基于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(fā)明提供一種基于電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法，屬于筆記本、平板電腦等應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明將筆記本電腦上、下蓋或是平板及手機(jī)的機(jī)身與保護(hù)套前蓋內(nèi)置金屬片(或是結(jié)構(gòu)件填充金屬粉末)，構(gòu)成電容器。當(dāng)屏幕開合時，系統(tǒng)通過波形采集電路，識別電容器容值變化，完成屏幕的開合判斷。
【專利說明】基于電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及筆記本、平板電腦等應(yīng)用領(lǐng)域，用于筆記本電腦屏幕及平板電腦保護(hù) 套等的開合識別，具體地說是一種基于電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法。本 方法采用基本物理學(xué)原理，可以通過簡單電路實現(xiàn)，適合各種應(yīng)用領(lǐng)域，成本極低，某些領(lǐng) 域應(yīng)用成本幾乎為零。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)(帶外部保護(hù)套）等領(lǐng)域屏幕或保護(hù)套開合判斷 多采用霍爾傳感器識別方法，應(yīng)用較為成熟，在成本、電路設(shè)計上基本沒有優(yōu)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局域網(wǎng)天線 等的擺放有一定阻礙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 筆記本電腦等屏幕開合時，由于屏幕與機(jī)身之間距離變化導(dǎo)致以屏幕和機(jī)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(qū)別于傳統(tǒng)霍爾傳感器方法的地方在于，本方法利用物理學(xué)上電容器基本特 征，原理簡單、實現(xiàn)方法多樣、電路設(shè)計容易、成本極低。
[0004] 本方法的理論依據(jù)是筆記本電腦等開合屏幕時，屏幕與機(jī)身之間距離變化導(dǎo)致以 屏幕和機(jī)身為兩極的電容器容值變化，通過采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(jī)的機(jī)身與保護(hù)套前蓋內(nèi)置金屬片（或是結(jié) 構(gòu)件填充金屬粉末)，構(gòu)成電容器。當(dāng)屏幕開合時，系統(tǒng)通過波形采集電路，識別電容器容值 變化，完成屏幕的開合判斷。
[0006] 可以采用三種方式。
[0007] 1、采用比較器方法 根據(jù)公式C=Q/U，且C值大小正比于電容兩極導(dǎo)體相對面積，反比于電容兩極距離；當(dāng) 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(dǎo)體相對面積增大、距 離減小，C變大，有電流流經(jīng)電阻R2對電容充電，比較器A端電壓低于B端電壓，比較器out 端輸出低電平；當(dāng)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(dǎo)體相對面 積減小、距離變大，C變小，有電流流經(jīng)電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高于B端電壓， out輸出高電平；當(dāng)平時使用過程中，筆記本屏幕基本不變，由于比較器輸出端外接上拉電 阻，out引腳處為高電平；系統(tǒng)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(tài)。
[0008] 2、采用電流檢測器方法 當(dāng)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(dāng)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(tǒng)通過識別芯片SIGN腳的高低 電平判斷電腦屏幕開合狀態(tài)。
[0009] 3、單片機(jī)檢測方法 將電容一側(cè)接到單片機(jī)AD采樣引腳，就可實現(xiàn)屏幕的開合檢測。當(dāng)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(dāng)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(jī)通過識別波形不同，判斷屏幕的開合狀態(tài)。
[0010] 本方法利用物理學(xué)上電容器基本特征，原理簡單、實現(xiàn)方法多樣、電路設(shè)計容易、 成本極低?？梢酝ㄟ^簡單電路實現(xiàn)，適合各種應(yīng)用領(lǐng)域，成本極低，某些領(lǐng)域應(yīng)用成本幾乎 為零。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 附圖1是采用比較器方法的電路圖。
[0012] 附圖2是采用電流檢測器方法的電路圖。
[0013] 附圖3是采用單片機(jī)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(nèi)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(yīng)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] 方案一采用比較器(或運算放大器）方法 如圖1，根據(jù)公式C=Q/U，且C值大小正比于電容兩極導(dǎo)體相對面積，反比于電容兩極距 離。當(dāng)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(dǎo)體相對面積增 大、距離減小，C變大，有電流流經(jīng)電阻R2對電容充電，比較器A端電壓低于B端電壓，比較 器out端輸出低電平。當(dāng)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(dǎo)體 相對面積減小、距離變大，C變小，有電流流經(jīng)電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高于B端 電壓，out輸出高電平。當(dāng)平時使用過程中，筆記本屏幕基本不變，由于比較器輸出端外接 上拉電阻，out引腳處為高電平。系統(tǒng)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(tài)。合理配置軟件采樣時間，可避免輕微屏幕扭動造成的誤識別。
[0016] 方案二采用電流檢測器方法 如圖2,芯片MAX471為專業(yè)電流檢測芯片，當(dāng)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(dāng)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(tǒng)通過識別芯片SIGN腳的高低電平判斷電 腦屏幕開合狀態(tài)。
[0017] 方案三單片機(jī)檢測方法 如圖3，對于多數(shù)行業(yè)內(nèi)應(yīng)用筆記本電腦，通常機(jī)器會配置單片機(jī)管理開關(guān)機(jī)狀態(tài)和電 源，此時只需按照圖3中電路所示將電容一側(cè)接到單片機(jī)AD采樣引腳，就可實現(xiàn)屏幕的開 合檢測。當(dāng)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(dāng)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(jī)通過識別波形不同，判斷屏幕的 開合狀態(tài)。此方法使用成本近乎為零。
【權(quán)利要求】
1. 基于電容識別原理的筆記本電腦屏幕開合檢測方法，其特征在于將筆記本電腦上、 下蓋或是平板及手機(jī)的機(jī)身與保護(hù)套前蓋內(nèi)置金屬片，構(gòu)成電容器；當(dāng)屏幕開合時，系統(tǒng)通 過波形采集電路，識別電容器容值變化，完成屏幕的開合判斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用比較器方法，根據(jù)公式C=Q/U，且C值 大小正比于電容兩極導(dǎo)體相對面積，反比于電容兩極距離；當(dāng)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(dǎo)體相對面積增大、距離減小，C變大，有電流流經(jīng)電 阻R2對電容充電，比較器A端電壓低于B端電壓，比較器out端輸出低電平；當(dāng)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(dǎo)體相對面積減小、距離變大，C變小，有電 流流經(jīng)電阻R2對電容放電，比較器A端電壓高于B端電壓，out輸出高電平；當(dāng)平時使用過 程中，筆記本屏幕基本不變，由于比較器輸出端外接上拉電阻，out引腳處為高電平；系統(tǒng) 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(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用電流檢測器方法，當(dāng)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(dāng)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(tǒng)通過識別芯片SIGN腳的高低電平判斷電腦屏幕開合狀 態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于單片機(jī)檢測方法，將電容一側(cè)接到單片機(jī) AD采樣引腳，就可實現(xiàn)屏幕的開合檢測；當(dāng)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(dāng)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(jī)通 過識別波形不同，判斷屏幕的開合狀態(tài)。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】宋淑東, 耿士華, 梁記斌 申請人:山東超越數(shù)控電子有限公司