手腕佩带式无线电话的制作方法

专利名称：手腕佩带式无线电话的制作方法
技术领域：
本发明涉及手腕佩带式无线电话，并特别涉及手腕佩带式无线电话的电路布置。
消费市场一直需求一种更小的、具有更多功能特性的便携式电子装置。这种装置的例子包括双向广播无线电接收机(即，Walkman)，CD机，蜂窝电话和计算机装置，在此仅举几个例子。由于便携式电子装置更加小型化，因此开发出多种携带装置。这些携带装置包括装在皮带上的携带匣，在诸如便携式收音机和CD机等应用领域已获得特别的认可。另外，由于这些装置更加小型化，因此它们更适合佩带在更加方便的位置，如手腕上。这种装置的例子如单向呼叫接收机，如便携式寻呼装置。佩带在手腕上的寻呼机早已被结合到手表型装置中。在这些装置中，寻呼机和手表成为一体。然而，无线电话具有比寻呼机更多的电路，并且需要更多的功率。现有技术努力将无线电话的电路、扬声器和电池集成到这种类型的整体装置中，使得整个装置体积庞大，不吸引人。另外，电池的位置使其不易更换。庞大和难以使用的无线电话无法在市场上取得成功。
市场还要求无线电话具有操作的保密模式。通常，手表电话的尺寸和位置与扬声器和麦克风配合用户的嘴到耳朵的方位并以舒适的方式相互间隔的顺向位置不相适应。而且，表带固有的柔性使之难于使用，并且难以用一只手保持在固定和舒适的位置。这个问题的一种解决方案(US5，235，560)是使用一个刚性的表带。但是它不能根据不同用户的手腕尺寸进行调整，并且在使用无线电话前，需要对表带进行复杂的手工操作。另一种解决方案(US4，847，818)披露了一种在表带上相互分离的麦克风和扬声器。然而在这种解决方案中，由于天线遍布于表带的两部分上，因此表带不可调整。而且，表带过于柔软，使之难于使用和用一只手保持在固定和舒适的位置。
市场还希望无线电话能够以扬声器电话的模式工作。为了达到该目的，需要一种比现有技术的手表电话中所使用的扬声器功率更大的扬声器。现有手表电话使用小型的扬声器，不能为扬声器电话模式提供足够的音量。
因此，需要一种手腕佩带式无线电话，具有可灵活调整的表带，以适应使用者的手腕，并且当解开时能够保持基本固定的方位。还需要一种无线电话，能够携带用于扬声器电话的更大的扬声器，而不会突出或过于庞大。提供另外一种手腕佩带式无线电话是有益的，其不用将无线电话从手腕上卸下便能取出其中的电池，并且不会丢失存储内容。还需要一种手腕佩带式无线电话，能够提供易于使用的保密模式。另外，提供一种具有良好形状因数的、易于佩带和使用的，并具有优美外观的装置也是有益的。


图1是根据本发明的手腕佩带式无线电话的立体图；图2是图1所示手腕佩带式无线电话的顶视图；图3是图1所示手腕佩带式无线电话的侧视图；图4是图1所示手腕佩带式无线电话的底视图；图5是图1所示手腕佩带式无线电话的工作位置的立体图；图6是图1所示手腕佩带式无线电话的电池／扬声器壳体的分解图；和图7是图3所示手腕佩带式无线电话的表带第一部分的横截面图。
本发明提供了一种手腕佩带式无线电话，能够在保密模式或非保密模式下容易地和舒适地操作。本发明的构造包括位于装置的第一壳体内的无线电话电路和显示屏，以及位于装置的第二壳体内的电池和扬声器。结果，无线电话的体积不大，便于佩带和使用，能够调整以适应不同尺寸的手腕，并具有优美的外观。该构造不用将无线电话从手腕上取下，便可以容易地更换电池。
尽管说明书中包含了限定本发明新颖特征的权利要求书，但相信结合附图并参考以下的说明可以更好地理解本发明，其中在每幅图中采用相似的参考符号。无线电话是一种采用射频范围内的电磁波进行信息通信的装置。“手腕佩带式”意味着该装置被用带子捆在或用其它方式固定在使用者的手腕上。因此，手腕佩带式无线电话适于固定在使用者的手腕上，以提供便携的、重量轻的和方便使用的无线电话通信。
手腕佩带式无线电话的无线电话部分优选采用适于个人通信或个人计算的蜂窝无线电话，但也可以采用无绳无线电话或个人通信业务(PCS)无线电话。可以根据模拟通信标准或数字通信标准构造无线电话部分。无线电话部分通常包括射频(RF)发射机、RF接收机、RF前端、控制器、天线、电池、显示屏、控制开关、麦克风、扬声器、频率合成器、信号处理器、和包括各种插孔和接头在内的用户接口。无线电话部分还可以包括一个寻呼接收机。该装置还可以包括一个声音警报或振动器。用在手表中的电子装置、或用于该目的的装置、便携式蜂窝电话、双向无线电或诸如寻呼机之类的可选择无线电接收机对于本领域是公知的，并可以被结合到该通信装置中。
下面参照图1-4，其中示出了根据本发明的手腕佩带式无线电话10。第一壳体18包括麦克风12、显示屏14(显示成透明的)和无线电收发信机16的电路。显示屏可以显示时间、显示消息或信息，或显示无线电话的用户界面功能。显示屏还可以包括键盘(未示出)或其它用户接口44，如按键或旋钮，以滚动显示屏上的屏幕菜单。但是由于空间限制以及使用小按键所带来的问题，因此最好不使用键盘。取而代之，最好采用包括至少一个最小语音识别系统的无线电话，以便输入号码或调用预置。
第二壳体20包括卡扣22、用户接口24、戴在手腕上时朝向内侧的扬声器26、和可拆卸的电池(图6中的28)。电池用于向包括无线电收发信机16的无线电话电路提供电源。壳体18、20还可以包括包括振动器、警报器、读卡器、用户识别模块(SIM)芯片中的至少一种的电路；和一个用于其它存储器的额外的存储器插槽，这些存储器可用作其它功能，如玩游戏、扩展语音识别、MP3播放器以及诸如此类。
用机械方法将具有第一部分32和第二部分34的柔性表带30连接到第一壳体18的两侧。第一部分32包括一个从第一部分32中的第一壳体向外延伸的天线36，并电连接在第一壳体18的无线电收发信机16上。第一部分32一端的卡扣夹38可以被第二壳体20的卡扣22接纳。表带30的第二部分34被用机械方法连接在第一壳体和第二壳体之间，并包括电气连接40(见图3和图7)，用于连接第一壳体和第二壳体的电路。优选的，电气相互连接采用现有技术已知的电线电路(flex circuit)。表带30还包括支撑构件48(见图7)，以便当表带30的第一部分32从第二壳体20中脱开时，保持手腕佩带式无线电话10处于基本固定的预定形态，从而使无线电话10的扬声器26和麦克风12相对于使用者的耳朵和嘴处于最佳方位(如图5所示)。支撑构件可以由预成形塑料、弹簧钢或记忆金属(memory metal)制成。
第二壳体20具有一个可拆卸的或铰接的盖子42，因此不用将表带30从使用者的手腕上取下，便可以容易地取出电池。优选的，电池和盖子包括一个可拆卸模块。更为优选的，电池模块包括一个一体的警报器。由于使用者的手腕对振动极为敏感，并且不需要更多的能量以提供一个合适的警报信号，因此这种结构具有特别的优点。其另一个优点-电池位于第二壳体上，使得在不拆卸或改动无线电话的情况下，提供了安装更大电池模块的能力。
第二壳体20的用户接口24包括电路，电路包括耳机插孔、数据接口连接件、电池充电插孔中的至少一个。优选的，用户接口24是可与有线耳机50相连的耳机插孔。当耳机与耳机插孔连接时，可用作断开扬声器26，因此，用户不必将无线电话10从手腕上取下，便可以在保密模式下对其进行操作。更为优选的，当卡扣夹38与第二壳体20断开连接时，其连接扬声器26并断开耳机插孔24；而当与第二壳体20连接时，其断开扬声器26并连接耳机插孔24。可选的，用户接口包括一个用于向远端耳机或扬声器发送信息的无线电发射机。在用户通信过程中，无线电发射机引导被调制的音频信号被远端耳机或扬声器所拾取。可以预料到，无线电发射机可用于向诸如汽车收音机等FM接收机发送信号。可选的，用户接口包括一个辅助的无线电收发信机，用于向包括辅助麦克风和耳机的远端头戴送受话器发送和接收调制的音频信号。在用户通信过程中，辅助的无线电收发信机引导头戴送受话器和无线电话之间的被调制的音频信号。
在一个优选的实施例中，手腕30的第一部分32在卡扣夹38附近具有一个可调整的部分46或调整连接件(sizing links)，可以将之调整以配合使用者的手腕。同时，在第二壳体20上有一个扬声器音量调整控制件(图4-6中的52)，因此在交谈过程中，使用者可以将扬声器音量调整到一个舒适的水平。另外，第一壳体18或第二壳体20中可设有后备时钟电池54，因此在更换无线电话电池28时，存储器中的时钟时间或无线电话设置不会丢失。当无线电话电池28电量较少或需要备用电能时，可以由后备时钟电池54使手表电路保持可操作或者向无线电话提供后备电能。而且，工厂或现场服务编程插孔56可用于对无线电话的重编程功能。编程插孔被电池28隐藏在第二壳体20中。优选的，编程插孔是与第二壳体电路相连的电线电路的一个端子，并可连接到现场或服务编程器的零嵌入力(ZIF)插槽内。当不使用时，电线端子(flex terminal)可以向下弯折平放并用服务标签保持在固定位置。此处，电线端子具有最小的突出轮廓是有利的。
另外，无线电话可以包括位于第一壳体18或第二壳体20中的数据链路接口58。数据链路接口58通过有线链路、诸如可视光链路之类的光链路、无线IR链路、无线RF链路之一提供对外部数据源的访问。优选的，数据链路接口具有与无线电话的显示屏平面大致平行的最佳方位。其中，来自数据链路接口的信号可以被舒适地传送给桌面设备，如计算机、游戏接口及诸如此类。
在操作过程中，如图5所示，当卡扣夹从第二壳体脱开时，表带中的支撑构件将表带松开，从而使无线电话符合一个大致固定的特定角度，当使天线远离第一壳体处于麦克风下面时，可以使电话的从耳朵到嘴的方位最佳，以便使用无线电话的用户使天线的方向朝下。
在天线远离使用者的头部和手部时，朝下的天线可以用更少的功率提供改进的信令。而当使用更为常规的标准蜂窝电话朝上的天线时，上述情况将会降低信号质量。另外，本发明将无线电话分隔成两个壳体，因此当戴在手腕上时，能够使该装置的体积和重量分散。这种节省空间的包装提供了一个低轮廓的形状因数，使用和佩带舒适，同时减小了与衣物的摩擦。
图6示出了第二壳体20中的电池28和扬声器62的组件。电池盖64或电池模块由电池盖锁闩66锁定。电池盖64可以是完全可拆卸的或铰接在第二壳体20上，以便当用户佩带无线电话时，可便于卸下至少一节电池28。取出电池28或模块的过程简单地包括以下步骤压迫电池盖锁闩66以松开电池盖64，打开或取下电池盖64，然后取出电池28。可选的，电池28、电池盖64、电池盖锁闩66以及电池后盖72可以作成一个可更换的模块。第二壳体20或模块也可用作容纳任何可能发生的电池泄漏。扬声器62可以是现有技术中公知的压电元件或动态元件，并由耳机隔板68固定在第二壳体20中。扬声器最好为压电元件，这是因为其尺寸较小、而且能量利用率高。可选的，电池和扬声器组件被壳体分隔件70分开，并且电池后盖72可以进一步使电池组件与壳体隔离。示出了一种可选的数据接头56，用于对无线电话重编程。数据接头56还可以是壳体上的插孔。提供一个卡扣释放按钮74，以便使表带上的卡扣夹38更容易松开。
第二壳体20、电池28和扬声器62的构造为各种应用和改进提供了最大的灵活性。而且，容易得到的常规尺寸的电池，如纽扣电池，可被用于本发明。可选的，可以提供不同尺寸的电池模块。电池更换方便对于本发明是很重要的，这是因为这些电池比标准蜂窝电话中用到的电池小得多，并且即使随着能提供诸如锂电池在内的电量更大的电池的特殊材料技术的出现，仍然需要经常更换。期望上面所提到的电池／壳体构造能够为无线电话的电路提供充足的电能(例如使用一个23×23×6mm的锂聚合物电池)可以提供大约一个小时的通话时间和大约二十个小时的待机时间。
手腕佩带式无线电话可以在第一壳体或第二壳体中设有单独的电路，以便在显示屏上显示例如一天中的时间，可以使用或不使用设置在壳体中的单独的手表电池来仅为手表电路提供电能，或为无线电话提供备用电能。因而，当无线电话的电能较低时，手表电路仍然可以工作。另外，当无线电话充电或为其中的电池充电时，或根据需要向无线电话提供后备电能时，单独的手表电池可用来保持无线电话中存储的内容。手表是一种便携的时钟。因此，手腕佩带式无线电话将便携时钟和无线电话的功能结合为一体。然而，无线电话最好使用其本身的内部时钟，以便在显示屏上提供时钟功能，而不需要单独的手表电路。
随着语音识别软件的出现，在手腕佩带式无线电话上不再需要标准键盘。但是，在显示屏、壳体或表带上可以带有标准的十二键键盘。通过语音识别，只需要一个麦克风，还可能需要旋钮或一些按键(开启／关闭和功能键)。这些按键可以按照方便地设置在显示屏、壳体或表带上。另外，显示屏可以包含一个由菜单驱动的触摸屏。
本发明可以使用几种操作模式。首先，存在非常规的操作模式，如互联网接入或玩游戏。可以通过数据链路58对其进行访问。另一种操作模式允许非保密的扬声器电话操作，此时用户不用将任何装置靠近耳朵便能听到扬声器的声音。有利的，本发明提供了一个侧面安装的麦克风，使得该装置可以放置在桌面上，例如，扬声器朝上并保持麦克风的直接可见。然而，本发明为保密操作模式提供了便利，其中麦克风和扬声器的位置及间隔可以非常靠近使用者的嘴和耳朵。而且，通过可选的远端有线或无线耳机或扬声器，不需要将无线电话从手腕上取下便可操作。
本发明还尝试使用不同的天线结构。天线最好是柔性的并方便地隐藏在表带内(见图7)。这对于不需要额外功能的用户来说是不显眼的。然而，本发明还尝试其它用于容纳天线的方式。最简单的，天线可以是从其中一个壳体内伸出的刚性螺旋天线。另一种可能是提供一种类似于标准蜂窝电话中使用的伸出的、可延伸天线。这非常可行，但会引起使用者的注意，妨碍手臂的运动或勾挂到使用者的衣物上。本发明尝试了几种不伸出的天线结构以解决这些困难。所述结构包括环形、单极、双极结构。其中每种结构可以是静止的或可移动的，以便提高效率。优选的，这些结构可以隐藏在无线电话表带的内部。通过使用上述任何一种天线结构，基于天线是缩回或伸出，能够可变地安装天线的一端或两端。
应当理解本发明使用的措辞和术语是用于说明的目的，而非用于限制。因此，所有落入附属权利要求广义范围内的替换、改进、等价物和变型都应当被包含在本发明内。
权利要求
1．一种改进的手腕佩带式无线电话，包括第一壳体，它包括麦克风、显示屏和无线电收发信机；第二壳体，它包括卡扣、用户接口、戴在手腕上时朝向内侧的扬声器、以及可拆卸的电池；和柔性表带，它包括用机械方法连接到第一壳体上的第一部分和第二部分，第一部分包括一个从第一部分向下延伸的天线，并电连接在第一壳体的无线电收发信机上，和位于第一部分一端的可以容纳在第二壳体的卡扣内的卡扣夹，第二部分包括用于连接第一壳体和第二壳体电路的电气连接，表带包括支撑构件，以便当表带的第一部分从第二壳体中脱开时，使手腕佩带式无线电话保持预定形态，从而使无线电话的扬声器和麦克风相对于使用者的耳朵和嘴处于最佳方位。
2．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于第二壳体的用户接口的电路包括耳机插孔、数据接口连接件、电池充电插孔和额外的存储器插槽中的至少一种；第一壳体的电路包括读卡器和用户识别模块(SIM)芯片中的至少一种。
3．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于用户接口包括一种可与有线耳机相连的耳机插孔，当所述耳机与耳机插孔连接时，可用来断开扬声器，因此，用户不必将无线电话从手腕上取下，便可以在保密模式下对其进行操作。
4．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于用户接口包括一种可与有线耳机相连的耳机插孔，当卡扣夹与第二壳体断开连接时，其连接扬声器并断开耳机插孔；而当卡扣夹与第二壳体连接时，其断开扬声器并连接耳机插孔。
5．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于不用将手腕佩带式无线电话从使用者的手腕上取下，便可以从第二壳体中取出电池。
6．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于当卡扣夹从第二壳体脱开时，天线指向朝下并远离第一壳体，使得操作无线电话的用户使天线的方向朝下。
7．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于表带在靠近卡扣夹处包括一个可调整部分，其可被调整以适合使用者的手腕，还包括一个后备时钟电池，因此可以在不丢失无线电话记忆内容的情况下更换电池。
8．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于还包括一个用于向远端耳机发射信息的无线电发射机，在用户通信过程中，无线电发射机引导被调制的音频信号被远端耳机所拾取。
9．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于还包括一个辅助的无线电收发信机，用于向包括辅助麦克风和耳机的远端头戴送受话器发送和接收调制的音频信号。
10．如权利要求1所述的手腕佩带式无线电话，其特征在于还包括一个位于第一壳体中的数据链路接口，数据链路接口可通过有线链路、光链路、无线IR链路、无线RF链路之一来访问外部数据源。
全文摘要
改进的手腕佩带式无线电话,包括:第一壳体,它包括麦克风、显示屏和无线电收发信机;第二壳体,它包括卡扣、用户接口、扬声器和可拆卸电池;柔性表带包括第一部分,第一部分包括向下延伸的天线,第一部分一端的卡扣夹可以容纳在第二壳体的卡扣内,表带的第二部分包括用于连接第一壳体和第二壳体电路的电气连接,表带包括支撑构件,以便当表带的第一部分从第二壳体中脱开时,使扬声器和麦克风相对于使用者的耳朵和嘴处于最佳方位。
文档编号H04B1/38GK1292614SQ0012973
公开日2001年4月25日 申请日期2000年10月8日 优先权日1999年10月6日
发明者迈克尔L·查利尔, 尼尔·梅达, 阿伦L·迪特里希, 保罗R·施托伊尔 申请人:摩托罗拉公司