CN108352860A - 内部线圈结构及在无线终端中操作该内部线圈结构的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种支持无线通信的线圈布置结构及在无线终端中操作其的方法。线圈布置结构包括闭环金属框架和在金属框架内不对称布置的线圈。线圈布置成使得线圈的外侧和金属框架的内侧之间的距离不恒定,并且线圈整体地布置在显示器的前表面上。
Description
技术领域
本公开涉及一种支持无线通信的线圈布置结构及在无线终端中操作该线圈布置结构的方法。
背景技术
为了满足从第四代(4G)通信系统商业化以来已经增加的无线数据业务的需求,已经致力于开发第五代(5G)或预5G通信系统。5G或预5G通信系统可被称为超越4G网络通信系统或后期长期演进(LTE)系统。
为了实现高数据速率,正在考虑在毫米波(mmWave)频带(例如60GHz频带)中部署5G通信系统。为了减轻传播路径损耗并增加mmWave频带中的传播距离,波束成形、海量多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线技术已经针对5G通信系统进行了讨论。
此外,为了改进系统网络,各种技术比如演进小基站(cell)、高级小基站、云无线电接入网络(云RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)和接收到的干扰消除已被开发用于5G通信系统。
此外,高级编码调制(ACM)技术比如混合频移键控(FSK)和正交幅度调制(QAM)(FQAM)、滑动窗口重叠编码(SWSC)、先进接入技术比如滤波器组多载波(FBMC)和非正交多址(NOMA)以及稀疏码多址(SCMA)已被开发用于5G通信系统。
随着如上所述的各种通信方案的发展,迫切需要在无线终端中有效支持通信方案的技术。此外,无线终端的小型化需要增强无线终端的便携性。
通常,即使越来越多的部件用于向无线终端添加功能,考虑到无线终端的便携性,通过有效地布置部件来防止无线终端的尺寸增加。而且,由于多个部件集成在小区域中,所以在无线终端中也应该考虑部件之间的效应和影响。
特别地,无线终端需要足够的空间来确保线圈电感。然而,对于具有空间限制的小型设备或可佩戴设备而言,这也是不容易的,其也应该考虑来自人体的影响。
上述信息仅作为背景信息呈现以帮助理解本公开。关于以上任何内容是否可用作关于本公开的现有技术,尚未作出任何决定,也没有做出任何断言。
发明内容
【技术问题】
本公开的各方面至少解决上述问题和/或缺点,并且至少提供下面描述的优点。因此,本公开的一方面在于提供了一种避免来自无线终端中的其他部件的影响的内部线圈布置结构及操作该结构的方法。
本公开的另一方面在于提供一种内部线圈布置结构及操作该结构的方法,其避免来自具有外部金属部件的无线终端中的外部金属部件的影响。
本公开的另一方面在于提供一种不对称线圈结构及操作该不对称线圈结构的方法,其使由无线终端中的其他部件引起的感应电流的影响最小化。
【解决问题的方法】
根据本公开的一方面,提供了一种支持无线终端中的预定通信方案的线圈布置结构。所述线圈布置结构包括闭环金属框架和在所述金属框架内不对称布置的线圈。所述线圈布置成使得所述线圈的外侧与所述金属框架的内侧之间的距离不恒定,并且所述线圈整体地布置在显示器的前表面上。
根据本公开的另一方面,提供了一种通过操作以可佩戴终端中的金属框架内的不对称结构布置的多个线圈以预定通信方案进行通信的方法。所述方法包括:基于由至少一个传感器产生的信号来确定所述可佩戴终端的佩戴状态;基于所确定的佩戴状态来选择所述多个线圈中的至少一个;以及通过使用所述多个线圈中所选择的至少一个,使用与所述多个线圈中所选择的至少一个相对应的预定通信方案来建立通信。
根据本公开的另一方面,提供了一种支持以多种通信方案进行通信的可佩戴终端。所述可佩戴终端包括:至少一个传感器;闭环金属框架;多个线圈,其不对称地布置在所述金属框架内并且整体地布置在显示器的前表面上;和通信处理器。所述通信处理器配置为:基于由所述至少一个传感器产生的信号来确定所述可佩戴终端的佩戴状态,基于所确定的佩戴状态来选择所述多个线圈中的至少一个,和通过使用所述多个线圈中所选择的至少一个,使用与所述多个线圈中所选择的至少一个相对应的预定通信方案来建立通信。
根据以下结合附图公开了本公开各种实施例的详细描述,本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
根据以下结合附图的描述,本公开的某些实施例的以上及其他方面、特征和优点将变得更加明显,其中:
图1示出了根据本公开各种实施例的作为无线终端的可佩戴设备的示例的智能手表的外部;
图2示出了根据本公开各种实施例的无线终端中的线圈布置;
图3示出了根据本公开各种实施例的金属框架内的线圈的不对称布置;
图4示出了根据本公开各种实施例的其中线圈安装在显示器内部的结构;
图5示出了根据本公开各种实施例的配置显示器天线的示例;
图6示出了根据本公开各种实施例的用于确保线圈的电感的结构;
图7示出了根据本公开各种实施例的电感补偿方法;
图8、9和10示出了根据本公开各种实施例的不对称结构;
图11、12和13示出了根据本公开各种实施例的不对称线圈布置;
图14和15示出了根据本公开各种实施例的金属框架内的多个线圈的布置;
图16示出了根据本公开各种实施例的使用由金属框架内的线圈的不对称布置产生的区域的示例;
图17a、17b和17c示出了根据本公开各种实施例的用于补偿可能由不对称线圈布置导致的涡电流的结构;
图18a和18b示出了根据本公开各种实施例的使用两个不对称布置的线圈的示例;
图19a、19b和19c示出了根据本公开各种实施例的金属框架内的多个线圈或天线的不对称布置;
图20是示出了根据本公开各种实施例的使用在无线终端中不对称布置的多个线圈进行通信的方法的流程图;
图21示出了根据本公开各种实施例的用于补偿无线终端中的涡电流的线圈布置;以及
图22是根据本公开各种实施例的作为无线终端的可佩戴终端的框图。
在整个附图中,相似的附图标记将被理解为指代相同的部分、部件和结构。
具体实施方式
提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开各种实施例。它包括各种具体细节以帮助理解,但这些仅被视为示例性的。因此,本领域普通技术人员将认识到,在不脱离本公开的范围和精神的情况下,可以对本文描述的各种实施例进行各种改变和修改。另外,为了清楚和简洁,可能省略对公知功能和结构的描述。
以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义,而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本公开。因此,本领域技术人员应该清楚,提供本公开各种实施例的以下描述仅用于说明目的,而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。
应该理解的是,除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此,例如对“部件表面”的引用包括对一个或多个这样的表面的引用。
在本公开中,术语“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”表示存在特定特征(例如数量、功能、操作或部件比如零件),不排除存在一个或多个其他特征。
在本公开中,术语“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或者“A或/和B中的一个或多个”可以涵盖列举项目的所有可能的组合。例如,“A或B”、“A和B中的至少一个”或者“A或B中的至少一个”可代表以下全部情况:(1)包含至少一个A,(2)包含至少一个B,以及(3)包含至少一个A和至少一个B。
如本公开中使用的术语“第一”或“第二”可以修改各种部件的名称而不管顺序和/或重要性,不限制部件。这些表达用于将部件彼此区分。例如,第一用户设备(UE)和第二UE可以指示不同的UE,而不管顺序或重要性。例如,第一部件可被称为第二部件,反之亦然,而不脱离本公开的范围。
当说到一个部件(例如第一部件)与另一个部件(例如第二部件)“可操作地或通信地联接”或“连接”时,应该理解的是,一个部件直接或通过任何其他部件(例如第三部件)连接到另一个部件。另一方面,当说一个部件(例如第一部件)“直接连接到”或“直接联接到”另一个部件(例如第二部件)时,可以理解为在这些部件之间没有任何其他部件(例如第三部件)。
如本文所使用的术语“配置为”可以在各种情况下用例如术语“适用于”、“具有…的能力”、“设计为”、“适于”、“做成”或“能够”代替。术语“配置为”可能不一定意味着在硬件中“专门设计为”。相反,术语“配置为”可以表示设备可能意味着其他设备或部件“有能力”。例如,“配置为执行A、B和C的处理器”可以表示用于执行相应操作的专用处理器(例如嵌入式处理器)或用于执行操作的通用处理器(例如中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
除非另外定义,否则包括在以下描述和权利要求中使用的技术或科学术语的术语和词语可以具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。词典中通常定义的术语可被解释为具有与相关技术相同或相似的含义或相关技术的上下文含义。除非另外定义,否则这些术语不应理解为理想或过于正式的含义。当需要时,即使本公开中定义的术语也不能被解释为排除本公开的实施例。
根据本公开各种实施例的无线终端可以是以下中的至少一个:例如智能手机、平板电脑、个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组阶段1或阶段2(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器、移动医疗设备、照相机或可佩戴设备。根据各种实施例,可佩戴设备可以是以下中的至少一个:附件类型(例如手表、戒指、手链、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、织物或衣服类型(例如电子衣服)、身体附着类型(例如皮肤垫或纹身)或植入式类型(例如植入式电路)。
根据各种实施例,无线终端可以是家用电器。例如,家用电器可以是以下中的至少一个:例如电视(TV)、数字多功能盘(DVD)播放器、音频播放器、冰箱、空调、吸尘器、烤箱,微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视盒(例如Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM、Google TVTM等)、游戏机(例如XboxTM、PlayStationTM等)、电子词典、电子钥匙、摄像机或电子相框。
根据其它实施例,无线终端可以是以下中的至少一个:医疗设备(例如便携式医疗仪表,比如血糖仪、心率计、血压计或体温计,磁共振血管造影(MRA)装置、磁共振成像(MRI)装置、计算机断层摄影(CT)装置、成像装置、超声波装置等)、导航装置、全球导航卫星系统GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、汽车信息娱乐装置、海军电子装置(例如海军导航装置、陀螺罗盘等)、航空电子装置、安全设备、车载头部单元、工业或消费者机器人、金融设施中的自动柜员机(ATM)、商店中的销售点(POS)设备或物联网(IoT)设备(例如照明灯泡、各种传感器、电或气表、喷火器、火警器、恒温器、路灯、烤面包机、体育用品、热水箱、加热器或锅炉)。
根据各种实施例,无线终端可以是以下中的至少一个:家具、建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收装置、投影仪和各种测量装置(例如水、电、气或电磁波测量装置)。根据各种实施例,无线终端可以是前述设备中的一个或者两个或更多个的组合。根据各种实施例,无线终端可以是柔性电子设备。另外,对于本领域普通技术人员而言显而易见的是,根据本公开实施例的无线终端不限于上述设备,并且涵盖随着技术发展而生产的新电子设备。
参考附图,将在下面详细描述待提出的各种实施例。
图1示出了根据本公开各种实施例的作为无线终端的可佩戴设备的示例的智能手表的外部。
参照图1,智能手表包括手带,使得智能手表可以围绕手腕佩戴。天线或线圈可以布置在手带中以支持各种通信方案。例如,可以在手带上安装用于近场通信(NFC)的线圈或天线120、用于蓝牙(BT)/Wi-Fi通信的线圈或天线130、全球定位系统(GPS)天线150等。智能手表包括外部金属体110,并且玻璃显示器可以由金属环140保护。
如果如上所述将天线或线圈设置在手带中,则这在空间方面可能是有利的。但是,通信断开导致的热量可能会造成电池消耗。这就是为什么在通信终端内部设置天线或线圈的原因。
例如,线圈可以设置在显示层上以支持特定的通信方案。在这种情况下,由线圈产生的H场不通过金属,并且可能在靠近线圈的金属中引起涡电流。涡电流可能是器件性能下降的原因。例如,如果无线终端的外部比如外壳由金属材料形成,则金属材料可能影响内部线圈。
由于涡电流与距离成比例,因为金属体与线圈之间的间隙较小,所以流过线圈的电流可能增加金属体的涡电流。因此,金属体需要与线圈充分间隔开以减小涡电流。也就是说,可能优选的是将线圈设计成使得线圈和可能产生涡电流的导体(如金属体)之间的距离可以在确保用于将线圈设置在无线终端中的空间中最大化。这种设计可以减少由涡电流引起的电流损失。此外,线圈占据的区域可以减小,并且通过仅将线圈设置在显示器内部可以增加电阻。
此外,需要考虑通信方向、与来自人体的影响相关的天线位置、以及设计线圈布置结构时来自金属的影响。也就是说,透明线圈结构可以相对于显示器的前表面应用,以便将天线定位在通信方向上。为了减少来自人体的影响,线圈可以布置在距离人体最远的显示器的顶端。为了减少来自金属的影响,可以使用不对称线圈结构。不对称结构可以增加磁场的强度。不对称结构可以减少可佩戴设备的狭窄空间中的金属影响。
图2示出了根据本公开各种实施例的无线终端中的线圈布置。
参照图2,线圈220可以布置在金属框架210内的不对称结构中。不对称结构可以是这样的结构,其中线圈220布置在金属框架210内部,使得金属框架210的中心可以不匹配线圈220的中心。不对称结构导致线圈220和金属框架210之间的空间230。
所提出的结构可以减小线圈220在金属框架210中引起的涡电流的强度。结果,流过金属框架210的涡电流可能较少地影响线圈220。
总而言之,使用基于显示器的前表面的透明线圈及线圈的不对称布置使得线圈可以处于离人体最远的位置(例如显示器的顶端)可以是用于减少无线终端中的金属的影响的方法。
图3示出了根据本公开各种实施例的金属框架内的线圈的不对称布置。
参照图3,可以注意到,金属框架330的中心310与线圈340的中心320不匹配,并且空间350设置在金属框架330与线圈340之间。金属框架330的中心310可以是金属框架330的重心,并且线圈340的中心320可以是线圈340的重心。在不对称结构中,线圈340产生的整个磁场的强度可以由于减少的感应电流即涡电流而增加。
如果线圈340到金属框架330的上下距离相等或者线圈340到金属框架330的左右距离相等,则线圈340的中心320可以与金属框架330的中心310匹配。然而,在这种情况下,线圈340的中心320可能与金属框架330的中心310不匹配。换句话说,如果线圈340的中心320与金属框架330的中心310匹配,即使线圈340对称地布置在金属框架330内部,也可以减小涡电流。
以下等式定义了N边多边形的重心。
【数学图1】
等式2定义了对称结构中的线圈外部的磁场的强度。
[数学图2]
等式3定义了不对称结构中的线圈外部的磁场的强度。
[数学图3]
在等式2和等式3中,第一项定义内部线圈的磁场,最后一项定义外部金属的补偿磁场。
根据等式2和3,可以注意到,在不对称结构中,感应电流减小并且外部磁场的强度增加。
图4示出了根据本公开实施例的其中线圈安装在显示器内部的结构。
参照图4,显示器可被分成使用固体材料的细线的黑矩阵(BM)区域410和使用透明厚金属线来确保线圈电阻的有源区域420。特别地,BM区域410可以由细金属线的网格430形成。网格430可以在细金属线的内部形成间隙。
图5示出了根据本公开各种实施例的配置显示器天线的示例。
参照图5,显示器天线510可以包括用于限制到显示器天线510的下部的电感的线圈512。电感可以通过柔性印刷电路板(FPCB)(a)或基于绑定的集成实现方式(或集总元件)(b)来实现。
这里,(a)表示通过FPCB实现电感的示例。也就是说,线圈512可以对应于A/A外部线圈设计,并且(b)表示基于绑定的集成配置。当线圈512是集成线圈时,线圈512可以包括在其中的通孔。
例如,如果显示器天线510配置成包括集成线圈,则线圈512可以包括分离的线圈,比如用于确保电感的线圈和H场辐射线圈。
图6示出了根据本公开各种实施例的用于确保线圈的电感的结构。
参照图6,金属环600(例如金属环140)可以包括金属区域610,其中有源区域620设置在金属环600内部。用于在金属环600中产生电感的线圈(未示出)可以位于有源区域620外部。显示器630、电池640和印刷电路板组件(PBA)650相对于金属环600的有源区域620堆叠,其中显示器630、电池640和PBA设置在主体660内。在示例性实施例中,线圈可以是集总元件或FPCB,并且可以相对于显示器630的BM区域布置,其中金属环600的金属区域610可以与显示器630的BM区域重叠。
图7是示出根据本公开各种实施例的电感补偿方法的视图。
参照图7,集总元件700可以设置在来自电源的输入和连接到线圈区域的输出之间的输入侧。无论集总元件700的位置如何,集总元件700都是指具有均匀电流分布的装置。也就是说,集总元件700是可连接到所需位置的集总装置,因为它在两端都具有端子。例如,集总元件可以是芯片型电阻器R、电感器L和/或电容器C。
通常,如果线圈对称地布置在金属框架内,则对称区域变得坚固以确保间隙L。结果,线圈宽度W可以减小。相反,如果线圈根据所提出的各种实施例不对称地布置在金属框架内,则线圈可以配置为用于可视性的移动磁体(MM),并且线圈宽度W可以被最大化以减小R。
图8、9和10示出了根据本公开各种实施例的不对称结构。
图8示出了相对于一侧不对称布置的线圈的示例。
图9示出了相对于一侧不对称布置的线圈的示例。
图10示出了相对于两侧不对称布置的线圈的示例。
参照图8,线圈820布置在金属框架810的左部,在金属框架810的右部形成间隙或空间,线圈820和金属框架810的右部之间的距离可以是L。
参照图9,线圈920布置在金属框架910的下部,在金属框架910的上部形成间隙或空间,线圈920与金属框架910的上部之间的距离可以是L。
参照图10,线圈1020布置在金属框架1010的左下部,分别在金属框架1010的上部和右部形成间隙或空间,线圈1020与金属框架1010的上部之间的距离可以是L1且线圈1020与金属框架1010的右部之间的距离可以是L2。
虽然未示出,但是通过将线圈布置在金属框架的右部或上部,线圈可以具有关于一侧的不对称结构。此外,通过将线圈布置在金属框架的左上部、右上部或右下部,线圈可以具有关于两侧的不对称结构。
图11、12和13示出了根据本公开各种实施例的线圈根据其形状不对称布置的示例。
参照图11,线圈1120相对于线圈1120的左上点和右下点之间连接的线在金属框架1110的左下部以直角三角形布置。在这种情况下,相对于线圈1120的左上点和右下点之间连接的线,可以在金属框架1110的右上部形成间隙或空间,其中线圈1120与金属框架1110的右上点之间的距离可以是L。
参照图12,线圈1220在金属框架1210的下部以正三角形的形式布置。在这种情况下,可以在线圈1220上方的金属框架1210的左上部和右上部形成间隙或空间,与左上方向上的相反角度的距离可以是L1,与右上方向上的相反角度的距离可以是L2。
参照图13,金属框架1310是环形的,其中圆形线圈1320布置在金属框架1310的下部。在这种情况下,可以在线圈1320上方形成间隙或空间,其中线圈1320和金属框架1310的上边缘之间的距离可以是L。
如上所述,根据金属框架的形状并且根据在所提出的实施例中待布置在金属框架中的线圈的结构,线圈可以以不同的不对称结构布置。
图14和15示出了根据本公开各种实施例的将多个线圈布置在金属框架中的示例。
参照图14,两个线圈1420和1430可以布置在金属框架1410的内部。例如,第一线圈1430不对称地布置在金属框架1410的下部中。由于第一线圈1430不对称地布置,所以第二线圈1420可以布置在金属框架1410的上部中产生的空间中。然而,为了防止流过第一线圈1430的电流和流过第二线圈1420的电流相互抵消,第一线圈1430和第二线圈1420布置成使得在第一线圈1430中流动的电流(b)在与在第二线圈1420中流动的电流(a)相同的方向上流动。
参照图15,四个线圈1520、1530、1540和1550可以布置在金属框架1510内。例如,第一线圈1520不对称地布置在金属框架1510的左上部,第二线圈1530不对称地布置在金属框架1510的右上部,第三线圈1540不对称地布置在金属框架1510的右下部,第四线圈1550不对称地布置在金属框架1510的左下部。
然而,为了防止流过第一线圈1520、第二线圈1530、第三线圈1540和第四线圈1550的电流相互抵消,第一线圈1520、第二线圈1530、第三线圈1540和第四线圈1550布置成使得电流在相邻线圈中以相同的方向流动。然而,当第一线圈1520、第二线圈1530、第三线圈1540和第四线圈1550布置在金属框架1510内时,电流可以在一些相邻线圈之间相互抵消。
图16示出了根据本公开各种实施例的利用由在金属框架中不对称地布置线圈而产生的区域的示例。
参照图16,线圈1630可以布置在金属框架1610的下部,并且周期性图案1620可以设置在由于线圈的不对称布置而在金属框架1610的上部产生的区域中。该结构可以使线圈1630和金属框架1610之间的隔离最大化。
图17a、17b和17c示出了根据本公开各种实施例的用于补偿可能由于不对称线圈布置而产生的涡电流的结构。
参照图17a,当线圈1710对称地布置在金属框架1720内时,由于流过线圈的电流(a),在金属框架1720中产生涡电流(b)。
参照图17b,当线圈1730不对称地布置在金属框架1740内部时,由于流过线圈的电流(a),在金属框架1740中产生涡电流(b)。
可以注意到,与在不对称结构中的金属框架1740中产生的涡电流的强度相比,在对称结构中的金属框架1720中产生的涡电流的强度相对较大。
参照图17c,当第一线圈1750不对称地布置且第二线圈1760布置在限定在金属框架1770中的区域中时,产生第一涡电流(a')以补偿由于第二线圈1750而在金属框架1770中产生的第二涡电流(b')。
换句话说,由于两个线圈以不对称结构平行布置,磁场的强度可以因通过同时使用两个线圈来补偿涡电流而增加。另外,两个线圈可以独立操作。
图18a和18b示出了根据本公开各种实施例的利用两个不对称布置的线圈的示例。
参照图18a和18b,通过布置在金属框架内部的两个线圈的操作控制形成用于通信的波束。例如,如果具有不对称布置的两个线圈的无线终端是例如智能手表,则两个线圈中的一个可以根据用户佩戴智能手表的手腕而被选择性地操作。
例如,如果智能手表围绕左手佩戴,如图18a所示,则两个线圈中的一个可以被操作(1-关,2-开),从而可以沿从左手向外(向左)方向形成通信波束1810。如果智能手表围绕右手佩戴,如图18b所示,则另一个线圈可以被操作(1-开,2-关),从而可以沿从右手向外(向右)方向形成通信波束1820。
图19a、19b和19c示出了根据本公开各种实施例的在金属框架内不对称地布置多个线圈或天线的示例。
参照图19a,支持NFC的一个线圈1910和支持Wi-Fi/BT/GPS/3G的天线1920不对称地布置在金属框架1930中。例如,线圈1910不对称地布置在金属框架的下部,天线1920布置在通过线圈1910的不对称布置而在金属框架1930的上部产生的区域中。
参照图19b,支持NFC的第一线圈1940和支持磁安全传输(MST)的第二线圈1950不对称地布置在金属框架1960中。例如,第一线圈1940不对称地布置在金属框架1960的下部,且第二线圈1950布置在通过线圈1940的不对称布置而在金属框架1960的上部产生的区域中。
参照图19c,支持NFC的第一线圈1970、支持MST的第二线圈1975以及支持Wi-Fi/BT/GPS/3G的天线1980不对称地布置在金属框架1990中。例如,第一线圈1970不对称地布置在金属框架1990的右下部,且第二线圈1975可以布置在通过线圈1970的不对称布置而在金属框架1990的左下部产生的区域中。另外,天线1980可以布置在通过第一线圈1970和第二线圈的不对称布置而在金属框架1990的上部产生的区域中。
如上所述,各种功能可以通过显示区域的空间分割来连接。NFC和MST可能是磁场通信的主要例子,而Wi-Fi/BT/GPS/3G可能是射频(RF)通信的主要例子。
图20是示出了根据本公开各种实施例的使用在无线终端中不对称布置的多个线圈进行通信的方法的流程图。
参照图20,无线终端在操作2010中确定无线终端佩戴的方向。例如,如果无线终端是智能手表,则可以确定智能手表是佩戴在用户的左手腕还是右手腕。可以使用至少一个传感器(陀螺仪传感器、加速计传感器等)或者使用照相机,基于用户输入的信息进行确定。无线终端在操作2020中执行配置的功能。例如,无线终端可以执行使用NFC或MST通信的功能。
在操作2030中,无线终端基于所确定的佩戴方向和配置的功能来选择至少一个线圈并且操作所选择的线圈。例如,如果智能手表佩戴在右手腕,则第一线圈可被操作,而第二线圈可不被操作。另一方面,如果智能手表佩戴在左手腕,则第二线圈可被操作,而第一线圈可不被操作。
在操作2040中,无线终端确定是否可以由操作的线圈组合来执行功能。例如,如果功能采用NFC通信,则无线终端确定是否存在通过NFC进行通信的目标设备。如果功能采用MST通信,则无线终端确定是否存在通过MST进行通信的目标设备。
如果没有发现或识别与之通信的目标设备,则在操作2050中,无线终端可以操作支持功能的另一个线圈,从而基于多个线圈来执行该功能。
图21示出了根据本公开各种实施例的用于补偿无线终端中的涡电流的线圈布置。
参照图21,当第一线圈(用于通信的线圈)2120布置在金属框架2110内部时,由于流过第一线圈2120的电流(a),可以在金属框架2110中产生涡电流(a')。
如前所述,由于第一线圈2120被不对称地布置,所以可以在金属框架2110内形成区域。可以在该区域中布置第二线圈(用于补偿涡电流的线圈)2130。
由于流过第二线圈2130的电流(b),可以在金属框架2110中产生涡电流(b')。涡电流(b')可以补偿由第一线圈2120在金属框架2110中引起的涡电流(a')。
图22是根据本公开各种实施例的无线终端的框图。无线终端可以是可佩戴终端。
参照图22,无线终端2200可以分别包括一个或多个线圈(线圈#1至线圈#n)2220-1至2220-n、一个或多个传感器(传感器#1至传感器#n)2230-1至2230-n、以及通信处理器2210。
第一线圈2220-1到第n线圈2220-n可以在无线终端2200的显示器的前表面上的金属框架内以不对称结构整体地布置。不对称结构指的是其中线圈的外侧与金属框架的内侧之间的距离不是恒定的或对称的。不对称结构可以根据无线终端2200的金属框架的形状来确定。例如,线圈的不对称结构可以被确定为斜线不对称结构、三角不对称结构和电路不对称结构。
根据一实施例,一个线圈可以不对称地布置在金属框架内。至少一个附加线圈可以布置在由金属框架内的不对称线圈布置产生的间隙或空间中,使得至少一个附加线圈可以具有与不对称布置的线圈相同的电流方向。
根据一实施例,第二线圈可以布置在金属框架内的间隙或空间中。该空间可能由于在金属框架内不对称地布置第一线圈而产生。在这种情况下,由流过第一线圈的电流在金属框架中感应出的涡电流可以补偿由流过第二线圈的电流在金属框架中感应出的涡电流。
根据一实施例,当线圈不对称地布置在无线终端的金属框架内部时,可以将周期性图案插入金属框架内的空间中。
根据一实施例,至少一个线圈可以整体地布置在显示器的前表面上。作为实线的线圈可以布置在显示器的周边部分的黑矩阵区域中,并且作为厚透明金属线的线圈可以布置在显示器的内部的有源区域中。作为布置在黑矩阵区域中的实心细线的线圈可以形成为网格。网格内可能有间隙。此外,用于确保电感的集总元件或柔性印刷电路板可以布置在与金属框架重叠的黑矩阵区域中。
通信处理器2210可以配置为控制至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)的操作。也就是说,线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n中的一个或多个可以通过来自通信处理器2210的命令来操作。
至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)中的每一个可以支持以不同的通信方案进行通信,或者来自至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)中的多个线圈可以支持相同的通信方案。
根据一实施例,在智能手表的情况下,可以设置至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)中的每一个,以便形成唯一的波束。在这种情况下,可以在通信处理器2210的控制下操作特定线圈。特定线圈可被操作以形成用于通信的波束。也就是说,智能手表可以在波束形成的方向上进行通信。例如,可以确定佩戴智能手表的手腕是左手腕还是右手腕,并且可以选择至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)中的一个以在从佩戴智能手表的手腕向外方向形成波束。
至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)可以是陀螺仪传感器、加速计传感器等。至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)可以向通信处理器2210提供感测信息。
例如,包括至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)的传感器模块可以测量物理量或检测电子设备的操作状态,并将测量或检测到的信息转换成电信号。传感器模块可以包括以下中的至少一个:例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速计传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器(例如红绿蓝(RGB)传感器)、生物传感器、温度/湿度传感器、照明传感器或紫外(UV)传感器。另外或可替代地,传感器模块可以包括例如电鼻子(E鼻子)传感器、肌电图(EMG)传感器、脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、红外(IR)传感器、虹膜传感器和/或指纹传感器。传感器模块可以进一步包括用于控制其中包括的一个或多个传感器的控制电路。根据各种实施例,电子设备201还可以包括配置为控制传感器模块的处理器,作为通信处理器2210的一部分或者与通信处理器2210分离。因此,当通信处理器2210处于睡眠状态时,控制电路可以控制传感器模块。
通信处理器2210可以基于通过至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)感测到的信号来确定可佩戴终端的佩戴状态。例如,通信处理器2210可以确定用户是否将智能手表佩戴在右手腕或左手腕上。
通信处理器2210可以基于该确定来选择至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n2220-n)中的至少一个,并且使用所选择的至少一个线圈以预定通信方案命令通信。
根据一实施例,通信处理器2210可以使用所选择的至少一个线圈以对应于所选择的至少一个线圈的预定通信方案进行通信,并且如果通信失败,则使用至少一个线圈(线圈#1 2220-1至线圈#n 2220-n)中的至少一个未被选择的线圈来命令通信。
从前面对所提出的各种实施例的描述中显而易见的是,由于不对称线圈结构减少了金属影响,所以可以增加通信的识别距离,并且可以降低功耗。
虽然已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开,但本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。该描述不一定旨在是穷尽的或将本发明限制于所公开的精确实施例。该说明书描述了具体的例子来完成更一般的目标,其可以用另一种方式来完成。本领域技术人员将理解,上述特征可以以各种方式组合以形成本发明的多种变型。
Claims (15)
1.一种支持无线终端中的预定通信方案的线圈布置结构,所述线圈布置结构包括:
闭环金属框架;和
在所述金属框架内不对称布置的线圈,
其中,所述线圈布置成使得所述线圈的外侧与所述金属框架的内侧之间的距离不恒定,并且
其中,所述线圈整体地布置在显示器的前表面上。
2.根据权利要求1所述的线圈布置结构,其中,基于所述金属框架的形状,所述线圈的形状被确定为斜线不对称结构、三角不对称结构和圆形不对称结构中的一种。
3.根据权利要求1所述的线圈布置结构,
其中,至少一个附加线圈布置在所述金属框架内的空间中,
其中,所述空间是由于在所述金属框架内不对称地布置线圈而形成的,并且
其中,电流被施加到所述线圈和所述至少一个附加线圈中的至少一个,以补偿由流过所述线圈的电流在所述金属框架中感应的涡电流。
4.根据权利要求1所述的线圈布置结构,
其中,周期性图案进一步布置在所述金属框架内的空间中,并且
其中,所述空间是由于在所述金属框架内不对称地布置线圈而形成的。
5.根据权利要求1所述的线圈布置结构,其中,所述线圈包括:
布置在所述显示器的周边部分的黑矩阵区域中的实线,和
布置在所述显示器的内部的有源区域中的厚透明金属线,
其中,布置在所述黑矩阵区域中的实线形成网格,并且
其中,用于确保电感的集总元件或柔性印刷电路板布置在与所述金属框架重叠的黑矩阵区域中。
6.一种通过操作以可佩戴终端中的金属框架内的不对称结构布置的多个线圈以预定通信方案进行通信的方法,所述方法包括:
基于由至少一个传感器产生的信号来确定所述可佩戴终端的佩戴状态;
基于所确定的佩戴状态来选择所述多个线圈中的至少一个;以及
通过使用所述多个线圈中所选择的至少一个,使用与所述多个线圈中所选择的至少一个相对应的预定通信方案来建立通信。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,选择所述多个线圈中的至少一个包括基于所述可佩戴终端的佩戴状态来选择整体地布置在显示器的前表面上的多个线圈中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:如果使用所述多个线圈中所选择的至少一个的通信失败,则使用所述多个线圈中的至少一个未被选择的线圈建立通信。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,如果所述可佩戴终端是智能手表,则选择所述多个线圈中的至少一个包括:选择所述多个线圈中的至少一个以形成用于在从佩戴所述智能手表的手腕向外方向进行通信的波束。
10.一种支持以多种通信方案进行通信的可佩戴终端,所述可佩戴终端包括:
至少一个传感器;
闭环金属框架;
多个线圈,其不对称地布置在所述金属框架内并且整体地布置在显示器的前表面上;和
通信处理器,其配置为:
基于由所述至少一个传感器产生的信号来确定所述可佩戴终端的佩戴状态,
基于所确定的佩戴状态来选择所述多个线圈中的至少一个,和
通过使用所述多个线圈中所选择的至少一个,使用与所述多个线圈中所选择的至少一个相对应的预定通信方案来建立通信。
11.根据权利要求10所述的可佩戴终端,其中,如果使用所述多个线圈中所选择的至少一个的通信失败,则所述通信处理器还配置为使用所述多个线圈中的至少一个未被选择的线圈来建立通信。
12.根据权利要求10所述的可佩戴终端,其中,如果所述可佩戴终端是智能手表,则所述通信处理器进一步配置为:选择所述多个线圈中的至少一个以形成用于在从佩戴所述智能手表的手腕向外方向进行通信的波束。
13.根据权利要求10所述的可佩戴终端,
其中,所述多个线圈中的至少一个布置在所述显示器的周边部分的黑矩阵区域中,
其中,布置在所述黑矩阵区域中的多个线圈中的至少一个由固体材料的细线形成,
其中,所述多个线圈中的至少一个布置在所述显示器的内部的有源区域中,并且
其中,布置在所述有源区域中的多个线圈中的至少一个由厚透明金属线形成。
14.根据权利要求13所述的可佩戴终端,其中,布置在所述黑矩阵区域中的至少一个线圈形成为网格,并且
其中,用于确保电感的集总元件或柔性印刷电路板布置在与所述金属框架重叠的黑矩阵区域中。
15.根据权利要求10所述的可佩戴终端,其中,所述通信处理器还配置为:
接收执行与所述多个线圈中的至少一个相关的应用的指示,和
使用所选择的多个线圈中的至少一个来开始对目标设备进行检测,
其中,基于所确定的佩戴状态和执行所述应用的指示来选择所述多个线圈中的至少一个,并且
其中,当检测到所述目标设备时,使用所述预定通信方案来建立通信。
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