[发明专利]具有电容式接近传感器的电子设备

说明书

本申请要求2009年7月17日提交的美国临时专利申请No.61/226,683和2009年12月7日提交的美国专利申请No.12/632,695的优先权，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明总体上涉及天线，更具体地，涉及用于电子设备的天线。

背景技术

诸如便携式计算机和手持式电子设备之类的电子设备正变得日益流行起来。诸如这些之类的设备通常具有无线通信能力。例如，电子设备可以使用诸如蜂窝电话电路之类的远程无线通信电路，以使用在850MHz、900MHz、1800MHz以及1900MHz处的蜂窝电话频带(例如，主要的全球移动通信系统或GSM蜂窝电话频带)来通信。远程无线通信电路还可以被用于处理2100MHz频带和其它频带。电子设备可以使用短程无线通信链路来处理与附近设备的通信。例如，电子设备可以使用2.4GHz和5GHz处的(IEEE 802.11)频带(有时称为局域网频带)和2.4GHz处的频带来通信。

将天线成功地结合到电子设备中可能存在困难。一些电子设备被制造为具有小的形状因数，由此限制了用于天线的空间。在许多电子设备中，位于天线附近的电子部件作为可能的电磁干扰源。天线操作还可能被导电结构阻挡。这可能使得难以在包含有可能阻挡射频信号的导电外壳壁或其它导电结构的电子设备中实现天线。监管机构可能对射频发送功率加以限制。这些限制在以提升的功率水平操作电子设备天线时构成挑战。

因此，希望能够提供改进的用于无线电子设备的天线。

发明内容

诸如平板计算机或其它便携式设备的电子设备可以具有导电外壳。每个设备中的导电外壳的一部分可以用作用于天线的天线地。该天线可以利用耦接至天线谐振元件的正天线馈送端子和耦接至导电外壳的地天线馈送端子来馈送。

天线谐振元件可以靠近导电外壳中的天线窗口安装。为了确保当诸如人体之类的外部物体处于天线窗口附近时满足所希望的射频信号最大输出功率限制，该电子设备可以设置有电容式接近传感器(proximity sensor)。该接近传感器可以具有介于天线谐振元件与天线窗口之间的电容式接近传感器电极。在操作期间，当诸如用户身体一部分之类的外部物体进入接近传感器和天线的给定距离内时，该接近传感器可以检测到。当检测到这些情况时，电子设备中的电路可以减小通过天线的最大发送输出功率。

电容式接近传感器电极可以具有由电介质层分隔开的第一和第二导电层。可以使用第一和第二电感器分别将第一和第二导电层耦接至诸如电容数字转换器(capacitance-to-digital converter)之类的信号检测器的相应的第一和第二输入端。

该电容式接近传感器电极可以用作用于天线的寄生天线谐振元件，其帮助减小射频信号热区(hotspot)。可以使用电容器将电容式接近传感器电极连接至导电外壳。

根据附图和下面对优选实施例的详细描述，本发明的进一步特征、其特性和各种优点将变得更清楚。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的具有天线和接近传感器的示意性电子设备的前立体图。

图2是根据本发明一实施例的具有天线和接近传感器的示意性电子设备的后立体图。

图3是根据本发明一实施例的具有天线和接近传感器结构的示意性电子设备的示意图。

图4是根据本发明一实施例的具有天线和接近传感器的示意性电子设备的侧截面图。

图5是根据本发明一实施例的具有天线和无线电路的示意性电子设备的图，该无线电路可以在接近传感器检测到外部物体处于该天线和该电子设备的给定范围内时减小通过该天线发送的功率量。

图6是根据本发明一实施例的具有天线谐振元件和接近传感器电极的示意性天线的立体图，该接近传感器电极用作与电介质天线窗口重叠(overlap)的寄生天线谐振元件。

图7是一个曲线图，示出根据本发明一实施例，寄生天线谐振元件的存在可以怎样帮助减小射频信号热区并由此减小由电子设备中的天线产生的近场辐射热区。

图8是根据本发明一实施例的诸如电容式接近传感器电极之类的寄生天线谐振元件的顶视图，该寄生天线谐振元件已经通过电容器耦接至用作天线地的导电设备外壳的一部分。

图9是示出根据本发明一实施例，接近传感器可以怎样具有用于检测诸如用户身体一部分之类的外部物体的存在的电容器电极的图。

图10是示出根据本发明一实施例，电容式接近传感器可以怎样具有双层电容式传感器的图，其中该双层电容式传感器具有由电容数字转换器监测的屏蔽电极和传感器电极。