CN111052502B - 用于可穿戴设备的天线 - Google Patents

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Abstract

一种可安装在用户手腕上的可穿戴设备，包括：壳体，所述壳体包括金属结构；显示器，所述显示器位于所述壳体内，其中所述显示器包括金属层，所述金属层位于所述金属结构内并与所述金属结构间隔开给定间隙；印刷电路板(PCB)，所述PCB位于所述壳体内，并且包括接地区域和控制电路，所述控制电路位于所述PCB上并被配置为对所述金属结构的第一点馈电。所述金属层在与所述第一点间隔给定角度的第二点处与所述PCB的接地区域电连接。

Description

用于可穿戴设备的天线
技术领域
本公开涉及一种用于可穿戴设备的天线。
背景技术
随着诸如智能电话和平板电脑等用户设备的出现，可穿戴电子设备被广泛地供应。这种可穿戴电子设备中包括用于无线通信的天线。
一般来说，目前供应的可穿戴电子设备包括用于支持全球导航卫星系统(GNSS)的天线。例如，可穿戴电子设备可以包括全球定位系统(GPS)天线。另外，用于与诸如智能电话的母设备通信的蓝牙天线和用于支持第三代(3G)或长期演进(LTE)通信的蜂窝网络天线可以进一步包括在可穿戴电子设备中。
例如，在传统智能手表的情况下，GPS天线可以通过安装在与智能手表连接的表带内的单极形状的金属结构来实现，或者可以通过将贴片天线插入智能手表中来实现。另外，可以通过间接馈电(例如，耦接馈电)来实现GPS天线，其中金属结构位于智能手表的前表面上。
上述信息作为背景信息来呈现以帮助理解本公开。对于以上任何一项是否可以作为关于本公开的现有技术来应用，还没有做出确定，也没有做出断言。
发明内容
技术问题
由于诸如智能手表的腕戴式电子设备的内部空间狭窄，因此难以安装多个天线。特别是，即使安装了天线，也很难保证足够的性能。上述问题出现在安装空间不足的各种可穿戴设备中，诸如脚踝安装的电子设备、胸部安装的电子设备、颈部安装的电子设备和头部(面部)安装的电子设备。
在实现天线的现有方式中，在单极天线安装在带内的情况下，通过将带安装在手腕上，辐射性能可能通过人体被极大地降低。在贴片天线的情况下，天线的效率和方向性非常好。然而，由于天线占据了很大的空间，所以很难将天线应用于安装有各种功能或传感器的最新智能手表。在使用耦接馈电的天线的情况下，因为用于耦接的结构应该在有限的空间内实现，所以很难使天线小型化并提高效率。
技术方案
本公开的各方面至少解决了上述问题和/或缺点，并且至少提供了下面描述的优点。因此，本公开的一个方面是提供一种电子设备的天线，用于解决上述问题和本公开中提出的问题。
根据本公开的一个方面，可安装在用户手腕上的可穿戴设备可以包括：壳体，所述壳体包括金属结构；显示器，所述显示器位于所述壳体内，其中所述显示器包括金属层，所述金属层位于所述金属结构内并与所述金属结构间隔开间隙；印刷电路板(PCB)，所述PCB位于所述壳体内，并且包括接地区域和控制电路，所述控制电路位于所述PCB上并被配置为对所述金属结构的第一点馈电。所述金属层可以在与所述第一点间隔开给定角度的第二点处与所述PCB的接地区域电连接。
有益效果
根据本公开的各种实施例，可以使用可穿戴电子设备中的显示器的金属结构和金属壳体来实现具有高效率和方向性的天线。
而且，可以通过依据各种操作条件改变天线的辐射图案来改善用户体验。
此外，可以提供通过本公开直接或间接理解的各种效果。
从以下结合附图公开了本公开的各种实施例的详细描述中，本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
通过结合附图的以下描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是根据实施例的腕戴式电子设备的分解透视图；
图2是示出根据实施例的与显示器相关联的金属结构、馈电位置和接地的图；
图3a是示出根据实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图；
图3b是示出根据实施例的天线增益随馈电点与电缆连接点之间的角度变化的曲线图；
图4a是示出根据另一实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图；
图4b是示出根据另一实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图；
图5是示出根据实施例的如何对金属结构馈电以及如何将电缆连接到显示器的图；
图6是示出根据实施例的依据显示器和接地区域电连接的点的数量确定的每个频率的辐射效率的曲线图；
图7a是示出根据实施例的用电缆连接像素层和触摸层的方法的图；
图7b是示出根据另一实施例的用电缆连接像素层和触摸层的方法的图；
图8是示出根据实施例的谐振频率随显示器与金属结构之间的间隙而变化的曲线图；
图9是示出根据实施例的与显示器的存在和佩戴情况相关联的辐射图案的图；
图10a是示出根据实施例的金属结构和接地区域在多个点连接的示例的图；
图10b是示出金属结构和接地区域不连接的示例的图；
图10c是示出根据实施例的金属结构通过耦接效应与接地区域连接的示例的图；
图11是示出根据实施例的天线的切换控制场景的流程图；
图12是示出根据连接在金属结构和接地区域之间的接地数量的每个频带的辐射图案的曲线图；
图13a是示出根据实施例的可穿戴设备的侧面结构的图；
图13b是示出根据实施例的可穿戴设备的侧面结构的图；
图14是示出根据实施例的可穿戴电子设备的辐射效率的曲线图；
图15a是示出根据实施例的用于移动可穿戴设备的谐振点的方法的图；
图15b是示出根据实施例的用于移动可穿戴设备的谐振点的方法的图；
图15c是示出根据实施例的可穿戴设备的辐射效率的曲线图；
图16是示出根据各种实施例的网络环境中的电子设备的框图；
图17是示出根据各种实施例的电子设备的框图；以及
图18示出了示出根据各种实施例的程序模块的框图。
具体实施方式
在下文中，可以参考附图描述本公开的各种示例实施例。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示例实施例进行各种修改、等同形式和/或替换。关于附图的描述，相似的组件可以用相似的附图标记来标记。
在本公开中，这里使用的表达“具有”、“可以具有”、“包括”和“包含”，或者“可以包括”和“可以包含”表示存在相应的特征(例如，诸如数值、功能、操作或部件的组件)，但是不排除存在附加的特征。
在本公开中，表述“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或“A或/和B中的一个或更多个”等可以包括一个或更多个相关列出项目的任何和所有组合。例如，术语“A或B”、“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可以指包括：(1)至少一个A的所有情况；(2)包括至少一个B的情况；或(3)包括至少一个A和至少一个B两者的情况。
在本公开中使用的诸如“第一”、“第二”等术语可以用于指代各种组件，而不管其顺序和/或优先级，并且用于将相关组件与其他组件区分开来，但是并不限制这些组件。例如，“第一用户设备”和“第二用户设备”表示不同的用户设备，而与顺序或优先级无关。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件可以被称为第一组件。
应当理解，当组件(例如，第一组件)被称为(可操作地或可通信地)与另一组件(例如，第二组件)“耦接”/“耦接到”另一组件或“连接到”另一组件，其可以直接与另一组件耦接/耦接到另一组件或连接到另一组件，或者可以存在中间组件(例如，第三组件)。另一方面，当一个组件(例如，第一组件)被称为与另一组件(例如，第二组件)“直接耦接”/“直接耦接到”另一组件或“直接连接到”另一组件时，应当理解，不存在中间组件(例如，第三组件)。
根据情况，本公开中使用的表述“配置为……”例如可以用作如下表述：“适合于……”、“具有……的能力”、“设计成……”、“适于……”、“被用来……”或者“能够……”。术语“配置为……”必须仅指在硬件上“特别设计成……”。相反，表达“被配置为……的设备”可以指该设备“能够”与另一设备或其它部件一起操作的情形。例如，“被配置为(或被设置为)执行A、B和C的处理器”可以指，例如但不限于，用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)、通过执行存储在存储器设备中的一个或更多个软件程序来执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器)等。
本公开中使用的术语用于描述特定的实施例，并且不旨在限制本公开的范围。除非另有说明，单数形式的术语可以包括复数形式。本文使用的包括技术或科学术语的所有术语可以具有本领域技术人员通常理解的相同含义。还应理解，除非在本公开的各种实施例中明确如此定义，否则在字典中定义并通常使用的术语也应被解释为相关技术中的习惯术语，而不是理想化的或过于正式的术语。在一些情况下，即使术语是在本公开中定义的术语，它们也不能被解释为排除本公开的实施例。
在下文中，将参考附图描述根据各种实施例的电子设备。在本公开中，术语“用户”可以指使用电子设备的人，或者可以指使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是根据示例实施例的腕戴式电子设备的分解透视图。在图1中，腕戴式电子设备可以理解为智能手表。在本公开中，术语“腕戴式电子设备”或“智能手表”可以简单地称为“可穿戴设备”。
参考图1，可穿戴设备100可以包括壳体120、显示器130、支架140、电池150、印刷电路板(PCB)160和后盖170。
壳体120可以保护位于可穿戴设备100内的各种组件(例如，显示器130、电池150、PCB 160等)。与壳体120对应的组件可以在图1中示出，但是壳体120可以被理解为包括构成可穿戴设备100的壳的所有组件的构思。在实施例中，壳体120可以包括围绕通孔定位的边框轮110，显示器130通过该通孔暴露。另外，壳体120可以被理解为包括位于显示器130上方的盖玻片、后盖170等的构思。
根据实施例，壳体120的至少一部分可以用诸如金属的导电材料来实现。例如，壳体120的形成可穿戴设备100的前表面的部分区域可以用环形的金属结构来实现。金属结构可以与位于PCB 160上的控制电路(例如，包括各种处理电路的处理器，例如但不限于应用处理器(AP)、通信处理器(CP)等)电连接，并且控制电路可以对金属结构馈电以使得金属结构作为天线辐射器工作。在实施例中，边框轮110可以由金属实现，并且可以对应于上述金属结构。在另一实施例中，壳体120的形成可穿戴设备100的前表面和/或侧表面的部分区域可以用金属结构实现。在本公开中，为了描述方便，假设壳体120的形成可穿戴设备100的前表面的部分区域具有环形的金属结构。
在实施例中，边框轮110可以防止和/或减少显示器130的黑矩阵(BM)区域暴露于外部，并且用户可以通过旋转边框轮110来生成用户输入。
在实施例中，显示器130整体上可以具有特定厚度的圆盘形状，并且可以输出图像、文本等。对于另一个示例，显示器130的至少一部分可以通过壳体120的面向第一方向的第一表面暴露于外部。在实施例中，显示器130可以包括触摸面板。例如，显示器130可以具有包括显示面板、触摸面板、偏振片、屏蔽层等的多层结构。
在实施例中，显示器130的屏蔽层可以用金属材料实现。例如，为了最小化和/或减少出现在显示器130中并对位于PCB 160上的各种部件具有影响的噪声，铜(Cu)片可以位于显示器130的后表面上。金属材料的屏蔽层可用于提高天线的性能。在本公开中，金属材料的屏蔽层可以简单地称为“金属层”。
在实施例中，显示器130可以通过用于发送/接收数据的信号线与PCB160电连接。而且，显示器130可以通过信号线或通过单独的电路径与PCB160的接地连接。
在一个实施例中，支架140可以用于安装和支撑诸如显示器130、电池150和PCB160的内部组件。支架140可以用非导电材料(例如，塑料)来实现。
在实施例中，电池150可以安装在支架140上，并且可以与PCB 160电连接。电池150可以由外部电源充电，并且可以输出充电的电源以提供用于可穿戴设备100的操作的电力。
在实施例中，PCB 160可以包括驱动可穿戴设备100所需的模块、芯片等。例如，PCB160可以包括处理器、存储器、通信电路等。
在实施例中，PCB 160可以包括多个层，并且多个层中的一个可以用作天线的接地。
在实施例中，后盖170可以与壳体120连接，以固定和保护内部组件。后盖170可以由非金属材料或非导电材料形成。
图2是示出根据实施例的与显示器相关联的金属结构、馈电位置和接地的图。图2示出了可穿戴设备100的配置的与天线的操作相关联的部分。而且，在包括图2的本公开中，假设显示器130和金属结构101是闭合圆的形式。然而，本公开的各种实施例可以应用于可穿戴设备的形状可以是例如但不限于矩形、椭圆形或任何其他形状的情况。
参考图2，可以从PCB 160向金属结构101的第一点“A”供应电力。例如，位于PCB160上的控制电路可以通过诸如C形夹的导电连接构件直接对金属结构101馈电。
为了向显示器130提供图像信号，PCB 160可以通过电缆与显示器130的第二点B’连接。显示器130中包括的金属层可以通过电缆接地。例如，电缆中包括的接地线可以电连接设置在PCB 160中的接地区域(或接地层)和显示器130的金属层。然而，在实施例中，电缆可以被理解为包括柔性印刷电路板(FPCB)的构思，或者可以用FPCB代替。
金属结构101可以在第三点“B”与PCB 160的接地区域连接。在实施例中，金属结构101可以在多个点选择性地与PCB 160的接地区域连接。例如，金属结构101可以包括将PCB160的接地区域与金属结构101电连接的多个开关。在实施例中，控制电路可以闭合或断开多个开关，以使得金属结构101在一个或更多个点与PCB 160的接地区域连接。在其他实施例中，控制电路可以打开多个开关，以使得金属结构101不与PCB 160的接地区域连接。
第二点B’可以与第一点“A”间隔给定的角度。例如，第二点B’可以与第一点“A”相对于显示器130的中心形成90度的角度。在这方面，将参考图3给出描述。
图3a是示出根据实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图。
参考图3a，可以对金属结构101的“A”点馈电。在任何稳定时间，进行馈电的“A”点的电势在金属结构101中可能具有最高值，而与“A”点相对(或面对)的“D”点的电势在金属结构101中可能具有最低值。例如，“A”点可以具有任何(+)电势值，“D”点可以具有任何(-)电势值。也就是说，(+)电荷可以在“A”点附近感应，而(-)电荷可以在“D”点附近感应。
当在金属结构101中感应电荷时，在显示器130的金属层也可以感应相反的电荷。也就是说，(-)电荷可以在邻近“A”点的区域感应，而(+)电荷可以在邻近“B”点的区域感应。
作为“A”点与“D”点之间的中心点，“B”点和“C”点对应于电势理论上为零的点。因此，与“B”点相邻的区域(例如，显示器130的B’点的周围区域)可以具有基本上接近零的电势值。
因此，在B’点与PCB 160的接地区域(例如，通过电缆)电连接的情况下，可以最小化和/或减少对显示器130(例如，金属层)处感应的电流的影响。换句话说，当对金属结构101馈电时，即使在与金属结构101相邻的显示器130的金属层处，也可以间接感应电流(例如，通过耦接馈电)。为了最小化和/或减少对在金属层感应的电流流动的阻碍，可以将电缆连接到B’点的周围区域。例如，电缆可以在对应于相对于显示器130的中心与“A”点形成给定角度“θ”(例如，90度)的“B”点的位置处与PCB 160的接地区域连接。
图3b是示出根据实施例的天线增益随馈电点与电缆连接点之间的角度变化的曲线图。图3b示出了与使用金属结构101的天线的增益的第一方向(即，与显示器130的平面垂直的方向)相关联的增益。
从图3b可以理解，在馈电点和电缆连接点成大约90度角的情况下，天线的增益是最大的。而且，可以理解，随着馈电点和电缆连接点形成的角度变得更接近180度，第一方向的辐射增益减小。因此，考虑到位于可穿戴设备100内的组件的位置、与另一天线的干扰以及天线的辐射增益，连接显示器130和PCB 160的电缆可以位于适当的范围内(例如，从90度到±30度的范围)。
图4a是示出根据另一实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图。
参考图4a，与参考图1至图3描述的设备不同，根据另一实施例的可穿戴设备400可以具有具有圆角的矩形显示结构，而不是环形显示结构。这样，与金属结构101不同，金属结构401也可以具有具有圆角的矩形形状，而不是环形。
如参考图3a给出的描述，可以在金属结构401的左中心附近的“A”点处进行馈电。为了便于描述，包括在可穿戴设备400中的PCB 460在附图的右侧被单独示出。可以通过PCB460的点“C”向金属结构401的点“A”供应电力。在点“A”和“C”连接的情况下，中心底部附近的点B’可以对应于电势理论上为零的点。虽然在图4a中没有示出，但是在中心顶部附近的点，其对应于点B’，可以对应于电势理论上为零的点。显示器130可以在点B’处与PCB 460的接地面电连接。在点B’与点D’连接的情况下，金属结构401也可以在与点B’相邻的点“B”处与PCB 460的接地面连接。在点“B”和点“D”连接的情况下，当从显示器430上方观察时，从显示器430的中心延伸到点“A”的第一虚线可以基本上与从中心延伸到点B’的第二虚线成直角。
图4b是示出根据另一实施例的金属结构的馈电位置和显示器的接地位置的图。
在图4b的情况下，对金属结构401馈电的点“A”位于左底部。在此情况下，显示器430的理论接地点可以对应于右底部的点B’，并且显示器430可以在点B’处与PCB 460的接地面连接。理论描述与参考图3a和图4a给出的理论描述相同，因此，为了避免冗余，这里不再重复另外的描述。这样，显示器的一个点可以在关于显示器和金属框架的各种形状的适当位置与接地区域连接。
图5是示出根据实施例的如何对金属结构馈电以及如何将电缆连接到显示器的图。
参考图5，PCB 160可以对金属结构101的一个点(例如，第一点)馈电。在实施例中，金属结构101可以在多个点直接或通过开关结构与PCB 160的接地区域连接。
显示器130可以在一点(例如，第二点)处与PCB 160的接地区域电连接。在此情况下，显示器130可以不在任何其他点(例如，除了第二点)处与接地区域连接。这里，如参考图3a、图3b、图4a和图4b所述，第二点可以对应于与第一点形成适当角度的点。
在显示器130的一侧接地的情况下，如图5所示，可以通过馈电在金属结构101处感应出具有第一极性(例如(+)极性)的电荷，并且可以通过具有第一极性的电荷在显示器130处感应出具有第二极性(例如(-)极性)的电荷。结果，金属结构101和显示器130可以操作为类似于缝隙天线(例如，可以形成缝隙模式)，从而使得可以增加天线的辐射效率。
在显示器130在两个或更多点与PCB 160的接地区域电连接的情况下，例如，在显示器130与PCB 160的接地区域电连接的情况下，即使在图5中示出的点感应出负电荷，也可以阻止在显示器130感应出与在金属结构101感应出的电荷相对应的电荷(例如，具有相反的极性)。这使得难以在金属结构101与显示器130之间形成缝隙模式。在此情况下，辐射效率可能会降低。在这点上，在图6中提供了示出辐射效率的曲线图。
图6是示出根据实施例的依据显示器和接地区域电连接的点的数量确定的每个频率的辐射效率的曲线图。
在图6中，粗实线表示在显示器130的一个点接地的情况下每个频率的辐射效率，细实线表示在显示器130的两个点接地的情况下每个频率的辐射效率。可以观察到，在一个点接地的情况下，在主要用于蜂窝网络、Wi-Fi网络和GPS网络的从800MHz到2.4MHz的范围内，可穿戴设备100具有更高的辐射效率。
图7a和图7b是示出根据显示器130的详细结构的电缆连接的示例的图。例如，图7a示出了根据实施例的用电缆连接像素层和触摸层的方法。图7b示出了根据另一实施例的用电缆连接像素层和触摸层的方法。
参考图7a，显示器130可以包括铜片131、像素层133和触摸层135。铜片131可以对应于上述金属层。像素层133可以指例如其中排列了用于颜色表达的红、绿和蓝(RGB)像素的层。例如，像素层133可以被理解为其中布置诸如但不限于LED像素、OLED像素、LCD像素等的像素的层。触摸层135可以指例如其中放置有用于感测用户的触摸输入的电路的层。
除了图7a所示的层之外，显示器130中可以包括各种层，例如偏振片、粘合层、压力传感器等。而且，触摸层135可以与像素层133一体地实现。例如，本公开的实施例可以应用于单元上(on-cell)型或单元内(in-cell)型显示器。
参考图7a，铜片131的一个点可以与PCB 160的接地区域连接。此外，像素层133可以与铜片131连接，以便接地。触摸层135也可以通过像素层133与铜片131连接，以便接地。
除了接地线之外，电缆可以包括用于操作显示器(或像素)和触摸功能的信号线。也就是说，在图7a的实施例中，从PCB 160开始的电缆可以在显示器130的一个点处与铜片131和像素层133电连接。在图7a中，铜片131可以是一个示例，并且可以理解，铜片131被适当的导电层代替。下面，为了描述方便，将给出导电层是铜片131的描述。用于触摸层135的驱动和接地的电缆可以在像素层133的一点处与触摸层135连接。也就是说，铜片131的接地可以保持在一点，同时接地和信号被提供给像素层133和触摸层135两者。
在图7b的示例中，从PCB 160延伸的多条电缆可以与显示器130连接。例如，第一电缆可以连接PCB 160和铜片131，第二电缆可以连接PCB 160和触摸层135。显示器130可以具有连接铜片131、像素层133和触摸层135的内部布线结构。布线和电缆结构可以在铜片131的仅一个点与PCB 160的接地区域连接的条件下进行各种改变和实施。例如，第一电缆可以连接PCB160和像素层133，第二电缆可以连接PCB 160和触摸层135。
图7a和图7b中示出的示例表明，从PCB 160朝向显示器130的电缆是一体地实现的。与用于控制显示器130(例如，像素层133)的电缆和用于控制触摸屏的电缆在不同点对显示器130接地的传统结构相比，由于显示器130是一个点接地，因此在各种实施例中可以提高辐射效率。
图8是示出了根据实施例的谐振频率随显示器与金属结构之间的间隙而变化的曲线图。在图8中，显示器130可以被理解为金属层，例如铜片131。当从上方观察时，图8所示的天线结构可以理解为图2、图3、图5、图7a和/或图7b的天线。
在实施例中，显示器130可以包括金属层，并且金属层可以位于金属结构101内，并且可以与金属结构101间隔给定的间隙“d”。可穿戴设备的显示器130和金属结构101在图8中示出为圆形，但是本领域普通技术人员可以修改或改变实施例，使得显示器130和金属结构101例如可以但不限于以椭圆、矩形等形式实现。
例如，图8的曲线图示出了间隙“d”具有默认值0.95mm的情况下的辐射效率。例如，在“d”为0.95mm的情况下，可穿戴设备100可以在大约2.15GHz形成谐振。在“d”比默认值小0.3mm的情况下(例如，在“d”是0.92mm的情况下)，谐振频率可以移动到大约2.05GHz。在“d”比默认值小0.6mm的情况下(例如，在“d”是0.89mm的情况下)，谐振频率可以移动到大约1.96GHz。因此，可以通过调整显示器130与可穿戴设备100的金属结构101之间的间隙的大小来精细地调整谐振频率。
图9是示出根据实施例的与显示器的存在和佩戴情况相关联的辐射图案的图。
在图9中，假设<情况1>对应于根据各种实施例的显示器130作为贴片天线的辐射器的一部分工作的情况，<情况2>对应于显示器130不作为贴片天线的辐射器的一部分操作的情况。为了比较，可以将<情况2>理解为显示器130不存在的情况。
在图9中，第一曲线图“曲线图1”指示在用户不佩戴可穿戴设备100的状态下<情形1>和<情形2>的辐射图案。对应于<情况1>的辐射图案由粗实线示出，对应于<情况2>的辐射图案由细实线示出。在<情况1>中，显示器130通过耦接作为寄生贴片天线工作。结果，与显示器130不存在的<情况2>相比，方向性在LCD的方向(例如，第一方向)上增加。
在图9中，第二曲线图“曲线图2”指示在用户佩戴可穿戴设备100的状态下<情形1>和<情形2>的辐射图案。在用户将可穿戴设备100佩戴在他/她的手腕上的状态下，第二方向(与LCD方向相反的方向)的辐射受到用户身体的限制，并且第一方向的辐射图案被增强。也就是说，当可穿戴设备100安装在手腕上时，方向性在第一方向上增加，由于手腕造成的损耗减少，因此天线的总增益增加。
根据实施例，由于显示器130的一个点用作与接地区域连接的寄生贴片天线，所以可以提高接收性能。例如，在为了获取可穿戴设备100的位置信息而从卫星接收诸如GPS信号的信号的情况下，可以提高天线的接收性能。
图10a是示出根据实施例的金属结构和接地区域在多个点连接的示例的图。图10b是示出金属结构和接地区域不连接的示例的图。
参考图10a，金属结构101可以通过包括开关等的C形夹与接地区域连接。例如，在金属结构101的第一点“A”处进行馈电的情况下，金属结构101的多个点“B”、“C”和“D”可以与接地区域连接。例如，金属结构101可以在三个不同的点“B”、“C”和“D”处与接地区域连接。接地区域可以位于PCB 160上，或者可以对应于可穿戴设备100内的任何其他金属组件。
在图10a中，可以形成连接接地区域、馈电点、接地点和接地区域的环形的电路径。例如，在图10a的情况下，可以沿箭头方向形成至少两个环结构。在形成至少两个环形结构的情况下，如图10a所示，可穿戴设备100的天线可以具有方向性小的全向辐射图案。也就是说，可穿戴设备100的天线可以具有在所有方向上都有些均匀的辐射图案。
图10b可以对应于图10a的开关SW1、SW2和SW3断开的状态。在此情况下，在金属结构101处感应的电流可以使得显示器130的金属层用作贴片天线。在这种状态下，如图10b所示，可穿戴设备100的天线可以具有面向第一方向(例如，显示器130的前表面)的定向辐射图案。
可穿戴设备100的控制电路可以依据情况控制与金属结构101连接的开关的断开/短路。例如，由于在用户佩戴可穿戴设备100并行走的情况下，天线的方向连续变化，所以控制电路可以闭合开关以使得天线以环路模式操作。对于另一个示例，在用户观看可穿戴设备100的显示器130的情况下，控制电路可以打开开关以使得天线在贴片模式下操作。
模式改变可以基于安装在可穿戴设备100上的传感器或在可穿戴设备100中运行的应用来执行。例如，可穿戴设备100可以包括感测可穿戴设备100的运动的运动传感器。运动传感器例如可以但不限于对应于例如加速度传感器、惯性传感器、陀螺仪传感器等中的至少一个或更多个。在由运动传感器感测到的运动被确定为对应于行走或跑步的情况下，例如，当环形模式合适时(例如，当天线的方向连续改变时)，控制电路可以闭合开关以使得天线在环形模式下操作。然而，在由运动传感器感测到的显示器的方向被确定为面向特定方向或保持在特定方向的情况下，控制电路可以感测到用户看着可穿戴设备100的屏幕，并且可以在贴片模式下操作天线。在另一个示例中，在可穿戴设备100中的显示器130的屏幕处于打开状态的情况下，控制电路可以感测到用户正在看可穿戴设备100的屏幕，并且可以在贴片模式下操作天线。
在实施例中，在各种情况下，控制电路可以控制连接金属结构101和接地区域的短路开关。例如，控制电路可以使用运动传感器来感测用户手腕的运动，并且可以控制短路开关，使得每当确定用户举起他/她的手时，天线都具有定向辐射图案。
而且，控制电路可以执行切换到适合于正在运行的应用的天线图案。例如，在正在运行诸如高尔夫应用、游泳应用或跑步应用的应用的情况下，可穿戴设备100需要通过GPS获得用户的准确位置。在此情况下，为了很好地接收卫星信号，可穿戴设备100可以打开所有开关，使得天线具有定向天线图案。
另外，控制电路可以使用光学传感器(例如，照相机、照度传感器、红外传感器等)来感测是否佩戴可穿戴设备100，并且可以控制开关，以便依据是否佩戴可穿戴设备100而具有不同的辐射图案。而且，控制电路可以通过温度传感器感测佩戴可穿戴设备100时从手腕产生的热量，并且可以控制开关以降低比吸收率(SAR)。例如，控制电路可以控制开关，以便在辐射图案聚焦在LCD的方向上的贴片模式下操作，而不是辐射图案主要形成在手腕的方向上的环形模式。将参照图11描述各种示例。
图10c是示出根据实施例的金属结构通过耦接效应与接地区域连接的示例的图。
参考图10c，金属结构101可以通过与接地区域的耦接间接地与接地区域连接。例如，与金属结构101电连接的C形夹可以与PCB 160的接地区域耦接，或者可以通过附加的耦接电容器与接地区域连接。下面将参照图13a和图13b更全面地描述这种结构。
除了参考图10b描述的贴片天线之外，在图10c的情况下，金属结构101的一部分可以用作附加天线，例如通过耦接从馈电点到接地点的电路径。根据实施例，显示器130的金属层可以用作GPS天线，并且金属结构101的部分可以用作蓝牙或WiFi天线。
从图10c可以观察到对应于金属结构101通过耦接与接地区域连接的情况的天线的辐射图案。在这种状态下，如图10b所示的情况，使用显示器130的金属层的天线可以具有面向第一方向(例如，显示器130的前表面)的定向辐射图案。与图10b所示的辐射图案相比，在金属结构101的一部分被用作单独天线的情况下，显示器130的金属层处的辐射图案类似于金属结构101不与接地区域连接的情况下的辐射图案。
图11是示出根据实施例的天线的切换控制场景的流程图。
参考图11，在操作1101中，可穿戴设备100的控制电路可以确定GPS跟踪是否处于开启状态。在通过用户设置或设备设置使GPS跟踪处于关闭状态的情况下，可穿戴设备100可以控制天线，以接收任何其他网络(例如蜂窝网络或WiFi网络)的信号。
在GPS跟踪处于开启状态的情况下，在操作1103中，可穿戴设备100可以感测可穿戴设备100的穿戴状态和/或移动。例如，可穿戴设备100可以使用加速度传感器、陀螺仪传感器、惯性传感器、心率传感器等来感测佩戴状态和/或运动。
在操作1105中，可穿戴设备100可以确定适合于当前状态的天线模式。可穿戴设备100可以使用在操作1103中收集的关于佩戴状态和/或运动的信息来确定天线模式。此外，附加地或替代地，可穿戴设备100还可以利用设备的硬件组件的操作状态、正在执行的软件的操作状态等。例如，可穿戴设备100可以利用显示器130是否处于开启状态作为用于确定天线模式的信息。而且，可穿戴设备100可以利用当前正在执行的应用或功能作为用于确定天线模式的信息。
例如，如参考图10a和图10b所描述，在正在运行高尔夫或跑步应用的情况下，控制电路可以确定良好接收到GPS信号的贴片模式是合适的。可选地，在显示器130的屏幕处于开启状态的情况下，控制电路可以感测到用户正在看可穿戴设备100的屏幕，并且可以确定在贴片模式下操作天线是合适的。在此情况下，在操作1107中，可穿戴设备100可以断开接地开关(例如，SW1、SW2和SW3)，并且可以为了很好地接收到GPS信号的目的而在贴片模式下操作天线。
对于另一个示例，在由运动传感器感测的运动对应于行走或跑步的情况下，可以确定天线的方向连续变化。因此，控制电路可以确定环路(loop)模式是合适的。在此情况下，在操作1109中，可穿戴设备100可以闭合接地开关(例如，SW1、SW2和SW3)的至少一部分，并且可以在环路模式中操作天线。
另外，控制电路可以通过适当地控制开关(例如，SW1、SW2和SW3)的闭合/断开来接收指定频带中的信号。例如，在第一开关组合中(例如，SW1闭合，SW2和SW3断开)，可穿戴设备100可以被优化为接收WiFi信号。对于另一个示例，在第二开关组合中(例如，SW1和SW3断开，SW2闭合)，可穿戴设备100可以被优化为接收在WCDMA频带(2.1GHz频带)中的信号。除了环路模式和贴片模式之外，控制电路可以通过根据当前操作状态在操作1111中适当地控制开关的断开/闭合来确保最佳性能。
根据实施例，用于依据可穿戴设备100的操作状态来控制至少一个或更多个开关(例如，SW1、SW2和SW3)的信息可以存储在可穿戴设备100的存储器中。
图12是示出根据连接在金属结构与接地区域之间的接地数量的每个频带的辐射效率的曲线图。
参考图12，观察到当金属结构(例如，金属结构101)在一点处接地时，信号的效率在从大约1800MHz至大约2100MHz的范围内是良好的。可以观察到，在金属结构的接地通过开关等断开的情况下，即在金属结构不接地的情况下，信号在1500MHz频带中是良好的。因此，为了提高GPS信号的接收灵敏度，在使用GPS的情况下或者在运行GPS重要的应用的情况下，控制电路可以控制金属结构101与接地区域之间的开关，使得开关断开(或者使得金属结构101不接地)。
图13a是示出根据实施例的可穿戴设备的侧面结构的图。
图13b是示出根据实施例的可穿戴设备的侧面结构的图。
参考图13a和图13b，可以在金属结构1350a或1350b与PCB 1360a或1360b的接地区域之间形成电路径。根据实施例，可穿戴设备可以包括金属结构1350a或1350b、支架1340a或1340b或者PCB 1360a或1360b。支架1340a或1340b可以通过侧夹1320a或1320b与金属结构1350a或1350b的一个点电连接。侧夹1320a或1320b可以与C形夹1310a或1310b电连接。根据各种实施例，侧夹1320a或1320b可被称为“第一C形夹”，而C形夹1310a或1310b可被称为“第二C形夹”。对于另一个示例，侧夹1320a或1320b和C形夹1310a或1310b可以一体地实现。
根据实施例，如图13a所示，可以移除PCB 1360a中的层的一部分1361a。在实施例中，移除部分层的PCB 1360a可以理解为与PCB 1360a中的部分层1361a由电介质形成的情况相同或相似。移除了层的部分1361a的PCB 1360a的接地区域可以通过耦接与C形夹1310a连接。例如，PCB 1360a的接地区域可以像接地区域通过虚设耦接电容器1330a与C形夹1310a连接一样操作。
根据实施例，因为C形夹1310a通过侧夹1320a与金属结构1350a连接，所以金属结构1350a可以与PCB 1360a的接地区域耦接。在实施例中，由于可以对金属结构1350a的第一点馈电，所以可以通过从馈电处到接地区域的电路径来使用天线。
根据实施例，属于PCB 1360b的部分区域的整个层1361b可以被移除，如图13b所示。在此情况下，由于移除了整个层1361b的用于在C形夹1310b与PCB 1360b的接地区域之间耦接的区域不足，因此可能难以通过耦接将PCB 1360b的接地区域与C形夹1310b连接。为此，接地区域和C形夹1310b可以通过具有指定电容(例如，0.5pF至1.0pF)的电容器1330b连接。因为C形夹1310b可以通过侧夹1320b与金属结构1350b连接，所以金属结构1350b可以与接地区域电连接。在实施例中，由于可以对金属结构1350b的第一点馈电，所以金属结构1350b的至少一部分可以被用作通过从馈线到PCB 1360b的接地区域的电路径的天线。
图14是示出根据实施例的可穿戴电子设备的辐射效率的曲线图。
参考图14，第一曲线图1410可以表示金属结构101不与接地区域连接的可穿戴设备100的辐射效率。第二曲线图1420可以表示可穿戴设备100的辐射效率，其中金属结构101通过耦接与PCB 160的接地区域间接连接。
第一区域14a可以表示范围从大约1.5GHz至大约1.6GHz并且在其中可以执行GPS通信的频带。在第一区域14a中，第一曲线图1410和第二曲线图1420都可以具有大约-10dB的辐射效率，从而使得可以高效率地发送/接收信号。
第二区14b可以表示范围从大约2.4GHz至大约2.5GHz并且其中可以执行蓝牙或Wi-Fi通信的频带。在第二区域14b中，第一曲线图1410可以具有大约-16dB的辐射效率，并且第二曲线图1420可以具有大约-11dB的辐射效率，从而使得可以高效率地发送/接收信号。
在使用耦接效应连接金属结构101和PCB 160的接地区域的情况下，根据本公开的各种实施例的可穿戴设备可以在蓝牙通信和Wi-Fi通信以及GPS通信中以优异的效率发送信号。因此，可能没有必要另外实现用于蓝牙通信的单独天线或者用于Wi-Fi通信的单独天线。这可能意味着可穿戴设备100被进一步小型化并且成本被降低。
图15a是示出根据实施例的用于移动可穿戴设备的谐振点的方法的图。
图15b是示出根据实施例的用于移动可穿戴设备的谐振点的方法的图。
图15c是示出根据实施例的可穿戴电子设备的辐射效率的曲线图。
参考图15a和图15b，可穿戴设备100可以使用耦接效应来电磁连接金属结构101和PCB 160的接地区域。图15a所示的可穿戴设备100可以使用如图13a所示的接地区域与C形夹1310a之间的耦接来电磁连接例如金属结构101和PCB 160的接地区域。图15b所示的可穿戴设备100可以使用如图13b所示的介于接地区域与C形夹1310b之间的电容器1330b来电磁连接例如金属结构101和PCB 160的接地区域。
如图15a所示，在与PCB 160的接地区域电连接的金属结构101的特定位置改变的情况下，可以改变天线的谐振点。例如，接地区域可以与金属结构101的第一点15a-1、第二点15a-2或第三点15a-3电磁连接。由于所形成的电路径的长度随着每种情况而变化，所以可以改变天线的谐振点。
在实施例中，对应于接地区域与金属结构101的第一点15a-1电磁连接的情况的谐振频率可以高于对应于接地区域与金属结构101的第二点15a-1电磁连接的情况的谐振频率。在另一实施例中，对应于接地区域与金属结构101的第三点15a-3电磁连接的情况的谐振频率可以低于对应于接地区域与金属结构101的第二点15a-2电磁连接的情况的谐振频率。
如图15b所示，在介于PCB 160的接地区域与C形夹1310b之间的电容器1510b的电容改变的情况下，可以改变天线的谐振点。例如，谐振频率可以随着电容器1510b的电容值变得相对大而减小。对于另一示例，谐振频率可以随着电容器1510b的电容值变得相对小而增加。
谐振频率偏移的天线的辐射效率可以从图15c中观察到。可以观察到，第一曲线图1501C的谐振频率变得低于第二曲线图1502C的谐振频率，并且第三曲线图1503C的谐振频率变得高于第二曲线图1502C的谐振频率。根据本公开的各种实施例的可穿戴设备可以精细调节天线的谐振频率。
下面，将参考图16至图18描述根据本公开的各种实施例的可应用于可穿戴设备100的硬件和软件配置。
参考图1至图15c，根据实施例的可穿戴电子设备可以包括壳体，该壳体包括上表面、下表面和围绕上表面与下表面之间的空间的侧表面。在此情况下，侧表面可以包括环形构件(例如，金属结构101)，当从上表面上方观察时，该环形构件是环形的，并且由导电材料形成。在实施例中，当从上表面上方观察时，环形构件可以基本上是圆形。在另一个实施例中，环形构件可以基本上是正方形或矩形。
而且，可穿戴设备可以包括连接到壳体并且可移除地安装在用户身体的一部分上的结合(binding)结构。然而，在实施例中，结合结构可以与可穿戴设备分离。
可穿戴设备可以在空间内包括显示器(例如，显示器130)，该显示器包括基本平行于上表面的第一接地面。显示器可以通过壳体的上表面暴露。而且，可穿戴设备可以包括：印刷电路板(例如，PCB 160)，该印刷电路板包括在空间内介于显示器与下表面之间的第二接地面；无线通信电路，该无线通信电路位于印刷电路板上并电连接到位于环形构件处的第一点(例如，图2的点“A”)；第一导电路径，该第一导电路径电连接到位于第一接地面的边缘处的第二点(例如，图2的点“B’”)与第二接地面之间；第二导电路径，该第二导电路径电连接在位于环形构件处的第三点(例如，图2的点“B”)与第二接地面之间；以及处理器，其位于空间内并电连接到显示器和通信电路。在实施例中，通信电路可以被配置成接收GPS信号。
根据实施例，当从上表面上方观察时，从上表面的中心延伸到第一点的第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第二点的第二虚线成直角。而且，当从上表面上方观察时，第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第三点的第三虚线成直角。而且，当从上表面上方观察时，第二虚线可以基本上与第三虚线对齐，并且可以面向与第三虚线相同的方向。
而且，根据实施例，当从上表面上方观察时，第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第三点的第三虚线对齐，并且可以面向与第三虚线的方向相反的方向。
根据实施例，可穿戴设备还可以包括电连接在位于环形构件处的第四点与第二接地面之间的第三导电路径、电连接在位于环形构件处的第五点与第二接地面之间的第四导电路径、断开或闭合第二导电路径的第一开关电路、断开或闭合第三导电路径的第二开关电路，以及断开或闭合第四导电路径的第三开关电路，并且处理器可以选择性地控制第一至第三开关电路。而且，当从上表面上方观察时，第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第四点的第四虚线对齐，并且第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第五点的第五虚线对齐，并且可以面向与第五虚线的方向相反的方向。
根据实施例，可穿戴设备还可以包括检测壳体的方位的检测电路(例如，陀螺仪传感器、惯性传感器等)，并且处理器可以至少部分地基于检测到的方位选择性地控制第一至第三开关电路。
根据实施例，可穿戴设备可以包括至少一个与金属结构的第三点电连接的导电连接构件，并且至少一个导电连接构件的至少一部分可以被定位成与PCB的接地区域耦接。
在实施例中，可穿戴电子设备还可以包括在壳体内介于显示器与印刷电路板之间的支架，并且至少一个导电连接构件可以包括与金属结构和支架的第三点接触的第一C形夹和与第一C形夹和PCB的表面接触的第二C形夹。
根据实施例，印刷电路板的至少一部分区域可以包括包含非导电材料的至少一部分的第一层和包含接地区域的一部分的第二层，并且至少一个导电连接构件的至少一部分可以通过与第一层的非导电材料区域的至少一部分接触而与包含在第二层中的接地区域的一部分耦接。
根据实施例，PCB可以包括由电介质形成的第一区域和包括接地区域的第二区域。至少一个导电连接构件的至少一部分可以与第一区域接触，并且至少一个导电连接构件的至少一部分和第二区域的接地区域可以通过电容器电连接。
根据实施例，控制电路可以被配置为通过由金属结构和金属层形成的第一电路径接收GSP信号，并且通过由金属结构和至少一个导电连接构件形成的第二电路径接收蓝牙信号。
根据实施例的可穿戴电子设备可以包括：壳体，该壳体包括上表面、下表面和围绕上表面与下表面之间的空间的侧表面，其中该侧表面包括环形构件，当从上表面上方观察时，该环形构件是环形的，并且由导电材料形成；结合结构，其连接到壳体并可移除地安装在用户身体的一部分上；显示器，其通过上表面暴露并包括基本上平行于上表面的第一接地面；印刷电路板，其包括在空间内介于显示器与下表面之间的第二接地面；无线通信电路，其位于印刷电路板上并电连接到位于环形构件处的第一点；第一导电路径，其电连接在位于第一接地面的边缘处的第二点与第二接地面之间；第二导电路径，其电连接在位于环形构件处的第三点与第二接地面之间；以及处理器，其位于空间内并电连接到显示器和通信电路。当从上表面上方观察时，从上表面的中心延伸到第一点的第一虚线可以基本上与从上表面的中心延伸到第二点的第二虚线成直角，并且第二导电路径可以包括被定位成与第二接地面耦接的至少一个导电连接构件。
根据实施例，无线通信电路可以被配置成接收GPS信号和蓝牙信号。
根据实施例，第三导电路径可以包括电容器。
图16是示出根据各种实施例的网络环境系统中的电子设备的框图。
参考图16，根据各种实施例，电子设备1601、第一电子设备1602、第二电子设备1604或服务器1606可以通过网络1662或短距离通信1664彼此连接。电子设备1601可以包括总线1610、处理器1620、存储器1630、输入/输出接口1650、显示器1660和通信接口1670。根据实施例，电子设备1601可以不包括至少一个上述组件，或者还可以包括其他组件。
例如，总线1610可以互连上述组件1620至1670，并且可以包括用于在上述组件之间传送通信(例如，控制消息和/或数据)的电路。
处理器1620可以包括中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)或通信处理器(CP)中的一个或更多个。例如，处理器1620可以执行与电子设备1601的至少其他组件的控制和/或通信相关联的算术运算或数据处理。
存储器1630可以包括易失性和/或非易失性存储器。例如，存储器1630可以存储与电子设备1601的至少一个其他组件相关联的命令或数据。根据实施例，存储器1630可以存储软件和/或程序1640。程序1640可以包括例如内核1641、中间件1643、应用编程接口(API)1645和/或应用程序(或“应用”)1647。内核1641、中间件1643或API 1645的至少一部分可以被称为“操作系统(OS)”。
例如，内核1641可以控制或管理用于执行其他程序(例如，中间件1643、API 1645和应用程序1647)的操作或功能的系统资源(例如，总线1610、处理器1620、存储器1630等)。此外，内核1641可以提供接口，该接口使得中间件1643、API 1645或应用程序1647访问电子设备1601的分立组件，以便控制或管理系统资源。
中间件1643可以执行例如中介角色，使得API 1645或应用程序1647与内核1641通信以交换数据。
此外，中间件1643可以根据优先级处理从应用程序1647接收的任务请求。例如，中间件1643可以将优先级分配给至少一个应用程序1647，这使得其可以使用电子设备1601的系统资源(例如，总线1610、处理器1620、存储器1630等)。例如，中间件1643可以根据分配给至少一个任务请求的优先级来处理该一个或更多个任务请求，这使得可以对该一个或更多个任务请求执行调度或负载平衡。
例如，API 1645可以是应用程序1647通过其控制由内核1641或中间件1643提供的功能的接口，并且可以包括例如用于文件控制、窗口控制、图像处理、字符控制等的至少一个接口或功能(例如，指令)。
输入/输出接口1650可以起到例如将来自用户或另一外部设备的命令或数据输入传输到电子设备1601的其他组件的接口的作用。此外，输入/输出接口1650可以向用户或另一外部设备输出从电子设备1601的其他组件接收的命令或数据。
显示器1660可以包括例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微机电系统(MEMS)显示器或电子纸显示器。显示器1660可以向用户显示例如各种内容(例如，文本、图像、视频、图标、符号等)。显示器1660可以包括触摸屏，并且可以使用电子笔或用户身体的一部分接收例如触摸、手势、接近或悬停输入。
例如，通信接口1670可以在电子设备1601与外部设备(例如，第一电子设备1602、第二电子设备1604或服务器1606)之间建立通信。例如，通信接口1670可以通过无线通信或有线通信连接网络1662，以与外部设备(例如，第二电子设备1604或服务器1606)通信。
无线通信可以使用例如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、通用移动电信系统(UMTS)、无线宽带(WiBro)、全球移动通信系统(GSM)等中的至少一个作为蜂窝通信协议。此外，无线通信可以包括例如短距离通信1664。短距离通信1664可以包括无线保真(Wi-Fi)、蓝牙、近场通信(NFC)、磁条传输(MST)、全球导航卫星系统(GNSS)等中的至少一种。
MST可以使用电磁信号响应于传输数据生成脉冲，并且该脉冲可以生成磁场信号。电子设备1601可以将磁场信号传送到销售点(POS)，并且POS可以使用MST读取器来检测磁场信号。POS可以通过将检测到的磁场信号转换成电信号来恢复数据。
基于可用区域、带宽等，GNSS可以包括例如全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(Glonass)、北斗导航卫星系统(以下称为“北斗”)或基于欧洲全球卫星的导航系统(以下称为“Galileo”)中的至少一个。在下文中，在本公开中，“GPS”和“GNSS”可以互换使用。有线通信可以包括例如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、推荐标准-232(RS-232)、普通老式电话服务(POTS)等中的至少一种。网络1662可以包括至少一个电信网络，例如计算机网络(例如LAN或WAN)、互联网或电话网络。
第一电子设备1602和第二电子设备1604中的每一个可以是其类型与电子设备1601的类型不同或相同的设备。根据实施例，服务器1606可以包括一组一个或更多个服务器。根据各种实施例，电子设备1601将执行的所有或部分操作可以由另一个或更多个电子设备(例如，第一电子设备1602、第二电子设备1604或服务器1606)执行。根据实施例，在电子设备1601自动或响应于请求执行任何功能或服务的情况下，电子设备1601可以不在内部执行该功能或服务，但是可选地，另外，它可以从另一设备(例如，电子设备1602或1604或服务器1606)请求与电子设备1601相关联的功能的至少一部分。另一电子设备可以执行所请求的功能或附加功能，并且可以将执行结果发送到电子设备1601。电子设备1601可以使用接收到的结果来提供所请求的功能或服务，或者可以另外处理接收到的结果来提供所请求的功能或服务。为此，例如，可以使用云计算、分布式计算或客户机-服务器计算。
图17是示出根据各种实施例的电子设备的框图。
参考图17，电子设备1701可以包括例如图16所示的电子设备1601的全部或一部分。电子设备1701可以包括一个或更多个处理器(例如，包括处理电路)(例如，应用处理器(AP))1710、通信模块(例如，包括通信电路)1720、用户识别模块1729、存储器1730、传感器模块1740、安全模块(例如，包括存储器)1736、输入设备(例如，包括输入电路)1750、显示器1760、接口(例如，包括接口电路)1770、音频模块1780、相机模块1791、电源管理模块1795、电池1796、指示器1797和电机1798。
处理器1710可以包括各种处理电路和驱动器，例如操作系统(OS)或应用程序，以控制连接到处理器1710的多个硬件或软件组件，并且可以处理和计算各种数据。例如，处理器1710可以用片上系统(SoC)来实现。根据实施例，处理器1710还可以包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器。处理器1710可以包括图17所示的组件的至少一部分(例如，蜂窝模块1721)。处理器1710可以将从至少一个其他组件(例如，非易失性存储器)接收的命令或数据加载到易失性存储器中，并处理加载的命令或数据。处理器1710可以在非易失性存储器中存储各种数据。
通信模块1720可以被配置为与图16的通信接口1670相同或相似。通信模块1720可以包括包含在通信模块的各种模块中的各种处理电路，例如但不限于，蜂窝模块1721、Wi-Fi模块1722、蓝牙(BT)模块1723、GNSS模块1724(例如，GPS模块、Glonass模块、北斗模块或Galileo模块)、近场通信(NFC)模块1725、MST模块1726、射频(RF)模块1727等。
蜂窝模块1721可以通过通信网络提供例如语音通信、视频通信、角色服务、互联网服务等。根据实施例，蜂窝模块1721可以使用用户识别模块(例如，SIM卡)1729在通信网络内执行电子设备1701的鉴别和认证。根据实施例，蜂窝模块1721可以执行处理器1710提供的至少一部分功能。根据实施例，蜂窝模块1721可以包括通信处理器(CP)。
例如，Wi-Fi模块1722、BT模块1723、GNSS模块1724、NFC模块1725或MST模块1726中的每一个都可以包括用于处理通过相应模块交换的数据的处理器。根据实施例，蜂窝模块1721、Wi-Fi模块1722、BT模块1723、GNSS模块1724、NFC模块1725或MST模块1726的至少一部分(例如，两个或更多)可以被包括在一个集成电路(IC)或IC封装内。
例如，RF模块1727可以发送和接收通信信号(例如，RF信号)。例如，RF模块1727可以包括收发器、功率放大器模块(PAM)、频率滤波器、低噪声放大器(LNA)、天线等。根据另一实施例，蜂窝模块1721、Wi-Fi模块1722、BT模块1723、GNSS模块1724、NFC模块1725或MST模块1726中的至少一个可以通过单独的RF模块发送和接收RF信号。
用户识别模块1729可以包括例如卡和/或嵌入式SIM，该卡和/或嵌入式SIM包括用户识别模块，并且可以包括唯一的识别信息(例如，集成电路卡标识符(ICCID))或用户信息(例如，集成移动用户身份(IMSI))。
存储器1730(例如，存储器1630)可以包括内部存储器1732和/或外部存储器1734。例如，内部存储器1732可以包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)等)、非易失性存储器(例如，一次性可编程只读存储器(OTPROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、掩模ROM、闪存ROM、闪存存储器(例如，NAND闪存存储器或NOR闪存存储器)等)、硬盘驱动器或固态驱动器(SSD)中的至少一种。
外部存储器1734还可以包括闪存驱动器，例如紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、微安全数字(Micro-SD)、微型安全数字(Micro-SD)、极限数字(xD)、多媒体卡(MMC)、记忆棒等。外部存储器1734可以通过各种接口可操作地和/或物理地连接到电子设备1701。
安全模块1736可以是包括安全级别高于存储器1730的存储空间的模块，并且可以是保证安全数据存储和受保护的执行环境的电路。安全模块1736可以用单独的电路实现，并且可以包括单独的处理器。例如，安全模块1736可以在可移除的智能芯片或安全数字(SD)卡中，或者可以包括嵌入在电子设备1701的固定芯片中的嵌入式安全元件(eSE)。此外，安全模块1736可以基于不同于电子设备1701的操作系统的操作系统来操作。例如，安全模块1736可以基于java卡开放平台(JCOP)OS来操作。
传感器模块1740可以测量例如物理量或者可以检测电子设备1701的操作状态。传感器模块1740可以将测量到或检测到的信息转换成电信号。例如，传感器模块1740可以包括例如但不限于姿势传感器1740A、陀螺仪传感器1740B、大气压力传感器1740C、磁传感器1740D、加速度传感器1740E、握持传感器1740F、接近传感器1740G、颜色传感器1740H(例如，红、绿、蓝(RGB)传感器)、生物传感器1740I、温度/湿度传感器1740J、照度传感器1740K和或UV传感器1740M等中的至少一个。尽管未示出，但是附加地或替代地，传感器模块1740还可以包括例如电子鼻传感器、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1740还可以包括控制电路，用于控制包括在其中的至少一个或更多个传感器。根据实施例，电子设备1701还可以包括处理器，该处理器是处理器1710的一部分或者独立于处理器1710，并且被配置为控制传感器模块1740。当处理器1710保持在睡眠状态时，处理器可以控制传感器模块1740。
输入设备1750可以包括各种输入电路，例如但不限于，触摸面板1752、(数字)笔传感器1754、键1756和/或超声输入单元1758等。例如，触摸面板1752可以使用电容、电阻、红外和超声检测方法中的至少一种。此外，触摸面板1752还可以包括控制电路。触摸面板1752还可以包括触觉层，以向用户提供触觉反应。
(数字)笔传感器1754可以是例如触摸面板的一部分，或者可以包括用于识别的附加薄片。键1756可以包括例如物理按钮、光学键、小键盘等。超声波输入设备1758可以通过麦克风(例如，麦克风1788)检测(或感测)从输入设备产生的超声波信号，并且可以检查对应于检测到的超声波信号的数据。
显示器1760(例如，显示器1660)可以包括例如但不限于面板1762、全息图设备1764和/或投影仪1766等。面板1762可以与图16所示的显示器1660相同或相似。面板1762可以被实现为例如柔性的、透明的或可穿戴的。面板1762和触摸面板1752可以集成到单个模块中。根据实施例，面板1762可以包括测量用户触摸压力强度的压力传感器(或力传感器，下文中可互换使用)。压力传感器可以与触摸面板1752一体地实现，或者可以实现为与触摸面板1752分开的至少一个传感器。全息图设备1764可以使用光干涉现象在空间中显示立体图像。投影仪1766可以将光投射到屏幕上以显示图像。例如，屏幕可以布置在电子设备1701的内部或外部。根据实施例，显示器1760还可以包括用于控制面板1762、全息图设备1764或投影仪1766的控制电路。
接口1770可以包括各种接口电路，例如但不限于高清晰度多媒体接口(HDMI)1772、通用串行总线(USB)1774、光学接口1776和/或D超小型(D-sub)1778等。接口1770可以包括在例如图16所示的通信接口1670中。附加地或替代地，接口1770可以包括例如移动高清链路(MHL)接口、SD卡/多媒体卡(MMC)接口或红外数据协会(IrDA)标准接口。
音频模块1780可以双向转换声音和电信号。音频模块1780的至少一个组件可以包括在例如图16所示的输入/输出接口1650中。音频模块1780可以处理例如通过扬声器1782、接收器1784、耳机1786或麦克风1788输入或输出的声音信息。
例如，相机模块1791可以拍摄静止图像或视频。根据实施例，相机模块1791可以包括至少一个或更多个图像传感器(例如，前传感器或后传感器)、透镜、图像信号处理器(ISP)或闪光灯(例如，LED或氙气灯)。
电源管理模块1795可以管理例如电子设备1701的电力。根据实施例，电源管理集成电路(PMIC)、充电器IC或电池或燃料表可以包括在电源管理模块1795中。PMIC可以具有有线充电方法和/或无线充电方法。无线充电方法可以包括例如磁共振方法、磁感应方法或电磁方法，并且还可以包括附加电路，例如线圈回路、谐振电路或整流器等。电池计量器可以测量例如电池1796的剩余容量以及电池充电时的电压、电流或温度。电池1796可以包括例如可充电电池和/或太阳能电池。
指示器1797可以显示电子设备1701或其一部分(例如，处理器1710)的特定状态，诸如引导状态、消息状态、充电状态等。电机1798可以将电信号转换成机械振动，并且可以产生以下效果：振动、触觉等。尽管未示出，但是用于支持移动TV的处理设备(例如，GPU)可以包括在电子设备1701中。用于支持移动电视的处理设备可以根据数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播(DVB)、MediaFloTM等标准来处理媒体数据。
根据本公开的各种实施例的电子设备的每个上述组件可以配置有一个或更多个部件，并且组件的名称可以根据电子设备的类型而改变。在各种实施例中，电子设备可以包括至少一个上述组件，并且可以省略一些组件或者可以添加其他附加组件。此外，根据各种实施例的电子设备的一些组件可以彼此组合以形成一个实体，使得组件的功能可以以与组合之前相同的方式执行。
图18是示出根据各种实施例的程序模块的框图。
根据实施例，程序模块1810(例如，程序1640)可以包括操作系统(OS)，以控制与电子设备(例如，电子设备1601)和/或在OS上驱动的各种应用(例如，应用程序1647)相关联的资源。操作系统例如可以是AndroidTM、iOSTM、WindowsTM、SymbianTM或TizenTM。
程序模块1810可以包括内核1820、中间件1830、应用编程接口(API)1860和/或应用1870。程序模块1810的至少一部分可以预先加载在电子设备上，或者可以从外部电子设备(例如，第一电子设备1602、第二电子设备1604、服务器1606等)下载。
内核1820(例如，内核1641)可以包括例如系统资源管理器1821和/或设备驱动程序1823。系统资源管理器1821可以执行系统资源的控制、分配或检索。根据实施例，系统资源管理器1821可以包括进程管理单元、存储器管理单元或文件系统管理单元。设备驱动程序1823可以包括例如显示驱动程序、相机驱动程序、蓝牙驱动程序、共享存储器驱动程序、USB驱动程序、键盘驱动程序、Wi-Fi驱动程序、音频驱动程序或进程间通信(IPC)驱动程序。
中间件1830可以提供例如应用1870共同需要的功能，或者可以通过API1860向应用1870提供各种功能，以使得应用1870有效地使用电子设备的有限系统资源。根据实施例，中间件1830(例如，中间件1643)可以包括运行时库1835、应用管理器1841、窗口管理器1842、多媒体管理器1843、资源管理器1844、电源管理器1845、数据库管理器1846、包管理器1847、连接管理器1848、通知管理器1849、位置管理器1850、图形管理器1851、安全管理器1852和/或支付管理器1854等。
运行时库1835可以包括例如库模块，当应用1870正在被执行时，该库模块被编译器用来通过编程语言添加新函数。运行时库1835可以执行输入/输出管理、存储器管理或关于算术函数的能力。
应用管理器1841可以管理例如应用1870的至少一个应用的生命周期。窗口管理器1842可以管理屏幕中使用的示图形用户界面(GUI)资源。多媒体管理器1843可以识别播放不同媒体文件所需的格式，并且可以使用适合于该格式的编解码器来执行媒体文件的编码或解码。资源管理器1844可以管理资源，例如应用1870的至少一个应用的存储空间、存储器或源代码。
电源管理器1845可以例如利用基本输入/输出系统(BIOS)来操作，以管理电池或电源，并且可以为电子设备的操作提供电源信息。数据库管理器1846可以生成、搜索或修改将在应用1870的至少一个应用中使用的数据库。包管理器1847可以安装或更新以包文件的形式分发的应用。
连接管理器1848可以管理例如无线连接，例如Wi-Fi网络或蓝牙。通知管理器1849可以以不打扰用户的模式显示或通知事件，例如到达消息、预约或邻近通知。位置管理器1850可以管理关于电子设备的位置信息。图形管理器1851可以管理提供给用户的示图形效果，或者管理与之相关的用户界面。安全管理器1852可以提供系统安全、用户认证等所需的一般安全功能。根据实施例，在电子设备(例如，电子设备1601)包括电话功能的情况下，中间件1830还可以包括用于管理电子设备的语音或视频呼叫功能的电话管理器。
中间件1830可以包括结合上述组件的不同功能的中间件模块。中间件1830可以提供专用于每种OS的模块，以提供不同的功能。另外，中间件1830可以动态地移除预先存在的组件的一部分，或者可以向其中添加新的组件。
例如，API 1860(例如，API 1645)可以是一组编程函数，并且可以被设置有依据操作系统而变化的配置。例如，在操作系统是AndroidTM或iOSTM的情况下，它可以为每个平台提供一个API集。在OS是TizenTM的情况下，它可以为每个平台提供两个或更多的API集。
应用1870(例如，应用程序1647)可以包括例如但不限于一个或更多个能够为主页1871、拨号器1872、SMS/MMS 1873、即时消息(IM)1874、浏览器1875、相机1876、闹钟1877、联系人1878、语音拨号1879、e-mail 1880、日历1881、媒体播放器1882、相册1883、计时器1884和/或支付1885等提供功能。附加地或替代地，尽管未示出，但是各种其他应用可以包括，例如，用于提供健康护理(例如，测量运动量、血糖等)或环境信息(例如，气压、湿度、温度等信息)的应用。
根据实施例，应用1870可以包括支持电子设备(例如，电子设备1601)与外部电子设备(例如，第一电子设备1602或第二电子设备1604)之间的信息交换的应用(为了描述方便，在下文中称为“信息交换应用”)。信息交换应用可以包括例如用于向外部电子设备发送特定信息的通知中继应用，或者用于管理外部电子设备的设备管理应用。
例如，通知中继应用可以包括向外部电子设备发送通知信息的功能，该通知信息来自其他应用(例如，用于SMS/MMS、e-mail、健康护理或环境信息的应用)。另外，通知中继应用可以例如从外部电子设备接收通知信息，并将通知信息提供给用户。
设备管理应用可以管理(例如，安装、删除或更新)例如与电子设备通信的外部电子设备的至少一个功能(例如，外部电子设备本身(或一部分)的开启/关闭或者显示器的亮度(或分辨率)的调整)、在外部电子设备中运行的应用或者从外部电子设备提供的服务(例如，呼叫服务、消息服务等)。
根据实施例，应用1870可以包括根据外部电子设备的属性分配的应用(例如，移动医疗设备的健康护理应用)。根据实施例，应用1870可以包括从外部电子设备(例如，第一电子设备1602、第二电子设备1604或服务器1606)接收的应用。根据实施例，应用1870可以包括可从服务器下载的预先加载应用或第三方应用。根据实施例的程序模块1810的组件的名称可以根据操作系统的种类进行修改。
根据各种实施例，程序模块1810的至少一部分可以由软件、固件、硬件或其两种或多种的组合来实现。程序模块1810的至少一部分可以例如由处理器(例如，处理器1710)实现(例如，执行)。程序模块1810的至少一部分可以包括例如用于执行一个或更多个功能的模块、程序、例程、指令集、过程等。
本公开中使用的术语“模块”例如可以指包括硬件、软件和/或固件的一个或更多个组合的单元。术语“模块”可以与术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“部件”和“电路”互换使用。“模块”可以是集成部件的最小单元，也可以是其一部分。“模块”可以是用于执行一个或更多个功能或其一部分的最小单元。“模块”可以机械地或电子地实现。例如，“模块”例如可以包括但不限于已知的或将被开发的专用IC(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和用于执行某些操作的可编程逻辑器件中的至少一个。
根据各种实施例的装置(例如，其模块或功能)或方法(例如，操作)的至少一部分例如可以由以程序模块的形式存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令来实现。当由处理器(例如，处理器1620)执行时，该指令可以使一个或更多个处理器执行对应于该指令的功能。计算机可读存储介质例如可以是存储器。
计算机可读记录介质可以包括硬盘、软盘、磁介质(例如磁带)、光学介质(例如光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能盘(DVD)、磁光介质(例如光盘))和硬件设备(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或闪存)。此外，一个或更多个指令可以包含由编译器生成的代码或可由解释器执行的代码。上述硬件单元可以被配置为经由一个或更多个软件模块操作，用于根据各种实施例执行操作，反之亦然。
根据各种实施例的模块或程序模块可以包括上述组件中的至少一个，或者可以省略上述组件的一部分，或者还可以包括附加的其他组件。根据各种实施例，由模块、程序模块或其他组件执行的操作可以顺序地、并行地、重复地或以启发式方法执行。此外，一些操作可以不同的顺序执行或者可以省略。或者，可以添加其他操作。
虽然已经参考本公开的各种实施例说明和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离例如由所附权利要求及其等同形式限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (7)

1.一种可穿戴电子设备，所述可穿戴电子设备包括：
壳体，所述壳体包括金属结构；
显示器，所述显示器位于所述壳体内，所述显示器包括：
金属层，所述金属层位于所述金属结构内并与所述金属结构间隔开间隙；
印刷电路板(PCB)，所述PCB位于所述壳体内，并且包括接地区域和控制电路，所述控制电路被配置为对所述金属结构的第一点馈电；
支架，所述支架插设在所述壳体内的所述显示器与所述PCB之间；以及
至少一个导电连接构件，所述至少一个导电连接构件包括与所述金属结构的第三点电连接的导电材料；
其中，所述金属层在与所述第一点间隔开给定角度的第二点处与所述PCB的接地区域电连接，
其中，所述至少一个导电连接构件包括：
第一C形夹，所述第一C形夹与所述金属结构的第三点和所述支架接触；以及
第二C形夹，所述第二C形夹与所述第一C形夹和所述PCB的表面接触，
其中，所述第二C形夹被配置为在所述金属结构与所述PCB的接地区域之间提供电容耦合。
2.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中，所述PCB的至少一部分区域包括：
第一层，所述第一层包括非导电材料的至少一部分；以及
第二层，所述第二层包括所述接地区域的一部分，
其中，所述至少一个导电连接构件的至少一部分通过与所述第一层的非导电材料区域的至少一部分接触而与所述接地区域的包括在所述第二层中的部分耦接。
3.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中，所述PCB包括：
第一区域，所述第一区域包括电介质；以及
第二区域，所述第二区域包括接地区域，
其中，所述第二C形夹与所述第一区域接触，并且
其中，所述第二C形夹和所述第二区域的接地区域通过电容器电连接。
4.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中，所述控制电路被配置为：
通过由所述金属结构和所述金属层形成的第一电路径接收GPS信号，以及
通过由所述金属结构和所述至少一个导电连接构件形成的第二电路径接收蓝牙信号。
5.一种可穿戴电子设备，所述可穿戴电子设备包括：
壳体，所述壳体包括上表面、下表面和围绕所述上表面与所述下表面之间的空间的侧表面，
其中，所述侧表面包括环形构件，所述环形构件在从所述上表面的上方观察时是环形的，并且包括导电材料；
结合结构，所述结合结构连接到所述壳体并被配置成能够可移除地安装在用户身体的一部分上；
显示器，所述显示器设置在所述空间内并通过所述上表面暴露，并且包括基本平行于所述上表面的第一接地面；
印刷电路板，所述印刷电路板插设在所述显示器与所述下表面之间，并包括第二接地面；
无线通信电路，所述无线通信电路位于所述印刷电路板上，并电连接到位于所述环形构件处的第一点；
第一导电路径，所述第一导电路径电连接在位于所述第一接地面的边缘处的第二点与所述第二接地面之间；
第二导电路径，所述第二导电路径电连接在位于所述环形构件处的第三点与所述第二接地面之间；以及
处理器，所述处理器位于所述空间内并电连接到所述显示器和所述通信电路，
其中，当从所述上表面的上方观察时，从所述上表面的中心延伸到所述第一点的第一虚线与从所述上表面的中心延伸到所述第二点的第二虚线基本成直角，并且
其中，所述第二导电路径包括第一C形夹和第二C形夹，所述第一C形夹和所述第二C形夹被定位成将所述壳体的金属结构与所述第二接地面耦接，其中所述第二C形夹被配置为在所述壳体与所述第二接地区域之间提供电容耦合。
6.根据权利要求5所述的可穿戴电子设备，其中，所述无线通信电路被配置成接收全球定位系统信号和蓝牙信号。
7.根据权利要求5所述的可穿戴电子设备，其中，所述第二导电路径包括电容器。
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