具有電容式接近傳感器的電子設備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及具有電容式接近傳感器的電子設備。電子設備可以具有其中安裝有天線的外殼。天線窗口可以安裝在外殼中以允許射頻信號從天線被發(fā)送以及允許天線接收射頻信號。當在電介質(zhì)天線窗口和天線附近檢測到外部物體時，可以通過減小發(fā)射功率來滿足近場輻射限制。電容式接近傳感器可以用于檢測在天線附近的外部物體。接近傳感器可以具有由電介質(zhì)分隔開的電容層。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以通過電感器耦接到接近傳感器。電容式接近傳感器可以介于天線諧振元件和天線窗口之間。電容式接近傳感器可以用作寄生天線諧振元件并且可以通過電容器耦接到外殼。
【專利說明】具有電容式接近傳感器的電子設備
[0001]本申請是申請日為2010年7月9日、申請?zhí)枮?01010229675.5、發(fā)明名稱為“具有電容式接近傳感器的電子設備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]本申請要求2009年7月17日提交的美國臨時專利申請N0.61/226，683和2009年12月7日提交的美國專利申請N0.12/632,695的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用并入于此。

【技術領域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及天線，更具體地，涉及用于電子設備的天線。

【背景技術】
[0004]諸如便攜式計算機和手持式電子設備之類的電子設備正變得日益流行起來。諸如這些之類的設備通常具有無線通信能力。例如，電子設備可以使用諸如蜂窩電話電路之類的遠程無線通信電路，以使用在850MHz、900MHz、1800MHz以及1900MHz處的蜂窩電話頻帶(例如，主要的全球移動通信系統(tǒng)或GSM蜂窩電話頻帶)來通信。遠程無線通信電路還可以被用于處理2100MHz頻帶和其它頻帶。電子設備可以使用短程無線通信鏈路來處理與附近設備的通信。例如，電子設備可以使用2.4GHz和5GHz處的WiFi? (IEEE 802.11)頻帶(有時稱為局域網(wǎng)頻帶)和2.4GHz處的Bluetooth?頻帶來通信。
[0005]將天線成功地結(jié)合到電子設備中可能存在困難。一些電子設備被制造為具有小的形狀因數(shù)，由此限制了用于天線的空間。在許多電子設備中，位于天線附近的電子部件作為可能的電磁干擾源。天線操作還可能被導電結(jié)構(gòu)阻擋。這可能使得難以在包含有可能阻擋射頻信號的導電外殼壁或其它導電結(jié)構(gòu)的電子設備中實現(xiàn)天線。監(jiān)管機構(gòu)可能對射頻發(fā)送功率加以限制。這些限制在以提升的功率水平操作電子設備天線時構(gòu)成挑戰(zhàn)。
[0006]因此，希望能夠提供改進的用于無線電子設備的天線。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]諸如平板計算機或其它便攜式設備的電子設備可以具有導電外殼。每個設備中的導電外殼的一部分可以用作用于天線的天線地。該天線可以利用耦接至天線諧振元件的正天線饋送端子和稱接至導電外殼的地天線饋送端子來饋送。
[0008]天線諧振元件可以靠近導電外殼中的天線窗口安裝。為了確保當諸如人體之類的外部物體處于天線窗口附近時滿足所希望的射頻信號最大輸出功率限制，該電子設備可以設置有電容式接近傳感器(proximity sensor)。該接近傳感器可以具有介于天線諧振元件與天線窗口之間的電容式接近傳感器電極。在操作期間，當諸如用戶身體一部分之類的外部物體進入接近傳感器和天線的給定距離內(nèi)時，該接近傳感器可以檢測到。當檢測到這些情況時，電子設備中的電路可以減小通過天線的最大發(fā)送輸出功率。
[0009]電容式接近傳感器電極可以具有由電介質(zhì)層分隔開的第一和第二導電層?？梢允褂玫谝缓偷诙姼衅鞣謩e將第一和第二導電層耦接至諸如電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(capacitance-to-digital converter)之類的信號檢測器的相應的第一和第二輸入端。
[0010]該電容式接近傳感器電極可以用作用于天線的寄生天線諧振元件，其幫助減小射頻信號熱區(qū)(hotspot)?？梢允褂秒娙萜鲗㈦娙菔浇咏鼈鞲衅麟姌O連接至導電外殼。
[0011]根據(jù)附圖和下面對優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的進一步特征、其特性和各種優(yōu)點將變得更清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線和接近傳感器的示意性電子設備的前立體圖。
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線和接近傳感器的示意性電子設備的后立體圖。
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線和接近傳感器結(jié)構(gòu)的示意性電子設備的示意圖。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線和接近傳感器的示意性電子設備的側(cè)截面圖。
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線和無線電路的示意性電子設備的圖，該無線電路可以在接近傳感器檢測到外部物體處于該天線和該電子設備的給定范圍內(nèi)時減小通過該天線發(fā)送的功率量。
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有天線諧振元件和接近傳感器電極的示意性天線的立體圖，該接近傳感器電極用作與電介質(zhì)天線窗口重疊(overlap)的寄生天線諧振元件。
[0018]圖7是一個曲線圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例，寄生天線諧振元件的存在可以怎樣幫助減小射頻信號熱區(qū)并由此減小由電子設備中的天線產(chǎn)生的近場輻射熱區(qū)。
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明一實施例的諸如電容式接近傳感器電極之類的寄生天線諧振元件的頂視圖，該寄生天線諧振元件已經(jīng)通過電容器耦接至用作天線地的導電設備外殼的一部分。
[0020]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明一實施例，接近傳感器可以怎樣具有用于檢測諸如用戶身體一部分之類的外部物體的存在的電容器電極的圖。
[0021]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一實施例，電容式接近傳感器可以怎樣具有雙層電容式傳感器的圖，其中該雙層電容式傳感器具有由電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器監(jiān)測的屏蔽電極和傳感器電極。
[0022]圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例的示意性雙層電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖12是根據(jù)本發(fā)明一實施例的細長雙層電容式接近傳感器電極的立體圖。

【具體實施方式】
[0024]電子設備可以設置有無線通信電路。無線通信電路可以被用于支持一個或多個無線通信頻帶中的無線通信。例如，無線通信電路可以在蜂窩電話頻帶中發(fā)送和接收信號。
[0025]為了滿足消費者對小形狀因數(shù)無線設備的需求，制造商在提供增強的功能的同時，不斷努力減小這些設備中所使用的部件的大小。特別是在電子設備被用于在蜂窩電話頻帶和具有相對寬帶寬的其它通信頻帶中發(fā)送和接收射頻信號的配置中，要滿足緊湊型設備中所希望的天線性能標準可能富有挑戰(zhàn)性。高發(fā)送功率和寬天線帶寬可能是所希望的，以便在通信期間確保足夠的信號強度，但這些屬性可能對控制發(fā)射輻射水平帶來挑戰(zhàn)。
[0026]使電子設備的用戶完全屏蔽于發(fā)送的射頻信號通常是不切實際的。例如，常規(guī)的蜂窩電話手機在電話呼叫期間通常在用戶頭部附近發(fā)射信號。政府法規(guī)限制射頻信號功率。同時，無線運營商要求在它們的網(wǎng)絡中使用的用戶設備能夠產(chǎn)生一定的最小射頻功率，以確保該設備令人滿意的操作。
[0027]在許多管轄區(qū)域中，采用特定吸收率(specific absorpt1n rate, SAR)標準,其對手機制造商實行最大能量吸收限制。這些標準對在天線的給定距離內(nèi)的任何特定點處可以發(fā)射的輻射量加以限制。尤其關注的是在距設備大約1- 20mm距離處的輻射限制，在該處，用戶的身體部分很可能靠近天線。
[0028]可以通過使用不表現(xiàn)出其中發(fā)射輻射超出希望功率水平的局部“熱區(qū)”的天線，來保證令人滿意的天線性能和法規(guī)遵從。還可以使用接近傳感器來檢測諸如用戶身體之類的外部物體何時處于天線附近。當檢測到外部物體的存在時，可以減小發(fā)送功率水平。
[0029]可以通過適當?shù)奶炀€設計來最小化熱區(qū)。若希望，可以將寄生天線諧振元件放置在設備天線附近，以幫助平滑近場發(fā)射輻射圖案。還可以利用鐵氧體帶(ferrite tape)或其它高磁導率材料來實現(xiàn)電磁屏蔽布置。
[0030]任何合適的電子設備都可以具有使用這些配置的天線和接近傳感器。作為示例，天線和接近傳感器可以形成在諸如臺式計算機、便攜式計算機(諸如膝上型計算機和平板計算機)、手持式電子設備(諸如蜂窩電話)等電子設備中。利用一種適當?shù)呐渲?其在此有時被作為示例而描述)，天線和接近傳感器被形成在其中內(nèi)部空間可能很寶貴的相對緊湊的電子設備中。這些緊湊型設備可以是便攜式電子設備。
[0031]可具有天線和接近傳感器的便攜式電子設備包括膝上型計算機和諸如超便攜式計算機、上網(wǎng)本計算機和平板計算機之類的小型便攜式計算機。便攜式電子設備還可以是稍微更小的設備?？删哂刑炀€的更小的便攜式電子設備的示例包括蜂窩電話、腕表式設備、懸掛式設備、耳機和耳塞設備、以及其它可佩帶的和微型設備。
[0032]便攜式電子設備中的空間非常寶貴，而且這些設備的外殼有時由阻擋天線信號的導電材料構(gòu)成。天線結(jié)構(gòu)和接近傳感器被形成在天線窗口后面的布置可以有助于解決這些挑戰(zhàn)。通過由導電外殼壁中的開口形成電介質(zhì)天線窗口結(jié)構(gòu)，可以在導電外殼壁中形成天線窗口。若希望，可以在導電外殼壁中形成基于槽的天線窗口。在基于槽的天線窗口中，窗口區(qū)域由窗口槽的圖案來限定。使用電介質(zhì)天線窗口的布置在此有時被作為示例而描述。
[0033]天線諧振元件可以形成在天線窗口下面。導電外殼的部分或其它導電結(jié)構(gòu)可以用作天線地。天線可以利用耦接至天線諧振元件的正天線饋送端子以及利用耦接至導電外殼的地天線饋送端子來饋送。在操作期間，用于天線的射頻信號可以通過天線窗口。寄生天線諧振元件和鐵氧體帶可以幫助減小近場熱區(qū)。
[0034]基于接近度的天線功率控制電路可以用于在檢測到天線附近存在外部物體時減小近場電磁輻射強度?；诮咏鹊奶炀€功率控制電路可以基于電容式接近傳感器。用于電容式接近傳感器的傳感器電極可以位于天線附近。若希望，諸如傳感器電極之類的導電結(jié)構(gòu)可以既用作電容式傳感器的一部分，也用作寄生天線諧振元件的一部分。利用這種類型的布置，傳感器電極可以用于減小近場輻射熱區(qū)，同時作為接近檢測器的用于檢測附近外部物體的存在的電容器電極的一部分。
[0035]具有諸如這些之類的配置的天線和接近傳感器結(jié)構(gòu)可以安裝在便攜式電子設備的任何適當?shù)谋┞恫糠稚?。例如，天線和接近傳感器可以設置在設備的前表面或頂表面上。在平板計算機、蜂窩電話、或其中設備正面的全部或大部分被諸如觸摸屏顯示器之類的導電結(jié)構(gòu)所占據(jù)的其它設備中，可能希望在設備后表面上形成天線窗口的至少一部分。其它構(gòu)造也是有可能的(例如，天線和接近傳感器被安裝在更局限的位置、在設備側(cè)壁上、等等)。作為示例，在這里有時描述使用這樣的天線安裝位置，即，電介質(zhì)天線窗口的至少一部分被形成在導電的外殼后表面中，但是一般來說，如果希望，可以在電子設備中使用任何適當?shù)奶炀€安裝位置。
[0036]圖1示出了可以包括天線和接近傳感器的示意性便攜式設備。如圖1所示，設備10可以是相對薄的設備，諸如平板計算機。設備10可以具有諸如安裝在其前(上)表面上的顯示器50之類的顯示器。外殼12可以具有形成設備10的邊緣的彎曲部分和形成設備10的后表面的相對平坦部分(作為示例)。諸如天線窗口 58之類的天線窗口可以形成在外殼12中。用于設備10的天線結(jié)構(gòu)可以形成在天線窗口 58的附近。
[0037]設備10可以具有諸如按鈕59之類的用戶輸入輸出設備。顯示器50可以是用于收集用戶觸摸輸入的觸摸屏顯示器。顯示器50的表面可以用諸如平坦的蓋玻璃部件之類的電介質(zhì)元件來覆蓋。顯示器50的中央部分(圖1中示出為區(qū)域56)可以是對觸摸輸入敏感的活動(active)區(qū)域。顯示器50的外周區(qū)域(諸如區(qū)域54)可以是沒有觸摸傳感器電極的非活動(inactive)區(qū)域。諸如不透明墨之類的材料層可以置于顯示器50的外周區(qū)域54的底面上(例如，放在蓋玻璃的底面上)。這個層對于射頻信號可以是透明的。區(qū)域56中的導電觸摸傳感器電極可以趨于阻擋射頻信號。然而，射頻信號可以通過非活動顯示區(qū)域54中的蓋玻璃和不透明墨(作為示例)。在相反方向上，射頻信號可以通過天線窗口58。低頻電磁場也通過窗口 58，因此可以通過天線窗口 58進行接近傳感器的電容測量。
[0038]外殼12可以由一個或多個結(jié)構(gòu)形成。例如，外殼12可以包括內(nèi)框架和安裝至該框架的平坦外殼壁。外殼12還可以由諸如鋁制鑄件或鋁制機械加工塊之類的單一材料塊形成。若希望，還可以使用使用了這兩種方法的布置。
[0039]外殼12可以由任何適當?shù)牟牧闲纬?，包括塑料、木材、玻璃、陶瓷、金屬、或其它合適的材料、或者這些材料的組合。在某些情況下，外殼12的部分可以由電介質(zhì)或其它低導電率材料形成，以使得不干擾位于外殼12附近的導電天線元件的工作。在別的情況下，夕卜殼12可以由金屬元件形成。由金屬或其它結(jié)構(gòu)上良好的導電材料來形成外殼12的一個優(yōu)點在于，其可以改進設備的美觀度并且可以幫助改進耐久性和便攜性。
[0040]利用一種適當?shù)牟贾?，外?2可以由諸如鋁之類的金屬形成。外殼12位于天線窗口 58附近的部分可以用作天線地。天線窗口 58可以由電介質(zhì)材料形成，諸如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、PC/ABS混合物、或其它塑料(作為示例)。窗口 58可以利用粘合劑、緊固件、或其它適當?shù)母街鴻C制附著至外殼12。為了確保設備10外型美觀，可以希望窗口 58被形成為使得窗口 58的外表面與設備10的其它部分中由外殼12展現(xiàn)的邊緣輪廓相一致。例如，如果外殼12具有直的邊緣12A和平坦的底表面，則窗口 58可以形成有直角彎曲和垂直側(cè)壁。如果外殼12具有彎曲邊緣12A，則窗口 58可以具有類似彎曲的表面。
[0041]圖2是圖1的設備10的后立體圖，示出了設備10可以怎樣具有相對平坦的后表面12B，并且示出了天線窗口 58的形狀可以怎樣為具有與彎曲外殼邊緣12A的形狀相匹配的彎曲部分的矩形。
[0042]圖3示出了設備10的示意圖，示出了設備10可以怎樣包括一個或多個天線26和與天線26通信的收發(fā)器電路。圖3的電子設備10可以為諸如膝上型計算機之類的便攜式計算機、便攜式平板計算機、移動電話、具有媒體播放器能力的移動電話、手持式計算機、遙控器、游戲機、全球定位系統(tǒng)(GPS)設備、臺式計算機、這類設備的組合、或任何其它適當?shù)碾娮釉O備。
[0043]如圖3所示，電子設備10可以包括存儲和處理電路16。存儲和處理電路16可以包括一個或多個不同類型的存儲裝置，諸如硬盤驅(qū)動器存儲裝置、非易失性存儲器(例如，閃速存儲器或其它電可編程只讀存儲器)、易失性存儲器(例如，靜態(tài)或動態(tài)隨機存取存儲器)等。存儲和處理電路16中的處理電路可以用于控制設備10的操作。處理電路16可以基于諸如微處理器之類的處理器和其它適當?shù)募呻娐贰＠靡环N適當?shù)牟贾?，存儲和處理電?6可以用于在設備10上運行軟件，諸如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽應用、互聯(lián)網(wǎng)語音協(xié)議(VOIP)電話呼叫應用、電子郵件應用、媒體播放應用、操作系統(tǒng)功能、用于控制射頻功率放大器和其它射頻收發(fā)器電路的控制功能，等等。存儲和處理電路16可以用于實現(xiàn)適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。可以利用存儲和處理電路16來實現(xiàn)的通信協(xié)議包括網(wǎng)際協(xié)議、蜂窩電話協(xié)議、無線局域網(wǎng)協(xié)議(例如，IEEE802.11協(xié)議——有時稱為WiFi? )、用于其它短程無線通信鏈路的協(xié)議(諸如Bluetooth?.協(xié)議)等。
[0044]輸入輸出電路14可以用于允許將數(shù)據(jù)提供給設備10以及允許將數(shù)據(jù)從設備10提供給外部設備。諸如觸摸屏和其它用戶輸入接口之類的輸入輸出設備18是輸入輸出電路14的示例。輸入輸出設備18還可以包括諸如按鈕、操縱桿、點擊輪(click wheel)、滾輪、觸摸板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、攝像機等用戶輸入輸出設備。用戶可以通過這些用戶輸入設備提供命令以控制設備10的操作。設備18中可以包括顯示器和音頻設備，諸如液晶顯示(LCD)屏、發(fā)光二極管(LED)、有機發(fā)光二極管(OLED)、以及其它呈現(xiàn)可視信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)的部件。輸入輸出設備18中的顯示器和音頻部件還可以包括諸如揚聲器和其它用于創(chuàng)建聲音的設備之類的音頻設備。若希望，輸入輸出設備18可以包含音頻視頻接口設備，諸如用于外部耳機和監(jiān)視器的插孔和其它連接器。
[0045]無線通信電路20可以包括由一個或多個集成電路形成的射頻(RF)收發(fā)器電路23、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無源RF部件、一個或多個天線、以及用于處理RF無線信號的其它電路。無線信號還可以利用光(例如，利用紅外通信)來發(fā)送。
[0046]無線通信電路20可以包括用于處理多個射頻通信頻帶的射頻收發(fā)器電路。例如，電路20可以包括處理用于WiFi(IEEE 802.11)通信的2.4GHz和5GHz頻帶以及2.4GHzBluetooth通信頻帶的收發(fā)器電路22。電路20還可以包括用于處理蜂窩電話頻帶(諸如在850MHz、900MHz、1800MHz、和1900MHz處的GSM頻帶和2100MHz數(shù)據(jù)頻帶(作為示例))中的無線通信的蜂窩電話收發(fā)器電路24。若希望，無線通信電路20可以包括用于其它短程和遠程無線鏈路的電路。例如，無線通信電路20可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器設備、用于接收無線電和電視信號的無線電路、尋呼電路等。在WiFi和Bluetooth鏈路以及其它短程無線鏈路中，無線信號被典型地用于在數(shù)十或數(shù)百英尺的距離上傳送數(shù)據(jù)。在蜂窩電話鏈路和其它遠程鏈路中，無線信號典型地被用于在幾千英尺或英里的距離上傳送數(shù)據(jù)。
[0047]無線通信電路20可以包括天線26，諸如位于圖1和2的天線窗口 58附近的天線。天線26可以是每一個都覆蓋一個特定希望通信頻帶的單頻帶天線，或者可以是多頻帶天線。多頻帶天線可以用于例如覆蓋多個蜂窩電話通信頻帶。若希望，雙頻帶天線可以用于覆蓋兩個WiFi頻帶(例如，2.4GHz和5GHz)。不同類型的天線可以用于不同的頻帶以及頻帶的組合。例如，可能希望形成用于形成本地無線鏈路天線的雙頻帶天線、用于處理蜂窩電話通信頻帶的多頻帶天線、以及用于形成全球定位系統(tǒng)天線的單頻帶天線(作為示例)。
[0048]傳輸線路徑44可以用于在收發(fā)器22和24與天線26之間傳送射頻信號。諸如射頻收發(fā)器22和24之類的射頻收發(fā)器可以利用一個或多個集成電路以及相關聯(lián)的部件(例如，開關電路、諸如分立的電感器、電容器和電阻器之類的匹配網(wǎng)絡部件、以及集成電路濾波器網(wǎng)絡等)來實現(xiàn)。這些設備可以安裝在任何適當?shù)陌惭b結(jié)構(gòu)上。利用一種適當?shù)牟贾?，收發(fā)器集成電路可以安裝在印刷電路板上。路徑44可以用于將印刷電路板上的收發(fā)器集成電路和其它部件與設備10中的天線結(jié)構(gòu)互連。路徑44可以包括可以通過其傳送射頻信號的任何適當?shù)膶щ娐窂剑ㄖT如同軸電纜、微帶傳輸線等傳輸線路徑結(jié)構(gòu)。
[0049]天線26 —般可以利用任何適當?shù)奶炀€類型來形成。用于天線26的適當天線類型的示例包括具有諧振元件的天線，該諧振元件由貼片(patch)天線結(jié)構(gòu)、倒F天線結(jié)構(gòu)、閉合和開口槽天線結(jié)構(gòu)(closed and open slot antenna structure)、環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、單極子、偶極子、平面倒F天線結(jié)構(gòu)、這些設計的混合等等而形成。利用一種適當?shù)牟贾?其在此有時作為不例被描述)，外殼12的一部分(例如,外殼12的在天線窗口 58附近的部分)可以形成用于與窗口 58相關聯(lián)的天線的地結(jié)構(gòu)。
[0050]圖4示出了設備10在天線窗口 58附近的截面圖。如圖4所示，天線26可以具有天線諧振元件68 (例如,貼片天線諧振元件、單臂倒F天線結(jié)構(gòu)、雙臂倒F天線結(jié)構(gòu)、或其它適當?shù)亩啾刍騿伪鄣笷天線結(jié)構(gòu)、閉合和開口槽天線結(jié)構(gòu)、環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、單極子、偶極子、平面倒F天線結(jié)構(gòu)、這些設計的混合,等等)。外殼12可以作為天線26的天線地。
[0051]天線26還可以具有由諸如結(jié)構(gòu)66之類的一個或多個導電結(jié)構(gòu)形成的寄生天線諧振元件。結(jié)構(gòu)66可以包括例如電容式接近傳感器電極。若希望，諸如鐵氧體帶74之類的鐵氧體材料層可以置于天線諧振元件68與窗口 58之間，以幫助減小近場信號強度而不過度衰減遠場信號。在圖4的示例中，鐵氧體帶74已經(jīng)被放置在結(jié)構(gòu)66下面。
[0052]如圖4所示，天線26可以利用耦接至天線諧振元件68的正天線饋送端子(諸如正天線饋送端子76)和I禹接至外殼12的地天線饋送端子(諸如地天線饋送端子78)來饋送。
[0053]天線諧振元件68可以位于電介質(zhì)天線窗口 58附近，如圖4所示，從而可以通過窗口 58傳送射頻信號(例如沿方向72和71)。還可以通過諸如蓋玻璃60之類的透明顯示器覆蓋部件來傳送射頻信號。顯示器50可以具有諸如區(qū)域56之類的活動區(qū)域，在該活動區(qū)域中，蓋玻璃60在其下面具有諸如顯示面板模塊64之類的導電結(jié)構(gòu)。顯示面板64中的諸如觸摸傳感器電極和有源顯示像素電路之類的結(jié)構(gòu)可以導電并因而可衰減射頻信號。然而，在區(qū)域54中，顯示器50可以是非活動的(即，面板64可以不存在)。諸如墨62之類的不透明墨可以形成在區(qū)域54中的透明蓋玻璃60的底面上以防止天線諧振元件68被看到。區(qū)域54中的墨62和覆蓋部件60的電介質(zhì)材料可以對于射頻信號足夠透明，以使得射頻信號可以在方向70上傳送通過這些結(jié)構(gòu)。
[0054]任何適當?shù)膶щ姴牧峡梢杂糜谛纬商炀€26的天線結(jié)構(gòu)。利用一種適當?shù)牟贾?，用于天線諧振元件68和寄生天線諧振元件66的導電結(jié)構(gòu)都可以由電介質(zhì)支承體上的導電跡線形成。該導電跡線可以由銅或其它金屬形成(作為示例)，以幫助確保在射頻處的低損耗和良好性能。用于這些結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)支承體可以是印刷電路板或塑料部件。塑料支承結(jié)構(gòu)也可以用于支承印刷電路板。一般來說，印刷電路板可以是剛性的或柔性的。剛性印刷電路板可以由環(huán)氧樹脂(例如，F(xiàn)R4)或其它電介質(zhì)基底形成。柔性印刷電路板(“柔性電路”)可以由柔性聚合物片(如聚酰亞胺片或其它柔性電介質(zhì))形成。當天線結(jié)構(gòu)由柔性電路基底片形成時，如果希望的話，該柔性電路可以彎曲以形成彎曲表面(例如，以適合于彎曲塑料支承結(jié)構(gòu))。對于剛性基底布置，印刷電路板典型為平坦的。
[0055]諸如導電結(jié)構(gòu)66之類的結(jié)構(gòu)可以提供多種功能。例如，因為結(jié)構(gòu)66與天線諧振元件68相鄰，所以結(jié)構(gòu)66影響天線26的電磁行為并因而可以用作寄生天線諧振元件。同時，若希望，導電結(jié)構(gòu)66可以用作用于接近傳感器的傳感器電極。
[0056]收發(fā)器電路23可以安裝至印刷電路板79，并且可以經(jīng)由連接器81和印刷電路板79中的跡線連接至傳輸線44中的導線。傳輸線44可以具有正導體和地導體，并且可以用于在收發(fā)器23和天線26的饋送端子76和78之間傳送射頻天線信號。
[0057]設備10和天線窗口 58可以具有任何適當?shù)某叽纭＠?，設備10的橫向尺寸可以為大約10 - 50cm。設備10的厚度可以大于2cm、小于2cm、小于1.5cm、或小于0.5cm。
[0058]在薄的設備構(gòu)造中，去除緊鄰天線諧振元件68的導電外殼部分有助于保證天線26表現(xiàn)出令人滿意的效率和帶寬(例如，用于支持在諸如蜂窩電話通信頻帶之類的寬帶遠程天線頻帶中的通信)。
[0059]圖5示出一個電路圖，其示出接近傳感器信號可以怎樣用于控制天線26發(fā)送的功率量。如圖5所示，設備10可以包括存儲和處理電路16 (參見例如圖3)。設備10還可以包括諸如接近傳感器80之類的接近傳感器。接近傳感器80可以利用任何適當類型的接近傳感器技術(例如，電容式、光學等)來實現(xiàn)。電容式接近感測技術的一個優(yōu)點在于，它們可以對外部物體87的反射率的變化相對不敏感。
[0060]如圖5的示例中所示，接近傳感器80可以包含由諸如導電元件66 (圖4)之類的導電元件形成的電容器電極。若希望，導電元件66可以用作用于天線26的寄生天線諧振元件。
[0061]接近傳感器80可以安裝在外殼12中天線26的附近(如圖4所示)，以確保來自接近傳感器80的信號表示在天線26附近(例如，在天線26和/或設備10的距離D以內(nèi))存在外部物體87。
[0062]可以利用路徑86將來自接近傳感器80的輸出信號傳送至存儲和處理電路16。來自接近傳感器80的信號可以是向存儲和處理電路16提供接近度數(shù)據(jù)的模擬或數(shù)字信號。該接近度數(shù)據(jù)可以是表示物體87處于或不處于天線26的給定預定距離內(nèi)的布爾(Boolean)數(shù)據(jù)，或者可以是表示D的當前估計距離值的連續(xù)數(shù)據(jù)。
[0063]存儲和處理電路16可以耦接至收發(fā)器電路23和功率放大器電路82。虛線83示出了可以怎樣將接收到的射頻信號從天線26傳送至收發(fā)器電路23。在數(shù)據(jù)傳輸操作期間，控制線84可以用于從存儲和處理電路16向收發(fā)器電路23和功率放大器電路82傳送控制信號，以實時調(diào)節(jié)輸出功率。例如，當正在發(fā)送數(shù)據(jù)時，可以指示收發(fā)器23和相關聯(lián)的輸出放大器82增加或降低正通過傳輸線44提供給天線26的射頻信號的功率水平，以確保滿足對于電磁輻射發(fā)射的監(jiān)管限制。例如，如果接近傳感器80未檢測到外部物體87的存在，則可以以相對高(無限制)的水平來提供功率。然而，如果接近傳感器80確定用戶的腿或其它身體部分或其它外部物體87緊鄰天線26 (例如，在20mm或更小之內(nèi)、在15mm或更小之內(nèi)、在1mm或更小之內(nèi)等)，則存儲和處理電路可以相應地作出響應，指示收發(fā)器電路23和/或功率放大器82以減小的功率通過天線26發(fā)送射頻信號。
[0064]圖6示出了示意性天線26的立體圖。如圖6所示，天線諧振元件68可以包含一條或多條諸如導電跡線96之類的導電跡線。在圖6的示例中，天線諧振元件68具有倒F結(jié)構(gòu)。利用這種結(jié)構(gòu)，天線諧振元件68可以具有諸如剛性或柔性印刷電路板90之類的電介質(zhì)基底，其中在該電介質(zhì)基底上已經(jīng)形成有諸如導電跡線94的導電圖案。導電跡線94可以具有主諧振元件臂92、諸如將臂92短接至地的分支96之類的短路分支(例如，耦接至圖4的天線饋送端子78的路徑)、以及耦接正天線饋送端子76的分支98。若希望，臂92可以具有不同形狀(例如，多個分支)，以支持在具有期望帶寬的期望通信頻帶中的操作。圖6所示的用于天線諧振元件68的跡線圖案僅僅是示意性的。一般來說，若希望，任何適當類型的天線諧振元件圖案都可以用于天線諧振元件68。
[0065]天線諧振元件68可以被安裝為與天線窗口 58重疊并位于顯示器50的非活動區(qū)域54的下面(圖4)。導電結(jié)構(gòu)66可以介于天線諧振元件68與窗口 58之間。
[0066]在天線26的工作期間，由天線諧振元件68產(chǎn)生的電磁場可以在導電外殼12中感應出電流，諸如在窗口 58附近的電流95。如果不小心，則天線26的部件的相對形狀和大小可能引起不希望的電流聚集。當感應出的電流通過天線窗口 58再福射電磁能量時,這又可能導致在天線26的近場輻射圖案中不希望的熱區(qū)。
[0067]圖7示出了一個曲線圖，說明天線信號可以怎樣表現(xiàn)出不希望的熱區(qū)。在圖7的圖形中，與近場發(fā)送的射頻信號(例如，已通過天線窗口 58在方向72或71上發(fā)射的天線26的信號)相關聯(lián)的功率作為位置(例如，沿天線窗口 58的內(nèi)邊緣的位置)的函數(shù)被示出。實線120對應于在沒有適當?shù)奶炀€結(jié)構(gòu)來減小電流95中的熱區(qū)和所發(fā)射射頻信號功率中的相關聯(lián)熱區(qū)時，可能的近場輻射圖案。虛線122示出了可以怎樣通過包括適當?shù)臒釁^(qū)減小結(jié)構(gòu)來最小化或消除熱區(qū)。因為虛線122比實線120更平滑，并且表現(xiàn)出更低的峰值功率，所以虛線122反映了減小的射頻信號功率空間聚集度。平滑的輻射特性有助于天線26在與遠程基站通信時發(fā)送所希望的信號功率量，而不會超出對發(fā)射輻射水平的監(jiān)管限制。
[0068]近場輻射圖案平滑結(jié)構(gòu)可以包括諸如寄生天線諧振元件66之類的結(jié)構(gòu)。鐵氧體帶74也可以幫助減小熱區(qū)和/或近場信號強度，同時使得能夠滿足所希望的遠場天線效率標準。若希望，基于接近傳感器的調(diào)節(jié)可以與這些技術結(jié)合使用。
[0069]寄生天線諧振元件66可以由一個或多個導電結(jié)構(gòu)形成。例如，寄生天線諧振元件66可以由矩形(貼片)結(jié)構(gòu)、直的或彎的細長結(jié)構(gòu)、具有凹槽的結(jié)構(gòu)、具有曲線的結(jié)構(gòu)、其它適當形狀、以及這些形狀的組合而形成。這些結(jié)構(gòu)中的一些或全部可以用作電容式接近傳感器電極。
[0070]圖8是寄生天線諧振元件66的頂視圖，其中，寄生天線諧振元件由基本為矩形的導電部件(例如，矩形貼片)形成。該貼片可以具有橫向尺寸LP和WP。若希望，任何適當?shù)拇笮《伎梢杂糜诔叽鏛P和WP。作為示例，LP可以為大約40mm(例如，10-70mm)，而WP可以為大約15mm(例如，大約5-25mm)。天線窗口 58的輪廓也可以是矩形并且可以具有任何適當?shù)某叽?。例如，天線窗口 58的輪廓可以具有橫向尺寸L和W。利用一種適當?shù)牟贾茫琇可以為大約80mm(例如，50 -1lOmm),而W可以為大約15mm(例如，大約5 - 25mm)。[0071 ] 電容器124可以利用電容器端子126和128耦接在外殼12 (例如，天線地)與寄生天線諧振元件66之間。電容器124的電容可以被選擇為，在天線26的工作頻率處(例如，在850 - 2100MHz，作為示例)在端子126與端子128之間并由此在外殼12與元件66之間提供充分的耦合。例如，諸如電容器124之類的電容器的電容可以為大約1-5pF(即，小于 10pF)。
[0072]寄生天線諧振元件66可以用作電容式接近傳感器的一部分。利用這種類型的布置，元件66可以用于發(fā)送和接收射頻信號(例如，在850MHz及以上的信號頻率處)，同時在較低頻率處(例如，在大約200 - 250kHz的頻率處、在低于IMHz的頻率處，或在其它適當頻率處)用作電容器電極。在這些較低頻率處，接近傳感器80的電路(圖5)可以檢測當外部物體靠近電容器電極時電容的變化。
[0073]圖9示出了可以用于圖5的接近傳感器80的示意性電容式接近傳感器布置。如圖9所示，接近傳感器80可以包括控制電路，諸如信號發(fā)生器130和信號檢測器132。導電元件66可以用作用于接近傳感器80的電極。信號發(fā)生器130可以是例如產(chǎn)生大約200 —250kHz (作為示例)的頻率的交流(AC)信號的電壓源。信號檢測器132可以是用于監(jiān)測與電容器電極66相關聯(lián)的信號的電流計或其它適當?shù)臏y量電路。
[0074]在操作期間，信號檢測器132可以監(jiān)測與電極66相關聯(lián)的電容。當用戶的腿或其它外部物體87進入電極66的范圍內(nèi)時，該外部物體的存在將引起可由信號檢測器132檢測到的電容變化。信號檢測器132可以在線134上提供輸出信號，該輸出信號表示外部物體87在電極66附近的存在或不存在?？梢砸阅M或數(shù)字形式提供的該信號可以是布爾值，其在未檢測到外部物體87時具有第一邏輯值(例如，邏輯O)，而在檢測到外部物體87時具有第二邏輯值(例如，邏輯I)。
[0075]線134上的輸出信號還可以具有響應于不同的檢測到的電容變化而連續(xù)改變的水平。利用這種類型的布置，接近傳感器80可以估計電極66與外部物體87分離的距離D的值。當物體87靠近時，接近檢測器將在輸出線134上生成相對高的值。當物體87遠離時，接近檢測器將在輸出線134上生成相對低的值。輸出線134上的信號可以是模擬信號(例如，模擬電壓)或數(shù)字值。
[0076]線134上的輸出信號可以被完全處理(例如，以便表示出D的值)，或者可以是原始(raw)信號(例如，表示來自電極66的所檢測的電容值的信號)。原始信號可以利用存儲和處理電路16進一步處理。若希望，可以使用其它布置。例如，可以使用其它信號源，可以使用其它信號檢測方案，可以利用模擬和數(shù)字信號的組合來提供信號輸出，等等。
[0077]傳感器電極66可以由能夠檢測因諸如人身體部分之類的外部物體的存在而引起的電容變化的任何適當?shù)膶щ娊Y(jié)構(gòu)形成。電極66的形狀在俯看時可以具有直邊、曲邊、直邊和曲邊的混合、或其它適當?shù)男螤?。例如，電極66可以具有矩形輪廓。電極66的尺寸可以使得電極66的輪廓適合位于電介質(zhì)天線窗口 58的輪廓內(nèi)，如圖8所示。在截面上，電極66的厚度可以小于1mm、小于0.5mm、小于0.2mm、小于0.1mm,或者為任何其它合適厚度。諸如剛性和柔性印刷電路板基底之類的基底可以用于形成電極66。電極66還可以由金屬箔或其它導電材料形成。
[0078]電極66可以由單個導電材料層或者兩個或更多個導電材料層形成。例如，電極66可以由具有上導電層和下導電層的柔性電路基底或其它印刷電路板基底形成。該上導電層和下導電層可以是例如形成在柔性電路或剛性印刷電路板基底上的矩形導電跡線。這些導電跡線可以由諸如銅之類的金屬形成。
[0079]利用這種類型的雙層布置，一個電極層可以用作傳感器電極層，而另一個電極層可以用作活動屏蔽層。圖10示出了這種類型的示意性布置。
[0080]如圖10所不,傳感器電極66可以具有上層66A和下層66B。下層66B可以是傳感器電極層(有時稱為傳感器電極)。上層66A可以是活動屏蔽層(有時稱為交流屏蔽或AC屏蔽)。
[0081]圖10示出了與使用雙層傳感器電極的電容式傳感器結(jié)構(gòu)相關聯(lián)的電容。傳感器電極66中的導電層可以耦接至信號檢測器132。在圖10的示例中，信號檢測器132包括電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(OTC) 136，其分別通過相應電感器L2和LI連接至電極層66A和66B。電感器LI和L2可以具有大約220 - 390nH的電感值(例如，390nH)，或使電感器LI和L2能夠用作射頻扼流器(即，射頻扼流電感器)的其它適當?shù)闹怠Ｓ商炀€諧振元件68發(fā)送的射頻信號可以電磁耦合到傳感器電極66的導電結(jié)構(gòu)中。當恰當?shù)剡x擇LI和L2的電感值時，這些射頻信號經(jīng)受相對高的阻抗并且不傳到電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器136。在來自天線諧振元件68的射頻信號被電感器LI和L2 (其用作射頻扼流器)阻擋的同時，低頻信號，諸如由源130 (圖9)提供給傳感器電極66的kHz范圍的交流(AC)激勵信號,可以從傳感器電極66經(jīng)由電感器LI和L2傳至電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。這是因為電感器LI和L2的阻抗與頻率成比例。
[0082]電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器136可以利用任何適當?shù)碾娙菔接|摸傳感器控制電路來實現(xiàn)。利用一種適當?shù)牟贾?，電容?shù)字轉(zhuǎn)換器136可以利用AD714可編程電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成電路(可從Analog Devices of Norwood, Massachusetts獲得)來實現(xiàn)。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器Π6將其輸入端上的電容輸入信號轉(zhuǎn)換成其輸出端上的數(shù)字電容值。
[0083]在操作期間，所測得的在導電電極層66Α與66Β之間的電容C2可以通過將信號并行驅(qū)動到導體66Α和66Β上而最小化。這有助于提升傳感器性能。傳感器電極66Α與外殼12之間典型存在大約150pF或更小的固定電容Cl。電容Cl由外殼12內(nèi)的電磁場引起，并且不響應于外部物體87相對于電極66的位置變化。在外殼12外面的邊緣電場引起在導電層66B與外殼12之間的電容CA?？勺冸娙軨AX出現(xiàn)在外部物體87與導電層66B之間。電容CAX的量值取決于外部物體87與電極層66B之間的距離。當外部物體87不存在時，CAX的值為最小。隨著物體87接近層66B，CAX的值上升。相對較大的CAX值出現(xiàn)在當物體87處于層66B附近時(S卩，當物體87距層66B的距離小于2cm或為其它適當距離時)。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器136可以測量電容CAX (其與電容CA并聯(lián))，并且可以生成對應的數(shù)字電容值。存儲和處理電路16(圖3)可以接收已經(jīng)由電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器136測得的數(shù)字電容值，并且可以計算出相對應的表示外部物體距傳感器電極66的距離的距離值。
[0084]當外部物體87接近于傳感器電極66時(例如，當用戶將設備10放置在該用戶的膝部上，從而天線26中的天線諧振元件68和其它結(jié)構(gòu)靠近用戶的腿時)，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(CDC) 136可以輸出相對應的高電容值。存儲和處理電路16可以分析來自電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器136的電容信號，并且可以采取適當?shù)膭幼鳌?br> [0085]例如，如果存儲和處理電路16斷定外部物體87距設備10中的天線諧振元件68和其它這類天線結(jié)構(gòu)的距離大于2cm(或其它適當距離)，則可以允許收發(fā)器電路23以任何希望功率(包括設備10的最大可用發(fā)送功率)來發(fā)送射頻天線信號。然而，如果存儲和處理電路16斷定外部物體87處于天線26附近，則存儲和處理電路16可以限制來自收發(fā)器23的容許發(fā)送功率量。這樣，存儲和處理電路16可以使用外部物體接近度信息來確定在操作收發(fā)器電路23時使用多少射頻輸出功率水平。當諸如用戶身體之類的外部物體靠近設備10和天線26時，可以減小最大發(fā)送功率，以確保符合監(jiān)管限制。當設備10和天線26的附近沒有外部物體時，可以去除基于接近度的發(fā)送功率限制，并且可以使用較大的射頻輸出功率。
[0086]圖11和12示出了可以用于雙層傳感器電極的示意性結(jié)構(gòu)。如圖11所示，電容式傳感器電極66可以具有位于電介質(zhì)基底138的相對兩側(cè)上的、由導電跡線形成的導電層66A和66B。層66A和66B的輪廓可以為矩形(如圖11所示)或者可以具有其它適當?shù)男螤睢ｋ娙萜?24(圖8)可以在端子128處連接至層66A(作為示例)。電介質(zhì)基底138可以為塑料、環(huán)氧樹脂(例如，諸如FR4之類的玻璃纖維填充環(huán)氧樹脂、或其它剛性印刷電路板電介質(zhì))、或柔性聚合物片(例如，用于柔性電路的聚酰亞胺層)。導電層66A和66B可以通過物理氣相沉積、電鍍、絲網(wǎng)印刷、或任何其它適當?shù)膶有纬杉夹g來形成。層66A和66B的厚度可以小于0.1mm、小于0.05mm、小于0.0lmm,等等。電介質(zhì)基底層138的厚度可以小于1mm、小于0.5mm、小于0.1mm、小于0.05mm,等等。
[0087]在圖11的示意性布局中，傳感器電極66具有大致為矩形的輪廓。若希望，傳感器電極66可以具有非矩形形狀。如圖12所示，例如，傳感器電極66可以是具有一個或多個彎曲的細長形狀。在圖12中，傳感器電極66具有三個層:導電層66A、電介質(zhì)層138、以及導電層66B。若希望，電極66可以具有更多層或更少層。層66A和66B可以為金屬層或其它適當?shù)膶щ姴牧蠈?，如結(jié)合圖11所述的。層138可以為印刷電路板基底，諸如剛性印刷電路板或柔性電路基底。對于圖11的電介質(zhì)基底層138，可以用于基底138的典型厚度小于1mm。例如，電介質(zhì)層138的厚度可以小于0.5mm、小于0.1mm、小于0.05mm,等等。
[0088]圖11和12的布局僅僅是示意性的。若希望，可以使用任何適當?shù)膫鞲衅麟姌O。傳感器電極66可以例如為細長形狀、具有直邊的形狀、具有曲邊的形狀等。單層布置和多層布置都可以使用。如結(jié)合圖6-8所述，傳感器電極66可以用作用于減小由設備10發(fā)射的電磁輻射中的射頻熱區(qū)的寄生天線諧振元件。這可以幫助確保設備10滿足對射頻信號發(fā)送功率一特別是通過設備10中可能與諸如人身體之類的外部物體相接觸的下部部分的射頻信號發(fā)送功率——的監(jiān)管限制。
[0089]根據(jù)一實施例，提供了一種電子設備，該電子設備包括:外殼；所述外殼中的天線窗口 ；天線諧振元件，該天線諧振元件安裝在所述外殼中以使射頻信號通過所述天線窗口被發(fā)送；以及位于所述天線諧振元件與所述天線窗口之間的電容式接近傳感器電極。
[0090]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器包括:電介質(zhì)層，和位于所述電介質(zhì)層的相對兩側(cè)上的第一導電層和第二導電層。
[0091]根據(jù)另一實施例，所述電介質(zhì)層包括聚合物柔性片。
[0092]根據(jù)另一實施例，所述第一導電層和所述第二導電層包括金屬矩形體。
[0093]根據(jù)另一實施例，所述電介質(zhì)層包括剛性印刷電路板基底。
[0094]根據(jù)另一實施例，所述外殼包括導電外殼，所述電子設備還包括連接在所述第一導電層與所述導電外殼之間的電容器。
[0095]根據(jù)另一實施例，所述導電外殼包括金屬外殼，所述電子設備還包括:連接至所述天線諧振元件的正天線饋送端子，連接至所述金屬外殼的地天線饋送端子，以及連接在所述金屬外殼與所述電容式接近傳感器電極之間的電容器，其中，所述電容式接近傳感器電極用作寄生天線諧振元件。
[0096]根據(jù)另一實施例，所述電子設備具有前表面和后表面，所述電子設備還包括在所述電子設備的所述前表面上的顯示器，并且所述顯示器具有非活動區(qū)域，從所述天線諧振元件通過所述非活動區(qū)域發(fā)送射頻信號。
[0097]根據(jù)另一實施例，所述電子設備還包括位于所述電容式接近傳感器電極與所述天線窗口之間的鐵氧體帶。
[0098]根據(jù)另一實施例，所述電子設備還包括:具有第一輸入端和第二輸入端的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器，和耦接在所述電容式接近傳感器電極與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的第一射頻扼流電感器和第二射頻扼流電感器。
[0099]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器電極包括:電介質(zhì)層；和位于所述電介質(zhì)層的相對兩側(cè)上的第一導電層和第二導電層，所述第一導電層通過所述第一射頻扼流電感器連接至所述第一輸入端，所述第二導電層通過所述第二射頻扼流電感器連接至所述第二輸入端。
[0100]根據(jù)另一實施例，所述電子設備還包括顯示器，該顯示器具有由透明電介質(zhì)覆蓋部件覆蓋的顯示面板電路，并且所述天線諧振元件發(fā)射射頻信號，所述射頻信號通過所述透明電介質(zhì)覆蓋部件而不通過所述顯示面板電路。
[0101]根據(jù)一實施例，提供了一種平板計算機，所述平板計算機包括:導電外殼；所述導電外殼中的電介質(zhì)天線窗口 ；射頻收發(fā)器電路；天線，所述射頻收發(fā)器電路利用該天線在至少一個蜂窩電話頻帶中發(fā)送射頻信號，其中所述天線包括由所述導電外殼的至少一部分形成的天線地和靠近所述電介質(zhì)天線窗口安裝的天線諧振元件；以及安裝在所述天線諧振元件與所述電介質(zhì)天線窗口之間的電容式接近傳感器電極。
[0102]根據(jù)另一實施例，所述平板計算機還包括耦接至所述電容式接近傳感器電極的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0103]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器包括被電介質(zhì)層分隔開的第一導電層和第二導電層。
[0104]根據(jù)另一實施例，所述平板計算機還包括耦接在所述電容式接近傳感器電極與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的一對電感器。
[0105]根據(jù)另一實施例，所述平板計算機還包括電容器，該電容器具有連接至所述導電外殼的第一端子和連接至所述電容式接近傳感器電極的第二端子，并且所述電容式接近傳感器電極用作用于所述天線的寄生天線諧振元件。
[0106]根據(jù)一實施例，提供了一種電子設備，所述電子設備包括:連接有地天線饋送端子的至少一個導電外殼結(jié)構(gòu)；所述至少一個導電外殼結(jié)構(gòu)中的天線窗口 ；由柔性電路上的導電跡線形成的天線諧振元件，所述天線諧振元件連接有正天線饋送端子；射頻收發(fā)器電路，該射頻收發(fā)器電路耦接至所述正天線饋送端子和所述地天線饋送端子，并且使用所述天線諧振元件通過所述天線窗口發(fā)送射頻信號；以及介于所述天線諧振元件與所述天線窗口之間的電容式接近傳感器電極。
[0107]根據(jù)另一實施例，所述射頻收發(fā)器電路按一輸出功率發(fā)送所述射頻信號，并且所述電子設備還包括:耦接至所述電容式接近傳感器電極的電路，該電路當在所述電容式接近傳感器電極的給定距離內(nèi)檢測到外部物體時限制所述輸出功率。
[0108]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器電極包括第一導電層和第二導電層，該第一導電層和第二導電層通過相應的第一電感器和第二電感器耦接至所述電路，并且所述電路包括對所述電容式接近傳感器電極進行電容測量的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0109]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器電極用作寄生天線諧振元件，并且所述電子設備還包括連接在所述導電外殼結(jié)構(gòu)與所述電容式接近傳感器電極之間的電容器。
[0110]根據(jù)另一實施例，所述電容式接近傳感器包括被電介質(zhì)基底分隔開的第一導電層和第二導電層。
[0111]前述僅僅例示了本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領域技術人員可以對本發(fā)明進行各種修改。前述實施例可以單獨或以任何組合來實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種電子設備,包括: 夕卜殼; 所述外殼中的天線窗口；以及 用作天線諧振元件和電容式接近傳感器電極的金屬結(jié)構(gòu)，其中所述金屬結(jié)構(gòu)被配置成通過所述天線窗口發(fā)送射頻信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子設備，還包括: 耦接至所述金屬結(jié)構(gòu)的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子設備，還包括: 耦接在所述金屬結(jié)構(gòu)與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的多個射頻扼流電感器。
4.根據(jù)權利要求3所述的電子設備，其中所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有第一輸入和第二輸入，其中所述多個射頻扼流電感器中的第一射頻扼流電感器耦接在所述金屬結(jié)構(gòu)與所述第一輸入之間，并且其中所述多個射頻扼流電感器中的第二射頻扼流電感器耦接在所述金屬結(jié)構(gòu)與所述第二輸入之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的電子設備，還包括: 耦接至所述金屬結(jié)構(gòu)的射頻收發(fā)器電路，所述射頻收發(fā)器電路按一輸出功率發(fā)送所述射頻信號；以及 耦接至所述金屬結(jié)構(gòu)的電路，當在所述金屬結(jié)構(gòu)的給定距離內(nèi)檢測到外部物體時所述電路限制所述輸出功率。
6.根據(jù)權利要求1所述的電子設備，其中所述外殼包括導電外殼，并且其中所述天線窗口包括所述導電外殼中的電介質(zhì)天線窗口。
7.根據(jù)權利要求6所述的電子設備，其中，所述金屬結(jié)構(gòu)包括用作寄生天線諧振元件的部分。
8.根據(jù)權利要求6所述的電子設備，還包括: 射頻收發(fā)器電路； 連接在所述射頻收發(fā)器電路與所述金屬結(jié)構(gòu)之間的正天線饋送端子；以及 連接在所述射頻收發(fā)器電路與所述導電外殼之間的地天線饋送端子。
9.根據(jù)權利要求1所述的電子設備，其中，所述電子設備具有前表面和后表面，所述電子設備還包括在所述電子設備的所述前表面上的顯示器，其中所述顯示器具有非活動區(qū)域，從所述金屬結(jié)構(gòu)通過所述非活動區(qū)域發(fā)送射頻信號。
10.根據(jù)權利要求1所述的電子設備，其中所述金屬結(jié)構(gòu)形成在柔性電路基底上。
11.一種電子設備，包括: 導電外殼; 所述導電外殼中的電介質(zhì)天線窗口； 導電結(jié)構(gòu)； 使用所述導電結(jié)構(gòu)無線發(fā)送射頻信號的收發(fā)器電路；以及 使用所述導電結(jié)構(gòu)檢測電容變化的接近傳感器電路。
12.根據(jù)權利要求11所述的電子設備，其中，所述導電結(jié)構(gòu)靠近所述電介質(zhì)天線窗口安裝在所述導電外殼內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求11所述的電子設備，其中所述接近傳感器電路包括電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
14.根據(jù)權利要求13所述的電子設備，其中所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器通過多個射頻扼流電感器耦接至所述導電結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權利要求11所述的電子設備，其中所述收發(fā)器按一輸出功率無線發(fā)送所述射頻信號，并且其中當在所述導電結(jié)構(gòu)的給定距離內(nèi)檢測到外部物體時所述接近電路降低所述輸出功率。
16.根據(jù)權利要求11所述的電子設備，其中所述導電結(jié)構(gòu)形成在柔性電路基底上。
17.一種無線電子設備，包括: 夕卜殼; 所述外殼中的天線窗口 ；以及 安裝在所述外殼中的電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)；以及 安裝在所述外殼中并且被配置成通過所述天線窗口發(fā)送射頻信號的天線諧振元件結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權利要求17所述的無線電子設備，還包括: 耦接至所述天線諧振元件結(jié)構(gòu)的射頻收發(fā)器電路，所述射頻收發(fā)器電路按一輸出功率發(fā)送所述射頻信號；以及 耦接至所述電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)的電路，當在所述電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)的給定距離內(nèi)檢測到外部物體時所述電路限制所述輸出功率。
19.根據(jù)權利要求17所述的無線電子設備，其中所述電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)形成在柔性電路基底上，并且其中所述天線諧振元件結(jié)構(gòu)形成在電介質(zhì)基底上。
20.根據(jù)權利要求17所述的無線電子設備，其中所述電容式接近傳感器電極結(jié)構(gòu)介于所述天線窗口與所述天線諧振元件結(jié)構(gòu)之間。
【文檔編號】H01Q1/44GK104167592SQ201410390307
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2010年7月9日 優(yōu)先權日:2009年7月17日
【發(fā)明者】D·T·安姆, R·W·斯科盧巴, O·S·勒格, B·M·金, 李青湘, E·A·瓦茲奎茲, R·A·G·安古魯, 蔣奕, R·卡巴勒羅 申請人:蘋果公司