專利名稱：用于移動計算設備的便攜式電源設備的制作方法
技術領域：
所公開的實施例涉及一種用于移動計算設備的便攜式電源設備。
背景技術：
關于移動計算設備(例如智能電話、媒體播放器等)使用插接站(dockingstation)和其他附件設備是公知的。傳統(tǒng)地，插接站用于(i)給移動計算設備再充電或供 電；(ii)使計算設備能夠與連接至插接站的其他設備進行通信(例如與個人計算機同步)；或者(iii)使用具有插接站的附加資源(例如用于音頻輸出的揚聲器)。在傳統(tǒng)方案中，插接站和移動計算設備使用插入式陽性/陰性連接器(male/female connector)而連接。當設計移動設備具有連接器以與插接站一起使用時,要考慮多種因素。例如，典型地，這種連接器考慮用戶可建立連接的容易度(例如，用戶是否可以簡單地將設備丟進吊架)以及連接器的機械可靠性。當用戶重復地將設備與插接站配對時，配對動作以及從插接站對設備的移除均可以拉緊(strain)連接器結構及其元件。連接器還約束了設備的形狀因子可在厚度和/或其他尺寸上減小的量。連接器方案(特別地，遵守工業(yè)標準的那些連接器方案)具有對連接器的陽性和陰性端的物理尺寸進行規(guī)定的限制。隨著設備變小，適應連接器的大小限制變得更具挑戰(zhàn)性。


圖IA是示意了根據實施例的可電感鏈接以將功率和/或數據信號提供給其他設備的兩個計算設備的示意圖。圖IB示意了在實施例下被模塊化為將計算設備配置為與另一設備建立電感鏈路的移動計算設備的外殼段。圖2A是根據一個或多個實施例的電感鏈接的兩個設備的簡化框圖。圖2B示意了根據一個或多個實施例的從電感鏈接的兩個設備延伸或者這兩個設備之間的電感信號路徑。圖3A至圖3C示意了在不同實施例或變型下電感信號傳送的不同線圈分布實施方式。圖4示意了在實施例下提供對功率和/或數據信號的電感傳送的計算系統(tǒng)的簡化框圖。圖5是根據實施例配置的計算設備的簡化框圖。圖6是根據實施例配置的插接站的簡化框圖。圖7A是根據實施例的具有用于結合另一設備實現電感信號傳送系統(tǒng)的部件的移動計算設備的簡化框圖。圖7B是示意了圖7A中所示的系統(tǒng)的一部分的示例電路配置的電路級圖。圖8示意了根據一個或多個實施例的可在計算設備上使用的磁線圈的細節(jié)。圖9A是根據實施例的具有用于結合另一設備實現電感信號傳送系統(tǒng)的部件的插接站(或其他附件設備)的簡化框圖。圖9B是示意了在實施例下如圖9A所描述的插接站的輸出電路的合適電路配置的電路級圖。圖9C是描繪了在實施例下插接部上的電感接收機的合適電路配置的電路級圖。圖9D和圖9E示意了在另一實施例下用在一個或兩個設備上的線圈組件或子組件。
圖9F示意了在另一實施例下將插接部和移動計算設備進行電感耦合的可替換實施例。圖10示意了在實施例下為了實現高效和安全的電感信令環(huán)境而在兩個計算設備上實現的過程或方法。圖11示意了根據實施例的在受控協(xié)議或過程下使相應的電源和功率接收設備能夠彼此電感鏈接時在這兩個設備上執(zhí)行的步驟。圖12是在實施例下電源設備的操作狀態(tài)的狀態(tài)圖。圖13示意了根據這里描述的實施例的可在設備之間交換的通信分組。圖14示意了在實施例下以二進制形式解釋的各種電感信號調制。圖15示意了在實施例下其中可選擇移動計算設備的定向以影響由一個或兩個插接設備引起的操作或功能的方法。圖16A示意了在實施例下可具有移動計算設備和/或插接部的結構表面特征的實施方式。圖16B示意了在實施例下其中可以使用結構表面特征將移動計算設備機械地保持在插接部的平臺上的實施方式。圖16C示意了在實施例下其中可以使用插入式扣(insertive clasp)的集合將移動計算設備機械地保持在插接部的平臺上的實施方式。圖17示意了在實施例下移動計算設備的背面的配置。圖18示意了在實施例下包括磁體的裝置(arrangement)的插接部的接收表面的俯視圖。圖19示意了在另一實施例下具有磁體的裝置的插接部的側面橫截面視圖。圖20示意了在實施例下使用磁扣而插接到插接部上的移動計算設備。圖21示意了根據實施例的用于磁扣的環(huán)形接口的透視圖。圖22示意了根據實施例的具有機械凸起(proud)區(qū)域的環(huán)形接口的透視圖。圖23示意了在實施例下可以用于磁扣的磁元件的實施例。圖24示意了在實施例下插接部和移動計算設備的橫截面視圖。圖25示意了其中移動計算設備可以耦合至背膠(sticky-back)附件設備的實施例。圖26示意了根據實施例的電源設備。圖27示意了根據實施例的用于操作電源設備的方法。圖28A示意了在實施例下保持和占用移動計算設備的電源設備的俯視橫截面視圖。圖28B示意了在實施例下保持移動計算設備的電源設備的前視圖。
圖28C不意了如圖28B所不意的保持移動計算設備的電源設備的后視圖。圖28D示意了在實施例中被插入到電源設備的車廂(carriage)中的移動計算設備。圖28E示意了在實施例中被插入到電源設備的車廂中的移動計算設備的另一視圖。圖29A是在實施例下包括移動計算設備的電源設備的側面橫截面視圖。圖29B示意了在實施例中包括圖29A的移動計算設備的電源設備的前視圖。圖29C示意了在實施例中包括圖29A的移動計算設備的電源設備的后視圖。圖30A是在實施例下包括移動計算設備的電源設備的側面橫截面視圖。圖30B示意了在實施例中包括圖30A的移動計算設備的電源設備的前視圖。圖30C示意了在實施例中包括圖30A的移動計算設備的電源設備的后視圖。圖31A示意了根據實施例的電源設備的前視圖。圖3IB是包括圖3IA的移動計算設備的電源設備的橫截面視圖。圖32是在實施例中具有電感信號接口的電源設備的前等距視圖。圖33是在實施例中包括電感信號接口的部件的隔離視圖。圖34A示意了在實施例下電源設備的廂的前視圖。圖34B示意了圖34B的電源設備的廂的后視圖。圖35A示意了在實施例中可被插入到電源設備中的移動計算設備的可替換定向。圖35B示意了在實施例下電源設備的可替換線圈配置。圖35C示意了電源設備的線圈配置的另一實施例。圖36示意了其中根據實施例的電源設備被配置為同時且電感接收功率并給另一設備供電的實施例。圖37示意了根據一個或多個實施例的將硬件和邏輯功能進行集成以關于移動計算設備的使用而實現對功能的執(zhí)行的電源設備。
具體實施例方式這里描述的實施例使設備能夠與另一設備進行電感鏈接，以便在這兩個設備之間交換或杠桿(leverage)功能。一些實施例提供了在兩個計算設備之間建立的電感鏈路。電感鏈路用于用信號發(fā)送(signal)功率和/或數據。如多個實施例所描述的，電感鏈路可以用于配置一個或所有電感鏈接的設備上的功能或操作。這里描述的實施例提供了一種計算系統(tǒng)或包括該計算系統(tǒng)的一部分的設備。在實施例中，針對計算設備提供了插接站。該插接站可以由例如移動計算設備(例如蜂窩或無線電話/消息收發(fā)設備)使用。插接站包括外殼，該外殼包括接收和保持移動計算設備的接收頂表面。與外殼一起包括電感信號傳送接口，以電感地用信號發(fā)送功率或數據中的至少一個給移動計算設備。插接站還提供了輸出部件和處理資源。處理資源被配置為檢測移動計算設備在接收表面上的布置。從移動計算設備接收數據，并且基于所接收的數據將輸出用 信號發(fā)送給輸出部件。根據一些實施例，插接站是音頻插接部，以便包括作為輸出設備的揚聲器。這里記載了插接站的其他示例。
此外，這里描述的實施例包括計算機系統(tǒng)，該計算機系統(tǒng)包括彼此電感鏈接的第一計算設備和第二計算設備。兩個設備之一電感地用信號發(fā)送標識符給其他設備。在接收到標識符時，該其他設備配置一個或多個操作?；谟眯盘柊l(fā)送的標識符來選擇或另外配置操作。根據一個實施例，移動計算設備(“MCD”)和插接站(“插接部”)單獨地配備有在不使用連接器的情況下使充電/功率信號能夠從插接部傳送至MCD的特征和部件。作為附加或替換，當相對于插接部保持(即，“插接”)MCD時，插接部和/或MCD可以與該其他設備交換數據信號或者向該其他設備發(fā)送數據信號?？梢允褂镁幊淘?programmatic element)來實現這里描述的一些實施例,編程元件通常被稱作模塊或部件，盡管也可以使用其他名稱。這種編程元件可以包括程序、子例程、程序的部分、或者能夠執(zhí)行一個或多個所聲明的任務或功能的軟件部件或硬件部件。如這里所使用，模塊或部件可以存在于硬件部件上而與其他模塊/部件無關，或者模塊/部件可以是其他模塊/部件、程序或機器的共享元件或過程。模塊或部件可以駐留于一個機器上(例如客戶端上或服務器上)，或者模塊/部件可以分布在多個機器當中(例如多個客戶端上或服務器機器上)。所描述的任何系統(tǒng)可以整體或部分地實現在服務器上，或者被實現為網絡服務的一部分。可替換地，例如這里描述的系統(tǒng)可以整體或部分地實現在本地計算機或終端上。在任一種情況下，本申請中提供的系統(tǒng)的實施方式可能需要使用存儲器、處理器和網絡資源(包括數據端口和數據線路(光、電等等))，除非另有聲明。這里描述的一些實施例可能一般需要使用包括處理和存儲器資源的計算機。例如，這里描述的系統(tǒng)可以實現在服務器或網絡服務上。這些服務器可以相連接并被用戶通過網絡(例如互聯網)或通過網絡的組合(例如蜂窩網絡和互聯網)來使用。可替換地，這里描述的一個或多個實施例可以整體或部分地本地實現在計算機器(例如臺式電腦、蜂窩電話、個人數字助理或膝上型計算機)上。因此，存儲器、處理和網絡資源均可以是關于這里描述的任何實施例的建立、使用或執(zhí)行(與任何方法的執(zhí)行或任何系統(tǒng)的實現一起包括)而使用的。此外，這里描述的一些實施例可以是通過使用一個或多個處理器可執(zhí)行的指令來實現的。這些指令可以是在計算機可讀介質上承載的。以下各圖中所示的機器提供了在其上可承載和/或執(zhí)行用于實現本發(fā)明實施例的指令的處理資源和計算機可讀介質的示例。具體地，在本發(fā)明實施例中示出的多個機器包括處理器以及用于保持數據和指令的各種形式的存儲器。計算機可讀介質的示例包括永久內存存儲設備，例如個人計算機或服務器上的硬盤驅動器。計算機存儲介質的其他示例包括便攜式存儲單元(例如CD或DVD單元)、閃存(例如在許多蜂窩電話和個人數字助理(PDA)上承載)以及磁存儲器。計算機、終端、網絡使能設備(例如，諸如蜂窩電話之類的移動設備 )是利用處理器、存儲器、以及計算機可讀介質上存儲的指令的機器和設備的所有示例。概述
圖IA是示意了根據實施例的兩個計算設備的示意圖，可以使這兩個計算設備相接觸，以便用于使一個設備能夠將功率和/或數據信號提供給其他設備的目的。這里描述的多個實施例(包括例如圖I所述的實施例)將MCD和插接部稱作彼此接觸以在不使用傳統(tǒng)插入式或機械耦合連接器的情況下進行功率/數據傳送目的的兩個設備。然而，在這里描述的實施例中可以使用不同類型的設備(例如，便攜式設備和附件設備)。在這里提供的許多示例中，電感耦合的兩個設備與移動計算設備(也被稱作MCD)和附件設備(具體地，插接部或插接站)相對應。然而，還可以使用其他類型的設備來實現實施例。在一個實施方式中，MCD是具有蜂窩數據和電話能力的多用途設備，而附件設備對應于例如插接站(用于通信和電源)、背膠(或背載)附件、投光器、音箱或頭戴式耳機站。作為蜂窩電話/數據能力的附加或替換，MCD可以包括例如用作以下各項的功能媒體播放器、攝像機或錄像機、全球定位單元、超移動個人計算機、膝上型計算機或多用途計算設備。這里描述了多個其他示例和實施方式，包括其中三個或更多個設備通過一個或多個無連接器的連接而互連的實施例。相應地，系統(tǒng)100包括由插接部120支撐或另外保持的MCD 110。其中支撐MCD110的方式可以變化。此外，如利用一個或多個實施例所描述的，用戶可以改變MCD在插接 站上的定向，用于配置一個或兩個設備的操作或行為的目的。根據所示的實施例的定向，在插接部120上在部分直立的位置處沿其長度軸(L)支撐MCD 110。這種定向可以與“肖像(portrait)”位置相對應。在其中可替換定向可能的實施例中，一個或多個“風景”位置或者肖像與風景之間的位置是可能的。根據實施例，插接部120利用物理支撐結構(未示出)(例如架子、平臺、鉤或機械保持特征)JfMCD 110保持在插接或配對位置處。在另一實施例中，針對插接部120和/或MCD 110，可以包括或提供磁扣，以牢固MCD相對于插接部的保持。全部內容以參考方式并入此處的優(yōu)先權美國專利申請No. 12/239，656詳述了使用磁扣和鐵質(或其他)材料，以便將MCD 110物理保持在與插接部120插接的位置處。插接部120可以包括用于生成功率和/或數據信號并將其延伸至MCD 110的資源121。例如，插接部120可以與功率出口 124或另一計算機126 (例如，臺式計算機)配對以延伸功率和/或數據信號。資源121可以包括電路或硬件，例如AC/DC轉換器和調節(jié)器。為了使插接部120能夠從個人計算機或其他計算站接收電功率，一個實施方式提供了包括物理連接器端口(例如由通用串行總線(USB)連接器提供)的插接部120。此外，插接部120可以包括數據獲取能力，該數據獲取能力是通過計算機126的連接器端口、無線端口(例如，蜂窩、WiMax連接、藍牙)、互聯網端口和介質饋線來提供的(例如，通過電視調諧器和線纜來提供的)。如圖I的實施例所示，MCD 110具有厚度為⑴的外殼套(housing shell) 112。外殼套112可以用于保持MCD 110的內部部件，例如電路板、處理器、存儲器或者顯示組件的部件。MCD 110可以被構造為使得外殼套112的主面115 (例如，背面板)依靠在插接部120的接收表面125上。這里描述的實施例提供了一種用于在不使用電導體的情況下短距離傳送電功率的系統(tǒng)和技術。在一個實施例中，MCD 110和插接部120是電感耦合的。MCD 110可以物理地置于插接部120上，以將功率和數據信號中的一個或兩個電感耦合。在其他實施例中，MCD 110和插接部120可以被放置為彼此接近而無物理接觸。作為替換地或附加地，MCD可以配備有定向傳感器(例如加速計)，以便供設備檢測其自身關于重力的定向。MCD 110可以包括基于其在插接部120上的定向(例如風景或肖像)而實現或自動執(zhí)行的功能。在一個實施例中，該設備將其定向傳送至插接部(例如，以電感方式或通過無線(RF)通信介質),使得插接部120可以便于或執(zhí)行與MCD在給定的定向上執(zhí)行的操作一致的功能。為了使MCD的加速計(或其他傳感器)能夠檢測其自身位置，由插接部120提供的支撐的角度可以使得傳感器可操作。例如，這里描述的一些實施例采用加速計，在這種情況下，與適當支撐MCD 110的水平面的角度至少為22. 5度。可替換外殼實施方式和配置
盡管在別處描述的許多示例具體記載了其中在作為移動計算設備和插接部(或插接站)的兩個設備之間發(fā)生電感充電的實施方式，但是所記載的實施例可以是在被更一般地記載為電源或功率接收設備的設備之間等同地應用的。一些實施例認識到，電感充電可以由其他類型的計算設備執(zhí)行或利用其他類型的計算設備而執(zhí)行。例如，不是使用在某可操作決定中支撐移動計算設備的插接站，而是附件設備可以具有使其能夠在設備上承載的可 替換形狀因子。同樣地，移動計算設備可以承載作為附件特征的電感充電能力。例如，圖IB示意了可被覆蓋到移動計算設備110上的現有外殼段190上或取代現有外殼段190而組裝的外殼段180。外殼段180包括用于實現與另一設備的電感信號傳送的信號處理機資源182(如在本申請中的圖7A的實施例和其他位置處所描述的)。外殼段180可以是與MCD 110分離地購買的，并可以被用戶組裝到MCD上以使MCD能夠具有電感充電(功率接收)、電感功率信令和/或電感數據傳送的能力。在一個實施例中，外殼段180是MCD的電池蓋。數據和功率總線184可以將外殼段的電感信令資源182與計算設備的電池和其他電子部件互連。在其中使用磁扣將M⑶110耦合至插接部的實施例中，外殼段180的外表面可以包括設備110與插接部或附件磁耦合所需的一些或所有鐵質材料(或磁體)。作為替換，可以在MCD的外殼的除段180外的其他部分上提供鐵質材料。為了這里描述的應用的目的，對具有電感信號接收/發(fā)送能力的移動計算設備的參考可以包括具有制造或銷售后部分地裝飾或替換的其外殼的設備。電感信號路徑
圖2A是MCD 210和插接部220的簡化框圖，其中，一個或兩個設備被配置為在具有電感信號路徑部分的信號路徑上對信號進行傳送，以便形成部分電感信號路徑。根據實施例，MCD 210可以被放置為與插接部220接觸，例如以利用其他實施例所述(例如圖I所述)的方式。結果是設備外面208 (例如，后面)與插接部的接收表面228接觸。可替換地，可以使這兩個設備很接近，但不必接觸，以便發(fā)生電感信號通信。盡管MCD 210和插接部220的外表面208、228分別可以由于插接部對MCD的保持而接觸，但是不進行接觸以在這些設備之間導電傳送信號。更確切地，插接部220上的信號源224(例如，功率入口)可以生成通過磁線圈226或其他電感機構而變換為磁場的信號228 (例如功率)?？梢栽贛CD 210上提供對應的線圈214或電感接收部件，以將信號228變換為電信號216。電信號216可以由各種電路元件和部件處理，以便給MCD 210的部件通電和/或給設備210的電池模塊219充電。圖2B示意了使用在插接部220和MCD 210上提供的磁/電感和導電元件的組合而從插接部220到MCD 210延伸或在插接部220與MCD 210之間延伸的電感信號路徑250。在插接部上，信號路徑250包括電流相位252和電感(或磁場)相位254。電感相位254使用磁場來承載相應外殼的邊界上的信號。因此，在設備210上，信號路徑250包括電感相位254后面緊接著電流相位256。相反路徑也是可能的，例如，在MCD將功率和/或數據供給至插接站或另一附件設備的情況下。
電感線圈布置
可以通過使用在要耦合以發(fā)送或接收功率和/或數據信號的每個設備上提供的線圈來實現功率和/或數據信號的電感傳送。各種線圈配置是可能的，以實現功率和/或數據的單向或雙向傳送。
圖3A至圖3C示意了在不同實施例或變型下用于電感信號傳送的不同線圈分布實施方式。具體地，圖3A示意了包括兩個線圈(每個設備上一個)的系統(tǒng)或子系統(tǒng)。這兩個線圈302、304可以用于在這兩個設備之間交換的一個信號301中傳送功率和/或數據。此夕卜，功率或數據的傳送可以是雙向的。圖3B示意了三線圈實施方式，其中，兩個設備之一(例如插接部220)包括兩個線圈312、314，并且其他設備(例如，MCD 210)包括僅一個線圈316。該實施例可以提供以下優(yōu)勢在實現分離的數據和功率交換的同時，減小從MCD所需的重量或大小。在一個實施例中，MCD 210的線圈316從插接部上的一個線圈312接收功率311，并從其他線圈314接收數據313?？蛇x地，功率311或數據313信號可以是雙向的，這意味著MCD 210上的線圈316可以將信號傳送回到插接部220。在一個實施方式中，MCD 210上的線圈用信號發(fā)送數據給插接部220上的獨立數據線圈。圖3C示意了其中插接部320和MCD 310中的每一個包括兩個線圈的另一實施方式。具體地，插接部320上的功率和數據線圈322、324可以將功率321和數據323信號傳送至MCD 310上的相應線圈332、334。在實施例中，功率和數據通信是雙向的。使用電感信號路徑的計算機系統(tǒng)
圖4示意了在實施例下提供功率和/或數據信號的電感傳送的計算系統(tǒng)的簡化框圖。根據這里描述的多個實施例，計算系統(tǒng)400包括被構造為實現電感信號傳送交換的MCD410和插接部420。在實施例中，插接部420包括中央處理器424、功率子系統(tǒng)422和通信子系統(tǒng)426。MCD 410包括功率子系統(tǒng)412、信號處理器414和通信子系統(tǒng)416。此外，MCD410 (以及可選地，插接部420)包括多個其他部件，例如，用于實現應用執(zhí)行、蜂窩和數據通信以及作為MCD 410的使用的一部分的多個其他功能的中央處理器和存儲器資源。在插接部420上，功率子系統(tǒng)422包括與持續(xù)電源421的連接，例如墻上插座。此夕卜，功率子系統(tǒng)422包括以下部件這些部件用于將來自電源的信號轉換和調節(jié)為適于使用例如電感介質傳送的形式。此外，功率子系統(tǒng)422包括用于將源自電源421的電信號轉換為電感信號的一個或多個線圈。通信子系統(tǒng)426可以包括用于向其他設備接收和發(fā)送數據的無線或有線端口，這些其他設備包括其他計算機或數據源(例如，來自其他設備(例如機頂盒)的介質饋線)或介質輸出設備。在實施例中，通信子系統(tǒng)426還實現對通過在這兩個設備之間延伸的電感信號路徑之一而傳送的數據的電感數據處理。如所提及的，可以通過對電感功率信號進行調制或使用分離的數據信號路徑來傳送這種數據。插接部420的中央處理器424可以被配置為處理來自通信子系統(tǒng)426的輸入數據信號，不論是來自其他源還是來自MCD 410。此外，中央處理器424可以控制向外傳送至其他資源或MCD 410 (使用電感信號路徑)的數據。在MCD 410上，實施例提供了 功率子系統(tǒng)412從插接部420接收輸入功率信號408，并以修改或調節(jié)的形式將功率信號分發(fā)至其他部件或電池以供再充電。以單向的方式通過從插接部420至MCD 410的電感路徑用信號發(fā)送功率信號408。通信子系統(tǒng)416被配置為與插接部420進行通信，以接收和/或發(fā)送數據信號409。一個實施例提供了 通信子系統(tǒng)416可以包括用于對在功率信號上承載的數據進行解調的資源。具體地，通信子系統(tǒng)416可以使用其資源來實現一個或多個協(xié)議，例如(i)用于調節(jié)在接收設備上對電流/電壓信息(例如使用級別)進行傳送的數據交換的功率的電感傳送的協(xié)議；(ii)用于從功率信號408的調制的特性中檢索并使用證書信息(例如，用于建立后續(xù)無線通信的預備數據)的證書協(xié)議。一個或兩個協(xié)議還可以提供通信子系統(tǒng)416使用由功率信號408傳送的證書信息和/或其他數據來切換至例如標準化無線通信介質(例如藍牙)。此外，另一實施例可以提供使通信子系統(tǒng)416能夠生成調制后的功率或其他信號，以傳送至插接部420或其他設備。例如，如圖3B所示，可以在插接部上使用兩個線圈，包括對功率和數據進行傳送的一個線圈和從MCD 410接收數據的另一線圈。通信子系統(tǒng)416可以執(zhí)行以下功能從調制的數據信號中檢索數據并將數據向外傳送至MCD 410上的數據接收線圈。如利用一些其他實施例所述，還通過對功率信號進行調制將數據信號409與功率信號408進行組合。在一個實施方式中，插接部420用信號發(fā)送具有功率信號408的數據 409，作為建立不同無線通信關系的預備步驟。在另一實施例中，可以與功率信號分離地向MCD或從MCD傳送數據信號409。設備框圖
圖5是根據實施例的MCD的簡化框圖。MCD 500可以被配置為包括利用其他實施例所述的任何功能或能力，包括使用導電或電感信號路徑接收電信號(功率和/或數據)的能力。因此，如利用其他實施例所述，MCD 500可以對應于例如“智能電話”、移動伴侶、媒體播放器、數碼攝像機或GPS單元(或者可作為所描述的許多設備而執(zhí)行的多功能設備)。更具體地，一個或多個實施例提供了 MCD 500可以對應于移動電話/數據消息收發(fā)計算設備，例如蜂窩電話或具有語音電話能力的移動設備(有時被稱作“智能電話”)。例如所描述的計算設備可以足夠小以適配于一只手，同時結合其他應用提供蜂窩電話特征，這些其他應用例如是消息收發(fā)、網頁瀏覽、媒體回放、個人信息管理(例如，聯系人記錄管理、日程表應用、任務列表)、圖像或視頻/媒體捕獲和其他功能?？蓮腗CD 500提供的功能的其他示例包括音頻和/或視頻回放或全球定位服務(GPS)，作為首要或使能功能。MCD500可以具有多種類型的輸入機制和用戶界面特征，例如鍵盤或鍵區(qū)、多方向或導航按鈕、應用或動作按鈕、以及接觸或觸摸敏感顯示屏或按鈕。在數據消息收發(fā)/通信設備的情況下，可執(zhí)行的具體類型的消息收發(fā)或通信包括用于電子郵件應用、短消息服務(SMS)、多媒體消息服務(MMS)和專有語音交換應用(例如SKYPE)的消息收發(fā)。此外，MCD 500可以對應于多種其他類型的計算設備，例如筆記本計算機、超移動計算機或個人數字助理。根據實施例，MCD 500包括一個或多個處理器510、存儲器資源520、顯示組件528、一個或多個通信端口 530和電源模塊540。在實施例中，MCD 500包括信號處理機資源550(或模塊)，信號處理機資源550包括用于使用電感通信介質接受和/或發(fā)送功率或數據信號的硬件和邏輯。作為另一選項，MCD 500包括一個或多個檢測器560 (或傳感器)，用于在設備插接至附件設備時檢測MCD 500的定向或位置。處理器510可以包括信號處理資源550或與信號處理資源550進行通信，以實現用于實現對信號的電感接收或發(fā)送的一些或所有信號處理能力。通信端口 530可以包括無線或有線端口?？梢酝ㄟ^例如局部無線通信協(xié)議(例如，由藍牙標準、無線保真(802. 11(b)或(g))提供)來實現無線通信端口。無線通信端口還可以通過蜂窩網絡進行通信。更具體地，MCD 500可以包括用于提供特定類型的無線連接以執(zhí)行任何一種或多種類型的無線操作目的的一個或多個無線通信端口。例如，通信端口 530可以包括或對應于(i)用于發(fā)送和接收蜂窩語音/數據的廣域網(WAN)無線電模塊；(ii )局部無線通信端口，例如藍牙或無線USB ； (iii)紅外端口 ；(iv)全球定位系統(tǒng)無線電；和/或(v) WiMAX無線電。例如，存儲器資源520可以包括閃存、隨機存取存儲器和/或永久存儲器(即ROM)。存儲器資源520包括用于實現(例如在任何所述實施例中提供的)功能和程序動作的指令和數據。可選地，存儲器資源520可以承載記錄的數據庫或數據存儲器，其包含與主計算機同步或通信的活動數據項目(例如以上所述)和/或在這種數據項目上實現保存數據項目的動作。根據實施例，信號處理機資源550包括用于向和/或從插接部接收或發(fā)送功率信號和/或數據信號(被調制或組合為一個信號)的硬件。在上述各個實施例中詳述了信號處理器資源550的用于實現電感信號路徑的部件和元件的附加細節(jié)。在一個實施例中，信號處理器資源550被配置為接收功率信號，用于給MCD 500的其他部件(例如，顯示組件528)通電或給電源模塊540的電池再充電的目的。在一個實施方式中,可以使用與MCD 500的中央處理器分離的電路和部件來處理輸入的功率信號。因此，處理器510可以包括多于一個單?；蛸Y源。在一個實施方式中，例如，MCD 500包括信號處理器(其可以與信號處理機550合并)和中央處理單元(CPU)。如其他地方所述，實施例提供了 MCD被配置為使用信號處理機資源550來傳送和/或接收實現設備之間的后續(xù)通信的一些數據。該數據可以包括證書數據552，證書數據552使用例如經由局部無線通信端口 530之一的局部無線通信鏈路來實現后續(xù)無線通信?？梢詫⒆C書數據552存儲在存儲器資源的一部分內，并使其對處理資源來說可用，以與由信號處理機資源550執(zhí)行的功能一起包括或使用。在一個實施例中，信號處理資源550能夠通過調制的功率信號來對證書數據中的至少一些進行電感傳送。作為附加或變型，信號處理資源550能夠識別或使用從插接部電感傳送的證書數據552，以標識插接部并與插接部配成對。在一個實施例中，以獨立檢測MCD 500的定向的傳感器的形式提供檢測器560。例如，檢測器560可以對應于檢測MCD 500在任何給定時刻處的定向的加速計或垂直位置傳感器。在另一實施例中，檢測器560感測數據或信號或將其傳送至定位在插接部的暴露表面上的電氣或導電(或電感)板。因此，可以通過確定哪些檢測器560和/或傳感器或導電板在這兩個設備插接時相接觸來檢測MCD的位置。標識MCD 500在插接時的定向的信息可以影響MCD和/或其部件的各種操作或模式/狀態(tài)。檢測器560可以用信號發(fā)送定向信息562至MCD的處 理器510或傳送至MCD的處理器510。在一個實施方式中，例如,處理器510被配置為使用定向信息562用信號發(fā)送顯示狀態(tài)529給顯示組件528。例如，響應于信號，可以在肖像和風景模式之間切換顯示組件 528。圖6是在實施例下插接部的簡化框圖。插接部600可以對應于利用這里的其他實施例所描述的任何插接部。具體地，所描述的插接部可以用于實現(取決于實施例)電感信號路徑，該電感信號路徑用于與MCD傳送功率和數據，例如圖6所述。在實施例中，插接部600包括處理資源610、信號處理機620、存儲器資源630和電源(power resource)640。插接部600還可以包括一個或多個通信端口，該一個或多個通信端口包括無線通信端口 642和/或一個或多個有線通信端口 644。處理資源610實現智能操作，例如認證MCD 500或與MCD 500配成對(參見圖5)(例如通過無線鏈路)和/或數據共享/同步操作(與MCD 500)。在一個變型中，插接部600還能夠與計算資源(例如其他設備或計算機)進行對接，以實現MCD 500與第三設備之間或者插接部與第三設備之間的同步或數據共享操作。在實施例中，處理資源610對應于或包括信號處理器，該信號處理器能夠通過功率信號中的調制來接收或發(fā)送數據。信號處理機620包括用于實現與駐留于MCD的面板或外殼內的對應元件的電感耦 合的電路和元件。信號處理機620可以包括用于發(fā)送和/或接收功率或數據的一個或多個線圈。如上所述，可選地，可以以對數據進行承載或傳送的方式對通過磁線圈而傳送的功率信號進行調制。因此，信號處理機620可以使用在電感信號路徑上承載的功率信號來傳送或接收數據。電源640處理通過標準出口而接收的功率。作為可替換地或附加地，電源640可以從另一計算設備提取功率。此外，電源640可以包括給插接部和其他設備提供功率的電池。可以以標準化端口(例如，由藍牙或無線USB標準定義)的形式提供無線通信端口642。物理端口也可以是標準化的(例如，由USB或固線標準提供)。可選地，插接部600包括可檢測MCD在插接位置處的定向的定向檢測機構612。作為附加或可替換，定向檢測機構612檢測是否存在(S卩，插接有)MCD。如其他實施例所描述，定向檢測機構612可以使用指示MCD在插接位置處的定向的信息來執(zhí)行或配置狀態(tài)或模式或操作?？商鎿Q地，插接部600可以將定向信息傳送至MCD。在插接部可執(zhí)行的可能功能當中，插接部可以發(fā)送或接收與MCD的無線通信611。這種通信可以完成各種任務或操作，包括(i)數據文件或記錄661的同步或通信(例如，對聯系人和電子郵件進行同步)；(ii)使用證書信息663和設備通信662來與MCD建立配對關系以用于后續(xù)操作；(iii)在MCD與連接至插接部的第三計算設備之間建立配對關系(例如，實現與所附著的個人計算機的藍牙或有線通信)；(iv)通過將通信662轉發(fā)至第三計算機(例如，個人計算機或膝上型計算機)，用作與另一設備(例如，顯示屏的電視)的貫通或數據接口 ；和/或(V)交換數據以共享或提供資源或擴展MCD的功能(例如，通過將音頻路由至與插接部相連接的揚聲器，實現駐留于設備上的媒體數據665的回放)。插接部600可服務的一個主要目的在于使用通過信號處理機620而傳送的功率來給MCD再充電或通電。此外，實施例提供了 插接部600檢測MCD的定向，并且然后將定向信息傳送至MCD。盡管圖6的實施例描述了與插接部相對應的附件設備，但是應當清楚，其他形式的附件設備可以包括類似的部件或功能。例如，可以以“背膠”設備的形式提供附件設備。例如，這種設備可以使用信號處理機620來導電或電感接收功率或數據。這種設備還可以執(zhí)行與MCD的無線通信，以對記錄進行同步，執(zhí)行媒體回放和/或另外共享其他形式的數據(例如，提供GPS數據、接收圖像等)。因此，對于所記載的示例，實施例提供了 MCD 500 (參見圖6)可以被配置為(i)從附件設備(例如插接部600)接收功率；和/或(ii)使用局部無線通信端口來執(zhí)行與附件設備(即，插接部600或其他設備)的無線通信。附加地，MCD可以使用功率信號或無連接器的介質來交換并以程序方式執(zhí)行認證或授權無線配對和通信的步驟中的至少一些。在例如附件設備需要功率的一些情況下，MCD可以使用電感信號傳送來供電。MCD上的信號處理機
圖7A是根據實施例的具有用于結合另一設備(例如，如圖6所述的插接站)實現電感信號傳送系統(tǒng)的部件的移動計算設備(例如圖5所述)的簡化框圖。在圖7A中，示出了信號處理資源550，包括用于與另一設備電感接收和/或傳送功率/數據的各個部件。更具體地，信號處理資源550包括形成對應電感信號路徑的端子的一個或多個線圈722。此外，信號處理資源550包括通信電路728、電源電路726和用于使用電感信號路徑處理輸入和輸出信號 的信號處理器740 (CPU或處理資源)。處理器740被編程為實現針對功率的受控使用和電感鏈路上的數據的交換的協(xié)議。更具體地，信號處理器740(i)實現可借以通過電感信號路徑對數據進行傳送和/或解釋、部分地通過線圈722而使能數據的協(xié)議；以及(ii)控制接收/通信功率。為此，其可以使能處理輸入信號路徑的電源電路726。通過經由調節(jié)器732從線圈722接收到的電壓711來給信號處理器740通電。在一個實施方式中，調節(jié)器電源732給處理器740供應3伏特。信號處理器740還監(jiān)視電流(電流值744)，以檢測通過線圈722接收到的功率信號的電流電平。電源電路726在電源總線747上將功率信號748供給至設備電子裝置770。這樣，功率信號748給MCD 500 (圖5)的部件獨立通電。功率信號748還可以給設備的電池再充電。根據一些實施例，信號處理器740在數據總線742上用信號發(fā)送數據749，以與設備的另一處理資源(如CPU)交換數據。該數據可以對應于例如證書信息或者與從插接站接收到的數據有關的信息(例如，對證書信息交換的確認)。此外，MCD 500 (圖5)可以被配置為將用于檢測外部對象(S卩，插接部)的檢測器(例如傳感器)組合用于檢測與插接部有關的信息的機構。根據一個或多個實施例，電源電路726包括同步電橋730、調節(jié)器732、電流感測器734和輸出鉗位器(clamp)736。線圈722從插接部600 (參見圖6)或其他附件設備接收輸入電感信號721。同步電橋730將未調節(jié)的DC信號輸出至調節(jié)器732和電流感測器734。如上所述，一個實施方式提供了 調節(jié)器732是3伏調節(jié)器，以將3伏功率信號供給至信號處理器740。電流感測器734將電流值744用信號發(fā)送給處理器740，處理器740接通或關斷輸出鉗位器736。更具體地，在所供給的電感信號721超過期望功率電平的時刻處，輸出鉗位器進行操作736 (具有來自處理器740的使能信號737)以導通和鉗斷過電壓。輸出鉗位器736可以充當電壓調節(jié)器或“降壓”(buck)轉換器。這樣，輸出鉗位器736確保輸出(用于給設備500通電或給其電池再充電)被調節(jié)。因此，在輸入電感信號721太高的時刻處，信號處理機可以將電壓調節(jié)至設備電子裝置。如上所述，可以對輸入信號721進行調制以在功率傳送時承載數據。通信電路728(其部分可以被分布或與處理器或其他位置集成)可以包括用于在給定的持續(xù)時間上檢測輸入信號721的信號調制的頻移鍵控(FSK)檢測器716。FSK調制僅是可針對該設備而實現的一種類型的調制。例如，檢測器可以用于處理AM信號調制、相位調制、QAM、CDMA、極位置或各種其他形式的信號調制。這種FSK調制可以與這里記載的一個或多個協(xié)議一致。將從檢測器檢測到的輸入數據717傳送至處理器740。輸入數據717可以包括協(xié)議數據(用于發(fā)起協(xié)議事件的序列以控制從插接部600供給至MCD 500的功率的數據)或者證書或使用率數據。處理器740可以通過數據總線742將一些數據從輸入信號721傳送至設備(例如，設備的CPU)。可以對其他數據進行處理以確定協(xié)議響應，或提供/使用反饋以調諧功率信號721的特性。處理器740可以使用AM調制(或者可替換地，FM調制)在電感信道上將數據用信號發(fā)送出。在一個實施例中，相同線圈722用于在MCD 500上發(fā)送出數據并接收進數據。更具體地，數據輸出可以與以下協(xié)議數據相對應，該協(xié)議數據(i)響應于協(xié)議事件，例如從插接部600傳送的信號；(ii)提供反饋，包括電源信息(例如，需要多少功率)或用于實現對輸入功率信號721的受控調節(jié)的其他數 據。圖7B是示意了圖7A所示的系統(tǒng)的一部分的示例電路配置的電路級圖。圖7B中的電路元件包括輸入/輸出(I/O)端口 751和752、晶體管二極管對753、754、755和756、運算放大器757和758、平滑電容器759、去耦合元件760、輸出數據信號線路761、DC功率線路762。I/O端口 751和752可以表示可電感耦合以接收和發(fā)送數據和功率的線圈。I/0端口 751和752可以表示單個電感耦合線圈，例如圖7A的線圈722。I/O端口 751和752通過電感耦合來接收AC信號。所接收的AC信號包括功率分量和數據分量中的至少一個。使用由二極管753、754、755和756形成的同步電橋或整流器將所接收的AC信號的功率分量轉換為DC功率信號。同步電橋與圖7A的同步電橋730相對應?？商鎿Q地，可以使用半同步電橋。在晶體管二極管對753、754、755和756中的每一個中，晶體管(典型地，M0SFET)與二極管串聯連接，以在二極管正向偏置時消除二極管上的電壓降。在晶體管二極管對755和756中，晶體管的柵極分別由運算放大器757和758控制。運算放大器757被配置和耦合以輸出電壓電平，以便在晶體管二極管對755的二極管變?yōu)檎蚱脮r導通晶體管二極管對755中的晶體管。運算放大器758類似地被配置為執(zhí)行晶體管二極管對756上的相同功能。晶體管二極管對753和754中的晶體管是通過分別經過I/O端口 751和752的電壓來控制的。平滑電容器759耦合至同步電橋，以減小同步電橋DC功率線路762的輸出的振蕩。平滑電容器電容性地加載DC功率線路762，使得可以實現平滑的DC功率輸出。去耦合元件760包括與用于將AC功率轉換為DC功率的去耦合電路(同步電橋)和輸出數據信號線路761耦合的電容器、電阻器和電感器。輸出數據信號線路761將輸出數據從設備內的電路發(fā)送至I/O端口 752。根據至少一個實施例，輸出數據是調制的信號。圖8示意了根據一個或多個實施例的可在MCD 500上使用的磁線圈722的細節(jié)。在一個實施方式中，線圈722包括16匝、24股、40線規(guī)的絕緣無氧銅，其中，所有24股同時卷繞在12 mm直徑的內核上。線圈被提供電感屏蔽的材料作襯里(back)，以便保護設備電子裝置和電路免于用于將信號發(fā)送至設備上的磁場。在一個實施例中，將Finemet材料的層用作圖7A的線圈722的襯里以提供磁通導管。上的信號處理機
圖9A是根據實施例的具有用于結合另一設備(例如圖5所述的MCD)實現電感信號傳送系統(tǒng)的部件的插接站(或其他附件設備)的簡化框圖。在一個實施例中，插接部600的信號處理機620包括用于從外部源接收功率806的功率接收部件810、信號處理器820、功率線圈830、通信線圈832和接收機850。在一個實施方式中，功率接收部件810包括與例如USB型連接器端口(例如，微USB端口)相對應的連接器端口 822。處理器820與連接器端口 822進行通信，以檢測正在使用的電源的類型。在所示的實施方式中，連接器端口 822是USB類型的，連接器端口 822能夠辨別連接設備何時是另一計算計算機或電氣出口適配器(通過檢測數據信號線路D+和D-何時短路)。此外，處理器820與電流感測器824進行通信，以便檢測輸入功率供給的電流電平。具體地，連接器端口 822將輸入功率用信號發(fā)送給電流感測器824。電流感測器824檢測電流電平并將電流值825用信號發(fā)送給處理器820。這樣，處理器能夠控制到插接部600 (參見圖6)的輸入功率供給，以確保電流/功率電平是充分的。在一個實施方式中，需要I安培最小值，作為來自外部源的電流供給。功率接收部件810包括輸出部826，輸出部826生成功率信號，該功率信號驅動功率線圈830以電感的方式將PWM信號831用信號發(fā)送給MCD 500。因此，輸出部826包括用于對來自電源的功率信號進行調制的電路。如以上其他位置處所述，該調制可以具有頻移鍵控(FSK)的形式，以將與通信協(xié)議(如這里描述的一個或多個實施例所述)一致的命令、響應和/或肯定應答傳送至MCD。用于確定具體命令的邏輯是源自處理器820的數據比特，處理器820與輸出部826進行通信。在一個實施方式中，調制頻率(如輸出部826所提供)是125 KHz并用于使用與信號峰值相對應的“I”和“0”值來對數據進行傳送。如前所述，MCD500 (參見圖5)可以被配備為電感地接收來自功率線圈830的傳輸。插接部600 (圖6)使用通信線圈832來接收在電感信道上 發(fā)送的入站數據信號。在一個實施例中，通過在功率信號上疊加的啟閉鍵控(OOK) 3MHz信號(被示作AM頻率電感信號833)來提供從MCD 500回來的通信。該信號由數據線圈832單獨檢測，數據線圈832被定位為它不與主功率線圈830太強耦合，這是由于這可能不利地衰減信號。在一個實施方式中，通信線圈832是與功率線圈830充分遠離地定位的六匝線圈。數據線圈832形成調諧電路的一部分，這將3MHz信號與125 KHz功率驅動加以區(qū)分。MCD 500將協(xié)議數據(例如，響應、功率需求、用于建立證書、許可、狀態(tài)信息的數據等等)用信號發(fā)送給插接部600的通信線圈832，作為AM頻率電感信號833。AM接收機850接收電感信號833并將電感信號833轉換為被傳送至處理器820的數據流852。處理器820使用數據流852，以例如圖12和圖13所述的實施例中所述的方式、經由功率線圈830來控制功率輸出。圖9B是示意了圖9A的輸出電路826的示例電路配置的電路級圖。輸出電路包括電容器組851、晶體管852、853、854和855、輸出電容器856、扼流圈(choke)857和DC功率線路858。如上所述，晶體管852、853、854和855形成可被驅動以增大或調節(jié)功率輸出的插接部(或電源設備)的H電橋。電容器組81耦合至DC功率線路858。DC功率線路858還耦合至晶體管852和853的端子，晶體管852和853與晶體管854和855 —起形成公知的H電橋。H電橋進行操作以將經由DC功率線路858傳送的DC功率轉換為AC功率。電容器組851具有足夠大以防止DC功率線路858上的顯著電壓振蕩的等效電容。根據一個實施例，晶體管852、853、854和855的柵極由微控制器控制。輸出電容器856在一端f禹合至晶體管852和853的端子。輸出電容器856的另一端耦合至扼流圈857。根據一個實施例，輸出電容器856的電容值被設計為使得當圖9A的線圈830電感耦合至接收線圈時，輸出AC功率信號的頻率處于期望頻率。根據一個實施例，當圖9A的線圈830電感耦合時，輸出AC功率信號的頻率是120 kHz，而當線圈830耦合時，輸出AC信號的頻率是90 kHz。
輸出電容器856被設計為具有針對期望輸出AC功率信號的最小電阻。根據一個實施例，兩個電容器并聯連接以形成輸出電容器856。這兩個電容器中的一個是金屬化聚丙烯薄膜電容器，其具有非常低的損耗特性。這兩個電容器中的另一個是調整電容器，其可以是聚碳酸酯薄膜電容器。調整電容器具有使輸出電容器的總體電容成為期望電容值的電容值。扼流圈857是具有以下電感值的電感器該電感值被調諧為從輸出AC功率信號中阻擋住不期望的非對稱切換瞬變信號分量。圖9C是不意了圖9A的AM接收機/調節(jié)電路850的不例電路配直的電路級圖。AM接收機850包括肖特基二極管861、比較器862、二極管863、定時器電路864、反相器865和輸入866。AM接收機耦合以從圖9A的線圈832接收調制后的數據信號。所接收的調制后的數據信號占據與從線圈830發(fā)送的輸出信號不同的頻率范圍。根據一個實施例，所接 收的調制后的數據信號具有3 MHz的中心頻率。線圈832被相對于線圈830定位以盡可能地最小化兩個線圈之間的電感耦合，以便防止對所接收的調制后的數據信號的衰減。根據一個實施例，線圈832是被定位在插接部的頂表面?zhèn)壬系?匝線圈。在與線圈832耦合的輸入866處接收所接收的調制后的數據信號。然后，將所接收的調制后的數據信號發(fā)送至肖特基二極管861和二極管863。肖特基二極管861生成從所接收的調制后的數據信號的幅度導出的低頻信號。結合所附著的電阻性和電容性電路元件，將該低頻信號與由二極管863生成的平均電壓電平進行比較。該比較由比較器862執(zhí)行，并且，比較器的輸出是解調后的數據信號。在將解調后的數據信號發(fā)送至信號處理器820 (參見圖9C)之前，將其發(fā)送至定時器電路864，然后發(fā)送至反相器，以便調整解調后的數據信號的定時和電壓電平。圖9D和圖9E示意了在另一實施例下用在一個或兩個設備上的線圈組件或子組件。在一個實施例中，可以在插接部600 (參見圖6)上實現兩線圈子組件，以用在向MCD500 (參見圖5)的電感信號傳送中。如所示，子組件包括其中安裝有功率線圈952的鐵氧體磁芯950。數據線圈954 “浮”在其中接收設備的外殼內表面上。鐵氧體磁芯950延伸通過功率線圈952的中心。圖9F示意了在另一實施例下將插接部和MCD進行電感耦合的替換實施例。在所示的實施例中，MCD 910和插接部920中的每一個包括兩個線圈或線圈部分。具體地，MCD910包括功率線圈912和數據線圈914，在所示的實施方式中，功率線圈912和數據線圈914是作為一個線圈的分離的內(電源)和外(數據)部分而提供的。類似地，插接部920包括功率線圈922和數據線圈924，功率線圈922和數據線圈924是作為公共線圈的分離的內和外部分而提供的。MCD的功率線圈912經由這里描述的電橋型電路延伸至功率總線915。MCD的數據線圈914延伸至數據總線917。同樣地，插接部的功率線圈922從功率總線925延伸，并且其數據線圈延伸至數據總線927。MCD 910的功率線圈912可以連接至同步電橋916，與圖7A的電橋730類似。同步電橋可以供給功率輸出，如圖7A所述，該功率輸出可以延伸至功率總線747 (圖7A)，至設備電子裝置770 (圖7A)?？梢詫祿牟褰硬?20承載至通信電路918，其中然后，將其延伸至信號處理器740(圖7A)。插接部的功率線圈922可以具有延伸通過H電橋926 (如圖9A的輸出926所述)的電源，該電源被驅動以給MCD 910的功率線圈912供電。可以經由通信電路928將插接部920上的數據可以延伸(雙向)通過數據線圈924至MCD 910上的對應線圈914。用于控制電感功率/數據傳送的協(xié)議圖10示意了在實施例下在兩個計算設備上實現以實現高效且安全的電感信令環(huán)境的過程或方法。參照以電感的方式供給功率的第一設備和以電感的方式接收功率并處理功率的第二設備。如其他實施例所述，電感信號傳送中的這兩個計算設備可以與移動計算設備和附件插接部相對應。然而，多個變型和替換是可能的，例如，使用兩個類似設計的移動計算設備來替換附件設備。在步驟1010中，在兩個設備之間建立電感鏈路。如各個實施例所述，可以通過將兩個設備的磁線圈置于彼此非常接近來建立電感鏈路。例如，MCD的背面可以重疊，或者已經在其中嵌入用于從其他設備接收功率和/或數據的一個或多個磁線圈。該其他設備可以與包括一個或多個對應線圈的插接部(或另一計算設備)相對應，當彼此接觸(或者可選地，接近)地放置這兩個設備時，該一個或多個對應線圈以電感方式發(fā)送/接收來自MCD設備的線圈的信號。步驟1020提供了 執(zhí)行一個或兩個設備的識別過程。在實施例中，子步驟1022提供了 這兩個設備中的一個或兩個通過類別或類型來識別其他設備。例如，插接部可以通過類別或類型來識別MCD設備。同樣地，MCD可以通過類別來識別插接部。識別過程可以涉及例如，MCD識別是否其以電感方式與插接部或另一設備(例如另一 MCD)配對。作為另一示例，MCD可以確定是否其專門地(例如，給僅可能消耗功率的另一附件設備而不是給插接部)供電。作為替換或附加，識別過程包括設備中的一個或兩個確定其他設備硬件、固件或軟件，包括版本以及兩個設備之間的兼容性。例如，可以確定軟件/固件版本以識別和/或解決兼容性問題。在子步驟1024中，認證過程識別是否授權使用電感耦合的一個或兩個設備。在一個實施方式中，MCD確定插接部是被授權的設備。授權過程可以包括一個或兩個設備交換通信，例如以文本庫許可協(xié)定的形式。協(xié)定的編程交換可以實現或確認授權。在一個變型中，協(xié)定的編程交換提供了對以電感方式與其他設備配對的條款/條件的準許(來自另外未授權設備的制造商)。這樣，電感鏈路下的技術的制造商/設計者可以實現用于維持對其電感鏈路技術的控制的授權步驟?？商鎿Q地，存在用于使一個設備能夠通過類別或類型識別另一設備的其他技術。例如，在一個實施方式中，兩個電感耦合的設備上的線圈承載將該設備與另一設備進行識別的數據。作為另一示例，可以使用另一通信介質(例如射頻(RF)通信介質(例如藍牙))將兩個設備彼此識別。根據實施例，這兩個設備以電感方式鏈接以便智能地發(fā)送/接收功率。具體地，功率接收設備能夠對指示設備的電壓或電流狀態(tài)的信息進行傳送。該狀態(tài)可以對應于例如
(i)過電壓/電流狀況(例如，電源設備供給太多功率);(ii)功率接收設備中的可再充電電池的電荷電平；和/或(iii)功率接收設備的負載。相應地，在步驟1030中，針對這些設備中從另一設備抽取功率的那一個設備確定功率使用率狀況。在第一設備(MCD)從第二設備(插接部)接收功率的實施方式中，針對MCD確定功率使用率狀況。MCD和/或插接部可以 確定一個或多個功率使用率狀況。在子步驟1032中，功率接收設備(例如MCD)確定與電流/電壓測量相對應的功率使用率狀況?？梢栽诩俣ㄔ谠O備上接收到的功率可以或者用于給設備的電池再充電的假設下進行這些測量。功率接收設備的電流/電壓測量可以對應于(i)由電池再充電電路抽取的量；(ii)對功率接收設備上的電池容量的直接測量；(iii)對功率接收設備上的負載的測量，包括對正在操作的設備和部件的功率電平的識別(例如，高功率照明相對于暗淡顯示);和/或(iv)對輸出功率的測量。在一個實施方式中，與電池再充電電路/部件合并的智能識別了功率接收設備的功率消耗需求。然后將該信息報告回到電源設備?？梢酝ㄟ^電感鏈路，或者可替換地，通過RF通信(例如藍牙)，報告回功率使用率狀況。作為選項，子步驟1034可以根據其自身的輸出來測量或檢測功率狀況。在實施例中，測量電源設備的輸出可以提供可用作實時安全性檢查的比較的基礎。在正在進行的基礎上，步驟1040提供了 實時調節(jié)電感鏈路上的功率傳輸。電源設備(例如插接部)可以使用來自MCD的反饋，以便在實時的基礎上確定功率使用率狀況。 實時控制環(huán)路對應于電源設備響應于其根據功率接收設備確定(子步驟1032)的信息，以便使電源能夠跟蹤并調整其功率輸出，以便與接收設備的需求或功率模式相匹配。電源設備還可以將其自身的輸出與根據功率接收設備而確定的信息進行比較，作為安全性檢查，以保護免于例如偽金屬接觸或故障。在一個實施例中，電源設備測量局部電流和電壓值(在電源設備上)，然后將測量與從電源接收設備傳送的對應電流/電壓值進行比較。對H電橋(如圖8所述)進行調制，以在根據從電源接收設備接收到的信息而實時確定的校正的情況下驅動功率。如下所述，功率接收設備可以使用電感傳送的信號的AM OOK范圍來對電流/電壓讀數進行傳送。圖11示意了根據實施例的在受控協(xié)議或過程下使相應的電源和功率接收設備彼此電感鏈接時在這兩個設備上執(zhí)行的步驟。例如所描述的實施例可以實現在例如插接部(電源設備)與MCD (功率接收設備)之間，或者兩個MCD之間，或者充電MCD (電源設備)與附件設備(功率接收設備)之間。如所述，兩個設備電感鏈接，其中，根據電感通信協(xié)議在電感鏈路上對一系列數據通信或交換進行傳送。在步驟1110中，電源設備關于功率接收設備是否電感鏈接進行周期性檢查。例如，電源設備檢查以查看是否已經在其線圈上觸發(fā)以電感方式觸發(fā)的電荷。使用以小間隔(例如20 ms)設置的PWM的一小部分(例如25%)，在短時段(例如400 ms)內重復進行電源設備所進行的檢查。在步驟1112中，將功率接收設備置于電源設備上或附近，并且功率接收設備觸發(fā)電源設備上的電感信號。一旦給功率接收設備通電，功率接收設備就通過電感通信鏈路來發(fā)送分組(例如，三個分組)，直到接收到肯定應答為止(步驟1120)。在步驟1120中，電源設備向其他設備進行肯定應答，并且功率接收設備處理肯定應答步驟1122。在步驟1130中，功率接收設備將認證信息電感傳送至電源設備。步驟1132提供了 電源設備將對應的認證信息用信號發(fā)送返回(可替換地，精確的定時可以反轉)。例如，如其他實施例所述，電源設備可以將許可協(xié)定作為認證信息的一部分進行發(fā)送。功率接收設備發(fā)送回接受或所接受的許可協(xié)定。在步驟1140中，功率接收設備使用電感鏈路來對枚舉信息進行傳送。同樣地，電源設備對其枚舉信息進行傳送。枚舉信息可以用于識別硬件、固件或軟件。該信息可以用于識別在這兩個設備之間是否存在兼容性問題(步驟1142)。枚舉信息還可以使一個或兩個設備能夠通過類型來識別其他設備。該信息可以用于使設備能夠選擇性能水平或操作、功能、通信協(xié)議或者其他方面，以用于這兩個設備通信或傳送功率。
在步驟1150中，功率接收設備對與其電壓/電流使用率有關的信息進行傳送。在一個實施方式中，功率接收設備使用定時器中斷，以短間隔(例如2. 2 ms)重復檢查功率和狀態(tài)參數，然后使用電感鏈路將該信息傳送至電源設備。這些測量提供了在調節(jié)或控制向接收設備的功率時在電源設備上進行的功率(或者電壓、電流)計算。相應地，在步驟1152中，電源設備接收該信息，并基于識別功率接收設備的需求或功率電平來調節(jié)其功率輸出。信息的交換形成了反饋環(huán)路，該反饋環(huán)路使功率接收設備能夠在基于從功率接收設備供給的信息而控制的過程中在電感鏈路上將功率用信號發(fā)送。在一個實施例中，在電感鏈路上對該信息進行傳送。在另一實施例中，在其他通信介質上(例如通過RF通信介質)對該信息進行傳送。參照圖9A至圖9C的實施例，一個實施例提供了 插接部(充當電源設備)持續(xù)地 取得局部電流和電壓讀數，然后將局部電流/電壓讀數與根據功率接收設備確定的值進行比較(步驟1150、1152)。通過驅動H電橋(由圖9B的元件852、853、854和855形成)來進行對功率傳送的調整。圖12是在實施例下電源設備(例如，MCD的插接站)的操作狀態(tài)的狀態(tài)圖。如其他實施例所述，電源設備包括多個狀態(tài)。基于四個或更多個狀態(tài)，電源設備可以操作于四個或更多個模式。四個狀態(tài)包括(i)功率電平；(ii)是否存在功率接收設備；(iii)功率接收設備是否被認證；以及(iv)兩個設備之間的枚舉是否完成。電源設備的模式對應于通電初始化模式1210、待機模式1220、認證模式1230、枚舉模式1240和運行模式1250。在通電初始化模式1210中，電源設備承載以下狀態(tài)(i)待機中的功率電平；
(ii)狀態(tài)不可用；(iii)功率接收設備未被認證；以及(iv)功率接收設備未被枚舉。在待機模式1220中，電源設備承載以下狀態(tài)；(i)待機中的功率電平；(ii)不存在功率接收設備；(iii)功率接收設備未被認證；以及(iv)功率接收設備未被枚舉。當檢測到另一設備時，功率接收設備可以從待機模式移至認證模式。在認證1230中，電源設備承載以下狀態(tài)(i)認證模式的功率電平；(ii)存在功率接收設備；(iii)功率接收設備未被認證；以及(iv)功率接收設備未被枚舉。如果認證模式1230失敗，則該設備返回至待機模式1220。認證失敗還可以指示功率泄漏狀況(例如，偽金屬)。如果認證模式1230成功，則該設備切換至枚舉模式1240。在枚舉模式1240中，電源設備承載以下狀態(tài)(i)認證模式的功率電平；(ii)存在功率接收設備；(iii)功率接收設備被認證；以及(iv)功率接收設備未被枚舉。枚舉模式可能失敗，指示功率泄漏狀況(例如，偽金屬)。否則，枚舉模式完成，設備模式轉移至待機運行模式1250。枚舉模式1240可以更改或設置操作模式1250。在操作模式中，電源設備承載以下狀態(tài)(i)通過枚舉或協(xié)議而設置的功率電平(全功率可用)；(ii)存在功率接收設備；(iii)功率接收設備被認證；以及(iv)功率接收設備被枚舉。關于電源設備的操作模式，任何時候對功率接收設備進行去耦合(例如，從插接部移除)然后將其置回到電感咬合中時，功率接收設備返回至認證模式1230并前進至標準運行模式。在一些實施例中，插接部(或其他電源設備)和MCD (作為功率接收設備)之間的電感信號傳送協(xié)議遵照“來回(ping pong)”格式，其中，MCD發(fā)送分組，并且附件進行響應。分組可能不是相同大小的，并可以通過不同調制方案而發(fā)送。每個往返(例如，MCD發(fā)起，并且插接部響應)可以(i)實現對MCD的功率傳送信號的調節(jié)；以及(ii)實現這兩個設備之間的外圍通信。圖13示意了根據這里描述的實施例的可在設備之間交換的通信分組。在描述圖13時，出于示意的目的，參照先前實施例的元件(具體地，分別為圖5和圖6的MCD 500和插接部600)。具體地，圖13示意了兩個設備之間的通信是非對稱的，其中，MCD通信比從插接部至MCD的通信更長(并且可能更快)。在圖13中，MCD通信1310是4字節(jié)。如一些先前實施例詳述，一個實施方式提供了 MCD通信是作為AM OOK 3MHz而用信號發(fā)送的。在一個實施例中，信號傳送協(xié)議提供了 插接部通信1320是2字節(jié)并且是使用FSK 110/120 KHz來傳送的(以分別表示“I”和“0”值)?？商鎿Q地，可以使用更多定義的范圍(例如，113/119KHz)。每個設備使用結構化數據格式(可以使用其他格式)來實現協(xié)議?？梢酝ㄟ^對插接部600 (參見圖6)的相應信號處理器740 (圖7A，對于MCD)、820 (圖9A)的編程或配置來提 供協(xié)議的實現。在實施例中，插接部600 (圖6)在以下條件期間操作于待機模式(i)沒有檢測到有設備被“插接”;(ii)已經檢測到設備，但是存在故障狀況，迫使插接部掉電。如果偽金屬置于插接部上或者發(fā)生了一些其他故障，則可能出現后一個狀況。一旦檢測到故障，插接部就可以周期性地嘗試與設備重連。一個實施方式提供了 周期性間隔(400ms)，插接部600(圖6)嘗試提供小功率量，以查看MCD 500 (圖5)是否處于范圍內。MCD可以被配置(例如經由對圖7A中的信號處理器740的編程)為在短時間段(例如25ms)內返回肯定應答，否貝U，插接部返回至休眠狀態(tài)。另外，如果檢測到MCD 500，則插接部進入認證狀態(tài)。當插接部成功檢測到MCD 500 (圖5)時，從待機模式繼續(xù)至認證模式。在認證模
式中，插接部嘗試驗證所檢測到的MCD設備事實上是有效的、被許可的設備。在一個實施方
式中，認證模式的分組格式與在枚舉模式(參見以下段落)中使用的相同，其中，對于MCD通
信1310與命令字節(jié)相對應，并且接下來的3個比特包含合法協(xié)定文本(LAT)。重復格式化
的該分組，直到已經將LAT完全發(fā)送至插接部為止。插接部執(zhí)行校驗和分析。響應于接收
到LAT和執(zhí)行校驗和分析，插接部將合法響應文本提交回到MCD 500。提供了 MCD 500的分
組格式(即，信令LAT)的示例如下
命令)|Aal(Auth 值 I) |Aa2 (Auth 值 2) |Aa3 (Auth 值 3)
神0 神I神2神3
表I :供MCD 500使用的分組格式。提供了插接部600的分組格式(即，信令合法響應文本)的示例如下
Cp (命令) Apl (Auth 值 I)
字節(jié)0字節(jié)I
表2 :供插接部600使用的分組格式。命令字節(jié)在各個模式中具有相同含義。以下提供了示例命令的列表。在MCD 500和插接部600已通過認證之后達到枚舉模式?？衫妹杜e而實現的一個目的在于確定兩個設備上的硬件和固件的特定組合是否兼容。例如，一個設備可以具有與另一設備不兼容的固件的隨后版本。在枚舉模式期間，來自MCD 500的通信1310使用以下序列
權利要求
1.一種用于移動計算設備的便攜式電源設備，所述便攜式電源設備包括 用于保持所述移動計算設備的保持結構； 電源；以及 電感信號接口，用于以電感的方式將至少功率從所述電源用信號發(fā)送至所述移動計算設備的對應電感信號接口。
2.根據權利要求I所述的便攜式電源設備，其中，所述保持結構與廂相對應，所述廂被構造為將所述移動計算設備保持為與所述電感信號接口充分鄰近，以使得能夠在所述便攜式電源設備和所述移動計算設備的相應電感信號接口之間形成電感鏈路。
3.根據權利要求2所述的便攜式電源設備，其中，所述廂包括用于保持所述移動計算設備的口袋結構，所述口袋結構包括用于接收所述移動計算設備的開口。
4.根據權利要求3所述的便攜式電源設備，其中，所述廂包括從所述開口或其附近延伸的翻板。
5.根據權利要求4所述的便攜式電源設備，其中，所述翻板包括一個或多個線圈，所述一個或多個線圈包括所述電感信號接口的至少一部分。
6.根據權利要求5所述的便攜式電源設備，其中，所述翻板能夠延伸通過所述開口，以將所述一個或多個線圈定位為與所述移動計算設備的容納所述對應電感信號接口的一個或多個線圈的面相鄰。
7.根據權利要求6所述的便攜式電源設備，其中，所述翻板(i)從所述口袋結構的背壁延伸；以及(ii)能夠延伸通過所述開口，以便在插入所述移動計算設備時，將所述一個或多個線圈定位為與所述移動計算設備的容納所述一個或多個線圈的后面相鄰，到所述移動計算設備的前面面向所述背壁。
8.根據權利要求6所述的便攜式電源設備，其中，所述翻板(i)從所述口袋結構的背壁延伸；以及(ii)能夠向內插入到所述開口，以便在插入所述移動計算設備時，將所述一個或多個線圈定位為與所述移動計算設備的容納所述一個或多個線圈的后面相鄰，到所述移動計算設備的前面面向遠離所述背壁。
9.根據權利要求5所述的便攜式電源設備，其中，所述翻板能夠延伸通過所述開口，以至少部分地圍住所述移動計算設備。
10.根據權利要求I所述的便攜式電源設備，還包括耦合機構，與所述保持結構集成，以可拆卸地緊固所述移動計算設備并使得能夠經由所述電感信號接口來用信號發(fā)送功率。
11.根據權利要求10所述的便攜式電源設備，其中，所述耦合機構與一個或多個磁體相對應，所述一個或多個磁體被對準以與所述移動計算設備的表面上的磁吸引材料磁耦口 O
12.根據權利要求I所述的便攜式電源設備，其中，所述電源包括可再充電電池模塊。
13.根據權利要求12所述的便攜式電源設備，還包括功率輸入接口，用于(i)從外部源接收功率；以及(ii )給所述可再充電電池模塊充電。
14.根據權利要求13所述的便攜式電源設備，其中，所述保持結構與廂相對應，以及，其中所述功率輸入接口包括以下邏輯和電路，所述邏輯和電路用于在所述廂中操作地接收到所述移動計算設備時、在從所述外部源接收到功率時給所述移動計算設備充電。
15.根據權利要求14所述的便攜式電源設備，其中，所述邏輯被配置為在所述廂中操作地接收到所述移動計算設備時、在從所述外部源接收到功率吋，優(yōu)先于所述電源設備的可再充電電池模塊給移動計算設備充電。
16.根據權利要求15所述的便攜式電源設備，其中，所述邏輯被配置為通過在發(fā)起給所述電源設備的可再充電電池模塊充電之前將所述移動計算設備充電至指定閾值，優(yōu)先給所述移動計算設備充電。
17.根據權利要求I所述的電源設備，其中，所述電感信號接ロ包括圓形或長方形的一個或多個線圏。
18.根據權利要求I所述的電源設備，其中，所述電感信號接ロ包括具有跑道形狀的一個或多個線圏。
19.根據權利要求I所述的電源設備，還包括一個或多個個人附著機構，用于使所述電源設備能夠被套住。
20.根據權利要求I所述的電源設備，其中，所述電源設備包括以下邏輯，所述邏輯用于實現電源協(xié)議，以基于所述移動計算設備的供電需要來給所述移動計算設備供電。
21.根據權利要求20所述的電源設備，其中，所述電感信號接ロ被配置為交換數據，包括接收指示所述移動計算設備的功率需求的數據。
22.根據權利要求20所述的電源設備，還包括以下邏輯，所述邏輯與所述電感信號接ロ操作，以便以電感方式發(fā)送所述移動計算設備能夠用于認證和/或枚舉所述電源設備的數據。
23.根據權利要求20所述的電源設備，還包括以下邏輯，所述邏輯與所述電感信號接ロ操作，以便以電感方式從所述移動計算設備接收數據，所述邏輯使用以電感方式接收的數據來認證和/或處理來自所述移動計算設備的枚舉信息。
24.一種便攜式設備，包括 電源；以及 電感信號接ロ，用于以電感方式將功率從所述電源用信號發(fā)送至具有對應電感信號接ロ的另ー設備。
25.根據權利要求24所述的便攜式設備，還包括保持結構，用于將所述另ー計算設備保持在咬合的位置處，以通過相應的電感信號接ロ來接收功率。
26.根據權利要求24所述的便攜式設備，其中，所述便攜式計算設備和所述另ー設備中的每ー個是移動計算設備。
27.根據權利要求25所述的便攜式設備，其中，所述保持結構與表面相對應，所述表面包括用于磁吸引所述另ー設備的外殼的ー個或多個磁體。
28.根據權利要求25所述的便攜式設備，其中，所述電源包括可再充電電池模塊，以及，所述便攜式設備被配置為以電感方式從外部源接收功率，以便給所述可再充電電池模塊再充電。
29.根據權利要求25所述的便攜式設備，還包括一個或多個硬件部件，用于使所述便攜式設備能夠具有能夠與操作所述另ー設備相結合執(zhí)行的功能。
30.根據權利要求29所述的便攜式設備，其中，所述ー個或多個硬件部件實現了與以下一項或多項相對應的功能(i)音頻輸出；(ii)全球定位系統(tǒng)接收機；或者(iii)大容量存儲設備。
31.一種便攜式組件，包括 用于移動計算設備的電源設備，所述電源設備包括用于承載所述移動計算設備的廂；電源；以及 電感信號接口 ；以及 移動計算設備，包括對應電感信號接口； 其中，所述電源設備的電感信號接口被配置為以電感方式將至少功率從所述電源用信號發(fā)送至所述移動計算設備的對應電感信號接口。
全文摘要
提供了一種用于移動計算設備的便攜式電源設備。所述便攜式電源設備包括用于保持所述移動計算設備的保持結構、電源、以及電感信號接口。所述電感信號接口用于以電感的方式將功率從所述電源用信號發(fā)送至所述移動計算設備的對應電感信號接口。
文檔編號H02J17/00GK102640381SQ201080052070
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權日2009年11月18日
發(fā)明者J.唐, M.查特吉, R.焦斯恰 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)