TWI548141B - 涉及可攜式電子裝置的系統及與其相關的方法 - Google Patents

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TWI548141B
TWI548141B TW102126497A TW102126497A TWI548141B TW I548141 B TWI548141 B TW I548141B TW 102126497 A TW102126497 A TW 102126497A TW 102126497 A TW102126497 A TW 102126497A TW I548141 B TWI548141 B TW I548141B
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羅德尼 歐文 威廉
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Description

涉及可攜式電子裝置的系統及與其相關的方法
本揭示內容是關於可攜式電子裝置。
一般而言，可攜式電子裝置(例如：行動電話與平板電腦)承載有多個天線，而這些天線經常需求更大的輻射體積以及較佳的整體效能而給可攜式電子裝置設計帶來許多挑戰。在一些情況中，這些可攜式電子裝置的一部份用戶可能希望這些可攜式電子裝置具有額外功能。然而，由於上述的額外功能所伴隨的設計考量，使得可攜式電子裝置的製造者可能不希望讓可攜式電子裝置承載上述的額外功能。
本發明是關於涉及可攜式電子裝置的系統及與其相關的方法。簡單說明如下，本發明之一實施例是關於一種涉及可攜式電子裝置的系統，此系統包含配件。上述配件具有天線以及裝置介面，裝置介面與天線電性聯繫。配 件涉及結合組態與拆離組態之間的變動。在結合組態下，配件與可攜式電子裝置接合，使得裝置介面在可攜式電子裝置與天線之間傳遞信號，而在拆離組態下，配件自可攜式電子裝置脫離。
本發明之另一實施例是關於一種系統，包含可攜式電子裝置以及配件。可攜式電子裝置具有配件介面。配件具有天線以及裝置介面，裝置介面與天線電性聯繫。配件涉及結合組態與拆離組態之間的變動。在結合組態下，配件介面至少與裝置介面電性聯繫，使得天線傳播用於可攜式電子裝置的信號。在拆離組態下，配件自可攜式電子裝置脫離。
本發明之又一實施例是關於一種方法，涉及可攜式電子裝置。此方法包含以下步驟：配置一個配件以提供用於可攜式電子裝置之外部天線。
透過以下圖示以及詳細說明，任何熟習此技藝者可依照本發明之精神推敲得知本發明之其他系統、方法、特徵以及優點。因此，所有由本發明推敲得知的系統、方法、特徵以及優點應包含在本說明書中以及本發明之保護範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、130、150‧‧‧系統
102、132、152、210‧‧‧可攜式電子裝置
156‧‧‧前部
158‧‧‧背部
160‧‧‧顯示器
104、134、154‧‧‧配件
110、140、162‧‧‧配件介面
108、138、174‧‧‧裝置介面
164、166、168‧‧‧接腳
170‧‧‧外殼
172‧‧‧腔體
173‧‧‧周邊側壁
106、136、146、176‧‧‧天線
175、177、179‧‧‧導電銲墊
142、144‧‧‧收發器
120、250、252、254、256‧‧‧步驟
194‧‧‧充電器辨識系統
192‧‧‧開關
200‧‧‧電池
198‧‧‧充電系統
196‧‧‧天線饋源
212‧‧‧處理裝置
214‧‧‧輸入輸出介面
216‧‧‧顯示裝置
218‧‧‧觸控螢幕介面
226‧‧‧資料匯流排
220‧‧‧記憶體
224‧‧‧網路通訊介面
230‧‧‧配件辨識系統
第1圖係繪示依照本發明一實施例之涉及可攜式電子裝置 的系統的示意圖。
第2圖係繪示依照本發明一實施例之涉及可攜式電子裝置的方法流程示意圖。
第3圖係繪示依照本發明另一實施例之涉及可攜式電子裝置的系統的示意圖。
第4圖以及第5圖係繪示依照本發明另一實施例之涉及可攜式電子裝置的系統的示意圖，其中第4圖的系統處於拆離組態，第5圖的系統處於結合組態。
第6圖係繪示依照本發明一實施例之控制系統的示意圖。
第7圖係繪示依照本發明另一實施例之可攜式電子裝置的示意圖。
第8圖係繪示依照本發明一實施例之可攜式電子裝置所執行的功能的流程示意圖。
為了總結本發明之各種態樣，以下敘述將搭配圖示作更詳盡的說明。儘管本說明書搭配圖示作說明，本發明不限於以下敘述所揭示的實施例。換言之，本發明應涵蓋所有各種包含在本發明之精神以及保護範圍內的變形、改良以及類似的實施例。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
本發明是關於涉及可攜式電子裝置的系統及與其相關的方法。在一些實施例中，可攜式電子裝置(例如：行動電話或平板電腦)的運作中有功能會用到天線；然而， 上述天線並非由可攜式電子裝置來實現。反而，一個具有天線的配件可供使可攜式電子裝置以及天線得以彼此聯繫，進而使得可攜式電子裝置可應用配件的天線以實現相關功能。在一些實施例中，上述天線可用來實現近場通訊(near field communication,NFC)的功能。
第1圖係繪示依照本發明一實施例之涉及可攜式電子裝置的系統的示意圖。如第1圖所示，系統100包括可攜式電子裝置102以及配件104。配件104具有天線106(配件搭載之天線或可稱之為外部天線)以及裝置介面108，其中裝置介面108與天線106電性聯繫，進而促使可攜式電子裝置102以及天線106之間的通訊聯繫。
可攜式電子裝置102具有配件介面110。在可攜式電子裝置102以及配件104處於結合組態的情形下(如第1圖所繪示)，配件介面110用以至少與裝置介面108電性聯繫。需要注意的是，在結合組態下，可攜式電子裝置102與配件104接合，裝置介面108在可攜式電子裝置102與天線106之間傳遞信號，使可攜式電子裝置102得以利用配件104的天線106傳送以及/或接收信號，而在拆離組態下，配件104可自可攜式電子裝置102脫離。
第2圖係繪示依照本發明一實施例之涉及可攜式電子裝置的方法流程示意圖。如第2圖所示，此方法包含以下步驟：配置一配件以提供用於可攜式電子裝置之一外部天線(步驟120)。
第3圖係繪示依照本發明另一實施例之涉及可攜 式電子裝置的系統的示意圖。如第3圖所示，系統130包括可攜式電子裝置132以及配件134。配件134具有天線136以及裝置介面138，其中裝置介面138與天線136電性聯繫，進而促使可攜式電子裝置132以及天線136之間的通訊聯繫。可攜式電子裝置132具有配件介面140。在可攜式電子裝置132以及配件134處於結合組態的情形下(如第3圖所繪示)，可攜式電子裝置132的配件介面140用以至少與裝置介面138電性聯繫，使得天線136傳播用於可攜式電子裝置132的信號，而在拆離組態下，配件134可自可攜式電子裝置132脫離。
可攜式電子裝置132還具有收發器142、天線146以及收發器144。天線146用以進行與收發器142相關的通訊操作(例如：傳播與收發器142相關的信號)。在本實施例中，可攜式電子裝置132本身不包括用以進行與收發器144相關的通訊操作的天線。然而，在結合組態下，收發器144可利用配件134的天線136傳送以及/或接收信號，使得配件134的天線136傳播與收發器144相關的信號。
第4圖以及第5圖係繪示依照本發明另一實施例之涉及可攜式電子裝置的系統的示意圖，其中第4圖的系統處於拆離組態，第5圖的系統處於結合組態。如第4圖所示，系統150包括可攜式電子裝置152以及配件154。可攜式電子裝置152為行動電話(例如：智慧型手機)，而配件154為用於可攜式電子裝置152的保護殼。
可攜式電子裝置152具有前部156、與前部156相 對的背部158以及顯示器160(例如：觸控螢幕顯示器)。顯示器160配置於前部156。配件介面162配置於背部158，用以至少與配件154的裝置介面174電性聯繫。在本實施例中，配件介面162包括接腳(或導電銲墊)164、166、168，但不限於此，在其他實施例中，配件介面以及裝置介面的元件可有各種不同的數量或組態。
配件154包括外殼170，且外殼170定義腔體172。在本實施例中，腔體172由周邊側壁173所圍成。腔體172係按尺寸製作並經形塑，使得在結合組態下的可攜式電子裝置152至少部份地收納在腔體172內。舉例來說，在本實施例中，在結合組態下的可攜式電子裝置152的整個背部158配置於腔體172內。需要注意的是，與配件154的天線176(例如：近場通訊天線)相關的裝置介面174係配置在腔體172內。
配件154涉及結合組態(如第5圖所繪示)與拆離組態(如第4圖所繪示)之間的變動。在拆離組態下，配件154可自可攜式電子裝置152脫離，而在結合組態(或可稱之為天線模式)下，配件154與可攜式電子裝置152接合，使得配件介面162與裝置介面174電性聯繫，更具體的說明，裝置介面174包括導電銲墊175、177、179，且導電銲墊175、177、179被排定位置以分別與接腳164、166、168接合。因此，外殼170的罩覆功能可作為校準機制以確保配件介面162與裝置介面174連接，使得天線176與配件介面162之間得以通訊聯繫，進而啟動天線176傳 播用於可攜式電子裝置152的信號。
在本實施例中，配件介面162的接腳164、166、168可用以提供用於天線176的必要饋入點以及接地基準的連接。舉例來說，接腳164可提供主要的接地基準，同時接腳166、168中一者或多者可提供與平衡態傳輸線的連接以作為天線饋源以饋入環形天線，或者提供與各種天線連接的單或雙天線饋源，例如：倒F型平面天線(planar inverted-F antenna,PIFA)、單極天線、雙單極天線、或者其他種用於實現周邊無線功能的輻射結構。就本實施例而言，近場通訊收發器(圖中未繪示)可與必要前端電路以及應用處理器介面(圖中未繪示)嵌入於可攜式電子裝置152中。值得注意的是，前端電路以及應用處理器介面通常不是造成可攜式電子裝置152承載困擾的主要因素，反而通常是大的輻射元件以及其對於可攜式電子裝置整體設計的影響(舉例來說，低頻下輻射的大元件可輻射如近場通訊的13.56百萬赫茲(MHz)的微波，而金屬外殼罩住這種用來輻射低頻微波的大元件的設計目標有相當的難度)主要造成可攜式電子裝置152的承載困擾。
第6圖係繪示依照本發明一實施例之控制系統的示意圖，其中第6圖所示之控制系統可應用於第4圖所示之可攜式電子裝置152。如第6圖所示，接腳164、166、168不僅可用以與天線176連接，還可提供直接的充電連接(或可稱之為充電模式)，而不需讓可攜式電子裝置152承載額外的連接器。具體的說明，接腳164可同時定義為天 線176以及充電器連接埠的接地基準以提供接地。接腳166可與電源連接而提供直流電源信號(例如：+5V的直流電源連接)用於電導性充電，接腳166還可任選地運作為一個輔助天線饋源而與周邊的天線176聯繫。接腳168可單獨與單極天線連接以用於近場通訊相關的配件，接腳168還可作為充電器辨識接腳以提供充電器辨識信號用於電導性充電操作。
為了能達成多工傳輸的接腳配置，第6圖所示之控制系統具有微波適用的開關192。開關192的邏輯演算受充電器辨識系統194的控制，且可執行開關192所連接的阻抗(或者其他相對於接地基準的電氣參數)的自動偵測。上述自動偵測的演算法可藉由針腳168與接地基準之間具有的非開路阻值而觸發，而觸發過程係施加間歇的測試信號作為輪詢機制(polling mechanism)。在開關192所連接的阻抗接近周邊的天線176的阻抗(舉例來說，引入電荷脈衝而感測到50歐姆的阻抗)的情形下，開關192將接腳168連接於天線饋源196(例如：近場通訊收發器的前端電路)。而在開關192感測到較大阻抗(例如：將上述電荷脈衝視為充電器辨識信號而引入，進而感測到相對於接地基準的阻抗值為500歐姆或甚至更大)的情形下，開關192將接腳168連接於充電系統198，使得可攜式電子裝置152根據可重複充電的電池200(或可稱之為充電輸入件，且此充電輸入件可收納於上述實施例所示之配件介面)供電予充電系統198(或可稱之為電池充電電路)使電池200充電。
另外，還可藉由充電信號的連接而引入突升電壓(例如：將上述突升電壓視為充電器辨識信號)，充電器辨識系統194可以足夠的速度對上述突升電壓作反應，藉以在顯著的位準送抵天線電路(例如：天線饋源196)之前，將天線電路和充電電壓斷開。其他充電器辨識的方法還涉及用於天線模式下與天線聯繫的交流耦合連接方式(AC coupled connection)，且還涉及用於充電模式下提供充電路徑的同步直流耦合連接方式(simultaneous DC coupled connection)。本概念的另一種變化是提供一種機制，此種機制可適應性地按路徑(route)遞送適當的信號予接腳，使得不管切換任一路徑時，連接關係皆為正常運作的連接。
第7圖係繪示依照本發明另一實施例之可攜式電子裝置的示意圖。如第7圖所示，可攜式電子裝置210包括處理裝置212(例如：處理器)、複數個輸入輸出介面214、顯示裝置216、觸控螢幕介面218、網路通訊介面224、記憶體220以及作業系統222，且上述裝置係透過本機資料匯流排226進行通訊。此外，可攜式電子裝置210還包含配件辨識系統230。值得注意的是，其中一個輸入輸出介面214包括配件介面(例如，上述實施例所示之配件介面)。
處理裝置212可包括客製化的或市場上可取得的處理器、中央處理單元(central processing unit,CPU)或許多處理器中的輔助處理器、半導體製程的處理器(封裝為微晶片的形式)、一個或多個特定應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、複數個經 適當設定的數位邏輯閘，以及其他電路架構其包含離散元件同時以個別和不同組合的方式協同整體系統的操作。
記憶體220可包括揮發性記憶體(volatile memory)元件(例如：隨機存取記憶體(randam-access memory,RAM)、動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory,DRAM)、靜態隨機存取記憶體(static random access memory,SRAM))以及非揮發性記憶體(non-volatile memory)元件的一種組合或任意組合。一般而言，記憶體220包含原生(native)的作業系統222、一個或多個原生應用程式、模擬系統(emulation system)、或用於各種作業系統以及/或模擬硬體平台的模擬應用程式、模擬作業系統等。舉例來說，上述應用程式可包含特定應用的軟體(application specific software)，且此特定應用的軟體可包括上述系統的部分或全部的元件。根據上述實施例，上述元件儲存於記憶體180中而由處理裝置170所執行。需要注意的是，雖圖中未繪示，但第6圖所示之充電器辨識系統194以及充電系統198可儲存於第7圖所示之記憶體220。
任何熟習此技藝者可理解上述記憶體可包含為了簡潔說明而忽略的其他元件。值得注意的是，在本說明書的敘述中，非暫態電腦可讀取媒體(non-transitory computer-readable medium)儲存一個或一個以上的程式供以由指令執行系統(instruction execution system)、裝置、器件所使用或連結。
觸控螢幕介面218用以偵測顯示裝置216的顯示區域內的觸碰，且提供螢幕上的(虛擬)按鍵、選單、鍵盤、軟鍵(soft key)等功能，使得使用者得以藉由觸碰導覽操作使用者介面。
繼續參照第7圖，網路通訊介面224可包含各種元件用以從網路環境(例如，第3圖所示之收發器142)中傳送或接收資料。舉例來說，上述元件可包括無線通訊介面。 當上述元件以應用程式的方式實現時，一個或多個元件可被儲存於非暫態電腦可讀取媒體中且由處理裝置212所執行。
在操作上，配件辨識系統230判斷可攜式電子裝置210是否與配件結合。舉例來說，配件辨識系統230可判斷電池充電器或外部天線是否與可攜式電子裝置210連接。根據上述操作，配件辨識系統230可按路徑遞送相對應的信號以確保可攜式電子裝置210的功能可適當的運作。
第8圖係繪示依照本發明一實施例之可攜式電子裝置所執行的功能的流程示意圖，其中可攜式電子裝置210可應用第8圖所示之實施例。具體而言，上述可攜式電子裝置所執行的功能可與配件辨識系統230相關。如第8圖所示，上述功能(或方法)可在初始的步驟250被建置以選擇性地在天線模式與充電模式中操作可攜式電子裝置。首先，在步驟250中判斷是否偵測到充電功能。在一些實施例中，步驟250中的判斷可涉及來自於任何充電裝置的充電信號的偵測。若偵測到充電功能，流程可進行到步驟 252，而在步驟252中按路徑遞送充電信號以用於將可攜式電子裝置的電池予以充電。
反之，若未偵測到充電功能，流程可進行到步驟254，而在步驟254中判斷是否偵測到外部天線(舉例來說，配件所搭載之天線根據配件而與可攜式電子裝置接合)。若偵測到天線，流程可進行到步驟256，而在步驟256中運作可攜式電子裝置的天線饋源與外部天線之間的通訊聯繫，藉以使用配件的外部天線傳播信號。更具體的說明，以第3圖所示之可攜式電子裝置132為例，藉由配件134的外部天線136傳播與收發器144相關的信號。然而，若未偵測到天線，流程可回到步驟250。值得注意的是，上述流程也可在使用外部天線之後的適當的時間點回到步驟250。
需要注意的是，若以軟體實現本實施例，第8圖所示之流程圖(或是任何其他的流程圖)的每個步驟可由一個模組、程式段、或一部分的程式碼代表以實現，而其中的程式碼包含儲存於非暫態之電腦可讀取媒體的程式指令以實現特定的邏輯功能。因此，上述程式指令可以原始碼的形式實現，其中原始碼包含以程式語言或機器碼撰寫的陳述，而機器碼包含可由適當的執行系統辨識的數值指令。機器碼可由原始碼或其他類似的程式碼轉譯而成。若以硬體實現本實施例，第8圖所示之流程圖(或是任何其他的流程圖)的每個步驟可由一個電路或數個相連接的電路代表以實現特定的邏輯功能。此外，雖然上述流程圖繪示特定的執行順序，然而，可為人所理解的是，執行的順 序可與上述流程圖所繪示的順序不同。
上述實施例僅為示範可能的實現例子。任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可針對上述實施例作各種之更動與潤飾。舉例來說，上述的系統可以硬體、軟體或軟硬體結合的方式實現。所有相關的更動與改良皆應包含於本發明的保護範圍，且本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
150‧‧‧系統
152‧‧‧可攜式電子裝置
156‧‧‧前部
158‧‧‧背部
160‧‧‧顯示器
154‧‧‧配件
162‧‧‧配件介面
174‧‧‧裝置介面
164、166、168‧‧‧接腳
170‧‧‧外殼
172‧‧‧腔體
173‧‧‧周邊側壁
176‧‧‧天線
175、177、179‧‧‧導電銲墊

Claims (16)

  1. 一種涉及一可攜式電子裝置之系統，該系統包含：一配件，具有一天線以及一裝置介面，該裝置介面與該天線電性聯繫；其中該配件涉及一結合組態與一拆離組態之間的變動，且該配件具有一外殼，該外殼定義一腔體，且該腔體係按尺寸製作，並經形塑使得在該結合組態下的該可攜式電子裝置至少部份地收納在該腔體內；其中在該結合組態下，該配件與該可攜式電子裝置接合，使得該裝置介面在該可攜式電子裝置與該天線之間傳遞信號且該可攜式電子裝置直接透過該天線收發無線信號，而在該拆離組態下，該配件自該可攜式電子裝置脫離。
  2. 如請求項1所述之系統，其中該裝置介面配置於該腔體內。
  3. 如請求項1所述之系統，其中該可攜式電子裝置具有一前部、一背部以及一顯示器，該顯示器配置於該可攜式電子裝置之該前部；以及該腔體係按尺寸製作，並經形塑使得在該結合組態下的該可攜式電子裝置的該背部得以配置在該腔體內。
  4. 如請求項1所述之系統，其中該天線為一近場通訊(near field communication,NFC)天線。
  5. 如請求項1所述之系統，更包含該可攜式電子裝置。
  6. 如請求項5所述之系統，其中該可攜式電子裝置具有一配件介面，該配件介面用以至少與該配件的該裝置介面電性聯繫。
  7. 如請求項6所述之系統，其中該可攜式電子裝置更包含一電池充電系統；以及該可攜式電子裝置用以根據一充電輸入件係收納於該配件介面時，該可攜式電子裝置係可操作地對該電池充電系統予以充電。
  8. 一種信號收發系統，包含：一可攜式電子裝置，具有一配件介面；以及一配件，具有一天線以及一裝置介面，該裝置介面與該天線電性聯繫；其中該配件涉及一結合組態與一拆離組態之間的變動，且該配件具有一外殼，該外殼定義一腔體，且該腔體係按尺寸製作，並經形塑使得在該結合組態下的該可攜式電子裝置至少部份地收納在該腔體內；在該結合組態下，該配件介面至少與該裝置介面電性聯繫，使得該天線傳播用於該可攜式電子裝置的信號且該可攜式電子裝置直接透過該天線收發無線信號；以及在該拆離組態下，該配件自該可攜式電子裝置脫離。
  9. 如請求項8所述之信號收發系統，其中該可攜式電子裝置更包含一電池充電電路；以及 該可攜式電子裝置用以根據一充電輸入件係收納於該配件介面時，該可攜式電子裝置係可操作地對該電池充電電路予以充電。
  10. 如請求項8所述之信號收發系統，其中該配件介面具有一第一接腳以及一第二接腳；以及在一天線模式中，該第一接腳用以提供一接地，該第二接腳係可作為一天線饋源而用於該配件的該天線。
  11. 如請求項10所述之信號收發系統，其中該配件介面具有一第三接腳；在一天線模式中，該第三接腳係可作為一第二天線饋源；以及在一充電模式中，該第一接腳用以提供一接地，該第二接腳用以提供一直流電源信號，該第三接腳用以提供一充電器辨識信號(charger identification signal)。
  12. 如請求項8所述之信號收發系統，其中該配件為用於該可攜式電子裝置的一保護殼。
  13. 如請求項8所述之信號收發系統，其中該可攜式電子裝置具有一第一收發器、一第一天線以及一第二收發器，該第一天線用以傳播與該第一收發器相關的信號，且該可攜式電子裝置不具有傳播與該第二收發器相關的信號的天線；以及該配件的該天線用以傳播與該第二收發器相關的信號。
  14. 一種涉及一可攜式電子裝置之方法，包含：配置一配件以提供用於該可攜式電子裝置之一外部天線，其中該配件在一結合組態下與該可攜式電子裝置接合，使得該天線傳播用於該可攜式電子裝置的信號且該可攜式電子裝置直接透過該外部天線收發無線信號，而該配件在一拆離組態下自該可攜式電子裝置脫離；其中該配件具有一外殼，該外殼定義一腔體，且該腔體係按尺寸製作，並經形塑以在該結合組態下至少部分地將該可攜式電子裝置收納在該腔體內。
  15. 如請求項14所述之方法，更包含：選擇性地在一天線模式與一充電模式中操作該可攜式電子裝置；其中在該天線模式中，該可攜式電子裝置使用該配件的該外部天線以傳播信號，而在該充電模式中，該可攜式電子裝置的一電池被充電。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該可攜式電子裝置具有一第一收發器、一第一天線以及一第二收發器，該第一天線用以傳播與該第一收發器相關的信號，且該可攜式電子裝置不具有傳播與該第二收發器相關的信號的天線；以及選擇性地在該天線模式中操作該可攜式電子裝置的步驟更包含：藉由該配件的該外部天線傳播與該第二收發器相關的信號。
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