用于移动设备情境驱动的切换和无线充电的线圈的制作方法
【专利说明】用于移动设备情境驱动的切换和无线充电的线圈
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年8月9日递交的美国临时专利申请N0.61/864，430，的权益和于2013年8月9日递交的美国临时专利申请N0.61/864，433的权益，这两者的全部内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
[0003]实施例一般涉及感应能量传输，例如由便携式设备用于通信或再充电。
【背景技术】
[0004]紧邻的设备可以出于各种原因而无线地传输能量。例如，设备可以为另一设备的电池无线地充电。此外，两个设备可以参与近场通信(“NFC”)。
[0005]NFC和无线充电是被集成到移动平台中的新兴技术，移动平台例如包括平板电脑、智能电话、笔记本电脑和其它小型计算设备(例如，Ultrabook?设备-Ultrabook是IntelCorporat1n在美国和/或其它国家的商标)。两者都是无线能量传输的形式，一种是为了通信的目的，而另一种是为了给可再充电的能量存储器(例如电池)充电的目的。这种无线能量传输可以包括用作天线的邻近线圈之间的电磁耦合。例如，第一设备可以具有发射线圈而第二设备可以具有接收线圈。线圈是由导电材料制成的。流经发射线圈的电流生成磁场。转而，磁场可以在接收线圈中产生电流。电流可以被调制，产生经调制的磁信号并因此发送信息。
[0006]NFC是被集成到移动平台的新兴技术和期望的功能，移动平台例如是小型计算设备(如，翻盖、滑盖和可转换配置的系统)、平板电脑、智能手机和掌上电脑。它们被期望导向基于新型触摸的通信使用方式。这些使用方式可以被大致分为:a)设备所有者将她自己的设备中的两个点击接通(tap)在一起来例如在个人销售点(P0S)使用手持设备或信用卡支付；和幻点对点(P2P)点击接通，其中两个人各自使用他们自己的设备点击来促成配对、传输等。
[0007]因为触摸屏和/或传感器在移动设备上占据越来越多的固定位置(realestate)，所以NFC和/或无线充电线圈已被置于触摸传感器/触摸屏下面。然而，由于触摸传感器的阻塞和系统电源限制，通过触摸传感器/屏幕阅读支持NFC的设备(如信用卡)的用户体验不够令人满意。尤其当不同形状因子(即，形状)的卡或标签以各种取向被呈现到触摸传感器/屏幕下面的NFC线圈时，不令人满意。
[0008]NFC和无线充电的性能和效果对涉及的两个线圈的大小、相对位置和取向非常敏感。例如，当发射线圈和接收线圈之间存在未对准时，在接收线圈中感应生成较小的电流。因此，发生降低的能量传输。这可能不幸地降低无线充电和NFC应用的功效。
[0009]—些改进NFC性能的传统方案包括在NFC模块和线圈之间增加外部放大器来增强信号。然而，这样做会消耗更多功率并且有时会导致与触摸传感器/屏幕的共存问题。针对NFC和无线充电两者的其它传统方案包括提供可切换线圈以产生较大的充电或卡片阅读区。然而，仅靠在多个线圈之间切换将导致对用户响应缓慢，从而产生不令人满意的用户体验。
[0010]因为支持NFC的设备可以在用于各种盖模式期间被重新配置，所以单个NFC天线不能为所有模式提供足够的覆盖。因此，存在为可以被重新配置用于多于一个物理配置的支持NFC的装置提供改进的NFC性能的需要。
【附图说明】
[0011]图1A-1B不出了根据使用的不例性点击接通表面布置。
[0012]图2A-2B示出了根据物理配置的示例性点击接通表面布置。
[0013]图3示出了一个NFC线圈为多个物理配置服务的缺陷。
[0014]图4A-4D示出了针对各个物理配置的每个具有多个线圈的可转换系统。
[0015]图5示出了被设计用于感应耦合的卡的示例性形状因子。
[0016]图6根据本公开实施例不出了触摸屏的不意图。
[0017]图7示出了当手指触摸触摸屏时电容的变化。
[0018]图8根据本公开实施例示出了触摸屏的操作。
[0019]图9A根据本公开实施例示出了触摸屏的框图。
[0020]图9B根据本公开实施例示出了触摸屏的剖视图。
[0021]图10根据本公开实施例示出了操作触摸屏的方法。
[0022]图11A-11B示出了实现基于传感器的NFC线圈切换的框图和流程图。
[0023]图12A-12B示出了实现基于传感器的NFC线圈切换的框图和流程图。
[0024]图13A-13B示出了在平板模式下实现基于传感器的NFC线圈切换的框图和流程图。
[0025]图14示出了设备的实施例。
【具体实施方式】
[0026]描述了使用触敏屏、平板等来支持无线感应电力充电的装置、系统和方法。描述了使用触敏屏、平板等支持无线NFC通信的装置、系统和方法。还描述和要求保护了其它实施例。
[0027]本公开的示例性实施例针对为支持NFC的设备提供多个NFC线圈，以使得特定NFC线圈根据支持NFC的设备的物理配置被选择并且被使用。
[0028]本公开的示例性实施例还针对使用移动设备上的现代电容式触摸传感器(例如，触摸屏)的轮廓检测能力，以便当诸如支持NFC的设备或支持无线充电的设备被放在触摸传感器附近时，检测支持NFC的设备或支持无线充电的设备内的金属线圈的大小和形状。基于由触摸传感器检测的信息，系统控制器然后可以选择被嵌入在(用于NFC或无线充电的)触摸传感器下面的多个发射器线圈中的一个，以提供改进的性能。
[0029]触摸屏可以被合并入各种各样的设备，例如(但不限于)超移动设备、移动设备、固定设备、个人数字助理(PDA)、移动计算设备、智能电话、电话、数字电话、蜂窝电话、用户设备、电子书读取器、手持机、单向寻呼机、双向寻呼机、通讯设备、计算机、个人计算机(PC)、台式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、上网本计算机、手持式计算机、平板计算机、服务器、消费电子产品、可编程消费电子产品、游戏设备、电视、数字电视、机顶盒等等。
[0030]各种实施例一般针对先进近场无线通信系统。一些实施例特别针对实现一个或多个W1-Fi联盟(WFA)标准的无线网络。在一些实施例中，例如，无线网络可以根据2010年发布的WFA W1-Fi直接标准操作。在各种实施例中，这样的W1-Fi直连网络也可以使用由WFA W1-Fi直连服务(WFDS)工作组制定的接口、协议和/或标准操作。然而，实施例不限于这些示例。
[0031]—般参考本文使用的符号和术语，下面的详细描述可以根据在计算机或计算机网络上执行的程序过程被呈现。这些过程描述和表示由本领域技术人员使用以最有效地传达他们工作的实质给其它领域的技术人员。
[0032]过程在这里通常被认为是带来期望结果的操作的有条理序列。这些操作是那些需要物理量的物理操纵的操作。通常，尽管不是必需的，但是这些量采用能够被存储、传输、组合、比较以及以其它方式操纵的电、磁或光信号的形式。主要由于普遍使用的原因，证实了将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等，有时是方便的。然而，应当注意的是，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的方便标签。
[0033]此外，执行的操纵经常明确地指例如相加或比较，相加或比较一般地与由人类操作员执行的智力操作相关联。没有此能力的人类操作员是必要的，或在大多数情况下、在本文描述的形成一个或多个实施例的一部分的操作的任何一个中是期望的。相反地，这些操作是机器操作。用于执行各个实施例的操作的有用机器包括通用数字计算机或类似设备。
[0034]各个实施例还涉及用于执行这些操作的装置或系统。该装置可以被特别地构造用于所需目的，或它可以包括通用计算机作为由存储在计算机中的计算机程序选择性激活或重新配置。本文中所呈现的过程不固有地与具体计算机或它装置相关。各种通用机器可以根据本文的教导与写入的程序一起使用，或者可以证明构造更多的专用装置来执行所需的方法步骤是方便的。用于各种这些机器的所需结构将出现在给出的描述中。
[0035]NFC使用方式大致可以被分为:a)设备所有者将她自己的设备中的两个点击接通(tap)在一起来例如在个人P0S上使用手持设备或信用卡支付；和b)点对点(P2P)点击接通，其中两个人各自使用他们自己的设备点击来促成配对、传输等。当从消费者易用性体验的角度看时，这两大类使用需要完全不同的点击接通表面。其中用户一般持有和操纵靠近支持NFC的读取器的支持NFC的设备的“自点击接通”使用方式，通常包括具有视觉反馈的点击接通表面的使用和易于从面向用户的显示器端访问。“点对点点击接通”使用方式(下文中称为“P2P”)，其中第一支持NFC的设备的用户通常将第一设备放置在第二支持NFC的设备附近。在点对点点击接通使用方式中，点击接通表面可以被放置为远离显示器端(例如，在设备的底部)，以便有利于在该方向通信，因为参与点对点点击接通并将他们的设备保持在典型取向以用于此使用的用户通常将从相反方向面向彼此。
[0036]本公开的示例性实施例针对一种系统和方法，当支持NFC的设备或支持无线充电的设备被放置在触摸传感器/触摸屏旁边时，该系统和方法通过耦合到触摸传感器/触摸屏的系统控制器来检测与此支持NFC的设备或支持无线充电的设备内的金属线圈的大小和形状相关的几何信息。基于检测到的几何信息，嵌入在(用于NFC或无线充电的)触摸传感器/触摸屏下面的多个发射器线圈中的一个被选择以提供改进的性能。使用接收器线圈的几何信息，发射器设备能够更好地决定哪个是用于递送最佳用户体验(“UX”)的最佳线圈。
[0037]与简单地添加更多放大器相比，实施例将在避免放大器可能消耗的额外功率的同时提供更好且更均匀的NFC覆盖。
[0038]与以固定模式在触摸传感器/触摸屏后面的多个线圈之间盲目地切换相比，实施例能够基于传感器轮廓检测输入快速地识别要使用的线圈，并向用户提供快速响应。即使可切换线圈方法使用来自正在充电的设备的反馈或负载阻抗变化来确定哪个线圈是最佳的，该方法不能提供足够的信息，例如多个设备正在由一个设备充电或NFC读取器线圈和标签线圈之间的大小不匹配。
[0039]现在参考附图。在以下描述中，出于解释的目的，许多具体细节被陈述以便提供对其的透彻理解。然而，明显地是新颖实施例能够在没有这些具体细节的情况下被实践。在其它情况下，众所周知的结构和设备以框图的形式被示出以便辅助其描述。意图是覆盖与所要求保护的主题一致的所有修改、等价物和替代。
[0040]图1A-1B说明自点击接通和点对点点击接通之间的差异。图1A示出了计算设备101 (例如，所示的支持NFC的翻盖式笔记本)和设备103 (例如，所示的支持NFC的手持式设备)之间的自点击接通使用方式。计算设备101和设备103通常由单个用户控制。自点击接通使用方式不限于图示类型的设备，并且可以包括其它类型的设备。例如，设备103可以包括具有嵌入的NFC线圈的信用卡。图1B示出由操作系统(如WindoWS?8)所支持的各个用户控制的两个计算设备151、153之间的点对点点击接通。在图1B的配置中，单一表面天线布置是足够的。
[0041]自点击接通和点对点点击接通的不同要求被反映在信用卡服务提供商和膝上型电脑操作系统供应商提出的不同布置要求中，二者必须由PC OEM和NFC模块提供商来满足。虽然可能满足上述使用要求中的任一个，但是还没有已知的可扩展方案来提供高可信度的由同一模块驱动的两个NFC点击接通表面的独立布置，同时最佳地和有选择地支持自点击接通和点对点点击接通二者。本方法依赖于使用两个独立的模块来驱动分离的NFC线圈，每个感兴趣表面上一个线圈。这导致模块的双倍成本。
[0042]能够在不