CN109462291B - 用于便携式电子设备的无线充电接收器系统 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于便携式电子设备的无线充电接收器系统”。本文公开的实施方案描述了一种用于电子设备的无线电力接收系统，包括：第一电感线圈，所述第一电感线圈被配置为主要以第一频率并从沿第一方向传播的磁场接收电力；以及第二电感线圈，所述第二电感线圈被配置为主要以第二频率并从沿第二方向传播的磁场接收电力，其中所述第一频率不同于所述第二频率。

Description

用于便携式电子设备的无线充电接收器系统

相关专利申请的交叉引用

本申请是2017年9月6日提交且标题为“Wireless Charging Receiver SystemsFor Portable Electronic Devices”的美国临时专利申请No. 62/554,945的非临时专利申请并且要求该申请的权益，该申请的公开内容全 文以引用方式并入本文用于所有目的。

背景技术

便携式电子设备(例如，移动电话、媒体播放器、智能手表等)在有 电荷储存在其电池中时进行操作。一些便携式电子设备包括可充电电池， 可通过经由物理连接诸如经由充电线将便携式电子设备耦接到电源来对该 可充电电池进行再充电。然而，使用充电线对电子设备中的电池进行充电 要求将便携式电子设备物理地拴系到电源插座。另外，使用充电线要求便 携式电子设备具有被配置为与充电线的连接器(通常为插头连接器)配合 的连接器(通常为插座连接器)。插座连接器通常包括便携式电子设备中 的腔，该腔提供了灰尘和水分可侵入并损坏设备的通道。此外，便携式电 子设备的用户必须将充电缆线物理地连接到插座连接器才能对电池进行充 电。

为了避免这些缺点，便携式电子设备配置有接收器线圈，该接收器线 圈可从无线充电设备接收电力而无需充电线。例如，一些便携式电子设备 可仅通过将设备置于无线充电设备的充电表面上而被再充电。设置在充电 表面下方的发射器线圈可产生时变磁场，该时变磁场在便携式电子设备中 的对应接收器线圈中感应电流。便携式电子设备可使用所感应的电流对其 内部电池进行充电。

一些被配置为接收无线电力的现有便携式电子设备具有许多缺点。例 如，一些便携式电子设备要求将其放置在无线充电设备的充电表面上非常 受限的充电区域中才能接收电力。如果将便携式电子设备放置在充电区域 之外，则便携式电子设备可能无法无线充电或者可能无效充电并且浪费电 力。另外，一些便携式电子设备被配置为仅从一种类型的无线充电设备充 电。因此，这些便携式电子设备只能以一种频率充电，并且需要使用特定类型的无线充电设备。这限制了便携式电子设备可以无线充电的便利性。

此外，便携式电子设备、尤其是可穿戴便携式电子设备诸如智能手表 等被设计为紧凑型，使得它们不会干扰用户日常活动中的移动性。具有这 种紧凑的设计约束了便携式电子设备内的内部部件的尺寸限制。随着便携 式电子设备的功能增加，需要将更多数量的电子部件容纳在便携式电子设 备中，其中一些部件将需要比其他电子部件更大的空间量。对于这种紧凑 的便携式电子设备，很难实现在每个内部部件的尺寸要求与其正确操作之间找到适当的平衡。

发明内容

本公开的一些实施方案提供了一种用于便携式电子设备的无线电力接 收器系统。该无线电力接收系统可被配置为从各种无线充电设备接收电 荷，并且可与被配置用于无线(例如，无线电波)通信的天线一起装配在 便携式电子设备的紧凑壳体内。在一些实施方案中，便携式电子设备可以 是具有接收器系统的智能手表，该接收器系统被设计为包括至少两个不同 的接收器线圈，用于从不同的无线充电设备接收无线电力。便携式电子设备可具有紧凑的器件封装，同时具有从多个无线充电设备充电的能力，从 而使便携式电子设备可接收电力以对其电池进行充电的方式更便利。

在一些实施方案中，根据本公开的便携式电子设备包括外壳、天线、 无线充电接收器系统和传感器模块。外壳可包括具有显示器的顶部部分和 具有窗口的底部部分，其中底部部分被配置为与顶部部分配合以形成内 腔。天线可设置在内腔内并且包括天线元件以及耦接到天线元件的底表面 的导电天线主体。天线可包括设置在天线的中心处并由天线的内边缘限定 的开口。无线充电接收器系统可设置在内腔和天线开口内，并且包括具有内径和外径的初级线圈、覆盖初级线圈的至少两个表面的一部分的铁磁屏 蔽体，以及缠绕在初级线圈和铁磁屏蔽体的重叠部分上的次级线圈。传感 器模块可设置在内腔和初级线圈的内径内，并且包括至少一个感测设备， 该感测设备被配置为测量便携式电子设备外部环境的参数。

根据一些实施方案的便携式电子设备包括外壳、间隔部、无线充电接 收器系统、传感器模块、对准模块和电磁屏蔽层。外壳可包括具有显示器 的顶部部分和具有窗口的底部部分，其中底部部分被配置为与顶部部分配 合以形成内腔，并且窗口包括涂覆在窗口的内表面和外表面的部分上的多 个油墨层。间隔部可设置在内腔内并且包括非导电材料，间隔部可包括设 置在间隔部的中心处并由间隔部的内边缘限定的开口。无线充电接收器系统可设置在内腔和开口内，并且包括具有内径和外径的初级线圈、覆盖初 级线圈的至少两个表面的一部分的铁磁屏蔽体，以及缠绕在初级线圈和铁 磁屏蔽体的重叠部分上的次级线圈。传感器模块可设置在内腔和初级线圈 的内径内，并且包括至少一个感测设备，该感测设备被配置为测量便携式 电子设备外部环境的参数。对准模块可耦接到传感器模块并且包括对准磁 体以及附接到对准磁体的顶表面的DC屏蔽体，并且电磁屏蔽层可定位在 无线充电接收器系统和外壳的底部部分的窗口之间。

在一些实施方案中，提供了一种无线充电系统。该系统可包括第一无 线充电发射器和无线充电接收器。无线充电发射器可包括：具有第一充电 表面的第一外壳；以及由多匝绞合线形成的至少一个第一发射器线圈，该 多匝绞合线设置在第一外壳内并位于充电表面下方，该至少一个第一发射 器线圈被配置为产生穿过第一充电表面并在第一充电表面上方的第一时变 磁场。无线充电接收器可包括：外壳，该外壳包括具有显示器的顶部部分 和具有窗口的底部部分，其中底部部分被配置为与顶部部分配合以形成内 腔；天线，该天线设置在内腔内并且包括天线元件以及耦接到天线元件的 底表面的导电天线主体，其中天线包括设置在天线的中心处并由天线的内 边缘限定的开口；设置在内腔和天线开口内的无线充电接收器系统，该无 线充电接收器系统包括初级接收器线圈、覆盖初级接收器线圈的至少两个 表面的一部分的铁磁屏蔽体以及次级接收器线圈，该初级接收器线圈具有 内径和外径并且被配置为接收由至少一个第一发射器线圈产生的第一时变 磁场，并且该次级接收器线圈缠绕在初级接收器线圈和铁磁屏蔽体的重叠 部分上；以及设置在内腔和初级接收器线圈的内径内的传感器模块，该传 感器模块包括至少一个感测设备，该至少一个感测设备被配置为测量便携 式电子设备外部环境的参数。

在一些实施方案中，提供了一种无线充电接收器系统，该系统包括初 级线圈、铁磁屏蔽体和次级线圈。初级线圈可由缠绕在主轴上的多匝绞合 线形成并且被配置为从以第一频率和在第一方向上产生的时变磁场接收无 线电力。铁磁屏蔽体可设置在初级线圈的至少两个相邻表面上方以及至少 两个相邻表面的整个圆周的一部分上方，使得初级线圈的环形段不被铁磁 屏蔽体覆盖，并且次级线圈可由缠绕在辅轴上的多匝绞合线形成，该辅轴 沿着以主轴为中心的圆周设置，次级线圈覆盖铁磁屏蔽体和初级线圈的重 叠部分并且被配置为从以不同于第一频率的第二频率以及在不同于第一方 向的第二方向上产生的时变磁场接收无线电力。

一些另外的实施方案涉及用于电子设备的天线。该天线可包括具有底 表面的非导电天线元件、附接到非导电天线元件的底表面的导电主体以及 至少一个电容器。非导电天线元件可包括：包括外边缘的第一平面顶层； 包括天线开口和内边缘的第一平面底层；以及设置在第一顶层和第一底层 之间的第一台阶区域，该第一台阶区域将第一顶层与第一底层联接并且具 有圆形轮廓。导电主体可附接到非导电天线元件并且包括：第一平面顶层 下方的第二平面顶层以及将导电主体的一个节段分成两部分的狭缝；第一 平面顶层下方的第二平面底层；以及设置在第一台阶区域旁边的第二台阶 区域。至少一个电容器可设置在第一平面顶层上并电耦合在导电主体的两 个部分之间，并且可被配置为当导电主体暴露于第一频率的电信号时将两 个部分电耦合在一起，以及当导电主体暴露于不同于第一频率的第二频率 的磁场时将两个部分彼此电断开。

一些实施方案涉及一种便携式电子设备，该设备包括具有顶部部分和 底部部分的外壳，底部部分被构造成与顶部部分配合以形成内腔。便携式 电子设备还可包括如本文所述的天线。

在一些另外的实施方案中，提供了一种无线充电接收器系统，该系统 包括：初级线圈，该初级线圈由缠绕在主轴上的多匝绞合线形成并且被配 置为从以第一频率和在第一方向上产生的时变磁场接收无线电力；设置在 初级线圈的顶表面上的主铁磁屏蔽体；彼此共面设置并且与初级铁磁屏蔽 体分开定位的一对次级铁磁结构，该对次级铁磁结构包括第一铁磁结构和 第二铁磁结构；以及包括第一子线圈和第二子线圈的次级线圈，每个子线 圈由缠绕在相应的第一铁磁结构和第二铁磁结构的中心部分上的多匝绞合 线形成，并且被配置为从以不同于第一频率的第二频率以及在不同于第一 方向的第二方向上产生的时变磁场接收无线电力。

一些实施方案涉及一种便携式电子设备，该设备包括具有顶部部分和 底部部分并限定内腔的外壳，以及设置在内腔内的如本文所述的无线充电 接收器系统。

通过参考以下具体实施方式和附图，可更好地理解本发明的实施方案 的实质和优点。

附图说明

图1是示出根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备的框 图。

图2是示出根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统的内部 部件的框图。

图3A是根据本公开的一些实施方案的抵靠无线充电设备放置的便携 式电子设备的框图，该无线充电设备专门设计用于向便携式电子设备提供 无线电力。

图3B是根据本公开的一些实施方案的抵靠无线充电设备放置的便携式 电子设备的框图，该无线充电设备被配置为向一种以上类型的便携式电子 设备提供电力。

图4A是根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元件的透视图 图示，该初级接收元件包括形成为柔性线圈的初级接收器线圈。

图4B是根据本公开的一些实施方案的具有对称绕组的示例性对称初级 接收器线圈的俯视图。

图5A是根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元件的透视 图，该初级接收元件包括绞合的初级接收器线圈。

图5B是根据本公开的一些实施方案的图5A中所示的初级接收元件的 横截面图示。

图6A是根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元件的透视 图，该初级接收元件包括绞合的初级接收器线圈和修改的铁磁屏蔽体。

图6B是根据本公开的一些实施方案的图6A中所示的初级接收元件的 横截面图示。

图7是根据本公开的一些实施方案的示例性次级接收元件的透视图图 示。

图8是根据本公开的一些实施方案的示例性线圈子组件的分解视图图 示。

图9是根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备的分解视 图图示。

图10A至图10C是根据本公开的一些实施方案的当在便携式电子设备 中组装时次级接收元件和天线之间的不同尺寸布置的俯视图图示。

图11是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备的组装部分的横 截面视图图示。

图12A是根据本公开的一些实施方案的示例性无线充电接收器系统 1200的透视图图示，该无线充电接收器系统的初级接收元件和次级接收元 件形成为单个结构。

图12B是根据本公开的一些实施方案的图12A中所示的无线充电接收 器系统的俯视图示。

图12C是根据本公开的一些实施方案的图12A中所示的无线充电接收 器系统的仰视图示。

图12D至图12E是根据本公开的一些实施方案的穿过图12A至图12C 中所示的延伸区域跨不同平面的铁磁结构的简化横截面图示。

图13是根据本公开的一些实施方案的图12A至图12C中所示的无线 充电接收器系统的分解视图图示。

图14A是根据本公开的一些实施方案的示例性无线充电接收器系统的 透视图图示，该无线充电接收器系统的初级接收元件和次级接收元件形成 为单个结构但被改变为其最小尺寸。

图14B是根据本公开的一些实施方案的图14A中所示的无线充电接收 器系统的俯视图示。

图14C是根据本公开的一些实施方案的图14A中所示的无线充电接收 器系统的仰视图示。

图14D至图14E是根据本公开的一些实施方案的穿过图14A至图14C 中所示的直区段跨不同平面的铁磁结构的简化横截面图示。

图15是根据本公开的一些实施方案的图14A至图14C中所示的无线 充电接收器系统的分解视图图示。

图16是根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备的分解视 图图示。

图17是根据本公开的一些实施方案的对准模块的仰视图图示。

图18是根据本公开的一些实施方案的天线系统的分解视图。

图19是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备的部分组装部分 的俯视图示。

图20A至图20D是根据本公开的一些实施方案的接地支架的各种俯视 图和横截面视图。

图21是根据本公开的一些实施方案的包括间隔部和接收器系统的部分 组装的便携式电子设备的透视图。

图22是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备的底部外壳部分 的分解视图。

图23是示出根据本公开的一些实施方案的安装在便携式电子设备的底 部外壳部分上的传感器模块的透视图的简化图。

图24是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备的底部外壳部分 的底部透视图图示。

图25A是根据本公开的一些实施方案的图19中所示的组装部分的跨水 平切割线的横截面视图图示。

图25B是根据本公开的一些实施方案的图19中所示的组装部分的跨垂 直切割线的横截面视图图示。

图26A至图26D是示出根据本公开的一些实施方案的涂覆在底部外壳 部分的窗口上的不同层的图示。

图27A至图27H是示出根据本公开的一些实施方案的如何在第二配置 中用不同的层涂覆窗口的内表面的一系列图示。

图28A是根据本公开的一些实施方案的在所有层已经被如图27H所示 那样图案化以示出图28B至图28C中的横截面视图的两条切割线之后的窗 口的俯视图。

图28B是根据本公开的一些实施方案的穿过接触垫的窗口的横截面视 图。

图28C是根据本公开的一些实施方案的穿过不透明贴片的窗口的横截 面视图。

图29A是示出根据本公开的一些实施方案的接触部缠绕在窗口的边缘 上的示例性配置的简化图。

图29B是示出根据本公开的一些实施方案的接触部联接到通孔的示例 性配置的简化图。

图29C是示出根据本公开的一些实施方案的另一示例性配置的简化 图，其中接触部被配置为可将信号从窗口的外表面路由到内表面的独立结 构。

图30是示出根据本公开的一些实施方案的底部外壳部分的外部区域的 俯视图的简化图，该底部外壳部分具有第一接触部和第二接触部并且被配 置为图29A至图29C中讨论的接触部中的任一者。

图31A是示出根据本公开的一些实施方案的中间结构设置在通孔和结 构主体之间的示例性配置的简化图。

图31B是示出根据本公开的一些实施方案的窗口的内表面包括平整插 入件的示例性配置的简化图。

图32是示出根据本公开的一些实施方案的底部外壳部分的外部区域的 俯视图的简化图，该底部外壳部分包括如图31A至图31B那样配置的中间 结构以及第一接触部和第二接触部。

图33A是示出根据本公开的一些实施方案的中间结构设置在窗口上的 接触部和结构主体之间的示例性配置的简化图。

图33B是示出根据本公开的一些实施方案的中间结构形成为结构主体 的一部分的示例性配置的简化图。

图34是示出根据本公开的一些实施方案的底部外壳部分的外部区域的 俯视图的简化图，该底部外壳部分包括如图33A至图33B那样配置的中间 结构以及第一接触部和第二接触部。

图35是示出根据本公开的一些实施方案的示例性触敏刻度盘的分解视 图的简化图。

图36是根据本公开的一些实施方案的穿过刻度盘的示例性电通路的横 截面图示。

具体实施方式

本公开的实施方案描述了一种便携式电子设备，该设备被配置为从各 种无线充电设备接收电荷并且可与被配置用于无线通信的天线一起装配在 紧凑壳体内。便携式电子设备可以是具有接收器系统的可穿戴便携式电子 设备诸如智能手表，该接收器系统被设计为包括至少两个不同的接收器线 圈，用于从不同的无线充电设备接收无线电力。便携式电子设备从每个无 线充电设备接收电力的方式可以彼此不同。

作为示例，每个接收器线圈可被配置为基于从其接收电力的无线充电 设备的操作频率以特定频率操作。例如，一个接收器线圈可被配置为以第 一频率操作，而另一个接收器线圈可被配置为以不同于第一频率的第二频 率操作。作为另一个示例，每个接收器线圈可被配置为根据不同的对准约 束来操作。例如，一个接收器线圈可在便携式电子设备基本上与无线充电 设备对准时操作，而另一个接收器线圈可在便携式电子设备被放置在较宽 充电表面的任何区域上时操作。此外，每个接收器线圈可被配置为接收在 特定方向上传播的磁场。例如，一个接收器线圈可被配置为接收在垂直方 向上传播的磁场，而另一个接收器线圈被配置为接收在水平方向上传播的 磁场。

因此，便携式电子设备可从各种无线充电设备接收电力，从而增加了 可对便携式电子设备进行充电的便利性。这种便携式电子设备的实施方案 的各个方面和特征在本文中进一步详细讨论。

I.便携式电子设备

便携式电子设备是可通过以其自身本地储存的电力来运行而无需耦接 到电网来操作的电子设备。图1是示出根据本公开的一些实施方案的示例 性便携式电子设备100的框图。设备100包括耦接到存储器组104的计算 系统102。计算系统102可执行存储在存储器组104中的指令，用于执行用 于操作设备100的多个功能。计算系统102可以是一个或多个合适的计算 设备，诸如微处理器、计算机处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、现场 可编程门阵列(FPGA)等。

计算系统201还可耦接到用户界面系统106、通信系统108和传感器系 统110，以使电子设备100能够执行一个或多个功能。例如，用户界面系统 106可包括显示器、扬声器、麦克风、用于启用触觉反馈的致动器，以及一 个或多个输入设备，诸如按钮、开关、电容式屏幕，用于使显示器能够对 触摸灵敏等。通信系统108可包括无线电通信部件(例如，用于射频电通 信的天线部件)、蓝牙部件和/或无线保真(WiFi)部件，以使设备100能够 拨打电话、与无线附件进行交互并访问互联网。传感器系统110可以是如 本文将进一步讨论的一个或多个传感器模块，其包括光传感器、加速度 计、陀螺仪、温度传感器、心率传感器、心电图(EKG)传感器，以及可测量 外部实体和/或环境的参数的任何其他类型的传感器。

所有这些电子部件都需要电源才能操作。因此，便携式电子设备100 还包括电池112，用于释放所储存的能量以为设备100的电子部件供电。为 了补充为电子部件供电而被释放的能量，便携式电子设备100包括无线充 电接收器系统114。根据本公开的一些实施方案，无线充电接收器系统114 可被配置为从外部源诸如无线充电设备无线地接收电力。例如，无线充电 接收器系统114可以是一个或多个感应接收器线圈，其被配置为从无线充 电设备中的一个或多个发射器线圈接收电力。无线充电设备可产生时变磁 场，该时变磁场与无线充电接收器系统114相互作用并在该系统中产生对 应电流。所产生的电流可用于向电池112提供能量以补充其能量储存，使 得电池112可在稍后的时间放电以在便携式电子设备100未连接到外部电 源时操作该便携式电子设备。

在一些实施方案中，便携式电子设备100是可为用户执行一个或多个 功能的消费电子设备。例如，便携式电子设备100可以是智能电话、可穿 戴设备、智能手表、平板电脑、个人计算机等。

II.用于便携式电子设备的无线充电接收器系统

根据本公开的一些实施方案，用于便携式电子设备的无线充电系统可 包括至少两个接收器线圈，用于从不同的无线充电设备接收电力。每个接 收器线圈可被配置为根据不同的充电约束和参数诸如对准约束和操作频率 来接收电力，这些约束和参数由其接收电力的特定无线充电设备限定。

图2是示出根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统114的 内部部件的框图。无线充电接收器系统114可包括两个元件：初级接收元 件200和次级接收元件210，用于从不同的无线充电设备接收电力。每个元 件可包括接收器线圈，并且至少一个元件可包括用于重定向磁场流和/或用 于捕获杂散电场的屏蔽件或结构。

在一些实施方案中，初级接收元件200可包括初级接收器线圈202、 初级铁磁屏蔽体204和任选的电磁屏蔽体206，这些部件被调谐为使来自专 门设计用于向便携式电子设备100提供电力的无线充电装置的电力传输效 率达到最大。因此，初级接收器线圈202可被配置为根据由如在本文中参 考图3A所讨论的无线充电设备限定的对准约束和操作频率来接收电力。

图3A是根据本公开的一些实施方案的抵靠无线充电设备300放置的便 携式电子设备100的框图，该无线充电设备专门设计用于向便携式电子设 备100提供无线电力。无线充电设备300包括发射器线圈302，该发射器线 圈被配置为以初级频率产生时变磁场304，并且当大体上与接收设备中的接 收器线圈对准时向接收设备提供电力。因此，在一些实施方案中，设备100 中的初级接收器线圈202被配置为在初级频率下操作并且在其与发射器线 圈302大体上对准时接收电力。作为示例，当其轴与发射器线圈302的轴 线对准时，初级接收器线圈202可以6到7MHz之间的初级频率，具体 地，在一些实施方案中约6.78MHz，从时变磁场304接收电力。

在发射器线圈302的操作期间，时变磁场304可以沿着发射器线圈302 周围的场循环传播，如图3A所示。随着时变磁场304沿场循环传播，传播 方向可包括垂直分量306和水平分量308。通过能够大体上与发射器线圈 302对准，初级接收器线圈202可以从发射器线圈302的垂直分量306接收 电力。因此，初级接收器线圈202可以被配置为接收在垂直方向上传播的 磁场。例如，初级接收器线圈202可以具有与垂直方向平行的中心轴，使 得在垂直方向上传播的磁场可以在初级接收器线圈202中感应出对应的电 流。以一定程度的水平移动308传播的场可以大体上不穿过初级接收器线 圈202的内径，因此可以在初级接收器线圈202中产生很少或不产生电 力。

再次参考图2，与初级接收元件200不同，次级接收元件210可包括次 级接收器线圈212和可选的次级铁磁结构214，其被配置为从设计用于向若 干不同类型的电气设备提供电力的无线充电设备接收电力。例如，接收器 线圈212可以被配置为从无线充电垫接收电力，该无线充电垫具有用于为 不同类型的设备包括便携式电子设备100充电的宽充电表面。因此，次级 接收器线圈212可以被配置为根据由无线充电设备定义的对准约束和操作频率接收电力。如本文将进一步讨论的，对于初级接收元件200和次级接 收元件210形成为单独结构的实施方案，次级接收元件210可以包括铁磁 结构214；并且在初级接收元件200和次级接收元件210形成为单个结构的 实施方案中，次级接收元件210可以不包括铁磁结构214。

图3B是根据本公开的一些实施方案的抵靠无线充电设备310放置的便 携式电子设备100的框图，该无线充电设备被配置为向多于一种类型的便 携式电子设备提供电力。无线充电设备310可以包括N个从312-1到312-N 的发射器线圈。发射器线圈312-1至312-N可以被组织为发射器线圈布置， 其提供电子设备可以在其上充电的宽的充电表面316。宽的充电表面允许电 子设备在充电表面316内的任何位置充电。因此，便携式电子设备100可以沿着充电表面316的任何区域318定位，以从无线充电设备310接收电 力。此外，宽的充电表面允许多于一个的相同类型或不同类型的电子设备 从无线充电设备310充电。

发射器线圈312-1至312-N可以被配置为以次级频率产生时变磁场 314，并且当接收设备搁置在充电表面316的任何区域上时向接收设备提供 电力。因此，在一些实施方案中，设备100中的次级接收元件210被配置 为在次级频率下操作，并且当其搁置在充电表面316上并与发射器线圈 312-1至312-N以任何程度对准时接收电力。根据一些实施方案，次级接收 元件210操作的次级频率可以不同于初级接收元件200操作的初级频率。 在一些实施方案中，次级频率小于初级频率。例如，在一些实施方案中， 次级接收器线圈212可以在300至400kHz之间的次级频率，具体地约 326kHz，从时变磁场314接收电力。由于次级频率不同于初级频率，所以 当次级接收元件210正在接收电荷时，初级接收元件200可以大体上不接 收电荷，反之亦然。

在每个发射器线圈诸如图3B中所示的发射器线圈312-1的操作期间， 时变磁场314可以沿着发射器线圈312-1周围的场循环传播，如图3B所 示。随着时变磁场314沿场循环传播，传播方向可包括垂直分量320和水 平分量322。如图3B中可以看出，便携式电子设备100可以定位在充电表 面316上，使得其不与发射器线圈312-1对准。在一些实施方案中，次级接 收器线圈212可以被配置为接收磁场314的水平分量322，并且因此从发射 器线圈312-1接收电力。例如，次级接收器线圈212可以具有与水平方向平 行的中心轴324，使得在水平方向上传播的磁场可以在次级接收器线圈212 中感应出对应的电流。以一定程度的垂直移动320传播的场可以大体上不 穿过次级接收器线圈212的内径，因此可以在次级接收器线圈212中产生 很少或不产生电力。

在一些实施方案中，次级接收器线圈212可以由两个子线圈形成：第 一子线圈326和第二子线圈328。第一子线圈和第二子线圈两者可以沿相同 方向缠绕。例如，第一子线圈和第二子线圈两者可以沿顺时针方向或逆时 针方向缠绕。通过沿相同方向缠绕第一子线圈和第二子线圈，子线圈326 和328两者可以从沿着相同水平方向传播的磁场产生电力，从而提高次级 接收器线圈212接收电力的效率。在一些实施方案中，第一子线圈326和 第二子线圈328诸如以串联布置或并联布置电耦合在一起。当电耦合在一 起时，在子线圈326和328中产生的电力可以聚合成更大量值的接收电 力。关于初级接收元件200和次级接收元件210的构造的细节在本文中参 考图4A至图9进一步讨论。在一些实施例中，次级接收器线圈212可以由 单个线圈形成。在这种情况下，次级接收器线圈212可以是围绕单独的铁 磁结构缠绕的单独部件，或者它可以围绕初级接收器线圈202的一部分缠 绕，如将在本文中参考图12A至图14B进一步讨论的。

III.初级接收元件和次级接收元件的构造

从图3A和图3B可以理解，初级接收器线圈202和次级接收器线圈 212被设计为以不同的频率和不同的对准约束操作，以从不同的无线充电设 备接收电力。这种操作差异可以部分地通过具有不同的物理构造和取向来 实现。在一些情况下，初级和次级接收元件可以是位于便携式电子设备内 的不同位置的分开、独立的部件。或者，初级和次级接收元件可以是单个 部件的一部分，其中次级接收器线圈缠绕在初级接收器线圈的一部分周 围。此类初级和次级接收元件的示例性构造在本文中参照图4A至图8和图 12A至图14B进行讨论。

A.初级接收元件和次级接收元件构造为单独部件

图4A示出了根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元件400， 其包括形成为用于接收器系统的柔性线圈的初级接收器线圈402，该接收器 系统被配置为具有单独的次级接收元件。初级接收元件400可包括附接到 初级接收器线圈402的第一侧的铁磁屏蔽体404，以及附接到与第一侧相对 的初级接收器线圈402的第二侧的电磁屏蔽体406。

铁磁屏蔽体404可以帮助将磁场重定向通过初级接收器线圈402的内 径408，以提高无线电力传输的效率并减轻杂散场传播导致干扰电子设备内 的其他电子部件。在一些实施方案中，铁磁屏蔽体404具有与初级接收器 线圈402的形状大体上对应的形状。例如，铁磁屏蔽体404可以是圆环的 形状。铁磁屏蔽体404可以由任何合适的材料形成，该材料具有磁性并且 对于在初级频率下产生的磁场特别有吸引力，并且对于在次级频率下产生 的磁场的吸引力较小。例如，铁磁屏蔽体404对于以高频诸如6到7MHz 之间(例如，无线充电设备300工作的频率)产生的磁场特别有吸引力。 例如，铁磁屏蔽体404可以由包含镍-锌(NiZn)的材料形成。

电磁屏蔽体406可以被配置为捕获从初级接收器线圈402发出的电 场，以防止在发射器线圈上产生电压。电磁屏蔽体406中由于暴露在电场 中而积聚的电压可以释放到大地。在一些实施方案中，电磁屏蔽体406由 诸如银的导电材料薄层形成。在无线电力传输期间，电磁屏蔽体406可以 定位成比铁磁屏蔽体404更靠近发射器线圈。

初级接收器线圈402可以由在柔性电路板上图案化的单个长度的导电 材料的一个或多个绕组形成。所述一个或多个绕组可以形成螺旋缠绕的线 圈，该线圈缠绕在内径408和外径410之间。在一些实施方案中，初级接 收器线圈402由多于一层的绕组形成，该绕组在一层中从外径410缠绕到 内径408，并且在相邻层中从内径408返回到外径410。在其他实施方案 中，初级接收器线圈402是由具有交叉部分的绕组形成的对称线圈，如图 4B中所示。

图4B是根据本公开的一些实施方案的具有对称绕组的示例性对称初级 接收器线圈401的俯视图。绕组420可以在位置412处开始和结束，并且 具有交叉部分414和416，所述交叉部分允许对称的初级接收器线圈401穿 过垂直轴和水平轴对称。对称轮廓导致对称初级接收器线圈401和发射器 线圈之间的电容耦合减小，其在无线电力传输期间通过该电容耦合接收电 力。在一些实施方案中，初级接收器线圈402包括以并联配置连接的两层 线圈。例如，每层如图4B所示布置的两层线圈可以实现为初级接收器线圈 401。该两层可以彼此上下定位，使得它们共享相同的中心轴422。

尽管初级接收元件200可以包括形成为柔性线圈的初级接收器线圈 202，但是其他实施方案可以具有形成为绞合线圈的接收器线圈202，如图5A至图5B所示。图5A是根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元 件500的透视图，该初级接收元件包括绞合的初级接收器线圈502、铁磁屏 蔽体504、电磁屏蔽体506和用于接收器系统的引导结构508，该接收器系 统被配置为具有单独的第二接收元件。铁磁屏蔽体504可以设置在初级接 收器线圈502上方，并且电磁屏蔽体506可以设置在初级接收器线圈502 下方。铁磁屏蔽体504和电磁屏蔽体506可以具有与本文中参考图4讨论 的铁磁屏蔽体404和电磁屏蔽体406类似的属性、材料和功能。

在一些实施方案中，初级接收元件500还可包括引导结构508。引导 结构508可以围绕初级接收元件500的至少一部分延伸。在特定实施方案 中，引导结构508是刚性结构，该刚性结构为初级接收元件500提供结构 支撑以抵抗弯曲或其他物理变形。

图5B是根据本公开的一些实施方案的初级接收元件500的横截面图 示。如图5B所示，引导结构508和铁磁屏蔽体504两者可以设置在初级接 收器线圈502上方。在一些实施方案中，引导结构508和铁磁屏蔽体504 可以通过中间层附接到初级接收器线圈502。例如，间隔部层510可以将初 级接收器线圈502附接到铁磁屏蔽体504，并在它们之间提供一定程度的分 离。在某些实施方案中，间隔部层510由压敏粘合剂(PSA)形成。

如图5A和图5B所示，铁磁屏蔽体504可以是设置在初级接收器线圈 502上方的结构，并且用于帮助将磁场重定向通过初级接收器线圈502。在 一些情况下，可以修改铁磁屏蔽体的结构以提高其重定向磁场通过初级接 收器线圈502的能力，从而提高无线充电效率。这里参考图6A和图6B讨 论修改的铁磁屏蔽体的示例。

图6A是根据本公开的一些实施方案的示例性初级接收元件600的透视 图，该初级接收元件包括绞合的初级接收器线圈602、修改的铁磁屏蔽体 604和电磁屏蔽体606。铁磁屏蔽体604和电磁屏蔽体606可以具有与本文 中参考图4讨论的铁磁屏蔽体404和电磁屏蔽体406类似的属性、材料和 功能。如图6A所示，铁磁屏蔽体604可以与图5B中的铁磁屏蔽体504不 同，不同之处在于修改的铁磁屏蔽体604的一部分可以向下延伸并且位于 初级接收器线圈602的侧面。在一些实施方案中，侧向布置修改的铁磁屏 蔽体604的初级接收器线圈602的侧部是最靠近初级接收器线圈602的中 心轴的侧部。通过在该侧上定位修改的铁磁屏蔽体604，其可以更好地帮助 重定向磁场通过初级接收器线圈602以提高充电效率。

图6B是根据本公开的一些实施方案的初级接收元件600的横截面图 示。如图6B所示，修改的铁磁屏蔽体604可以布置在初级接收器线圈602 的上方和旁边。通过将屏蔽体604向下延伸到接收器线圈602的侧向位 置，可以将修改的铁磁屏蔽体604定位成更靠近其从中接收磁场的发射器 线圈，并且可以更好地定位以将接收的磁场重定向通过初级接收器线圈 602。在一些实施方案中，修改的铁磁屏蔽体604可以通过至少一个中间层 诸如间隔部层606a和606b附接到初级接收器线圈602。间隔部层606a可 以定位成将布置在初级接收器线圈602上方的修改的铁磁屏蔽体604的一 部分与初级接收器线圈602的顶表面附接。间隔部层606b可以定位成将布 置在初级接收器线圈602侧面的修改的铁磁屏蔽体604的一部分与初级接 收器线圈602的侧表面附接。侧表面可以是位于最接近初级接收器线圈602的中心轴的位置的内侧表面。类似于间隔部层510，间隔部层610可以由 PSA形成。

图7示出了根据本公开的一些实施方案的示例性次级接收元件700的 透视图。次级接收元件700可包括由第一线圈子组件701和第二线圈子组 件703形成的次级接收器线圈。第一线圈子组件701和第二线圈子组件703 可以彼此分开距离D定位，以最小化两个子组件之间的耦合，并且提供便 携式电子设备内的其他电子部件可以定位在其中的空间。

每个线圈子组件可包括多个部件；例如，第一线圈子组件701可包括 第一子线圈702和第一铁磁结构706，并且第二线圈子组件703可包括第二 子线圈704和第二铁磁结构708。第一子线圈702可以围绕第一铁磁结构 706的中心部分缠绕，并且第二子线圈704可以围绕第二铁磁结构708的中 心部分缠绕。通过围绕它们相应的铁磁结构706和708缠绕子线圈702和 704，第一铁磁结构706和第二铁磁结构708可以分别重定向磁场通过第一 发射器子线圈702和第二发射器子线圈704，从而提高电力传输效率。

在一些实施方案中，第一子线圈702和第二子线圈704以串联配置耦 合在一起。因此，第一子线圈702和第二子线圈704两者接收的电力可以 输入到单个整流器中，以将交流(AC)电转换成直流(DC)电。通过将第一子 线圈702和第二子线圈704耦合在一起，次级接收元件可以在其搁置在无 线充电设备上时覆盖更多的表面区域，从而允许便携式电子设备在无线电 力传输期间捕获更多的磁场，并且使便携式电子设备不捕获任何磁场(例 如，坐放在死区中)的情况最少。尽管公开了第一子线圈702和第二子线 圈704共享单个整流器，但实施方案不限于此。其他实施方案可以解耦第 一子线圈702和第二子线圈704，使得每个子线圈耦合到其自己的整流器。 在这种情况下，每个子线圈可以彼此独立地操作。

铁磁结构706和708可以由任何合适的材料形成，该材料具有磁性并 且对于在次级频率下产生的磁场特别有吸引力，并且对于在初级频率下产 生的磁场的吸引力较小。在一些实施方案中，次级频率低于初级频率。例 如，铁磁结构706和708可由对以低频诸如在300至400kHz之间，具体 地，326kHz(例如，图3B中的无线充电设备310工作的频率)产生的磁场 特别有吸引力的材料形成。在某些实施方案中，用于在次级接收元件700 中形成铁磁结构706和708的材料的磁导率远大于分别用于在初级接收元 件400、500和600中形成铁磁屏蔽体404、504和604的材料的磁导率。 作为示例，铁磁结构706和708具有大于3000的磁导率的材料形成，诸如 包含锰锌(MnZn)的材料，而铁磁屏蔽体404、504和604可由具有小于500 (在一些实施方案中，诸如200)的磁导率的材料形成。因此，铁磁结构 706对于在较高频率(例如，6至7MHz)下产生的磁场具有较大的损耗， 并且对于在较低频率(例如，300至400KHz)下产生的磁场具有较小的损 耗。对于铁磁屏蔽体404、504和604情况则相反。

每个铁磁结构706或708可以由多个单独的部件形成。图8是根据本 公开的一些实施方案的示例性线圈子组件800的分解视图图示。线圈子组 件800可包括铁磁结构802和线圈804。铁磁结构802可包括夹在两个支撑 层808a和808b之间的铁氧体本体806。铁氧体本体806可以是形成铁磁结 构802的主体的结构，并且包括适合于重定向磁场的材料，诸如由MnZn 形成的烧结铁氧体。支撑层808a和808b可以是保护铁氧体本体806的表面 免受物理破坏的带层，诸如当线圈804缠绕在铁氧体本体806周围时由线 圈804造成的破坏。因此，在一些实施方案中，线圈804缠绕在铁氧体本 体806和两个支撑层808a和808b周围。在一些实施方案中，支撑层808a 和808b可以布置在铁氧体本体806的相对表面上。作为示例，支撑层808a 可以布置在铁氧体本体806的顶表面上，并且支撑层808b可以布置在铁氧 体本体806的底表面上。支撑层808a和808b可以由能够承受物理应力的任 何非导电材料形成，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

铁磁结构802还可包括附接到铁氧体本体806的表面的保护层810a和 810b。例如，保护层810a和810b可以附接到支撑层808a未定位在其上的 铁氧体本体806的顶表面。保护层810a和810b可以在组装期间保护铁氧体 本体806的顶表面免受破坏。在一些实施方案中，保护层810a和810b也由 包括铁氧体的磁性材料形成。

在一些实施方案中，粘合剂层812a和812b可以布置在铁氧体本体806 的表面上。例如，粘合剂层812a和812b可以布置在支撑层808b未定位在 其上的铁氧体本体806的底表面。粘合剂层812a和812b可以由可将两个结 构附接在一起的任何合适的材料形成，诸如压敏粘合剂(PSA)。当组装在便 携式电子设备中时，粘合剂层812a和812b可将线圈子组件800固定就位。 尽管图7和图8示出了形成有两个子线圈的次级接收元件，但实施方案不 限于这种配置。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其他实施方案可 具有围绕相应铁磁结构缠绕的多于或少于两个线圈，诸如围绕单个铁磁结 构缠绕的单个线圈，或者围绕三个或更多个相应铁磁结构缠绕的三个或更 多个线圈。

1.具有由至少两个子线圈构成的次级接收元件的便携式电子设备构造

初级和次级接收器元件的尺寸和形状取决于便携式电子设备中的其他 电子部件提供的可用空间量。如通过本文的公开内容可以理解的，接收器 元件的尺寸和形状可通过平衡接收器元件的性能与便携式电子设备中的其 他电子部件的性能之间的折衷来确定。

图9示出了根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备900 的分解视图。便携式电子设备900可包括可配合以限定内腔的顶部外壳部 分902和底部外壳部分904。顶部外壳部分902可包括设备机架906和透明 面板908。透明面板908是用于显示器的保护性光学透明结构，使得用户可 通过透明面板908查看显示器，同时透明面板908保护显示器免受损坏。 顶部外壳部分902可包括一个或多个用户界面部件，诸如刻度盘910、麦克风912、电源按钮914和任何其他合适的用户界面部件。

在一些实施方案中，刻度盘910可以是可用作用于执行EKG感测的接 触的触敏刻度盘。刻度盘910可包括当被联接在一起时形成从刻度盘910 的外表面到内部触摸部件的导电路径的各种部件，本文将参考图35和图36 进一步讨论该导电路径。

便携式电子设备900还可包括容纳在内腔内的系统级封装(SIP)916。 SIP 916可以是封闭在单个模块中的许多集成电路(IC)，其可操作以执行便 携式电子设备900的若干功能。SIP 916中的每个IC都可执行一个或多个不 同功能，诸如执行心率监测、操作触摸屏显示器、通过一个或多个扬声器 输出声音、处理由麦克风912接收的声音、管理无线电力传输等。

根据本公开的一些实施方案，便携式电子设备900可以包括初级接收 元件918和次级接收元件920。初级接收元件918和次级接收元件920可以 定位在内腔内并且在SIP916下方。如本文所讨论的，初级接收元件918可 包括配置用于接收在初级频率下产生并且沿着垂直方向传播的磁场的初级 接收器线圈922(示出为具有铁磁屏蔽体)和电磁屏蔽体924，如本文参考 图3A和图4A至图6B所讨论的。次级接收元件920可包括配置用于接收 在低于初级频率的次级频率下产生并沿着水平方向传播的磁场的第一线圈 子组件926a和第二线圈子组件926b，如本文参考图3B、图7和图8所讨 论的。第一子组件926a和第二子组件926b可分别包括第一铁磁结构928a 和第二铁磁结构928b以及第一子线圈925a和第二子线圈925b。

在一些实施方案中，便携式电子设备900还可以包括内腔内和SIP 916 下方的天线929。天线929可包括开口930，便携式电子设备900的一个或 多个其他电子部件可位于该开口内。例如，初级接收元件918可布置在开 口930内并且在天线929的至少一部分下方，并且次级接收元件920可以 布置在天线929的至少一部分上方。在一些实施方案中，第一子组件926a 和第二子组件926b位于天线929的相对端上。如本文参考图7所提及的， 第一子组件926a和第二子组件926b可以分开距离D。因此，天线929可以 定位在由距离D提供的空间内。其定位的进一步细节将在本文参照图11进 行讨论。天线929可以是被配置为通过无线电波接收和/或发送数据的结 构。作为示例，天线929可以是配置用于长期演进(LTE)无线通信的天线。 当此类天线的尺寸最大时，并且当导电电子部件远离天线时，此类天线可 以表现得更好。

如本文参考图7所讨论，铁磁结构928a和928b的尺寸影响次级接收 元件920接收无线电力的效率。较大的铁磁结构928a和928b可以提高无线 电力传输的效率，因为较大的结构可以重定向更多的磁场。然而，较大的 铁磁结构在便携式电子设备中占据更多空间并且为天线929留下更少的空 间。减小天线929的空间量会对天线929的性能产生负面影响。因此，由 于天线929与次级接收元件920彼此紧密接近，因此它们之间可存在相对 于部件尺寸的利益冲突。本文参考图10A至图10C进一步讨论这种关系的 细节。

图10A至图10C示出了根据本公开的一些实施方案的当组装在便携式 电子设备中时次级接收元件920和天线929之间的不同尺寸布置的俯视 图。具体地讲，图10A示出了对天线929更有利的尺寸布置1000的俯视 图；图10B示出了尺寸布置1002的俯视图，该尺寸布置更有利于次级接收 元件920；并且图10C示出了尺寸布置1004的俯视图，该尺寸布置在天线 929和次级接收元件920这两者的操作效率之间取得平衡。

如图10A中的尺寸布置1000所示，天线929的尺寸和围绕天线929的 空间1001被扩大以增强天线929的操作。然而，这导致铁磁结构928a和铁 磁结构928b收缩。将铁磁结构928a和铁磁结构928b的尺寸收缩降低了无 线充电效率，因为铁磁结构928a和铁磁结构928b变得更小并且因此在重 定向磁场方面效率更低。

另一方面，将铁磁结构928a和铁磁结构928b扩大以使充电效率最大 化可能妨碍天线929的操作。如图10B中的尺寸布置1002所示，可以扩大 铁磁结构928a和铁磁结构928b的尺寸以增加次级接收元件920的充电效 率。扩大铁磁结构928a和铁磁结构928b的一种方式是提供侵入天线929的 空间的突出部分1006。这些突出部分可以经过子线圈925a和子线圈925b 的边缘朝向天线929蔓延。然而，将铁磁结构928a和铁磁结构928b的尺寸 扩大导致天线929及围绕其的空间1001的尺寸相应降低。尺寸和空间的这 种降低阻碍了天线929的操作。

因此，根据本公开的一些实施方案，可以优化铁磁结构928a和铁磁结 构928b、天线929和围绕天线929的空间1001的尺寸，以实现天线操作和 充电效率这两者的可接受水平，如在图10C中的尺寸布置1004所示。所得 到的铁磁结构928a和铁磁结构928b仍然可以具有突出部分1006，但是可 以减弱突出部分1006延伸超过子线圈925a和子线圈925b的边缘的程度。

再次参考图9，便携式电子设备900还可以包括设置在DC屏蔽体934 和传感器模块936之间的对准机构932。对准模块932可以是永磁体，其被 设计为吸引无线充电设备(诸如图3A中的无线充电设备300)中的另一对 准磁体，以与该无线充电设备对准。传感器模块936可以是容纳和操作用 于执行一个或多个功能的一个或多个传感器的电子部件。例如，传感器模 块936可以是电路板(例如，印刷电路板(PCB))，其具有用于感测心率等 的一个或多个传感器。DC屏蔽体934可以定位在对准模块932上方，以防 止来自对准模块932的磁场暴露于便携式电子设备900内的其他电子部 件，诸如SIP 916和次级接收元件920。传感器模块936可以附接到底部外 壳904的表面，如图11所示。

2.便携式电子设备的组装底部外壳部分，该便携式电子设备具有由至少两个子线 圈构成的次级接收元件

图11示出了根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备900的组装 部分1100的剖视图，以更好地示出便携式电子设备900在组装时的构造。 图11中所示的横截面可以沿图10C中所示的线截取。为便于讨论，图11 中所示的组装部分1100不包括顶部外壳部分902。

如图11所示，传感器模块936可以安装在底部结构体1101的窗口 1103的内表面上。传感器模块936可以包括薄心率传感器1102和用于执行 感测功能的一个或多个光电二极管1104。对准模块932可以是永磁体，其 耦接到传感器模块936并且设置在传感器模块932和DC屏蔽体934之间。 第二接触部1106可以定位在窗口1103的外表面上并且环绕窗口1103的边 缘，使得它也定位在窗口1103的内表面的一部分上。第二接触部1106可 以与传感器模块936耦接，使得传感器模块936可以从第二接触部1106处 接收测量结果。

在一些实施方案中，传感器模块936、对准模块932和DC屏蔽体934 均位于天线929的开口930内。如图11所示，天线929可以由天线主体 1106和导电层1108形成。天线主体1106可以是支撑结构，导电层1108可 以设置在该支撑结构上；并且导电层1108可以是执行通过无线电波发送和 接收无线通信的功能的结构。

根据本公开的一些实施方案，初级接收元件918可以设置在开口930 内并且在天线929的至少一部分下方。此外，次级接收元件920可以设置 在天线929的至少一部分上方。初级接收元件和次级接收元件918和920 这两者均可以侧向设置在天线929的至少一部分上。初级接收元件和次级 接收元件918和920可以用于执行无线充电，如本文参考图3A和3B所讨 论的。

B.初级接收元件和次级接收元件构造成单个结构

尽管次级接收元件可以由两个子线圈形成，这两个子线圈是与初级元 件物理分离的结构，如本文参考图7至图9所讨论的，但是实施方案不限 于此类配置。在一些实施方案中，次级接收元件可以由围绕初级线圈的一 部分缠绕的线圈形成，使得初级接收元件和次级接收元件的结构相互缠 绕，如本文将参考图12A至图12C和图14A至图14C所讨论的。

图12A是根据本公开的一些实施方案的示例性无线充电接收器系统 1200的透视图图示，该无线充电接收器系统的初级接收元件和次级接收元 件形成为单个结构。初级接收元件可以包括初级线圈1202和初级铁磁屏蔽 体1204，并且次级接收元件可以由次级线圈1206形成，该次级线圈缠绕在 初级线圈1202和初级铁磁屏蔽体1204这两者的一部分上。也就是说，次 级线圈1206的轴可以是沿着初级线圈1202的匝线长度延伸的弯曲轴。参 考图12B至图12E可以更好地理解关于初级接收元件和次级接收元件之间 的构造和关系的细节。

图12B是示例性无线充电接收器系统1200的俯视图示1201；图12C 是根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统1200的仰视图示 1211。初级线圈1202可以是绞合线圈，其具有以中心轴1208为中心的圆 形轮廓。铁磁屏蔽体1204可以被配置为与初级线圈1202的整个圆形轮廓 的一部分重叠。在一些实施方案中，铁磁屏蔽体1204在初级线圈1202的 第一径向位置1210和第二径向位置1212之间延伸，其中第一径向位置和 第二径向位置1210和1212是不同的、不重叠的径向位置。也就是说，铁 磁屏蔽体1204可以被配置为仅覆盖初级线圈1202的顶表面和两个侧表面 的整个圆周的一部分。因此，铁磁屏蔽体1204可以不覆盖初级线圈1202 的第一环形区段1214的任何表面。第一环形区段1214的未覆盖区域为初 级线圈1202的导线在其自身上折叠提供了空间，使得终端1216和终端 1218可以定位在初级线圈1202的内径内，并且用于互连结构的空间，诸如 柔性电路，以在不显著影响整体z高度的情况下定位。第一径向位置和第 二径向位置1210和1212可以形成小于90度的角度，使得铁磁屏蔽体1204 覆盖初级线圈1202的至少270度的环形部分。终端1216和终端1218是绞 合线的相反端，其形成初级线圈1202，其中导线的单体结构物理地终止。

在一些实施方案中，次级线圈1206缠绕初级线圈1202和铁磁屏蔽体 1204的一部分。例如，次级线圈1206可以环绕包含初级线圈1202和铁磁 屏蔽体1204这两者的重叠区段的第二环形区段1220，使得次级线圈1206 在第三径向位置1222和第四径向位置1224之间延伸。围绕铁磁屏蔽体 1204的绕组提高了在水平方向上传播的磁场的捕获，因为与不存在铁磁屏 蔽体1204相比，铁磁屏蔽体1204有助于通过次级线圈1206的内径重定向 更大量的磁场。在某些实施方案中，第一环形区段1214和第二环形区段 1220以不重叠布置定位。也就是说，次级线圈1206不缠绕第一环形区段 1214的未定位铁磁屏蔽体1204的一部分。在一些实施方案中，当在初级线 圈1202的中心轴1208上绘制线(未示出)时，第一环形区段1214和第二 环形区段1220定位在接收器系统1200的相反半部上。如图12B和图12C 所示，第一环形区段和第二环形区段1214和1220分别位于接收器系统 1200的顶部半部和底部半部中。在一些实施方案中，次级线圈1206的终端 1219和终端1221定位在初级线圈1202的内径内。与终端1216和终端 1218类似，终端1219和终端1221是绞合线的相反端，其形成次级线圈 1206，其中导线的整体结构物理地终止。在某些实施方案中，初级线圈 1202的终端1216和终端1218在沿着第一环形区段1214的位置处彼此相邻 定位，而次级线圈1206的终端1219和终端1221定位在第二环形区段1220 的相反端上。

根据本公开的一些实施方案，初级线圈1202被配置为从在垂直方向 (即，进出页面)上传播的磁场处接收无线电力，而次级接收器线圈被配 置为从在水平方向(即，在页面的平面内)上传播的磁场处接收无线电 力。此外，初级线圈1202可以被调谐以从第一频率的时变磁场处接收电 力，而次级线圈1206可以被调谐以从不同于第一频率的第二频率的时变磁 场处接收电力。例如，初级线圈1202被配置为在一些实施方案中以6至 7MHz之间的初级频率(特别是大约6.78MHz)的磁场处接收电力，并且 次级线圈1206被配置为在一些实施方案中以300到400kHz之间的次级频 率(特别是大约326kHz)的磁场处接收电力。

可以定位和配置铁磁屏蔽体1204，以提高初级线圈1202和次级线圈 1206接收无线电力的效率。作为示例，当从俯视透视1201和仰视透视 1203观察时，铁磁屏蔽体1204可以具有外边缘1226和内边缘1228，如图 12B和图12C所示。外边缘1226可以是基本上圆形的，而内边缘1228可 以包括弯曲和平坦边缘。例如，内边缘1228可以包括位于接收器系统1200 的相反半部上的平坦边缘1230和平坦边缘1232、在平坦边缘1230和平坦 边缘1232之间延伸的弯曲边缘1229、以及在平坦边缘1230和平坦边缘 1232之间延伸部分路径的弯曲边缘1231。如图12B和图12C所示，平坦边 缘1230和平坦边缘1232位于接收器系统1200的左半部和右半部处。平坦 边缘1230和平坦边缘1232可以是铁磁屏蔽体1204的相应延伸区域1234 和平坦边缘1236的边缘表面，如图12C所示。延伸区域1234和延伸区域 1236通过为屏蔽体1204提供更多区域来提高接收器系统1200的性能，该 区域与发射器线圈通过初级线圈1202和/或次级线圈1206产生的时变磁场 相互作用并重定向。因此，根据一些实施方案，铁磁屏蔽体1204提高了初 级线圈1202和次级线圈1206的无线充电效率。

如图12C所示，延伸区域1234和延伸区域1236是铁磁屏蔽体1204的 D形延伸。因此，铁磁屏蔽体1204的侧壁的厚度从延伸区域的一端到中点 逐渐增加，然后从中点到中点的相反端逐渐降低，如图12D和图12E中更 好地示出。图12D和图12E是根据本公开的一些实施方案的穿过延伸区域 1236的跨不同平面的铁磁屏蔽体1204的简化横截面图示。具体地讲，图 12D是跨延伸区域1236的中点的铁磁屏蔽体1204和初级线圈1202的简化 横截面图示，并且图12E是跨延伸区域1236的端部的铁磁屏蔽体1204和 初级线圈1202的简化横截面图示。

如图12D所示，铁磁屏蔽体1204可以是单体结构，其包括后壁1240 和两个侧壁：内侧壁1242(即，延伸区域1236)和外侧壁1244。侧壁 1242和侧壁1244这两者均可以远离后壁1240朝向发射器线圈(未示出) 延伸。如图12D进一步所示，初级线圈1202可以包括顶表面1203、底表 面1205、内侧表面1207和外侧表面1209，其中两个侧表面1207和侧表面 1209垂直地定位在顶表面1203和底表面1205之间。在一些实施方案中， 铁磁屏蔽体1204覆盖初级线圈1202的三个侧表面。也就是说，后壁1240 可以覆盖顶表面1203，内侧壁1242可以覆盖内侧表面1207，外侧壁1244 可以覆盖外侧表面1207。因此，初级线圈1202的底表面1205可以不被铁 磁屏蔽体1204覆盖，并且可以远离后壁1240朝向发射器线圈取向，以提 高初级线圈1202和发射器线圈之间的磁场传播。内侧壁1242可以形成铁 磁屏蔽体1204的内边缘1228(包括平坦边缘1232)，并且外侧壁1244可 以形成外边缘1226。如本文参考图12B和图12C所讨论的，内边缘1228 可以包括平坦边缘1232，其形成为延伸区域1236的一部分。因此，如图 12D所示，内侧壁1242可以具有大于外侧壁1244的厚度T1的厚度T2，并 且内侧壁1242的左表面可以是平坦边缘1232的一部分。参考图12E，当你 朝向延伸区域1236的端部移动时(即，弯曲边缘1229的开端)，内侧壁 1242的厚度T2逐渐减小到厚度T3。在一些实施方案中，在延伸区域1236 的端部处的内侧壁1242—和在可以包括弯曲边缘1229的延伸区域1236和 延伸区域1234外部的整个区域中—的厚度T3可以基本上等于外侧壁1224 的厚度T1。应当理解，图12D和图12E中示出的横截面可存在于接收器系 统1200周围的其他点中，如本领域的技术人员可参考图12B至图12E推论 的那样。

图13是根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统1200的分 解视图图示1300。无线充电接收器系统1200可包括附接到铁磁屏蔽体 1204的初级线圈1202。初级线圈1202可以是由绞合线形成的基本上圆形 的线圈，诸如绞合铜线。粘合剂层1302可位于初级线圈1202和铁磁屏蔽 体1204之间以将初级线圈1202附接到铁磁屏蔽体1204。在一些实施方案 中，粘合剂层1302直接位于初级线圈1202的顶表面和铁磁屏蔽体1204的 一部分(即，后壁1240)之间。粘合剂层1302可以像初级线圈1202的圆 形轮廓一样基本上是圆形的，并且仅沿其中定位铁磁屏蔽体1204的初级线 圈1202的顶表面的一部分延伸。也就是说，粘合剂层1302可抵靠小于初 级线圈1202的顶表面的整个圆周定位。粘合剂层1302可由任何合适的粘 合剂材料诸如热熔胶形成。

次级线圈1206可缠绕在铁磁屏蔽体1204和初级线圈1202的一部分周 围。在一些实施方案中，次级线圈1206由绞合线圈诸如绞合铜线形成。未 被次级线圈1206覆盖的铁磁屏蔽体1204的后壁1240的部分可以附接到一 对铁氧体片1304。铁氧体片1304可以是铁磁结构，其由与形成铁磁屏蔽体 1204的铁磁材料不同的铁磁材料形成。例如，铁氧体片1304可由EMFS-C 形成，而铁磁屏蔽体1204由Mn-Zn形成。利用铁氧体片1304可增大铁磁 结构的磁导率，并且因此提高铁磁屏蔽体1204重定向通过次级线圈1206 的磁场的能力。在一些实施方案中，接收器系统1200还可包括附接到初级 线圈1202的底表面的垫片1306。垫片1306仅可沿其中未定位次级线圈 1206的初级线圈1202的底表面的一部分延伸。垫片1306可为初级线圈 1202提供结构支撑，并且因此可由任何合适的刚性且非导电的材料形成。

接收器系统1200的每层的结构和位置的具体配置可以被设计为以最小 的器件封装实现最大功能。然而，在一些情况下，便携式电子设备(例 如，天线)内的其他部件可以约束接收器系统可用的空间。因此，可以修 改无线充电接收器系统1200的一个或多个部件的构造以具有最小的器件封 装以实现其他内部部件的正确操作，这将在本文中参考图14A至图14C进 一步讨论。

图14A是根据本公开的一些实施方案的示例性无线充电接收器系统 1400的透视图图示，该无线充电接收器系统的初级接收元件和次级接收元 件形成为单个结构但被改变为其最小尺寸。初级接收元件可以包括初级线 圈1402和铁磁屏蔽体1404，并且次级接收元件可以由次级线圈1406形 成，该次级线圈缠绕在初级线圈1402和铁磁屏蔽体1404这两者的一部分 上。也就是说，初级线圈1402可以围绕初级轴缠绕，并且次级线圈1406 可以围绕次轴线缠绕，该次级轴线沿着围绕初级轴并且以初级轴为中心的 圆周定位。在一些实施方案中，次级轴可以是沿着初级线圈1402的匝线长 度延伸的弯曲轴。当与图12A至图12E中的接收器系统1200相比时，接收 器系统1400可以具有相应的部件，但是其中一些部件可以具有不同的构造 和维度。参考图14B和图14E可以更好地理解关于接收器系统1400的初级接收元件和次级接收元件之间的构造和之间的关系的细节，以及当接收器 系统1400与接收器系统1200相比时二者之间的差异。

图14B是示例性无线充电接收器系统1400的俯视图示1401；图14C 是根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统1400的仰视图示 1413。与初级线圈1202类似，初级线圈1402可以是围绕中心1408缠绕的 绞合线圈，并且由诸如铜的导电材料形成。然而，与具有圆形轮廓的初级 线圈1202不同，初级线圈1402可以具有椭圆形轮廓。例如，如图14C所示，初级线圈1402可以是线圈，该线圈的绕组形成了轮廓，该轮廓包括两 个直区段1403和直区段1405以及位于直区段1403和直区段1405之间的 两个弯曲区段1407和弯曲区段1409。将初级线圈1402配置为具有椭圆形 轮廓为另一个待定位的部件(诸如天线)在线圈1402旁边提供了更多空 间，这将在本文中进一步讨论。

铁磁屏蔽体1404可以被配置为与初级线圈1402的整个椭圆形轮廓的 一部分重叠。铁磁屏蔽体1404可以被配置为在初级线圈1402的第一径向 位置1410和第二径向位置1412之间延伸，其中第一径向位置和第二径向 位置1410和1412不重叠。也就是说，铁磁屏蔽体1404可以被配置为仅覆 盖初级线圈1402的顶表面和内侧表面的整个圆周的一部分。因此，初级线 圈1402的第一环形区段1414可以不被铁磁屏蔽体1404覆盖。第一环形区 段1414的未覆盖区域为初级线圈1402的导线提供空间，以在其自身上折 叠，使得终端1416和终端1418可以定位在初级线圈1402的内径内，以及 用于互连结构的空间，诸如柔性电路，在不显著影响整体z高度的情况下 定位。第一径向位置和第二径向位置1410和1412可以形成小于90度的角 度，使得铁磁屏蔽体1404覆盖初级线圈1402的至少270度的环形区域。 在一些实施方案中，铁磁屏蔽体1404可以包括平坦外底部边缘1411，其位 于直区段1403和直区段1405之间的初级线圈1402的底部。平坦外底部边 缘1411可以不具有遵循初级线圈1402的轮廓的弯曲边缘，而是可以替代 地拉直并与初级线圈1402的底部边缘对准，使得在平坦外底部边缘1411 中心的铁磁屏蔽体1404的外表面基本上与初级线圈1402的最底部边缘共 面，从而减少铁磁屏蔽体1404相对于初级线圈1402的悬垂量。

次级线圈1406在构造和功能上可以与次级线圈1206类似。也就是 说，次级线圈1406可以围绕包含初级线圈1402和铁磁屏蔽体1404这两者 的重叠区段的第二环形区段1420缠绕，使得次级线圈1406在第三径向位 置1422和第四径向位置1424之间延伸。另外，在一些实施方案中，第一 环形区段1414和第二环形区段1420可以定位在接收器系统1400的相反半 部(例如，顶部半部和底部半部)上，并且次级线圈1406可以具有定位在 初级线圈1402的内径内的终端1419和终端1421。通过围绕铁磁屏蔽体 1404缠绕，次级线圈1406可以具有改善的电力传输效率，因为屏蔽体 1404可以有助于重定向并增加通过次级线圈1406的内径的通量。

然而，与图12中的接收器系统1200的次级线圈1206不同，用于接收 器系统1400的次级线圈1406还可以包括与铁磁屏蔽体1404的平坦外底部 边缘1411重叠并且跟随其的平坦区域。通过减小铁磁屏蔽体1404和初级 线圈1402以及围绕平坦外底部边缘1411缠绕的次级线圈1406之间的悬垂 量，可以在次级线圈1406的底部与另一个部件(诸如天线)之间提供更多 的空余空间，在次级线圈1406和天线之间提供更多电隔离，以最小化对天 线操作的电干扰，这将在本文中进一步讨论。

铁磁屏蔽体1404可以被定位和配置为提高初级线圈1402和次级线圈 1406接收无线电力的效率，并且还可以被构造成最大化便携式电子设备其 他部件的空间。作为示例，当从俯视透视1401和仰视透视1403观察时， 铁磁屏蔽体1404可以具有外边缘1426和内边缘1428，如图14B和图14C 所示。与铁磁屏蔽体1204的外边缘1226和内边缘1228不同，铁磁屏蔽体 1404的外边缘1426和内边缘1428这两者均可具有基本上椭圆形的轮廓。 例如，外边缘1426可以包括平坦外侧边缘1450和平坦外侧边缘1452，这 些平坦外侧边缘定位在接收器系统1400的相反半部上，平坦外底部边缘 1411定位在接收器系统1400的底部区域上，弯曲边缘1456和弯曲边缘 1458在平坦外底部边缘1411和两个平坦外侧边缘1450和平坦外侧边缘 1452之间延伸，以及弯曲边缘1460在平坦外侧边缘1450和平坦外侧边缘 1452之间延伸部分路径。并且，内边缘1428可以包括位于接收器系统 1400的相反半部上的平坦边缘1430和平坦边缘1432、在平坦边缘1430和 平坦边缘1432之间延伸的弯曲边缘1429、以及在平坦边缘1430和平坦边 缘1432之间延伸部分路径的弯曲边缘1431。通过使铁磁屏蔽体1404的外 表面平坦化，可以为其他电子部件提供更多空间，并且可以在其他电子部 件和次级线圈1406之间提供更大的电隔离。

在一些实施方案中，平坦外侧边缘1450和平坦外侧边缘1452可以具 有与直区段1403和直区段1405的相应边缘共面的边缘。例如，平坦外侧 边缘1450可以与初级线圈1402的直区段1403的最外侧左边缘共面，并且 平坦边缘1452可以与初级线圈1402的直区段1405的最外侧右边缘共面。 通过将平坦外侧边缘1450和平坦外侧边缘1452布置成与直区段1403和直 区段1405的相应边缘共面，可以最小化铁磁屏蔽体1404相对于初级线圈 1402的悬垂，从而为待定位的其他部件(例如，天线)提供更多空间。另 外，平坦外底部边缘1411可以与初级线圈1402的最底部边缘共面。通过 将平坦外底部边缘1411布置成与初级线圈1402的最底部边缘共面，可以 最小化铁磁屏蔽体1404相对于初级线圈1402的悬垂，从而在便携式电子 设备中的次级线圈1406和其他部件(例如，天线)之间提供更多的电隔 离。在图14D和图14E中可以看出铁磁屏蔽体1404和初级线圈1402之间 的此类关系的更好视图。

图14D和图14E是根据本公开的一些实施方案的穿过直区段1405的 跨不同平面的铁磁屏蔽体1404的简化横截面图示。具体地讲，图14D是跨 直区段1405的中点的铁磁屏蔽体1404和初级线圈1402的简化横截面图 示，并且图14E是跨直区段1405的一端的铁磁屏蔽体1404和初级线圈 1402的简化横截面图示。

如图14D所示，铁磁屏蔽体1404可以是包括用于覆盖初级线圈1402 的两个侧表面的后壁1440和内侧壁1442的单体结构。具体地讲，后壁 1440可覆盖初级线圈1402的后表面1441，并且内侧壁1442可覆盖初级线 圈1402的内表面1443。初级线圈1402的两侧可不被铁磁屏蔽体1404覆 盖，但是内侧壁1442可朝发射器线圈(未示出)延伸远离后壁1440以改 善初级线圈1402和发射器线圈之间的磁场的传播。如本文参考图14B和图 14C所讨论的，外边缘1426可包括与初级线圈1402的直区段1405的最右 边缘共面的平坦边缘1452。因此，如图14D所示，平坦边缘1452可与初 级线圈1402的直区段1405的最右边缘1462共面。参考图14E，当您朝直 区段1405的端部(即，弯曲边缘1458的开端)移动时，弯曲边缘1458逐 渐延伸远离初级线圈1402的边缘1464，从而产生悬垂1466。应当理解， 图14D和图14E中示出的横截面可存在于接收器系统1400周围的其他点 中，如本领域的技术人员可参考图14B至图14E推论的那样。平坦边缘 1450、1452和1411全部都可以是后壁1440的一部分。

图15是根据本公开的一些实施方案的无线充电接收器系统1400的分 解视图图示1500。无线充电接收器系统1400可包括附接到铁磁屏蔽体 1404的初级线圈1402。初级线圈1402可以是由绞线(诸如绞合铜线)形 成的大体上椭圆形的线圈，并且包括直区段1403和直区段1405以及位于 直区段1403和直区段1405之间的弯曲区段1407和弯曲区段1409。粘合剂 层1502可位于初级线圈1402和铁磁屏蔽体1404之间以将初级线圈1402 附接到铁磁屏蔽体1404。在一些实施方案中，粘合剂层1502直接位于初级 线圈1402的顶表面和铁磁屏蔽体1404的一部分(即，后壁1440)之间。 粘合剂层1502可像初级线圈1402一样形状大体上是椭圆形的，并且仅沿 其中定位铁磁屏蔽体1404的初级线圈1402的顶表面的一部分延伸。也就 是说，粘合剂层1502可抵靠小于初级线圈1402的顶表面的整个圆周定 位。粘合剂层1502可由任何合适的粘合剂材料诸如热熔胶形成。

次级线圈1406可缠绕在铁磁屏蔽体1404和初级线圈1402的一部分周 围。在一些实施方案中，次级线圈1406由绞合线圈诸如绞合铜线形成。铁 磁屏蔽体1404的后壁1440未被次级线圈1406覆盖的部分可附接到一对铁 氧体片1504，该对铁氧体片可以是由与形成铁磁屏蔽体1404的铁磁材料不 同的铁磁材料形成的铁磁结构。例如，铁氧体片1504可由EMFS-C形成， 而铁磁屏蔽体1404由Mn-Zn形成。利用铁氧体片1504可增大铁磁结构的 磁导率，并且因此提高铁磁屏蔽体1404重定向通过次级线圈1406的磁场 的能力。在一些实施方案中，接收器系统1400还可包括附接到初级线圈 1402的底表面的垫片1506。垫片1506仅可沿其中未定位次级线圈1406的 初级线圈1402的底表面的一部分延伸。垫片1506可为初级线圈1402提供 结构支撑，并且因此可由任何合适的刚性且非导电的材料形成。

1.具有由缠绕在初级线圈的一部分周围的线圈形成的次级接收元件的便携式电 子设备的构造

如本文提及的，初级和次级接收器元件的尺寸和形状可影响便携式电 子设备中的其他电子部件的可用空间量，同时还使得便携式设备能够实现 紧凑尺寸和高功能性。如通过本文的公开内容可以理解的，接收器元件的 尺寸和形状可通过平衡接收器元件的性能与便携式电子设备中的其他电子 部件的性能之间的折衷来确定。

a)顶部外壳部分

图16示出了根据本公开的一些实施方案的示例性便携式电子设备 1600的分解视图。便携式电子设备1600可包括可配合以限定内腔的顶部外 壳部分1602和底部外壳部分1604。密封部件1603可位于在顶部外壳部分 1602和底部外壳部分1604之间的界面处以将内腔密封与外部环境隔开。密 封部件1603可以是可不透气地密封两个结构之间的界面的任何合适的部 件，诸如由硅树脂形成的O形环。顶部外壳部分1602可包括设备机架1606和透明面板1608。透明面板1608是用于显示器的保护性光学透明结 构，使得用户可通过透明面板1608查看显示器，同时透明面板1608保护 显示器免受损坏。顶部外壳部分1602可包括一个或多个用户界面部件，诸 如刻度盘1610、麦克风1612、电源按钮1614和任何其他合适的用户界面 部件。便携式电子设备1600的内部部件的紧凑尺寸和独特布置可使得麦克 风1612能够位于设备机架1606与刻度盘1610相同的一侧上。

在一些实施方案中，刻度盘1610可以是可用作用于执行EKG感测的 接触的触敏刻度盘。刻度盘1610可包括当被联接在一起时形成从刻度盘 1610的外表面到内部触摸部件的导电路径的各种部件，本文将参考图35和 图36进一步讨论该导电路径。便携式电子设备1600还可包括容纳在内腔 内的系统级封装(SIP)1616。SIP 1616可以是封闭在单个模块中的许多集成 电路(IC)，其可操作以执行便携式电子设备1600的若干功能。SIP 1616中 的每个IC都可执行一个或多个不同功能，诸如执行心率监测、操作触摸屏 显示器、通过一个或多个扬声器输出声音、处理由麦克风1612接收的声 音、管理无线电力传输等。

便携式电子设备1600还可包括对准模块1632和传感器模块1636。传 感器模块1636可以是容纳和操作用于执行一个或多个功能的一个或多个传 感器的电子部件。例如，传感器模块1636可以是电路板(例如，印刷电路 板(PCB))，其具有用于感测心率等的一个或多个传感器。传感器模块 1636可经由可由PSA形成的粘合剂层1647附接到底部外壳部分1604的表 面。

b)对准模块

对准模块1632可设置在SIP 1616和传感器模块1636之间，如图16所 示。对准模块1632可包括永磁体1642和位于磁体1642上方的DC屏蔽体 1638，其经由磁体粘合剂1640联接在一起。磁体1642可被设计为吸引无 线充电设备(诸如图3A中的无线充电设备300)中的另一对准磁体，以与 该无线充电设备对准。DC屏蔽体1638可以定位在对准模块1632上方，以 防止由对准模块1632生成的磁场暴露于便携式电子设备1600内的其他电 子部件，诸如SIP 1616。对准模块1632还可包括用于将对准模块1632联 接到传感器模块1636的模块粘合剂层1644。在一些实施方案中，模块粘合 剂层1644可由多个部分形成，如在图17中更好地示出那样。

图17是根据本公开的一些实施方案的对准模块1632的仰视视图图 示。如图17所示，模块粘合剂层1644可由横向定位在第二粘合剂1704a和 第三粘合剂1704b之间的第一粘合剂1702形成。第一、第二和第三粘合剂 1702、1704a和1704b全部都可粘附到永磁体1642的底表面并且跨其整个 长度延伸。第一粘合剂1702可由与用于形成第二和第三粘合剂1704a-b的 材料不同的材料形成。例如，第一粘合剂1702可由热熔胶形成，而第二和 第三粘合剂1704a-b由PSA形成。

如图17中进一步所示，永磁体1642的顶部边缘1706可与DC屏蔽体 1638的顶部边缘1708共面，而DC屏蔽体1638的其他边缘从磁体1642的 对应边缘悬垂。使顶部边缘1706和顶部边缘1708共面可使得能够为传感 器模块1636上的其他部件(诸如，如图18所示的用于与柔性电路联接的 连接器)提供更多空间，从而使得更多部件能够被组装在便携式电子设备 内并且有助于减小其整体尺寸。

c)无线充电接收器系统

再次参考图16，根据本公开的一些实施方案，便携式电子设备1600 可包括由具有初级接收元件和次级接收元件的单个结构形成的无线充电接 收器系统1618。初级接收元件可包括初级线圈和铁磁结构，并且次级接收 元件可包括缠绕在初级接收元件的一部分周围的次级线圈。本文参考图 14A至图14E和图15更好地讨论接收器系统1618的特定构造。便携式电 子设备1600还可包括设置在接收器系统1618与底部外壳部分1604之间的 电磁屏蔽体1624。电磁屏蔽体1624可拦截在无线电力传输期间生成的电 场，并将累积的电压从电场放电至地面。电磁屏蔽体1624和接收器系统 1618可通过粘合剂层1649附接到底部外壳部分1604，该粘合剂层可由任 何合适的粘合剂诸如PSA形成。在一些实施方案中，无线充电接收器系统 1618可从无线充电设备(例如，图3A和图3B中的设备300或设备310) 中的一个或多个发射器线圈生成的时变磁场接收无线电力。具体地讲，由 图3A中的发射器线圈302生成的时变磁通量可以第一频率传播通过底部外 壳部分1604并且与无线充电接收器系统1618的初级线圈(例如，图12中 的初级线圈1202或图14中的初级线圈1402)相互作用，该初级线圈可特 别地调谐用于以第一频率操作并接收在竖直方向上传播的场。此外，由图3B中的发射器线圈312-1生成的时变磁通量可以第二频率传播通过底部外 壳部分1604并且与无线充电接收器系统1618的次级线圈(例如，图12中 的次级线圈1206或图14中的次级线圈1406)相互作用，该初级线圈可特 别地调谐用于以第二频率操作并接收在水平方向上传播的场。

d)天线

便携式电子设备1600可被配置为执行通过无线电波(例如，LTE、 GSM、CDMA等)的无线通信，而便携式电子设备1600的其他变型可被 配置为不具有该功能。为了启用无线通信功能，便携式电子设备1600可在 内腔内和在SIP 1616下方包括天线1629，如图16所示。天线1629可包括 开口1630，便携式电子设备1600的一个或多个其他电子部件可位于该开口 内。例如，无线充电接收器系统1618和对准模块1634可设置在开口1630 内。天线1629可以是被配置为通过无线电波接收和/或发送数据的结构，如 本文参考图18进一步讨论的。

图18是根据本公开的一些实施方案的包括天线1629的天线系统1800 的分解视图。除了天线1629之外，天线系统1800还可包括用于将天线 1629联接到控制器(诸如图1中的通信系统108中的处理器)的天线互连 结构1801和用于将天线1629附接到底部外壳部分1604的粘合剂层1803。 互连结构1801可由任何合适的柔性互连结构诸如柔性印刷PCB形成，并且 粘合剂层1803可由任何合适的粘合剂材料诸如PSA形成。

如图18中进一步所示，天线1629可由天线元件1802和附接到天线元 件1802的底表面的导电天线主体1804形成。天线元件1802可以是为导电 天线主体1804提供结构支撑的非导电结构，该导电天线主体可由可发射和 接收无线电波的薄导电材料形成。天线元件1802可由任何合适的非导电材 料诸如玻璃填充的LCP树脂形成，并且导电天线主体1804可由任何合适的 导电材料诸如铜形成。在一些实施方案中，导电天线主体1804可经由一个或多个接地支架1805a-c接地。本文参考图20A至图20D进一步讨论接地 支架1805a-c的构造和功能的细节。天线元件1802还可包括在天线元件 1802的底部区域处的狭缝(未示出)和桥接由狭缝产生的间隙的一个或多 个电容器1813，如本文将进一步讨论的。

如图18所示，天线元件1802可包括顶层1806、底层1808和在顶层 1806与底层1808之间的台阶区域1810。顶层1806和底层1808可以是位 于不同的平行但不相交的平面中的大体上平面的结构，并且台阶区域1810 可以是在顶层1806与底层1808之间的竖直桥接部分。顶层1806、底层 1808和台阶区域1810可一起形成单体结构，该单体结构形成天线元件1802。在一些实施方案中，顶层1806可包括多个凹陷区域1807，可在其中 定位一个或多个泡沫垫。例如，泡沫垫1809可位于在天线元件1802的顶 部边缘附近的凹陷区域1811内。泡沫垫1809可向上压靠与开口1630内的 电子部件(未示出)联接的柔性PCB(未示出)。

在一些实施方案中，台阶区域1810产生开放空间，可在该开放空间内 定位便携式电子设备的其他电子部件(诸如图16中的无线充电接收器系统 1618、对准模块1634和传感器模块1636)的至少一些部分以最小化z高 度。当被定位在开放空间内时，无线充电接收器系统1618和对准模块1634 可与天线1629大体上共面。在某些实施方案中，天线元件1802的内边缘 1812可以是底层1808的一部分，其与接收器系统1618的外轮廓相符。因 此，内边缘1812可具有与无线充电接收器系统1618的外边缘相符的椭圆 形轮廓。在一些实施方案中，天线元件1802的外边缘1814可以是顶层 1806的一部分，其与底部外壳部分1604的内轮廓相符。因此，外边缘 1814可具有带有斜切拐角的大体上矩形的轮廓，如图18所示。虽然内边缘 1812具有椭圆形轮廓并且外边缘1814具有带有斜切边缘的矩形轮廓，但是 台阶区域1810可具有与内边缘1812和外边缘1814两者不同的轮廓，诸如 用于在天线1629与位于开口1630内的任何电子部件之间提供分离的大体 上圆形的轮廓。

如图18所示，导电天线主体1804可与天线元件1802的底表面相符， 并且因此还包括顶层1816、底层1818、台阶区域1820、内边缘1822和外 边缘1824，它们在结构上大体上类似于天线元件1802的对应部分。也就是 说，顶层1816可位于顶层1806下方，底层1818可位于底层1808下方， 台阶区域1820可位于台阶区域1810旁边，内边缘1822可具有与无线充电接收器系统1618的外边缘相符的椭圆形轮廓，并且外边缘1824可具有带 有斜切拐角的大体上矩形的轮廓。

在一些实施方案中，导电天线主体1804可包括狭缝1825，该狭缝切 穿导电天线主体1804的一部分以将该部分分成两部分：第一部分1827和 第二部分1829。即使该部分被分成第一部分1827和第二部分1829，导电 天线主体1804仍然可以是具有不连续椭圆形结构的单个单体结构，而不是 在其中狭缝1825不存在的情况下的连续椭圆形结构。在一些实施方案中， 设置在天线元件1802的顶层1806上的电容器1813可延伸穿过顶层1806 并跨狭缝1825桥接以将导电天线主体1704的两个部分电耦合在一起。电 容器1813的电容可被配置为使得导电天线主体1804能够在天线的工作频 率下电力地表现为单个连续主体，但是在接收器系统的工作频率(其可不 同于天线的工作频率)下表现为电力地断开。在此类实施方案中，电容器 可被配置为当导电天线主体1704暴露于第一频率下的电信号时将第一部分 1827和第二部分1829电耦合在一起，并且当导电天线主体1704暴露于不 同于第一频率的第二频率下的时变磁场时将第一部分1827和第二部分1829 电力地断开以最小化导电天线主体1704中的涡电流的生成。在没有狭缝 1825的情况下，可在导电天线主体1804中生成大的涡电流并且其产生可负 面影响接收器系统1618的电力传输效率的热。那样，天线1629和接收器 系统1618两者都可共存而不显著地影响彼此的性能。

应当理解，接收器系统的较大线圈和铁磁结构可提高便携式电子设备 接收电荷的效率，如本文相对于图12A至图12E所提及的。然而，增大这 些结构的尺寸减少用于天线的空间量，从而负面影响天线的性能。因此， 由于天线1629与接收器系统1618彼此紧密接近，因此它们之间可存在相 对于部件尺寸的利益冲突。因此，可优化接收器系统和天线的结构以实现 天线操作和充电效率两者的可接受水平。本文参考图19进一步讨论这种关 系的细节。

图19是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备1600的部分组 装部分的俯视图示。具体地讲，图19示出了包括接收器系统1618、天线 1629和底部外壳部分1604的设备1600的一部分。接收器系统1618被示出 位于天线1629的开口(未示出，因为其被接收器系统1618占据)内，其 两者都被组装到底部外壳部分1604中。可调整天线1629(并且因此调整导 电天线主体1804)的表面积以实现一定程度的天线性能。例如，较大的表 面积可提高天线1629的信号接收和发射性能。这样，接收器系统1618可 包括平坦的外侧边缘，例如本文参考图14讨论的平坦的外侧边缘1450和 外侧边缘1452，使得天线1629可具有更大的表面积。导电天线主体1804 的结构可被配置为通过装配在接收器系统1618与底部外壳部分1604之间 的可用空间中来最大化其间提供的空间的使用。

在一些实施方案中，天线1629的天线元件(例如，天线元件1802) 可包括多个凹陷区域，例如凹陷区域1807。这些凹陷区域可以是其中可定 位部件的区域。例如，多个泡沫结构1906可位于凹陷区域内以保护天线 1629免受物理损坏。此外，一个或多个电子部件1908可位于凹陷区域内。 电子部件1908可被配置为操作天线1629，并且经由互连1910联接到可以 是柔性电路的通信系统。利用由凹陷区域提供的空间最大化便携式电子设 备内的有限空间的使用，而不必增大便携式电子设备的尺寸。

如本文所简要讨论的，天线1629可具有狭缝1902，该狭缝从天线 1629的内径延伸到外径并穿过导电天线主体1804，使得导电天线主体1804 的底部部分在纵向上被分成两半。接收器系统1618的次级线圈可重叠狭缝 1902的至少一部分。当接收器系统1618(更具体地讲是接收器系统161的 次级线圈)工作时，分离天线1629的连续性可最小化涡电流生成，从而最 小化可负面影响接收器系统1618的性能的过度发热。然而，分离天线1629 的连续性会妨碍天线1629的性能。因此，在一些实施方案中，可在天线 1629中实现一个或多个电容器1813以电力地桥接天线1629的底部部分的 两半。可调整电容器1813的电容，使得天线1629在天线1629的工作频率 下电力地表现为单个连续主体，但是在接收器系统1618的工作频率(其可 不同于天线1629的工作频率)下表现为被分离。那样，天线1629和接收 器系统1618两者都可共存而不显著地影响彼此的性能。

图19中显而易见的是，无线充电接收器系统1618的底部边缘可与天 线1629的台阶区域分开距离1904。因为接收器系统1618的次级线圈和天 线1629的导电天线主体两者都由导电材料形成，所以这两个部件在其互相 更接近的情况下会干扰彼此的性能。因此，较大的距离1904可提高这两个 部件之间的电隔离，并且有助于确保这两个部件正常工作。在一些实施方 案中，接收器系统1618的平坦底部边缘(例如，通过在铁磁屏蔽体1404 的平坦外底部边缘1411周围缠绕而产生的次级线圈1406的平坦底表面， 如本文参考图14所讨论的)可增大距离1904，从而提高接收器系统1618 与天线1629之间的电隔离。

根据本公开的一些实施方案，天线1629可经由任何一个或多个接地支 架1805a-c接地。再次简要参考图18，每个接地支架1805a-c都可以是由锚 1815、界面1817和将锚1815联接到界面1817的连接部分1819形成的单 体结构。锚1815可包括洞，一个或多个机械紧固件(例如，螺栓、螺钉 等)可隧穿通过该洞以将接地支架1805a夹固到底部外壳部分1604。当被 夹固时，锚1815可联接到图16中的SIP 1616和顶部外壳部分1602，使得 在其中由顶部外壳部分1602和底部外壳部分1604形成地面的实施方案 中，任何接触界面1817的设备(诸如天线1629)都可接地。可参考图20A 至图20D获得对锚1815如何联接到顶部外壳部分1602和底部外壳部分 1604的更好理解。

图20A至图20D是根据本公开的一些实施方案的接地支架(例如，接 地支架1805a-c中的任一者)的各种俯视图和横截面视图。具体地讲，图 20A是抵靠底部外壳1604放置的接地支架1805b的锚2004的特写俯视图 2000，图20B是将顶部外壳部分1602紧固到底部外壳部分1604同时抵靠 接地支架1805b的锚2004和SIP 1616向下夹固的螺栓2012的俯视图2001，图20C是跨锚2004以示出锚2004如何联接到顶部外壳部分1602的 横截面视图2002，并且图20D是跨锚2004以示出锚2004如何联接到底部 外壳部分1604和SIP 1616的横截面视图2003。应当理解，参考图20A至 图20D中的接地支架1805b的公开内容可适用于所有其他接地支架— 1805a和1508c。

如图20A所示，锚2004可以是导电板，其包括洞2006和多个浅凹， 所述多个浅凹包括外壳浅凹2008和两个SIP浅凹2010a-b。洞2006可以是 空的空间，螺栓2012可螺旋通过该空的空间以将顶部外壳部分1602和SIP 1616紧固到底部外壳部分1604，如图20B所示，同时抵靠接地支架1805b 的锚2004向下夹固。每个浅凹都可以是锚2004的一部分的偏转，该锚具 有形成用于与其他结构接触的顶的拱形结构(参见图18中的接地支架 1805b以获得更好的视角)。例如，如图20C所示，外壳浅凹2008可具有 与顶部外壳部分1602接触的顶；并且如图20D所示，SIP浅凹2010a-b可 具有与SIP 1616和底部外壳部分1604接触的相应顶。因此，锚2004可以 是同时接触多个在物理上不同的结构(即，顶部外壳部分1602、底部外壳部分1604和SIP 1616)的单个结构。此外，通过设计浅凹2008和浅凹 2010a-b，接地支架1805b的锚2004可经由离散的接触位置而不是跨锚 2004的整个表面积的宽阔的界面表面来接触结构。锚2004的浅凹2008和 浅凹2010a-b在设计/可制造性方面较为简单，并且由于浅凹2008和浅凹2010a-b的弯曲结构，因此可通过对顶部外壳部分1602和底部外壳部分1604以及SIP 1616施加恒定的接触压力使得接地支架1805能够提供与顶部 外壳部分1602和SIP 1616的更稳健和可靠的连接。

e)间隔部和无线充电接收器系统

在一些实施方案中，便携式电子设备可具有不同的架构配置。例如， 再次参考图16，可改变便携式电子设备1600的一个或多个部件以提供不同 的功能。在一个实例中，可用间隔部1646替换天线1629，并且可用不同的 接收器系统1648替换接收器系统1618，使得便携式电子设备1600不能够 执行通过无线电波的无线电通信，但是可具有略微提高的感应电力传输效 应。间隔部1646可具有大体上类似于天线1629的构造的构造，除了间隔 部1646可不包括导电主体或接地支架，并且间隔部1646的内边缘1650形 状可以不是椭圆形的。相反，间隔部1646可完全由绝缘材料诸如PSA形 成，并且内边缘1650可具有与接收器系统1648的外轮廓相符的大体上圆 形的轮廓，该接收器系统可根据本文参考图12A至图12E讨论的接收器系 统1200来配置。在一些实施方案中，间隔部1646和接收器系统1648两者都在便携式电子设备1600中实现，而不是仅有其一，不见其二。

图21是根据本公开的一些实施方案的包括间隔部1646和接收器系统 1648的部分组装的便携式电子设备2100的透视图。类似于图16中的天线 1629，间隔部1646的结构可被配置为通过装配在接收器系统1648与底部 外壳部分1604之间的可用空间中来最大化其间提供的空间的使用。因此， 间隔部1646可具有与底部外壳1604的内边缘相符的外边缘2102，以及与 接收器系统1648的外圆形轮廓相符的内边缘1650。这样，内边缘1650和 台阶区域2108两者都可具有圆形轮廓，而不是仅将台阶区域2108配置为 具有如本文参考图18和图19所讨论的圆形轮廓。在一些实施方案中，间 隔部1646可包括顶层2104、底层2106和联接在顶层2104与底层2106之 间的台阶区域2108。如图21中可以看出，间隔部1646还可包括多个凹陷 区域2110，其中一些凹陷区域填充有泡沫结构2112。与天线1629的相应 部件对应的间隔部1646的部件在构造和材料上可大体上类似，并且因此此 类部件的细节可在参考图18和图19的公开内容中引用。

根据本公开的一些实施方案，与包括非导电元件和附接到该元件的导 电主体的天线1629不同，间隔部1646可完全由非导电材料形成并且可不 包括附接到其上的导电主体。因此，间隔部1646可被配置为占据底部外壳 1604与接收器系统1618之间的空间，以将接收器系统1618限制在便携式 电子设备内的位置并且有助于将接收器系统1618保持在适当位置。通过当 便携式电子设备未被配置为需要天线来执行通过无线电波的无线通信时使 用间隔部1646，便携式电子设备的架构将不需要被完全改变，从而节省制 造时间和成本，因为绝大多数的其他电子部件(例如，接收器系统1618之 外的那些部件)的配置可在不对其结构/尺寸进行修改的情况下用于这两种 实施方案。

f)底部外壳部分

如本文参考图16所简要提及的，底部外壳部分可与顶部外壳部分配合 以形成内腔，可在该内腔内定位电子部件。底部外壳部分可包括窗口，可 通过该窗口发射一个或多个电信号以启用便携式电子设备的某些功能。可 参考图22获得对底部外壳部分的构造的更好理解。

图22是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备(例如，图16 中的便携式电子设备1600)的底部外壳部分1604的分解视图2200。底部 外壳部分1604还可包括位于结构主体2202的拐角处的多个紧固机构 2212。紧固机构2212可使得螺栓能够将顶部外壳部分(例如，图16中的 顶部外壳部分1602)固定到底部外壳部分1604。紧固机构可以是具有滑入底部结构主体2202内的对应底切区域中的凸缘的T形螺母。底切区域使得 T形螺母能够在没有粘合材料的情况下将顶部外壳部分1602固定到底部外 壳部分1604，同时提供大体上防止两个壳体分离的机械互锁机构。

在一些实施方案中，底部外壳部分1604可包括结构主体2202和经由 粘合剂层2206联接到底部外壳部分1604的底部的窗口2204。结构主体 2202可由具有绝缘电属性的刚性材料(诸如由黑色氧化锆形成的晶体结 构)形成。结构主体2202可包括在其中心处的圆形开口2203，可在该圆形 开口中定位一个或多个电气设备。在一些实施方案中，窗口2204是圆形的 穹顶形结构，其粘附到底部外壳部分1604的底部，使得窗口2204的圆形 边缘沿开口2203的圆形边缘粘附。窗口2204可由任何合适的透明且耐用 的材料诸如蓝宝石晶体形成。一个或多个部件诸如菲涅耳透镜2208和轮 2210可粘附到窗口2204，用于启用便携式电子设备内的一个或多个传感器 部件的功能，所述一个或多个传感器部件诸如为图16中的传感器模块 1636，在图23中更好地示出了该传感器模块的布置。

图23是示出根据本公开的一些实施方案的安装在底部外壳部分1604 上的传感器模块1636的透视图的简化图。传感器模块1636可安装在底部 外壳部分1604的中心并且抵靠窗口2204，使得其传感器也位于底部外壳部 分1604的中心处。在一些情况下，包括薄铂层的心率传感器(例如，图11 中的心率传感器1102)可位于底部外壳部分1604的中心处。传感器模块 1636的传感器可通过窗口2204执行感测。在一些实施方案中，紧固机构 2212可位于底部外壳部分1604的每个拐角处以将底部外壳部分1604与顶 部外壳部分1602紧固在一起。

图24示出了根据本公开的一些实施方案的底部外壳部分1604的底部 透视图。底部外壳部分1604可包括提供通道的窗口2204，可由耦接到传感 器模块1636的传感器通过该通道监测外部环境的一个或多个参数。此外， 底部外壳部分1604可包括用于与外表面诸如用户的手腕或手臂接触的一个 或多个接触部。例如，底部外壳部分1604可包括第一外部接触部2402和 第二外部接触部2404。根据本公开的一些实施方案，第一外部接触部2402和第二外部接触部2404可用于执行对用户心脏的EKG感测。可通过形成 通过外部结构诸如用户的身体的闭环电路来执行这种感测。例如，当用户 触摸刻度盘诸如图16中的刻度盘1610时，可形成闭环电路。闭环电路可 开始于便携式电子设备1600处，然后通过第一外部接触部2402和第二外 部接触部2404中的至少一者继续进入用户的手臂。当用户触摸刻度盘1610 时，电路可流动通过用户的身体并从另一手臂上的手指流出到刻度盘1610 中。通过形成该闭环电路，便携式电子设备1600中的一个或多个处理设备 可执行对用户的身体的EKG测量功能。在一些实施方案中，第一外部接触 部2402用于接地参考以最小化噪声，并且第二外部接触部2404用作用于 通过用户的身体发送信号的接触部。

2.具有由缠绕在初级线圈的一部分周围的线圈形成的次级接收元件的便携式电 子设备的组装底部外壳部分

图25A至图25B是根据本公开的一些实施方案的便携式电子设备的组 装部分的横截面视图图示，以示出便携式电子设备内的部件之间的位置关 系。具体地讲，图25A是图19中所示的组装部分的跨水平切割线的横截面 视图图示2500，并且图25B是图19中所示的组装部分的跨垂直切割线的 横截面视图图示2501。为便于讨论，组装部分不包括大部分顶部外壳部分 1602。

如图25A中的水平横截面视图所示，顶部外壳部分1602和底部外壳部 分1604可配合以形成内腔，可在该内腔内容纳多个内部部件。在一些实施 方案中，SIP 1616可位于底部外壳部分1604的顶部附近并且位于底部外壳 部分1604内的多个其他内部部件上方，所述多个其他内部部件诸如为接收 器系统1618、天线1629、传感器模块1636和对准模块1634。接收器系统 1618可位于天线1629的开口1630内；并且，接收器系统1618可被定位成与天线1629共面，意味着接收器系统1618可沿天线1629定位其中的同一 水平面定位。在一些实施方案中，传感器模块1636可安装在窗口2204的 内表面上并且位于接收器系统1618的内径内。传感器模块1636可以包括 薄心率传感器2502和用于执行感测功能的一个或多个光电二极管2504。对 准模块1634可联接到传感器模块1636的顶表面，并且还可以位于接收器 系统1618的内径内。DC屏蔽体1638可从磁体1642的侧边缘悬垂。

根据本公开的一些实施方案，接收器系统1618、传感器模块1636和 对准模块1634全部都位于天线1629的开口1630内。尽管在图25A中未示 出，但是导电天线主体1108可设置在天线元件1802的底表面上。如图 25A所示，天线1629可竖直地位于底部外壳部分1604和窗口2204的一部 分上方。具体地讲，顶层1806可竖直地位于底部外壳部分1604的一部分上方，底层1808可竖直地位于窗口2204的一部分上方，并且台阶区域 1810可横向地位于底部外壳部分1604和窗口2204两者旁边。通过将天线 1629配置为在底部外壳部分1604和窗口2204两者的部分上方延伸，在给 定便携式电子设备内的有限空间量的情况下，天线1629的尺寸可被最大 化，从而改善天线1629的可操作性。

如其中设备的顶部在右侧而设备的底部在左侧的图25B中的垂直横截 面视图所示，铁磁屏蔽体1404可定位在初级线圈1402的靠近设备底部的 部分上方，而铁磁屏蔽体1404不定位在初级线圈1402的靠近设备顶部的 部分上方，如本文参考图14A至图14E所讨论的。此外，次级线圈1406也 可定位在设备的底部附近而非设备的顶部，并且缠绕在铁磁屏蔽体1404和 初级线圈1402两者的部分上。与天线1629的左右部分不同，天线1629的 至少一些顶部部分和底部部分可不具有底层和/或台阶区域，如图25B所 示。不具有底层和/或台阶区域在天线1629和接收器系统1618之间提供更 大的电隔离。如图25A中进一步所示，电容器1813可设置在天线1629的 顶层1806的凹陷区域中，使得电容器1813基本上不会增加设备的z高度。

IV.用于便携式电子设备的窗口的涂层

在一些实施方案中，后部外壳的窗口可包括多个涂覆层，所述多个涂 覆层包括对红外(IR)辐射透明或不透明的油墨层，以使传感器设备能够测量 外部环境。图26A至图26D和图27A至图27H示出了根据本公开的一些实 施方案的窗口的不同涂层配置。具体地讲，图26A至图26D是一系列图 示，示出了窗口2204的内表面可如何在第一配置中涂覆有不同的层，并且 图27A至图27H是一系列图示，示出了窗口2204的内表面可如何在第二配 置中涂覆有不同的层。当组合为多层涂层时，不同层可阻挡窗口2204的特 定区域中的IR辐射，同时使IR辐射能够在窗口的其他区域中传播，以启 用便携式电子设备1600的一个或多个传感器的操作同时最小化来自底部外 壳部分1604的IR辐射泄漏以及来自外部环境的测量噪声。

参考示出了在窗口2204上的油墨涂层的第一配置的图26A，IR不透明 层2602和2604可涂覆在窗口2204的选定区域上。IR不透明层2602和 2604可由IR不透明油墨形成，其可基本上抵抗IR辐射的透射，使得IR辐 射基本上不透射穿过IR不透明油墨。IR不透明层2602可位于窗口2204的 外部区域，并且IR不透明层2604可位于窗口2204的内部区域，如图26A 所示。IR不透明层2602和2604两者在维度上都可以是环形的并且间隔开 地定位，使得第一未涂覆区域2606不被IR不透明层2602和2604覆盖。 此外，IR不透明层2604可以是环形的，使得位于窗口2204的中心的第二 未涂覆区域2608也不被IR不透明层2602和2604覆盖。

在一些实施方案中，IR透明层2612可涂覆在第一未涂覆区域2606的 表面上。IR透明层2612可由IR透明油墨形成，其可基本上允许IR辐射的 透射，使得IR辐射可透射穿过IR透明油墨而不受显著抵抗。IR透明层 2612可被布置成使得一个或多个开口2614保留在IR透明层2612中。一个 或多个开口2614可以是窗口2204未被IR透明层2612覆盖的区域，使得便携式电子设备1600内的一个或多个传感器可通过窗口2204接收输入信 号或发送输出信号。在一些实施方案中，IR透明层2612可在IR透明层2612与IR不透明层2602和2604相遇的区域处与IR不透明层2602和2604 的一部分略微重叠，以确保在IR透明层2612与IR不透明层2602和2604 之间的界面处完全覆盖窗口2204。

一旦将IR不透明层和IR透明层涂覆在窗口2204上，接触层就可涂覆 在IR不透明层2602的部分上，如图26C所示。在一些实施方案中，接触 层包括第一接触部2622和第二接触部2624。第一接触部2622和第二接触 部2624都可位于窗口2204的极外边缘，并且可通过间隙2630a和2630b电 隔离。第一接触部2622和第二接触部2624可缠绕在窗口2204的外边缘 上，使得第一接触部2622和第二接触部2624也存在于窗口2204的外表面 上(参见图24，由外部接触部2402和2404示出)。接触垫2626和2628 可以分别是第一接触部2622和第二接触部2624的延伸部，其提供接触表 面，传感器设备可与该接触表面接触以接收来自第一接触部2622和第二接 触部2624的输入信号。接触层可以是合适的导电材料薄层，诸如由AlTiN 或CrSiCN形成的金属合金。

如图26D所示，可在IR不透明涂层和IR透明涂层上涂覆一个或多个 粘合剂层。例如，第一粘合剂层2632可涂覆在IR不透明层2604上，并且 第二粘合剂层2634可涂覆在IR透明层2612上。第一粘合剂层2632和第 二粘合剂层2634可将一个或多个传感器部件(诸如传感器模块1636)固定 到窗口2204。在一些实施方案中，第一粘合剂层2632和第二粘合剂层2634可由用于将两个结构附接在一起的任何合适的材料形成，诸如压敏粘 合剂(PSA)。

现在参考示出了在窗口2204上的油墨涂层的第二配置的图27A，外部 接触层可直接涂覆在窗口2204的外表面上。接触层可包括第一外部接触部 2702和第二外部接触部2704，其由间隙2706a和2706b电气地和物理地分 隔开。在一些实施方案中，外部接触部2702和2704是导电油墨层，其仅 涂覆在窗口2204的外表面和窗口2204的外边缘上，并且不延伸到窗口 2204的内表面。

在一些实施方案中，IR透明层2708可涂覆在窗口2204的与外表面相 对的内表面上，如图27B所示。IR透明层2708可由IR透明油墨形成，其 可基本上允许IR辐射的透射，使得IR辐射可透射穿过IR透明油墨而不受 显著抵抗。IR透明层2708可具有环形轮廓并且被布置成包括一个或多个开 口2710。开口2710可以是窗口2204未被IR透明层2708覆盖的区域，使 得便携式电子设备1600内的传感器模块1636的一个或多个传感器可通过 窗口2204接收输入信号或发送输出信号。IR透明层2708的直径可小于窗 口2204的直径并且以该窗口为中心，使得IR透明层2708的位置导致第一 未覆盖区域2709围绕IR透明层2708的外径并且第二未覆盖区域2711在 IR透明层2708的内径内。

如图27C所示，然后可在窗口2204的选定区域上涂覆包括第一部分 2712和第二部分2714的IR不透明层。第一部分2712可涂覆在第一未覆盖 区域2709上，使得其围绕IR透明层2708的外径；并且第二部分2714可 涂覆在IR透明层2708的内径内的第二未覆盖区域2711上。第一部分2712 和第二部分2714都可具有如图27C所示的环形轮廓。第一部分2712可邻 接IR透明层2708的外径并且远离窗口2204的外边缘定位，使得窗口2204 的未覆盖区域2720存在于窗口2204的外边缘附近。第二部分2714可邻接 IR透明层2708的内径并且远离窗口2204的中心定位，使得未覆盖区域 2722存在于窗口2204的中心。在一些实施方案中，第一部分2712包括断 续覆盖区域2716，其由同心的IR不透明环和窗口2204的未覆盖表面的交 替图案形成，如图27C所示。断续覆盖区域2716可邻接IR透明层2708。 如图27C中进一步所示，IR不透明层还可包括位于窗口2204的内表面上的 IR不透明贴片2718和2719，其直接跨过位于窗口2204的外表面上的间隙 2706a至2706b。在一些实施方案中，窗口2204的一些部分可在IR不透明 贴片2718和2719旁边的区域2717a至2717b处暴露。IR不透明层可由IR 不透明油墨形成，其可基本上抵抗IR辐射的透射，使得IR辐射基本上不 透射穿过IR不透明油墨。

一旦形成IR不透明层，就可在断续区域2716中的窗口2204的未覆盖 表面上形成填充物层2724。填充物层2724可以是由具有颜料的材料形成的 化妆品层，该颜料比IR不透明层的第一部分2712的颜料(诸如灰色高亮 油墨)浅。应当理解，可使用任何合适的化妆品油墨来形成填充物层 2724，诸如具有比IR不透明层的第一部分2712的颜料更深的颜料的材 料。然后，如图27E所示，可在断续区域2716上形成封装层2726，以覆盖 填充物层2724的暴露表面，从而在断续区域2716上提供抗IR功能。封装 层2726可由与IR不透明层相同的材料形成。

在一些实施方案中，然后可在IR不透明贴片2718和2719旁边的暴露 区域2717a至2717b上方形成IR透明贴片2728a至2728b，如图27F所 示；然后，可将接触延伸部2732和2734图案化到窗口2204的内表面上， 如图27G所示。接触延伸部2732和2734可从窗口2204的外边缘朝向窗口 2204的中心延伸并且覆盖封装层2726的一部分。然后，如图27H所示，可在相应的接触延伸部2732和2734的部分上图案化接触垫2736和2738。 例如，可在接触延伸部2732的一部分上图案化接触垫2736，使得其覆盖最 接近窗口2204的中心的接触延伸部2732的端部，并且同样地适用于接触 垫2736相对于接触延伸部2734。接触垫2736和2738可提供接触表面，一 个或多个电子部件(诸如传感器模块1636中的一个或多个感测部件)可与 该接触表面耦接。接触垫2736和2738可经由接触延伸部2732和2734与 图27A中所示的外部接触部2702和2704电耦接。因此，通过耦接到接触 垫2736和2738，所述一个或多个感测部件可利用外部接触部2702和2704 来感测外部环境。

虽然图27A至图27H中所示的各种层示出为彼此邻接，但是应当理 解，邻接层可彼此重叠以确保它们之间不存在间隙并且确保在界面处完全 覆盖窗口2204。参考图28A至图28C，可以更好的视角理解该概念。图 28A是在所有层已经被如图27H所示那样图案化以示出图28B至图28C中 的横截面视图的两条切割线之后的窗口2204的俯视图。具体地讲，图28B 是通过接触垫2738的窗口2204的横截面视图2800，并且图28C是通过不 透明贴片2718的窗口2204的横截面视图2801。

如图28B所示，窗口2204可具有内表面2802、外表面2804以及外边 缘2806，该内表面被配置为在组装时定位在便携式电子设备的内部，该外 表面被配置为在组装时定位在便携式电子设备的外部。具有开口2710的IR 透明层2708可直接在内表面2802上图案化，并且IR不透明层的第一部分 2712和第二部分2714可直接在内表面2802上图案化，同时在其内径和外 径处与IR透明层2708的顶表面的一部分重叠，所述重叠部分示出为图 28B中的IR透明层2708的左右边缘。填充物层2724可直接在内表面2802 上图案化，同时与IR不透明层的第一部分2712的断续覆盖区域2716的部 分重叠；并且封装层2726可在填充物层2724上方以及在与填充物层2724 邻接的第一部分2712的部分上图案化。如图28B中进一步所示，外部接触 部2704可在外表面2804上图案化并且在窗口2204的外边缘2806上方延 伸。边缘2806也可被接触延伸部2734覆盖，该接触延伸部可直接在窗口 2204上从边缘2806延伸，经过IR不透明层的第一部分2712的一部分，并 且在封装层2726上方终止。并且，接触垫2738可在接触延伸部2734的一 部分上图案化，使得接触垫7238覆盖接触延伸部2734的最接近窗口2204 的中心2808的部分。

参考图28C，切割线可直接在两个外部接触部2702和2704之间通 过，因此在横截面视图2801中看不到外部接触部，并且由于切割线没有穿 过接触垫，所以看不到接触延伸部2734和接触垫2738。然而，可以看到 IR不透明贴片2718和IR透明贴片2728a。如图所示，IR不透明贴片2718 可延伸到非常靠近(如果不是一直延伸到)窗口2204的边缘2806，并且在 其内径和外径处与IR不透明层的第一部分2712的顶表面的一部分重叠。 IR透明贴片2728a可直接在内表面2802上图案化，同时与IR不透明层的 第一部分2712的顶表面的一部分重叠。因此，如参考图28B和图28C可以 看出，在IR不透明油墨和IR透明油墨的相邻层之间可不存在间隙。

如图24中所提到的，第一外部接触部2402和第二外部接触部2404可 用作用于通过执行EKG感测功能的物理接触来感测外部表面(诸如用户的 手臂)的参数的接触部。为了使第一外部接触部2402和第二外部接触部 2404感测外部环境并将感测到的数据提供给便携式电子设备内的部件，第 一外部接触部2402和第二外部接触部2404可位于窗口2204的外表面上， 同时提供窗口2204的内表面上与传感器设备耦接的界面表面，如将在本文 中参考图29A至图34进一步讨论的。

图29A至图21示出了根据本公开的一些实施方案，跨越底部外壳部分 (例如，底部外壳部分1604)的外部接触部、窗口和结构主体的一部分的 横截面视图，以及底部外壳部分的外部区域的俯视图。图29A至图21示出 了接触部可延伸到窗口的外表面以感测外表面的参数的一些不同方式，同 时还提供了与便携式电子设备内部的传感器设备耦接的接触表面。

图29A示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置2900，其中外 部接触部2902缠绕在窗口2204的边缘2810上。如图所示，接触部2902 可具有定位在窗口2204的外表面2802、内表面2804和边缘2810上的部 分。因此，接触外表面2802上的外部接触部2902的外部表面可以产生可 通过与外部接触部2902在内表面2804上的区域接触来测量的信号。

图29B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置2901，其中接 触部2909耦接到通孔2910。接触部2909可以是设置在窗口2204的外表面 2802上的导电材料层。接触部2909可耦接到通孔2910，该通孔延伸穿过 窗口2204以将信号从接触部2909路由到内表面2804的区域。

图29C示出了根据本公开的一些实施方案的另一示例性配置2903，其 中接触部2912被配置为可将信号从外表面2914路由到接触部2912的内表 面2916的独立结构。接触部2912可直接附接到结构主体2202和窗口2204 两者，使得窗口2204与结构主体2202在结构上耦接。在一些实施方案 中，接触部2912的底表面可附接到结构主体2202，并且接触部2912的凸 部的顶表面可附接到窗口2204的底表面。接触部2912的结构允许与接触 部2912的外表面2914接触的外部表面产生可通过接触其内表面2916来测 量的信号。

图30示出了底部外壳部分3000的外部区域的俯视图，该底部外壳部 分具有被配置为图29A至图29C中讨论的接触部中的任一者的第一接触部 3002和第二接触部3004。如图所示，第一接触部3002和第二接触部3004 可位于窗口2204的每个外边缘处，使得它们邻接底部外壳部分3000的结 构主体2202。尽管图29A至图30中所述的实施方案示出了邻接结构主体 2202的第一接触部3002和第二接触部3004，但实施方案不限于此。在一 些实施方案中，中间结构可设置在第一接触部3002和第二接触部3004与 结构主体2202之间。

图31A示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置3100，其中中 间结构3102设置在通孔2910和结构主体2202之间。中间结构3102可允 许接触部2909和通孔2910定位成更远离结构主体2202，使得一个或多个 传感器可通过中间结构3102测量外部环境。接触部2909和通孔2910的细 节可参考关于图29B的公开内容。如本文参考图16所提及的，包括一个或 多个传感器的传感器模块1636可附接到窗口2204。因此，在一些实施方案 中，附加的透明结构(例如，平整插入件)可附接到窗口2204以将如图 31B所示的底部外壳部分的内表面平坦化。

图31B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置3101，其中窗 口2204的内表面包括平整插入件3104。平整插入件3104可具有用于与窗 口2204联接的弯曲顶表面，以及与弯曲顶表面相对的平坦底表面，传感器 模块(未示出)可附接到该平坦底表面上。在一些实施方案中，平整插入 件3104可以是类似于窗口2204的透明结构。

图32示出了底部外壳部分3200的外部区域的俯视图，该底部外壳部 分包括中间结构3102以及如图31A至图31B所示配置的第一接触部3202 和第二接触部3204。中间结构3102可以是位于第一接触部3202和第二接 触部3204与结构主体2202之间的环形结构，使得第一接触部3202和第二 接触部3204不与结构主体2202邻接。在一些实施方案中，中间结构3102 不必由像窗口2204那样的透明结构形成。相反，中间结构3102可由类似 于结构主体2202的非透明结构形成。

图33A示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置3300，其中中 间结构3302设置在窗口2204上的接触部2902和结构主体2202之间。接 触部2902的细节可参考关于图28B和图29A的公开内容。中间结构3302 可允许接触部2902定位成更远离结构主体2202。在一些实施方案中，中间 结构3302是附接到接触部2902和结构主体2202的单独结构。中间结构 3302可被设计为使窗口2204与接触部2902一起向外延伸得更远，从而可 在外部表面和接触部2902的外部表面之间形成更好的接触，并且使得外部 表面和结构主体2202之间的断续接触被最小化(这可能是期望的，因为当 外部表面与结构主体2202(即，底部外壳部分1604)接触时，可在系统的 接地中产生噪声)。在一些实施方案中，中间结构3302可由与结构主体 2202相同的材料形成，诸如氧化锆。

虽然图33A将中间结构3302示出为单独结构，但实施方案不限于此。 图33B示出了根据本公开的一些实施方案的示例性配置3301，其中中间结 构3304形成为结构主体2202的一部分。在此类实施方案中，中间结构 3302和结构主体2202可形成单体结构并且由相同的材料形成。

图34示出了底部外壳部分3400的外部区域的俯视图，该底部外壳部 分包括中间结构3302以及如图33A至图33B所示配置的第一接触部3402 和第二接触部3404。中间结构3302可以是位于第一接触部3402和第二接 触部3404与结构主体2202之间的环形结构，使得第一接触部3402和第二 接触部3404向外延伸得更远以更好地与外部表面接触。

V.用于便携式电子设备的触敏式冠部刻度盘

如本文参考图16所讨论的那样，顶部外壳部分可包括刻度盘。刻度盘 可以是可用作用于执行EKG感测的接触部的触敏刻度盘。刻度盘可包括当 被联接在一起时形成从刻度盘的外表面到内部触摸部件的导电路径的各种 部件，如本文参考图35和图36所讨论的。

图35是示出根据本公开的一些实施方案的示例性触敏刻度盘3500的 分解视图的简化图。刻度盘3500可包括连接到螺纹座3504的冠部刻度盘 3502。冠部刻度盘3502可包括面接触部3520和周边接触部3522，用于通 过与外部实体(诸如用户的手指)和螺纹插入件3524接触来接收一个或多 个输入。螺纹插入件3524可插入穿过冠部套环3506、插入板3508和开关 支架3512的开口，以与螺纹座3504联接。开关支架3512可容纳螺纹座 3504以及螺纹座3504所附接到的剪切板3510。剪切板3510可耦接到电容 式触摸部件3518，该电容式触摸部件可包括多个电路由部件，用于将电信 号从刻度盘3500路由到便携式电子设备的内部部件。图36中示出了通过 刻度盘3500的电通路的示例。

图36是根据本公开的一些实施方案的刻度盘3500的横截面视图图示 3600，以示出通过刻度盘3500的示例性电通路3602。在一些情况下，电通 路3602可始于冠部刻度盘3502的面接触部3520，例如当用户的手指接触 面接触部3520时。然后，电通路3602可继续穿过螺纹插入件3524并进入 螺纹座3504。一旦位于螺纹座3504处，电通路3602便可继续穿过剪切板 3510并且终止于电容式触摸部件3518处。因此，电输入信号可通过刻度盘 3500路由以使便携式电子设备能够执行一种或多种功能，诸如EKG感测。

尽管已相对于具体实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明旨在 覆盖以下权利要求范围内的所有修改形式和等同形式。

Claims (20)

1.一种便携式电子设备，包括：

外壳，所述外壳包括具有显示器的顶部部分和具有窗口的底部部分，所述底部部分被配置为与所述顶部部分配合以形成内腔；

天线，所述天线设置在所述内腔内并且包括天线元件和耦接到所述天线元件的底表面的导电天线主体，所述天线具有开口，所述开口在所述天线的中心并且由所述天线的内边缘限定；

无线充电接收器系统，所述无线充电接收器系统设置在所述内腔和所述天线开口内，所述无线充电接收器系统包括初级线圈、铁磁屏蔽体以及次级线圈，所述初级线圈具有内径和外径，所述铁磁屏蔽体覆盖所述初级线圈的至少顶表面和内侧表面的一部分，并且所述次级线圈缠绕在所述初级线圈和所述铁磁屏蔽体的重叠部分上；和

传感器模块，所述传感器模块设置在所述内腔和所述初级线圈的所述内径内，所述传感器模块包括至少一个感测设备，所述至少一个感测设备被配置为测量所述便携式电子设备外部环境的参数。

2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述初级线圈被配置为接收沿第一方向并以第一频率传播的时变磁通量，并且其中所述次级线圈被配置为接收沿不同于所述第一方向的第二方向并以不同于所述第一频率的第二频率传播的时变磁通量。

3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述导电天线主体是导电材料层，所述导电材料层适形于所述天线元件的所述底表面并且被配置为通过无线电波发送并接收通信信号。

4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述铁磁屏蔽体从初级线圈的第一径向位置延伸到不同于所述第一径向位置的初级线圈的第二径向位置。

5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述天线的内边缘适形于所述无线充电接收器系统的外轮廓。

6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述传感器模块被配置为通过所述外壳的所述底部部分的所述窗口测量所述便携式电子设备外部环境的所述参数。

7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述天线包括：

顶层，所述顶层形成所述天线的外边缘；

底层，所述底层形成所述天线开口和所述天线的所述内边缘；和

台阶区域，所述台阶区域设置在所述顶层和所述底层之间。

8.根据权利要求7所述的便携式电子设备，其中所述顶层和所述底层各自为平面结构，所述平面结构沿着分开但平行的平面取向，并且所述台阶区域为所述天线的垂直部分，所述台阶区域具有圆形轮廓并将所述顶层耦接到所述底层。

9.一种便携式电子设备，包括：

外壳，所述外壳包括具有显示器的顶部部分和具有窗口的底部部分，所述底部部分被配置为与所述顶部部分配合以形成内腔，其中所述窗口包括涂覆在所述窗口的内表面和外表面的部分上的多个油墨层；

间隔部，所述间隔部设置在所述内腔内并由非导电材料构成，所述间隔部具有开口，所述开口在所述间隔部的中心并且由所述间隔部的内边缘限定；

无线充电接收器系统，所述无线充电接收器系统设置在所述内腔和所述开口内，所述无线充电接收器系统包括初级线圈、铁磁屏蔽体以及次级线圈，所述初级线圈具有内径和外径，所述铁磁屏蔽体覆盖所述初级线圈的至少顶表面和内侧表面的一部分，并且所述次级线圈缠绕在所述初级线圈和所述铁磁屏蔽体的重叠部分上；

传感器模块，所述传感器模块设置在所述内腔和所述初级线圈的所述内径内，所述传感器模块包括至少一个感测设备，所述至少一个感测设备被配置为测量所述便携式电子设备外部环境的参数；

对准模块，所述对准模块耦接到所述传感器模块，所述对准模块包括对准磁体和附接到所述对准磁体的顶表面的DC屏蔽体；和

电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层定位在所述无线充电接收器系统和所述外壳的所述底部部分的所述窗口之间。

10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述多个油墨层包括至少一个IR透明层和至少一个IR不透明层，所述至少一个IR透明层和至少一个IR不透明层涂覆在所述窗口的所述内表面的一部分上，使得所述窗口的中心未被所述多个油墨层覆盖。

11.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述多个油墨层中的至少一个是导电油墨层，所述导电油墨层涂覆在所述窗口的所述外表面的一部分上，使得所述窗口的中心未被所述导电油墨层覆盖。

12.根据权利要求9所述的便携式电子设备，还包括系统级封装，所述系统级封装设置在所述外壳的所述顶部部分和所述间隔部之间。

13.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述间隔部包括：

顶层，所述顶层形成所述间隔部的外边缘；

底层，所述底层形成所述开口和所述间隔部的所述内边缘；和

台阶区域，所述台阶区域设置在所述顶层和所述底层之间。

14.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中所述间隔部的所述内边缘和所述台阶区域均具有圆形轮廓。

15.一种无线充电系统，包括：

第一无线充电发射器，包括：

第一外壳，所述第一外壳具有第一充电表面；和

至少一个第一发射器线圈，所述至少一个第一发射器线圈由多匝绞合线形成，所述多匝绞合线设置在所述第一外壳内并位于所述第一充电表面下方，所述至少一个第一发射器线圈被配置为生成穿过所述第一充电表面并在所述第一充电表面上方的第一时变磁场；和

无线充电接收器，包括：

外壳，所述外壳包括具有显示器的顶部部分和具有窗口的底部部分，所述底部部分被配置为与所述顶部部分配合以形成内腔；

天线，所述天线设置在所述内腔内并且包括天线元件和耦接到所述天线元件的底表面的导电天线主体，所述天线具有开口，所述开口在所述天线的中心并且由所述天线的内边缘限定；

无线充电接收器系统，所述无线充电接收器系统设置在所述内腔和所述天线开口内，所述无线充电接收器系统包括初级接收器线圈、铁磁屏蔽体以及次级接收器线圈，所述初级接收器线圈具有内径和外径并且被配置为接收由所述至少一个第一发射器线圈生成的所述第一时变磁场，所述铁磁屏蔽体覆盖所述初级接收器线圈的至少顶表面和内侧表面的一部分，并且所述次级接收器线圈缠绕在所述初级接收器线圈和所述铁磁屏蔽体的重叠部分上；和

传感器模块，所述传感器模块设置在所述内腔和所述初级接收器线圈的所述内径内，所述传感器模块包括至少一个感测设备，所述至少一个感测设备被配置为测量便携式电子设备外部环境的参数。

16.根据权利要求15所述的无线充电系统，其中所述至少一个第一发射器线圈被配置为生成沿第一方向并以第一频率传播的第一时变磁场。

17.根据权利要求15所述的无线充电系统，还包括第二无线充电发射器，包括：

第二外壳，所述第二外壳具有第二充电表面；和

至少一个第二发射器线圈，所述至少一个第二发射器线圈由多匝绞合线形成，所述多匝绞合线设置在所述第二外壳内并位于所述第二充电表面下方，所述至少一个第二发射器线圈被配置为生成穿过所述第二充电表面并在所述第二充电表面上方的第二时变磁场，其中所述第二时变磁场沿不同于所述第一方向的第二方向并以不同于所述第一频率的第二频率传播。

18.根据权利要求17所述的无线充电系统，其中所述次级接收器线圈被配置为接收由所述第二无线充电发射器的所述至少一个第二发射器线圈生成的所述第二时变磁场。

19.根据权利要求15所述的无线充电系统，其中所述天线包括：

顶层，所述顶层形成所述天线的外边缘；

底层，所述底层形成所述天线开口和所述天线的所述内边缘；和

台阶区域，所述台阶区域设置在所述顶层和所述底层之间。

20.根据权利要求15所述的无线充电系统，其中所述导电天线主体为导电材料层，所述导电材料层适形于所述天线元件的所述底表面并且被配置为通过无线电波发送并接收通信信号。

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