用于移動設備情境驅動的切換和無線充電的線圈的制作方法
【專利說明】用于移動設備情境驅動的切換和無線充電的線圈
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年8月9日遞交的美國臨時專利申請N0.61/864，430，的權益和于2013年8月9日遞交的美國臨時專利申請N0.61/864，433的權益，這兩者的全部內容通過引用以其整體并入本文。
技術領域
[0003]實施例一般涉及感應能量傳輸，例如由便攜式設備用于通信或再充電。
【背景技術】
[0004]緊鄰的設備可以出于各種原因而無線地傳輸能量。例如，設備可以為另一設備的電池無線地充電。此外，兩個設備可以參與近場通信(“NFC”)。
[0005]NFC和無線充電是被集成到移動平臺中的新興技術，移動平臺例如包括平板電腦、智能電話、筆記本電腦和其它小型計算設備(例如，Ultrabook?設備-Ultrabook是IntelCorporat1n在美國和/或其它國家的商標)。兩者都是無線能量傳輸?shù)男问?，一種是為了通信的目的，而另一種是為了給可再充電的能量存儲器(例如電池)充電的目的。這種無線能量傳輸可以包括用作天線的鄰近線圈之間的電磁耦合。例如，第一設備可以具有發(fā)射線圈而第二設備可以具有接收線圈。線圈是由導電材料制成的。流經(jīng)發(fā)射線圈的電流生成磁場。轉而，磁場可以在接收線圈中產生電流。電流可以被調制，產生經(jīng)調制的磁信號并因此發(fā)送信息。
[0006]NFC是被集成到移動平臺的新興技術和期望的功能，移動平臺例如是小型計算設備(如，翻蓋、滑蓋和可轉換配置的系統(tǒng))、平板電腦、智能手機和掌上電腦。它們被期望導向基于新型觸摸的通信使用方式。這些使用方式可以被大致分為:a)設備所有者將她自己的設備中的兩個點擊接通(tap)在一起來例如在個人銷售點(P0S)使用手持設備或信用卡支付；和幻點對點(P2P)點擊接通，其中兩個人各自使用他們自己的設備點擊來促成配對、傳輸?shù)取?br>[0007]因為觸摸屏和/或傳感器在移動設備上占據(jù)越來越多的固定位置(realestate)，所以NFC和/或無線充電線圈已被置于觸摸傳感器/觸摸屏下面。然而，由于觸摸傳感器的阻塞和系統(tǒng)電源限制，通過觸摸傳感器/屏幕閱讀支持NFC的設備(如信用卡)的用戶體驗不夠令人滿意。尤其當不同形狀因子(即，形狀)的卡或標簽以各種取向被呈現(xiàn)到觸摸傳感器/屏幕下面的NFC線圈時，不令人滿意。
[0008]NFC和無線充電的性能和效果對涉及的兩個線圈的大小、相對位置和取向非常敏感。例如，當發(fā)射線圈和接收線圈之間存在未對準時，在接收線圈中感應生成較小的電流。因此，發(fā)生降低的能量傳輸。這可能不幸地降低無線充電和NFC應用的功效。
[0009]—些改進NFC性能的傳統(tǒng)方案包括在NFC模塊和線圈之間增加外部放大器來增強信號。然而，這樣做會消耗更多功率并且有時會導致與觸摸傳感器/屏幕的共存問題。針對NFC和無線充電兩者的其它傳統(tǒng)方案包括提供可切換線圈以產生較大的充電或卡片閱讀區(qū)。然而，僅靠在多個線圈之間切換將導致對用戶響應緩慢，從而產生不令人滿意的用戶體驗。
[0010]因為支持NFC的設備可以在用于各種蓋模式期間被重新配置，所以單個NFC天線不能為所有模式提供足夠的覆蓋。因此，存在為可以被重新配置用于多于一個物理配置的支持NFC的裝置提供改進的NFC性能的需要。
【附圖說明】
[0011]圖1A-1B不出了根據(jù)使用的不例性點擊接通表面布置。
[0012]圖2A-2B示出了根據(jù)物理配置的示例性點擊接通表面布置。
[0013]圖3示出了一個NFC線圈為多個物理配置服務的缺陷。
[0014]圖4A-4D示出了針對各個物理配置的每個具有多個線圈的可轉換系統(tǒng)。
[0015]圖5示出了被設計用于感應耦合的卡的示例性形狀因子。
[0016]圖6根據(jù)本公開實施例不出了觸摸屏的不意圖。
[0017]圖7示出了當手指觸摸觸摸屏時電容的變化。
[0018]圖8根據(jù)本公開實施例示出了觸摸屏的操作。
[0019]圖9A根據(jù)本公開實施例示出了觸摸屏的框圖。
[0020]圖9B根據(jù)本公開實施例示出了觸摸屏的剖視圖。
[0021]圖10根據(jù)本公開實施例示出了操作觸摸屏的方法。
[0022]圖11A-11B示出了實現(xiàn)基于傳感器的NFC線圈切換的框圖和流程圖。
[0023]圖12A-12B示出了實現(xiàn)基于傳感器的NFC線圈切換的框圖和流程圖。
[0024]圖13A-13B示出了在平板模式下實現(xiàn)基于傳感器的NFC線圈切換的框圖和流程圖。
[0025]圖14示出了設備的實施例。
【具體實施方式】
[0026]描述了使用觸敏屏、平板等來支持無線感應電力充電的裝置、系統(tǒng)和方法。描述了使用觸敏屏、平板等支持無線NFC通信的裝置、系統(tǒng)和方法。還描述和要求保護了其它實施例。
[0027]本公開的示例性實施例針對為支持NFC的設備提供多個NFC線圈，以使得特定NFC線圈根據(jù)支持NFC的設備的物理配置被選擇并且被使用。
[0028]本公開的示例性實施例還針對使用移動設備上的現(xiàn)代電容式觸摸傳感器(例如，觸摸屏)的輪廓檢測能力，以便當諸如支持NFC的設備或支持無線充電的設備被放在觸摸傳感器附近時，檢測支持NFC的設備或支持無線充電的設備內的金屬線圈的大小和形狀?；谟捎|摸傳感器檢測的信息，系統(tǒng)控制器然后可以選擇被嵌入在(用于NFC或無線充電的)觸摸傳感器下面的多個發(fā)射器線圈中的一個，以提供改進的性能。
[0029]觸摸屏可以被合并入各種各樣的設備，例如(但不限于)超移動設備、移動設備、固定設備、個人數(shù)字助理(PDA)、移動計算設備、智能電話、電話、數(shù)字電話、蜂窩電話、用戶設備、電子書讀取器、手持機、單向尋呼機、雙向尋呼機、通訊設備、計算機、個人計算機(PC)、臺式計算機、膝上型計算機、筆記本電腦、上網(wǎng)本計算機、手持式計算機、平板計算機、服務器、消費電子產品、可編程消費電子產品、游戲設備、電視、數(shù)字電視、機頂盒等等。
[0030]各種實施例一般針對先進近場無線通信系統(tǒng)。一些實施例特別針對實現(xiàn)一個或多個W1-Fi聯(lián)盟(WFA)標準的無線網(wǎng)絡。在一些實施例中，例如，無線網(wǎng)絡可以根據(jù)2010年發(fā)布的WFA W1-Fi直接標準操作。在各種實施例中，這樣的W1-Fi直連網(wǎng)絡也可以使用由WFA W1-Fi直連服務(WFDS)工作組制定的接口、協(xié)議和/或標準操作。然而，實施例不限于這些示例。
[0031]—般參考本文使用的符號和術語，下面的詳細描述可以根據(jù)在計算機或計算機網(wǎng)絡上執(zhí)行的程序過程被呈現(xiàn)。這些過程描述和表示由本領域技術人員使用以最有效地傳達他們工作的實質給其它領域的技術人員。
[0032]過程在這里通常被認為是帶來期望結果的操作的有條理序列。這些操作是那些需要物理量的物理操縱的操作。通常，盡管不是必需的，但是這些量采用能夠被存儲、傳輸、組合、比較以及以其它方式操縱的電、磁或光信號的形式。主要由于普遍使用的原因，證實了將這些信號稱為位、值、元素、符號、字符、術語、數(shù)字等，有時是方便的。然而，應當注意的是，所有這些和類似的術語都與適當?shù)奈锢砹肯嚓P聯(lián)并且僅僅是應用于這些量的方便標簽。
[0033]此外，執(zhí)行的操縱經(jīng)常明確地指例如相加或比較，相加或比較一般地與由人類操作員執(zhí)行的智力操作相關聯(lián)。沒有此能力的人類操作員是必要的，或在大多數(shù)情況下、在本文描述的形成一個或多個實施例的一部分的操作的任何一個中是期望的。相反地，這些操作是機器操作。用于執(zhí)行各個實施例的操作的有用機器包括通用數(shù)字計算機或類似設備。
[0034]各個實施例還涉及用于執(zhí)行這些操作的裝置或系統(tǒng)。該裝置可以被特別地構造用于所需目的，或它可以包括通用計算機作為由存儲在計算機中的計算機程序選擇性激活或重新配置。本文中所呈現(xiàn)的過程不固有地與具體計算機或它裝置相關。各種通用機器可以根據(jù)本文的教導與寫入的程序一起使用，或者可以證明構造更多的專用裝置來執(zhí)行所需的方法步驟是方便的。用于各種這些機器的所需結構將出現(xiàn)在給出的描述中。
[0035]NFC使用方式大致可以被分為:a)設備所有者將她自己的設備中的兩個點擊接通(tap)在一起來例如在個人P0S上使用手持設備或信用卡支付；和b)點對點(P2P)點擊接通，其中兩個人各自使用他們自己的設備點擊來促成配對、傳輸?shù)?。當從消費者易用性體驗的角度看時，這兩大類使用需要完全不同的點擊接通表面。其中用戶一般持有和操縱靠近支持NFC的讀取器的支持NFC的設備的“自點擊接通”使用方式，通常包括具有視覺反饋的點擊接通表面的使用和易于從面向用戶的顯示器端訪問。“點對點點擊接通”使用方式(下文中稱為“P2P”)，其中第一支持NFC的設備的用戶通常將第一設備放置在第二支持NFC的設備附近。在點對點點擊接通使用方式中，點擊接通表面可以被放置為遠離顯示器端(例如，在設備的底部)，以便有利于在該方向通信，因為參與點對點點擊接通并將他們的設備保持在典型取向以用于此使用的用戶通常將從相反方向面向彼此。
[0036]本公開的示例性實施例針對一種系統(tǒng)和方法，當支持NFC的設備或支持無線充電的設備被放置在觸摸傳感器/觸摸屏旁邊時，該系統(tǒng)和方法通過耦合到觸摸傳感器/觸摸屏的系統(tǒng)控制器來檢測與此支持NFC的設備或支持無線充電的設備內的金屬線圈的大小和形狀相關的幾何信息?；跈z測到的幾何信息，嵌入在(用于NFC或無線充電的)觸摸傳感器/觸摸屏下面的多個發(fā)射器線圈中的一個被選擇以提供改進的性能。使用接收器線圈的幾何信息，發(fā)射器設備能夠更好地決定哪個是用于遞送最佳用戶體驗(“UX”)的最佳線圈。
[0037]與簡單地添加更多放大器相比，實施例將在避免放大器可能消耗的額外功率的同時提供更好且更均勻的NFC覆蓋。
[0038]與以固定模式在觸摸傳感器/觸摸屏后面的多個線圈之間盲目地切換相比，實施例能夠基于傳感器輪廓檢測輸入快速地識別要使用的線圈，并向用戶提供快速響應。即使可切換線圈方法使用來自正在充電的設備的反饋或負載阻抗變化來確定哪個線圈是最佳的，該方法不能提供足夠的信息，例如多個設備正在由一個設備充電或NFC讀取器線圈和標簽線圈之間的大小不匹配。
[0039]現(xiàn)在參考附圖。在以下描述中，出于解釋的目的，許多具體細節(jié)被陳述以便提供對其的透徹理解。然而，明顯地是新穎實施例能夠在沒有這些具體細節(jié)的情況下被實踐。在其它情況下，眾所周知的結構和設備以框圖的形式被示出以便輔助其描述。意圖是覆蓋與所要求保護的主題一致的所有修改、等價物和替代。
[0040]圖1A-1B說明自點擊接通和點對點點擊接通之間的差異。圖1A示出了計算設備101 (例如，所示的支持NFC的翻蓋式筆記本)和設備103 (例如，所示的支持NFC的手持式設備)之間的自點擊接通使用方式。計算設備101和設備103通常由單個用戶控制。自點擊接通使用方式不限于圖示類型的設備，并且可以包括其它類型的設備。例如，設備103可以包括具有嵌入的NFC線圈的信用卡。圖1B示出由操作系統(tǒng)(如WindoWS?8)所支持的各個用戶控制的兩個計算設備151、153之間的點對點點擊接通。在圖1B的配置中，單一表面天線布置是足夠的。
[0041]自點擊接通和點對點點擊接通的不同要求被反映在信用卡服務提供商和膝上型電腦操作系統(tǒng)供應商提出的不同布置要求中，二者必須由PC OEM和NFC模塊提供商來滿足。雖然可能滿足上述使用要求中的任一個，但是還沒有已知的可擴展方案來提供高可信度的由同一模塊驅動的兩個NFC點擊接通表面的獨立布置，同時最佳地和有選擇地支持自點擊接通和點對點點擊接通二者。本方法依賴于使用兩個獨立的模塊來驅動分離的NFC線圈，每個感興趣表面上一個線圈。這導致模塊的雙倍成本。
[0042]能夠在不