CN204539638U - 电子设备 - Google Patents

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王怡人
欧阳月辉
J·哈基姆
李青湘
R·W·施卢巴
R.卡瓦列罗
杨思文
E·G·德琼
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Abstract

本申请涉及电子设备，该电子设备可以具有显示器。显示器覆盖层和透明内部显示部件可以与显示像素层重叠。显示像素层可以具有用于为用户显示图像的显示像素阵列。触摸传感器层可以置于显示像素层和透明显示部件之间。铁磁屏蔽层可以安装在显示像素层下方。包含形成近场通信环形天线的金属信号线线圈的柔性印刷电路可以置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。诸如倒F天线的非近场天线可以具有安装在显示器覆盖层的内表面上的谐振元件。谐振元件可以置于透明显示部件和显示器覆盖层之间。

Description

电子设备
本申请要求于2014年4月23日提交的美国专利申请14/259,861的优先权，因此通过在此引用并入其全部内容。
技术领域
本发明涉及电子设备，并且更具体而言，涉及用于具有无线通信电路系统的电子设备的天线。
背景技术
诸如便携式计算机和蜂窝电话的电子设备通常具有无线通信能力。例如，电子设备可以使用诸如蜂窝电话电路系统的长距离无线通信电路系统来利用蜂窝电话频带进行通信。电子设备可以使用诸如无线局域网通信电路系统的短距离无线通信电路系统来处理与附近装置的通信。电子设备还可以具有卫星导航系统接收器和诸如近场通信电路系统的其它无线电路系统。近场通信模式包括短距离上的电磁耦合通信，通常是20cm或更短。
为了满足消费者对小形状因子的无线设备的需求，制造商在不断地努力来利用紧凑结构实现诸如天线组件的无线通信电路系统。同时，期望让无线设备覆盖多个通信频带。例如，可能期望无线设备在覆盖非近场(远场)频带的同时覆盖近场通信频带。
因为天线潜在地可能彼此干扰以及与无线设备中的部件干扰，所以在将天线并入电子设备中时必须小心。而且，必须小心以确保设备中的天线和无线电路系统能够在一定范围的操作频率上呈现令人满意的性能。
因此，期望能够提供用于无线电子设备的改进的无线通信电路系统。
实用新型内容
电子设备可以具有其中安装显示器的外壳。电子设备可以是具有用于将该电子设备附接到用户手腕的腕带的便携式电子设备。电子设备可以具有无线电路系统，比如近场通信电路系统和非近场通信电路系统。
显示器覆盖层和透明内部显示部件可以与显示像素层重叠，其中显示像素层具有用于向用户显示图像的显示像素阵列。显示器覆盖层可以具有外表面和相对的内表面。透明显示部件可以具有与显示器覆盖层的内表面相配的弯曲的或平坦的外表面。
触摸传感器层可以置于显示像素层和透明显示部件之间。铁磁屏蔽层可以安装在显示像素层的下方。包含形成近场通信环形天线的金属信号线线圈的柔性印刷电路可以置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。
诸如倒F天线的非近场天线可以具有在显示器覆盖层内表面上安装的谐振元件。谐振元件可以置于透明显示部件和显示器覆盖层之间。
附图说明
图1是根据实施例、诸如具有无线电路系统的膝上型计算机的说明性电子设备的透视图。
图2是根据实施例、诸如具有无线电路系统的手持式电子设备的说明性电子设备的透视图。
图3是根据实施例、诸如具有无线电路系统的平板计算机的说明性电子设备的透视图。
图4是根据实施例、诸如用于具有无线电路系统的计算机或电视的显示器的说明性电子设备的透视图。
图5A是根据实施例、诸如具有无线电路系统的腕表设备的说明性电子设备的透视图。
图5B是根据实施例、诸如具有无线电路系统的挂件(pendant)或别针(pin)设备的说明性电子设备的透视图。
图6是根据实施例、具有无线通信电路系统的说明性电子设备的示意图。
图7是根据实施例、其中电子设备中的天线结构被用来利用近场通信和非近场通信与外部电子装置进行无线通信的系统的示图。
图8是根据实施例示出电子设备如何可以具有近场天线和非近场天线的示图。
图9是根据实施例、诸如倒F天线的说明性非近场天线的示图。
图10是根据实施例、诸如近场通信环形天线的说明性近场天线的示图。
图11是根据实施例、具有邻近显示器而形成的天线的说明性腕表设备的示图。
图12是根据实施例、具有缝隙天线的说明性腕表设备的透视图。
图13是根据实施例、具有近场通信环形天线的说明性电子设备的横截面侧视图，其中近场通信环形天线利用透过与近场通信环形天线重叠的显示器的电磁近场通信信号与外部近场通信环形天线进行无线通信。
图14是根据实施例、诸如腕表设备的说明性电子设备的横截面侧视图，其中腕表设备具有安装在显示器覆盖层的弯曲的下侧上的透过显示器进行操作的近场通信天线，并且具有在邻近显示器的显示器覆盖层下方安装的非近场通信天线。
图15是根据实施例、诸如腕表设备的电子设备的一部分的横截面侧视图，其中腕表设备具有利用塑料载体在显示器覆盖层下方安装的天线。
图16是根据实施例、诸如腕表设备的电子设备的一部分的横截面侧视图，其中腕表设备具有安装在透明内部显示层的下侧上的透过显示器进行操作的近场通信天线，并且具有在邻近显示器的显示器覆盖层下方安装的非近场通信天线，其中所述透明内部显示层带有位于弯曲的显示器覆盖层下方的凸面。
图17是根据实施例、诸如腕表设备的电子设备的一部分的横截面侧视图，其中腕表设备具有安装在平坦透明显示层的下侧上的透过显示器进行操作的近场通信天线，并且具有在平坦显示层和显示器覆盖层之间安装的非近场通信天线，其中所述平坦透明显示层位于带有凸面的显示器覆盖层下方。
具体实施方式
电子设备可以具有无线电路系统。无线电路系统可以包括近场通信电路系统。例如，近场通信发射器-接收器(“收发器”)可以使用近场通信天线发射和接收在诸如13.56MHz的频率的近场电磁信号。近场通信模式包括在以相对较短的距离(例如，20厘米或更短)隔开的近场天线之间的近场电磁耦合。近场通信天线可以是环形天线。无线电路系统也可以包括蜂窝网络收发器电路系统、无线局域网收发器电路系统、卫星导航系统电路系统或其它非近场通信电路系统。非近场通信电路系统可以使用天线处理在700MHz至2700MHz(例如，2.4GHz)的频率、5GHz或其它合适的频率的射频信号。
电子设备中的无线通信电路系统可以用来支持多个无线通信频带中的无线通信。无线通信电路系统可以包括天线结构，天线结构包括环形天线、倒F天线、带状天线、平面倒F天线、缝隙天线、包括多于一种类型天线结构的混合天线，或其它合适的天线。
如果需要，天线结构可以由导电电子设备结构形成，诸如导电电子设备外壳结构、冲压的金属箔、电线、电子组件的金属部分以及诸如介电基板上金属迹线的导电迹线。其上形成导电迹线的介电基板可以是印刷电路基板(例如，由玻璃纤维填充的环氧树脂或其它刚性印刷电路板材料形成的刚性印刷电路板和/或由聚酰亚胺的柔性片或其它柔性聚合物层形成的柔性印刷电路)、塑料载体、玻璃基板、陶瓷基板或其它介电支撑结构。如果需要，包含天线结构和其它天线的柔性印刷电路可以利用粘合剂安装到电子设备中的结构。
可以具有无线通信电路系统的说明性电子设备在图1、2、3、4和5中示出。
图1的电子设备10具有膝上型计算机的形状并且具有上外壳12A和下外壳12B，其中下外壳12B具有诸如键盘16和触摸板18的组件。设备10具有铰链结构20(有时被称为离合器管筒(clutchbarrel))，以允许上外壳12A绕旋转轴24相对于下外壳12B沿方向22旋转。显示器14安装在外壳12A中。有时可以称为显示器外壳或盖子的上外壳12A通过绕旋转轴24朝着下外壳12B旋转上外壳12A而被放置在关闭位置中。
图2示出了用于电子设备10的说明性配置，其中电子设备10基于诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元或者其它紧凑设备的手持式设备。在设备10的这种类型配置中，设备10具有相对的前表面和后表面。显示器14安装在设备10的前面。显示器14可以具有最外层，其包括用于诸如按钮26和扬声器端口21的组件的开口。
在图3的例子中，电子设备10是平板计算机。在图3的电子设备10中，设备10具有相对的平坦的前表面和后表面。显示器14安装在设备10的前表面上。如在图3中示出的，显示器14可以具有开口以容纳按钮26。
图4示出了用于电子设备10的说明性配置，其中设备10是计算机显示器、具有集成的计算机显示器的计算机，或者电视。显示器14安装在设备10的前面上。利用这种类型的布置，设备10的外壳12可以安装在墙上或者可以具有诸如支撑支架23的可选结构，以在诸如桌面或书桌的平坦表面上支撑设备10。
图5A示出了用于其中设备10是腕表设备的电子设备10的说明性配置。显示器14可以安装在设备10的前面。按钮27或其它用户输入-输出组件可以安装在设备外壳12的边缘上。设备10可以具有附接到外壳12的带子，诸如腕带25，使得设备10可以附接到用户的手腕上。如果需要，诸如设备10的设备可以作为挂件类型的设备穿戴(例如，腕带25可以用作如图5B中示出的颈链)。图5B还示出了在设备外壳12上如何可以设置有诸如弹簧夹结构29的别针，以使得设备10别在用户的衣服上。如果需要，带子25可被卸下。
电子设备10一般地可以是便携式电子设备或其它合适的电子设备。例如，电子设备10可以是膝上型计算机、平板计算机，诸如腕表设备的稍小的设备、挂件设备、头戴式耳机设备、耳塞设备或其它可穿戴或微型设备、蜂窝电话或媒体播放器。设备10还可以是电视机、机顶盒、台式计算机、其中已集成计算机的计算机监视器、电视机、计算机监视器或其它合适的电子装置。在图1、2、3、4和5中示出的用于设备10的配置仅仅是说明性的。
在诸如图1、2、3、4和5的设备10的设备中的显示器14可以是液晶显示器、有机发光二极管显示器、等离子显示器、电泳显示器、电润湿显示器、利用其它类型显示技术的显示器，或包括利用多于一种这些显示技术形成的显示结构的显示器。如果需要，触摸传感器可以合并到显示器14中。例如，显示器14中包含显示像素结构或单独基板的层可以具有诸如铟锡氧化物电极的透明导电电极阵列。透明电极阵列可以用来收集电容触摸传感器测量(即，电极阵列可以用来形成显示器14的电容触摸传感器)。
诸如图1、2、3、4和5的电子设备10的电子设备可以具有天线结构，用于处理近场通信(例如，在诸如13.56MHz频带或其它近场通信频带的近场通信频带中的通信)和非近场通信(有时被称为远场通信)，诸如蜂窝电话通信、无线局域网通信和卫星导航系统通信。近场通信通常涉及小于大约20cm的通信距离，并且涉及在诸如环形天线的近场天线之间的磁(电磁)近场耦合。远场通信通常涉及几米或几英里的通信距离。
诸如图1、2、3、4和5的设备10的电子设备可以包括诸如外壳12的外壳。有时可以被称为机箱(case)的外壳12可以由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其它合适的材料或这些材料的组合形成。在某些情况下，外壳12的部分可以由电介质或其它低导电性材料形成。在其它情况下，外壳12或组成外壳12的至少一些结构可以由金属元件形成。
图6中示出了可用于诸如图1、2、3、4和5的设备10的电子设备的说明性配置的示意图。如在图6中示出的，电子设备10可以包括控制电路系统，诸如存储和处理电路系统28。存储和处理电路系统28可以包括存储装置，比如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，配置成形成固态驱动器的闪存或其它电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路系统28中的处理电路系统可用来控制设备10的操作。处理电路系统可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频编解码芯片、专用集成电路等。
存储和处理电路系统28可用来运行设备10上的软件，诸如因特网浏览应用、因特网协议语音(VOIP)电话呼叫应用、电子邮件应用、媒体回放应用、操作系统功能等。为了支持与外部装置的交互，存储和处理电路系统28可以用于实现通信协议。可以利用存储和处理电路系统28实现的通信协议包括因特网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议--有时被称为)、诸如 协议的用于其它短距离无线通信链路的协议、蜂窝电话协议、近场通信协议等。
电路系统28可以配置为实现控制设备10中天线的使用的控制算法。例如，电路系统28可以执行信号质量监控操作、传感器监控操作以及其它数据采集操作，并且响应于设备10中要在其上使用通信频带的采集到的数据和信息，可以控制设备10内哪些天线结构正在被用于接收和处理数据和/或可以调节一个或多个开关、可调谐元件、或设备10中其它可调节电路，以调节天线性能。作为例子，电路系统28可以控制两个或更多天线中的哪个正在被用来接收或发送近场或非近场无线信号，哪个天线正在被用来处理到来的射频信号、可以控制两个或更多天线中的哪个正在被用来发送射频信号、可以控制在设备10中的两个或更多天线上并行路由到来数据流的过程、可以调谐天线以覆盖期望的通信频带、可以执行时分多路复用操作，以在近场和非近场通信电路系统之间共享天线结构、在多个非近场天线之间共享非近场通信收发器、在多个近场天线之间共享近场通信收发器等。
在执行这些控制操作时，电路系统28可以打开和关闭开关(例如，与一个或多个多路复用器或其它开关电路系统相关联的开关)、可以开启和关闭接收器和发射器、可以调节阻抗匹配电路、可以配置置于射频收发器电路系统和天线结构之间的前端模块(FEM)射频电路(例如，用于阻抗匹配和信号路由的滤波和开关电路)中的开关、可以调节开关、可调谐电路以及形成天线的一部分或耦合到天线或与天线相关联的信号路径的其它可调节电路元件、以及可以以其它方式控制和调节设备10的组件。
输入-输出电路系统30可以用来允许将数据提供给设备10并且允许数据从设备10提供给外部设备。输入-输出电路系统30可以包括输入-输出设备32。输入-输出设备32可以包括触摸屏、按钮、操纵杆、点击轮、滚轮、触摸板、键板、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、相机、传感器、发光二极管和其它状态指示器、数据端口等。用户可以通过经输入-输出设备32提供命令来控制设备10的操作，并且可以利用输入-输出设备32的输出资源从设备10接收状态信息和其它输出。输入-输出设备32中的传感器可以收集关于设备10的操作环境的信息和/或可以收集用户输入。设备32中的传感器可以包括诸如触摸传感器、加速度计、指南针、接近传感器、环境光传感器和其它传感器的传感器。传感器数据可以用于控制天线操作(例如，用于天线之间的切换、调谐天线等)。
无线通信电路系统34可以包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路系统、低噪声输入放大器、无源RF组件、一个或多个天线以及用于处理RF无线信号的其它电路系统形成的射频(RF)收发器电路系统。无线信号也可以利用光发送(例如，利用红外线通信)。
无线通信电路系统34可以包括卫星导航系统接收器电路系统35，诸如全球定位系统(GPS)接收器电路系统(例如，用于接收在1575MHz的卫星定位信号的电路系统)，或者可以包括与其它卫星导航系统相关联的卫星导航系统接收器电路系统。
无线通信电路系统34中的无线局域网收发器电路系统36可以处理用于(IEEE 802.11)通信的2.4GHz和5GHz的频带，以及可以处理2.4GHz的通信频带。
电路系统34可以使用蜂窝电话收发器电路系统38处理蜂窝电话频带中的无线通信，比如在大约700MHz至大约2700MHz频率范围中的频带或在较高或较低频率的频带。
无线通信电路系统34可以包括近场通信电路系统42。近场通信电路系统42可以处理在诸如13.56MHz的近场通信频率或其它感兴趣的近场通信频率的近场通信。
诸如卫星导航系统接收器电路系统35、无线局域网收发器电路系统36以及蜂窝电话收发器电路系统38的不涉及近场通信的电路系统44有时可以被称为非近场通信电路系统或远场通信电路系统。
如果需要，通信电路系统34可以包括用于其它短距离和长距离无线链路的电路系统。例如，无线通信电路系统34可以包括用于接收无线电和电视信号的无线电路系统、寻呼电路等。在近场通信中，无线信号通常在小于20cm的距离上进行传递。在和链路和其它短距离无线链路中，无线信号通常用于在大于20cm(例如，20cm至上百米)的距离上传递数据。在蜂窝电话链路和其它长距离链路中，无线信号通常用于在上百米或上千米的距离上传递数据。
无线通信电路系统34可以包括天线40。天线40可以包括近场和非近场天线。天线40可以利用任何合适类型的天线形成。例如，天线40可以包括具有由环形天线结构、贴片天线结构、倒F天线结构、闭合和开口缝隙天线结构、平面倒F天线结构、螺旋天线结构、带状天线、单极子、双极子、这些设计的混合等形成的谐振元件的天线。不同类型的天线可以用于不同的频带和频带组合。例如，一种类型的天线可以用于形成本地无线链路天线，并且另一种类型的天线可以用于形成远程无线链路，或者一种类型的天线可以用于形成非近场天线而另一种类型的天线可以用于形成近场天线。
图7是示出设备10中的天线40如何可以被近场通信电路系统42和非近场通信电路系统44使用的示意图。如在图7中示出的，电子设备10包括控制电路系统28和输入-输出设备32。控制电路系统28可以使用输入-输出设备32向用户提供输出并且接收输入。控制电路系统28可以使用无线收发器电路系统50和天线40在包括用于非近场通信和近场通信的频带的一个或多个无线通信频带上与外部装置通信。天线40可以包括一个或多个近场通信天线和/或一个或多个非近场通信天线。
近场通信电路系统42和非近场通信电路系统44可以耦合到天线40。近场通信电路系统42(例如，近场通信收发器)可以使用近场通信天线在近场通信链路64上与外部近场通信装置58通信。诸如射频收发器电路系统44的非近场通信电路系统可以使用非近场天线在非近场通信无线链路56(例如，链路、链路、蜂窝电话链路等)上与蜂窝电话网络、诸如计算装置的外部网络的无线局域网、蜂窝电话、音乐播放器、膝上型计算机、台式计算机、集成到显示器中的计算机、无线电视或其它远场(非近场)无线网络装置54通信。
诸如外部装置58的外部装置可以经磁感应与近场通信电路系统42通信。装置58可以包括环形天线，比如由控制电路系统60控制的环形天线62。当环形天线62和结构40中的环形天线彼此在适当的靠近距离(比如20cm或更少)内时，环形天线62和天线40中的一个或多个环形天线可以被电磁地耦合，以支持近场无线通信，如由图7的近场通信信号64所指示的。
设备10可以使用近场通信电路系统42和天线40的近场通信环形天线通过利用被动或主动通信来与外部近场通信装置58通信。在被动通信中，设备10可以使用近场通信电路系统42和近场通信天线来调制来自装置58的电磁信号64。在主动通信中，近场通信电路系统42和近场通信天线可以将射频电磁信号64发送到外部装置58。
为了让天线40具有覆盖感兴趣的通信频率的能力，天线40可以具有诸如滤波器电路系统(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)的电路系统。诸如电容器、电感器和电阻器的分立组件可以并入过滤器电路系统中。电容性结构、电感性结构和电阻性结构也可以由图形化的金属结构(例如，天线的一部分)形成。
如果需要，天线40可以具有可调节电路，比如可调谐电路系统52。可调谐电路系统52可以由来自控制电路系统28的控制信号控制。例如，每当期望调谐天线40覆盖期望的通信频带(例如，期望的非近场通信频带)时，控制电路系统28可以在设备10的操作期间经控制路径66向可调谐电路系统52提供控制信号。路径68可以用来在控制电路系统28和收发器电路系统50之间传递数据。
天线40中的无源滤波器电路系统可以帮助天线40在感兴趣的通信频带呈现天线谐振(例如，天线40中的无源滤波器电路系统可以将天线40的不同部分短接在一起和/或可以在天线40的不同部分之间形成开放电路或其它阻抗的通路以确保产生期望的天线谐振)。
收发器电路系统50可以通过诸如信号路径70和72的信号路径耦合到天线40。信号路径70和72可以包括传输线、导电外壳结构的部分、接地面结构、印刷电路上的迹线或其它导电路径。
由诸如电感器、电阻器和电容器的组件形成的阻抗匹配电路系统可以用于将天线40的阻抗与耦合到天线40的传输线结构的阻抗相匹配。在传输线结构和/或天线40中也可以设置有滤波器电路系统。匹配网络组件可以设置为分立组件(例如，表面安装技术组件)，或者可以由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支撑上的迹线等形成。诸如这些的组件也可以用于形成天线40中的无源滤波器电路系统和天线40中的可调谐电路系统52。
传输线可以耦合在收发器44和与天线40相关联的天线馈电结构之间。作为例子，天线40可以形成一个或多个非近场通信天线(比如一个或多个倒F天线)，其中每个都具有带有正天线馈电端子和接地天线馈电端子的天线馈电。对于每个非近场天线，正传输线导体可以耦合到正天线馈电端子，并且接地传输线导体可以耦合到接地天线馈电端子。每个近场通信天线可以具有一对天线馈电端子(例如，用于从近场通信电路系统42接收差分近场通信信号的一对馈电端子)。如果需要，可以使用其它类型的天线馈电布置将非近场通信收发器44耦合到非近场天线和将近场通信收发器42耦合到近场天线。
可调谐电路系统52可以由一个或多个可调谐电路(比如基于电容器、电阻器、电感器和开关的电路)形成。天线40中的可调谐电路系统52和过滤器电路系统可以利用安装到印刷电路的分立组件实现，其中印刷电路比如诸如刚性印刷电路板(例如，由玻璃填充环氧树脂形成的印刷电路板)或由聚酰亚胺片或其它柔性聚合物的层形成的柔性印刷电路，或者可以利用塑料载体、玻璃载体、陶瓷载体或其它介电基板上的电路来实现。在设备10的操作期间，控制电路系统28可以在路径66上发出命令来调整开关、可变组件以及调谐电路系统52中其它可调节电路系统，从而调谐天线40。如果需要，可调谐电路系统52可以包括一个或多个电感器。可以使用开关电路来选择性地将期望数量的电感器切换到使用。通过以这种方式改变可调谐电路系统52的电感，天线40可以被调谐成覆盖期望的通信频带。可调谐电路系统52还可以包括一个或多个电容器，这些电容器利用开关电路被选择性地切换到使用以调谐天线40。电容调整和电感调整可以利用具有可调节电容器和电感器和/或独立可调节电容器电路的可调谐电路来完成，并且电感器电路可以用于调谐天线40。如果需要，天线40可以包括一个或多个不可调谐(固定)天线。
图8是设备10中说明性无线电路系统34的示意图，其中在设备10的配置中，天线40包括近场通信天线40N和非近场(远场)通信天线40F。
非近场通信电路系统44可以利用非近场通信天线40F与诸如图7的装置54的外部装置进行无线通信。正天线馈电端子84和接地天线馈电端子86形成通过路径70中的一对传输线导体耦合到非近场通信电路系统44(例如，诸如蜂窝电话收发器、无线局域网收发器等的非近场通信收发器)的非近场通信天线馈电。
近场通信电路系统42可以利用近场通信天线40N与外部近场通信装置58进行无线通信。近场通信电路系统42(例如，在13.56MHz或其它合适的近场通信频率工作的近场通信收发器)可以利用路径70中耦合到相应的近场天线馈电端子94和96的一对导线耦合到天线结构40。近场通信电路系统42可以具有一对差分信号端子(有时被称为+V端子和-V端子)，用于处理差分近场通信信号。近场通信电路系统42的两个差分信号端子可以分别耦合到路径70中的两条信号线。近场通信电路系统42可以包括放大器，比如放大器74。放大器74可以增强近场通信信号，使得近场通信天线40N可以令人满意地工作，即使在天线40N和环形天线62之间存在诸如中介显示结构的中介结构时也是如此。
天线40F可以利用平面倒F天线、环形天线、单极子、双极子、贴片天线、缝隙天线或任何其它合适类型的天线形成。在图9的说明性配置中，天线40F已利用倒F天线设计形成。
如在图9中示出的，天线40F可以包括倒F天线谐振元件76和诸如天线接地88的导电结构。天线谐振元件76和天线接地88可以由柔性印刷电路上的金属迹线、刚性印刷电路板上的金属迹线、其它介电载体上的金属迹线、电子设备外壳的诸如金属中板结构或内部框架结构的部分、外壳12的金属外壳壁或其它部分、诸如设备10中电气组件金属部分的导电结构、或其它导电结构形成。作为例子，倒F天线谐振元件76可以由介电基板92上的金属迹线形成。基板92可以是具有柔性介电基板的柔性印刷电路、刚性印刷电路板、玻璃或塑料结构、或其它介电基板。
天线谐振元件76可以包括主天线谐振元件臂78(例如，由印刷电路或其它介电基板上的金属迹线形成的臂)。主天线谐振元件臂78可以具有一个或多个分支。例如，臂78可以具有用于产生低通信频带谐振的低频带臂LB和用于产生高通信频带谐振的高频带臂HB。臂78可以通过电介质填充的开口(比如间隙90)与接地平面88分离。间隙90可以包括塑料、玻璃、陶瓷、空气或其它介电材料。非近场通信天线40F中的非近场通信天线返回路径80可以桥接间隙90。非近场通信天线馈电路径82可以与返回路径80平行地桥接间隙90。诸如正天线馈电端子84和接地天线馈电端子86的天线馈电端子可以在天线馈电路径82内形成非近场通信天线馈电。天线返回路径80和天线馈电路径82的导电结构可以由印刷电路上的金属迹线、塑料载体上的金属迹线、导电外壳结构、或设备10中其它导电结构形成。
图7的阻抗匹配电路系统、滤波器电路系统和调谐电路系统52可以置于桥接间隙90的路径(比如路径80、馈电路径82或一个或多个平行的调谐路径)中，或者可以在天线谐振元件76的其它部分中形成和/或者可以并入诸如天线接地88的接地结构中。
图10中示出了可以用于近场通信天线40N的说明性近场通信环形天线配置。如在图10中示出的，近场通信天线40N具有近场通信天线端子94和96，并且由诸如线98的金属信号线的一个或多个线圈(匝)形成。在图10的说明性布置中，环形天线40N的线圈是长方形的。如果需要，环形天线40N线圈可以是圆形的、可以是椭圆形的、可以是三角形的、可以具有直的部分和弯曲的部分的组合、或者可以具有其它合适的形状。
如果需要，显示器14或其它电气组件可以与天线40N的某些部分或全部重叠。例如，如在图10中示出的，诸如显示器的电气组件可以具有与天线40N的线圈重叠的占用区域(footprint)(比如占用区域100)，或者可以具有基本上与天线40N重叠但被线圈98包围的占用区域(比如占用区域102)。在这些配置中，线圈98沿着重叠组件的外围延伸(即，线圈98沿着矩形组件占用区域100或102的矩形边缘，并因此刚好位于组件边缘的内部或外部)。与天线40N重叠的组件可以是具有矩形外围的矩形有机发光二极管显示器，或者可以是任何其它的矩形电气组件。与天线40N重叠的组件也可以具有非矩形的外围。如果需要，也可以使用其它完全和部分重叠的布置。图10的说明性布置仅仅是说明性的。
图11示出了电子设备10的外壳12如何可以具有包括显示器14的诸如部分12M的第一部分，和包括非近场天线40F的诸如部分12P的第二部分。部分12M可以由金属或其它合适的外壳材料形成。部分12P可以包括由塑料或其它介电材料形成的天线覆盖结构，使得与天线40F相关联的天线信号可以通过部分12P传递。通过利用介电材料来包围天线40F并且通过在横向维度X横向偏移天线40F到显示器14的侧面，天线40F可以令人满意地工作(例如，天线40F可以在不受显示器14和/或外壳12M中导电结构干扰的情况下工作)。如果需要，外壳12M可以用作天线40F的天线接地。
图12示出了天线40F如何可以是缝隙天线。在图12的例子中，显示器14具有活动区域AA。显示器14中的外围边界区域可以是不活动的(即，没有发光显示像素，并且如果需要，没有触摸传感器结构)。如在图12中示出的，天线40F可以由非活动区域IA中的缝隙(比如缝隙104)形成。缝隙104可以通过由缝隙104对侧上的天线馈电端子84和86形成的天线馈电来馈电。缝隙104可以在维度Z上完全地延伸穿过设备10和外壳12。
如果需要，近场通信天线40N可以透过诸如显示器14的电子组件操作。这种类型的布置可以用在图11的设备10、图12的设备10和/或设备10的其它配置中。
如在图13中示出的，显示器14可以与近场通信天线40N重叠。显示器14可以包括发光显示像素110(比如发光二极管显示像素或其它类型的显示像素结构)的阵列。显示器14还可以包括导电结构102(例如，薄膜晶体管、触摸传感器电极、金属信号线迹线等)。在其中显示器14的导电结构相对稀疏和/或显示器14以其它方式导电性不足以完全屏蔽近场通信天线40N的配置中，至少一些电磁近场通信信号64在电子设备10的近场通信环形天线40N中的线圈98和外部装置58的近场通信环形天线62中电磁耦合的线圈106之间传递的同时，可以透过显示器14。图13中示出的其中电磁近场通信信号在近场通信期间透过显示器14的配置类型可以允许近场通信天线安装在其中空间有限的设备外壳中。
图14是图5A或图5B的电子设备10在说明性配置中的横截面侧视图，其中设备10具有弯曲的覆盖层，比如具有弯曲的(凸的)外表面136和相对的弯曲的(凹的)内表面138的覆盖层120。显示器覆盖层120可以由玻璃、塑料、熔融石英、蓝宝石或其它透明材料形成。
显示像素层124可以包含用于向用户(比如正在方向142上察看显示器14的观看者140)显示图像的显示像素阵列。层124的显示像素可以基于有机发光二极管或其它显示像素结构。触摸传感器122(例如，基于透明电容触摸传感器电极的二维图形的触摸传感器)可以置于显示层124和显示器覆盖层120的内表面138之间。基板126可以是柔性印刷电路基板或其它介电基板。近场通信环形天线40N可以由基板126中的金属信号线98的线圈形成。诸如集成电路和其它电气组件的组件132可以安装在一个或多个印刷电路上，比如外壳12内部的印刷电路130。为了防止来自天线40N的电磁近场通信信号在组件132的金属部分中产生可能干扰天线40N操作的涡流，可以在近场通信天线40N下方安装铁磁屏蔽层128(即，层128可以在基板126和近场通信环形天线40N的线圈98的下方形成)。诸如层122、124、126和128的层可以利用粘合剂附接到显示器覆盖层120和/或彼此附接。层122、124、126和128的结构可以在单独的基板上形成或者可以在共享的支撑结构上进行沉积和图形化。
可以在显示器覆盖层120的内表面138的外围部分上形成诸如黑色墨水134的不透明掩模材料，以屏蔽设备10中诸如天线结构的内部组件不被观看者140看见。不透明掩模材料134可以是白、黑、灰、红、蓝、绿、银、金或其它合适的颜色。
在操作过程中，近场通信天线40N透过显示器14中诸如触摸传感器122和显示层124的显示层在维度Z发送和/或接收近场通信电磁信号。
非近场通信天线40F可以由柔性印刷电路或具有形成谐振元件76的图形化的金属迹线的其它介电基板形成。用于非近场通信天线40F的天线馈电可以包括诸如谐振元件76上的正天线馈电端子84的正天线馈电端子。天线馈电也可以包括外壳12上的接地天线馈电端子(参见，例如，端子86-1)、设备10中诸如印刷电路130的印刷电路上的接地天线馈电(参见，例如，端子86-2)或其它合适的天线接地端子。
如在图15中设备10的说明性部分的横截面侧视图示出的，诸如支撑结构144的塑料载体或其它支撑结构可以用来支撑天线谐振元件76。支撑结构144可以由诸如泡沫的可压缩材料形成，或者可以包括泡沫结构或其它偏置结构以帮助把天线谐振元件76按向显示器覆盖层120的内表面138(即，对着不透明掩模材料134)。用于天线谐振元件76的天线迹线可以直接在掩模材料134上形成、可以在诸如在维度Z上向上按向掩模材料134的柔性印刷电路的印刷电路上形成、可以形成为载体144上图形化的金属迹线、或者可以以其它方式并入设备10中。
图16是用于设备10的说明性配置的横截面侧视图，其示出了设备10和显示器14如何可以包括内部透明结构，诸如在显示器覆盖层120和显示像素层124之间的透明显示部件146。部件146可以由透明的电介质层形成，并且可以具有平坦或弯曲的表面。
如在图16中示出的，显示器覆盖层120可以具有诸如外表面136的弯曲的(凸的)外表面和诸如内表面138的相对的弯曲的(凹的)内表面。透明部件146可以具有诸如与内表面138的形状相匹配的表面148的弯曲的(凸的)外表面。透明显示部件146也可以具有相对的平坦内表面(比如平坦表面150)。如果需要，置于表面138和148之间的粘合剂层可以用来将部件146附接到显示器覆盖层120。显示器覆盖层120和部件146可以由透明玻璃、塑料、熔融石英、蓝宝石或其它透明材料形成。显示器14中的光反射可以通过由相同材料或由共享相同折射率的不同材料形成层120和部件146来最小化。
如果需要，触摸传感器122可以置于显示像素层124和部件146的平坦表面150之间。近场通信天线40N可以由柔性印刷电路基板126上的环形导线98形成。柔性印刷电路126可以安装在显示像素层124的下方。铁磁屏蔽层128可以安装在显示像素层124下方并且在天线40N的基板126下方。因为下表面150在图16的配置中是平坦的，因此触摸传感器层122、显示像素层124、近场天线柔性印刷电路126和铁磁层128在图16的配置中也是平坦的。
触摸传感器层122以及显示像素层124的最中心部分形成显示器14中的活动区域。触摸传感器层122的不活动边界区域122'可以包括触摸传感器驱动电路，但是没有触摸传感器电容器电极。显示像素层124的非活性边界区域124'可以包括显示驱动电路系统，但是没有发光显示像素。可以在显示器覆盖层120的弯曲的内表面138的外围部分中形成诸如黑色墨水134的不透明掩模材料，以隐藏触摸传感器122的边界区域122'不被看到，并隐藏显示像素层124的边界区域124'不被看到。
用于非近场天线40F的天线谐振元件76可以安装在显示器覆盖层120的内表面138上。非近场天线40F可以利用天线谐振元件76上的正天线馈电端子84和接地天线馈电端子86来馈电。接地天线馈电端子86可以被短接到外壳12、印刷电路130上的金属迹线和/或显示器14中其它层上的金属迹线(例如，触摸传感器部分122'中的触摸传感器迹线、诸如部分124'的显示像素层部分，等等)。维度D的电介质填充的间隙可以将天线谐振元件76与诸如触摸传感器部分122'、显示像素层部分124'、金属外壳12等附近的接地结构分离。电介质填充的间隙可以由诸如空气、塑料、玻璃、蓝宝石、熔融石英或其它电介质的电介质占据。
在图17的说明性配置中，显示器覆盖层120具有弯曲的(凸的)外(上)表面136和相对的平坦的内(下)表面138。透明显示部件146具有相配的平坦外(上)表面(即，具有与显示器覆盖结构120的内表面138相同曲率的表面)。透明显示部件146也具有平坦的内(下)表面150。诸如触摸传感器122、显示像素层124、用于近场通信天线40N的近场通信天线柔性印刷电路126、以及铁磁屏蔽层128的平坦显示层可以安装在平坦内表面150上。用于天线40F的诸如天线谐振元件76的天线结构可以置于透明显示部件146的外表面和显示器覆盖结构120的内表面138之间。如果需要，可以使用表面138上的黑色墨水或其它不透明掩模材料层来隐藏设备10中的天线谐振元件76和其它内部结构不被用户看见。
根据实施例，提供了电子设备，该电子设备包括具有外围的显示器，及与显示器重叠并且具有沿着显示器外围延伸的线圈的近场通信环形天线，使得该近场通信环形天线利用透过显示器的电磁近场通信信号进行操作。
根据另一实施例，电子设备包括外壳及附接到外壳的腕带。
根据另一实施例，电子设备包括显示器覆盖层。
根据另一实施例，显示器覆盖层包括蓝宝石。
根据另一实施例，电子设备包括具有与显示器覆盖层内表面相邻的天线谐振元件的非近场天线。
根据另一实施例，内表面包括凹的内表面。
根据另一实施例，电子设备包括具有与显示器覆盖层的凹的内表面相配的凸表面的透明显示部件。
根据另一实施例，显示器覆盖层包括蓝宝石，透明显示部件包括蓝宝石，显示器包括显示像素层和触摸传感器层，透明显示部件置于触摸传感器层和显示器覆盖层之间，并且触摸传感器层置于显示像素层和透明显示部件之间。
根据另一实施例，电子设备包括铁磁屏蔽层，近场通信环形天线置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。
根据另一实施例，内表面包括平坦内表面。
根据另一实施例，电子设备包括具有与显示器覆盖层的平坦内表面相配的平坦外表面的透明显示部件。
根据另一实施例，显示器覆盖层包括蓝宝石，透明显示部件包括蓝宝石，显示器包括显示像素层和触摸传感器层，透明显示部件置于触摸传感器层和显示器覆盖层之间，及触摸传感器层置于显示像素层和透明显示部件之间。
根据另一实施例，电子设备包括铁磁屏蔽层，近场通信环形天线置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。
根据另一实施例，非近场通信天线包括置于显示器覆盖层和透明显示部件之间的天线谐振元件。
根据实施例，提供了电子设备，其包括外壳、附接到外壳的腕带、近场通信环形天线和外壳中与近场通信环形天线重叠的显示器，使得该近场通信环形天线利用透过显示器的电磁信号进行无线通信。
根据另一实施例，电子设备包括触摸传感器层、包含形成近场通信环形天线的金属线圈的近场通信天线基板、具有形成用于显示器的图像的显示像素阵列的显示像素层、及铁磁屏蔽层，近场通信天线基板在该铁磁屏蔽层和触摸传感器层之间。
根据另一实施例，电子设备包括与显示器重叠的显示器覆盖层；显示器覆盖层包括蓝宝石。
根据另一实施例，电子设备包括具有倒F天线谐振元件的柔性印刷电路，具有倒F天线谐振元件的柔性印刷电路邻近显示器覆盖层的内表面安装。
根据实施例，提供了电子设备，其包括外壳、包括产生图像的显示像素阵列的显示像素层、与显示像素层重叠的显示器覆盖层、近场通信环形天线、及铁磁屏蔽层，近场通信环形天线置于显示像素层和铁磁屏蔽层之间。
根据另一实施例，电子设备包括置于显示器覆盖层和显示像素层之间的透明显示部件。
根据另一实施例，电子设备包括倒F天线、显示像素层和透明显示部件之间的触摸传感器。
根据另一实施例，透明显示部件和显示器覆盖层包括蓝宝石，并且显示像素包括有机发光二极管显示像素。
以上仅仅是说明性的，并且在不背离所述实施例的范围和精神的情况下，可以由本领域技术人员进行各种修改。以上实施例可以单独地或者以任意组合来实现。

Claims (20)

1.一种电子设备，特征在于，包括：
具有外围的显示器；及
被所述显示器重叠并且具有沿着所述显示器的外围延伸的线圈的近场通信环形天线，使得该近场通信环形天线利用透过所述显示器的电磁近场通信信号进行操作。
2.如权利要求1所述的电子设备，特征在于，还包括：
外壳；及
附接到所述外壳的腕带。
3.如权利要求2所述的电子设备，特征在于，还包括：
显示器覆盖层。
4.如权利要求3所述的电子设备，特征在于，显示器覆盖层包括蓝宝石。
5.如权利要求3所述的电子设备，特征在于，还包括具有与显示器覆盖层内表面相邻的天线谐振元件的非近场天线。
6.如权利要求5所述的电子设备，特征在于，还包括具有与显示器覆盖层的内表面相配的凸表面的透明显示部件，其中内表面包括凹的内表面。
7.如权利要求6所述的电子设备，特征在于，显示器覆盖层包括蓝宝石，其中透明显示部件包括蓝宝石，其中显示器包括显示像素层和触摸传感器层，其中透明显示部件置于触摸传感器层和显示器覆盖层之间，及其中触摸传感器层置于显示像素层和透明显示部件之间。
8.如权利要求7所述的电子设备，特征在于，还包括铁磁屏蔽层，其中近场通信环形天线置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。
9.如权利要求5所述的电子设备，特征在于，还包括具有与显示器覆盖层的内表面相配的平坦外表面的透明显示部件，其中内表面包括平坦内表面。
10.如权利要求9所述的电子设备，特征在于，显示器覆盖层包括蓝宝石，其中透明显示部件包括蓝宝石，其中显示器包括显示像素层和触摸传感器层，其中透明显示部件置于触摸传感器层和显示器覆盖层之间，及其中触摸传感器层置于显示像素层和透明显示部件之间。
11.如权利要求10所述的电子设备，特征在于，还包括铁磁屏蔽层，其中近场通信环形天线置于铁磁屏蔽层和显示像素层之间。
12.如权利要求11所述的电子设备，特征在于，非近场通信天线包括置于显示器覆盖层和透明显示部件之间的天线谐振元件。
13.一种电子设备，特征在于，包括：
外壳；
附接到所述外壳的腕带；
近场通信环形天线；及
所述外壳中与近场通信环形天线重叠的显示器，使得该近场通信环形天线利用透过所述显示器的电磁信号进行无线通信。
14.如权利要求13所述的电子设备，特征在于，还包括：
触摸传感器层；
包含形成近场通信环形天线的金属线圈的近场通信天线基板；
具有形成用于显示器的图像的显示像素阵列的显示像素层；及
铁磁屏蔽层，其中近场通信天线基板置于该铁磁屏蔽层和触摸传感器层之间。
15.如权利要求14所述的电子设备，特征在于，还包括与显示器重叠的显示器覆盖层，其中显示器覆盖层包括蓝宝石。
16.如权利要求15所述的电子设备，特征在于，还包括具有倒F天线谐振元件的柔性印刷电路，其中具有倒F天线谐振元件的柔性印刷电路邻近显示器覆盖层的内表面安装。
17.一种电子设备，特征在于，包括：
外壳；
包括产生图像的显示像素阵列的显示像素层；
与显示像素层重叠的显示器覆盖层；
近场通信环形天线；及
铁磁屏蔽层，其中近场通信环形天线置于显示像素层和铁磁屏蔽层之间。
18.如权利要求17所述的电子设备，特征在于，还包括：
置于显示器覆盖层和显示像素层之间的透明显示部件。
19.如权利要求18所述的电子设备，特征在于，还包括：
倒F天线；
显示像素层和透明显示部件之间的触摸传感器。
20.如权利要求19所述的电子设备，特征在于，透明显示部件和显示器覆盖层包括蓝宝石，并且其中显示像素包括有机发光二极管显示像素。
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