专利名称：供无线终端使用的功能盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诸如蜂窝电话的无线终端的功能盖(functionalcover)。这样的盖包括通过增加电子器件到该盖来实施的功能性。本发明还涉及功能盖与无线终端之间的机械和电接口。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种方法，用于操作一个包括可更换的盖部分中的电路，该可更换的盖部分与一个无线终端可分离地附接(releasable attachment)，以支持该无线终端的用户接口。该目的由依靠一个电连接器来用电互连的无线通信终端和用户可更换的盖部分来达到，并且本方法包括所述用户可更换的盖部分的类型的识别，并且根据用户可更换的盖部分的识别来运行所述用户可更换的盖部分的电路。因此，该无线终端能够在一个引导(boot)例程中识别所述盖的类型，然后相应地操作该盖。该盖可以具有特殊的照明效果、特殊的游戏键、用于播放音乐或玩游戏的特殊的存储器。
优选地，所述连接器具有多个引脚，并且至少一个所述连接器引脚工作在识别状态，用于感测包括在所述可更换的盖装置的一个识别装置中的电阻值，然后该连接器引脚处于一个工作状态，用于操作所述用户可更换的盖部分的电路。
根据本发明的一个优选实施例，所述工作状态为一个频率模式，用于指引一个振铃信号的电表示到所述电路，以便随着该振铃信号而提供一种照明效果。
本发明的另一个目的在于提供一个具有用户可更换的盖部分的无线通信终端，其中该盖部分可以支持所述通信终端的用户接口。此目的通过一个无线通信终端来获得，其中该无线通信终端和用户可更换的盖部分依靠电连接器用电互连。所述用户可更换的盖部分包括识别装置，以及一个用于支持所述无线终端的用户接口的电路。该无线终端通过检测所述识别装置来识别所述用户可更换的盖部分；并且根据该用户可更换的盖部分的识别来操作该用户可更换的盖部分的电路。
优选地，所述连接器包括被安排成等间距的、成行的多个连接器引脚。有利地，该连接器引脚被安排在盖部分的后侧。根据本发明的一个优选实施例，连接器引脚的数量为三个。根据本发明的另一个实施例，连接器引脚的数量为五个。
优选地，至少一个所述连接器引脚工作在识别状态，用于感测包括在所述识别装置中的电阻值，然后该连接器引脚处于一个工作状态，用于操作所述用户可更换的盖部分的电路。
在本发明的一个实施例中，所述工作状态是一个频率模式，用于指引一个振铃信号的电表示到所述电路，以便与该振铃信号同步地提供一种照明效果。
本发明的又一个目的在于提供一个用户可更换的盖用于可分离地附接到无线通信终端，该用户可更换的盖部分可以支持该通信终端的用户接口。该目的由具有电连接器部分的用户可更换的盖在所接合的位置电连接所述无线通信终端来达到。所述用户可更换的盖包括识别装置，以及用于支持所述无线终端的用户接口的电路。该用户可更换的盖适合于允许所述无线终端根据用户可更换的盖部分的识别来运行该用户可更换的盖部分的电路。
为了更好的理解本发明以及理解如何实施本发明，现在将仅通过示例的方式结合附图给出参考，其中图1示意性地示出了根据本发明的一个无线电话的优选实施例；图2示意性地示出了用于图1所示的无线电话的功能前盖；图3示意性地示出了用于与例如蜂窝网络通信的无线电话的必需部分；图4示出了根据本发明的优选实施例的无线电话的主要部件与功能前盖之间的电连接；图5示出了根据本发明的所述优选实施例用于连接所述无线电话与功能前盖的连接垫(pad)；图6示出了根据本发明的所述优选实施例的安装在功能盖上的连接器部分的优选实施例；图7以部分横截面示意性地示出了根据本发明的所述优选实施例的连接无线电话的主要部件和功能前盖的连接器部分；图8示出了说明根据本发明的所述优选实施例的引导和模式选择程序的一个流程图。
具体实施例方式
图1示出了一个诸如蜂窝电话1的无线终端的一个优选实施例，该蜂窝电话1包括一个用户接口，该用户接口具有一个键区2，一个显示器3，一个开/关按钮4，一个扬声器5(只示出了开口部分)，以及一个话筒6(只示出了开口部分)。
根据本发明的优选实施例，键区2具有一个作为字母数字键的第一组键7，两个软键8，以及一个用于移动显示器上的光标的上卷键10(上/下)。此外，该键区包括两个呼叫处理键9用于启动和终止呼叫。软键8的当前功能性示出在软键8正上方的显示器3的底部的分开区域中。
蜂窝电话1具有一个可更换的功能前盖25。一个可更换的前盖用于由用户自己在不使用工具的情况下更换。这样的一个可更换的前盖被公开在由本申请人提交的美国申请09/503595中，这里其公开内容将作为参考结合进来。图2示出了根据本发明的可更换的功能前盖25。
图2示意性地示出了所述电话的一个优选实施例的最重要的部分，所述部分对于理解本发明是必需的。支持所述GSM终端软件的处理器18也通过所述发射器/接收器电路19和一个天线20控制与网络的通信。
话筒6将用户的语音转换为模拟信号；在那里形成的信号在所述语音在一个音频部分14中进行编码之前在一个A/D转换器(未示出)中进行A/D转换。所编码的语音信号被传送给处理器18。该处理器18也形成到一个RAM存储器17a和一个闪烁ROM存储器17b、一个SIM卡16、所述显示器3以及键区2(以及数据，电源，等等)的接口。该音频部分14对通过一个D/A转换器(未示出)从处理器18传送到耳机5的信号进行语音解码。
此外，一个时钟发生器24提供一个时钟信号给该处理器18。该处理器18通过一个三线或五线总线以及一个连接器41、42、44连接到功能盖25中的电子器件46上。
一个功能盖25是一个用于一个无线终端1的盖，该盖包括通过增加电子器件46到所述盖25来实施的功能性。为了给出一些例子，所述盖可以包括对例如电源或振铃音起反应的应用。所述盖也可以是提供到电话的输入(例如接触垫)的应用。
在所述功能盖与所述电话之间的接口将被描述。将介绍五种不同模式，其中三种非常简单并可用于例如传感器应用。剩余的两个为通用异步串行总线和基于同步数据协议的一种模式。
本发明的目的不是用来提供所有不同工作模式的完整规范，而是允许功能盖和收发器互相作用，即使并非所有的模式都被两个部分所支持。
根据本发明的一个优选实施例，所示连接器包括三个连接器引脚。一个正电源电压引脚(VDD)，一个负电源电压引脚(VSS)，以及一个盖类型指示器引脚(CTI)。
优选地，所述CTI引脚(盖类型指示器)是一个双向和双模式(模拟/数字)信号引脚。该CTI引脚用于一种频率模式、一种PWM模式以及一种CTI模式。
根据本发明的一个可选实施例，所述连接器包括五个连接器引脚。至于第一个实施例，该连接器包括一个正电源电压引脚(VDD)、一个负电源电压引脚(VSS)、以及一个盖类型指示器引脚(CTI)。而且该连接器包括一个数据信号引脚与一个时钟信号引脚。
所述数据信号引脚在数据模式和同步数据模式中用于异步数据。用于同步数据模式的协议可以根据2000年1月的2.1版本的I2C总线规范。该时钟信号引脚在同步数据模式下用于时钟。
表1功能盖接口引脚根据本发明，一个基带引擎(baseband engine)和一个功能盖不必支持所有的模式。这意味着所述物理接口依赖所支持的模式的数量可以包括三到五个引脚。
如果该基带引擎支持多个模式，不允许被动模式影响主动模式。这意味着例如当进行CTI测量时，驱动该CTI引脚的其它引脚必须具有高的阻抗。而且该基带引擎必须能够驱动RCTI。
当所述无线终端1被接通或者所述处理器18检测到一个新的功能盖已经被连接到收发器部分时，一个引导序列被启动。在该引导过程中，盖的类型通过所述CTI信号被检测。根据该信息，相应的数据模式被选择并且适当的电源电平Vdd被提供。一个引导序列的例子和模式确定程序如图8所示。
首先在步骤100中，电源被接通到电话上。然后在步骤101中所述CTI电阻RCTI的大小被测量。如果在步骤102中该电阻测量结果不超过预定值(如750k欧姆)，一个功能盖被认为进行连接并且为了识别该盖必须进行进一步的调查。如果在步骤102中，电阻测量结果超出了第一个预定值，该功能盖被认为不存在。在步骤103中，根据本发明，假定该盖不支持所述电接口，引导必须继续。
如果在步骤104中，该处理器18识别到所述盖是“智能”的-这意味着该盖25具有一个异步的或者同步的数据接口，进一步的信息将在步骤105中通过数字接口被交换。该数字接口以及电源方案必须被定义。然后在步骤106中引导被继续。
如果在步骤104中，所述盖被认为不是“智能”的，所述CTI电阻RCTI与第二个阈值(例如64.9k欧姆)以及第三个阈值(例如93.1k欧姆)相比较，该盖25认为只具有无源器件，并且这些器件由无线终端1的电源供电。该电压在步骤108中依据一个查询表由处理器18来确定。引导在步骤109中被继续。
如果所述CTI电阻RCTI落在由第二个和第三个阈值定义的间隔范围之外，该盖25被认为能够执行其他的模式如脉冲模式、PWM模式或频率模式。该模式和电源方案在步骤110中根据一个查询表由处理器18来确定。引导在步骤111中被继续。
表2根据阻抗RCTI支持的模式上面表2描述了所述CTI电阻RCTI对功能性的转换。整个转换范围相应地被优选地划分为预定数目的不同的子范围。对于所述“智能”模式(同步和异步)，只有一个电阻值被保留，因为所有的需要的附加信息可以通过所述接口被传送。对于PWM和CTI模式，两个电阻值被保留，而对于频率模式四个电阻值已经被保留。
所述电源控制方案基于表2中定义的CTI信息。所述电源的电参数包括电源电压VDD、输出电流IDD、无线终端1的输出阻抗ZOUT、以及电源启动时间和电源关闭时间。
数据接口同步模式(数据和时钟引脚)根据本发明，所使用的数据规范，可以是由PhilipsSemiconductors(菲利浦半导体)制定的2000年1月的2.1版本的I2C总线规范的子组。在同步数据模式下，所述数据引脚可以用于无线终端1和功能盖25之间数据的传输-这通常是在处理器18和与其相关的时钟振荡器24的控制下。
数据接口异步模式(数据引脚)在所述异步数据模式下，数据传输可以基于异步半双工信号。电源可以是Vdd＝2.7V的电平，数据速率最高可以达到230kbps。
异步数据模式以及同步数据模式都可以用于从多媒体存储卡(MMC)如包括在功能盖25中的存储器中下载数据到无线终端中，由处理器18处理。这样的数据连接可以用于从多媒体存储卡(MMC)如包括在功能盖25中的存储器中下载数据到无线终端中，由处理器18处理。这些数据可以包括例如MP3音乐文件和可执行的游戏。因此可能提供一种游戏盖-例如具有额外的操纵杆，其操作由所述游戏盖来感知并通过所述数据引脚传送到无线终端。所述游戏也可以在包括在所述功能盖25中的附加的处理器上运行，但使用无线终端1的显示器3。额外的UI单元作为一个触摸感知垫/屏幕或和一个附加的显示器，可以提供在功能盖25上并且由处理器18来控制。
PWM数据模式(通过CTI引脚)数据使用双向CMOS电平PWM调制的CTI信号来传送。电源可以是VDD＝2.7V的电平。所述脉冲信号可以具有高达32kHz的可变频率。脉冲的占空度可以在0.01与1之间变化。这是一个数字格式的模拟信号，其中声音可以容易地被转换为参考蜂音信号。
CTI数据模式(通过CTI引脚)盖的类型信息在CTI中给出，即处理器18在电话的开始(引导)期间检测下拉电阻的值，并且根据预定的表格选择正确的数据和电源接口模式。
该模式对于不需要任何来自无线终端的激励的应用很适用。手电筒是这方面应用的一个很好的例子。
频率模式(通过CTI引脚)在频率模式下，功能盖25利用所述CTI信号的频率来控制。不需要幅度信息。因此驱动信号可以是一个小的模拟电压，随后在盖末端被放大。频率信号可以根据优选的实施例变化，最高到10kHz。
该模式可以用于引导一个振铃音到所述的功能盖25。一旦在那里它可以用作一个激励，例如驱动一个“光元件”。
所述连接器接口可以包含三到五个引脚和相关的垫(pad)。对于不同信号引脚的电气要求可能有很大不同。所述CTI引脚在作为用于中等带宽通信的时钟和数据的情况将被用于低。对于高带宽通信来说，需要更复杂的结构。结果，所述连接器必须根据相对性能和价格来优化该连接器而进行设计。
所述的无线终端上的接口包括三到五个信号垫用于与相似数量的弹簧单高跷(pogo)引脚41相互作用，其中该引脚41被包括在盖25中。
表3-引脚次序与垫大小从图4和图5中可以看出引脚的次序。引脚41被等间隔A地安排在一条直线中。五个垫44的直径D基本上比引脚41的柱塞42的直径大，从而保证可靠连接。
应该注意所述无线终端1可以具有五个垫44。如果所述功能盖不支持该数据模式，只需要三个引脚41，并且这三个引脚41与对应于序号为1-3的引脚的垫44相接合。
根据本发明的所述优选实施例的连接器包括三个安装在一个硬印刷线路板40上的弹簧单高跷引脚41(装入弹簧的接触)。
所述弹簧单高跷引脚41被机械地固定和焊接在所述印刷线路板42上用来维持电话的主印刷线路板与功能盖的小硬印刷线路板40之间的安全且低阻抗的接触。一个柱塞42应该至少通行1mm且柱塞与主印刷线路板的垫之间的压力应该是最小的25g以便用于一个标准的无线终端中。该垫尺寸和间隔在上面的表4中给出。
所述引脚可以有利地为镀金的，并且它们的内部阻抗必须根据应用来规定。优选地，该内部阻抗甚至在10000个周期之后超过100mΩ。
所述连接器引脚可以不必位于一行中，也不必等间隔。所述连接器引脚也可以非对称地来安排以及使连接器引脚有不同的大小(未示出)。典型地，电源供应连接器引脚可以比其它的大。
图7示出了前盖25被提起的无线终端1。所述垫44位于该终端的印刷线路板43上。该印刷线路板43由一个透明塑料的光导(lightguide)45所覆盖，所述透明塑料具有允许所述连接器引脚41、42接入所述垫的开口部分。该连接器引脚41、42安装在一个印刷线路板40上。
所述印刷线路板40借助快速连轴装置(snap coupling means)48而安装在盖25的内侧。在印刷线路板40的后侧，提供有一个包括例如照明由相应管道形成的光导49的三个LED47的电路。在频率模式下，振铃信号的一个电表示被引导到该电路用于提供一个紧跟所述振铃信号之后的照明效果。光导49可以以跟随所述振铃信号的速度被个别地照亮。当所述功能盖25部分透明时，这为用户给出了一种令人兴奋的效果。
根据本发明的另一个优选实施例，一个芯片或微控制器被包括在该盖里，并且被安装在所述印刷线路板上。识别盖的数据被存储在该芯片或微控制器上。这样的数据可以包括关于盖加工的信息、版本信息、序列号、Java下载能力信息、以及文件系统能力信息。刚一检测到配备有芯片或微处理器的盖，所述电话就发送一个鉴权查询给所述芯片或微处理器并且所述芯片或微处理器返回一个鉴权响应。根据该鉴权响应，所述电话或者接受该盖，或者拒绝该盖对所述电话的访问或允许盖对所述电话的有限的访问/功能性。
存储在所述芯片或微控制器中的数据或软件可以被下载到所述电话。这可以在所述盖已经被所述终端识别或鉴权之后被自动地执行或者在终端中从菜单中手工地执行。所述软件可以包括不同类型的有关电话的应用，例如游戏、应用、外形、菜单条目、音乐、图形。也可能从电话下载软件或数据到盖。到此为止，所述盖可以被提供一个或更多存储芯片。这样，该盖具有相对所述电话更大的内存，并且该盖可以被用作一个外部RAM或ROM存储器。该电话可以被设置为自动存储该盖中的存储器芯片中的应用、软件或其它通过无线电下载到电话的数据。可选地，从电话的内部存储器到盖的存储器芯片的传递可以由来自用户的一个指令来启动。
该盖也可以为智能卡(未示出)提供一个固定器，如用户识别模块(SIM)卡。该SIM卡固定器通过所述电连接器41、42、44连接到该电话上。一旦检测到具有插到SIM卡固定器的SIM卡的盖，该电话将促使该用户决定继续操作电话中的SIM卡或盖中的SIM卡。如果该用户选择后者所述电话将促使输入盖中的SIM卡的PIN号码，并且在完成验证过程之后所述电话可以与盖中的固定器中的SIM卡一起被使用。该电话菜单包含用户可以在任何时候在两个SIM卡之间向前和向后选择的条目。该盖也可以提供多于一个的SIM卡固定器，并且在该实施例中该电话菜单将包含为用户选择将要使用的想要的SIM卡的条目。
权利要求
1.一种操作被包括在一个用户可更换的盖部分中的电路的方法，该用户可更换的盖部分可分离地附接到一个无线终端，以支持该无线终端的用户接口，所述无线通信终端和用户可更换的盖部分依靠电连接器而用电互连，所述方法包括●识别所述用户可更换的盖部分的类型；并且●根据用户可更换的盖部分的识别来操作所述用户可更换的盖部分的电路。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述连接器具有多个引脚，并且至少一个所述连接器引脚工作在识别状态，用于感测包括在所述用户可更换的盖部分的识别装置中的电阻值，并且然后处于一个工作状态，以便操作所述用户可更换的盖部分的电路。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述工作状态是一个频率模式，用于引导一个振铃信号的电表示到该电路，以便随着该振铃信号而提供一种照明效果。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述用户可更换的盖部分包括一个或多个包含用于识别目的的数据的芯片或微控制器。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括所述通信终端发送一个查询给所述用户可更换盖部分中的所述一个或多个芯片或微处理器，并且所述一个或多个芯片或微处理器返回一个鉴权响应的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括所述通信终端根据鉴权响应来决定是拒绝该用户可更换盖部分对所述通信终端的访问，还是允许访问所述通信终端的步骤，所述允许优选地被分割成不同等级的访问。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，进一步包括下载存储在所述一个或多个芯片或微控制器上的数据到所述通信终端的步骤。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的方法，进一步包括使用所述用户可更换盖中的所述一个或多个芯片或微控制器的数据存储能力作为所述通信终端的外部存储器、RAM或ROM的的步骤。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括将所述通信终端下载的数据存储在所述一个或多个芯片或微控制器中的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述通信终端包括一个接纳有SIM卡的SIM卡固定器，且所述用户可更换盖部分包括一个接纳有SIM卡的SIM卡固定器，并且该方法包括刚一检测到其中插有SIM卡的用户可更换盖部分，就提示该通信终端选择要被使用的SIM卡的步骤。
11.一种具有一个用户可更换的盖部分的无线通信终端，其中所述无线通信终端和用户可更换的盖部分依靠电连接器来用电互连●所述用户可更换的盖部分包括识别装置；●所述用户可更换的盖部分包括用于支持所述无线终端的用户接口的电路；●所述无线终端通过检测所述识别装置来识别所述用户可更换的盖部分；并且●所述无线终端根据所述用户可更换的盖部分的识别来运行所述用户可更换的盖部分的电路。
12.如权利要求11所述的无线通信终端，其中所述连接器包括多个连接器引脚，所述连接器引脚优选地被等间距地安排成行。
13.如权利要求12所述的无线通信终端，其中所述连接器引脚位于所述盖部分的后侧。
14.如权利要求12或13所述的无线通信终端，其中所述连接器引脚数量为三个。
15.如权利要求12或13所述的无线通信终端，其中所述连接器引脚数量为五个。
16.如权利要求12至15中任何一项所述的无线通信终端，其中至少一个所述连接器引脚工作在识别状态，用于感测包括在所述识别装置中的电阻值，并且然后处于一个工作状态，以便操作所述用户可更换的盖部分的电路。
17.如权利要求11至16中任何一项所述的无线通信终端，其中所述工作状态是一个频率模式，用于引导一个振铃信号的电表示到该电路，以便提供一种与该振铃信号同步的照明效果。
18.如权利要求11至17中任何一项所述的无线通信终端，其中所述用户可更换的盖部分包括一个或多个芯片或微控制器，其中所述识别装置和所述电路优选地被合并到所述一个或多个芯片或微控制器中。
19.如权利要求18所述的用户可更换的盖，其中所述一个或多个芯片或微控制器包括存储器芯片。
20.如权利要求11至19中任何一项所述的无线通信终端，其中所述用户可更换的盖部分包括一个智能卡固定器，优选地为一个SIM卡固定器。
21.一种用于可分离地附接到无线通信终端的用户可更换的盖，所述用户可更换的盖具有一个电连接器部分，用于在接合位置电连接所述无线通信终端，其中●所述用户可更换的盖包括识别装置；●所述用户可更换的盖包括用于支持所述无线终端的用户接口的电路；以及●所述用户可更换的盖适合于根据所述用户可更换的盖部分的识别来允许所述无线终端操作所述用户可更换的盖部分的电路。
22.如权利要求21所述的用户可更换的盖，进一步包括一个或多个芯片或微控制器，由此所述识别装置和所述电路优选地被合并到所述一个或多个芯片或微控制器中。
23.如权利要求22所述的用户可更换的盖，其中所述一个或多个芯片或微控制器包括存储器芯片。
24.如权利要求21至23中任何一项所述的用户可更换的盖，进一步包括一个智能卡固定器，优选地为一个SIM卡固定器。
全文摘要
一种无线通信终端具有一个用户可更换的盖部分。该无线通信终端和用户可更换的盖部分由电连接器用电互连。用户可更换的盖部分包括识别装置。所述用户可更换的盖部分具有一个用来支持该无线终端的用户接口的电路。该无线终端根据所述用户可更换的盖部分的识别来操作所述用户可更换的盖部分的电路。
文档编号H04M1/725GK1640105SQ03804893
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月28日 优先权日2002年3月1日
发明者P·科斯蒂埃宁, K·贝伦德佩德尔森, H·佩德尔森 申请人:诺基亚有限公司