CN101517824B - 用于手持设备的按钮天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了天线、包含天线的手持电子设备、以及用于使用天线和手持电子设备的方法。手持设备可具有导电壳体。天线可形成为诸如按压按钮的按钮的一部分。按压按钮可从导电壳体充分突出来以允许进行对无线信号的良好的发送和接收。突出的天线包括发射元件，而导电壳体用作地端。发射元件可以从诸如形成在电路板基板上的平面天线结构的薄型天线结构形成。按压按钮可用于控制手持电子设备的操作。利用一种适合配置，驱动按压按钮天线使得该天线能够从壳体突出来，并且打开手持设备中的收发机电路。

Description

用于手持设备的按钮天线

本申请要求于2006年9月25日提交的美国专利申请No.11/527192的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及天线，更具体地涉及无线手持电子设备中的基于按钮的天线。

背景技术

诸如媒体播放器的手持电子设备有时构造有金属壳体。金属壳体趋向于比塑料外壳更加持久，并且可以具有优异的外观。

理想地可以在具有金属壳体的手持电子设备中包括无线通信能力。无线功能可用于下载或上传媒体文件，可用于发送和接收消息，并且可以用于支持无线电话。

诸如不锈钢的金属壳体材料具有高电导率。这在设计天线时提出了挑战。外部天线设计通常不易于使用并且可能给手持设备增加不希望的大体积和杂乱。内部天线将会被高电导率壳体屏蔽，因此内部天线设计通常在具有金属壳体的手持电子设备中不被认为是实用的。

因此，希望能够提供一种用于具有导电壳体的手持电子设备的满意的天线。

发明内容

根据本发明，提供了按钮天线、包含按钮天线的手持电子设备、以及用于使用按钮天线和手持电子设备的方法。

按钮天线可能具有由诸如塑料的绝缘材料形成的按钮元件。该按钮元件可以往复进出手持电子设备壳体中的孔(例如，圆孔、插槽、或者任何适合的孔)。手持设备的壳体可以由诸如不锈钢或其他金属的高度导电性材料形成。按钮元件可具有谐振天线元件置于其中的内部部分。手持设备的壳体可用于形成用于按钮天线的接地平面。

按钮天线可置于未展开位置，在该未展开位置处谐振元件至少部分地凹置于所述手持设备的壳体内。在该位置，手持设备的壳体倾向于电磁地屏蔽谐振元件。按钮元件可具有平顶面。当在未展开位置时，所述按钮元件的平顶面可与手持电子设备的外表面齐平。

当用户希望使用按钮天线来发送和接收无线信号时，该按钮天线置于展开位置中。在展开位置中，按钮元件的顶面和谐振元件突出过手持设备的外表面。这使得谐振元件能够发送和接收无线信号。

手持电子设备可包含用于通过按钮天线发送和接收射频无线信号的射频收发机电路。传感器可用于感测按钮天线的位置。当按钮天线处于展开位置时，射频收发机电路可置于活动状态，并可用于发送和接收无线信号。当按钮天线处于未展开位置时，射频收发机电路可置于非活动状态以减小功耗。

在未展开位置，按钮至少部分地凹置在手持电子设备的外壳内。在这种情况下，如果希望的话，射频收发机可以是至少部分功能性的(例如，仅接收信号，仅发送信号，接收特定类型的信号，等等)。如果希望的话，也可用中间按钮位置。在中间按钮位置中，收发机电路和手持设备的其他电路可完全不激活，可部分地不激活，或者可保持功能性。

本发明的其他特征、属性以及各种优点将从附图以及以下对优选实施方式的详细描述而显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的示例性手持电子设备和手持电子设备可与之无线交互的示例性设备的示意图。

具体实施方式

示出了根据本发明的示例性便携式电子设备。便携式电子设备可以是小型便携式计算机，例如有时被称为超便携式设备的小型便携式计算机。便携式设备还可以是稍微更小型的设备。更小型便携式设备的示例包括腕表式设备、悬吊设备、头戴式耳机和听筒设备、以及其他可佩戴微型设备。利用一种尤其适合的配置，便携式电子设备是手持电子设备。本文中一般描述使用手持设备作为示例，尽管如果希望的话，也可以使用任何适合电子设备。

手持设备例如可以是蜂窝式电话、具有无线通信能力的媒体播放器、手持计算机(有时也被称为个人数字助理)、远程控制器以及手持游戏设备。本发明的手持设备也可以是组合多个传统设备的功能的混合型设备。混合型手持设备的示例包括包含了媒体播放器功能的蜂窝式电话，包含了无线通信能力的游戏设备，包含了游戏和电子邮件功能的蜂窝式电话，以及用于接收电子邮件、支持移动电话呼叫、并且支持网络浏览的手持设备。这些仅仅是示例性示例。设备可以是任何适合的便携式或手持电子设备。

设备包括外壳。外壳(有时被称作壳体)可以由任何适合材料形成，这些材料包括金属、塑料、木材、玻璃、陶瓷、其他适合材料，或者这些材料的组合。在有些情况下，外壳可以至少部分地由高度导电性材料形成。壳体中存在导电材料对于天线设计提出了挑战。具体地，内部天线设计将趋向于被高度导电性壳体电磁屏蔽，这使得操作困难或不可能。

设备具有天线，该天线可利用按钮结构形成，并由此有时被称为按钮天线。按钮天线可置于至少两个位置中。在一个位置中，按钮天线处于“出(out)”、“上(up)”、或“展开”位置。当希望降低按钮天线的轮廓(profile)时，将按钮结构置于“下(down)”、“入(in)”、“收缩”、“凹置”、“未展开”位置。在其未展开位置中，按钮无需从壳体显著地突出来，这使得手持电子设备保持其迷人的不杂乱的外观。根据所期望的功能，也可用中间位置。

按钮天线包含谐振元件。手持电子设备的壳体或其他适合导电结构可用于形成天线的接地平面。为了确保天线令人满意地发送和接收射频信号，一般在天线的地端和天线的谐振元件之间应当有足够的空间间隔。

如果希望的话，当天线处于其收缩位置时，针对天线的至少一些操作在地端与谐振元件之间可能有足够的间隔。如果天线没有要操作，那么在地端与谐振元件之间不必要有间隔。因此，如果希望的话，天线在没有操作时可以收缩在外壳内，使得按钮的顶面与外壳的表面齐平，或者凹置在外壳的表面以下。

为了确保在天线处于正常操作时的高质量无线发送和接收，天线可置于展开位置，在该展开位置中，在接地平面与谐振元件之间具有相当的间隔。当天线展开时对于满意的操作所需的谐振元件与地端之间的间隔量取决于天线和手持电子设备的操作要求以及谐振元件置于其中的按钮结构的尺寸和形状。利用一个适合的配置，按钮在收缩时基本上与外壳表面齐平(例如，按钮从壳体的表面突出来0-1mm)，并且在展开时从壳体突出来大约5mm。

手持电子设备可以具有诸如显示器屏幕的输入输出设备、诸如按钮的用户输入控制设备以及输入输出端口。显示器屏幕例如可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、等离子体显示器、或者是利用一种或多种不同显示技术的多个显示器。显示器屏幕可安装在手持电子设备的正面上。如果希望的话，显示器可以安装在手持电子设备的背面上、在设备的侧面上、在通过铰链(例如)或者利用任何其他适合安装配置附接到设备的主体部分的设备的提升(flip-up)部分上。

手持设备的用户可以利用用户输入接口提供输入命令。用户输入接口可以包括按钮(例如，字母数字键、电源开关按钮、通电按钮、断电按钮、以及其他专用按钮，等等)、触摸板、指向棒、或者其他光标控制设备、触摸屏(例如，实施为显示器屏幕的一部分的触摸屏)、或者用于控制设备的任何其他适合接口。用户输入接口通常可形成在手持电子设备的任何适合部分上(例如，在侧面上、正面上、背面上、或者设备的其他部分上)。

手持设备可以具有诸如总线连接器的端口，这些端口允许设备与外部部件接口连接。典型的端口包括对设备内的电池再充电或者从直流(DC)电源操作设备的电源插口，用于与诸如个人计算机或外围设备的外部部件交换数据的数据端口，用于驱动头戴式耳机、监视器、或者其他外部音频视频设备的音频视频插口，等等。这些设备以及手持电子设备的内部电路中的一些或全部的功能可利用输入接口来控制。

诸如显示器和用户输入接口的部件可覆盖设备的正面上的大部分可用表面积，或者可以仅占据正面的小部分。由于这些部件通常是利用诸如金属的导电材料电屏蔽的，所以不可能将谐振天线元件置于天线的正面之下，正如不可能在金属壳体内安装内部天线一样。

如果希望的话，按钮天线的位置可以用于控制手持电子设备中的一些或全部部件的功能。按钮天线例如可以包括通过在按钮天线收缩时形成电短路并且通过在按钮天线展开时形成电开路而用作传感器的开关。按钮天线的电开关部分的状态可以通过手持电子设备中的控制电路来监控，从而可以如所希望地调整手持电子设备的功能。利用一个适合配置，例如，手持电子设备内的收发机电路可以在按钮天线在下时被断电而在按钮天线在上时被通电。通过选择性地激活手持电子设备中的电路，可以节约功耗，并可延长用于给设备供电的电池的电池寿命。

按钮天线当在其展开状态与未展开状态之间转换时可以具有线性运动、可以具有转动运动(例如，具有摇臂开关)、或者可以展现任何其他适合类型的运动。在一个示例中，按钮天线沿一个轴行进，并且从壳体的上侧表面延伸。如果希望的话，按钮天线可以延伸出壳体的其他部分，例如下侧、右侧、左侧、壳体的后侧、或者这些侧面之间任何边角。

图1中示出了可以包含按钮天线的示例性手持电子设备10的示意图。手持设备10可以是移动电话、具有媒体播放器能力的移动电话、手持计算机、远程控制器、游戏播放器、这些设备的组合、或者任何其他适合便携式电子设备。

如图1所示，手持设备10可以包括存储器34。存储器34可以包括一个或多个不同类型的存储器，例如硬盘驱动存储器、非易失性存储器(例如，闪存或电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，基于电池的静态或动态随机存取存储器)、等等。

处理电路36可以用于控制设备10的操作。处理电路36可以基于诸如微处理器和其他适合集成电路的处理器。

输入输出设备38可以用于允许将数据提供到设备10，并且允许将数据从设备10提供到外部设备。显示器屏幕和用户输入接口是输入输出设备38的示例。

输入输出设备38可以包括用户输入输出设备40，例如按钮、触摸屏、手柄、点击轮、滚轮、触摸板、键板、键盘、传声器、照相机、等等。用户可以通过用户输入设备40提供命令来控制设备10的操作。显示和音频设备42可以包括液晶显示器(LCD)屏幕、发光二极管(LED)、以及其他提供视觉信息和状态数据的部件。显示和音频设备42还可以包括诸如扬声器以及其他用于产生声音的设备的音频设备。显示和音频设备42可以包括音频视频接口设备，例如插口以及用于外部头戴式耳机和监视器的插口和其他连接器。

无线通信设备44可以包括通信电路，例如从一个或多个集成电路形成的射频(RF)收发机电路、功率放大器电路、无源RF部件、诸如按钮天线的天线、以及其他用于处理RF无线信号的电路。无线信号还可以利用光(例如，利用红外通信)来发送。

设备10可以与诸如附件46和计算设备48的外部设备通信，如路径50所示。路径50可包括有线路径和无线路径。附件46可包括头戴式耳机(例如，无线蜂窝式头戴听筒或音频头戴式耳机)和音频视频设备(例如，无线扬声器、游戏控制器、或者用于接收和播放音频和视频内容的其他设备)。计算设备48可以是通过蜂窝式电话链路或其他无线链路下载歌曲、视频或其他媒体的服务器。计算设备48还可以是用户从其获得对音乐或其他媒体文件的无线下载的本地主机(例如，用户自己的个人计算机)。

天线和其他无线通信设备44可以用于覆盖诸如850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz处的蜂窝式电话频带的通信频带、诸如2170MHz频带处的3G数据通信频带(通常被称作UMTS或通用移动通信系统)的数据服务频带、2.4GHz和5.0GHz处的(IEEE802.11)频带、以及2.4GHz处的频带。这些仅仅是天线可以在其上工作的示例性通信频带。天线可以被配置为在任何适合频带上工作。如果希望的话，可以提供多个天线来覆盖更多频带，或者使得一个或多个天线设置有宽带宽谐振元件来覆盖所关注的多个通信频带。在希望覆盖相对大的频率范围而不扩展天线在固定频率处工作的带宽时，可以对天线采用可调设计。多个按钮天线可以设置在单个设备中，例如在希望多个频带的时候。

按钮天线可从按钮元件形成。按钮元件可由塑料形成，例如基于聚碳酸酯的塑料或者基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物的塑料。在制造过程中，谐振元件放置在按钮元件的内部部分中(例如，在形成在按钮元件中的插槽中或者其他适合中空凹部中)。

在本示例中，谐振元件可以从L形导体条形成，该L形导体条已经制造在基板的表面上。用在天线中的导体可以是任何适合的高度导电性材料，例如铜、金、包含铜和其他金属的合金、高电导率非金属导体(例如，基于高电导率有机材料、高电导率超导体、高度导电性液体)、等等。基板可以是任何适合支撑结构，例如印刷电路板材料、柔性印刷电路板材料(“柔性电路”)、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、环氧、塑料、等等。可以在接触区中形成对导体的电接触。谐振元件导体可以利用任何适合技术(例如，将导电迹线印刷在基板上，利用光刻法、激光或机械修整蚀刻淀积膜)形成。

在本示例中，谐振元件可以具有薄平面轮廓，这可便于将发射元件放置在薄型按钮元件内。然而使用具有平面结构的发射元件仅仅是示例性的。发射元件可形成为任何适合形状。

手持电子设备可以包含射频(RF)收发机(例如，作为图1中的无线通信设备44的一部分)。收发机可以经由导电路径电连接到天线的部件。路径连接在收发机与谐振元件上连接区域处的天线馈电端(正端)之间。天线的负连接或接地连接是通过利用附加导电路径将收发机连接到壳体而形成的。附加导电路径可以利用连接结构(例如，焊剂、弹簧、弹簧加载销，等等)连接到壳体。

路径可以利用任何适合配置来实现。利用一种示例性配置，路径至少部分地利用同轴电缆来形成。利用另一种示例性配置，路径从导电路径形成于其上的柔性电路条形成。路径还可以利用电路板迹线、利用导线、或者利用任何其他适合导电结构来形成。

如所希望的，手持电子设备的用户可以将按钮天线置于展开状态和未展开状态。可以使用任何适合机械按钮机构。利用一种适合配置(其在本文中有时被描述为示例)，按钮天线利用按压按钮配置形成。这使得用户能够通过按压按钮表面来展开和凹置按钮。利用一下按压，按钮向外展开。利用另一下按压，按钮被向内按压直到其表面与壳体表面齐平(作为示例)。

按钮元件可以具有延伸臂。延伸臂的位置(以及因此按钮天线的位置)可以利用开关来感测，开关利用导电路径(例如，导线)连接到处理电路。当按钮天线处于展开位置时，臂与开关分开。在这种情况下，处理电路可以感测到开关形成开路(作为示例)。当按钮天线处于未展开位置时，臂可以被放置得非常靠近开关，并使得开关形成闭路。处理电路可以检测开关何时关闭，使得处理电路可以推定按钮天线处于其未展开(凹置)状态。

开关可以利用任何适合的能够感测按钮天线的位置的电子结构(例如，通过来自臂的压力被压入相互接触和压离相互接触的金属接触件，用于感测附接到按钮元件的磁体的存在的磁传感器，电容传感器，或者任何其他适合类型的能够检测按钮的位置的开关)形成。

在这些示例中，按钮天线置于壳体的上侧上。这仅仅是一个示例性配置。

按钮天线可以从移入和移出壳体的边角的按钮元件形成。

按钮天线可以从移入和移出壳体的前表面或后表面的按钮元件形成。在一个示例中，按钮天线和按钮元件处于未展开位置，在该未展开位置中，按钮元件的顶面基本上与壳体的前表面(即，壳体的包含显示器以及用户输入接口的表面)齐平。按钮天线和按钮元件可以展开(例如，响应于按压按钮元件)。

对于按钮天线来说沿着垂直于壳体的表面的方向移动是不必要的。一般来说，按钮可沿任何适合方向往复移动。

可以利用L形导体形成谐振元件。这仅仅是形成谐振元件的一个示例性配置。

可从L形导体形成谐振元件。当按钮元件在沿壳体的表面的维度上相对长且薄时，使用L形天线会有优势，其中L的外部部分长于内部部分。

在另一示例中，利用导电条形成谐振元件。利用诸如同轴电缆馈电极的导电路径来将信号传输到条形导体。

另一示例中，谐振元件是从具有臂的F形结构形成的。臂的长度可以相同或不同，并且可以被选择以调整天线设计的带宽和效率。

天线中使用的基板可以是印刷电路板材料或任何其他适合的介电基板，如上所述。

在另一个示例性配置中，谐振元件是从形成为螺旋(螺线)的一定长度的导体形成的。导体例如可以是安装到基体并且可以在馈电端处进行电接触的导线。

如果希望的话，可以利用形成为三维结构的柔性基板来形成按钮天线的谐振元件。柔性基板可以一起弯曲形成柱状结构。迂曲导电迹线可以在基板弯曲前形成在柔性基板上。

可以利用在基板的表面上形成曲折或迂曲图案的导电迹线来构造谐振元件。如果基板是柔性的，那么谐振元件可弯曲。利用这种类型的配置，谐振元件可被构形为符合中空按钮元件的内表面。

用于形成谐振元件的导电路径可位于基本上与按钮元件的顶面平行的表面上。诸如同轴电缆中心导体的另一导电路径可用于形成与由导电路径绘出的曲折路径的电连接。

可以利用导电路径形成发射元件，该导电路径被构形为符合按钮元件的矩形上表面。导电路径可用于形成天线的馈电端。

按钮天线在使用期间移动。利用一个适合配置，柔性导体用于确保在收发机与天线之间保持足够的电接触。具体地，柔性导电路径可用于确保谐振元件(以及特别是导体)始终电连接到收发机，并且确保从壳体形成的天线地端始终保持连接。收发机与天线地端之间的电路径可以例如由壳体或其他适合接地电极结构形成。

手持电子设备可以采用基于同轴电缆的柔性导体配置。在这种情况下，按钮元件处于未展开状态，从而按钮顶面基本上与壳体的顶侧表面齐平。当按钮元件处于其展开状态时，按钮顶面可以从表面明显突出来。

电路例如可以是设置有一个或多个集成电路(例如，用于实现RF收发机、处理电路等等的集成电路)的一个或多个电路板。同轴电缆可以利用直接焊剂连接、微同轴连接器、或者任何其他适合连接结构电气地且结构地连接到谐振元件和电路。

电缆形成谐振元件与电路之间的回线。电缆回线的松弛使得按钮元件能够在其展开位置与未展开位置之间移动，而不断开谐振元件与电路之间的电连接。当按钮天线未展开时，电缆的回线具有相当大的松弛量，如回线的相对大的尺寸所示。当按钮天线展开时，电缆的回线具有较少的松弛，如电缆的回线的相对小的尺寸所示。

按钮元件的臂延伸通过开关机构，并通过弹簧偏置。开关机构可以是用于控制按钮天线的锁持操作的任何适合锁持机构。利用一种适合配置(其作为示例描述)，开关机构和弹簧形成按压按钮机构。按压按钮机构使得按钮天线能够通过来自用户的手指按压来控制。当按压处于未展开状态的按钮天线时，按压按钮类型的开关机构可以释放按钮并且允许弹簧向外展开按钮。当按压处于展开状态的按钮天线时，在按钮到达其凹置位置之后，按压按钮类型的开关机构可捕获按钮元件臂。

示例性配置可以采用具有回线的柔性同轴电缆，来在发射元件与诸如收发机的电路之间形成电接触。如果希望的话，可以采用其他柔性导电路径配置来将谐振元件和地端耦接到收发机。

一种柔性电耦接配置基于具有弯曲而非回线的柔性导体。在本示例中，柔性导电路径从谐振元件和电路的表面向上延伸。在另一配置中，柔性导电路径具有与谐振元件和电路的表面处于同一表面中的弯曲。

柔性电导体可以是同轴电缆，或者可以从柔性表面基板(例如，聚酰亚胺等等)上的导体形成。示出了基于柔性平面基板的示例性柔性电耦接配置。在本示例中，柔性电导体形成为从其形成谐振元件的基板的集成部分。柔性电导体可以从用于安装收发机或其他电路的基板的集成部分形成。

按钮天线可以具有至少一个馈电端(从谐振元件形成)和至少一个地端。地端可以由任何适合接地导体形成。利用一种适合配置，用于按钮天线的接地导体是从导电壳体形成的。壳体可以是由诸如金属、导电聚合物等等的任何适合材料形成的。利用一种尤其适合的配置，壳体是由不锈钢形成的。不锈钢具有高电导率，并且可以被抛光为高光光洁度，从而其具有迷人的外观。如所描述的，路径可用于分别将天线的馈电端和地端连接到收发机。

示出了用于天线的馈电端和地端的示例性电连接配置的截面侧视图。按钮天线可以具有沿平行于手持电子设备的纵轴的轴往复移动的按钮元件。在该配置中，按钮天线展开，因此在收发机与天线的馈电端和地端之间必须有令人满意的电连接。同轴电缆的一端连接到收发机。同轴电缆的另一端连接到谐振元件和壳体。

同轴电缆具有中心导体和同轴接地导体。中心导体通常是铜导线。接地导体通常是铜条带。

铜条带的部分(铜条带延伸)可以利用焊剂焊接到弹簧。弹簧可以安装在按钮元件中的插槽。当按钮天线展开时，弹簧的端部压靠壳体的内表面，并且在同轴电缆的接地导体与由壳体形成的天线的接地电极之间形成良好、低电阻的电接触。

中心导体可以利用焊剂在接触区处焊接到谐振元件的导电路径。同轴电缆可以利用环氧或其他适合粘胶、安装夹、或者任何其他适合附接结构附接到按钮元件。

示出了基于弹簧加载销的用于天线馈电端和地端的示例性电连接配置的截面侧视图。同轴电缆的中心导体可以利用焊剂焊接到谐振元件的导电路径。

诸如铜条带的部分的适合导体可以利用焊剂焊接到弹簧加载销。销可以安装在按钮元件的插槽中。销的柱形中空内部部分中的弹簧偏置往复移动的销元件。当按钮天线展开时，往复移动的销元件的尖端压靠壳体的内表面，并且在同轴电缆的接地导体与壳体之间形成低电阻的电接触。

在一个示例性配置中，同轴电缆的接地导体焊接到区域中的销。可使用环氧或其他适合粘结或附接机构来将同轴电缆附接到按钮元件。

示出了用于具有多个导电臂的谐振元件的电附接配置的示例。谐振元件可以具有其上形成有诸如铜迹线的导电线的基板。导体可以具有第一(电容性)臂和第二(电感性)臂。同轴电缆的中心导体可以利用焊剂焊接到第一臂。同轴电缆的接地导体可以在焊剂结点处焊接到第二臂。可以采用诸如在焊剂位置处焊接到接地导体的弹簧加载销的适合电连接结构来在接地导体与壳体之间形成电连接。

示出了安装到手持电子设备中的壳体的示例性按压按钮天线的立体图。在安装配置中，安装支架附接到壳体。可以采用任何适合附接机构来将支架附接到壳体。利用一种适合配置，支架由金属制成，并且激光焊接到壳体。

可以采用诸如按钮修整件(trim)的结构来引导按钮元件。按钮元件可以在按钮修整件内往复移动。由于按钮元件的外部侧壁可以与按钮修整件的内部侧壁相摩擦，因此希望由在相互摩擦时展现低摩擦系数的材料形成按钮元件和按钮修整件。利用一种适合配置，按钮元件和按钮修整件可以由诸如基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物的塑料的光滑塑料形成。如果希望的话，按钮元件和按钮修整件还可以从基于聚碳酸酯的塑料形成。

支架可以用于防止按钮元件行进太远。当按钮元件的后表面压靠支架时，按钮元件的移动停止。支架和按钮修整件可以具有螺丝孔。支架可以具有螺纹螺丝孔。螺丝可以插入过螺丝孔，并且旋入支架的螺纹螺丝孔中的位置处，以将支架和按钮修整件附接到支架。这可以将支架和按钮修整件保持在相对于壳体的固定位置处。

支架可以具有谐振元件突出过的开口。可以利用这些类型的配置来进行按钮天线的馈电端到导体的电连接。可以利用任何适当配置，例如以0.5mm厚印刷电路板加强件支撑的一片柔性电路，来形成谐振元件。

在按钮修整件中示出了四个螺纹螺丝孔，尽管可以采用任意数量。螺丝可以旋入孔中，以将外壳盖保持在抵靠按钮修整件的位置处。如果希望的话，代替使用螺丝或者附加地，外壳盖设置有附接翼，以将外壳盖附接到按钮修整件。外壳盖可以由诸如塑料或金属的任何适合材料形成。适合塑料盖可以是大约0.5mm厚，尽管具有必要的强度和/或修饰特性的任何厚度都是可以的。在一些情况下金属盖可能是优选的，因为金属盖可以制造成具有更薄的厚度(例如，约0.15mm)。使用更薄的盖在希望最小化手持电子设备的整体尺寸时是有优势的。

在装配期间，在将支架和按钮修整件固定到支架6之前，希望将按钮修整件固定到外壳。利用一种适合配置，可以采用双侧压感粘结带或者其他适合粘胶来将按钮修整件附接到壳体。

可以在一区域中形成诸如开关的用于检测按钮元件的位置的传感器。电引线可以通过形成在盖中的孔附接到传感器。

用于按钮天线的按钮锁持机构可以形成在一个区域下面。利用一种示例性配置，锁持机构可以是推-推按钮锁持机构。盖的向下弯曲部分可以形成偏置翼。偏置翼可以用于压制推-推按钮机构中形成的导线。

示例性推-推按钮锁持机构的部分可以从按钮修整件和按钮元件形成。当用户按压按钮元件时，按钮元件沿轴前后行进。当按钮元件在修整件内往复移动时，按钮修整件可以形成用于引导按钮元件的臂部分的通道。

示出了可以由按钮天线使用的示例性推-推锁持机构。在本示例中，推-推机构可以具有形成的导线(例如，不锈钢导线)。导线的端部插入到按钮修整件的孔中。在推-推机构操作期间，导线可以绕转动轴前后转动，同时导线的另一端部可以在一区域中绘出逆时针路径。弹簧可以沿一个方向偏置按钮元件的端面。

示出了可由按钮天线使用的示例性开关。开关可从两个导电翼形成。翼例如可由弹簧金属条形成。当端面压靠第一翼的部分时，该翼可以推靠第二翼，从而第一翼和第二翼形成电接触并且形成短路。引线可以利用焊剂焊接到第一和第二翼的突出端。当翼彼此压靠时，处理电路可以检测按钮元件处于其未展开位置。当按钮元件处于其展开位置时，第一和第二翼在导线之间形成开路，这可以通过处理电路来检测。在这种情况下，处理电路可以推定按钮天线已经展开。开关传感器配置仅仅是例示性的。一般来说，可以采用任何适合传感器来确定按钮元件和按钮天线的位置。

当按钮天线设置有诸如开关的传感器时，设备的操作可以取决于按钮天线的位置来进行。可以采用处理电路来响应于按钮天线位置的改变而调整设备的功能。一般来说，设备的任何适合的一个或多个特征可以关系按钮天线的位置。可以关系到按钮天线的状态的特征和功能的示例包括收发机功率、显示器功率、手持电子设备功率、RF发送器功率、RF接收器功率、无线通信比特率或模式(例如，具有相关联的高或低功耗级的快或慢)、安全性(例如，是否使用密钥来加密无线数据)、音频(例如，是否存在)、屏幕背光(例如，照明级或者是否存在)、状态指示符(例如，是活动的还是非活动的)、数据传输模式(例如，是有线还是无线)、端口状态(例如，导线端口是活动的还是非活动的)，等等。

利用一种适合配置作为示例，无线按钮天线的位置控制RF收发机(以及/或者通电的图1中的无线通信设备44)的电路是处于高功率(“活动”或者“打开”)状态，还是处于低功率(“关闭”、“待机”、“非活动”、或者“睡眠”)状态。同时，可以利用单独的用户输入来控制手持电子设备中的其余功能(例如，与在显示器上显示数据、经由输入接口接受诸如用户键板指令的数据、利用显示和音频设备42播放媒体等相关的功能和电路)。单独的用户输入例如可以是电源开关按钮、通电按钮以及断电按钮、一组按钮、一个或多个软键(例如，利用形成在显示器上的键和相关指令形成的按钮)、形成在触摸屏上的屏上按钮、用于接受语音命令的语音控制电路，等等。

手持电子设备可以工作在至少四个不同状态下。在第一状态下，设备的RF收发机关闭，并且处理电路关闭。在该状态下，设备完全关闭。

如果用户按压通电按钮，则处理电路可以通电，而RF收发机保持断电，如第二状态所示。在第二状态下，用户可以使用手持电子设备的不受断电的RF收发机影响的特征(例如，有线通信特征、利用设备中的不同天线和收发机的无线通信、媒体回放特征，等等)。由于RF收发机处于睡眠模式或以其他方式不活动并且完全不通电，所以收发机电路和手持电子设备消耗减少量的功率。如果希望的话，这样通过选择性地使得RF收发机的部分功能不活动(例如，通过使得收发机中的发射器电路不工作，同时允许接收器电路正常工作或者处于降低功率状态)而还可以减小功耗。

如果用户再次按压电源按钮(或者按压断电按钮)，则手持电子设备可以从第二状态转换到第一状态。

然而，如果在第二状态下用户按压天线按钮，以将天线按钮置于其出或展开位置，则收发机和处理电路可以被通电(第三状态)。在第三状态下，手持设备可以是完全功能性的。例如，用户可以利用收发机和按钮天线来与诸如附件46和计算设备48的外部部件无线地发送并接收数据，如关于图1所描述的。

当在第三状态下用户向内按压按钮天线时，天线可能不再足够远离壳体的地端以最佳地工作。因此收发机可以被断电以保存电力(第二状态)。

如果希望的话，设备可以被允许进入第四状态，在该第四状态下，收发机打开，而处理电路关闭。用户可以通过在按压通电按钮之前展开按钮天线来从第一状态进入该状态，或者可以通过收发机打开时按压断电按钮而从第三状态进入该状态。

如果希望的话，用户可以在按压按钮天线时从第一状态直接转换到第三状态，由此消除了按压电源按钮和按钮天线的需要。如果希望的话，可以采用其他配置(例如，其中包括手持电子设备的其他按钮和功能)。该配置仅仅是示例性的。

以上仅仅是对本发明原理的示例性描述，在不脱离本发明的范围和精神的情况下本领域技术人员能够做出各种变型。

Claims (21)

1.一种电子设备，包括：

按钮天线，其中该按钮天线包括：

可移动按钮元件；

设置在所述按钮元件中的谐振元件；和

地端；

导电电子设备外壳，其中，所述地端至少部分地从所述导电电子设备外壳形成；

锁持机构；以及

耦接到所述按钮天线的收发机电路，其中，所述可移动按钮元件能够在至少第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置中所述收发机电路处于第一工作状态，在第二位置中所述收发机电路处于不同于所述第一工作状态的第二工作状态，并且其中，在所述可移动按钮元件处于第一位置中时，所述可移动按钮元件通过所述锁持机构保持在一位置中。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述谐振元件包括：

平面基板；和

形成在所述平面基板上的导电迹线。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述按钮元件包括塑料，其中所述谐振元件包括导电迹线，并且，所述地端是从金属电子设备外壳形成的。

4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

用于存储数据的存储器；

耦接到所述存储器的处理电路，该处理电路生成用于无线发送的数据并处理无线接收到的数据；

与所述处理电路通信的无线通信电路，其中，所述按钮天线形成为所述无线通信电路的一部分。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，当所述按钮元件处于所述第一位置时，该锁持机构将所述按钮元件保持在未展开的按钮天线位置，在该未展开的按钮天线位置所述按钮元件的顶面与所述导电电子设备外壳的外表面齐平，并且，当所述按钮元件处于所述第二位置时，所述锁持机构将所述按钮元件保持在展开的按钮天线位置，在该展开的按钮天线位置所述按钮元件的顶面突出超过所述导电电子设备外壳的外表面。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，当所述按钮天线处于展开位置时，所述处理电路将收发机置于活动状态下，而当所述按钮天线处于未展开位置时，所述处理电路将收发机置于非活动状态下。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括传感器，该传感器检测何时按钮天线处于第一位置并且检测何时按钮天线处于第二位置。

8.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

在所述电子设备的前表面上的显示器；和

在所述前表面上的用户输入接口。

9.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

柔性导电路径，用于在收发机和可移动按钮天线之间传输信号，并且当可移动按钮天线从第一位置移动到第二位置时保持谐振天线元件与射频收发机之间的电连接。

10.一种使用具有可移动按钮天线的手持电子设备的方法，其中，所述可移动按钮天线具有包含谐振元件的按钮元件，并且，所述手持电子设备包括形成按钮天线的地端的导电外壳，所述方法包括：

将可移动按钮天线置于“入”位置，在该“入”位置中谐振元件大体凹置于导电外壳内并且在该“入”位置中所述可移动按钮天线由锁持机构保持在一位置中；并且

将所述可移动按钮天线置于“出”位置，在该“出”位置中谐振元件大体从导电外壳突出，并且发送和接收射频无线信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将可移动按钮天线置于“入”位置的步骤包括，将可移动按钮天线置于谐振元件不发送也不接收射频无线信号的“入”位置。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述手持电子设备包括传感器，所述方法还包括：

利用该传感器感测所述按钮元件的位置。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述手持电子设备包括耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述方法还包括：

当所述可移动按钮天线处于“出”位置时，打开所述射频收发机；并且

当所述可移动按钮天线处于“入”位置时，关闭所述射频收发机。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述手持电子设备包括传感器和耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述方法还包括：

通过利用该传感器感测按钮元件的位置，来感测可移动按钮天线的位置；

当所述传感器感测到所述可移动按钮天线处于“出”位置时，打开所述射频收发机；并且

当所述传感器感测到所述可移动按钮天线处于“入”位置时，关闭所述射频收发机。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述手持电子设备包括与所述按钮天线分开的电源开关按钮和耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述方法还包括：

按压所述电源开关按钮以给所述手持电子设备通电，其中，将所述可移动按钮天线置于“入”位置包括通过在所述手持电子设备通电时将按钮元件按压到外壳中，而在所述手持电子设备通电时关闭所述射频收发机。

16.一种使用具有可移动按钮天线的手持电子设备的系统，其中，所述可移动按钮天线具有包含谐振元件的按钮元件，并且，该手持电子设备包括形成按钮天线的地端的导电外壳，该系统包括：

用于将可移动按钮天线置于“入”位置的装置，在该“入”位置中谐振元件大体凹置于导电外壳内并且在该“入”位置中所述可移动按钮天线由锁持机构保持在一位置中；以及

用于将可移动按钮天线置于“出”位置的装置，在该“出”位置中谐振元件大体从导电外壳突出，并且发送和接收射频无线信号。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述用于将可移动按钮天线置于“入”位置的装置包括用于将可移动按钮天线置于谐振元件不发送也不接收射频无线信号的“入”位置的装置。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述手持电子设备包括传感器，所述系统还包括：

用于利用该传感器感测所述按钮元件的位置的装置。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述手持电子设备包括耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述系统还包括：

用于当所述可移动按钮天线处于“出”位置时，打开所述射频收发机的装置；以及

用于当所述可移动按钮天线处于“入”位置时，关闭所述射频收发机的装置。

20.根据权利要求16所述的系统，其中，所述手持电子设备包括传感器和耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述系统还包括：

用于通过利用该传感器感测按钮元件的位置，来感测可移动按钮天线的位置的装置；

用于当所述传感器感测到所述可移动按钮天线处于“出”位置时，打开所述射频收发机的装置；以及

用于当所述传感器感测到所述可移动按钮天线处于“入”位置时，关闭所述射频收发机的装置。

21.根据权利要求16所述的系统，其中所述手持电子设备包括与所述按钮天线分开的电源开关按钮和耦接到可移动按钮天线的射频收发机，所述系统还包括：

用于按压所述电源开关按钮以给所述手持电子设备通电的装置，其中，所述用于将可移动按钮天线置于“入”位置的装置包括，用于通过在所述手持电子设备通电时将按钮元件按压到外壳中，而在所述手持电子设备通电时关闭所述射频收发机的装置。

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