CN102568335A - 一种内置天线的液晶显示器及移动终端交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了内置天线的液晶显示器及移动终端交互方法，所述液晶显示器包括：射频天线，其中，所述射频天线的馈电线路与液晶显示器的控制电路相连；所述射频天线透过所述液晶显示器的液晶显示屏向位于所述液晶显示屏正前方的非接触设备发送或者接收电磁波。所述液晶显示器的微处理器控制所述射频天线的信号源，并为所述射频天线提供工作电压。所述液晶显示器还包括匹配电路，所述匹配电路与射频天线连接，以调整所述射频天线的电磁场强度，获得最大的耦合效果。本发明实施例提供的内置天线的液晶显示器，该显示器的内置天线具有向液晶显示屏正前方辐射电磁波以及从液晶屏正前方接收电磁波的能力，无需在移动终端中预留天线位置。

Description

一种内置天线的液晶显示器及移动终端交互方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种内置天线的液晶显示器及移动终端交互方法。

背景技术

在无线通信的广泛应用下，各类终端纷纷向多功能化发展，越来越多的电子设备具备了无线通信功能。因此，终端中的各种器件在有限的电路板上进行布局越来越难。而天线是任何一个无线通信系统不可缺少的重要组成部分，天线的布局是否合理也会影响到终端的通信效果。客观上，在终端侧内置前线比外置天线的信号弱，并且外置天线比较容易调频率易于设计，具有较强的性能，但是用户对更时尚外观的要求进一步促使终端例如手机的制造商更倾向于将天线集成在设备内部，而且内置天线的性能在不断提升中，设计良好的内置天线可以提供与外置天线同样的性能，因此在很多无线终端中，外置天线逐渐被内置天线所替代。

但是一些终端在基于外观、主板、结构等的总体方案的制约，往往没有足够的面积和体积留给天线，而且内置天线对其附近的介质比较敏感，若附近有其他元器件如摄像头或者喇叭等元件，会造成内置天线的性能降低。很多情况下，可能因为某一款型终端的内置天线性能未达标，而被迫更换天线设计方案，但是此时的造型、机壳模型、主板等部件可变化的空间很小，无法达成目标，造成很大的损失。因此为终端提供合理的天线环境，对提高天线的性能指标是非常重要的。

而液晶显示器在各类终端中，是比较重要的一个输出部件，终端的用户通过液晶显示器可以获取终端信息。由于液晶显示器既有体积小、机身薄、省电、辐射小等优点，因此在终端产品应用上呈现飞跃性的成长。现在液晶显示器已广泛的应用在每一个人的生活中，如手机、工业仪表、电玩、监视器、自助终端等设备。为了满足用户不断的需求，一般液晶显示器在终端设备中占有较为重要的地位，也占据了较大的面积和一定的空间，这就使得终端的内置天线无法布置的更为合理。

因此，如何能够提出一种既能节省终端的体积又能保证终端中内置天线的技术就尤为重要。

发明内容

本发明实施例提供一种内置天线的液晶显示器及移动终端交互方法，以解决现有技术中不能同时兼顾节省终端的体积以及保证终端中内置天线的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种内置天线的液晶显示器，包括：射频天线，其中，所述射频天线的馈电线路与液晶显示器的控制电路相连；

所述射频天线透过所述液晶显示器的液晶显示屏向位于所述液晶显示屏正前方的非接触设备发送或者接收电磁波。

优选的，所述液晶显示器上还设置有感应区域，所述感应区域采用感应图形进行标识。

优选的，所述射频天线的工作频率为13.56MHz。

优选的，所述液晶显示器的微处理器控制所述射频天线的信号源，并为所述射频天线提供工作电压。

优选的，所述液晶显示器还包括匹配电路，所述匹配电路与射频天线连接，以调整所述射频天线的电磁场强度，获得最大的耦合效果，实现天线调谐。

优选的，在所述液晶显示器的显示器电路板中设置所述射频天线的模拟电路。

本发明实施例提供了一种移动终端，包括：如权利要求1～5任一项所述的液晶显示器。

优选的，所述移动终端还包括控制电路，则所述移动终端作为读写器设备，或者作为应答器。

本发明实施例提供了一种数据交互方法，前述的液晶显示器作为非接触读写设备，而非接触IC卡为应答器，则该方法包括：

所述液晶显示器给其中的射频天线供电之后，所述射频天线通过交流电形成电磁场；

当所述非接触IC卡进入所述电磁场内，所述非接触IC卡的电感线圈产生感应电流；

当所述液晶显示器与所述非接触IC卡之间的距离小于预设阈值，则所述非接触IC卡的天线截取能量供所述非接触IC卡工作；

所述非接触IC卡从所述液晶显示器获取数据读取或者写入命令，并根据所述读取或者写入命令与所述非接触IC卡进行数据交换。

优选的，所述非接触IC卡向所述液晶显示器采用负载调制的方式发送数据。

从上述的技术方案可以看出，在本发明实施例提供的内置天线的液晶显示器中，该内置天线具有向液晶显示器的液晶显示屏正前方辐射电磁波以及从液晶屏正前方接收电磁波的能力，并且该天线的工作频率为13.56MHz，符合此工作频率的非接触卡或是非接触设备都可以从该液晶显示器的液晶显示屏正前方接收该天线的射频能量，与液晶显示器的内置天线相互感应，并传输数据。带有液晶显示屏的通讯设备，如电子消费设备、POS终端等，在增加无线通信功能时，可以将天线集成在显示器内，无需为天线的设计预留额外的设计空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的内置天线的液晶显示器实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的液晶显示器在实际应用中的场景示意图；

图3为本发明的一种数据交互方法实施例的流程图；

图4为应用本发明实施例中的液晶显示器进行网上交易的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面为了方便本技术领域的人员了解本发明实施例所应用的环境，先对(Radio Frequency Identification，RFID)射频识别技术进行简单介绍。射频识别技术可以利用无线射频在终端和射频卡之间进行非接触双向数据传输，达到目标识别和数据交换的目的。射频识别技术可以提供一种自动、准确、快速的信息交换方式，拥有非接触、快速、安全等优点，因此在商业自动化、身份识别、交通运输管理等领域得到了广泛的应用。射频识别系统使用的工作频率很广，一般从几十千赫兹到几十吉赫兹不等，属于高频段的13.56MHz由于其不可替代性得到了广泛的应用。工作在13.56MHz的射频识别系统将在很多应用领域中越来越重要，大部分以(集成电路板，Integrated Circuit)IC卡的形式广泛应用于智能交通、门禁、防伪等多个领域。采用13.56MHz作为工作频率的标准有ISO/IEC14443、ISO/IEC18000等标准，其中，ISO14443标准是以13.56MHz信号为载波频率，应用广泛，例如目前的第二代电子身份证采用的标准就是ISO14443 TYPE B协议。目前银行、金融等机构布点的POS机等终端也大都基于13.56MHz技术，而移动支付领域中，中国电信、中国联通也都采用了较为成熟的13.56MHz作为其技术标准。(NFC，Near Field Communication)近距离无线通讯技术是由RFID非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来，是一种非接触式近距离识别和互联技术，可以在两个NFC设备间进行近距离无线通信。NFC技术提供了一种简单、安全、快捷、便捷的连接和通信方式。用户只要简单地将两个NFC设备靠近，即可在两个NFC设备间建立连接，随后两个设备可以直接通过NFC或其他无线技术(如WiFI、蓝牙、ZigBee等)实现数据交换。NFC技术作为一种新兴的通讯技术，可配备可以在移动设备、智能控件、消费类电子产品、笔记本及一些电子支付终端上，为银行、公交、零售等行业的实时支付提供解决方案。NFC技术符合ISO14443标准，也是运行在13.56MHz的频率范围内。

一般情况下，无线通讯系统基本组件包括非接触读写器和应答器。非接触读写器主要由微控制器、模拟电路和天线组成。应答器包括天线、解码器、控制器、负载调制电路等部分。在13.56MHz的工作频率下，阅读器产生射频载波，通过电感耦合方式为应答器的工作提供能量。可以看到天线是在无线通讯系统中用来传送和接收电磁波的重要必备组件。由于目前技术尚无法将天线整合到芯片中，因此读写器和应答器除了核心系统芯片外，都需具备天线模块。为了天线有较大的互感系数和磁场强度，一般需要增加天线的尺寸，若终端需要增加无线功能，而其他模块都基本定型时，设计性能良好的天线则非常困难。

因此本发明实施例提出将射频天线置于液晶显示器内的方案，即是在生产液晶显示器时就在液晶显示器内布置好天线电路，采用这种液晶显示器的终端就无需再考虑天线的位置、尺寸的限制了。

参见图1，示出了本发明的一种内置天线的液晶显示器实施例的结构示意图，该液晶显示器具体可以包括：射频天线102，其中，所述射频天线的馈电线路与液晶显示器101的控制电路(图中未示出)相连；所述射频天线102透过所述液晶显示器101的液晶显示屏向位于所述液晶显示屏正前方的非接触设备发送或者接收电磁波，其中，图1中虚线箭头指向的地方即是所述射频天线102向外辐射(即是发送)电磁波的方向，而其反向即是所述射频天线102接收电磁波的方向。

其中，所述液晶显示器101的微处理器可以控制所述射频天线102的信号源，并为所述射频天线102提供工作电压，使射频天线102工作在13.56MHz的频率下。另外，可以在所述液晶显示器101的显示器电路板中设置所述射频天线的模拟电路。

需要说明的是，本发明实施例提供的液晶显示器101除了可作为无线终端的显示器外，还可作为天线模块来使用，这通过在液晶显示器101内置一天线102来实现。射频天线102电路布置于液晶显示器内，由液晶显示器控制电路对射频天线102进行馈电(通过将液晶显示器的控制电路与射频天线相连实现)。由于频率为13.56MHz的波长可以穿透除了金属介质以外的大多数材料，因此射频天线102可透过液晶显示器的液晶显示屏向正前方接收和发送无线电波。在电感耦合方式下，只要在射频天线102的工作距离内，应答器就可获得感应。

此外，为了加强此方向的磁场强度，所述液晶显示器101还可以包括匹配电路，所述匹配电路与射频天线102连接，以调整所述射频天线的电磁场强度，从而可以获得最大的耦合效果，实现天线调谐。

为了增强用户体验，也可以在所述液晶显示器上还设置有感应区域，所述感应区域采用感应图形进行标识。即是当内置的射频天线102工作时，液晶显示器101可以根据天线的最佳感应区域在屏幕的合适位置上显示出感应标识或是其他射频图形，当使用该显示器进行非接应用时，由于在生产、设计时已知天线位置，因此可以让应用调用显示器接口程序让显示器在天线最佳位置显示图形或字符提示用户在此刷卡。可以任何形状，但是为了增强用户体验，一般画作波纹式图形表示信号感应区，便于用户在感应区内使用无线设备。是感应标识对应的外部区域。在显示器前面刷卡就类似在读卡器上刷卡一样。

需要说明的是，因为13.56MHz的射频无法穿透金属外壳，所以当终端设备采用金属外壳时很难在机壳内为天线布线，天线的性能会受到很大的影响，甚至无法工作。而本发明实施例在具体实施时可以将天线布置于液晶显示器的内部多层结构的最外层，因为显示器内部是多层结构，将天线布置于多层结构的最外层，则不会存在天线性能会受到很大影响的问题。

本发明实施例中射频天线的工作频段为13.56MHz，符合ISO/IEC14443标准，和现有的多数POS终端、非接触卡兼容。另外，天线占用的空间大小是影响天线性能的一个重要方面。一般终端内置天线处于尺寸、终端规格限制，无法布置足够面积的天线，影响了天线性能。而本发明提供的内置天线的液晶显示器，由于该天线布置于显示器内，拥有足够的面积布线，不会受到空间或板材尺寸的限制，而且天线也容易进行调整达到较高的性能。

本发明实施例提出将天线内置于液晶显示器内，从而可以为天线的设计预留了足够的面积和空间，因为显示器有多大天线就能布置多大的面积。由于目前多数终端都普遍具备液晶显示器模块，因为在液晶显示器上增加天线布局是很便利的事情，因此一些终端需要增加无线通信功能，对于移动终端来说，在天线设计方面只需更换显示设备，并进行天线调试等少量的工作即可，这大大减少了无线终端设备在天线设计方面的项目开发时间。而且本发明实施例的内置天线采用13.56MHz，符合ISO14443标准，可以和现有的金融终端、移动支付终端、非接触IC卡等兼容。

下面将以非接触式系统为例，说明本发明的液晶显示器在和智能卡进行数据交互时的实施步骤。参考图2所示，为本发明实施例的液晶显示器在实际应用中的场景示意图。其中，非接触系统包括非接触读写设备和应答器。非接触读写设备可以采用内置射频天线的液晶显示器201，应答器这里以非接触IC卡206为例。在图2中，非接触读写设备的射频天线202部分置于液晶显示器201内，当液晶显示器201给内置天线202供电后，交流电通过天线202并形成电磁场。当智能卡天线208进入该射频能量场内时发生电感耦合，智能卡的电感线圈就会产生感应电流。当距离足够近或者小于一定阈值时，智能卡天线208能够截取足够的能量205供智能卡206正常工作，智能卡206才能获取非接触读写设备的命令，智能卡和液晶显示器就可以进行数据交换。智能卡206向非接触读写设备发送数据可以采用负载调制的方法，智能卡天线208负载的变化通过电感线圈映射到内置天线202，使电压发生变化，该电压变化通过天线线路调制解码恢复数据信息，实现智能卡和液晶显示器终端的数据交换。

参见图3，示出了在应用上述结构的情况下，权利要求1所述的液晶显示器作为非接触读写设备，而非接触IC卡为应答器，本发明的一种数据交互方法实施例的流程图，可以包括以下步骤：

步骤301：液晶显示器给其中的射频天线供电之后，所述射频天线通过交流电形成电磁场；

步骤302：当所述非接触IC卡进入所述电磁场内，所述非接触IC卡的电感线圈产生感应电流；

步骤303：当所述液晶显示器与所述非接触IC卡之间的距离小于预设阈值，则所述非接触IC卡的天线截取能量供所述非接触IC卡工作；

步骤304：所述非接触IC卡从所述液晶显示器获取数据读取或者写入命令，并根据所述读取或者写入命令与所述非接触IC卡进行数据交换。

所述非接触IC卡向所述液晶显示器采用负载调制的方式发送数据。

采用内置天线的液晶显示器作为非接触读写设备进行数据交互，可以使得进行数据交互的方式更为简单，因为该非接触读写设备内置了天线，所以可以使得数据交换的应用更为广泛。

可见，本发明实施例提供的液晶显示器内置天线是为了实现配置该显示模块的终端和其他终端(或卡片)进行通信，实现不同设备间的数据交换，而非一台设备内的各模块间的数据通信。而且本发明实施例中采用的射频天线频率为13.56MHz，这种系统大部分以IC卡的形式广泛应用于智能交通、门禁、防伪等领域，和现有的无线液晶显示器应用领域不同。

需要说明的是，应用本发明液晶显示器的终端可以在天线部分增加控制电路，既可以作为读写器设备使用，也可作为应答器使用。连接天线的模拟电路部分如调制器、解调器等可以设置于显示器电路板中，也可设置于终端的主机内。作为读写器端的内置天线的液晶显示器可以一直保持向应答器供应能量，也可以采用时序方式传输能量。

此外，目前网上交易应用的越来越广泛，而如果采用NFC设备进行网上交易，用户只需将两个NFC设备靠近，就能实现直观、安全、非接触式的交易。由于NFC是通过标准的无限制13.56MHz频带实现操作。对于使用NFC进行通信的两个设备，必须有一个具备NFC读写器功能。因此NFC读写器完全可以采用本发明实施例提供的内置天线的液晶显示器，实现其无线传输功能，和NFC标签进行无线通信。NFC协议提供了主动和被动两种操作模式。在主动模式中，两个NFC设备产生各自的无线电场进行数据传输，在被动模式中，由启动NFC设备产生无线电场，另一个则使用加载调制进行数据传输，因此，应用本发明的NFC设备可以根据应用需求采取主动模式，也可以采用被动模式进行无线通信。采用被动模式时，由于本发明的液晶显示器直接控制天线的信号源，因此可以方便的关闭供电电压，使得采用本发明实施例提供的液晶显示器的NFC设备处于被动模式。

以下实施例将详细描述用户在使用应用本发明的NFC终端进行购物付款时的步骤。如图4所示，所述购物付款的步骤包括：

步骤s1：进入非接触工作状态，屏幕显示出感应区域。

进入非接触工作状态时NFC终端的液晶显示器给内置天线提供电压，并在屏幕的合理位置上显示出天线的感应区域。

步骤s2：建立无线连接。

用户看到付款终端屏幕上的提示付款信息和非接触标识时将NFC手机对准该标识，则付款终端立刻和NFC手机建立连接。

步骤s3：相互认证。

NFC付款终端在和NFC手机建立连接后，开始进行数据交换，获取NFC手机信息，并进行相互认证。

步骤s4：非接触支付交易。

在NFC设备间认证成功后，NFC付款终端和NFC手机进行交易数据，最终完成支付交易。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内置天线的液晶显示器，其特征在于，包括：射频天线，其中，所述射频天线的馈电线路与液晶显示器的控制电路相连；

所述射频天线透过所述液晶显示器的液晶显示屏向位于所述液晶显示屏正前方的非接触设备发送或者接收电磁波。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，所诉液晶显示器上还设置有感应区域，所述感应区域采用感应图形进行标识。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述射频天线的工作频率为13.56MHz。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器的微处理器控制所述射频天线的信号源，并为所述射频天线提供工作电压。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器还包括匹配电路，所述匹配电路与射频天线连接，以调整所述射频天线的电磁场强度，获得最大的耦合效果，实现天线调谐。

6.根据权要求1所述的液晶显示器，其特征在于，在所述液晶显示器的显示器电路板中设置所述射频天线的模拟电路。

7.一种移动终端，其特征在于，包括：如权利要求1～5任一项所述的液晶显示器。

8.根据权要求7所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括控制电路，则所述移动终端作为读写器设备，或者作为应答器。

9.一种数据交互方法，其特征在于，权利要求1所述的液晶显示器作为非接触读写设备，而非接触IC卡为应答器，则该方法包括：

所述液晶显示器给其中的射频天线供电之后，所述射频天线通过交流电形成电磁场；

当所述非接触IC卡进入所述电磁场内，所述非接触IC卡的电感线圈产生感应电流；

当所述液晶显示器与所述非接触IC卡之间的距离小于预设阈值，则所述非接触IC卡的天线截取能量供所述非接触IC卡工作；

所述非接触IC卡从所述液晶显示器获取数据读取或者写入命令，并根据所述读取或者写入命令与所述非接触IC卡进行数据交换。

10.根据权要求9所述的方法，其特征在于，所述非接触IC卡向所述液晶显示器采用负载调制的方式发送数据。

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