太阳城集团

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沿着电子设备壳体的触摸传感器和天线集成.pdf

摘要
申请专利号:

CN201280030492.8

申请日:

2012.05.31

公开号:

太阳城集团CN103688407A

公开日:

2014.03.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01Q 1/24申请公布日:20140326|||实质审查的生效IPC(主分类):H01Q 1/24申请日:20120531|||公开
IPC分类号: H01Q1/24; H01Q1/44; G06F3/00 主分类号: H01Q1/24
申请人: 泰科电子公司
发明人: 约耳·C·肯特; 高婷; 布鲁斯·毕夏
地址: 美国宾夕法尼亚州
优先权: 2011.06.22 US 13/166,149
专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 汤雄军
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201280030492.8

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2016.01.06|||2014.04.23|||2014.03.26

法律状态类型:

太阳城集团发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种电子设备,包括限定有第一用户接口区域和第二用户接口区域的壳体、设置在第一用户接口区域中的触敏显示器、和沿着壳体设置在第二用户接口区域中的导电结构。该电子设备还包括设置在壳体内并连接至导电结构的电容性触摸控制器,该电容性触摸控制器被构造成用于捕获用户与导电结构的交互作用,和设置在壳体内并连接至导电结构的收发器,该收发器被构造成用于射频(RF)通信。导电结构被构造成用于作为天线操作以支持RF通信。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电子设备,包括:
壳体,限定有第一用户接口区域和第二用户接口区域;
设置在第一用户接口区域中的触敏显示器;
沿着壳体设置在第二用户接口区域中的导电结构;
设置在壳体内并连接至导电结构的电容性触摸控制器,该电容性触摸控制器被构造成用于捕获用户与导电结构的交互作用;和
设置在壳体内并连接至导电结构的收发器,该收发器被构造成用于射频(RF)通信;
其中导电结构被构造成用于作为天线操作以支持RF通信。

2.  根据权利要求1所述的电子设备,还包括与收发器和电容性触摸控制器连接的处理器,处理器被构造成基于由电容性触摸控制器产生的用户交互作用的指示调整收发器的配置。

3.  根据权利要求2所述的电子设备,其中所述指示表示操作者的手覆盖天线,并且处理器被构造成基于所述指示重调谐收发器和/或天线。

4.  根据权利要求3所述的电子设备,其中所述指示还表示天线上由操作者的手覆盖的位置。

5.  根据权利要求1所述的电子设备,其中导电结构包括设置在壳体上的导电迹线。

6.  根据权利要求1所述的电子设备,其中导电结构包括沿着壳体设置的多条导电迹线。

7.  根据权利要求6所述的电子设备,其中所述多条导电迹线设置成单 层布置。

8.  根据权利要求1所述的电子设备,还包括沿着壳体设置在第二用户接口区域中的另一个导电结构,所述另一个导电结构连接至电容性触摸控制器且未连接至收发器。

9.  根据权利要求1所述的电子设备,其中导电结构经由被构造以阻隔RF通信的信号频率的低带通滤波器连接至电容性触摸控制器,并且其中导电结构经由被构造以阻隔电容性触摸控制器的信号频率的高带通滤波器连接至收发器。

10.  一种电子设备,包括:
壳体;
沿着壳体设置的天线;
提供射频(RF)通信的收发器,该收发器连接至天线;
连接至天线的电容性触摸控制器,该电容性触摸控制器被配置以产生天线的导电环境的指示;
连接至收发器和电容性触摸控制器的处理器,该处理器被配置以基于由电容性触摸控制器产生的所述指示调整收发器的配置。

11.  根据权利要求10所述的电子设备,其中天线沿着壳体设置在用户接口区域中,并且其中电子设备在除天线的用户接口区域之外的区域还包括由壳体支撑的触敏显示器。

12.  根据权利要求10所述的电子设备,其中所述指示表示用户与壳体的改变天线的导电环境的交互作用。

13.  根据权利要求10所述的电子设备,其中所述指示表示操作者的手覆盖天线,并且其中处理器被配置以基于所述指示重调谐收发器和/或天线。

14.  根据权利要求10所述的电子设备,其中天线包括设置在壳体上或沿着壳体设置的导电迹线。

15.  根据权利要求10所述的电子设备,其中天线是沿着壳体设置的多条导电迹线中的一条,并且所述多条导电迹线以单层布置的方式设置。

说明书

说明书沿着电子设备壳体的触摸传感器和天线集成
技术领域
本公开内容大致涉及电子设备,并且特别地,涉及能够进行无线通信的电子设备。
背景技术
手持式电子设备利用多个电气部件支持各种输入/输出(I/O)功能。一些部件形成用于该设备的用户接口。例如,像移动电话一样的手持设备通常具有作为主用户接口部件的显示器、键盘或触摸屏。按钮、滚轮和滑动块是占据沿着壳体的空间的其它用户接口部件的示例。其它部件提供支持与其它电子设备通信的接口。为此目的,手持式电子设备通常包括板槽、I/O端口、插座和其它连接器。
在向着更小的设备发展的持续趋势中,这些I/O部件为设备壳体上的空间竞争。
电子设备的壳体可以容纳支持无线通信的一个或多个天线。电子设备利用远程无线通信系统,如蜂窝电话系统,在例如全球移动通信系统(GSM)电话频带上接收和发送通信。电子设备还可以采用近程无线通信协议支持与包括WiFiTM(IEEE802.11)和BluetoothTM设备的附近设备的通信。
天线的定位对于更小的设备壳体提出附加的挑战。手持设备具有大量抛弃其中支柱从设备壳体向外突出的天线结构。设备壳体通常被设计被具有内部天线元件,内部天线元件全部地设置在壳体内,或者形成壳体本身的一部分。然而,在天线位于设备壳体内或沿着设备壳体时,用户的手的存在会使性能退化。天线通常沿着设备壳体定位,不管这些有害影响的不断增加的可能性。对天线结构来说进一步复杂化的事情是对由其它I/O部件需要的附加空间的不断增加的需求。
发明内容
根据一种实施例,一种电子设备,包括:壳体,限定有第一用户接口区域和第二用户接口区域;设置在第一用户接口区域中的触敏显示器;沿着壳体设置在第二用户接口区域中的导电结构;设置在壳体内并连接至导电结构的电容性触摸控制器,该电容性触摸控制器被构造成用于捕获用户与导电结构的交互作用;和设置在壳体内并连接至导电结构的收发器,该收发器被构造成用于射频(RF)通信;导电结构被构造成用于作为天线操作以支持RF通信。
根据另一种实施例,一种电子设备,包括:壳体;沿着壳体设置的天线;提供射频(RF)通信的收发器,该收发器连接至天线;连接至天线的电容性触摸控制器,该电容性触摸控制器被配置以产生天线的导电环境的指示;连接至收发器和电容性触摸控制器的处理器,该处理器被配置以基于由电容性触摸控制器产生的所述指示调整收发器的配置。
根据另一种实施例,一种用于电子设备的输入/输出操作的方法,包括检测用户在电子设备的导电结构上的电容性交互作用,将电子设备的收发器配置为所述电容性交互作用的函数,以及经由所配置的收发器发送或接收射频(RF)通信。
结合下述附图更详细地描述这些和其它实施例。
附图说明
图1是根据一种实施例的包括连接至无线电路和触摸传感器电路二者的天线的电子设备的示意图。
图2是根据一种实施例的用于调整射频(RF)收发器的配置的方法的流程图。
图3是根据一种实施例的具有被构造为天线元件和/或电容性触摸电极的导电结构的布置的外壳的透视图。
图4是被构造为天线元件和/或电容性触摸电极的导电结构的可替换布置的示意图。
图5是被构造为天线元件和/或电容性触摸电极的导电结构的又一种可替换布置的示意图。
图6是包括具有根据一种实施例构造的多个用户接口元件的壳体的手持式电子设备的一个示例的透视图。
图7是图6的手持式电子设备的分解侧视图。
图8是图6的手持式电子设备的壳体前壳(或框架)和电路板的分解透视图。
图9是图6的手持式电子设备的电路板和壳体后壳的分解透视图,壳体后壳具有根据一种实施例的被构造为天线元件和/或电容性触摸电极的导电结构的布置。
具体实施方式
本公开内容一般地涉及电子设备,其具有设置在外壳上、中或沿着外壳设置的导电结构和用于包括无线通信和触敏用户接口的多种输入/输出(I/O)功能的其它部件。使壳体的多个区域对触摸事件敏感增加了已经包括触摸屏的电子设备的触摸控制和交互能力,而没有必要增加设备尺寸。所公开的设备通过将这种触敏壳体接口与其它I/O功能,如射频(RF)通信集成在一起而提供超过纯粹增加的触摸控制之外的优点。用语“RF”和“RF通信”被宽泛地采用以包括宽范围的无线通信,包括,例如,落入微波频率范围内的无线通信。
在一个方面中,设置在外壳上、中或沿着外壳设置的导电结构可以被共同地或单独地构造以支持多种输入/输出(I/O)功能,包括无线通信和电容性触摸检测二者。例如,导电迹线可以用于两种不同的功能-如天线元件和电容性触摸电极二者-使电子设备更小,并且添加I/O功能至已经拥挤的设备壳体。在其它实施例中,其中单独的导电迹线或结构沉积在壳体上以单独地处理多种I/O功能,同样的制造工艺和材料仍然可以用来形成导电结构。在天线用作电容性触摸电极的情况下,和/或通过为触摸电极和天线元件采用相同的制造工艺步骤,用于提供增强的触摸交互能力的成本增加被最小化。
相同的导电结构同时用于天线和触摸检测功能还可以由电路支持,如电容性和电感性滤波器,其将导电结构连接至对应的控制电子设备,即,无线电路和触摸传感器电路。例如,电容性或其它高通或高带通滤波器可 以将导电结构连接至RF电路的收发器,以允许期望的RF频带通过,同时阻止用于电容性触摸检测的相对低的信号频率。电感性或其它低通或低带通滤波器又可以将导电结构连接至电容性触摸控制器,使得低频触摸检测信号通过,同时更高频RF信号被阻止。
所公开的设备的I/O功能的集成的另一个方面涉及提供与源自操作者的手或其它身体部分的存在对导电环境的改变相关的太阳城集团。采用该太阳城集团,随后可以采取步骤以补偿在沿着设备壳体设置的天线元件的一部分附近或覆盖该部分的操作者的手。例如,处理器采用来自传感器电路的太阳城集团再调谐或以其它方式调整无线电路和/或天线。对无线电子设备来说可行的是,如果提供太阳城集团覆盖天线或以其它方式在天线附近的存在或缺失的太阳城集团,则适应手的影响并最小化天线性能恶化。所公开的设备的一个或多个触摸接口电极可以向无线电子设备提供这种太阳城集团。在一些实施例中,天线元件本身也连接至触摸传感器电路,并且因此用作电容性触摸传感器。在其它实施例中,所公开的设备包括在天线元件附近的附加的专用导电结构,以提供太阳城集团手位置的太阳城集团。也就是说,仅专用于触摸检测功能的导电结构也可以提供有用的太阳城集团以支持RF通信(尽管没有必要用作用于RF通信的天线)。以这种方式,甚至在其中操作者的手在天线元件附近而不是覆盖天线元件的情况中,也可以基于所述太阳城集团改善天线性能。
设置在设备外壳上、中或沿着设备外壳设置的导电结构的多重用途在手持式电子设备的背景中特别有利。手持式电子设备的示例包括移动电话,个人数据助理(PDA),膝上型电脑,平板个人电脑(PC),网本,电子阅读器,远程控制装置,各种医疗和游戏播放器,以及其它导航和通信设备。尽管存在前述列表和本文中描述的优点和示例,但本公开内容的教导不限于手持设备或任何其它种类或类型的电子设备。例如,膝上型计算机的一个或多个壳体部件可以被构造为具有本文中描述的集成天线触摸检测技术。
图1图示了根据具体实施例的具有支持多个I/O功能的导电结构202的电子设备200的一种示例。在该实施例中,导电结构202联接至或连接无线电路204和触摸传感器电路206二者以分别支持RF通信和触敏用户接口。导电结构202可以设置在由设备200的壳体208限定的内部空间内。 例如,导电结构202可以包括设置在设备壳体208的内表面上或以其它方式沿着设备壳体208的内表面设置的一条或多条导电迹线。然而,导电结构202不需要如图所示设置在由设备壳体208限定的内部空间内,而是可以嵌入设备壳体208本身中或以其它方式与设备壳体208本身成一体。导电结构202可以具有任何布局、定位或配置,其使导电结构202沿着设备壳体208定位以用作电容性触摸电极。沿着设备壳体的导电结构包括,例如,壳体上的导电结构,壳体中的导电结构(如,嵌入式结构),和在导电结构沿着壳体的其它部件设置时形成壳体的一部分的导电结构(如,作为夹在两个外壳或框架之间的边缘)。
设备壳体208在导电迹线附近的区域210作为电容性触摸接口操作。电容性触摸接口检测用户,如用户的手的存在或运动。这种检测是由用户引起的可变电容。可变电容作为操作者的手214和导电结构202之间的可变电容Ctouch在212处被示意性地指示。设备壳体208的区域210可以对应于壳体208的与前侧或例如具有触敏显示器或触摸屏的区域相反的背侧。可替换地或此外,设备壳体208的一个或多个边缘或其它边或面可以是借助于导电结构或迹线的电容性触摸接口。以这些方式,导电结构202可以明显地扩展设备200的触敏能力。
电容性触摸接口212可以被构造为突出的电容性触摸接口。沿三个维度(即,X和Y横向维度以及Z范围维度)的用户交互作用可以被检测。接口212的本性在触摸电极设置在设备壳体208的内表面上的情况中也可以被视为突出的,在这种情况中它可以通过壳体208的厚度与壳体208的手指触摸隔离。突出的电容性触摸接口212可以通过壳体厚度,例如,约2.5mm的塑料材料,检测触摸、手势和/或其它用户交互作用。电容性触摸接口212也可以支持包括在设备壳体208上方盘旋的用户交互作用的手势的捕获。例如,可以采用包括左扫和右扫的非接触手势。此外,可以采用诸如触摸、拖曳和两指缩放之类的接触手势。
导电结构202的一条或多条导电迹线通常可以被构造以用作用于支持与设备200的RF通信的天线或天线元件。导电结构202的导电迹线沿着设备壳体208的部署帮助确保充分地接收和发送RF信号。导电结构202的布局、形状、长度、材料和其它特性也可以被选择以确保充分的接收和 发送。导电结构202还可以包括专用于支持触摸接口212的一条或多条导电迹线。然而,这种专用导电结构或迹线可以设置成邻近天线定位在其中的用户接口区域210。在一些实施例中,导电结构或迹线可以由金属、导电聚合物、包括金属和导电聚合物的印刷导电墨水、注塑或印刷复合材料、注塑/铸造低软化温度合金材料(“液态金属”)制成。以这种方式,专用导电结构可以改善触摸接口的性能,或者如下文描述的那样,还改善无线通信的性能。
设备壳体208在区域210中可以由塑料或由其它非导电材料制成,导电结构202沿着区域210设置。可替换地或此外,设备壳体208可以具有导电结构202设置在其中的开口,在该情况中,介质膜或其它非导电层(如,垫圈)可以将导电结构202与设备壳体208隔开和分离。在该情况和其它情况中,设备壳体208可以由导电材料制成。更一般地,设备壳体208的结构、材料、配置和其它特性可以相当大地改变。虽然导电结构202的一条或多条迹线或段可以构成、形成或沿着设备壳体208的外表面放置,但无线电路204、触摸传感器电路206和设备200的大部分(如果不是大部分)其它部件设置在壳体208内。
除了电容性触摸接口212之外,设备200可以不包括或包括多个触敏用户接口或用户接口元件,在216处示意性地示出。附加用户接口216中的一个可以包括触敏显示器或触摸屏,其可以构成设备200的主要或主用户接口。在一些情况中,这些用户接口216中的一个或多个,如触敏显示器或触摸屏,可以设置在壳体208中的另一个开口中,壳体208可以被成形为框架以捕获显示器,如下文描述的那样。这些其它触敏用户接口216不需要沿着设备壳体208的不同于由导电结构202支撑的接口212的侧面或表面设置,而且可以设置在同一侧。事实上,所述接口可以被集成至任何期望的程度,包括其中接口的差别对操作者来说实际上是明显的那些情况。换句话说,区域210可以构成用户接口216中的一个的区域,区域210与用户接口216的剩余部分不同之处在于,区域210中的导电迹线也用作天线元件。
通过设置由设备200的次级或辅助用户接口,导电结构202支撑的电容性触摸接口212可以被认为将设备200的触摸交互能力扩展到主触摸屏 之外。例如,电容性触摸接口212可以通过例如允许用户控制或操作指针而支持与触摸屏显示器或其它用户接口216的附加交互作用。可替换地或此外,电容性触摸接口212可以专用于捕获涉及特定设备功能(如,开/关,休眠,音量增大/减小,中止,保持呼叫等)的一组预定手势、敲击或其它触摸事件。这种手势通常比该设备的触摸屏需要的触摸太阳城集团更容易通过电容性检测捕获。
由于电容性触摸接口212不需要提供主触摸接口的精度或其它能量,因此导电结构或迹线202的分辨率和其它布置特性不需要如支撑主接口的那些导电结构或迹线那样复杂或被详述。触摸接口要求的减轻又允许以最大化天线性能的方式构造导电结构或迹线。例如,导电结构的长度和气体尺寸而已被选择以最大化RF通信的频带中的接收和发送。尽管存在前述固定,但导电结构202的尺寸、形状、配置、布局、数量、结构,材料和其它特性可以相当地改变。
设备200可以具有任何数量的其它触敏接口216,每个触敏接口216不需要如在图1的示例中示出的电容性触摸接口218。例如,下文描述的示例中的一个具有由多个压电换能器支撑的声触敏显示器或触摸屏,以及也依靠声换能器捕获用户交互作用的多个辅助用户接口元件。在这种情况中,除了电容性触摸控制器220或功能之外,触摸传感器电路206可以包括一个或多个触摸控制器或功能,用于处理来自声换能器的信号。电容性触摸控制器220可以以自电容模式操作(如,测量来自导电结构202和接地的电容,包括经由用户的触摸),或者可以以互电容模式操作(如,测量导电结构202和可以通过用户的触摸改变的另一个导电结构之间的电容),或者可以同时以自电容和互电容模式操作。
一个或多个滤波器可以用来将导电结构202连接至无线电路204和触摸传感器电路206。滤波器通常可操作以将无线电路204与触摸传感器电路206隔离,同时仍然允许天线和电容性触摸接口功能的同时使用和操作。多个I/O功能的操作不需要依赖时分复用或气体分级操作,而是可以顺序地或同时地操作。两个I/O功能的信号频率存在大量的不一致。由无线电路204使用的RF频率通常且典型地高于约500MHz,并且高达GHz范围,而触摸传感器电路206检测可变电容Ctouch的源自操作者的手的 在较低频率处的变化,通常低于10MHz。采用感兴趣信号的中大的差异,滤波器的配置可以相当大地改变,呈现带通、低通、高通、或V字形或其它滤波器响应的任意组合。
在图1中示出的示例性实施例中,导电结构202可以经由提供高通或高带通滤波器响应的电容性或其它滤波器222耦合至无线电路204或与无线电路204连接。术语“耦合”和“连接”包括元件之间的直接和间接链接、耦合或连接。滤波器阻隔或减少触摸传感器电路206的较低频率,同时通过RF通信的GHz带。在一个示例中,电容性滤波器222可以包括约10pF量级的一系列电容222。更一般地,通过RF通信信号和阻隔触摸激励信号的任何高通滤波器可以放置在导电结构202和无线电路204之间。电感性滤波器224又可以将导电结构202连接至触摸传感器电路206。电感性滤波器224提供低通滤波器响应,其阻隔或减少RF通信的高频带,同时通过表示可变电容Ctouch的变化的MHz信号。在一个示例中,电感性滤波器222包括约100μH量级的一系列电感。更一般地,阻隔RF通信信号和通过触摸接口激励信号的任何低通或低带通滤波器可以放置在导电结构202和触摸传感器电路206之间。多种其它滤波器配置可以用来将无线电路204与触摸传感器电路206有效地分离。
无线电路204可以包括专用于不同RF通信信号的任何数量的收发器226。例如,无线电路可以包括被配置以支持蓝牙信号、WiFiTM信号、全球定位系统(GPS)信号、移动电话信号、和/或任何其它RF通信协议或标准的相应收发器。
触摸传感器电路206可以包括商业上可获得的电容性触摸控制器。一种合适的控制器设置在可从Analog Devices获得的型号为AD7147的集成电路芯片上。
电子设备200连接至无线电路204和触摸传感器电路206用于与其通信,电子设备200包括处理器228,其设置在壳体208中并连接至无线电路204和触摸传感器电路206用于与其通信。处理器228可以负责控制或管理宽范围的设备功能,包括与导电结构202相关的I/O功能。处理器228与电容性触摸控制器220和无线电路204分离,但代替的是可以由这些部件中的一个实现。在操作中,处理器228通常从触摸传感器电路206的电 容性触摸控制器220接收表示触摸事件和与区域210的其它操作交互作用的太阳城集团,该太阳城集团为Ctouch数据的形式。触摸事件或其它操作交互作用的每个指示随后可以由处理器228用来基于触摸位置、手势特性和该交互作用的其它特性启动多种设备动作。然而,触摸事件的每种指示也可以或可替换地由处理器228分析,以确定由于操作者保持设备200的方式对无线电路204的调整是否合理。可变电容的变化可以以与无线通信功能的性能相关的方式指示给保持设备200的操作者。导电结构202能够提供这种太阳城集团,因为相同的导电迹线用作天线元件和触摸电极。在其它实施例中,触摸电极的导电结构能够提供这种太阳城集团,因为触摸电极的导电结构处于靠近天线的位置中。
转向图2,处理器228可以被配置以执行通常涉及解决源自天线附近的导电环境的变化的无线性能退化的程序。导电环境的变化可能源自例如操作者的手在设备壳体上的位置。由导电结构202(图1)建立的与电容性触摸接口212或218的操作交互作用的每个指示可以由处理器228用来重调谐或以其它方式调整无线电路204的收发器226和/或天线。在一些情况中,该指示也可以表示天线上由操作者的手覆盖的位置,这可以使得处理器228能够采取更有针对性的动作以改善无线性能。检测到的变化、周期性的检测或其它动作可以出发该程序的执行。
在图2中示出的示例中,处理器228被配置以执行其中在块250中确定可变电容Ctouch(或其代表性指示)的测量值的软件程序或过程。该测量值是从由电容性触摸控制器220(图1)提供的太阳城集团确定的或者是该太阳城集团。可以以任何希望的方式(如,查找表等)进行所述确定。假设数据来自所述确定,则处理器228随后可以在决定块252中分析可变电容是否相对于例如之前的测量值、移动平均值或表示之前的或可比较的操作状态或阈值电容的一些其它值变化。分析可以包括差值的计算,以及差值与表示导电环境中的实质变化的阈值水平的比较。如果差值未与阈值水平相交叉,则控制可以返回至块250,用于其它数据收集。如果差值与阈值水平相交叉,则控制转到块254,其中处理器228控制无线电路204(图1)的收发器226(图1)以作出调整,从而解决导电环境的实质变化。例如,处理器228可以将控制信号发送至收发器226以调整调谐机构(如调谐装置145),从而重调谐 无线电路204和/或天线202。该程序随后可以返回至块250,或者可以包括一个或多个附加步骤以分析调整的功效,进行其它调整(如,用于细调的反馈),并返回控制至块250,用于将来分析。
收发器226和/或天线的重调谐或调整可以包括或涉及与收发器226和/或天线通信的固件、电路元件或其它部件。例如,调整可以涉及一开关,该开关选择连接至天线元件的多个电路元件中的一个,以调整它的天线-电路频率响应和/或阻抗匹配特性,例如,从而维持对相同通信频率的优化,不管天线附近的手的频率和阻抗去谐效应。另一个示例可以涉及对发送或接收路径中的放大器的功率水平的调整。又一个示例可以涉及选择用于给定的特性操作者的手位置的多个天线元件中的一个的调整。当一个天线元件的性能妥协于操作者的手时,收发器226随后可以重调谐天线或者可以控制开关以选择不同的天线元件,该天线元件的性能目前还未受到操作者的手的不利影响。根据具体实施例,设定来自触摸接口的太阳城集团的收发器226和无线电路204解决导电环境的变化的方式可以包括前述示例的任意组合。连接至收发器226的一部分的固件或硬件的调整可以是收发器226本身的调整。
图3图示了设备壳体260的一个示例,该设备壳体260具有被构造以同时支持触摸接口和天线功能的导电结构262。在该示例中,设备壳体260包括限定设备壳体260的背侧的外壳264。外壳264可以被构造为半壳体,其接合框架或两部件式结构中的另一个半壳体(未示出)。可以采用其它配置,如板或仅仅基板。外壳264包括由侧壁268围绕的基板266,侧壁268可以限定壳体260的边缘。基板266具有内表面270,导电结构262沉积在内表面270上。导电结构262包括布置成用于沿着设备壳体260的背侧建立触敏用户接口区域的图案化布置的多条导电迹线272。在该示例中,每条迹线272被构造为实心垫,其宽度可以有助于支持在天线操作中遇到的电流电平。在其它示例中,迹线272中的一条或多条可以被构造为跟踪和限定相应的迹线272的轮廓的一组导线。
图3的示例中的导电结构262以支持触摸接口功能的单层覆盖基板266。该单层中的每条导电迹线272形成逐渐变细电极以提供用于两个横向坐标(即,x和y)的位置太阳城集团。相邻电极在相反方向上交替地逐渐变细以 最大化基板266的覆盖范围以及形成触摸事件的横向位置的指示。在该示例中,单层导电迹线272设置成西洋双陆棋布置。在美国专利No.6,297,811(“Projective Capacitive Touch Screen”)中提出了太阳城集团这种类型的单层、西洋双陆棋电极布置的其它细节,包括适合用于所公开的设备的可替换导电结构,通过引用将该美国专利的全部公开内容结合于此。
单层电极布置不能提供双层和其它电容性触摸电极布置的分辨率和其它高性能特性。然而,这种差别并不必然是有害的,因为由导电结构262建立的电容性触摸接口可以依靠次级或辅助接口。经由壳体260形成的设备可以包括位于壳体260的前侧(未示出)的主触敏显示器或触摸屏,其具有提供满足该设备的分辨率和其它性能要求的用户接口区域的触摸电极(或其它换能器)布置。如本文中描述的那样,由导电结构262支持的电容性触摸接口代替地可以被依赖用于捕获不需要高的分辨率或精度的手势或其它触摸事件。导电结构262的该方面还可以允许电极布置适合天线性能。尽管存在前述规定,但在其它实施例中,导电结构262的一条或多条迹线可以由另一层(未示出)(如,嵌入壳体中的)电极补充以改善触摸接口性能。可以采用高分辨率检测。
每条导电迹线272可以经由多种制造工艺沉积在内表面270上。在一个示例中,迹线272可以由金属、复合聚合物材料、液态金属和/或非常适合用于注塑工艺的其它材料制成。采用模具形成导电迹线272在其中外壳264也是被模制处理的那些情况中是有利的。迹线272也可以经由电镀工艺形成,并且因此由可以被电镀的任何金属(如,Cu,Ni等)或导电材料制成。可替换地,迹线272可以经由常规的直接印刷技术印刷在内表面270上。
设备200可以具有被设置成用于提供电容性触摸接口的任何希望的图案的任何数量的导电结构或迹线。导电结构或迹线中的一个或多个不需要连接至无线电路204(图1)。也就是说,并不是每条迹线272都需要用作天线。对无线性能来说可能希望的是,只要迹线272中的一条或多条在任一太阳城集团点处提供天线功能。因此,导电结构或迹线的一个子集可以被构造用于作为天线和电容性触摸接口操作,而导电结构或迹线的另一个子集可以被构造用于仅作为电容性触摸接口操作。在该情况中,两个子集的导电 结构或迹线仍然可以设置在设备壳体208的相同区域中。由两个子集提供的太阳城集团可以用来通过指示操作者的手的定位而改善天线性能。
现在参照图4,联系可替换配置图示了西洋双陆棋形电极布置的操作。在该示例中,导电结构280包括形成西洋双陆棋图案的轮廓的多条蜿蜒迹线282。相邻的迹线282沿交替地的方向逐渐变细以改变触摸事件修改每条迹线的可变电容信号的范围。这种效果经由由覆盖三条相邻迹线282的圆284表示的触摸事件示出。作为逐渐变细的结果,一条迹线282中的电容变化高,如由大的箭头286所示,而另两条迹线282中的电容变化低,如由较小的箭头288,290所示。由于迹线282在触摸事件区域中的尺寸较小,因此迹线282的与小箭头288关联的变化较低。迹线282的由箭头290关联的变化较低,因为仅迹线282的一部分受到触摸事件影响。给定所有三个信号,可以确定触摸事件的两个横向坐标。接口的分辨率可以基于迹线282的密度。
可以采用多种其它单层电极布置和配置。例如,导电迹线可以设置成一个或多个矩形行,而不是上述西洋双陆棋形布置。一个矩形行提供了一种高效且实用的方式的另一个示例,其中可以在沿着设备壳体的电容性触摸接口中捕获一维手势或其它触摸事件。
图3和4中图示的导电结构的形状比优化天线功能的形状更加被优化用于电容性触摸检测性能和应用。在平衡电容性触摸检测功能的优化形状和天线功能的优化形状之间的折衷时,至少一些导电结构可以包括不规则的图案(如,而不是图3和5中图示的规则图案),并且呈现更适合天线功能的形状。虽然不规则图案化电极可能妥协于触摸接口性能,但该性能对于手势或其它感兴趣的交互作用来说仍然是足够的。可替换地,导电结构通过利用导电结构本身内的频率滤波效应可以同时为触摸输入装置和天线功能二者优化导电结构形状,如下文描述的那样。
图5图示了根据示例性实施例的一种外壳300,其具有多个导电结构302A-302D,这些导电结构302A-302D的形状形成为支持双极天线,并且形状还形成为支持用于非接触扫动手势的突出电容性象限检测器。可替换地,导电结构302A-302D可以彼此连接或被构造以用作单个集合导电结构302。导电结构302A-302D中的每一个包括实心区域部分304(由交叉阴影 区域指示)和网格状、蜿蜒图案形或其它稀疏区域部分306。导电结构302A-302D的非稀疏的、实心区域部分304在用于无线通信的高频处具有相对低的阻抗。相反,与稀疏区域部分306关联的电阻和电感在无线通信频率处相对于特征天线阻抗具有相对高有效阻抗,特征天线阻抗通常为数十欧姆的量级。这种对比极大地降低稀疏区域部分306对天线功能的影响。导电结构形状对天线功能的影响大部分由导电结构302A-302D的实心部分304决定。相反,与稀疏区域部分306关联的电阻和电感在电容性触摸检测处相对于手指触摸的触摸电容的特征阻抗产生低的有效阻抗,手指触摸的触摸电容的特征阻抗通常舒适千欧或更大。每个导电结构302A-302D提供电容性触敏接口区域308,其由导电结构302A-302D的实心区域部分304以及稀疏区域部分306的组合支持。部分304和306的图案和布置可以从示出的示例中相当低改变,并且保持被构造以优化天线和电容性触摸检测功能二者。
如图5,实心区域部分304可以在垫310处终止,每个垫310可以表示用于对应的单极天线结构的相应馈电点,这是针对设备接地平面馈送的。四个导电结构302A-302D可以形成用于无线通信的四个独立的天线,其例如可以对应于主单元天线、相异单元天线、GPS天线和WiFiTM天线。四个导电结构302A-302D也可以同时形成用于用在象限检测器中的四个电容性触摸检测电极。例如,沿着结构302的下扫手势(手指与外壳表面接触或不接触)可以由电容性信号识别,该电容性信号最初在连接至结构302A和302C的电容性触摸检测电极信道中被更强烈地检测到,且随后在结构302B和302D中被更强烈地检测到。多种其它手势和输入方法可以由这种电容性象限传感器支持。与结构302A和302B相关联的天线功能可以被设计用于不同于与结构302C和302D相关联的天线的无线通信频率,但仍然提供为电容性检测目的形成功能上对称的象限电极的四个导电结构。
图6图示根据示例性实施例构造的电子设备10,如移动电话。电子设备10表示具有用户接口12的手持式消费者电子设备,用户接口12又可以被认为包括多个用户接口元件14a,14b,14c(同样参见图7)。用户接口12被构造以向操作者显示数据。用户接口元件14a,14b,14c由操作者操 作以控制电子设备10的显示和功能。用户接口元件14a,14b,14c的数量、位置、目的、功能和其它特性可以从示出的示例中明显地改变,因为电子设备10仅仅表示结合如在下文进一步详细描述的不同I/O功能的集成的示例性实施例。
电子设备10包括限定电子设备10的结构外表面的壳体16。壳体16具有被构造以由操作者在电子设备10的使用期间保持的外表面18。外表面18限定外边界,其具有顶边20、与顶边20相对的底边22、以及相对的侧边24,26。壳体16还包括或限定前侧28和背侧30。用户接口12的一个或多个部件沿着壳体16的前侧28设置。壳体16可以具有两部件式结构。在该示例性实施例中,壳体16包括彼此连接的上壳体32和下壳体34。上壳体32可以被构造围绕和支撑一个或多个I/O部件的框架。下壳体32可以被构造为用于覆盖设备10的内部部件的外壳。在其它示例中,壳体16可以包括被构造以用作框架或外壳的任何数量的部件,并且可以被构造使用其它类型的壳体结构。
多个符号或标记36,38可以被印刷或以其它方式设置在壳体16的外表面18以便于用户与用户接口12的这些部件的交互作用。以这种方式,符号或标记36,38标记用户接口12的对应用户接口元件14b的邻近位置。在该示例中,标记36,38设置在位于一个或多个用户接口元件14定位在其中的区域中的一个侧边24上。其它标记可以设置在外表面18的其它部分上。在这种情况中,标记36表示电子设备10的音量控制件。例如,设置了两个点,第一个点表示音量增加安装,第二点表示音量降低按钮。指示38表示滑动块或滚动按钮。例如,符号38可以包括双边箭头,其指示操作者可以在该箭头附近沿着外表面18滑动手持。下文提供了太阳城集团用户接口元件14b的其它细节,但是,作为一般情况,每个元件14b可以经由邻近标记36,38设置在壳体16内的一个或多个触摸检测部件实现。
电子设备10包括沿着底边22设置的插座连接器40。插座连接器40包括被构造以接收对应的公连接器(未示出)的阴接口42。在图示的实施例中,插座连接器40由微USB连接器表示。插座连接器40可以用于连接至电源、数据和音频输入装置。能够通过底边22访问阴接口42。插座连接器40可以设置在沿着壳体16的外表面18的其它位置中。例如,耳机 插口可以设置在沿着外表面18的位置中,用于接收耳机插头。在可替换实施例中,其它类型的配合连接器和部件可以结合在电子设备10中。
用户接口12的一个或多个部件连接至壳体16的前侧28并沿着前侧28设置。在该示例中,用户接口12包括触敏显示器50。在一些示例中,触敏显示器50又包括触摸盖52,在该情况中,触摸盖52可以与显示器50分离并覆盖在显示器50之上。例如,显示器50可以安装在相对于壳体16的前侧28的内部位置中。触摸盖52随后可以覆盖显示器50,并且在一些情况中,覆盖壳体16的前侧28。触摸盖52可以是透明的以允许通过触摸盖52看到显示器50。触摸盖52可以由一种或多种大量不同的玻璃或塑料材料制成。在其它示例中,触敏显示器50不包括盖,而是包括玻璃块或其它层,一个或多个换能器、导电元件或其它部件(未示出)位于所述玻璃块或其它层的下面或沿着所述玻璃块或其它层的一个或多个边缘。触敏显示器50不限于任何一种特定类型的触敏机构,并且可以包括声学的、电阻性的、电容性的或其它触敏部件。
触敏显示器50(具有或不具有触摸盖52)通过设置被构造以检测由操作者进行的触摸事件的触摸屏。这样,触敏显示器50构成一个用户接口元件14a。可选地,触敏显示器50的大致整个区域(区域54和56)可以由操作者触摸以控制电子设备10的功能。可替换地,触敏显示器50可以分成一个或多个用户输入区域54和一个或多个显示区域56。每个用户输入区域54对应于触敏显示器50的可以由操作者触摸以控制电子设备10的区域。相反,每个显示区域56对应于触敏显示器50的仍然向操作者显示数据但不是触敏的部分。用户输入区域54和显示区域56的相对尺寸可以根据电子设备10的操作模式和/或电子设备10允许的功能改变。
可选地,用户输入区域54和显示区域56可以至少部分地重叠,使得不同的数据可以显示在用户输入区域54中,如用于向操作者指示用户输入区域54中的不同触摸区域。例如,在用户输入区域54中可以显示不同的图标,其指示用户输入区域54的需要操作者触摸以执行某种操作的特定区域。操作者可以触摸用户输入区域54中的特定位置以控制电子设备10的功能。操作者可以沿着用户输入区域54中的触敏显示器50滑动他/她的手指以控制电子设备10的功能。多种不同类型的触摸事件、手势和 操作者的手指的运动可以控制电子设备10的功能。
在示例性实施例中,用户输入区域54和显示区域56以触摸盖52的边缘58为边界。可选地,边缘58可以具有围绕触摸盖52的周边的大致均匀的厚度。在该示例中,边缘58覆盖壳体16的前侧28一部分。边缘58可以是透明的,或者可替换地,可以是半透明的或不透明的。边缘58可以被喷涂或涂敷。单独的部件,如盖,可以连接至触摸盖52以限定边缘58。
图7是电子设备10的分解侧视图。上壳体32包括基部60和从基部60延伸的边缘62。边缘62限定壳体16的侧壁。上壳体32具有由基部60和边缘62限定的部件腔64。类似地,下壳体34包括基部66和从基部66延伸的边缘68。边缘68限定下壳体34的侧壁。下壳体34具有由基部66和边缘68限定的部件腔70。基部60限定壳体16的前侧28。基部66限定壳体16的背侧30。边缘62,68在组装壳体16时彼此接合,使得边缘62,68限定顶边20、底边22、以及侧边24和26(都在图6中示出)。当上壳体和下壳体32,34连接在一起时,部件腔64,70通向彼此并限定壳体16的更大的部件腔。边缘62,68彼此接合以限定壳体16的侧壁。
上壳体和下壳体32,34在图7被示出为彼此分开。部件腔64,70在其中容纳电子设备10的电子部件。例如,部件腔64,70容纳用户接口元件14a,14b,14c和插座连接器40。部件腔64,70也可以容纳电池组72,如在下壳体34的部件腔70中。电子设备10包括电路板74,其被容纳在上壳体32的部件腔64中和/或下壳体34的部件腔70中。在可替换实施例中,电子设备10可以包括多于一个电路板74。用户接口12的显示器50还被构造以容纳在上壳体32的部件腔64中。根据特定应用,在可替换实施例中,其它类型的电子部件可以被容纳在部件腔64,70中。
用户接口元件14a,14b,14c被构造成安装至或连接至壳体16,包括由触敏显示器50(或触摸盖52)限定的用户接口元件14a。在一些情况中,用户接口元件14a,14b,14c结构上和可操作地连接至壳体16。为此目的,用户接口元件14a,14b,14c中的一个或多个可以电连接至壳体16的一部分。为此目的,壳体16可以包括用作用户接口元件14a,14b,14c和电路板74之间的相应接口的多个框架连接器76。框架连接器76被构造成 在组装电子设备10时与电路板74电接触。在示例性实施例中,框架连接器76在几个接口处与电路板74电接触,用于使电子设备10的组装简单。在示例性实施例中,框架连接器76在不使用焊料或另一种类型的永久连接的情况下电连接至电路板74。这样,可以通过简单地将电路板74装入上壳体32和/或下壳体34的部件腔64,70中使得电路板74接合框架连接器76,实现电子设备10的组装。当上壳体和下壳体32,34如通过采用紧固件锁定装置连接在一起时,在框架连接器76和电路板74之间形成电连接。不需要附加的焊接步骤来将框架连接器76电连接至电路板74.此外,可以在框架连接器76和电路板74之间进行便宜的连接,如通过在电路板74和框架连接器76之间采用弹簧接触件78。在电路板74和框架连接器76之间不需要任何附加的连接器,如插头和插座连接器。
多种其它连接和连接接口可以用来支持用户接口元件14a,14b,14c和电路板74之间的电通信。本文中公开的主题的实践不限于上述框架连接器76。
当组装时,显示器50电连接至电路板74。用于控制由显示器50显示的数据的控制信号从电路板74传递至显示器50。用户接口元件14a又被构造以捕获太阳城集团用户与显示器50的交互作用,如触摸、手势和其它操纵事件的太阳城集团。(下文描述的)触摸控制器随后处理该指示或信号以产生表示该事件的指示或信号。在示例性实施例中,电路板74包括连接器80,显示器50包括被构造以由连接器80接合的互补连接器82。可以采用任何类型的连接器和互补连接器80,82。例如,连接器80和互补连接器82可以构成插头型连接器和插座型连接器。可替换地,连接器80和互补连接器82可以是直接连接器、夹层连接器、弹簧梁和垫、销和插孔型连接器等。
在该示例中,触摸盖52构成一个用户接口元件14a。例如,如上所述,触摸盖52被构造以由操作者触摸以控制电子设备10的功能。触摸盖52包括沿着触摸盖52的内表面92的一个或多个触觉传感器90。触摸盖52还包括与内表面92相反的外表面94,其被构造以由操作者触摸。当触摸盖52连接至壳体16时,触觉传感器90电连接至壳体16的对应的框架连接器76a。
在图示的实施例中,壳体16包括设置在壳体16的基部60的外表面 18上的框架连接器76a。例如,框架连接器76a设置在壳体16的前侧28上。在示例性实施例中,框架连接器76a构成设置在壳体16上的导电迹线。可选地,导电迹线可以嵌入壳体16限定基部60的本体中。框架连接器76a包括第一接口96和第二接口98。触摸盖52的触觉传感器90包括被构造以接合第一接口96的一个或多个端子100。电路板74又接合第二接口98。在示例性实施例中,弹簧接触件78a中的一个或多个设置在电路板74和框架连接器76a的第二接口98之间。弹簧接触件78a限定电路板74和第二接口98之间可分离的接口。壳体16和对应的框架连接器76a限定触摸盖52和电路板74之间的互连。在示例性实施例中,触摸盖52通过触觉传感器90和第一接口96之间的接口电学地和机械地连接至壳体16。可选地,导电树脂可以用在触觉传感器90和第一接口96之间。
在示例性实施例中,触觉传感器90被构造以检测由操作者进行的触摸事件。可选地,触觉传感器90可以构成压电传感器,其在以后可以称为压电传感器90。压电传感器90被构造以采用压电效应检测由操作者进行的触摸事件。例如,压电传感器90可以响应于触摸盖52上施加的机械应力产生电势和/或电信号。该机械应力可以传递到压电传感器90和内表面92之间的接口上。这样,来自触摸盖52的超声波、声速(如,音频范围)或亚音速能量以在压电传感器90处检测到的压力的形式传递至压电传感器90。该能量产生由端子100传递至框架连接器76a,以及从框架连接器76a传递至电路板74的电势。使压电传感器90和触摸盖52被刚性地保持至壳体16维持能够在压电传感器90和框架连接器76a之间的接口上的传递。在期间采用导电树脂也维持电势在该接口上的传递。这样,触摸事件的精确读数可以被发送至电路板74以调整显示器50。
在可替换实施例中,除了与不同于压电传感器,可以采用其它类型的触觉传感器90。例如,电容性传感器,电阻性传感器,磁性传感器,光学传感器,机械传感器等可以用来检测由操作者在触摸盖52进行的触摸事件。可选地,触觉传感器90可以包括选择性地导电涂层以电容性地检测触摸事件。触觉传感器90可以嵌入触摸盖52中。压电传感器和另一种类型的传感器,如电容性传感器,都可以经由壳体16共同电连接至电路板,来自这两个传感器的信号可以共同地用来确定响应和/或调整显示器50。
在示例性实施例中,至少一个用户接口元件14b设置在上壳体32中,至少一个用户接口元件14c设置在下壳体34中。每个用户接口元件14b可以连接至或安装在边缘62和/或基部60上。用户接口元件14b可以包括连接至对应的框架连接器76b的一个或多个端子110。框架连接器76b是沿着边缘62和/或基部60延伸的导电迹线。在一些情况中,用户接口元件14b,14c还可以包括沿着壳体16的边缘62、基部60、和/或其它部件延伸的导电迹线,如下文进一步描述的那样。框架连接器76b包括可以位于该导电迹线的大致相反端部处的第一接口112和第二接口114。用户接口元件14b的端子110连接至第一接口112。电路板74连接至第二接口114。壳体16和对应的框架连接器76b限定用户接口元件14b和电路板74之间的互连。在示例性实施例中,用户接口元件14b通过端子110和第一接口112之间的接口电学地和机械地连接至壳体16。可选地,导电树脂可以用在端子110和第一接口112之间。
在示例性实施例中,一个或多个弹簧接触件78b设置在电路板74和框架连接器76b的第二接口114之间。弹簧接触件78b限定电路板74和第二接口114之间可分离的接口。在可替换实施例中可以在壳体16的框架连接器76b和电路板74之间进行其它类型的连接。可选地,弹簧接触件78b可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在电路板74上并连接至框架连接器76b。可替换地,弹簧接触件78b可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在框架连接器76b上并与电路板74接合。
用户接口元件14c连接至边缘68和/或基部66,并且用户接口元件14c包括连接至对应的框架连接器76c的一个或多个端子120。框架连接器76c是沿着基部66和/或边缘68延伸的导电迹线。框架连接器76c包括可以位于该导电迹线的相反端部处的第一接口122和第二接口124。用户接口元件14c的端子120连接至第一接口122。电路板74连接至第二接口124。壳体16和对应的框架连接器76c限定用户接口元件14c和电路板74之间的互连。在示例性实施例中,用户接口元件14c通过端子120和第一接口122之间的接口电学地和机械地连接至壳体16。可选地,导电树脂可以用在端子120和第一接口122之间。
在示例性实施例中,一个或多个弹簧接触件78c设置在电路板74和 框架连接器76c的第二接口124之间。弹簧接触件78c限定电路板74和第二接口124之间了分离的接口。在可替换实施例中可以在壳体16的框架连接器76c和电路板74之间进行其它类型的连接。可选地,弹簧接触件78c可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在电路板74上并连接至框架连接器76c。可替换地,弹簧接触件78c可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在框架连接器76c上并与电路板74接合。
图8是上壳体32的底部透视图。上壳体32包括基部60和边缘62。上壳体32还包括部件腔64。在示例性实施例中,开口140设置在基部66中。开口140被构造以接收显示器50。开口140允许访问显示器50,以便显示器50在上壳体32外面可以被看到,从而将数据显示给操作者。可选地,开口140的尺寸形成为大致类似于显示器50。显示器50可以基本上填充开口140。可选地,显示器可以连接至开口140将相对于基部60将显示器50保持在合适的位置中。例如,显示器50可以搭扣配合到开口140中。可替换地,上壳体32可以包括用于相对于开口140固定显示器50以将显示器50保持在合适的位置中的固定部件。
在示例性实施例中,电子设备10包括设置在上壳体32的内表面144上的天线142。可选地,天线142可以设置在基部60的内表面144上。除了或作为对基部60的替换,天线142可以设置在边缘62的内表面144上。天线142可以是内表面144上具有预定布局和配置的印刷电路。可替换地,天线142可以嵌入上壳体32的本体中。可选地,天线142可以包括电连接至天线142的调谐装置145(如在图1和8中看到)。调谐装置145如通过施加直流电压至天线142而允许将天线调谐至多个频带。可选地,直流电压可以施加至天线输入垫(未示出)。调谐装置145可以包括直接安装在上壳体32上的分立元件或部件。可替换地,调谐装置145可以具有安装在安装在上壳体32上或连接至上壳体32的一电路板上的部件或元件。该电路板可以是电路板74。调谐装置145可以包括可调谐电容性元件,如钛酸锶钡(BST)电容器、阻隔电容器,MEMS开关式或其它MEMS电容器、FET开关式电容器、变容二极管(如,在接收应用中),和/或ESD防护装置。调谐装置145的电容性元件可以与图1中示出的电容性滤波器222隔开和分离。调谐装置145在图1中被示意性地示出为天线202的一部分,
但可以以多种方式,包括,例如,沿着无线电路204和天线202之间的路径,连接至天线202。调谐电压(如,0至20伏直流电压)可以借助于偏压T形接头通过天线输入端施加至BST或其它电容器。
天线142包括被构造成电连接至电路板74的安装垫146。在示例性实施例中,一个或多个弹簧接触件78d设置在电路板74上,并被构造以在将电路板74装入上壳体32的部件腔64中时接合安装垫146。可替换地,弹簧接触件78d可以设置在安装垫146上并被构造以在将电路板74装入上壳体32的部件腔64中时接合电路板74上的对应垫。天线142的安装垫146和电路板74之间的其它类型的互连是可行的。
如下文进一步描述的那样,由天线142呈现的导电结构也可以经由弹簧接触件78d连接至电容性触摸控制器(如,参见图1)以用作电容性触摸接口。也就是说,天线142的导电迹线可以同时用于射频(RF)通信和用于捕获天线142附近的用户触摸事件、手势和与壳体16的其它交互作用。
插座连接器40安装至上壳体32并被构造用于电连接至电路板74上的安装垫148。插座连接器40包括在将电路板74装入上壳体32的部件腔64中时接合安装垫148的弹簧接触件150。弹簧接触件150被偏压在安装垫148上以确保它们之间的电连接。这样,插座连接器40被构造以在可分离的接口处电连接至电路板74。插座连接器40在将电路板74装入上壳体32中之前机械地固定在上壳体32内。这样,插座连接器40可以被牢固地保持在上壳体32内并且可以被以成本有效且可靠的方式密封至上壳体32。例如,插座连接器40可以设置有静电放电(ESD)保护、电磁干扰(EMI)屏蔽和/或防水。由于与安装在电路板74上相反,插座连接器40结合在上壳体32中,因此可以以可靠的方式进行ESD保护、EMI屏蔽和/或防水。此外,ESD保护、EMI屏蔽和/或防水可以在将电路板74组装到上壳体32中之前进行,这可以允许更多的空间用于组装,这又可以使得组装更容易。
用户接口元件14b独立于电路板74连接至边缘62和/或基部60。用户接口元件14b在组装步骤中独立于将电路板74连接至上壳体32而连接至上壳体32。在一些情况中,一个或多个用户接口元件14b可以采用导电树脂被刚性地保持至边缘62和/或基部60,使得用户接口元件14b被刚性地保持在上壳体32的内表面144上。可替换地或此外,一个或多个用户 接口元件14b可以采用也可以用于天线142的印刷、电镀或其它沉积工艺沉积在上壳体32上。如本文中描述的那样,此外或可替换地,多个不同类型的用户接口元件14可以集成在上壳体32中。在示例性实施例中,用户接口元件14b是压电传感器,并且以下可以称为压电传感器14b。压电传感器14b响应于上壳体32上施加的机械应力产生电场或电势。例如,施加在上壳体32上,如施加在靠近压电传感器14b的边缘62上的压力,如超声波、音速(如,音频范围)或压音速能够可以通过上壳体32的本体直接传递至压电传感器14b。将压电传感器14b机械地固定至上壳体32的内表面144维持其间的接口。将压电传感器14b紧密地连接至上壳体32维持在该接口上的能量传递。例如,环氧树脂或导电树脂可以用来将压电传感器14b固定至内表面144。在可替换实施例中,不同于或除了压电传感器,其它类型的用户接口元件14b可以被设置以限定触觉传感器。例如,在可替换实施例中,用户接口元件14b可以是电容性传感器,电阻性传感器,磁性传感器,光学传感器,机械传感器等。压电传感器和另一种类型的传感器,如电容性传感器,可以经由壳体16共同地电连接至电路板,并且来自这两个传感器的信号可以共同用来确定响应和/或调整显示器50。
用户接口元件14b可以沿着内表面144设置在任何位置处,如在指定用于特定功能的位置中。例如,可以通过特定的用户接口元件14b提供音量控制滚动、导航或运动、激活或停用、或其它功能。标记,如标记36,38(图6)可以设置在上壳体32的与用户接口元件14b相对的外表面18上。标记36,38可以向操作者指示由用户接口元件14b提供的功能。用户接口元件14b因此作为用于电子设备10的虚拟按钮或控制器操作。例如,用户接口元件14b未被操作者物理地接触,而是用户接口元件14b检测操作者触摸上壳体32的特定区域的太阳城集团以控制电子设备10的功能。
在示例性实施例中,用户接口元件14b包括换能器152和端子110(图7)。端子110连接至对应的框架连接器76b。框架连接器76b沿着上壳体32的内表面144延伸至用于与电路板74接合的合适位置。例如,框架连接器76b可以构成在内表面144上延伸至基部60上指定用于连接至电路板74的位置的导电迹线。
框架连接器76b包括第一接口112和第二接口114。用户接口元件14b的端子110连接至第一接口112。电路板74连接至第二接口114。例如,弹簧接触件78b可以设置在电路板74和第二接口114之间以将电路板74连接至第二接口114。弹簧接触件78b限定电路板74和第二接口114之间可分离的接口。在可替换实施例中可以在壳体16的框架连接器76b和电路板74之间进行其它类型的连接。可选地,弹簧接触件78b可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在电路板74上并连接至框架连接器76b。可替换地,弹簧接触件78b可以在将电路板74组装到上壳体32中期间安装在框架连接器76b上并与电路板74接合。
壳体16和对应的框架连接器76b限定触摸盖52和电路板74之间的互连。在示例性实施例中,用户接口元件14b通过端子110和第一接口112之间的接口电学地和机械地连接至壳体16。可选地,导电树脂可以用在端子110和第一接口112之间。
继续参照图8的示例,上壳体32具有多个附加的导电结构154,其被印刷、电镀或以其它方式沉积在上壳体32上以支持附加的I/O功能。一些导电结构154可以支持单个I/O功能(如,用于一个或多个通信带或协议的RF通信),而其它导电结构154可以支持多于一个的I/O功能(如,RF通信和触敏用户接口二者),如本文中描述的那样。不管所涉及的I/O功能,每个导电结构154可以包括采用常见工艺(如,电镀,注塑模制等)沉积在上壳体32上并且因此由相同材料形成的导电迹线。在该示例中,导电结构包括一对电容性触摸电极155和一对天线元件156。电容性触摸电极155连接至触摸控制电路(如,参见图1)以产生与壳体16的在该电容性触摸电极155附近的部分的操作交互作用的指示。天线元件156可以连接至对应的无线电路以支持一个或多个RF通信带(如,蓝牙,Wi-Fi,GPS,移动电话等)。天线元件156可以如上所述为特定带提供冗余以允许无线电子设备在操作者的手的位置给定的情况下选择天线。为此目的,每个导电结构154可以包括用于与电路板上的对应的弹簧接触件78e接合的一个或多个接触垫或其它端子157。如本文中描述的那样,天线元件156中的一个或二者也可以连接至触摸控制电路,从而同样用作电容性触摸电极。以这种方式,触摸控制电路可以提供操作者的手是否触摸或以其它方式覆盖天线 元件156的一部分的指示。在一些情况中,该指示也可以表示天线元件156上被触摸或覆盖的位置。可替换地或此外,电容性触摸电极155沿着或邻近天线元件156设置以提供太阳城集团操作者的手的位置的指示。
图9是下壳体34的顶部透视图。下壳体34包括基部66和边缘68。下壳体34包括部件腔70。下壳体34包括内表面160和外表面162。外表面162限定壳体16饿外表面并被构造以由操作者保持和触摸。下壳体34包括穿过边缘68的开口164,该开口164在下壳体34连接至上壳体32时容纳插座连接器40(图6-8)。
用户接口元件14c独立于电路板74连接至基部66。可选地,除了或作为对基部66的替换,用户接口元件14c可以连接至边缘68。用户接口元件14c独立于电路板74连接至下壳体34。用户接口元件14c可以采用导电树脂被刚性地保持至基部60,使得用户接口元件14c被刚性地保持在下壳体34的内表面160上。可替换地,每个用户接口元件14c可以采用任何希望的制造工艺,包括用于将天线元件沉积在壳体16的一个或多个部件上的制造工艺,沉积在下壳体34上。此外或可替换地,其它类型的用户接口元件14可以集成在下壳体34中。在示例性实施例中,用户接口元件14c包括压电传感器,并且以下可以称为压电传感器14c。压电传感器14c响应于下壳体34上施加的机械应力产生电场或电势。例如,施加在下壳体34上,如施加在靠近压电传感器14c的基部60上的压力,如超声波、音速(如,音频范围)或压音速能够可以通过下壳体34的本体直接传递至压电传感器14c。将压电传感器14c机械地固定至下壳体34的内表面160维持其间的接口。将压电传感器14c紧密地连接至下壳体34维持在该接口上的能量传递。例如,环氧树脂或导电树脂可以用来将压电传感器14c固定至内表面160。在可替换实施例中,不同于或除了压电传感器,其它类型的用户接口元件14c可以被设置以限定触觉传感器。例如,在可替换实施例中,用户接口元件14b可以是电容性传感器(如上文联系所公开的设备的其它实施例描述的电容性触摸接口),电阻性传感器,磁性传感器,光学传感器,机械传感器等。压电传感器和另一种类型的传感器,如电容性传感器,可以经由壳体16共同地电连接至电路板,并且来自这两个传感器的信号可以共同用来确定响应和/或调整显示器50。
用户接口元件14c可以沿着内表面160设置在任何位置处,如在指定用于特定功能的位置中。例如,在图示的实施例中,用户接口元件14c在基部66上大致对中地定位成阵列以检测操作者的手指沿着基部66的的外表面162的运动。这样,用户接口元件14c协作以限定类似于鼠标或滚轮装置的导航或运动传感器。用户接口元件14c检测用户的手指沿一个或多个方向,如沿纵向方向170和横向方向172的运动。这种运动可以转换成指针在显示器50(图6)上的运动,图标在显示器50内的运动,或其它类型的运动或功能。标记可以设置在下壳体34的与用户接口元件14c相对的外表面162上。标记可以向操作者指示由用户接口元件14c提供的功能。用户接口元件14c因此作为用于电子设备10的虚拟按钮或控制器操作。例如,用户接口元件14c未被操作者物理地接触,而是用户接口元件14c检测操作者触摸下壳体34的特定区域的太阳城集团以控制电子设备10的功能。
在示例性实施例中,用户接口元件14c包括换能器174和端子120.端子110端接至对应的框架连接器76c。框架连接器76c沿着下壳体34的内表面160延伸至用于与电路板74配合连接的合适位置。例如,框架连接器76c可以构成在内表面160上延伸至基部60上指定用于连接至电路板74的位置的导电迹线。可选地,每个框架连接器76c可以延伸至用于连接至电路板74的相同普通区域。可以采用用来在壳体16上沉积天线电极和其它导电结构的相同制造工艺沉积每个框架连接器76c的导电迹线。在其它实施例中,用户接口元件14c可以包括代替换能器174的附加导电迹线以形成电容性触摸接口。
壳体16和对应的框架连接器76c限定用户接口元件14c和电路板74之间的互连。在示例性实施例中,用户接口元件14c通过端子120和第一接口112之间的接口电学地和机械地连接至壳体16。可选地,导电树脂可以用在端子120和第一接口112之间。
在共同未决且共同转让的美国申请No.12/775,977(“Integrated Connection System for an Electronic Device”)中提出了太阳城集团电子设备10的结构、组装和构造的其它细节,通过引用将该每个申请的全部公开内容结合于此。
本文中描述的各种实施例可以被单独地或彼此组合地使用。前述详细 描述已经仅描述了本发明的多种可能的实施方案中的一些。为此原因,该详细描述的意图是说明性的,且决不是限制性的。
描述的意图是说明性的,且不是限制性的。上述实施例(和/或其多个方面)可以彼此组合地使用。此外,在不偏离本发明的范围的情况下,可以进行多种修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。本文中描述的尺寸、材料类型、各种部件的方位、以及各种部件的数量和位置意图限定某些实施例的参数,并且决不是限制性的且仅仅是示例性实施例。在回顾上述描述时,在权利要求的精神和范围内的多种其它实施例和修改对本领域人员来说将是明显的。因此,应当参照随附权利要求以及这些权利要求具有的等同物的完整范围确定本发明的范围。

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