描中,通信电路系统可以执行扫描请求的传输并从通告的蓝牙设备接收对请求的响应。在连接模式中,通信电路系统可以执行数据消息的传输和接收。例如,测试模式用于测试通信电路系统。此外,在连接建立之前存在发起模式在这种模式中,通信电路系统可以扫描来自其它蓝牙设备的通告,并且一旦接收到来自期望设备的
通告,通信电路系统就可以例如通过发送连接请求连接到该设备。
[0036]
如从表1中可以看到的,不同的模式为选择传输突发周期提供了不同的选项。传输突发周期可以指由通信电路系统32传输的两个连续传输突发的开始时间之间的时间。从另一个角度看,传输突发周期可以定义传输突发的频率。控制器28可以从通信电路系统32获取关于蓝牙模式和/或传输突发周期的信息。在模式是连接模式以外的任何其它模式的情况下,通信电路系统可以选择传输突发周期,并因此将选择的周期通知给控制器28。即使在连接模式中,如果通信电路系统32作为主设备操作,那么通信电路系统也可以选择传输突发周期。如果通信电路系统32是从设备,那么通信电路系统仍可以具有关于传输突发周期的信息,并且将当前使用的周期通知给控制器28当通过通信电路系统发送传输突发时,通信电路系统知道传输定时,并且可以将传输定时通知给控制器,所得控制器可以使测量电路系统的操作适于传输定时。在接收中,虽然通信电路系统没有直接向rf辐射器电路系统感应无线电能量,但通信电路系统可以知道从另一个蓝牙通信设备接收到的传输突发的定时。在连接模式中,通信电路系统可能已获得关于配对设备(例如,传感器设备)的传输突发的信息,并且可以相应地通知控制器。
[0037]
通过使用关于传输突发周期的信息,控制器28可以监视下一个传输突发周期的开始。在方框302中检测到传输突发周期的开始时,控制器28可以使测量电路系统26能够测量物体的接近度(方框304)。测量可以在传输突发周期期间进行。在方框306中检测到周期的结束时,控制器28可以在方框308中禁用测量电路系统26。此后,当下一个传输突发周期开始时,该处理可以返回到方框302,用于随后激活测量电路系统。
[0038]
在传输突发周期短于测量电路系统所需的测量周期的实施例中,控制器28可以在一个或多个传输突发周期上维持禁用测量电路系统。这种操作的一种用例涉及在rf辐射器电路系统近距中是否检测到了物体。当在rf辐射器电路系统近距中没有检测到物体时,控制器28可以选择第一测量周期。当在rf辐射器电路系统近距中检测到物体时,控制器28可以选择第二测量周期。第二测量周期具有比第一测量周期高的测量周期。我们假设传输突发周期为50ms,第一测量周期为200ms,并且第二测量周期为50ms。当控制器确定测量电路系统尚未检测到物体时,控制器可以在三个传输突发的持续时间内禁用测量电路系统,以获取200ms的测量周期。每当测量电路系统在rf辐射器电路系统近距中检测到物体时,它可以通知控制器,并且控制器可以切换到第二测量周期,在该第二测量周期中,在每个传输突发期间启用测量电路系统,并且仅在传输突发之间当天线中无能量时禁用测量电路系统。控制器可以将第一和第二传输周期选择为传输突发周期的倍数,从而使测量时刻与传输突发同步。
[0039]
在上述实施例中,控制器28使测量电路系统的操作适于通信电路系统的传输突发。在另一个实施例中,控制器被配置为基于来自测量电路系统的输入来控制通信电路系统以改变传输突发周期。图4从通信电路系统(蓝牙)、测量电路系统(rf测量)和控制器的角度图示了这样的过程。
[0040]
参考图4,通信电路系统首先可以在第一通信模式中操作,并且以第一通信模式支持的传输突发周期来发送传输突发。与通信电路系统相关联的方框图示了传输突发,并且如图所示,在传输突发之间存在暂停。测量电路系统可以在传输突发期间执行接近度测量,如与测量电路系统相关联的方框所示,并且在传输突发之间被禁用。只要在传输突发期间
没有检测到物体(由“n”表示),控制器就可以维持传输突发周期。在方框400中,在检测到测得的电特性的变化以使得在测量电路系统中触发物体的检测时(由“!”表示),在步骤402中,测量电路系统可以将检测的通知输出到控制器。
[0041]
在接收到通知时,控制器可以执行测量以减小传输突发周期的长度(方框404)。这增加了测量电路系统的测量机会的比率。作为方框404的结果,在步骤406中,控制器可以指示通信电路系统切换到支持较短的传输突发周期的第二通信模式,或者在第一通信模式内减小传输突发周期。如表1所示,一些通信模式(诸如测试模式)允许任意传输周期。测试模式在文献中有时被称为“tx载波”和/或“tx调制载波”模式。取决于实施例,在步骤406中接收到指令时,通信电路系统切换到第二通信模式或在第一通信模式内减小传输突发周期。在每种情况下,通信电路系统都会减少传输突发周期,从而导致更频繁地生成传输突发,从而也增加了测量电路系统的测量频率。这在图4中通过在步骤406之后彼此靠近的方框来图示。
[0042]
图4的实施例允许传输突发适于所需的测量。因此,可以增加rf接近度测量的准确度。在从测得的电特性中检测到物体不再位于rf辐射器电路系统近距时,测量电路系统可以向控制器指示该检测,并且控制器可以指示通信电路系统不再绑定到较短的传输突发周期。作为响应,通信电路系统可以做出关于通信模式和传输突发周期的自主决定。
[0043]
从图4的实施例的一个角度来看,当测量电路系统需要对于接近度测量更高的准确度时,控制器可以推翻由通信电路系统选择的通信模式和传输突发周期。当传输突发周期足以用于接近度测量时,控制器可以允许通信电路系统自主选择传输突发周期。为了确定传输突发周期是否足够,存储器20可以存储在不同情况下(例如,在检测到物体时以及在没有检测到物体时)的测量周期的极限。每种情况可能有最小的测量周期。在检测到通信电路系统没有提供足够的传输突发周期来满足最小测量周期时,控制器可以使通信电路系统缩短传输突发周期来满足最小测量周期。
[0044]
在步骤406的实施例中,控制器被配置为使通信电路系统从连接模式切换到测试模式或通告模式。例如,在检测到需要重新校准测量电路系统时,可以触发切换到测试模式。在测试模式中,通信电路系统可以向rf辐射器电路系统输出连续的rf信号,以加快重新校准。
[0045]
在步骤406的实施例中,控制器被配置为使通信电路系统在连接模式、测试模式、通告模式、扫描模式或广播模式内改变传输突发周期。
[0046]
在实施例中,控制器被配置为使通信电路系统在第一蓝牙通信模式的两个连续的传输突发之间从第一蓝牙通信模式改变为第二蓝牙通信模式并且回到第一蓝牙通信模式。图5图示了这样的实施例。在这个实施例中,通信电路系统可以实际上同时操作两种通信模式,并且在不引起第一蓝牙通信模式的传输突发周期改变的情况下增加传输突发速率。以这种方式,通信电路系统不需要对第一蓝牙通信模式的配置进行任何修改以增加传输突发速率。
[0047]
参考图5,通信电路系统首先可以在第一蓝牙通信模式(例如,连接模式)中操作。在第一蓝牙通信模式中的当前传输突发周期由传输突发510和518示出。测量电路系统可以在相应的定时进行接近度测量,如图5所示。在检测到需要增加测量速率时,例如,在检测到物体的接近时,控制器可以指示通信电路系统在第一蓝牙通信模式的连续传输之间切换到
第二蓝牙通信模式(步骤500)。例如,第二蓝牙通信模式可以是测试模式。测试模式允许任意速率的传输突发,因此,通信电路系统可以在传输510和518之间进行传输512、514、516。在传输突发518的定时之前,通信电路系统可以例如根据控制器在步骤502中的指示返回到第一蓝牙通信模式。
[0048]
代替在步骤500和502中具体指示模式改变,控制器可以向通信电路系统输出所需的测量周期,并且通信电路系统然后可以决定合适的解决方案以提供满足所需测量周期的传输突发周期。例如,在从控制器接收到所需的测量周期时,通信电路系统可以自主地执行图5的实施例中的模式改变。
[0049]
如控制器和测量电路系统要求的,代替实际切换模式,通信电路系统可以使用自组织(ad hoc)通告消息来增加传输突发的速率。例如,当通信电路系统处于连接模式时,它可以触发通告命令,该通告命令使得在连接模式传输突发之间传输单个通告消息。以这种方式,通信电路系统可以在不实际改变模式的情况下增加传输突发的速率。
[0050]
图5的实施例中的一般概念是,通信电路系统被配置为使传输突发适于接近度检测的要求,使得rf辐射器电路系统中存在无线电能量的速率满足所需的测量周期。
[0051]
图6图示了测得的接近度的一些应用。参考图6,在方框600中,在测量物体的接近度时,可以在装置中触发一个或多个确定的功能。一个或多个功能可以取决于至少一个处理器12的模式。例如,在至少一个处理器在体育锻炼期间对用户进行测量的测量模式中,与空闲模式中不同的功能集可能是可用的。存储器20可以存储不同模式中的功能集的定义以及与每个功能相关的电特性的特点。因此,测量电路系统能够检测物体相对于rf辐射器电路系统的接近度和/或运动,并相应地解释输入和期望的功能。
[0052]
功能可以是用户界面功能610,例如,至少一个处理器12可以操作为被配置为将所确定的物体的接近度转换成用户输入命令的用户界面控制器。用户可以通过将手指与rf辐射器电路系统接触来触发按钮输入。测量电路系统可以测量和检测电特性的相应变化,并将测量结果解释为按钮输入。按钮输入可以取决于装置的当前状态(例如,测量模式的开始)来触发装置中的选择。用户可以通过将手指与rf辐射器电路系统接触来触发显示唤醒。仅当显示被禁用时,该功能才可用。
[0053]
用户可以通过将手指靠近rf辐射器电路系统(放大)或进一步远离rf辐射器电路系统(缩小)来触发缩放输入。用户可以通过首先例如用按钮输入选择缩放模式来触发该功能。用户可以通过将手指靠近rf辐射器电路系统(增大音量)或远离rf辐射器电路系统(减小音量)来触发音量输入。用户可以通过首先例如用按钮输入选择音量调节模式来触发该功能。关于缩放和音量控制功能,当物体的距离线性变化时,测得的阻抗、共振频率等可能呈对数变化。在实施例中,可以将线性化函数应用于测量,以便将电特性的对数变化映射到线性标度,从而实现缩放功能或对物体的线性移动提供线性响应的另一个功能。
[0054]
开/关触发器可以以类似于按钮输入的方式触发装置中的选择。区别在于,开/关触发器功能可切换功能的开和关。
[0055]
功能可以是测量功能620,例如,至少一个处理器12可以监视体育锻炼的特点,并且基于所确定的物体的接近度来检测体育锻炼中的事件。通过使用(一个或多个)测量功能,(一个或多个)处理器可以通过使用所确定的物体的接近度来估计用户在运动期间的表现。当使装置置于水下时,测得的电特性可能变化。因此,测量电路系统能够检测水下事件。
水下事件检测可以触发改变装置的配置的功能,例如,当设备在水下时,可以改变通信电路系统的通信参数。运动估计功能可以在估计用户的运动时采用接近度检测。例如,当装置是腕式计算机时,用户的身体活动可能改变用户的手和躯干之间的接近度,并且可以在rf辐射器电路系统附近检测到躯干或其它身体部位。因此,接近度检测可以用作装置的活动估计的输入。与其中物体出现在rf辐射器电路系统的邻近的周期性运动相关,例如,在估计行程计数时可以采用接近度检测。表610的上述按钮输入以及其它输入也可以适用于测量模式。按钮输入或另一个接近度输入可以例如在测量模式中触发圈数(lap)计数功能(“轻按一圈(tap

a

lap)”)。
[0056]
功能可以是通信功能630,例如,物体的接近度的检测可以使至少一个处理器12或控制器28改变通信电路系统32的配置。对物体的检测可以使控制器28触发通信电路系统32开始与传感器设备配对。当通信电路系统处于未配对模式(例如,空闲模式、通告模式或扫描模式)时,该功能可能可用。对物体的检测可以使控制器配置通信电路系统以测量通信链路。由于物体干扰了天线的近场特点,因此它可能使通信链路降级。链路测量可以用于调整链路参数以抵消降级。例如,基于链路测量结果调整的链路自适应参数可以包括调制和编码方案。
[0057]
在一些上述实施例中,控制器28可以基于rf辐射器电路系统中是否存在无线电能量,例如基于关于通信电路系统32使用的传输突发周期的信息来主动打开和关闭测量电路系统。图7图示了另一个实施例,其中测量电路系统的启用响应于rf辐射器电路系统中的rf能量的检测。在这个实施例中,测量电路系统26包括至少一个处理器700,并且触发电路系统被连接到至少一个处理器的中断输入702,并且作为对在射频辐射器电路系统处检测到无线电信号的响应而将唤醒信号输入到中断输入以将至少一个处理器从睡眠模式唤醒,从而确定物体相对于rf辐射器电路系统的接近度。
[0058]
因此,测量电路系统可以保持禁用,直到rf辐射器电路系统中存在无线电能量。无线电能量可以用作触发器,其唤醒处理器700以进行接近度测量。这实现了测量电路系统的被动控制,例如,不需要来自控制器28的单独的控制信号。但是,控制器可以控制测量电路系统的禁用。在另一个实施例中,测量电路系统可以包括检测rf辐射器电路系统中不存在无线电能量并且响应于该检测而禁用测量电路系统的电路系统。
[0059]
从rf辐射器电路系统到测量电路系统可能至少有两个输入:一个用于唤醒功能,另一个用于接近度测量功能。
[0060]
在实施例中,至少一个处理器包括控制器28,并且中断输入被包括在控制器28中。处理电路系统和控制器的实际实现可以根据实现而不同。
[0061]
总结上述实施例,根据一方面,提供了一种便携式训练计算机,包括:通信电路系统,其被配置为根据蓝牙技术进行操作;射频辐射器电路系统,其耦合到通信电路系统并且被配置为从通信电路系统接收传输信号,并且辐射传输信号作为传输突发;测量电路系统,其耦合到射频辐射器电路系统,并且被配置为测量射频辐射器电路系统的电特性,并且基于测得的电特性来确定物体相对于射频辐射器电路系统的接近度;以及控制器,其被配置为使测量电路系统的测量定时与传输突发同步。
[0062]
在实施例中,控制器被配置为在传输突发期间启用测量电路系统并且在传输突发之间禁用测量电路系统。
[0063]
在实施例中,控制器被配置为基于来自测量电路系统的输入来控制通信电路系统以改变传输突发周期。
[0064]
在实施例中,来自测量电路系统的输入是物体的接近度的检测的指示。
[0065]
在实施例中,控制器被配置为使通信电路系统改变蓝牙操作模式,以便增加测量电路系统的测量速率。
[0066]
在实施例中,控制器被配置为使通信电路系统从连接模式切换到测试模式或通告模式。
[0067]
在实施例中,控制器被配置为使通信电路系统在第一蓝牙通信模式的两个连续的传输突发之间从第一蓝牙通信模式改变为第二蓝牙通信模式并且回到第一蓝牙通信模式。
[0068]
在实施例中,便携式训练计算机还包括用户界面控制器,该用户界面控制器被配置为将所确定的物体的接近度转换成用户输入命令。
[0069]
在实施例中,便携式计算机还包括至少一个处理器,该至少一个处理器被配置为进入测量模式,其中在体育锻炼期间对可穿戴训练计算机的用户进行测量,并在测量模式中通过使用所确定的物体的接近度来估计用户的表现。
[0070]
在实施例中,测量电路系统包括至少一个处理器,并且其中触发电路系统连接到至少一个处理器的中断输入,并且作为对在射频辐射器电路系统处检测到无线电信号的响应而将唤醒信号输入到中断输入以将至少一个处理器从睡眠模式唤醒,从而确定物体相对于射频辐射器电路系统的接近度。
[0071]
现在让我们描述rf辐射器电路系统30的一些实施例。根据一方面,提供了一种便携式训练计算机,包括:壳体10、耦合到壳体的边框104、包括由边框形成的天线的rf频率辐射器电路系统30、被配置为接收或输出第一无线电信号的第一信号馈送器802、以及被配置为接收或输出第二无线电信号的第二信号馈送器812。便携式训练计算机还包括在天线和信号馈送器和天线之间的天线馈送器电路系统,包括:被配置为电容耦合到天线的馈送元件800;将第一信号馈送器耦合到馈送元件的第一馈送线804;将第二信号馈送器耦合到馈送元件的第二馈送线814;以及被配置为将第一无线电信号的频带与第二无线电信号的频带隔离的双工器电路系统。
[0072]
如上所述,电容耦合实现壳体10中的天线馈送器电路系统、信号馈送器和其它敏感电子组件的防水隔室。天线馈送器电路系统和双工器电路系统因此可以被包括在壳体10内部的防水隔室中,而边框暴露于水,如在常规的包括边框的腕式手表中那样。
[0073]
在实施例中,耦合元件是遵循边框形状的传输线,如图8所示。可以将耦合元件设在距边框一定距离d处,以影响电容耦合。耦合元件800可以部分地跟随由边框104形成的环,即,其可以仅与边框的一部分平行布置。
[0074]
在实施例中,接地触头例如在耦合元件的另一端处耦合到耦合元件800。
[0075]
仅提供耦合到天线的单个馈送元件800提供了空间的节省,这在便携式训练设备的小壳体中是重要的。由同一馈送元件800馈送的信号之间的适当隔离确保了信号不会相互干扰。图8和图9图示了天线馈送器电路系统的一些实施例,其中双工器电路系统被配置为进行隔离并将信号馈送器连接到耦合元件800。
[0076]
参考图8,让我们描述实施例,其中频带的隔离是由第一信号线804以及还由第二信号线814来实现的,第一信号线804具有第一长度和与天线的第一相互耦合表面,该第一
耦合表面由第一接触点限定,其中第一信号线连接到馈送元件,以在第一无线电信号的频带上形成通带,并且第二信号线814具有第二长度和与天线的第二相互耦合表面,该第二耦合表面由第二接触点限定,其中第二信号线连接到馈送元件,以在第二无线电信号的频带上形成通带。
[0077]
特别地,每个信号线804、814被配置为实现带通滤波器,使得带通滤波器的通带在不同的频带上,并且实现通带之间期望的隔离。带通滤波器被形成为lc滤波器,其中通过耦合元件800和边框之间的电容耦合来形成期望的电容,并且通过为信号线804、814和/或信号线804、814的行进路径选择合适的长度来形成期望的电感。
[0078]
耦合元件800与边框104平行的距离的长度以及耦合元件800与边框104之间的相互横截面面积有效地限定了耦合元件与边框之间的耦合表面,类似于电容器中的电极。信号线804、814与耦合元件800接触的接触点限定了有效耦合表面,该有效耦合表面可以取决于接触点在耦合元件处的位置而不同。例如,在图8中,让我们假设相对于信号线814的接触点在耦合元件的另一端提供接地触点。因此,信号线804的有效耦合表面小于信号线814的有效耦合表面,从而为lc滤波器形成不同的电容。
[0079]
电感可以由信号线804、814的不同长度形成。在确定信号线的尺寸时,可以考虑馈送元件的长度和接触点的位置,使得获得期望的电感以及因此获得期望的隔离特性。
[0080]
图9图示了其中双工器电路系统包括双工器900的实施例,该双工器900被配置为利用第一带通滤波器对第一无线电信号进行滤波、利用与第一带通滤波器不同的第二带通滤波器对第二无线电信号进行滤波、以及将第一信号线和第二信号线组合到公共信号线并将公共信号线耦合到耦合元件800。代替两个带通滤波器,可以使用一个低通滤波器和一个高通滤波器。双工器可以由设在印刷电路板上的分立组件构成。
[0081]
图9的实施例与图8的实施例的区别在于,只有一个与耦合元件的接触点。双工器电路系统执行滤波并将两个信号馈送器802、812耦合到耦合元件800的相同接触点。同样,可以在耦合元件800的期望位置处提供接地触点。
[0082]
在实施例中,图8和/或图9的实施例中的天线是单频带天线。
[0083]
在实施例中,使用实施例8或9的rf辐射器配置的可穿戴训练计算机还包括:通信电路系统32,其耦合到rf辐射器电路系统,被配置为根据蓝牙技术进行操作,并且还被配置为向rf辐射器电路系统输出传输信号;以及测量电路系统26,其耦合到rf辐射器电路系统,并且被配置为测量射频辐射器电路系统的电特性,并基于测得的电特性来确定物体相对于rf辐射器电路系统的接近度。
[0084]
在另一个实施例中,信号馈送器802、812耦合到以下电路系统中的任何两个:根据ieee 802.11规范操作的wifi调制解调器、根据蜂窝通信技术操作的蜂窝调制解调器、被配置为执行接近度感测的测量电路系统、蓝牙通信电路系统以及卫星定位接收器(例如,gps、glonass或galileo)。蜂窝通信技术可以指通用移动电信系统(umts)的宽带码分多址(w

cdma)、umts的lte(长期演进)、lte

advanced和5g系统中的一种或多种。
[0085]
图10图示了图8的实施例的实现的透视图。参考图10,可以将耦合元件800看作沿着边框104的轮廓行进大约边框的环的四分之一。耦合元件相对于边框104的环的实际长度可以取决于实现,但是耦合元件的长度可以仍然小于环的周长。还可以看到信号线的接触点1000、1002以及接地接触点1004。取决于实施例,接触点1000、1002可以接触包括信号线
804、814和信号馈送器802、812以及上述其它电路系统的印刷线路板(pwb)。
[0086]
对于本领域技术人员将清楚的是,随着技术的进步,可以以各种方式来实现本发明的概念。本发明及其实施例不限于上述示例,而是可以在权利要求的范围内改变。

技术特征:
1.一种便携式训练计算机,包括:壳体(10);耦合到壳体的边框;射频辐射器电路系统,包括由边框形成的天线;被配置为接收或输出第一无线电信号的第一信号馈送器以及被配置为接收或输出第二无线电信号的第二信号馈送器;天线和信号馈送器和天线之间的天线馈送器电路系统,包括被配置为电容耦合到天线的馈送元件、将第一信号馈送器耦合到馈送元件的第一馈送线、将第二信号馈送器耦合到馈送元件的第二馈送线、以及被配置为将第一无线电信号的频带与第二无线电信号的频带隔离的双工器电路系统。2.如权利要求1所述的便携式训练计算机,还包括:通信电路系统,耦合到射频辐射器电路系统,被配置为根据蓝牙技术操作,并且还被配置为向射频辐射器电路系统输出传输信号,以及测量电路系统,耦合到射频辐射器电路系统,并且被配置为测量射频辐射器电路系统的电特性,并基于测得的电特性来确定物体相对于射频辐射器电路系统的接近度。3.如权利要求1或2所述的便携式训练计算机,其中天线是单频带天线。4.如前述权利要求中的任一项所述的便携式训练计算机,其中双工器电路系统包括:具有第一长度和与天线的第一相互耦合表面的第一信号线,第一耦合表面由第一接触点限定,其中第一信号线连接到馈送元件,以在第一无线电信号的频带上形成通带,以及具有第二长度和与天线的第二相互耦合表面的第二信号线,第二耦合表面由第二接触点限定,其中第二信号线连接到馈送元件,以在第二无线电信号的频带上形成通带,其中通过第一信号线和第二信号线实现频带的隔离。5.如权利要求4所述的便携式训练计算机,其中第一信号线和第二信号线中的每一个形成lc滤波器,其中期望的电容通过馈送元件与相应的第一耦合表面和第二耦合表面之间的电容耦合来形成,并且其中期望的电感通过相应的第一信号线和第二信号线的长度和/或通过相应的第一信号线和第二信号线的行进路径来形成,并且其中第一信号线具有与第二信号线相比不同的lc参数以实现频带的隔离。6.如前述权利要求中的任一项所述的便携式训练计算机,其中天线馈送器电路系统和双工器电路系统被包括在壳体内部的防水隔室中,并且其中边框暴露于水。7.如前述权利要求中的任一项所述的便携式训练计算机,其中馈送元件是向边框馈送无线电信号的唯一馈送元件。8.如前述权利要求中的任一项所述的便携式训练计算机,其中双工器电路系统包括双工器,双工器被配置为将第一信号线和第二信号线组合到公共信号线并且将公共信号线耦合到耦合元件。9.如前述权利要求中的任一项所述的便携式训练计算机,其中第一信号馈送器和第二信号馈送器耦合到以下电路系统中的任何两个:根据ieee 802.11规范操作的wifi调制解调器、根据蜂窝通信技术操作的蜂窝调制解调器、通信电路系统和卫星定位接收器。
技术总结
本文档公开了一种用于物体的接近度检测的解决方案。根据一方面,提供了一种便携式训练计算机,包括:通信电路系统,其被配置为根据蓝牙技术进行操作;射频辐射器电路系统,其耦合到通信电路系统,并且被配置为从通信电路系统接收传输信号并且辐射传输信号作为传输突发;测量电路系统,其耦合到射频辐射器电路系统,并且被配置为测量射频辐射器电路系统的电特性并基于测得的电特性来确定物体相对于射频辐射器电路系统的接近度;以及控制器,其被配置为使测量电路系统的测量定时与传输突发同步。同步。同步。


技术研发人员:V
受保护的技术使用者:博能电子公司
技术研发日:2019.10.01
技术公布日:2021/6/29

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