技术领域
[0001] 本发明涉及电路结构,尤其涉及一种终端设备。
相关背景技术
[0002] 随着移动通信技术的发展,终端设备由手机衍生到可穿戴设备等多种形态产品,逐渐融入到了人们生活的方方面面。现有的终端设备在待机时,其天线模块输出的信号功率通常较高,以保证终端设备能够被呼叫到。但是较高的功率使得终端设备具有较高的辐射。
[0003] 当用户使用终端设备时,用户通常与终端设备直接接触,较高的辐射将会影响用户的身体健康。因此,终端设备通常在用户接触终端设备时,适当降低天线模块输出的信号功率。在降低信号功率之前,终端设备需检测用户与终端设备是否存在接触。
[0004] 现有的终端设备在进行用户与终端设备的接触检测时,考虑到用户的手部或脸部在接触终端设备时,会导致分布在接触位置处的天线输出的信号功率衰减较为严重,因此通常在终端设备内部设置检测电路。检测电路用于检测终端设备内的所有天线输出的信号功率,并将各天线输出的信号功率与预设功率相比,当存在至少一个天线输出的信号功率低于预设功率时,确定用户与终端设备之间存在接触。但是,现有的检测电路连接结构复杂,进而导致现有终端设备结构复杂。
具体实施方式
[0038] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0039] 现有的终端设备在待机时,其天线模块输出的信号功率通常较高,但是较高的功率使得终端设备具有较高的辐射,可能会在用户使用终端设备时影响用户的身体健康。因此,终端设备需检测用户与终端设备是否存在接触,并在用户接触终端设备时,适当降低天线模块输出的信号功率。但是,现有的终端设备在检测用户与终端设备是否接触时,所采用的检测电路结构较为复杂,进而导致现有终端设备结构复杂。
[0040] 本发明针对上述问题提供一种能够检测用户与终端设备是否接触的终端设备,结构简单。
[0041] 下面结合具体实施例,对本发明提供的终端设备进行详细说明。下面这几个具体的实施例中,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0042] 图1为本发明实施例一提供的终端设备的结构示意图。图2为本发明实施例一提供的终端设备的电路原理示意图。如图1和图2所示,终端设备包括:设置在终端设备的后壳上并且接地的第一金属体、设置在终端设备内部且与第一金属体构成第一电容的第二金属体、控制芯片、第一频率调谐器件和耦合器;其中,
[0043] 第一频率调谐器件与第一电容连接构成第一谐振电路;耦合器分别与控制芯片和第一频率调谐器件连接;
[0044] 控制芯片用于通过耦合器向第一谐振电路发送预设频率的电流信号,接收并检测耦合器接收到的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态;其中,反射信号为第一谐振电路根据预设频率的电流信号所生成的信号。
[0045] 示例性的,图1为横向放置且屏幕朝上放置的终端设备,终端设备的后壳10朝下放置。后壳10上设置有第一金属体11,在第一金属体11的投影区上方,平行设置有第二金属体12。各金属体可以为金属片。第二金属体12、第一频率调谐器件13、耦合器14和控制芯片15依次连接。通过采用上述结构,第一金属体11和第二金属体12构成等效的第一电容,并与第一频率调谐器件13构成第一谐振电路,第一谐振电路的谐振频率记为第一频率。当第一谐振电路中流过第一频率的信号时,第一谐振电路不会发生震荡,而当第一谐振电路中流过其他频率的信号时,第一谐振电路发生震荡,生成反射信号,反射信号的强度较大。控制芯片15用于通过耦合器14向第一谐振电路发送频率为预设频率的信号,例如预设频率的电流信号。其中,耦合器14可以为定向耦合器,用于监测该第一谐振电路针对输入信号生成的反射信号的强度,并将该强度发送给控制芯片15。控制芯片15再根据反射信号的强度确定用户与终端设备的接触状态。示例性的,第一金属体11和第二金属体12构成的第一电容也称为终端设备的感应点。
[0046] 示例性的,当用户接触到后壳10上的第一金属体11,即感应点时,由于人手的容性效应,导致第一金属体11和第二金属体12构成的第一电容的容值被改变。此时第一谐振电路的谐振频率被改变,不再是第一频率。当第一谐振电路的谐振频率未改变时,控制芯片15可通过耦合器14向第一谐振电路发送频率为第一频率的信号,该信号流经第一谐振电路流入参考地,没有信号反射给耦合器14,控制芯片15检测到的反射信号的强度极小。但是,当用户接触到第一金属体11时,第一谐振电路的谐振频率被改变,不再是第一频率时,控制芯片15通过耦合器14向第一谐振电路发射频率为第一频率的信号时,第一谐振电路发生谐振,耦合器14接收到反射信号,且反射信号的强度较大。由于用户接触第一金属体将会导致第一谐振电路的谐振频率发生改变,控制芯片15便可根据反射信号的强度来确定用户与终端设备是否存在接触。
[0047] 示例性的,控制芯片15可通过耦合器14向第一谐振电路发送预设频率的电流信号,并检测耦合器14接收到的第一谐振电路生成的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态。其中,预设频率可以为第一频率,还可以是用户接触终端设备时发生改变的第一谐振电路的谐振频率。
[0048] 示例性的,第一金属体11的位置可以为用户使用终端设备通信时的常用位置。终端设备的主天线通常在终端设备的下方,用户在手持使用终端设备时,通常手握终端设备下方,导致手持情况下终端设备的信号衰减非常明显。因此,可将第一金属体11的位置设置在终端设备的下方,当检测到用户与终端设备接触时,可认为用户与终端设备的接触影响了信号,可直接将主天线与终端设备上方的分集天线进行功能切换以避免信号衰减。
[0049] 示例性的,第一金属体11可以设置在终端设备的辐射较强的区域,终端设备在检测到用户与终端设备接触时,终端设备可做功率回退以降低此时终端设备对用户的辐射。示例性的,当第一金属体11设置在终端设备的任意位置处时,当终端设备检测到用户与终端设备接触,终端设备也可进行功率回退。
[0050] 示例性的,第一金属体11可以设置在终端设备的信号敏感区、电源危险区,当检测到用户与终端设备接触时,可认为用户接触到终端设备的特定位置,如终端设备的电源危险区,此时可产生相应的报警信息,以提醒用户改变接触方式。
[0051] 示例性的,本实施例提供的终端设备还可以为强电器件,如工作在高电压(如10KV)、高电流下的电器设备。示例性的,可在强电设备的外壳上设置多个第一金属体,用于检测是否存在用户接触强电设备。当检测到用户接触强电设备时,控制芯片可控制终端设备降低工作电压或电流,从而避免发生触电事故。
[0052] 本发明实施例提供一种终端设备,包括设置在终端设备的后壳上并且接地的第一金属体、设置在终端设备内部且与第一金属体构成第一电容的第二金属体、控制芯片、第一频率调谐器件和耦合器;第一频率调谐器件与第一电容连接构成第一谐振电路;耦合器分别与控制芯片和第一频率调谐器件连接;控制芯片用于通过耦合器向第一谐振电路发送预设频率的电流信号,接收并检测耦合器接收到的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态;其中,反射信号为第一谐振电路根据预设频率的电流信号所生成的信号。通过在终端设备的后壳上设置电容的一个金属体,与终端设备内容部的另一金属体构成感应点,利用用户接触终端设备的感应点时,电容的容值发生改变,从而导致第一谐振电路的谐振频率发生改变的特性,可通过耦合器向第一谐振电路发送预设频率的电流信号,检测耦合器接收到的第一谐振电路生成的反射信号的强度,确定终端设备与用户的接触状态。本发明提供的终端设备结构简单,且能够准确的检测出用户与终端设备的接触状态。
[0053] 可选的,在图1所示实施例的基础上,本发明还提供一种终端设备。图3为本发明实施例二提供的终端设备的结构示意图,本实施例中的以终端的后壳为金属后壳,在金属后壳中选定部分后壳作为第一金属体,简化终端设备的结构设计。如图3所示,后壳10为金属材质;
[0054] 后壳10上设置两个接地点,后壳上的两个接地点之间的部分为第一金属体11。
[0055] 示例性的,如图3所示,金属后壳10上通常设置有多个接地点以进行静电防护,示例性的,可在多个接地点中选择两个作为有效接地点。两个有效接地点可根据用户手部的常见触摸位置确定。两个有效接地点之间的距离大于预设距离。可选的,两个有效接地点之间不存在其他接地点。
[0056] 本实施例中通过直接在金属后壳上设置两个接地点,两个接地点之间形成第一金属体,简化了终端设备的后壳的结构。
[0057] 示例性的,在上述任一实施例的基础上,下面对控制芯片15检测终端设备与用户的接触状态的具体方式进行详细说明。
[0058] 第一种可能的检测方式中,预设频率为用户与终端设备未接触时,第一谐振电路的谐振频率;适应性的,
[0059] 控制芯片15具体用于,在检测到反射信号的强度大于预设强度时,确定终端设备与用户的接触状态为触摸状态。
[0060] 示例性的,第一电容与第一频率调谐器件构成第一谐振电路,用户与终端设备未接触时,第一谐振电路的谐振频率记为频率f1,在用户的手部或脸部等其他部位触碰终端设备的后壳上的感应点时,由于人体的容性效应,该第一谐振电路会产生频偏,此时第一谐振电路的谐振被破坏。控制芯片15通过耦合器14对频率为f1的电流进行收发和实时监测,用户与终端设备未接触时,频率为f1的电流在该第一谐振电路中可顺利流通,电流由第一谐振电路流入接地端,此时控制芯片15对频率为f1的电流反射回的信号的强度进行检测,该强度小于预设强度;当第一谐振电路由于人手触碰等原因导致第一谐振电路的谐振被破坏时,频率为f1的电流在该第一谐振电路中无法流通,该第一谐振电路对于该电流而言可视为断路,电流信号被反射回耦合器14,此时控制芯片15对频率为f1的电流反射回的信号的强度进行检测,该强度大于预设强度。通过对耦合器14接收到的反射信号的强度进行判断,当反射信号的强度大于预设强度,确定终端设备与用户的接触状态为触摸状态,当反射信号的强度小于预设强度,确定终端设备与用户的接触状态为未触摸状态,从而可实现对终端设备与用户的接触状态的检测,同时,控制芯片15可进一步根据接触状态进行功率回退,以减少对用户的辐射,或者对主天线信号进行调整,以保证天线信号质量。
[0061] 第二种可能的检测方式中,预设频率为用户与终端设备接触时,第一谐振电路的谐振频率;适应性的,
[0062] 控制芯片15具体用于,在检测到反射信号的强度小于预设强度时,确定终端设备与用户的接触状态为触摸状态。
[0063] 示例性的,与第一种可能的检测方式相反,本实施例中,控制芯片15获取用户接触终端设备的后壳的感应点情况下,第一电容与第一频率调谐器件构成的第一谐振电路的谐振频率,记为频率f1′,控制芯片15通过耦合器14向第一谐振电路发送频率为f1′的电流。
[0064] 示例性的,在用户的手部或脸部等其他部位触碰终端设备的后壳上的感应点时,第一电容与第一频率调谐器件构成的第一谐振电路的谐振频率为f1′,频率为f1′的电流在该第一谐振电路中可顺利流通,电流由第一谐振电路流入接地端,此时控制芯片15对频率为f1′的电流反射回的信号的强度进行检测,该反射信号的强度小于预设强度。当用户与终端设备未接触时,第一谐振电路的谐振频率不再是f1′,频率为f1′的电流在该第一谐振电路中无法流通,该第一谐振电路对于该电流而言可视为断路,电流信号被反射回耦合器14,此时控制芯片15对频率为f1′的电流反射回的信号的强度进行检测,该反射信号的强度大于预设强度。通过对耦合器14接收到的信号的强度进行判断,当该强度大于预设强度,确定终端设备与用户的接触状态为未触摸状态,当该强度小于预设强度,确定终端设备与用户的接触状态为触摸状态,从而可实现对终端设备与用户的接触状态的检测,同时,控制芯片15可进一步根据接触状态进行功率回退,以减少对用户的辐射,或者进行主天线信号的调整,以保证天线信号质量。
[0065] 示例性的,在上述任一实施例的基础上,本发明实施例还提供一种终端设备。图4为本发明实施例三提供的终端设备的结构示意图,图5为本发明实施例三提供的终端设备的电路原理示意图。本实施例中终端设备中设置有多个感应点。如图4所示,终端设备还包括设置在后壳10上并且接地的第三金属体16、设置在终端设备内部且与第三金属体16构成第二电容的第四金属体17和第二频率调谐器件18;其中,
[0066] 第二频率调谐器件18分别与第二电容和第一频率调谐器件13连接,第二电容、第一频率调谐器件13和第二频率调谐器18件构成第二谐振电路;
[0067] 控制芯片15还用于通过耦合器14向第二谐振电路发送第二谐振电路对应的预设频率的电流信号,接收并检测耦合器接收到的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态。
[0068] 示例性的,考虑到终端设备的体积越来越大,可在终端设备中设置多个感应点,从而增加了用户与终端设备的接触状态的检测灵敏度。
[0069] 示例性的,如图4和图5所述,终端设备上还设置有由第三金属体16和第四金属体17构成的第二电容,以及第二频率调谐器件18。第三金属体16与第一金属体11相似,可以为金属片。第二电容、第二频率调谐器件18以及第一调谐器件13构成第二谐振电路。参照第一谐振电路,第二谐振电路的谐振频率记为第二频率。当第二谐振电路中流过第二频率的信号时,第二谐振电路不会发生震荡,而当第二谐振电路中流过其他频率的信号时,第二谐振电路发生震荡,生成反射信号,反射信号的强度较大。控制芯片15用于通过耦合器14向第二谐振电路发送第二谐振电路对应的预设频率(如第二频率)的电流信号,接收并检测耦合器接收到的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态。
[0070] 示例性的,控制芯片15可通过耦合器14同时发送第一频率和第二频率的电流信号,并检测耦合器14接收到的反射信号的强度,根据反射信号的强度确定终端设备与用户的接触状态。由于第一谐振电路的谐振频率为第一频率,因此,第一频率的电流信号将通过第一谐振电路直接流入地,而不流经第二谐振电流。同样的,第二频率的电流信号将通过第二谐振电路直接流入地,而不流经第一谐振电流。当用户接触到后壳10上的第一金属体11或第三金属体17时,即任一感应点时,由于人手的容性效应,导致第一电容或第二电容的容值被改变。此时第一/第二谐振电路的谐振频率被改变,不再是第一/第二频率,控制芯片15通过耦合器14接收到强度较大的反射信号。从而可确定存在用户与终端设备接触。示例性的,控制芯片15还获取用户接触终端设备的后壳的第三金属体17的情况下,第二谐振电路的谐振频率,记为频率f2′。控制芯片15通过耦合器14发送的电流信号的频率还可为与f1、f2、f1′和f2′均不相同的频率。此时,当用户未接触终端设备时,控制芯片15通过耦合器14接收到强度较大的反射信号,当用户接触终端设备时,控制芯片15通过耦合器14接收到强度较小的反射信号,从而可确定是否存在用户与终端设备接触。
[0071] 进一步地,第一谐振电路的谐振频率和第二谐振电路的谐振频率均与终端设备的通信频率不同。可选的,第一谐振电路的谐振频率与第二谐振电路的谐振频率可以相同也可不同。
[0072] 示例性的,通过将第一谐振电路的谐振频率和第二谐振电路的谐振频率设置为与终端设备的通信频率不同,可避免通信信号对感应点的干扰。
[0073] 示例性的,在图2所示实施例的基础上,本发明实施例还提供一种终端设备。本实施例中终端设备中设置有至少一个第一谐振电路。图6为本发明实施例四提供的终端设备的结构示意图,如图6所示,终端设备中的第一谐振电路为至少一个;耦合器14分别与各第一频率调谐器件13连接。
[0074] 示例性的,参照图6,本实施例中,在终端设备中设置多个感应点时,与图4所示实施例不同的是,本实施例中的各谐振电路分别与耦合器14连接。通过设备多个第一谐振电路,并将多个第一谐振电路分布设置,可增加了用户与终端设备的接触状态的检测灵敏度。
[0075] 可选的,各第一谐振电路的谐振频率可以相同,控制芯片15通过耦合器14发送预设频率的电流信号。可选的,各第一谐振电路的谐振频率可以互不相同,控制芯片15通过耦合器14发送各第一谐振电路对应的预设频率的电流信号。
[0076] 示例性的,在上述任一实施例中,后壳的外表面设置有绝缘层。可选的,绝缘层可以为氧化层等,通过设置绝缘层,可避免当后壳为金属材质时,液体滴落在后壳上导致的无触发。
[0077] 示例性的,在上述任一实施例中,第二金属体12和第四金属体17远离终端设备中的金属器件设置,以进一步提高终端设备的检测灵敏度。可选的,第二金属体12同样远离第一谐振电路的同频干扰源设置,第四金属体17同样远离第二谐振电路的同频干扰源设置。同频干扰源示可以为终端设备中如调频(Frequency Modulation,FM)、近场通信(Near Field Communication,NFC)等功能实现时所采用的天线,以及频率较低的功能器件的信号源等。
[0078] 示例性的,在上述任一实施例中,第一频率调谐器件13和第二频率调谐器件18包括如下中的至少一项:电容、电感、线圈和天线。
[0079] 示例性的,第一频率调谐器件13和第二频率调谐器件18均可分别由电容、电感、线圈和天线中的任一项构成。
[0080] 本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0081] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。