TW201541706A - 電容耦合至天線模組之感測器墊 - Google Patents

Abstract

一實例計算系統可包含有一接近度感測器，其包括一具有一尾部的感測器墊，以及一天線以電容耦合至該尾部來增加該天線的頻寬。

Description

電容耦合至天線模組之感測器墊

本發明係有關於電容耦合至天線模組之感測器墊。

發明背景

當今許多的電子裝置都能夠無線地進行資料通信。這種裝置的實例可以包括，但不侷限於，行動電話、智慧型手機、平板電腦、和筆記型電腦、等等。在使用的過程中，裝置可能會接近或直接接觸一使用者，這可能會導致從該裝置所發出的電磁輻射會由該使用者的身體來吸收。這種能量的一種測量被稱為是一特定的吸收率(SAR)。在某些情況下，一電子裝置必須在SAR法規的限值之下以限制使用者的輻射暴露。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種計算系統，其包含有：一接近度感測器，其包括一具有一尾部的感測器墊；以及一天線模組，其在該尾部的一臨界距離內包含有一天線以電容耦合至該尾部並增加該天線的頻寬。

100‧‧‧計算系統

102‧‧‧接近度感測器

104‧‧‧天線模組

106‧‧‧感測器墊

108‧‧‧天線

110‧‧‧臨界距離

206‧‧‧接近度感測器墊

208‧‧‧天線

210‧‧‧臨界距離

212‧‧‧短路針

214‧‧‧饋電點

216‧‧‧輻射元件

218‧‧‧尾部

220‧‧‧主體

300‧‧‧計算系統

302‧‧‧接近度感測器

304‧‧‧天線模組

306‧‧‧感測器板

308‧‧‧天線

310‧‧‧臨界距離

322‧‧‧無線控制器

324‧‧‧接近度控制器

326‧‧‧殼體

400‧‧‧計算系統

404‧‧‧天線模組

406‧‧‧感測器墊

408‧‧‧天線

410‧‧‧臨界距離

416‧‧‧輻射元件

418‧‧‧尾部

420‧‧‧主體

426‧‧‧殼體

430‧‧‧側壁

432‧‧‧角

428‧‧‧背面側

434‧‧‧導電墊片

500‧‧‧方法

536~538‧‧‧方塊

本文的詳細說明部分參考了該等附圖，其中：圖1係一實例計算系統的方塊圖，其包括一電容耦合至一天線模組之感測器墊；圖2圖示出在一感測器墊和一天線模組之間的一電容耦合實例；圖3係一實例計算系統的方塊圖，其包括一電容耦合至一天線模組之感測器墊；圖4A和4B圖示出一實例計算系統，其包括一電容耦合至一天線模組之感測器墊；以及圖5係一實例方法的流程圖，其使一計算系統可包含有一電容耦合至一天線模組之感測器墊；在各種實施例中的所有的層面都可被實現。

實例被展示於該等附圖中並在以下做詳細地描述。該等附圖不一定是按比例的，並且為了清楚和/或簡潔起見，該等附圖之各種特徵和視圖可能在比例上或示意上被誇大。相同或相似的部分號碼會指出在整個附圖中相同或相似的部分。

較佳實施例之詳細說明

包括，但不侷限於，行動電話、智慧型手機、平板電腦、和筆記型電腦的電子裝置可以經由一天線無線地發送並接收資料。該資料可以包括影像、文字、視訊、或其他的資料。

電子裝置通常會接近或直接接觸一使用者，這可 能會導致從該裝置所發射出的電磁輻射會由該使用者的身體來吸收。在某些情況下，存在有與輻射有關的臨界值以限制使用者的輻射暴露。與輻射有關臨界值的一實例為一特定吸收率(「SAR」)，其係指當暴露於電磁輻射時由人體吸收能量速率的一種度量。SAR可被表示成每一組織質量所吸收的功率。

為了滿足一輻射相關臨界值，電子裝置可被配置成具降低的傳輸功率。不採用傳輸功率的完全降低，一些電子裝置可被配置成根據該裝置與該使用者的接近度來調整該傳輸功率。裝置可以包括，舉例來說，用於檢測一使用者接近度之專用感測器來控制該裝置的傳輸功率。舉例來說，接近感測器可以在該裝置天線的附近檢測到一使用者。

本文所描述係計算系統和裝置的實施例，其包括一接近度感測器，該感測器包含有一具有一尾部的感測器墊以及一電容耦合至該尾部的天線。在各種實現方式中，比起如此電容耦合不存在於其中的系統，該感測器墊尾部至該天線的該電容耦合可藉由減少回波損耗來增加該天線的頻寬。

圖1根據本文所描述的各種實現方式係一實例計算系統100的一方塊圖，其包含有一接近度感測器102和一天線模組104。該接近度感測器102可包括一感測器墊106而該天線模組104可以包括一天線108。雖然圖1把該接近度感測器102圖示成分離於該天線模組104，但在至少一些實現 方式中該接近度感測器102可被整合在該天線模組104中。

該計算系統100可以是一獨立的裝置，或者可以被整合到任何的裝置或系統中。計算系統的實例可以包括，但不侷限於，桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、平板電腦、輕省筆電、可翻轉電腦、顯示器裝置、伺服器、機上盒、數位錄影機、遊戲控制台、智慧型手機、個人數位助理、行動電話、數位媒體播放器、電視機，或數位相機。

該接近度感測器102可被配置成檢測附近物件的存在，諸如該計算裝置100的一使用者。在各種實現方式中，該接近度感測器102可以是一電容式感測器、一電容光電式感測器、一電感式接近度感測器，或另一接近度感測器。在許多實施例中，該接近度感測器102係一電容式接近度感測器，其被配置成可檢測與使用者接近度變化相關聯的一頻率充電和放電。在這些實現方式的至少一些中，該感測器墊106可包含有一種或多種導電材料諸如，舉例來說，一包括銅、鋁、或類似物的導電箔。

該天線108可以是在該感測器墊106之至少一部分的一臨界距離110之內，使得該天線108可電容耦合至該感測器墊106的該部分，至少部分至該天線108對該感測器墊106的接近處，比起如此電容耦合不存在於其中的系統，可藉由減少回波損耗來增加該天線的頻寬。在至少一些實現方式中，舉例來說，在1.71GHz~1.85GHz大約可以改善回波損耗1dB並在1.9GHz~2.2GHz大約為2dB。該天線108 可以被配置成在一範圍或頻寬範圍來傳輸和接收信號。該天線108可以被配置為在高頻率頻寬網路上來操作，諸如，舉例來說，長期演進(LTE)、全球互通微波存取(WiMax)、分碼多工(CDMA)、全球行動通信系統(GSM)，或類似物。在這些實現方式中，該接近度感測器102可以利用低頻充電而該天線108可以利用與資料通信相關聯之較高的頻率，使得該接近度感測器102對於在該天線104上無線通信所需的高頻資料傳輸將會有很少或沒有影響。

圖2根據本文所描述之各種實現方式圖示出在該接近度感測器墊206和一天線208之間的一電容耦合實例。如本實例所示，該天線208包括具有一短路針212、一饋電點214(輸入/輸出)、以及一輻射元件216的一反F天線。該感測器墊206的一尾部218可被設置在該輻射元件216的一臨界距離210之內，使得該尾部218和該輻射元件216電容性地耦合。在這種結構中，該感測器墊206的該尾部218可以作為該感測器墊206之該主體220外的一寄生短截。在各種實現方式中，該尾部218可以包含該感測器墊206的任意部分，該等任意部分並不直接耦合到該接近感測器的一測量電路，反而是該感測器墊206的一部分其只有一端被連接到該主體220，而該尾部218的該自由端未被連接以作為一寄生短截。雖然在某些情況下該臨界距離210可取決於該感測器墊206和該天線208的特定佈置和構造，但在至少某些實現方式中該臨界距離210可以是大約為3毫米或小於3毫米。在其他的實現方式中，該臨界距離210可以大於3毫米。

圖3圖示出一計算系統300的另一實例，其包括具有一感測器板306的一接近度感測器302，以及一天線模組304其具有一天線308，該天線位於該感測器墊306至少一部分的一臨界距離310之內。如圖所示，該天線模組304更可包含有一無線控制器322而該接近度感測器302可以包含有一接近度控制器324。該計算系統300可以包括一殼體326以容納該接近度感測器302與該天線模組304。

在各種實現方式中，該接近度控制器324和/或該無線控制器322可以判定一SAR是否超過該計算系統300相對於該計算系統300的一使用者之該接近度的一臨界值。在各種實現方式中，該臨界值可以是由，舉例來說，一政府機構所決定的一上限。當該計算系統接近一使用者頭部時的一臨界值，舉例來說，可以是一第一值，而當該計算系統遠離該使用者頭部並靠近使用者的肢體或軀幹時的一臨界值，舉例來說，可以是一第二值，通常是比該第一值要大的值。對判定該SAR高於一臨界值做出回應，該接近度控制器324可以指示該無線控制器322控制該天線308的該發射功率以降低該整體SAR或可以提供接近度度資訊(舉例來說，該使用者對該感測器墊306接近度的資料指示，等等)給該無線控制器322，使得該無線控制器322可基於該接近度資訊來控制該天線308的該發射功率。

在各種實現方式中，該等控制器322、324的一個或兩者可以是一被配置成可存取儲存在一非暫時性電腦可讀取媒體上指令的處理器、一特定應用積體電路 (「ASIC」)、一可編程邏輯裝置、或被配置成可控制至少一個其他組件的另一組件。在各種實現方式中，該等控制器322、324的一個或兩者可以是一微控制器，其被配置成可執行一些操作，該等操作係關聯於接收與環境資料相關的電壓。在其他實施例中，該等操作可以由邏輯來執行，該邏輯至少部分地包括硬體邏輯。硬體邏輯至少部分地包括硬體，並且還可以包括軟體或韌體。硬體邏輯可以包括電子硬體，其包括相互連接的電子組件以執行在該計算裝置300上的類比或邏輯操作。電子硬體可以包括單獨的晶片/電路和分散式的資訊處理系統。該等操作可以包括當檢測到一使用者在附近時，減少該天線模組304的該通信。如果一使用者在附近，該感測器墊306可反應一電容的變化。作為回應，該計算裝置300可以減少該天線308的信號強度。

雖然圖3把該接近度控制器324描繪成被整合在該接近度感測器302中而該無線控制器322被整合在該天線模組304中，但在至少一些實現方式中，該接近度控制器324可被整合在該天線模組304中，反之亦然。在一些實現方式中，該無線控制器322和該接近度控制器324可以是相同的控制器。在其他的實現方式中，該無線控制器322和/或該接近度控制器324可被放置在該計算系統300的其他位置上。

儘管未示出，該計算系統300可以包括一處理器、一儲存裝置、或一記憶體裝置，或它們的一些組合。該處理器可以是一單核心處理器、一多核心處理器、一計 算集群、或任何數量的其他配置。該處理器可以被實現為複雜指令集電腦(CISC)或精簡指令集電腦(RISC)處理器、x86指令集相容的處理器、多核心、或任何其他微處理器或中央處理單元(CPU)。在一些實現方式中，該主處理器包括雙核心處理器、雙核心行動處理器、或類似物。該記憶體裝置可以包括隨機存取記憶體(例如，SRAM、DRAM、零電容RAM、SONOS、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、RRAM、PRAM、等等)、唯讀記憶體(例如，遮罩ROM、PROM、EPROM、EEPROM、等等)、快閃記憶體、或任何其他合適的記憶體系統。該儲存裝置可以是一非暫時性的電腦可讀取媒體，具有指令儲存於其上，當該等指令由該處理器執行時會使該計算裝置300可執行操作。在某些實現方式中，該等操作可由該等控制器322、324一個或兩者來執行。

圖4A和4B圖示出一計算系統400的一實例佈置，其包括一感測器墊406和一天線模組404。如在圖4A中所示，該感測器墊406的該主體420可被耦合至該殼體426的該背面側而該尾部418可被耦合至該殼體426的該側壁430並沿著其做延伸，使得該尾部418垂直於該主體420。如圖所示，該尾部418延伸跨過該角432，但在其他的實現方式中，該尾部418可能僅沿著一側壁430做延伸而不跨過該角432。在其他的實現方式中，該尾部418可被耦合至該殼體426的該背面側428或該感測器墊406的該主體420可被耦合至該殼體426的該側壁430。

如在圖4B中所示，該天線模組404可被安置在該殼體426中，使得該天線模組404之該天線408的該輻射元件416被佈置在該尾部418的一臨界距離410之內以電容耦合至該尾部418並控制一回波損耗，並提高了該天線408的頻寬。

在各種實現方式中，藉由導電墊片434，該感測器墊406可被電氣連接到該接近度感測器之一個或多個其他的組件(例如，一接近度或電容測量電路，等等)或計算系統400，其可被置於在該天線模組404或該計算系統400的另一組件上。該導電墊片434可進一步被電氣連接到另一組件，藉由被佈置在殼該體426內一個或多個其他的通路(圖中未示出)。

圖5係一流程圖，其示出一實例方法500，該方法可使一計算系統包括一接近度感測器其包含有一具有一尾部的感測器墊，以及一天線模組其在該尾部的一臨界距離內包含有一天線以電容耦合至該尾部並增加該天線的頻寬。該方法可以與本文中所描述的各種實現方式相關聯，並且在方法500中所示出的操作細節可在如此實現的相關討論中被找到。值得注意的是，所討論和/或圖示出的各種操作可被依次統稱為多個分立的操作以有助於理解各種實現方式。一些實現方式可能包含有比所描述之更多或更少的操作。

現在參見圖5，該方法500可開始或進行於方塊536，提供一殼體，其包含有一具有一尾部的接近度感測器 墊。在各種實現方式中，提供該殼體可包括耦合該感測器墊至該殼體。在一些實例中，該感測器墊可被耦合至該殼體，使得該感測器墊的一主體被耦合至該殼體的背面側而該尾被耦合至該殼體的一側壁，使得該尾部垂直於該主體。

在方塊538，該方法500可以繼續以在該殼體中安置一天線模組。在各種實現方式中，該天線模組可被安置在該殼體中，使得該天線模組的一天線被佈置在該尾部的一臨界距離內以電容耦合至該尾部並控制該天線的一回波損耗。在一些實例中，在某些情況下該臨界距離可取決於該感測器墊和該天線的特定佈置和構造，但在至少某些實現方式中該臨界距離可以是大約為3毫米或小於3毫米。在其他的實現方式中，該臨界距離可以大於3毫米。

儘管某些實現方式已經在此被圖示和描述，但將被本領域的普通技術人員所理解的是，經由各種計算以實現相同目的之廣泛型態替換和/或等價實現方式可替代所展示和描述的實現方式而不脫離本發明的範疇。本領域之習知技藝者將容易理解的是，實現方式可用各式各樣的方式來實現。本申請意在涵蓋本文所討論之實現方式的任何修改或變型。因此，本申請顯然地意圖實現方式係僅由權利請求項及其等價物來限定。

100‧‧‧計算系統

102‧‧‧接近度感測器

104‧‧‧天線模組

106‧‧‧感測器墊

108‧‧‧天線

110‧‧‧臨界距離

Claims (15)

1. 一種計算系統，其包含有：一接近度感測器，其包括一具有一尾部的感測器墊；以及一天線模組，其在該尾部的一臨界距離內包含有一天線以電容耦合至該尾部並增加該天線的頻寬。
2. 如請求項1之計算系統，更包含有一殼體以容納該接近度感測器與該天線模組。
3. 如請求項2之計算系統，其中該感測器墊的一主體被耦合至該殼體的一背面側且該尾部被耦合至該殼體的一側壁使得該尾部垂直於該主體。
4. 如請求項2之計算系統，其中該接近度感測器的該尾部沿著該殼體的一側壁做延伸。
5. 如請求項4之計算系統，其中該側壁包括一角，並且其中該尾部延伸跨過該角。
6. 如請求項2之計算系統，其中該輻射元件沿著該殼體的該側壁做延伸。
7. 如請求項1之計算系統，其中該臨界距離係大約為3毫米。
8. 如請求項1之計算系統，其中該天線模組包含有一反F天線。
9. 如請求項1之計算系統，其中該感測器墊和該尾部包含有一導電箔。
10. 一種計算系統，其包含有：一天線；一感測器墊來檢測一使用者的接近度，其中該感測器墊的一尾部被佈置以電容耦合至該天線的一輻射元件以增加該天線的頻寬；以及一控制器以控制該天線的發射功率，如果一使用者被該感測器墊檢測到的話。
11. 如請求項10之計算系統，其中該天線和該控制器被包含在一天線模組中。
12. 如請求項11之計算系統，其更包含有被耦合至該感測器墊的接近度感測器電路，其中該接近度感測器電路被包含在該天線模組中。
13. 如請求項10之計算系統，其中該計算系統是一桌上型電腦、一筆記型電腦、一掌上型電腦、一平板電腦、一輕省筆電、一可翻轉電腦、一顯示器裝置、一伺服器、一機上盒、一數位錄影機、一遊戲控制台、一智慧型手機、一個人數位助理、一行動電話、一數位媒體播放器、一電視機，或一數位相機中擇一。
14. 一種方法，其包含有：提供一殼體，其包含有一具有一尾部的接近度感測器墊；以及在該殼體中安置一天線模組，使得該天線模組的一天線被佈置在該尾部的一臨界距離內以電容耦合至該尾部並控制該天線的一回波損耗。
15. 如請求項14之方法，其中所謂的提供包含有把該感測器墊耦合至該殼體，使得該感測器墊的一主體被耦合至該殼體的一背面側並且該尾部被耦合至該殼體的一側壁使得該尾部垂直於該主體。