CN112106306A

CN112106306A - 基于传感器的输出功率调整

Info

Publication number: CN112106306A
Application number: CN201880092729.2A
Authority: CN
Inventors: 王浩致; 吴适煌
Original assignee: Hp Development Company LLP
Current assignee: Hp Development Company LLP
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-12-18
Also published as: EP3747132A1; EP3747132A4; EP3747132B1; WO2019245579A1; US11309929B2; US20210367637A1

Abstract

示例电子设备包括无线通信部件和控制器。控制器基于以下各项来设置无线通信部件的输出功率：第一外部对象是否接近电子设备的第一侧；电子设备是否静止；以及第二外部对象是否接近电子设备的第二侧，其中第二侧与第一侧相对。

Description

基于传感器的输出功率调整

背景技术

无线地执行通信的能力是诸如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等的移动电子设备的重要方面。在无线通信期间，电子设备可以发射可以被电子设备的用户的组织吸收的射频(RF)能量。高水平的RF能量吸收可能会对用户造成伤害。

附图说明

参照以下附图描述本申请的一些示例：

图1图示出了根据示例的基于多个传感器来设置无线通信部件的输出功率的电子设备；

图2A图示出了根据另一示例的基于多个传感器来设置无线通信部件的输出功率的电子设备；

图2B图示出了根据示例的图2A的电子设备的第一接近传感器和第二接近传感器的不同检测方向；

图3图示出了根据示例的在电子设备处操作以基于来自多个传感器的输出来设置无线通信部件的输出功率的方法；

图4图示出了根据示例的基于来自多个传感器的输出来确定无线通信部件的输出功率的查找表；以及

图5图示出了根据另一示例的基于来自多个传感器的输出来设置无线通信部件的输出功率的电子设备。

具体实施方式

各国的政府监管机构对电子设备的射频(RF)能量发射设置了限制。可以根据电子设备的比吸收率(SAR)来定义限制。SAR是人体在暴露于射频电磁场时能量吸收速度的测量。例如，在美国，公众暴露于电子设备的RF能量的SAR限制是每千克1.6瓦(1.6W/kg)。为了遵守SAR监管，当电子设备处于电子设备的用户的一定距离之内时，电子设备可以降低通信部件(例如，无线收发器、无线通信部件)的RF输出功率。电子设备可以使用接近传感器来确定距离。然而，在某些情况下，仅使用接近传感器可能会产生错误的检测结果(例如，电子设备放在桌子上，但用户没有靠近电子设备)，并且输出功率仍被降低。

本文描述的示例提供了一种基于来自多个传感器的输出来动态地调整电子设备的通信部件的输出功率的方法。在示例中，电子设备可以包括无线通信部件。电子设备还可以包括控制器，以基于以下各项来设置无线通信部件的输出功率：第一外部对象是否接近电子设备的第一侧；电子设备是否静止；以及第二外部对象是否接近电子设备的第二侧，其中第二侧与第一侧相对。

在另一示例，电子设备可以包括第一接近传感器，以响应于检测到接近电子设备的外部对象的存在而生成有效的输出。电子设备还可以包括移动传感器。电子设备可以进一步包括定位在电子设备中以具有与第一接近传感器不同的感测方向的第二接近传感器。电子设备可以进一步包括无线通信部件。电子设备可以进一步包括控制器，以响应于检测到信号的断言来降低无线通信部件的输出功率。在输出是有效的时，控制器还可以基于来自移动传感器和第二接近传感器的输出来调整输出功率。

在另一示例中，非暂存机器可读存储介质可以包括指令，该指令在被执行时使电子设备的控制器响应于检测到来自电子设备的第一接近传感器的有效输出而降低电子设备的无线通信部件的输出功率。在输出是有效的时，指令可以使控制器：基于来自电子设备的移动传感器的输出来确定电子设备是否静止；响应于确定电子设备是静止的，确定来自电子设备的第二接近传感器的输出是否是有效的；响应于确定来自第二接近传感器的输出是无效的，增加输出功率。因此，本文描述的示例可以降低不必要的无线通信部件输出功率降低的频率。

图1图示出了根据示例的基于多个传感器来设置无线通信部件的输出功率的电子设备100。电子设备100可以包括控制器102、无线通信部件104、第一接近传感器106、移动传感器108以及第二接近传感器110。

电子设备100可以是例如笔记本电脑、平板计算设备、可拆卸笔记本电脑、可转换笔记本电脑、二合一笔记本电脑、移动电话、电子书阅读器、可穿戴设备或能够与另一设备进行无线通信的任何其他电子设备。控制器102可以是例如适于检索和执行存储在计算机可读存储介质中的指令的基于半导体的微处理器和/或其他硬件设备(例如，现场可编程门阵列(FPGA))。控制器102可以控制无线通信部件104的操作。在一些示例中，控制器102还可以控制电子设备100的操作。在一些示例中，控制器102可以与无线通信部件104集成。

无线通信部件104可以是具有电路和/或控制器可执行指令以经由电磁波发送和/或接收信号的设备。在一些示例中，无线通信部件104可以是无线发送器。在一些示例中，无线通信部件104可以是无线发送器和接收器的组合(例如，收发器)。无线通信部件104可以使用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE802.11n、IEEE 802.11系列的其他成员、长期演进(LTE)、全球移动系统(GSM)、码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)等的多种通信协议来发送信号。

接近传感器106和接近传感器110可以各自是在没有任何物理接触的情况下检测附近对象的存在的设备。在一些示例中，接近传感器106和接近传感器110可以各自包括独特的处理电路，该独特的处理电路将指示对象的存在的信息转换为适合于由另一设备处理的格式。处理电路还可以将关于对象存在的信息提供至另一设备，诸如控制器102。

接近传感器106和接近传感器110可以使用不同的技术来检测外部对象。例如，接近传感器106和接近传感器110可以使用电磁场、电容变化、光学特性变化等来检测对象。在一些示例中，第一接近传感器106可以是电容性接近传感器，并且第二接近传感器110可以是飞行时间(ToF)接近传感器。移动传感器108可以是检测诸如电子设备100的方向变化、电子设备100的物理空间变化(例如，从一个地方被携带到另一地方)之类的电子设备100的物理移动的设备。在一些示例中，移动传感器108可以通过测量电子设备100经历的适当的加速度来检测物理移动。例如，移动传感器108可以使用加速度计来实现。在一些示例中，移动传感器108可通以过测量电子设备100经历的角速度来检测物理移动。例如，移动传感器108可以使用陀螺仪来实现。在一些示例中，移动传感器108可以使用加速度计和陀螺仪的组合来实现。传感器106、108和110可以连接到控制器102。

在操作期间，控制器102可以设置无线通信部件104的输出功率。无线通信部件104的输出功率可以是无线通信部件104在信号发送期间所发射的射频能量的量。在一些示例中，输出功率可以以瓦特来测量。

控制器102可以基于第一外部对象是否接近电子设备100的第一侧、电子设备100是否静止以及第二外部对象是否接近电子设备100的第二侧来设置输出功率。控制器102可以基于来自第一接近传感器106的输出来确定第一外部对象是否接近电子设备100的第一侧。控制器102可以基于来自移动传感器108的输出来确定电子设备100是否静止。控制器102可以基于来自第二接近传感器110的输出来确定第二外部对象是否接近电子设备100的第二侧。

控制器102最初可以将输出功率设置为第一值。在一些示例中，第一值可以大于SAR阈值。如本文中所使用的，SAR阈值可以是无线通信部件104在遵守由监管实体(例如，美国联邦通信委员会)设置的SAR监管时可以产生的输出功率的最大量。控制器102可以监视来自第一接近传感器106的输出以调整输出功率。响应于检测到输出是有效的，控制器102可以将输出功率从第一值降低到低于第一值的第二值。在一些示例中，第二值可以小于或等于SAR阈值。

第一接近传感器106可以通过向控制器102断言第一信号112来生成有效的输出。第一接近传感器106可以响应于检测到接近电子设备100第一侧的第一外部对象的存在而生成有效的输出。如本文中所使用的，当第一接近传感器106与第一外部对象之间的距离在第一接近传感器106的感测范围内时，外部对象接近电子设备100的第一侧。例如，第一接近传感器106可以具有1.5厘米(CM)的感测范围。因此，当第一外部对象在第一接近传感器106的感测方向的1.5CM内时，第一接近传感器106可以断言第一信号112。当第一外部对象距第一接近传感器106的感测方向超过1.5CM时，第一接近传感器106可能无法检测到第一外部对象。因此，由于第一接近传感器106可能不能断言第一信号112，因此第一接近传感器106的输出可能是无效的。第一信号112的缺失可以指示来自第一接近传感器106的输出是无效的。在一些示例中，第一外部对象可以是人体部位，例如手。

在一些示例中，当输出是有效的时，第一接近传感器106可以将第一信号112断言为具有大于或等于阈值的值的电信号(电压或电流)。该值可以基于外部对象与第一接近传感器106之间的距离而改变。外部对象越近，值越高。当输出是无效的时，值可以小于阈值。当来自第一接近传感器106的输出是无效的时，控制器102可以将输出功率从第二值增加回到第一值。因此，可以忽略来自移动传感器108和第二接近传感器110的输出，直到来自第一接近传感器106的输出再次是有效的。

当来自第一接近传感器106的输出仍是有效的时(即，第一接近传感器106仍感测到接近电子设备100的外部对象)，控制器102可以检查来自移动传感器108的输出以进一步调整无线通信部件104的输出功率。响应于检测到电子设备100的移动，移动传感器108可以通过向控制器102断言第二信号114而生成有效的输出。响应于检测到来自移动传感器108的有效的输出，控制器102可以确定电子设备100处于运动中。响应于确定电子设备100处于运动中，控制器102可以将输出功率保持在第二值。因此，当来自第一接近传感器106和移动传感器108的输出是有效的时，控制器102可以忽略来自第二接近传感器110的输出。

当来自第一接近传感器106的输出是有效的时，响应于确定电子设备100是静止的，控制器102可以进一步基于来自第二接近传感器110的输出来调整输出功率。控制器102可以监视来自移动传感器108的输出是无效(即，第二信号114的缺失)的持续时间。当持续时间大于阈值(例如，5秒)时，控制器102可以确定电子设备100是静止的。

响应于确定电子设备100是静止的，控制器102可以进一步基于来自第二接近传感器110的输出来调整输出功率。第二接近传感器110可以以与第一接近传感器106类似的方式操作。第二接近传感器110可以通过向控制器102断言第三信号116来生成有效的输出。当第二外部对象被检测到接近电子设备100的第二侧时，第二接近传感器110可以生成有效的输出。当第三信号116缺失时(例如，当第二外部对象在第二接近传感器110的感测范围之外时)，来自第二接近传感器110的输出可以是无效的。在一些示例中，第二外部对象可以是人体部位，例如头部。

响应于检测到来自第二接近传感器110的有效的输出，控制器102可以将输出功率保持在第二值。响应于检测到来自第二接近传感器110的无效输出，控制器102可以将输出功率从第二值改回到第一值。

图2A图示出了根据另一示例的基于多个传感器来设置无线通信部件的输出功率的电子设备100。电子设备100可以包括第一外壳202、第二外壳204以及将第一外壳202连接到第二外壳204的铰链206。电子设备100还可以包括控制器102、无线通信部件104、第一接近传感器106、移动传感器108、第二接近传感器110、显示设备208、处理电路210、输入设备212以及天线222。控制器102、无线通信部件104、显示设备208和处理电路210可以存储在第一外壳202中。如图2B中更详细地描述的，第一接近传感器106和第二接近传感器110可以位于第一外壳202内以具有不同的感测方向。显示设备208可以是例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器或以图形形式输出信息的任何其他电子设备。在一些示例中，第二外壳204可以经由铰链206从第一壳体202拆卸。因此，一旦被拆卸，存储在第一外壳202内的部件可以用作独立的设备(例如，图1的电子设备100)。

处理电路210可以控制电子设备100的操作。例如，处理电路210可以包括诸如中央处理单元(CPU)的处理器和/或编码有由处理器可执行的指令的存储设备。在一些示例中，处理电路210还可以包括控制器102。因此，处理电路210可以直接而非经由控制器102控制无线通信部件104的操作。输入设备212可以是为用户提供界面以输入信息的电子设备。输入设备212可以是例如键盘、触摸板、鼠标、触控笔或其组合。天线222可以连接到无线通信部件104以将由无线通信部件104供给的(例如，以电流的形式的)信号辐射为电磁波。天线222可以实现为偶极天线、单极天线、阵列天线、环形天线等。

图2B图示出了根据示例的图2A的电子设备100的第一接近传感器106和第二接近传感器110的不同检测方向。如图2B中所图示的，第一接近传感器106可以位于第一外壳202中，使得第一接近传感器106的感测方向(如箭头216所指示)可以与第一外壳202的第一侧214相背离。第一侧214可以对应于可经由显示设备208向电子设备的用户显示内容/信息/数据的一侧。第二接近传感器110可以位于第一外壳202中，使得第二接近传感器110的感测方向(如箭头220所指示)可以与第一外壳202的第二侧218相背离。第一侧214可以与第二侧218相对。因此，第一接近传感器106的感测方向可以与第二接近传感器110的感测方向相反。

图3图示出了根据示例的在电子设备处操作以基于来自多个传感器的输出来设置无线通信部件的输出功率的方法300。方法300可以参考图1、图2A和图2B的电子设备100来描述。在302处，控制器102可以确定经由第一接近传感器106是否检测到第一外部对象接近第一外壳202的第一侧214。在304处，当第一接近传感器106不能检测到第一外部对象接近第一侧214时，控制器102可能无法检测到来自第一接近传感器106的有效的输出。响应于确定第一外部对象未接近第一侧214，控制器102可以将无线通信部件104的输出功率设置为第一值。例如，第一值可以对应于无线通信部件104可能能够产生的用于信号发送的输出功率的最大量。作为另一示例，第一值可以对应于大于SAR阈值的输出功率的量。

在306处，当第一接近传感器106检测到第一外部对象接近第一侧214时，控制器102可以经由来自第一接近传感器106的第一信号112的断言来检测来自第一接近传感器106的有效的输出。响应于检测到第一信号112的断言，控制器102可以通过将输出功率从第一值降低到第二值来将无线通信部件104的输出功率设置为第二值。第二值可以低于第一值。例如，第二值可以对应于小于或等于SAR阈值的输出功率的量。

在308处，在将输出功率降低到第二值之后并且当第一信号112仍被断言时(即，来自第一接近传感器106的输出仍是有效的)，控制器102可以经由移动传感器108确定电子设备100是否处于运动中。当电子设备100处于运动中时(例如，被用户从一个地方移动到另一地方)，移动传感器108可以检测电子设备100所经历的适当的加速度，并通过向控制器102断言第二信号114来生成有效的输出。在306处，响应于检测到第二信号114的断言，控制器102可以将输出功率保持在当前值(即，第二值)。

在将输出功率降低至第二值之后并且在第一信号112仍被断言时(即，来自第一接近传感器106的输出仍是有效的)，当控制器102在大于阈值的持续时间内无法检测到来自移动传感器108的有效的输出时，控制器102可以确定电子设备100是静止的(即，不在运动中)。

在310处，响应于确定电子设备100是静止的，控制器102可以确定经由第二接近传感器110是否检测到第二外部对象接近第一外壳202的第二侧218。当第二接近传感器110不能检测到第二外部对象接近第二侧218时，控制器102可能无法检测到来自第二接近传感器110的有效的输出。在304处，响应于确定第二外部对象未接近第二侧218，控制器102可以通过将输出功率从第二值增加至第一值来将无线通信部件104的输出功率设置为第一值。在306处，响应于确定第二外部对象接近第二侧218，控制器102可以将输出功率保持在当前值(即，第二值)。

图4图示出了根据示例的基于来自多个传感器的输出来确定无线通信部件的输出功率的查找表400。查找表400可以存储在电子设备100的存储设备中，或者可以存储在控制器102内。查找表400可以包括多个行，以指示基于来自传感器106、108和110的输出的无线通信部件104的输出功率的值。

第一行402可以指示当来自第一接近传感器106和移动传感器108的输出均是有效的时，输出功率被设置为“低”(例如，第二值)。来自第二接近传感器110的输出可以被控制器102忽略。即，当来自第一接近传感器106和移动传感器108的输出均是有效的时，控制器102可以将输出功率设置为“低”，而不管来自第二接近传感器110的输出状态(有效的或者无效的)。第二行404可以指示当来自第一接近传感器106的输出是无效的时，输出功率被设置为“高”(例如，第一值)。来自移动传感器108和第二接近传感器110的输出可以被控制器102忽略。

第三行406可以指示当来自第一接近传感器106和第二接近传感器110的输出是有效的并且来自移动传感器108的输出是无效的时，输出功率被设置为“低”。第四行408可以指示当来自第一接近传感器106的输出是有效的并且来自移动传感器108和第二接近传感器110的输出是无效的时，输出功率被设置为“高”。

通过利用第三行406和第四行408中的来自第二接近传感器110的输出的状态，可以在极端情况下更精确地调整无线通信部件104的输出功率。第三行406中的来自传感器106、108和110的输出的状态可以对应于用户将电子设备100靠近用户握持的情况。例如，用户的手握持电子设备100的背面(例如，第一侧214)，电子设备100没有移动，用户的头靠近电子设备100的前面(例如，第二侧218)。

第四行408中的来自传感器106、108和110的输出的状态可以对应于电子设备100放置在表面上(独立或对接)或当电子设备100放置或紧靠在表面上时用户握持电子设备100的背面的情况。

图5图示出了根据另一示例的基于来自多个传感器的输出来设置无线通信部件的输出功率的电子设备500。电子设备500可以实现图1、图2A和图2B的电子设备100。

电子设备500可以包括控制器102、无线通信部件104、第一接近传感器106、移动传感器108、第二接近传感器110以及机器可读存储介质502。机器可读存储介质502可以是包含或存储可执行指令的任何电子的、磁性的、光学的或其他物理的存储设备。因此，机器可读存储介质502可以是例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储设备、光盘等。在一些示例中，机器可读存储介质502可以是非暂存存储介质，其中术语“非暂存”不涵盖暂存传播信号。如以下详细描述的，机器可读存储介质502可以利用一系列处理器可执行指令504、506、508和510来编码。

第一接近传感器输出确定指令504可以确定来自第一接近传感器106的输出的状态(例如，有效的或无效的)。例如，参考图1，控制器102可以经由来自第一接近传感器106的第一信号112的断言来确定来自第一接近传感器106的输出是有效的。在缺失第一信号112的情况下，控制器102可以确定来自第一接近传感器106的输出是无效的。

移动传感器输出确定指令506可以确定来自移动传感器108的输出的状态。例如，参考图1，控制器102可以经由来自移动传感器108的第二信号114的断言来确定来自移动传感器108的输出是有效的。在缺失第二信号114的情况下，控制器102可以确定来自移动传感器108的输出是无效的。

第二接近传感器输出确定指令508可以确定来自第二接近传感器110的输出的状态(例如，有效的或无效的)。例如，参考图1，控制器102可以经由来自第二接近传感器110的第三信号116的断言来确定来自第二接近传感器110的输出是有效的。在缺失第三信号116时，控制器102可以确定来自第二接近传感器110的输出是无效的。

输出功率设置指令510可以基于来自传感器106、108和110的输出来设置无线通信部件104的输出功率。例如，参考图4，控制器102可以使用查找表400基于来自传感器106、108和110的输出的状态来设置和/或调整输出功率。

所使用的“包括”、“包含”或“具有”是同义词，并且本文的变型是指包含性或开放性的并且不排除附加的未叙述的元件或方法步骤。

Claims

1.一种电子设备，包括：

无线通信部件；以及

控制器，用于基于以下各项来设置所述无线通信部件的输出功率：

第一外部对象是否接近所述电子设备的第一侧；

所述电子设备是否静止；以及

第二外部对象是否接近所述电子设备的第二侧，其中所述第二侧与所述第一侧相对。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制器响应于检测到以下各项来将所述输出功率设置为第一值：

所述第一外部对象接近所述第一侧；

所述电子设备是静止的；以及

所述第二外部对象未接近所述第二侧。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述控制器响应于检测到以下各项来将所述输出功率设置为小于所述第一值的第二值：

所述第一外部对象接近所述第一侧；

所述电子设备是静止的；以及

所述第二外部对象接近所述第二侧。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述控制器响应于检测到以下各项来将所述输出功率设置为所述第一值：

所述第一外部对象接近所述第一侧；以及

所述电子设备处于运动中。

5.一种电子设备，包括：

第一接近传感器，用于响应于检测到接近所述电子设备的外部对象的存在而生成有效的输出；

移动传感器；

第二接近传感器，位于所述电子设备中，以具有与所述第一接近传感器不同的感测方向；

无线通信部件；以及

控制器，用于：

响应于检测到所述有效的输出，降低所述无线通信部件的输出功率；以及

当所述输出是有效的时：

基于来自所述移动传感器和所述第二接近传感器的输出来调整所述输出功率。

6.根据权利要求5所述的电子设备，进一步包括：

外壳；以及

显示设备，存储在所述外壳内，其中所述第一接近传感器、所述第二接近传感器以及所述移动传感器存储在所述外壳内，其中所述第一接近传感器的感测方向朝向所述外壳的第一侧，并且其中所述第二接近传感器的感测方向朝向所述外壳的第二侧。

7.根据权利要求6所述的电子设备，进一步包括：

第二外壳，可从所述外壳拆卸；以及

输入设备，存储在所述第二外壳内。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述第二接近传感器被实现为飞行时间(ToF)传感器。

9.根据权利要求5所述的电子设备，其中当所述输出从有效的改变成无效的时，所述控制器增加所述输出功率。

10.一种非暂存机器可读存储介质，包括指令，所述指令在执行时使电子设备的控制器：

响应于检测到来自所述电子设备的第一接近传感器的有效的输出，降低所述电子设备的无线通信部件的输出功率；

当所述输出是有效的时：

基于来自所述电子设备的移动传感器的输出，确定所述电子设备是否静止；

响应于确定所述电子设备是静止的，确定来自所述电子设备的第二接近传感器的输出是否是有效的；

响应于确定来自所述第二接近传感器的所述输出是有效的，增加所述输出功率。

11.根据权利要求10所述的非暂存机器可读存储介质，其中所述指令在执行时，进一步使所述控制器响应于检测到所述有效的输出，将所述输出功率从第一值降低至第二值，其中所述第二值小于或等于比吸收率(SAR)阈值，并且其中所述第一值大于所述SAR阈值。

12.根据权利要求11所述的非暂存机器可读存储介质，其中所述指令在执行时，进一步使所述控制器响应于确定所述电子设备处于运动中，将所述输出功率保持在所述第二值。

13.根据权利要求10所述的非暂存机器可读存储介质，其中所述指令在执行时，进一步使控制器：

监视来自所述移动传感器的所述输出是无效的持续时间；以及

当所述持续时间大于阈值时，确定所述电子设备是静止的。

14.根据权利要求10所述的非暂存机器可读存储介质，其中所述指令在执行时，进一步使所述控制器在所述输出从有效的改变成无效的时，增加所述输出功率。

15.根据权利要求10所述的非暂存机器可读存储介质，其中所述指令在执行时，进一步使所述控制器响应于确定来自所述第二接近传感器的所述输出是有效的，将所述输出功率保持在当前值。