具有与多个磁体协同操作的传感器的无线通信设备的制作方法

专利名称：具有与多个磁体协同操作的传感器的无线通信设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及具有背光显示器(backlit displays)的无线通信设 备领域，更特别地，本发明涉及具有用于控制提供给显示器的背光照 明的电子电路的翻盖式(flip)或哈壳式(clamshell)设备。
背景技术：
无线通信设备可以具有多种形状因子，其中一种是哈壳式或翻盖 式形状因子。对于翻盖式形状因子，设备包括两个通过铰链互连的外 壳，以便设备的结构可以改变。两个外壳可以在打开位置时分离以及 在关闭位置时闭合。
设备的一个或多个特征可以受移动翻盖电话结构的影响。用于设 备的内部显示器的照明机制可以在打开位置时激活，并在关闭位置时 停用。可以在外壳中提供传感器以用于识别设备的结构。磁体可以位 于一外壳中，而霍尔效应传感器可以位于另一外壳中，以便在关闭位 置时磁体和霍尔效应传感器可以彼此邻近。基于由霍尔效应传感器感 应的磁场，设备可以确定其是否配置为打开或关闭位置。
无线通信设备可以基于设备的打开或关闭结构来打开或关闭用于 照明其显示器的光源。当无线通信设备的翻盖关闭时，设备处于"睡 眠"模式等待呼叫。磁体和霍尔效应传感器将彼此邻近，以便显示器 照明关闭使电池消耗最小化。当翻盖打开时，设备被激活用于所有功 能的全部操作。磁体和霍尔效应传感器进一步可以彼此分离，以便显 示器照明被打开以增强用户对显示器的观看。
由于设计原因，磁体除了可位于一个外壳中，也可以位于无线通信设备的铰链中。霍尔效应传感器可以位于其中一个邻近磁体的外壳 中。霍尔效应传感器是变换器，其响应磁场的变化而改变输出电压。 结合数字电路，霍尔效应传感器可以作为开关(switch)操作。不管设 备是打开还是关闭，磁体和霍尔效应传感器之间的距离不发生改变。 尽管磁通量的极性改变，但是对于打开和关闭位置，电磁场强度仍然 很强。因此，霍尔效应传感器可以将关闭或者打开位置与部分打开位 置识别开，但是霍尔效应传感器将难以识别关闭位置与完全打开位置。 由于这个原因，现有设备利用另一个磁体和霍尔效应传感器(因此， 具有总共两个磁体和两个霍尔效应传感器)来识别关闭位置与完全打 幵位置。
对于特定的无线通信设备，正常外壳耦合于受限外壳，在设备的 受限外壳中没有空间用于磁体或传感器。也就是说，设备的磁体和传 感器只能限定于设备的一个外壳和铰链中。不幸地是，对于具有受限 外壳的现有设备，霍尔效应传感器不能被利用，因为如上所述，传感 器不能在设备的关闭位置和完全打开位置之间识别。因此，需要一种 无线通信设备，其能够在其关闭和打开位置之间识别，而无需在其中 一外壳中设置磁体或传感器。


图1是根据本发明的一实施例的平面图。
图2是根据本发明的一实施例的示例性内部部件的结构图。
图3是例示当根据本发明的实施例处于关闭时传感器和相关磁体
位置的剖视图。
图4是例示当根据本发明的实施例处于打开时传感器和相关磁体
位置的剖视图。
图5是例示由根据本发明的实施例的磁体提供的各种磁场的图。
具体实施例方式
公开了一种无线通信设备，其能够在关闭和打开位置之间识别，而且无需在其外壳中设置磁体或传感器。特别地，该设备是翻盖式或 哈壳式设备，其包括多个协同工作的磁体，用于当设备的外壳彼此相 对移动时提供磁场信息给磁体传感器，例如霍尔效应传感器。组合在 一起的多个磁体的磁通量可以改变由霍尔效应传感器接收的磁通量， 并且因此，激活或改变无线通信设备的操作。多个磁体可以管理和改 变磁通量，即使霍尔效应传感器和磁体之间的距离没有改变。
本发明对于可应用于具有可转动地耦合于主体的翻盖体的无线通 信设备，其中翻盖体没有空间用于磁体或磁性传感器。对于一些设备 设计，期望的是具有薄的翻盖体，其不允许在其中支撑多个部件。对 于其它设备设计，期望的是具有基本上透明的翻盖体，其不允许在其
中支撑非透明或者不透明部件。对于这种设备设计，除了主体，对于 磁体或磁性传感器仅有的空间是主体可围绕其旋转的铰链中的容量。
本发明的一个方面是一种具有可与多个磁体协同操作的传感器的 无线通信设备。该无线通信设备包括第一磁体，第二磁体和磁性传感 器。第一磁体提供不变的磁通量，第二磁体提供可变的磁通量。磁性 传感器位于第一和第二磁体的检测范围内。还有，磁性传感器接收不 变和可变的磁通量。
本发明的另一方面是一种无线通信设备，其包括第一外壳和第二 外壳，该第二外壳可转动地耦合于第一外壳。特别地，第一外壳具有
第一铰链部分和从该第一铰链部分延伸出来的第一非铰链部分。第二 外壳具有第二铰链部分和从该第二铰链部分延伸出来的第二非铰链部
分，并且第二铰链部分可转动地耦合于第一铰链部分。还有，第一外 壳包括至少一个磁性部件，第二外壳的第二非铰链部分不具有任何磁 性部件。
参考图1， 一个实施例ioo是翻盖式或哈壳式的便携式电子设备， 其具有顶部部分110和底部部分112，它们在铰链114处可移动地连接
6在一起。顶部部分110包括音频输出端116，底部部分112包括音频输 入端118及用户接口 120。例如，用户界面120可以是触摸感应屏，其 包括显示器和照明该显示器的背光部件。实施例100还可以包括无线 设备的其它部件，例如，天线、便携式电源、外部连接器、附加控制 等。
顶部和底部外壳110、 112中每一个都包括铰链部分和非铰链部 分，外壳的铰链部分形成实施例100的铰链114。如图l所示，顶部外 壳110包括铰链部分122和从该铰链部分延伸出来的非铰链部分124。 同样，底部外壳112包括铰链部分126和从该铰链部分延伸出来的非 铰链部分128。当铰链部分122， 125连接在一起时，它们互相可转动
地耦合以便实施例ioo可以打开或关闭。
参考图2，提供了例示根据本发明的无线通信设备的示例性内部 部件200的结构图。内部部件200包括一个或多个有线或无线收发信 机201， 一个或多个处理器203， 一个或多个存储器部分205， 一个或 多个输出部件207，以及一个或多个输入端部件209。每个实施例可以 包括用户接口，其包括一个或多个输出部件207和一个或多个输入端 部件209。每个收发信机201可以直接与其它部件有线连接或利用无线 技术通信，例如，但不限于，基于蜂窝的通信如模拟通信(使用AMPS)， 数字通信(使用CDMA， TDMA， GSM， iDEN， GPRS，或EDGE)， 和下一代通信(使用UMTS， WCDMA， LTE或IEEE802.16)以及它 们的变体；对等或ad hoc (自组织)通信例如HomeRF，蓝牙和 IEEE802.il (a， b， g，或n);以及其它无线通信形式例如红外线技 术。每个收发信机201可以是接收机，发射机或两者都是。
内部部件200的输入端部件209可以包括视频输入端部件例如光 学传感器(例如，照相机)，音频输入端部件例如麦克风，和机械输 入端部件例如按钮或按键选择传感器、触摸垫传感器、触摸屏传感器、 电容传感器、运动传感器和开关。同样，内部部件200的输出部件207可以包括各种视频，音频和/或机械输出。例如，输出部件207可以包
括视频输出部件316例如阴极射线管，液晶显示器，用于提供背光给 显示器的光源，等离子体显示器，白炽灯，荧光灯，前或背投影显示 器，以及发光二极指示器。输出部件207的其它例子包括音频输出 端部件例如扬声器，报警器和/或蜂鸣器，和/或机械输出部件例如振荡 的或者基于运动的机构。
内部部件200的存储器部分205可由处理器203使用以存储和检 索数据。可由存储器部分205存储的数据包括，但不限于，操作系统， 应用程序，和数据。每个操作系统包括可执行代码，其用于控制次级 或移动设备的基本功能，例如内部部件200的部件之间的交互，通过 每个收发信机201和/或部件接口 (参见下面)与外部设备的通信，以 及向和从存储器部分205存储及检索应用和数据。每个应用包括可执 行代码，利用操作系统以提供更独特的用于次级或移动设备的功能。 数据是不可执行代码或信息，其可以由操作系统或应用参考和/或操作 以用于实现次级或移动设备的功能。例如，处理器203可以从存储器 部分205检索到关于广播频道的信息。
内部部件200可以进一步包括部件接口 211以提供到辅助部件或 附件的直接连接以用于附加或增强功能。内部部件200优选地包括电 源213，例如电源或便携式电池，用于提供功率给其它内部部件。
内部部件200还包括至少一个磁性传感器115和两个或多个与每 个磁性传感器相关联的磁体117。例如， 一个或多个磁性传感器115可 以是霍尔效应传感器，其是响应磁场变化而改变输出电压的变换器。 多个(两个或更多)磁体117必须与每个磁性传感器115相关。因此， 如果内部部件200包括一个磁性传感器，则内部部件必须包括至少两 个在磁性传感器的检测范围内的磁体。如果内部部件200包括第一和 第二磁性传感器，则内部部件必须包括至少两个在第一磁性传感器的 检测范围的磁体和至少两个在第二磁性传感器的检测范围的磁体，以及等等。
应当理解，提供图2仅出于例示性的目的，用于例示根据本发明 的无线通信设备的部件，而不意味次级或移动设备所需的各种部件的 完整示例图。因此，无线通信设备可以包括多种其它在图2中未示出 的部件，或者可以包括两个或多个部件的组合，或者特定部件分成两 个或多个单独的部件，而仍不脱离本发明的范围。
图3表示了根据本发明的一个实施例，其中该实施例处于其关闭
结构300，图4表示相同的实施例，其中该实施例处于其打开位置400。 外壳相对于彼此的位置可以变化。例如，在打开位置400，无线通信设 备的外壳在它们的汇合轴处彼此间可分离150度到180度之间，其中 铰链311位于所述汇合轴处。对一个于特殊的实施例，无线通信设备 100包括第一外壳301，其包括一个或多个磁性部件。例如，如图3和 4所示，第一外壳301可以包括磁体303和霍尔效应传感器305。磁性 部件303， 305可以由基片307支撑。例如印制电路板。磁性部件303， 305可以在基片307的同一侧被支撑或者在基片的不同侧被支撑，如图 3和4所示。无线通信设备100进一步包括第二外壳309，其中第二外 壳的一端可转动地耦合于第一外壳的一端，因此在外壳的末端形成铰 链311。如上所述，第一和第二外壳301， 309铰链部分形成铰链311。 如图3和4所示，第二外壳309，除了为铰链311的一部分的那部分外， 即，第二外壳的非铰链部分不具有任何磁性部件。进一步，对于该实 施例，另一个磁体313可以被支撑在铰链311中，即第一和第二外壳 301， 309的铰链部分。
第一磁体303提供不变的磁通量，然而第二磁体313，由于其转 动的运动，可以提供可变的磁通量。因此，位于第一和第二磁体303， 313的检测范围内的磁性传感器305接收不变的和可变的磁通量。
无线通信设备还可以包括参考如上图1和2描述的其它部件。例如，无线通信设备100的第一外壳301可以包括无线收发信机和便携 式电源。第一外壳301还可以包括电子电路，由基片307支撑，以及 耦合于该电子电路的音频输入端。第一外壳301可以进一步包括显示 器和提供显示器照明的光源。对于另一个例子，第二外壳309可以包 括通过铰链311耦合于外壳301的电子电路的音频输出端。第二外壳 309还可以包括透明部分，其允许当设备处于关闭位置300时第一外壳 301的显示器的外部观看。
无线通信设备100可以包括两个磁体303， 313，其与设备的单个 磁性传感器305协同操作并且引起用于当设备打开和关闭时显示器背 光在开和关之间的改变的切换。磁性传感器305相对于磁体303， 313 的位置可由于设备100的空间限制而改变，但是磁性传感性应当最好 处于便于对来自所述磁体的磁场或磁通量的最佳检测或读取的位置。 对于一个实施例，磁性传感器305可以位于磁体303， M3之间与磁体 303， 313尽可能等距的位置。对于另一实施例，磁性传感器可以位于 磁体303， 313之间的某一处。
一个磁体303是固定的，然而另一个磁体313可在无线通信设备 转动410时转动或移动。每个磁体303， 313包括北极317， 319和南 极321， 323。当设备处于关闭位置300时，如图3所示，磁体303， 313的极性处于相反的方向，因此第一磁体303的南极321指向第二磁 体313的南极323，而第一磁体的北极317指向远离第二磁体的北极 319。当设备处于打开位置400时，如图4所示，磁体303， 313的极 性位于相似的方向，因此第一磁体303的南极321指向如第二磁体313 的南极323相同的方向，而第一磁体的北极317和第二磁体的北极319 彼此指向相同的方向，但是与磁体的南极是相反的方向。当无线通信 设备100配置为第一位置300 (如图3中的关闭)，则磁极317， 319， 321， 323将在相同的方向上，并且在磁性传感器305检测到的磁通量 可以是来自磁体303， 311的磁通量之和。结果，在这种情形下，设备 显示器可以不被照明，即失效"关闭"。当无线通信设备100配置在
10第二位置400 (如图4中的打开)，则磁极317， 319， 321， 323将在 相反的方向上，在磁性传感器检测到的磁通量可以是两个磁体303， 311 之间的抵消。结果，在这种情形下，设备显示器可以被照明，即激活 "打开"。
当设备部分处于打开位置时，磁体303， 313的极性可以基本上横 向(transverse)。例如，当第一磁体303的磁极的位置可以不变时， 第二磁体313的南极可以指向上(从如图3和4所示的视角)，而第 二磁体的北极可以指向下。
参考图5，示出了例示由根据本发明的实施例的磁体提供的各种 磁场的图500。图500示出了磁通量510的上限，磁通量520的下限， 由第二磁体313提供的磁通量530,由第一磁体303提供的磁通量540， 和由磁性传感器305从两个磁体接收的组合的磁通量550。如图5所示， 由第一磁体303提供的磁通量520，当与由第二磁体313提供的磁通量 530组合时，提供给组合的磁通量550相应的偏移。
位于铰链311中的第二磁体313的功能是当无线通信设备100围 绕铰链转动时提供了可变化的磁场。由磁性传感器305接收的磁通量 是如图5所示的余弦曲线530。当外壳301， 309以第一角度打开时，
(如大约28度)，由第二磁体313提供的磁通量530可以在第一点560 与磁通量的上限510交叉。例如，如果显示器照明基于设备结构，则 显示器照明在零度和28度之间可以失效，即"关闭"。当外壳301， 309以第二角度打开时(例如大约152度)，由第二磁体313提供的磁 通量530可以在第二点570与磁通量的下限520交叉。例如，如果显 示器照明基于设备结构，则显示器照明在28度和152度之间可以被激 活，即"打开"，并当大于152度时失效。由于期望当设备关闭时显 示器照明"关闭"以及当设备打开时显示器照明"打幵"，所以第二 磁体313看来无法单独提供足够的信息给磁性传感器305和其它部件 以完成该任务。位于第一外壳301的非铰链部分中的第一磁体303的功能是当无 线通信设备100围绕铰链311转动时将不变化的磁场增加到由第二磁 体313提供的可变化的磁场。如图5所示，由磁性传感器305接收的 磁通量是余弦曲线530经过由所述不变磁场造成的线性度偏移后形成 的。当设备关闭时，第二磁体313的南极323指向第一磁体303的南 极321。因为磁性传感器305位于磁体303， 313之间，磁通量场强是 累积的，例如，如图5所示大于50Gs。当设备打开时，第二磁体313 的北极319指向第一磁体303的南极321。总的磁通量场强几乎可以相 消，因此由磁性传感器305检测到的磁通量小于20Gs，例如，如图5 所示小于-20Gs。
还是参考图5，当外壳301， 309以第三角度打开时，(例如大约 65度)，由第一和第二磁体303， 313提供的磁通量可以在第三点580 与磁通量上限510交叉。例如，如果显示器照明基于设备的结构，则 显示器照明在零度和65度之间可以失效，即"关闭"。当外壳301， 309以超过第三角度打开时(例如大于65度)，由第一和第二磁体303， 313提供的磁通量不会与磁通量的下限520交叉。例如，如果显示器照 明基于设备结构，则当设备打开大于65度时，显示器照明可以被激活， 即"打开"。由于期望当设备关闭时显示器照明"关闭"和当设备打 开时显示器照明"打开"，本发明提供了足够的信息给磁性传感器305 和其它部件以完成该任务。
虽然已经例示和描述了本发明的优选实施例，但应当理解，本发
明不仅限于此。对于本领域技术人员可进行多种修改，改变，变化， 替代和等同，而不脱离由附加的权利要求定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种具有与多个磁体协同操作的传感器的无线通信设备，包括第一磁体，提供不变的磁通量；第二磁体，提供可变的磁通量；以及位于所述第一和第二磁体的检测范围内的磁性传感器，所述磁性传感器接收所述不变的磁通量和所述可变的磁通量。
2. 如权利要求l所述的无线通信设备，进一步包括耦合于所述 磁性传感器的处理器，其中所述处理器组合所述不变的磁通量和所述 可变的磁通量，以确定所述无线通信设备的状态，并且基于所确定的 状态执行所述无线通信设备的功能。
3. 如权利要求2所述的无线通信设备，进一步包括显示器和光源， 其中所述光源基于所确定的状态提供照明给所述显示器。
4. 如权利要求1所述的无线通信设备，其中 所述无线通信设备包括铰链部分和非铰链部分； 所述第一磁体和所述磁性传感器由所述设备的所述非铰链部分支撑；以及所述第二磁体由所述设备的所述铰链部分支撑。
5. 如权利要求l所述的无线通信设备，其中所述第二磁体相对于 所述第一磁体和所述磁性传感器转动，但与所述第一磁体和所述磁性 传感器保持固定距离。
6. 如权利要求1所述的无线通信设备，进一步包括无线收发信机 和便携式电源。
7. —种具有与多个磁体协同操作的传感器的无线通信设备，包括第一外壳，具有第一铰链部分和从所述第一铰链部分延伸的第一 非铰链部分，所述第一外壳包括至少一个磁性部件；以及第二外壳，具有第二铰链部分和从所述第二铰链部分延伸的第二 非铰链部分，所述第二铰链部分可转动地耦合于所述第一铰链部分， 并且所述第二非铰链部分不具有任何磁性部件。
8. 如权利要求7所述的无线通信设备，其中所述至少一个磁性部 件包括磁体和磁性传感器。
9. 如权利要求7所述的无线通信设备，进一步包括在所述第一和 第二铰链部分内支撑的磁体。
10. 如权利要求7所述的无线通信设备，进一步包括由所述第一外壳支撑的无线收发信机和便携式电源。
11. 如权利要求7所述的无线通信设备，其中所述第一外壳支撑电子电路和耦合于所述电子电路的音频输入端；所述第二外壳支撑通过所述第一和第二铰链部分耦合于所述电子 电路的音频输出端。
12. 如权利要求7所述的无线通信设备，其中 所述第一外壳支撑显示器；以及所述第二外壳包括透明部分，当所述第一和第二非铰链部分彼此 邻近时，所述透明部分允许从外部观看所述显示器。
13. 如权利要求7所述的无线通信设备，其中所述第一外壳支撑 显示器和光源，当所述至少一个磁性部件确定所述第二外壳已经转动 到远离所述第一外壳时，所述光源提供照明给所述显示器。
全文摘要
这里描述了一种具有与多个磁体协同操作的传感器的无线通信设备，其具有与多个磁体协同操作的传感器，并且包括第一和第二外壳。两个外壳都具有铰链部分和从铰链部分延伸出来的非铰链部分，并且铰链部分彼此可转动地耦合。第一外壳包括一个或者多个磁性部件，但是第二外壳的非铰链部分没有任何磁性部件。所述无线通信设备包括第一磁体，第二磁体以及磁性传感器。第一磁体提供不变的磁通量，而第二磁体提供可变的磁通量。磁性传感器位于第一和第二磁体的检测范围内，因此，磁性传感器接收不变的磁通量和可变的磁通量。
文档编号H04M1/02GK101616196SQ20081017565
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者周光平, 宁 武, 蔚 苏, 靳宏志 申请人:摩托罗拉公司