为带有可移除外壳段的移动计算设备配备附件的内部连接器方案

摘要

一种面板段被构建为可附着于计算设备且可从计算设备拆下以便形成计算设备的整体外壳的一部分。所述面板段包括位于面板段的内表面上的面板连接器，从而当面板段被附着时与计算设备的内部连接器进行电气配对。所述面板段包括一个或多个电气组件，所述电气组件可运行以便向计算设备的组件发送电气输出或从计算设备的组件接收电气输出。

说明书

相关申请

本申请主张2009年1月5日提交的标题为“INTERNAL BUS CONNECTOR”的第61/142,573号美国临时专利申请的优先权的权益，前述优先权申请在此通过引用被完全并入。

技术领域

所公开的实施例涉及移动计算设备。确切地说，所公开的实施例关于为带有可移除外壳段的移动计算设备配备附件(accessorize)的内部连接器方案。

背景技术

为了使计算设备能够传输功率和数据，广泛地将连接器与计算设备一起使用。移动计算设备传统上使用外部连接器或连接器槽（例如，用于安全数字卡）。除了其他缺点之外，传统连接器要求外壳上的‘基板面（real estate）’以适合连接器或槽的尺寸。 

附图说明

图1图示根据一个或多个实施例的计算设备组装件（assembly）。

图2A图示一个实施例，其中面板段运行以便向已连接计算设备提供功率。

图2B图示一个实施例，其中面板段运行以便从计算设备接收功率。

图2C图示一个实施例，其中通过电气连接的功率信号交换是双向的。

图2D图示一个实施例，其中面板段和计算设备互相用信号发送（signal）数据。

图3A和图3B图示根据实施例的面板连接器和设备连接器的不同元件（‘管脚’）配置。

图4A和4B图示根据实施例的针对计算设备和面板段中的每一个的外壳配置。

图5图示根据实施例的结合以与坞站感应连接的计算设备和面板段。

图6图示根据实施例的结合以与另一计算机感应连接的计算设备和面板段。

图7A图示根据实施例的包括感应信号接口的面板段。

图7B图示根据实施例的包括照明组件的可替换面板段。

图7C图示用作高度计的另一个面板段。 

图7D图示根据实施例的包括太阳能充电器的面板段。

图7E图示根据实施例的一个面板段，该面板段包括用于提供带有显示组件的脉冲计的组件。

图7F图示根据实施例的一个面板段，该面板段包括用于提供射频识别设备（RFID）通信的组件。

具体实施方式

此处描述的实施例包括计算设备的面板段。面板段可以被构建为可附着于计算设备且可从计算设备拆下以便形成计算设备的整体外壳的一部分。所述面板段包括位于面板段的内表面上的面板连接器，从而当面板段被附着于计算设备时与计算设备的内部连接器进行电气配对。所述面板段包括一个或多个电气组件，所述电气组件可运行以便向计算设备的组件发送电气输出或从计算设备的组件接收电气输出。

在一些实施例中，面板连接器和设备连接器形成双向连接器以在两台设备之间交换功率。

图1图示根据一个或多个实施例的计算设备组装件。计算设备组装件100包括可以选择性地与功能或附属面板段140相结合的计算设备110。在图1中，设备外壳108的一部分被示为接收所述面板段140。面板段140和外壳108被构建成使得可以通过用户操作将面板段140附着于外壳108且从外壳108上拆下，以便成为外壳的可移除段。例如，扣或其他机械机构可用于使面板段140能够从外壳108可拆下且可附着。在附着时，面板段140就成为外壳108的整体元件。面板段占据外壳108的壳体中的开口109，使得面板段140的外表面156与计算设备外壳108的邻接外表面106齐平。在一些实施例中，面板段140覆盖计算设备的电池模块120，以便形成电池盖或电池门。但是，面板段140可以位于设备的任何部分上。在变体中，面板段140形成外壳的一部分，该部分远离电池盖或与其分离（或不会覆盖设备电池）。在一些实施例中，面板段140可以形成设备的前面、后面或侧面上的外壳结构。此类外壳结构可实施为整个设备外壳的整合的或视觉上无缝的部分。

在图1中，计算设备110被描绘为移动计算设备，其可能对应于包括漫游无线网络和/或电话功能的任意设备，包括蜂窝电话设备和/或移动信使。特别地，此处所述的实施例可应用于多种移动或小形状因数计算设备。可配置为包括此处所述实施例的一种类型的移动计算设备包括计算机电话设备，例如具有语音电话应用的蜂窝电话或移动设备（有时称为“智能电话”）。诸如所述的计算设备可小得足以放到一个手中，同时提供蜂窝电话特征以及其他应用，如消息接发、web浏览、媒体播放、个人信息管理（如联系人记录管理、日历应用、任务列表）、图像或视频/媒体捕获以及其他功能。特别地，移动计算设备可具有多种类型的输入机构和用户接口特征，如键盘或小键盘、多向或导航按钮、应用或动作按钮、以及接触或触敏显示屏。一些设备在一个表面上可以包括键盘、按钮面板区域和显示屏（其可任选地为触敏的）的组合。按钮面板区域可能占据小键盘和显示区域之间的带，且包括导航按钮和多个应用按钮或动作按钮。可执行的特定类型消息接发包括电子邮件应用、短消息服务（SMS）消息、多媒体信息服务（MMS）消息和专用语音交换应用（如SKYPE）的消息接发。此外，对于此处所述的实施例设想的其他类型的计算设备包括膝上型或笔记本计算机、超移动计算机、个人数字助理和其他多功能计算设备。

根据实施例，面板段140通过一个或电气组件运作，以扩展或增强计算设备110的功能。面板段140使用与计算设备110共享的连接器接口来扩展计算设备110的功能。更具体而言，面板段140包括位于面板段140的内表面143上的面板连接器142。在该位置上，当面板段140与计算设备100的外壳108耦合或集成时，面板连接器142就不可接近。面板连接器142包括用于发送或接收功率和/或数据的一个或多个电气触点。面板连接器142将数据和/或功率总线延伸至其他组件，如处理器158。计算设备110包括在内表面134上提供的内部连接器132。内部连接器132可以延伸至数据总线133或功率总线131。数据总线可以延伸至计算设备110的处理器114或控制逻辑，该控制逻辑被分布例如用于控制来自电池模块120的功率输入或输出。功率总线131可以延伸至电池模块120或其他汲取并使用功率的组件。内部设备连接器132和面板连接器142均放置被定位成使得在面板段140接合到计算设备110的外壳108时进行配对并形成电气连接135。在配对时，面板段140和计算设备110针对各种应用和实施方式交换功率和/或数据。

在一个实施例中，面板段提供感应信号接口152，以使功率和/或数据在计算设备110和第三设备（例如感应启用的坞站）之间感应交换。更具体而言，面板段140的感应信号接口152与坞站感应耦合（见图5）或与其他设备感应耦合（见图6），以便通过感应链路发送或接收功率。从第三设备（即不是计算设备110）接收功率时，感应信号接口152会调整并处理功率，然后通过总线133将输入功率用信号发送给设备110。输入功率可用于为电池模块120再充电，或直接为设备的组件提供功率。在向第三设备传输功率中，感应信号接口152使从电池模块120提供的功率能够被传输至第三设备，如另一个计算设备（见图6）。在感应入坞（docking）环境中，一些实施方式提供面板段140包括用磁吸材料形成的片（tab）154（如铁片），以使组装件100能与坞站磁性耦合和解耦。其他许多应用或实施方式有可能通过面板段140提供可替换的功能。图7A至图7E示出并描述了一些可替换功能。如本文其他部分所述，可替换变体提供面板段以提供其他功能或者甚至充当功率或数据信号的通道（pass through）。

图2A至图2D图示当将面板段140包括到或附着于计算设备110时的各种连接方案。在描述各种连接方案时参考图1和图2A至图2D中的每一个。

图2A图示一个实施例，其中面板段140运行以便为计算设备140提供功率。例如，如针对一些实施例所述，面板段140可被配置为感应接收来自另一设备（如坞站）的功率，然后通过功率接收而产生功率输出143。可替换地，面板段140载有太阳能电池、辅助电源单元，或具有到它从其接收功率的另一设备的接口。功率输出143能够足以为设备的电池组件120充电，和/或足以为设备110供电。电池输出143被传输至计算设备110，其中功率总线131（图1）使用输入功率为电池模块120充电和/或运行计算设备的其他组件。作为替换，面板段140包括其自身的电源（如太阳能板），或能够通过另一个连接器接口从另一设备接收功率。

图2B图示一个实施例，其中面板段140运行以从计算设备110接收功率。如图所示，面板段140从计算设备110接收功率输出145。例如，计算设备110可以通过功率总线131向面板段140传输功率输出145。在感应信号发送应用中，面板段140使用感应信号接口152（图1）以用信号发出功率，以便运行第三设备或为第三设备充电（见图6）。作为替换或补充，面板段140使用功率输出145来运行执行某些功能（如提供显示器）的内部组件。

图2C图示一个实施例，其中通过电气连接135（图1）的功率信号交换是双向的。在这样的实施例中，计算设备组装件100可在与以下模式对应的任一模式中运行：(i)设备功率输入模式211，其中设备110从面板段140接收功率输出143；(ii)设备功率输出模式213，其中设备110向面板段140发送功率输出145。 

图2D图示一个实施例，其中面板段140和计算设备110用信号发送数据。数据交换可实施为交换功率的方案（如关于图2A至图2C所述）的替换或补充。面板段140和计算设备110可使用由面板连接器142（图1）和设备连接器132（图1）形成的电气连接135来传输数据。面板段140与功率输出结合或作为单独功能，向设备110传输数据147。同样，设备110可以在功率输出在两个设备之间传输或不传输的情况下向面板段140传输数据149。例如，在其中感应信号接口152用于从另一台设备感应接收功率的实施方式中，面板段140向设备110发送功率输出143，并且设备110传输数据149以便传输与设备100（图1）或电池模块120的功率要求有关的信息。

图3A和图3B图示面板连接器142和设备连接器132的不同元件（‘管脚’）配置。管脚配置可被设计为适应将由面板段140（图1）提供的功能。在图3A所示的实施例中，其中面板段140和计算设备110之间只交换功率，管脚配置可以包括功率的相应管脚332、342和接地的管脚333、343。图3B所示的其中交换功率和数据的实施例中可能还使用了附加管脚。在所示的实施方式中，每个相应的连接器132、142上的多达三个数据管脚352、353和362、363载送数据，不过可以使用更多或更少管脚。管脚配置可以在面板段140和设备110（图1）之间提供串行总线。在一些实施方式中，至少在管脚配置程度上，管脚配置可以遵循如通用串行总线（USB）标准所发布的标准。可以替换地使用其他总线/连接器标准和配置，如例如I2C（智能接口控制器）、SPI（串行外围设备接口）、单线、I2S（集成芯片间声音）和SMB（系统管理总线）。

如图3A和图3B中所述的实施例图示被动电气连接器系统，其中当面板段140被附着时，设备连接器132和面板连接器142被动地互相保持抵靠。在某些变体中，主动连接器系统可能会在单独连接器132和142的位置使用机械附着机制或其他固定方式，以便在面板段被附着时主动使两个连接器保持接触。

图4A和4B图示根据实施例的针对计算设备110和面板段140中的每一个的配置。计算设备110包括带有可移除面板段140或电池模块120的盖的背面402。可以将面板段140的大小确定为只占据设备110整个长度和/或宽度尺寸的一部分。设备110的内表面412包括设备连接器132。如所示，设备连接器132包括四个管脚411，不过可以使用更多或更少管脚。电池模块120保持在与内表面相邻形成的凹处445中。在某些实施方式中，各个管脚之间还提供了间距，以提供电绝缘并减少串扰（cross talk）。

图4A进一步图示面板段140包括内表面444，其上提供了面板连接器142。面板连接器142包括四个管脚441，以便与设备连接器132的配置相匹配。面板连接器142和设备连接器132被定位成使得当面板段140被附着时，这两个连接器被对准以便形成电气连接。在被附着时，面板段140覆盖电池模块120以便形成设备的电池盖。

图4B图示了附着到设备110的面板段140。面板段140的外表面454形成组装件100的整个外表面的一部分。面板段140和设备110中的每一个可以被构建成使得设备110的外表面414平滑地过渡到面板段140的外表面454。

用法应用

如对于某些实施例所述，面板段140可以与计算设备110相结合以便扩展功能，从而实现与另一设备的功率和/或数据的感应传输。在图5中，计算设备110和面板段140相连接以形成组装件100。组装件100感应连接至坞站510，以便从坞站接收功率。在一个实施方式中，面板段140包括片154，以便使组装件100作为整体能够与使用对准的520磁体的坞站510（或某一其他设备）磁性耦合。因此，面板段140可以通过包括用磁吸材料形成（例如，用铁质材料形成）的片154来扩展设备110与磁体连接的能力。

计算设备110的感应信号接口152（见图1）与坞站510对接，以便接收功率信号。面板段140的电路和其他组件处理输入功率信号，然后使用由相应的面板连接器142（图1）和设备连接器132（图1）形成的电气连接135将功率传输至设备110。因此，图5所示的实施例可以被实施以便使设备使用电气连接135接收功率（如关于图2A所述）。该功率可用于为电池模块120再充电，或直接为设备110的组件供电。作为另一个变体，计算设备110可以使用电气连接135向面板段140传输数据（如关于图2D所述）。例如，数据可以表明设备110的功率使用需求。功率使用需求可以例如反映计算设备的电池水平或负载使用。

图6图示与另一计算设备610配对以便为其它计算设备提供功率的计算组装件100。正如图5的一个实施方式，面板段140的片154可以将磁性耦合功能扩展至计算设备110，从而使组装件100能够与其他设备610的磁体612磁性耦合。设备110和面板段140可以在对应于以下两种模式的单独模式中运行：(i)设备功率输出模式（如图6所示），其中设备110用信号发送功率给面板段140，以便输送给第二设备610；和(ii)设备功率输入模式（如图5所示），其中面板段140从坞站510（图5）接收功率，然后使用内部连接器将功率输送至设备110。

2009年6月4日提交的标题为“INDUCTIVE SIGNAL TRANSFER SYSTEM FOR COMPUTING DEVICES”的第12/478,766号美国专利申请在此通过引用被并入，并且公开了用于计算设备上的感应信号接口，如对于本申请中的图5和图6和其他部分所述。2008年9月26日提交的标题为“ORIENTATION AND PRESENCE DETECTION FOR USE IN CONFIGURING OPERATIONS OF COMPUTING DEVICES IN DOCKED ENVIRONMENTS”的第12/239,656号美国专利申请本文在此通过引用被并入，并且公开了用于如图5和图6所述的实施例的坞站、磁性耦合布置和感应信号接口。

对于此处所述的实施例可能提供其他许多使用实施方式。在一些实施例中，设备连接器132（图1）和计算设备110（图1）被配置为接收不同类型的面板段140。例如，根据一个实施例，用户可以将面板段140替换成另一个装置，以便改变所提供的功能。在图7A中，面板段740包括感应信号接口752（如关于一些其他实施例所述），该接口可以提供正好设置在面板段的外表面下的一个或多个线圈762。如对于一些其他实施例所述，感应信号接口752可用于接收或传输功率和/或数据。

在图7B中，可替换的面板段742包括照明组件716，该组件使闪光灯功能能够并入计算设备。在这样的实施例中，设备110（图1）通过电气连接135（图1）为面板段742提供功率，以便对组件716照明。可以在面板段742上载有或通过设备110（图1）来实现对组件716的控制。在后一种情况中，设备110（图1）通过两个设备之间形成的电气连接将命令数据传输至面板段742。

图7C图示用作高度计的另一个面板段744。在一个变体中，面板段744包括显示组件712用于显示高度计的输出。面板段744包括用于执行高度计的功能所需的所有逻辑和传感器。设备110（图1）可以与面板段744连接，以便提供功率。但是，在一些实施方式中，用于提供高度计输出所需的传感器信息和/或计算、处理是从计算设备110（图1）的处理器提供的。因此，计算设备110（图1）和面板段744可以交换数据。 

显示组件712也可以与其他功能一道使用。例如，面板段744可以替换地提供时钟功能，其中显示组件712显示时间。显示组件712还可以从计算设备110（图1）被供电和接收数据，生成并显示来源于计算设备上的数据的内容。图7E还示出了实施显示组件712的使用的另一个实施例。

在图7D中，面板段746包括太阳能充电器730。在这样的实施例中，面板段140处理来自太阳能电池730的输入功率，然后通过由两个设备形成的电气连接135用信号发送功率给设备110（图1）。

图7E图示另一个实施方式，其中面板段748包括用于提供带有显示组件716的脉冲计的组件。图7F图示一个实施方式，其中面板段749提供射频识别设备（RFID）通信。RFID通信可用于鉴别设备，或传输与设备相关联的其他信息（例如，用作钱包）。图7E和图7F中所示的每一个实施方式可能都需要使用逻辑和传感器，所述逻辑和传感器被装载在相应的面板段748和749上，或者接收或导出自计算设备110（图1）。因此，面板段748和749可以从计算设备110（图1）接收功率，并任选地发送和接收数据，以便执行组件的功能。

在另一个实施方式中，除电气连接外，面板段140（如图1所述）可能缺少用于提供数据或功率通道的功能。例如，面板段的外表面可以包括通过管脚441（见图4A）互连的电气连接器。面板段上的外部触点通过管脚441用信号发送功率或数据作为通道至计算设备。

虽然此处描述了许多提供面板段140（见图1）可与计算设备110分离、移除或拆除的实施例，但变体提供面板段与外壳集成且无法与外壳分离。例如，这样的实施例可能会提供面板连接器和内部连接器来实现功率和数据的传输，如其他实施例所述。

此处所述的实施例预期可扩展至此处所述的各个元件和概念，与其他概念、观点或系统无关，且预期包括本申请中各处所述的元件组合的实施例。虽然本发明的例证实施例在此处参照附图进行了详尽描述，但仍应理解本发明不限于这些精确实施例。照此，本领域的技术人员将显而易见许多修改和变体。因此，预期本发明的范围由以下权利要求书及其等效物所界定。此外，即使其他功能和实施例没有提到特定特征，特定特征（无论是单独描述的还是作为一个实施例的一部分描述的）预计可以与其他单独描述的特征或其他实施例的部分相结合。因此，未对结合进行描述不应妨碍发明人对此类结合主张权利。