用于唤醒电子设备的唤醒装置以及唤醒电子设备的方法

摘要

提供了一种用于唤醒电子设备的唤醒装置。唤醒装置包括在至少一个特定频率下谐振的谐振单元(C)、至少一个第一电极(TE)、至少一个压电材料(PM)和至少一个第二电极(BE)。压电材料(PM)夹在所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极(TE、BE)之间，使得当谐振单元(C)在所述至少一个特定频率下谐振时，向所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极(TE、BE)提供电流。

说明书

技术领域

本发明涉及用于唤醒电子设备的唤醒装置以及唤醒电子设备的方法。

背景技术

现代电子设备典型地具有待机模式，使得可以例如通过遥控器来快速且方便地激活所述电子设备。在待机模式中，电子设备的一部分典型地活动地收听唤醒信号，所述唤醒信号可来自遥控器或来自电子设备中或电子设备上的按钮按压。在待机模式中，典型地电子设备的一大部分被去激活并且不消耗能量。仅仅电子设备的活动收听部分将消耗能量。该活动收听部分可以被看作是电子设备的唤醒装置。当该唤醒装置接收来自遥控器的唤醒信号时，唤醒信号将激活电子设备的其他部分，使得电子设备将变为其正常工作模式。

US 2004/0183148 A1公开了一种具有省电开关的集成电路，所述省电开关包括微机电系统。MEMS用于将集成电路的至少一部分与电源断开以及将这些部分再次连接至电源。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于电子设备的唤醒装置以及以减小的功耗来唤醒电子设备的方法。

通过根据权利要求1的用于电子设备的唤醒装置以及根据权利要求6的唤醒电子设备的方法，解决了该目的。

因此，提供了一种用于唤醒电子设备的唤醒装置。唤醒装置包括用于在至少一个特定频率下谐振的谐振单元、至少一个第一电极、至少一个压电材料和至少一个第二电极。压电材料夹在所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极之间，使得当谐振单元在至少一个特定频率下谐振时向所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极提供电流。

根据本发明的方面，谐振包括至少一个悬臂，当至少一个悬臂接收在至少一个特定频率下的超声唤醒信号时，所述至少一个悬臂谐振。因此，通过接收超声唤醒信号，悬臂将谐振，使得在第一和第二电极处提供可以用于唤醒或激活电子设备的电流。

根据本发明的另一方面，谐振单元包括多个悬臂，每个悬臂在不同的特定频率下谐振，使得如果唤醒装置接收多于一个的特定频率，则电流可以在第一和第二电极处提供电流。

根据本发明的方面，第一和第二电极、压电材料和谐振单元被实现为为微机电系统MEMS。

本发明还涉及包括上述唤醒装置的电子设备。由唤醒装置产生的电流用于激活电子设备的至少一部分。

本发明还涉及一种唤醒电子设备的方法，包括谐振单元、至少一个第一电极、至少一个压电材料和至少一个第二电极。压电材料夹在所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极之间。当谐振单元接收在至少一个特定频率下的信号时，谐振单元将谐振并且电流被提供给第一和第二电极。

本发明涉及使用基于微电机系统MEMS的唤醒设备的构思。由于所提出的MEMS系统不需要电流来接收唤醒信号，因此该MEMS系统能量消耗将非常低或者不存在能量消耗。通过接收机械信号或声信号，MEMS单元将被激活并且电子设备将被唤醒或激活。具体地，只有当MEMS已经被机械信号或声信号激活时，MEMS才产生电流。

在从属权利要求中限定了本发明的其他方面。

附图说明

现在将参考附图对本发明的实施例的优点进行更详细的描述。

图1示出了根据第一实施例的作为唤醒装置一部分的微机电系统的基本表示；

图2示出了根据第二实施例的唤醒装置和电子设备的基本表示；

图3示出了根据第三实施例的环境的表示；

图4示出了根据第四实施例的环境的基本表示；

图5示出了根据第五实施例的电子设备的电路图。

具体实施方式

图1示出了根据第一实施例的唤醒装置的表示。唤醒装置基于微机电系统MEMS。微机电系统100包括底衬块SB、底部电极BE、压电材料PM、顶部电极TE和悬臂C。因此，悬臂是可以在声音频率下(优选地在超声域中)谐振的谐振元件。谐振元件(即，悬臂C)耦合至压电元件，压电元件具有顶部电极TE、压电材料PM和底部电极BE耦合至压电元件。当激励悬臂时(例如，当悬臂接收在该悬臂谐振频率下的音频信号时)，压电元件将产生电流。所产生的电流可以用于唤醒或启动耦合至唤醒装置的电子设备。

换言之，悬臂C接收声音激励和振动。振动被提供给压电材料使得产生电流。

图2示出了唤醒装置和电子设备的基本表示。唤醒装置100包括第一电极和第二电极110、120，第一电极和第二电极110、120可以与根据第一实施例的顶部电极TE和底部电极BE相对应。唤醒装置的第一和第二电极耦合至电子设备200的第一和第二电极210、220。当唤醒装置100(机械地或声音地)接收唤醒信号时，唤醒装置100产生电流，电流经由唤醒装置100的第一和第二电极110、120在线W上传递到电子设备200的第一和第二电极210、220。换言之，唤醒设备将机械信号或声音信号转换成可以用于启动或唤醒电子设备200的电流。由于唤醒装置不包括任何电学上活动的收听单元，因此在待机模式期间唤醒装置的功耗非常低或没有功耗。

图3示出了根据第三实施例的环境的基本表示。这里，描绘了拿着遥控器60的用户50以及电子设备200。通过激活遥控器，遥控器60发射超声或超声波信号70。电子设备200可以接收超声波信号70。电子设备200可以包括根据第一或第二实施例的唤醒装置100。当唤醒装置接收超声唤醒信号70时，唤醒装置将产生电流，该电流被提供给电子设备使得可以唤醒电子设备。

遥控器60可以被实现为作为手持设备一部分的典型手持遥控器，或者遥控器可以例如被实现为可以附着在墙上的控制面板。换言之，遥控器是当按压或激活按钮时可以发送唤醒信号的设备。

可以实现用作谐振单元的悬臂C，使得悬臂C在不同频率下谐振。例如可以通过适当地改变悬臂C的质量来执行这一操作。备选地，谐振单元还可以包括在不同频率下谐振的若干悬臂。因此，每个悬臂可以被调谐至特定频率，使得仅仅当该悬臂接收到在该特定频率下的唤醒信号时该悬臂才开始谐振或振动。通过提供具有不同悬臂的唤醒装置，每个唤醒设备可以由特定的唤醒信号来单独地激活。因此，耦合至唤醒装置的每个电子设备可以被单独地激活。

图4示出了具有若干电子设备的环境的基本表示。这里，又描绘了拿着遥控器60的用户50。遥控器可以适于输出超声波唤醒信号70。此外，有多个电子设备201-20n。设备201-20n中的每一个将接收超声波唤醒信号70。然而，设备201-20n中的仅一个唤醒装置将被调谐到所发送的超声唤醒信号70的频率。因此，仅仅该电子设备将被激活，而其他将保持被去激活。

每个唤醒装置将具有特定ID，该特定ID可以基于该唤醒装置的MEMS单元的谐振频率。

如上所述，遥控器适应于产生在不同频率下的唤醒信号。由于电子设备中的每个唤醒装置被调谐至特定频率，每个唤醒装置仅仅当该唤醒装置接收在其频率下的唤醒信号时才被激活。备选地或另外地，可以在电子设备中提供若干唤醒装置，每个唤醒装置具有不同的唤醒谐振频率。可选地，这些唤醒装置之一将出现在每个电子设备中并且将被调谐至特定的唤醒信号频率，使得如果接收到该特定频率下的唤醒信号则所有设备都被激活。

否则每个电子设备将仅仅当其唤醒设备已经接收到在其特定频率下的唤醒信号时才被激活。

图5示出了根据第五实施例的电子设备的电路图。电子设备200包括若干唤醒装置101、102、100n。电子设备200还包括功能和逻辑单元230，功能和逻辑单元230可以进入待机模式因此需要再激活。电子设备包括三个开关例如开关A、B和C，开关A、B和C中的每一个与唤醒装置101、102、10n之一串联。三个开关的默认状态是断开状态。如果唤醒装置101-10n之一在已经接收到特定频率下的唤醒信号时开始谐振，则该唤醒装置将提供所产生的电流，电流将流经二极管P、Q或R并且将为电容器I、J或K充电。二极管P、R或Q用于对电流进行整流。如果在电容器I、J、K之一中累积了足够的电荷，则与该电容器相关联的开关将闭合，AND栅G将接收处于逻辑高的信号。然而，仅当AND栅G接收到来自每个开关的高信号时(即，当所有三个开关都接通时)该AND栅G才被激活。另一开关X与栅G串联并且其默认状态是断开状态。当栅的输出信号是高时，激活开关X。在这种情况下电源M将连接至电子设备的功能和逻辑单元230，然后功能和逻辑单元230被上电或被激活并且返回正常工作状态。如果功能单元和逻辑单元230被激活，则功能单元和逻辑单元230将向连接至三个另外的开关D、E和F的断开逻辑COL输出信号，以将这些开关设置为接通状态。因此，电流将流经电容器I、J、K并且开关A、B和C将保持在它们的闭合状态。

如果要断开电子设备的功能单元和逻辑单元230，功能单元和逻辑单元230将向断开逻辑COL发送断开信号。响应于断开信号，断开逻辑COL将断开开关D、E和F，使得经由所述电容器I、J和K的相应电阻器R、T或U对电容器I、J和K进行放电。因此，开关A、B和C将断开并且开关X也将断开，使得电子设备的功能单元和逻辑单元230将与功能单元和逻辑单元230的电源M断开。

如果要随机地为电容器I、J和K充电，只要唤醒装置没有谐振，就可以经由电阻器S、T和U放电这些电荷。

因此，唤醒装置产生的电流可以用于向电子设备发信号以使其激活。备选地，唤醒装置产生的电流可以在电容器中累积并且可以将累积的电荷放电以向电子设备发信号以使其激活。

根据本发明的唤醒装置可以用在可以切换至待机模式的任何种类的电子设备中。因此，根据本发明的唤醒装置可以用在消费者系统、计算机网络和其他电子设备中。

应注意的是，上述实施例示说明而非限制本发明，在不脱离所附权利要求的范围的前提下，本领域技术人员将能够设计出许多备选实施例。在权利要求中，括号中的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”并不排除存在除了在权利要求中所列元件或步骤以外的其他元件或步骤。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的一些可以由同一项硬件来体现。在互不相同的从属权利要求中阐述特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

此外，权利要求中的任何参考标记不应构成对权利要求的范围的限制。

用于唤醒电子设备的唤醒装置和唤醒电子设备的方法。