CN101019089A - 在移动终端中用于进行功率管理的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一个功率节省管理装置，包括一个控制器，一个与所述控制器进行通信以用于提供传感器是否活动的状态的传感器(110，111)。一个功率电路模块与所述控制器以及预定的非紧要电路(127)和显示器(125)中的至少一个进行通信。当压力传感器感测到的压力量达到第一预定阈值压力量时，控制器发信号所述功率电路模块通电所述预定的非紧要电路和所述显示器中的至少一个。预定的非紧要电路可以包括下列中的一个或多个：要求恒定功率或至少一个定期刷新的非紧要存储器或媒体，包括软盘驱动器和控制器、cd/dvd或其它类型的驱动器和相应的控制器、扩充存储器、高速缓冲存储器、预定的通信电路、输出端口、发射机、以及声音电路。

Description

在移动终端中用于进行功率管理的方法和设备
技术领域
本发明涉及被设计来保存功率的设备和方法。更确切地说，本发明涉及一种使用于诸如PDA(个人数字助理)、便携式计算机、移动电话、网络手写板以及交互式远程控制、照相机等等之类的移动终端中的功率管理方案。
背景技术
电子通信领域一直稳步致力于制造功能不断增加且比上代这类设备更小、更轻便的便携式通信装置。与被允许嵌入便携装置内的复杂性有关的限制之一是所使用的功率量。因为所述装置比以前小了很多，所以允许一个装置使用六或八个″C″或″D″大小的电池的日子已经过去了很久。便携式通信装置由诸如锂离子之类的电池来供电已经很寻常，这类电池可能由于它们紧密的尺寸而受到功率输出的限制，并且在电池没有消耗到可操作性受影响的程度的情况下，一个装置可以操作得更长久是非常重要的。
存在好几个操作区域，在其中，特别是当装置闲置一段时期时，装置使用的功率量或多或少浪费在某些对于装置操作不重要的项上。例如，某些需要恒定功率或至少一个定期刷新的存储器、或磁盘、cd/dvd或其它类型的驱动器(用置于存储介质的某个点上的读/写头来通电并同时等待其它指令)、电子显示器的背景光、以及便携装置上的按键照明，便携装置非限制性地包括便携式计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)等等，它们都包括一个功率消耗——虽然它们可能花费大量的空闲时间。
在照明项(比如具有背景光)的情况下(其往往为用户在黑暗中阅读屏幕所必需的)，如果背景光电源的控制完全经由一个仅仅打开或关闭背景光的开关留给用户，则许多人不会对这种做法感到烦扰。而且，如果存在任何仅仅根据所接收的环境光线调亮/调暗背景光的自动传感器，则不存在关于用户是否实际上正在阅读屏幕的指示。
当前要求的本发明提供了一种方法和设备，其在便携式电子装置中通过保存被提供给装置的非紧要部分的功率来节省功率/延长电池寿命。
在本发明的一个方面中，传感器(比如光传感器、运动传感器、倾斜开关)在被激活的时候，使装置从断电状态通电。在已要求的本发明的变型中，所述装置可能处于一个部分供电模式(比如能量/功率节省模式)，并且如果传感器被激活，则可能整个通电。
相反，如果自从传感器最后一次被激活并且装置没有被使用起，某个时段已经过去，则装置可以通过降低供给某些在空闲时无须加电的非紧要硬件的功率而被部分地断电。例如，某些辅助易失存储器(例如RAM、DRAM、SRAM)、cd/dvd驱动单元、软盘驱动单元、硬盘驱动单元、某些通信端口、输出端口、音频或视频显示器、需要恒定功率或至少定期刷新但是在局部功率模式中对于装置的操作并非紧要的任何元件)可以取决于探测传感器的输出降低它们的输入功率乃至完全移除。装置还可以在某个间歇期之后被完全地断电。
根据本发明的另一个方面，存在一个方法和一种设备，其探测一个装置是否需要辅助照明，并且同时探测所述装置是否在使用中或即将被使用。例如，笔记本计算机，PDA或移动电话(它可以是任何电子装置，这些仅仅是一部分示例)可以兼备用于探测环境光线的光探测器传感器和运动传感器。如果装置由于移动超过阈值而被感测到，则可以存在一个控制器，在预定时段中开启背景光。另外，替代于或除了运动传感器之外，一个″倾斜开关″也可以被布置在所述装置中，因此当所述装置被调至半水平位置(例如大约45-75度)时，所述开关将接通并且背景光或照明键将照亮一段预定的时间量。一个功率算法可以控制所有或只是选择的元件的通电/断电，其中，所述的功率算法是基于由传感器提供给控制器的一个反馈读取或其组合。
附图说明
图1A是一个示出了使用光传感器的本发明第一方面的示意图。
图1B说明了使用压力传感器的本发明的第二方面。
图1C和1D是说明了在其中布置的图1A和1B中与本发明一起使用的标准装置的正视图和侧视图。
图2A说明了包括具有光传感器的倾斜开关的本发明的第三方面。
图2B说明了包括具有压力传感器的倾斜开关的本发明的第四方面。
图3A和3B描述了示出本发明的操作方法的两个流程图。
具体实施方式
本领域普通技术人员应当理解，提供以下说明是用于说明而不是限制的目的。技术人员明白，在本发明的精神和附加的权利要求的范围内存在许多的变化。可以从当前描述中省略已知功能和操作的不必要细节，以免模糊本发明的精练重点。
如图1A中所示，本发明的第一方面包括控制器105，它一般是一个装置所需要的微处理器，它监视所述装置是否应该被通电或断电。所属领域的普通技术人员明白并且了解，一个分离的控制器可以被布置来与装置电路进行通信，但是这通常将导致总尺寸的增加并且从而导致制造成本的增加。
一个光传感器111被布置得面向上与显示屏朝同一方向，来感测环境光线。并且这个光传感器111的输出可以由控制器105监视，以便确定装置的非紧要电路120是否应该被开启。重申，特别是当所述装置在一段时间内未被使用时，由方框表示的非紧要电路120表示对在空闲或降低功率状态中的装置操作可有可无的一项或多项。比如，所述项可以包括需要恒定功率或至少一个定期刷新的特定存储器、软盘驱动器及其控制器、cd/dvd或其它类型的驱动器及其控制器、扩充存储器、高速缓冲存储器、特定通信电路、输出端口、发射机、声音电路或用于显示器125的背景光127(在图1C)中被示出。这些项可能已经被降低功率(睡眠模式)或者没有向它们提供功率。
正确地，电路将保持全通电，或者被置于降低功率模式或断电将取决于装置的特殊类型。例如，如果所述装置是一个双向通信装置，如果它是其中存在一个响铃或蜂鸣声并且用户必须手动回答的类型，则一般来说控制器105、包括指令代码的必需存储器122等等、控制开关所述项的电路115、以及或许一个诸如接收机之类的接收部分，用于接收消息并且通知控制器/微处理器105某人正在尝试联络。此外，控制器/微处理器可以指示向控制电路115通电/断电，以便开启一部分或全部的非紧要电路，这些电路已经完全被提供一个降低功率模式。
虽然背景光例如可以允许容易地阅读一个液晶屏幕，但是如果室内的环境光线太强或者一个人在阳光下，则它可能起反作用。替换地，光传感器还可以触发通电电路以便经由控制器105向装置通电。只要所述装置在使用中，背景光和/或显示器就可以从感测环境光线保持通电一个预定的时间量或在使用被停止之后保持通电一个周期。
应当强调，节电的发明不被限制为移动电话、计算机和/或PDA，而是可以被用于不同的电子装置，诸如之类的PDA、计算器、个人计算机、诸如电动刮胡刀、熨斗、电动工具之类的家用电器，即事实上手持的任何东西。虽然图1B和图1C示出了手机中的传感器的可能布置，但是这仅仅被示出用于说明性的目的。在此重申，本发明不受限于在通信装置中使用，而是可以被安排在任何类型的便携装置中。
根据在图1B中示出的本发明的另一个方面，存在至少一个压力传感器110(优选地多个这类传感器)，所述的压力传感器被沿着一个人可能在使用时紧握所述装置的装置外缘布置。为了图解而非限制性的目的，建议使用薄膜压电(PZT)传感器或微电子力学传感器(MEM)。使用电子限制性类型的传感器来替代压电传感器也是可能的。虽然使用光传感器当然也是可行的，如果装置需要一个盒子或盖子(比如手机的盒子)，则传感器可以由所述盒子来调暗。这个问题可以通过设计一个盒子/盖子而被克服，所述盒子/盖子具有透明边缘或者可能具有沿着对应于装置中的传感器位置的边缘的开口。然而，如果所述项目通常携带在口袋中(比如手机)，则环境光线的缺乏可能错误地触发装置通电从而浪费能量。
根据本发明的这个方面，当便携装置被用户握住时，他/她的指尖对所述装置施加一个特定的压力。在一个特别的示例中，当某人握住一个计算器、计算机、PDA、电动工具、手机等等时，假定该人希望使用所述装置。从而，传感器110具有一个与用户一般施加的压力值相关联的预定压力阈值。当这个阈值量被超出时，传感器110通知控制器105已经感测到一个预定量的压力。此外，例如通过发送一个″通电″信号或消息，控制器105激活装置115的通电电路。随后，先前处于断电或低功率状态的非紧要电路120和/或显示器125被通电电路单元115开启。
压力传感器110可以被设置为具有一个阈值，该阈值需要人″挤压″所述装置的一部分以便使它通电。每当有人仅仅拾起装置以便将其移动到另一个房间、他们的外套口袋的时候，这个特征将从通电和断电的努力中节省装置。
替换地或另外地，压力传感器还可以被用来允许控制器计数压力在装置通电之前被施加的某个时间量。例如，控制器105可以计数传感器被发信号告知感测到压力的某个预定秒数，并且所述装置在那之后将自动地通电，或者用于显示器125(在图1C中被示出)的背景光127将自动地开始。替换地，如果压力不再被感测到，则在一个预定的阈值计数之后，装置的部分可以被通电或者降低功率，例如，处于″睡眠″模式。
如图1C和1D中所示，优选地将安排多个传感器110，它们可以沿着装置通常被人握住的区域来探测压力。然而可以被使用的压力传感器存在不同的类型，优选地，一个(例如薄膜PZT)阵列可以沿着装置边缘被布置，因为人可以抓取所述装置的不同部位。
如在图1C和1D中说明的示例所示，在这种特殊情况下，推荐在装置的两侧上安排压力传感器110。这种布置更可取的一个原因是因为装置小到足以让它们通常能被一手握住，并且如果人们用他们的左手拨号，则它们将用他们的右手握住所述装置，因此他们的四个手指将在沿着装置左边缘的某处，而他们的大拇指将沿着装置右边缘。相比之下，人们用他们的右手拨号则将用他们的左手握住装置，而他们将把四个手指压住装置的右侧并且他们的大拇指在装置的左侧。然而，在本发明的精神和范围中很清楚的是，所述传感器可以被安放在一侧。再次强调，本发明不被限制为手机或任何种类的电话，因为使用本发明断电非紧要电路的装置事实上没有限定范畴，并且它可以被使用的几个这类示例包括手持电动工具、计算机、计算器、试验设备等等。
虽然传感器110也可以被布置在装置的前面或后面上，但是一个技工明白，取决于所述装置，那样做是不切实际的。例如，在蜂窝电话的所述情况中，这类装置一般都将被正面朝上地放置在工作台或书桌上。装置下压的重量可以触发布置在装置后面的传感器，除非阈值被设置为大于目标被置于工作台等等上时一般施加的压力。而且，如果所述装置相对较薄(比如一个计算器)，则装置背面可以靠在用户的手掌上并且被沿着侧边紧握。
重申，替代于通过通电/断电电路115来通电/断电整个装置一部分的控制器105，装置处于没有彻底断电的″睡眠模式″也是可能的，因为某些基本的监控功能或传感器因此可能仍然正在接收功率。例如，耗掉大量电池上的是诸如显示器以及与这类显示器相关联的存储器之类的项。从而，当压力传感器110探测到某个压力处于阈值时，控制器可以打开/关闭所述装置的背景光127或者通电/断电整个显示125。
至于装置保持通电多长时间的判定可以取决于传统的功率节省模式特征，比如不用按键或发送/接收消息就可以计数某时间量的计时器，并且若安后断电所述装置，或者关掉背景光127、整个显示器125或者整个装置。
当使用光传感器来开启或关闭背景光时，存在和在光学探测握住装置的手指/手的情况下类似的相关问题，。否则，这类装置实际上可能使用更多的功率而非从黑暗区域中的通电状态下节省，比如一个人的外套口袋，除非装置或它的盒子被设计成具有一个环境光线传感器130。例如，所述盒子可以具有一个包括辅助皮制片的遮光器，在覆盖屏幕或传感器的一个边缘上具有Velcro，并且当该人去使用电话时，他/她将拉开遮光器背部并且把传感器暴露在环境光线下。例如，这个曝光可以控制装置的功率升降。
图2A和2B说明了已要求的本发明的不同变化形式。图2A中所示的装置根本没有使用一个压力传感器。可能类似地如图1B中所示的光传感器130那样布置的传感器220(它可能包括压力传感器、温度传感器乃至声音传感器)逻辑上被布置与装置中的倾斜开关225在一起。诸如计算器、计算机、移动电话等等之类的项目通常保持垂直或水平。然而，当它们被拾起并且被用户握住用来输入、激活、讲话(比如话音激活的记录器)、拨号时，它们势必以水平面成锐角而被握住，大约30-75度中的一个角度。为了防止非紧要电路210不必要地通电，通电电路212、光传感器220和倾斜开关225逻辑上被与门215″加上″。
通过要求倾斜开关225是活动的并且要求传感器220探测环境光线的存在，装置将不会在被放置在一个人的夹克或公文包内部的时候不必要地通电。即使装置的位置发生移动，人的外套中很黑暗这个事实也将足以将与门215的输出保持为逻辑″0″。
应当指出，虽然一个与门被示出，但是任何布尔逻辑等效体都可以被使用。一系列的XOR、OR、NAND、反向器等等可以被用作一个群或者以一个特定组合来使用，这将导致光传感器220和倾斜开关225的输出被绑在一起以，防止不必要的通电。类似地，在某个时段之后，如果装置没有被主动地使用并且感测到所述装置不再倾斜，则控制器205可以关掉/降低供给非紧要电路210和/或显示器217的功率，将该装置置于一个睡眠模式中，和/或发信号让功率电路212断电该装置(等等)。与倾斜开关的位置无关，装置可以被编程在某个停用时间段之后断电。
图2B说明了本发明的另一个方面。在这个特殊的方面中，传感器220用压力传感器219被″与上″，并且只有当存在感测到的环境光线和感测到的压力时，控制器205才开始一个通电序列，或者才开启非紧要电路210和/或显示217。
最后，图3A和3B提供了一个根据本发明的方法概述。这个方法可以被用作在计算机可读媒介上监视功率使用的一个算法。再次强调指出，虽然感测光的装置类型是本发明中使用的便携装置，但是已要求的本发明不被限制为这类装置。对于本发明的这个特殊方面，假定装置被断电或者处于一个小于正常功率的状态，比如睡眠模式。传感器可以包括一个光压传感器，其在感测到足够的光线时向控制器或通电/断电电路提供信号。
在步骤310，传感器探测到环境光线。一个可能的例子是用户从外套口袋中取出所述装置(在这种情况下是一个电话)。
在步骤320，光线是否已经越过一个阈值被确定。所述阈值可以是亮度和时间中的一个或其组合。
在步骤330，感测到的光线阈值已经被超出，并且传感器发信号告知控制器/微处理器所感测到的光线。
在步骤340，控制器/微处理器发信号把感测到的光线告知通电/断电电路。
在步骤350，控制器/微处理器请求通电/断电电路通电显示器或背景光中的至少一个。虽然亮度足以越过阈值，但是如果感测到的环境光线仍然不够明亮到显示器可以不用背景光而容易地看见，则有可能两个都被请求通电。所属领域的普通技术人员应当理解，除非显示器已经开启，否则背景光将不会被开启。此外，如果显示器没有被通电，其通电将包括装置的完全通电或者将其从″睡眠模式″中唤醒。
在步骤360，传感器继续探测环境光线。在步骤370，与这个探测结果有关的一个判定被做出。如果环境光线不再被探测(意指所述装置可能在黑暗中或者在几乎黑暗的环境中)以便节省功率，则所述显示器和/或背景光可以被断电。
从而，如果步骤370的答案是不再探测环境光线，则在步骤375确定所述装置是否仍然在使用中。如果所述装置仍然在使用中，则探测继续而不会影响显示或背景光的操作。然而，如果装置没有在使用中，则在步骤376确定已经过去了多长时间。当过去的时间量达到一个预定阈值量时，微处理器/控制器在步骤380断电所述装置，以便节能而避免浪费，或者降低给非紧要电路的功率。替换地，微处理器/控制器可以只断电显示器，或者可以在装置中把功率降低到足以激活睡眠模式。
另一方面，如果在步骤370确定仍然探测环境光线，则在步骤375B确定所述装置是否仍然在使用中。如果所述装置仍然在使用中，则在步骤377确定环境光线是否仍然大于一个不用背景光来查看装置显示器所需的阈值量。如果回答是肯定的，如果探测到的光线量足以不用开启背景光来查看显示器，则在步骤380B，背景光将被断电(步骤380B)。
如果本发明包括一个倾斜开关和一个光传感器，那么方法步骤中的判定框将做出一个两步判定，即是否传感器探测到环境光线和是否倾斜开关是活动的。
另外，如果本发明使用压力传感器，则方法步骤中的判定框将询问通过用户手掌探测到的压力是否足以触发通电/断电电路。而且，例如在步骤375B对于关于装置是否有一段时间没有在使用中(空闲)做出判断。例如，一分钟已经过去并且用户没有触碰键盘，触碰键盘可能是断电至少显示器的触发条件。
在不脱离本发明精神或附加的权利要求范围的前提下，所属领域普通技术人员可以对本发明做出各种各样的修改。例如，传感器可以感测光线、压力、装置的倾斜，并且可以包括压电阵列、PZT、MBMS、传统的压力开关，它们全部都被优选地布置在装置被握住、使用或紧握的公共区域上。
其它类型的开关、传感器也可以被使用。所述装置不被限制为电话、PDA或计算机，并且可能包括任何手持装置，非限制性地包括电动工具、手电筒、计算器等等。所述装置可以被修改以使一个手柄被连接到该装置以便通过简单地挤压所述的手柄来允许通电和断电。

Claims (22)

1.一个功率节省管理装置，包括：
控制器；
光传感器，其与所述控制器105进行通信，以用于提供光线是否被传感器感测到的状态；和
功率电路模块，其与控制器和预定的非紧要电路和显示器中的至少一个进行通信，
其中，当光传感器感测到的光线量达到第一预定阈值量时，控制器发信号向所述功率电路模块告知通电预定的非紧要电路和显示器中的所述至少一个。
2.根据权利要求1的装置，其中，非紧要电路包括一个或多个预定的非紧要电路，包括：要求恒定功率或至少一个定期刷新的非紧要存储器或媒体，包括软盘驱动器和控制器、cd/dvd或者其它类型的驱动器和相应的控制器、扩充存储器、高速缓冲存储器、预定的通信电路、输出端口、发射机、以及声音电路。
3.根据权利要求1的装置，其中，非紧要电路包括一个背景光，并且当光传感器感测到的光线量大于或等于第一预定阈值量，但是小于高于所述第一预定量的第二预定阈值量时，控制器发信号告知所述的功率电路模块通电所述背景光。
4.根据权利要求3的装置，其中，当光传感器感测到的光线量大于第二预定阈值量时，控制器发信号告知所述功率电路模块断电所述背景光。
5.根据权利要求1的装置，其中，如果传感器感测到的光线量低于第一预定阈值量，则控制器发信号告知所述电源电路模块断电显示器。
6.根据权利要求1的装置，还包括一个倾斜开关，其被布置以便在装置以一个大于零度并且小于九十度的角度被定向时，控制器发信号告知电源电路模块通电。
7.根据权利要求1的装置，其中，当光传感器感测到的光线量低于第一预定阈值时，控制器确定一个装置是否仍然在使用中，并且如果确定所述装置在感测到的光线降低到所述第一预定阈值量之下之后空闲了一个预定时间量，则断电显示器。
8.根据权利要求1的装置，其中，与光传感器感测到的光线量降低到第一预定阈值之下的时候无关，控制器确定一个装置是否仍然在使用中，并且如果确定装置空闲了一个预定的时间量，则控制器发信号告知功率电路模块断电显示器。
9.一个功率节省管理装置，包括：
控制器；
压力传感器，其与所述控制器105进行通信，以用于提供光线是否被传感器感测到的状态；和
功率电路模块，其与控制器以及预定的非紧要电路和显示器中的至少一个进行通信，
其中，当压力传感器感测到的压力量达到第一预定阈值压力量时，控制器发信号告知所述功率电路模块通电所述预定的非紧要电路和所述显示器中的至少一个。
10.根据权利要求9的功率节省管理装置，还包括：
基板；
与基板大体上成直角布置的两侧；
其中，压力传感器被布置为在一个用户可能紧握该装置的位置对着两侧之一；和
其中，压力传感器适宜于探测用户紧握时对两侧之一施加的压力变化。
11.根据权利要求10的装置，还包括多个大体上沿着装置两侧布置的传感器。
12.根据权利要求11的装置，其中，多个传感器包括压电薄膜(PZT)传感器。
13.根据权利要求11的装置，其中，至少一侧的多个传感器被布置在一个阵列中。
14.根据权利要求11的装置，其中，多个传感器包括电阻传感器。
15.根据权利要求11的装置，其中，多个传感器包括微电子机械系统(MEMS)传感器。
16.根据权利要求10的装置，还包括一个被布置相对于所述基板并且大体上垂直于两侧的面部，并且其中布置了显示器。
17.根据要求16的装置，还包括一个布置在装置面部的传感器，所述传感器与所述控制器进行通信并且所述传感器的输出和所述压力传感器的输出分别被连接到逻辑与门的输入，因此只有当传感器感测到的输出和所述压力传感器感测到的压力输出都大于或等于它们相应的第一预定阈值量时，控制器才发信号告知所述功率电路模块通电所述显示器。
18.根据权利要求17的装置，其中，当传感器感测到的量大于或等于第一预定阈值时，控制器发信号告知所述功率电路模块，部分地通电所述预定的非紧要电路，并且当感测到的量是高于所述第一预定量的第二预定阈值量时，完全通电所述预定的非紧要电路。
19.根据权利要求18的装置，其中，当光传感器感测到的光线量低于第一预定阈值时，控制器确定一个装置是否仍然在使用中，并且如果确定所述装置在感测到的光线降低到所述第一预定阈值量之下之后空闲了一个预定时间量，则断电显示器。
20.一个用于管理装置中的功率节省的方法，包括下列步骤：
由传感器来确定光线是否已经超出一个亮度的阈级；
由传感器向控制器/微处理器发信号告知在步骤(a)中感测到的光线已经超出一个阈值；
由控制器/微处理器向一个通电/断电预定非紧要电路发信号告知关于感测到的光线的信号；
控制器/微处理器请求通电/断电电路通电显示器或预定的非紧要电路中的至少一个；
确定传感器感测到的光线是否继续超出亮度阈级；
如果在步骤(e)中传感器感测到的光线不再超出亮度阈级，则确定该装置是否仍然在使用中；和
(g)如果探测到的光线不再超出阈级并且已经在步骤(f)中确定该装置没有在使用中，则断电在步骤(d)中通电的显示器和/或非紧要电路，以便节省功率。
21.一个用于管理装置中的功率节省的方法，包括下列步骤：
提供一个输出是否是与控制器进行通信的压力传感器的活动的状态；
提供一个功率电路模块，其与控制器以及预定的非紧要电路和显示器中的至少一个进行通信；和
当压力传感器感测到的压力量达到第一预定阈值压力量时，控制器发信号告知功率电路模块通电显示器。
22.根据权利要求21的功率节省管理方法，还包括步骤(a)中的子步骤：
提供一个基板；
把两侧布置得大体上与基板成直角；
布置两侧，其中压力传感器在一个用户可能紧握该装置的位置，近邻两侧之一；和
探测用户紧握时，对至少其中一侧施加的压力的变化。
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