基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法
2023-09-16 14:35:15
基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法，屬於筆記本、平板電腦等應用領域。本發明將筆記本電腦上、下蓋或是平板及手機的機身與保護套前蓋內置金屬片(或是結構件填充金屬粉末)，構成電容器。當屏幕開合時，系統通過波形採集電路，識別電容器容值變化，完成屏幕的開合判斷。
【專利說明】基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及筆記本、平板電腦等應用領域，用於筆記本電腦屏幕及平板電腦保護 套等的開合識別，具體地說是一種基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法。本 方法採用基本物理學原理，可以通過簡單電路實現，適合各種應用領域，成本極低，某些領 域應用成本幾乎為零。
【背景技術】
[0002] 目前筆記本電腦、平板電腦、手機(帶外部保護套）等領域屏幕或保護套開合判斷 多採用霍爾傳感器識別方法，應用較為成熟，在成本、電路設計上基本沒有優化空間。另外， 霍爾傳感器通常擺放在筆記本上蓋上邊緣位置，傳輸線要求較長而且對筆記本區域網天線 等的擺放有一定阻礙。
【發明內容】
[0003] 筆記本電腦等屏幕開合時，由於屏幕與機身之間距離變化導致以屏幕和機身為兩 極的電容器容值變換，本方法提出了一種通過識別電容器容值變化而識別電腦屏幕開合的 方式。本方法區別於傳統霍爾傳感器方法的地方在於，本方法利用物理學上電容器基本特 徵，原理簡單、實現方法多樣、電路設計容易、成本極低。
[0004] 本方法的理論依據是筆記本電腦等開合屏幕時，屏幕與機身之間距離變化導致以 屏幕和機身為兩極的電容器容值變化，通過採集容值變化來識別屏幕的開合。
[0005] 將筆記本電腦上、下蓋或是平板及手機的機身與保護套前蓋內置金屬片（或是結 構件填充金屬粉末)，構成電容器。當屏幕開合時，系統通過波形採集電路，識別電容器容值 變化，完成屏幕的開合判斷。
[0006] 可以採用三種方式。
[0007] 1、採用比較器方法 根據公式C=Q/U，且C值大小正比於電容兩極導體相對面積，反比於電容兩極距離；當 筆記本電腦屏幕閉合時，電腦上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體相對面積增大、距 離減小，C變大，有電流流經電阻R2對電容充電，比較器A端電壓低於B端電壓，比較器out 端輸出低電平；當電腦屏幕打開時，電腦上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體相對面 積減小、距離變大，C變小，有電流流經電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高於B端電壓， out輸出高電平；當平時使用過程中，筆記本屏幕基本不變，由於比較器輸出端外接上拉電 阻，out引腳處為高電平；系統通過判斷out輸出是否有高、低電平變換即可判別電腦屏幕 開合狀態。
[0008] 2、採用電流檢測器方法 當屏幕閉合時，電腦上蓋和下殼組成的電容器充電，電流從RS-引腳流向RS+引腳，弓丨 腳SIGN (out端）輸出低電平；當屏幕打開時，電腦上蓋和下殼組成的電容器放電，電流從 RS+引腳流向RS-引腳，引腳SIGN (out端)輸出高電平；系統通過識別晶片SIGN腳的高低 電平判斷電腦屏幕開合狀態。
[0009] 3、單片機檢測方法 將電容一側接到單片機AD採樣引腳，就可實現屏幕的開合檢測。當屏幕閉合時，電容 器充電，AD腳檢測到幅值不斷上升的波形；當屏幕打開時，電容器放電，AD腳可以檢測到幅 值不斷下降的波形。單片機通過識別波形不同，判斷屏幕的開合狀態。
[0010] 本方法利用物理學上電容器基本特徵，原理簡單、實現方法多樣、電路設計容易、 成本極低。可以通過簡單電路實現，適合各種應用領域，成本極低，某些領域應用成本幾乎 為零。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 附圖1是採用比較器方法的電路圖。
[0012] 附圖2是採用電流檢測器方法的電路圖。
[0013] 附圖3是採用單片機檢測方法的電路圖。
【具體實施方式】
[0014] 筆記本電腦上蓋方便位置處內置金屬片（或模具填充金屬粉末，也可以整個金屬 上蓋代替）且金屬片接地。電腦下殼與金屬片位置對應處(若以整個上蓋代替則位置隨意） 放置另一金屬片且金屬片接電源。
[0015] 方案一採用比較器(或運算放大器）方法 如圖1，根據公式C=Q/U，且C值大小正比於電容兩極導體相對面積，反比於電容兩極距 離。當筆記本電腦屏幕閉合時，電腦上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體相對面積增 大、距離減小，C變大，有電流流經電阻R2對電容充電，比較器A端電壓低於B端電壓，比較 器out端輸出低電平。當電腦屏幕打開時，電腦上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體 相對面積減小、距離變大，C變小，有電流流經電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高於B端 電壓，out輸出高電平。當平時使用過程中，筆記本屏幕基本不變，由於比較器輸出端外接 上拉電阻，out引腳處為高電平。系統通過判斷out輸出是否有高、低電平變換即可判別電 腦屏幕開合狀態。合理配置軟體採樣時間，可避免輕微屏幕扭動造成的誤識別。
[0016] 方案二採用電流檢測器方法 如圖2,晶片MAX471為專業電流檢測晶片，當屏幕閉合時，如方案一中所述，電腦上蓋 和下殼組成的電容器充電，電流從RS-引腳流向RS+引腳，引腳SIGN (out端)輸出低電平； 當屏幕打開時，如方案一中所述，電腦上蓋和下殼組成的電容器放電，電流從RS+引腳流向 RS-引腳，引腳SIGN (out端）輸出高電平。系統通過識別晶片SIGN腳的高低電平判斷電 腦屏幕開合狀態。
[0017] 方案三單片機檢測方法 如圖3，對於多數行業內應用筆記本電腦，通常機器會配置單片機管理開關機狀態和電 源，此時只需按照圖3中電路所示將電容一側接到單片機AD採樣引腳，就可實現屏幕的開 合檢測。當屏幕閉合時，電容器充電，AD腳檢測到幅值不斷上升的波形；當屏幕打開時，電 容器放電，AD腳可以檢測到幅值不斷下降的波形。單片機通過識別波形不同，判斷屏幕的 開合狀態。此方法使用成本近乎為零。
【權利要求】
1. 基於電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法，其特徵在於將筆記本電腦上、 下蓋或是平板及手機的機身與保護套前蓋內置金屬片，構成電容器；當屏幕開合時，系統通 過波形採集電路，識別電容器容值變化，完成屏幕的開合判斷。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於採用比較器方法，根據公式C=Q/U，且C值 大小正比於電容兩極導體相對面積，反比於電容兩極距離；當筆記本電腦屏幕閉合時，電腦 上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體相對面積增大、距離減小，C變大，有電流流經電 阻R2對電容充電，比較器A端電壓低於B端電壓，比較器out端輸出低電平；當電腦屏幕打 開時，電腦上蓋和下殼金屬片組成的電容器兩極導體相對面積減小、距離變大，C變小，有電 流流經電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高於B端電壓，out輸出高電平；當平時使用過 程中，筆記本屏幕基本不變，由於比較器輸出端外接上拉電阻，out引腳處為高電平；系統 通過判斷out輸出是否有高、低電平變換即可判別電腦屏幕開合狀態。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於採用電流檢測器方法，當屏幕閉合時，電腦 上蓋和下殼組成的電容器充電，電流從RS-引腳流向RS+引腳，引腳SIGN (out端）輸出低 電平；當屏幕打開時，電腦上蓋和下殼組成的電容器放電，電流從RS+引腳流向RS-引腳，弓丨 腳SIGN (out端）輸出高電平；系統通過識別晶片SIGN腳的高低電平判斷電腦屏幕開合狀 態。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於單片機檢測方法，將電容一側接到單片機 AD採樣引腳，就可實現屏幕的開合檢測；當屏幕閉合時，電容器充電，AD腳檢測到幅值不斷 上升的波形；當屏幕打開時，電容器放電，AD腳可以檢測到幅值不斷下降的波形；單片機通 過識別波形不同，判斷屏幕的開合狀態。
【文檔編號】H03K17/975GK104218936SQ201410405337
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】宋淑東, 耿士華, 梁記斌 申請人:山東超越數控電子有限公司