專利名稱：供無線終端使用的功能蓋的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于諸如蜂窩電話的無線終端的功能蓋(functionalcover)。這樣的蓋包括通過增加電子器件到該蓋來實施的功能性。本發明還涉及功能蓋與無線終端之間的機械和電接口。
發明內容
本發明的一個目的在于提供一種方法，用于操作一個包括可更換的蓋部分中的電路，該可更換的蓋部分與一個無線終端可分離地附接(releasable attachment)，以支持該無線終端的用戶接口。該目的由依靠一個電連接器來用電互連的無線通信終端和用戶可更換的蓋部分來達到，并且本方法包括所述用戶可更換的蓋部分的類型的識別，并且根據用戶可更換的蓋部分的識別來運行所述用戶可更換的蓋部分的電路。因此，該無線終端能夠在一個引導(boot)例程中識別所述蓋的類型，然后相應地操作該蓋。該蓋可以具有特殊的照明效果、特殊的游戲鍵、用于播放音樂或玩游戲的特殊的存儲器。
優選地，所述連接器具有多個引腳，并且至少一個所述連接器引腳工作在識別狀態，用于感測包括在所述可更換的蓋裝置的一個識別裝置中的電阻值，然后該連接器引腳處于一個工作狀態，用于操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
根據本發明的一個優選實施例，所述工作狀態為一個頻率模式，用于指引一個振鈴信號的電表示到所述電路，以便隨著該振鈴信號而提供一種照明效果。
本發明的另一個目的在于提供一個具有用戶可更換的蓋部分的無線通信終端，其中該蓋部分可以支持所述通信終端的用戶接口。此目的通過一個無線通信終端來獲得，其中該無線通信終端和用戶可更換的蓋部分依靠電連接器用電互連。所述用戶可更換的蓋部分包括識別裝置，以及一個用于支持所述無線終端的用戶接口的電路。該無線終端通過檢測所述識別裝置來識別所述用戶可更換的蓋部分；并且根據該用戶可更換的蓋部分的識別來操作該用戶可更換的蓋部分的電路。
優選地，所述連接器包括被安排成等間距的、成行的多個連接器引腳。有利地，該連接器引腳被安排在蓋部分的后側。根據本發明的一個優選實施例，連接器引腳的數量為三個。根據本發明的另一個實施例，連接器引腳的數量為五個。
優選地，至少一個所述連接器引腳工作在識別狀態，用于感測包括在所述識別裝置中的電阻值，然后該連接器引腳處于一個工作狀態，用于操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
在本發明的一個實施例中，所述工作狀態是一個頻率模式，用于指引一個振鈴信號的電表示到所述電路，以便與該振鈴信號同步地提供一種照明效果。
本發明的又一個目的在于提供一個用戶可更換的蓋用于可分離地附接到無線通信終端，該用戶可更換的蓋部分可以支持該通信終端的用戶接口。該目的由具有電連接器部分的用戶可更換的蓋在所接合的位置電連接所述無線通信終端來達到。所述用戶可更換的蓋包括識別裝置，以及用于支持所述無線終端的用戶接口的電路。該用戶可更換的蓋適合于允許所述無線終端根據用戶可更換的蓋部分的識別來運行該用戶可更換的蓋部分的電路。
為了更好的理解本發明以及理解如何實施本發明，現在將僅通過示例的方式結合附圖給出參考，其中圖1示意性地示出了根據本發明的一個無線電話的優選實施例；圖2示意性地示出了用于圖1所示的無線電話的功能前蓋；圖3示意性地示出了用于與例如蜂窩網絡通信的無線電話的必需部分；圖4示出了根據本發明的優選實施例的無線電話的主要部件與功能前蓋之間的電連接；圖5示出了根據本發明的所述優選實施例用于連接所述無線電話與功能前蓋的連接墊(pad)；圖6示出了根據本發明的所述優選實施例的安裝在功能蓋上的連接器部分的優選實施例；圖7以部分橫截面示意性地示出了根據本發明的所述優選實施例的連接無線電話的主要部件和功能前蓋的連接器部分；圖8示出了說明根據本發明的所述優選實施例的引導和模式選擇程序的一個流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了一個諸如蜂窩電話1的無線終端的一個優選實施例，該蜂窩電話1包括一個用戶接口，該用戶接口具有一個鍵區2，一個顯示器3，一個開/關按鈕4，一個揚聲器5(只示出了開口部分)，以及一個話筒6(只示出了開口部分)。
根據本發明的優選實施例，鍵區2具有一個作為字母數字鍵的第一組鍵7，兩個軟鍵8，以及一個用于移動顯示器上的光標的上卷鍵10(上/下)。此外，該鍵區包括兩個呼叫處理鍵9用于啟動和終止呼叫。軟鍵8的當前功能性示出在軟鍵8正上方的顯示器3的底部的分開區域中。
蜂窩電話1具有一個可更換的功能前蓋25。一個可更換的前蓋用于由用戶自己在不使用工具的情況下更換。這樣的一個可更換的前蓋被公開在由本申請人提交的美國申請09/503595中，這里其公開內容將作為參考結合進來。圖2示出了根據本發明的可更換的功能前蓋25。
圖2示意性地示出了所述電話的一個優選實施例的最重要的部分，所述部分對于理解本發明是必需的。支持所述GSM終端軟件的處理器18也通過所述發射器/接收器電路19和一個天線20控制與網絡的通信。
話筒6將用戶的語音轉換為模擬信號；在那里形成的信號在所述語音在一個音頻部分14中進行編碼之前在一個A/D轉換器(未示出)中進行A/D轉換。所編碼的語音信號被傳送給處理器18。該處理器18也形成到一個RAM存儲器17a和一個閃爍ROM存儲器17b、一個SIM卡16、所述顯示器3以及鍵區2(以及數據，電源，等等)的接口。該音頻部分14對通過一個D/A轉換器(未示出)從處理器18傳送到耳機5的信號進行語音解碼。
此外，一個時鐘發生器24提供一個時鐘信號給該處理器18。該處理器18通過一個三線或五線總線以及一個連接器41、42、44連接到功能蓋25中的電子器件46上。
一個功能蓋25是一個用于一個無線終端1的蓋，該蓋包括通過增加電子器件46到所述蓋25來實施的功能性。為了給出一些例子，所述蓋可以包括對例如電源或振鈴音起反應的應用。所述蓋也可以是提供到電話的輸入(例如接觸墊)的應用。
在所述功能蓋與所述電話之間的接口將被描述。將介紹五種不同模式，其中三種非常簡單并可用于例如傳感器應用。剩余的兩個為通用異步串行總線和基于同步數據協議的一種模式。
本發明的目的不是用來提供所有不同工作模式的完整規范，而是允許功能蓋和收發器互相作用，即使并非所有的模式都被兩個部分所支持。
根據本發明的一個優選實施例，所示連接器包括三個連接器引腳。一個正電源電壓引腳(VDD)，一個負電源電壓引腳(VSS)，以及一個蓋類型指示器引腳(CTI)。
優選地，所述CTI引腳(蓋類型指示器)是一個雙向和雙模式(模擬/數字)信號引腳。該CTI引腳用于一種頻率模式、一種PWM模式以及一種CTI模式。
根據本發明的一個可選實施例，所述連接器包括五個連接器引腳。至于第一個實施例，該連接器包括一個正電源電壓引腳(VDD)、一個負電源電壓引腳(VSS)、以及一個蓋類型指示器引腳(CTI)。而且該連接器包括一個數據信號引腳與一個時鐘信號引腳。
所述數據信號引腳在數據模式和同步數據模式中用于異步數據。用于同步數據模式的協議可以根據2000年1月的2.1版本的I2C總線規范。該時鐘信號引腳在同步數據模式下用于時鐘。
表1功能蓋接口引腳根據本發明，一個基帶引擎(baseband engine)和一個功能蓋不必支持所有的模式。這意味著所述物理接口依賴所支持的模式的數量可以包括三到五個引腳。
如果該基帶引擎支持多個模式，不允許被動模式影響主動模式。這意味著例如當進行CTI測量時，驅動該CTI引腳的其它引腳必須具有高的阻抗。而且該基帶引擎必須能夠驅動RCTI。
當所述無線終端1被接通或者所述處理器18檢測到一個新的功能蓋已經被連接到收發器部分時，一個引導序列被啟動。在該引導過程中，蓋的類型通過所述CTI信號被檢測。根據該信息，相應的數據模式被選擇并且適當的電源電平Vdd被提供。一個引導序列的例子和模式確定程序如圖8所示。
首先在步驟100中，電源被接通到電話上。然后在步驟101中所述CTI電阻RCTI的大小被測量。如果在步驟102中該電阻測量結果不超過預定值(如750k歐姆)，一個功能蓋被認為進行連接并且為了識別該蓋必須進行進一步的調查。如果在步驟102中，電阻測量結果超出了第一個預定值，該功能蓋被認為不存在。在步驟103中，根據本發明，假定該蓋不支持所述電接口，引導必須繼續。
如果在步驟104中，該處理器18識別到所述蓋是“智能”的-這意味著該蓋25具有一個異步的或者同步的數據接口，進一步的信息將在步驟105中通過數字接口被交換。該數字接口以及電源方案必須被定義。然后在步驟106中引導被繼續。
如果在步驟104中，所述蓋被認為不是“智能”的，所述CTI電阻RCTI與第二個閾值(例如64.9k歐姆)以及第三個閾值(例如93.1k歐姆)相比較，該蓋25認為只具有無源器件，并且這些器件由無線終端1的電源供電。該電壓在步驟108中依據一個查詢表由處理器18來確定。引導在步驟109中被繼續。
如果所述CTI電阻RCTI落在由第二個和第三個閾值定義的間隔范圍之外，該蓋25被認為能夠執行其他的模式如脈沖模式、PWM模式或頻率模式。該模式和電源方案在步驟110中根據一個查詢表由處理器18來確定。引導在步驟111中被繼續。
表2根據阻抗RCTI支持的模式上面表2描述了所述CTI電阻RCTI對功能性的轉換。整個轉換范圍相應地被優選地劃分為預定數目的不同的子范圍。對于所述“智能”模式(同步和異步)，只有一個電阻值被保留，因為所有的需要的附加信息可以通過所述接口被傳送。對于PWM和CTI模式，兩個電阻值被保留，而對于頻率模式四個電阻值已經被保留。
所述電源控制方案基于表2中定義的CTI信息。所述電源的電參數包括電源電壓VDD、輸出電流IDD、無線終端1的輸出阻抗ZOUT、以及電源啟動時間和電源關閉時間。
數據接口同步模式(數據和時鐘引腳)根據本發明，所使用的數據規范，可以是由PhilipsSemiconductors(菲利浦半導體)制定的2000年1月的2.1版本的I2C總線規范的子組。在同步數據模式下，所述數據引腳可以用于無線終端1和功能蓋25之間數據的傳輸-這通常是在處理器18和與其相關的時鐘振蕩器24的控制下。
數據接口異步模式(數據引腳)在所述異步數據模式下，數據傳輸可以基于異步半雙工信號。電源可以是Vdd＝2.7V的電平，數據速率最高可以達到230kbps。
異步數據模式以及同步數據模式都可以用于從多媒體存儲卡(MMC)如包括在功能蓋25中的存儲器中下載數據到無線終端中，由處理器18處理。這樣的數據連接可以用于從多媒體存儲卡(MMC)如包括在功能蓋25中的存儲器中下載數據到無線終端中，由處理器18處理。這些數據可以包括例如MP3音樂文件和可執行的游戲。因此可能提供一種游戲蓋-例如具有額外的操縱桿，其操作由所述游戲蓋來感知并通過所述數據引腳傳送到無線終端。所述游戲也可以在包括在所述功能蓋25中的附加的處理器上運行，但使用無線終端1的顯示器3。額外的UI單元作為一個觸摸感知墊/屏幕或和一個附加的顯示器，可以提供在功能蓋25上并且由處理器18來控制。
PWM數據模式(通過CTI引腳)數據使用雙向CMOS電平PWM調制的CTI信號來傳送。電源可以是VDD＝2.7V的電平。所述脈沖信號可以具有高達32kHz的可變頻率。脈沖的占空度可以在0.01與1之間變化。這是一個數字格式的模擬信號，其中聲音可以容易地被轉換為參考蜂音信號。
CTI數據模式(通過CTI引腳)蓋的類型信息在CTI中給出，即處理器18在電話的開始(引導)期間檢測下拉電阻的值，并且根據預定的表格選擇正確的數據和電源接口模式。
該模式對于不需要任何來自無線終端的激勵的應用很適用。手電筒是這方面應用的一個很好的例子。
頻率模式(通過CTI引腳)在頻率模式下，功能蓋25利用所述CTI信號的頻率來控制。不需要幅度信息。因此驅動信號可以是一個小的模擬電壓，隨后在蓋末端被放大。頻率信號可以根據優選的實施例變化，最高到10kHz。
該模式可以用于引導一個振鈴音到所述的功能蓋25。一旦在那里它可以用作一個激勵，例如驅動一個“光元件”。
所述連接器接口可以包含三到五個引腳和相關的墊(pad)。對于不同信號引腳的電氣要求可能有很大不同。所述CTI引腳在作為用于中等帶寬通信的時鐘和數據的情況將被用于低。對于高帶寬通信來說，需要更復雜的結構。結果，所述連接器必須根據相對性能和價格來優化該連接器而進行設計。
所述的無線終端上的接口包括三到五個信號墊用于與相似數量的彈簧單高蹺(pogo)引腳41相互作用，其中該引腳41被包括在蓋25中。
表3-引腳次序與墊大小從圖4和圖5中可以看出引腳的次序。引腳41被等間隔A地安排在一條直線中。五個墊44的直徑D基本上比引腳41的柱塞42的直徑大，從而保證可靠連接。
應該注意所述無線終端1可以具有五個墊44。如果所述功能蓋不支持該數據模式，只需要三個引腳41，并且這三個引腳41與對應于序號為1-3的引腳的墊44相接合。
根據本發明的所述優選實施例的連接器包括三個安裝在一個硬印刷線路板40上的彈簧單高蹺引腳41(裝入彈簧的接觸)。
所述彈簧單高蹺引腳41被機械地固定和焊接在所述印刷線路板42上用來維持電話的主印刷線路板與功能蓋的小硬印刷線路板40之間的安全且低阻抗的接觸。一個柱塞42應該至少通行1mm且柱塞與主印刷線路板的墊之間的壓力應該是最小的25g以便用于一個標準的無線終端中。該墊尺寸和間隔在上面的表4中給出。
所述引腳可以有利地為鍍金的，并且它們的內部阻抗必須根據應用來規定。優選地，該內部阻抗甚至在10000個周期之后超過100mΩ。
所述連接器引腳可以不必位于一行中，也不必等間隔。所述連接器引腳也可以非對稱地來安排以及使連接器引腳有不同的大小(未示出)。典型地，電源供應連接器引腳可以比其它的大。
圖7示出了前蓋25被提起的無線終端1。所述墊44位于該終端的印刷線路板43上。該印刷線路板43由一個透明塑料的光導(lightguide)45所覆蓋，所述透明塑料具有允許所述連接器引腳41、42接入所述墊的開口部分。該連接器引腳41、42安裝在一個印刷線路板40上。
所述印刷線路板40借助快速連軸裝置(snap coupling means)48而安裝在蓋25的內側。在印刷線路板40的后側，提供有一個包括例如照明由相應管道形成的光導49的三個LED47的電路。在頻率模式下，振鈴信號的一個電表示被引導到該電路用于提供一個緊跟所述振鈴信號之后的照明效果。光導49可以以跟隨所述振鈴信號的速度被個別地照亮。當所述功能蓋25部分透明時，這為用戶給出了一種令人興奮的效果。
根據本發明的另一個優選實施例，一個芯片或微控制器被包括在該蓋里，并且被安裝在所述印刷線路板上。識別蓋的數據被存儲在該芯片或微控制器上。這樣的數據可以包括關于蓋加工的信息、版本信息、序列號、Java下載能力信息、以及文件系統能力信息。剛一檢測到配備有芯片或微處理器的蓋，所述電話就發送一個鑒權查詢給所述芯片或微處理器并且所述芯片或微處理器返回一個鑒權響應。根據該鑒權響應，所述電話或者接受該蓋，或者拒絕該蓋對所述電話的訪問或允許蓋對所述電話的有限的訪問/功能性。
存儲在所述芯片或微控制器中的數據或軟件可以被下載到所述電話。這可以在所述蓋已經被所述終端識別或鑒權之后被自動地執行或者在終端中從菜單中手工地執行。所述軟件可以包括不同類型的有關電話的應用，例如游戲、應用、外形、菜單條目、音樂、圖形。也可能從電話下載軟件或數據到蓋。到此為止，所述蓋可以被提供一個或更多存儲芯片。這樣，該蓋具有相對所述電話更大的內存，并且該蓋可以被用作一個外部RAM或ROM存儲器。該電話可以被設置為自動存儲該蓋中的存儲器芯片中的應用、軟件或其它通過無線電下載到電話的數據。可選地，從電話的內部存儲器到蓋的存儲器芯片的傳遞可以由來自用戶的一個指令來啟動。
該蓋也可以為智能卡(未示出)提供一個固定器，如用戶識別模塊(SIM)卡。該SIM卡固定器通過所述電連接器41、42、44連接到該電話上。一旦檢測到具有插到SIM卡固定器的SIM卡的蓋，該電話將促使該用戶決定繼續操作電話中的SIM卡或蓋中的SIM卡。如果該用戶選擇后者所述電話將促使輸入蓋中的SIM卡的PIN號碼，并且在完成驗證過程之后所述電話可以與蓋中的固定器中的SIM卡一起被使用。該電話菜單包含用戶可以在任何時候在兩個SIM卡之間向前和向后選擇的條目。該蓋也可以提供多于一個的SIM卡固定器，并且在該實施例中該電話菜單將包含為用戶選擇將要使用的想要的SIM卡的條目。
權利要求
1.一種操作被包括在一個用戶可更換的蓋部分中的電路的方法，該用戶可更換的蓋部分可分離地附接到一個無線終端，以支持該無線終端的用戶接口，所述無線通信終端和用戶可更換的蓋部分依靠電連接器而用電互連，所述方法包括●識別所述用戶可更換的蓋部分的類型；并且●根據用戶可更換的蓋部分的識別來操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述連接器具有多個引腳，并且至少一個所述連接器引腳工作在識別狀態，用于感測包括在所述用戶可更換的蓋部分的識別裝置中的電阻值，并且然后處于一個工作狀態，以便操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述工作狀態是一個頻率模式，用于引導一個振鈴信號的電表示到該電路，以便隨著該振鈴信號而提供一種照明效果。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述用戶可更換的蓋部分包括一個或多個包含用于識別目的的數據的芯片或微控制器。
5.如權利要求4所述的方法，進一步包括所述通信終端發送一個查詢給所述用戶可更換蓋部分中的所述一個或多個芯片或微處理器，并且所述一個或多個芯片或微處理器返回一個鑒權響應的步驟。
6.如權利要求5所述的方法，進一步包括所述通信終端根據鑒權響應來決定是拒絕該用戶可更換蓋部分對所述通信終端的訪問，還是允許訪問所述通信終端的步驟，所述允許優選地被分割成不同等級的訪問。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的方法，進一步包括下載存儲在所述一個或多個芯片或微控制器上的數據到所述通信終端的步驟。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的方法，進一步包括使用所述用戶可更換蓋中的所述一個或多個芯片或微控制器的數據存儲能力作為所述通信終端的外部存儲器、RAM或ROM的的步驟。
9.如權利要求8所述的方法，進一步包括將所述通信終端下載的數據存儲在所述一個或多個芯片或微控制器中的步驟。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述通信終端包括一個接納有SIM卡的SIM卡固定器，且所述用戶可更換蓋部分包括一個接納有SIM卡的SIM卡固定器，并且該方法包括剛一檢測到其中插有SIM卡的用戶可更換蓋部分，就提示該通信終端選擇要被使用的SIM卡的步驟。
11.一種具有一個用戶可更換的蓋部分的無線通信終端，其中所述無線通信終端和用戶可更換的蓋部分依靠電連接器來用電互連●所述用戶可更換的蓋部分包括識別裝置；●所述用戶可更換的蓋部分包括用于支持所述無線終端的用戶接口的電路；●所述無線終端通過檢測所述識別裝置來識別所述用戶可更換的蓋部分；并且●所述無線終端根據所述用戶可更換的蓋部分的識別來運行所述用戶可更換的蓋部分的電路。
12.如權利要求11所述的無線通信終端，其中所述連接器包括多個連接器引腳，所述連接器引腳優選地被等間距地安排成行。
13.如權利要求12所述的無線通信終端，其中所述連接器引腳位于所述蓋部分的后側。
14.如權利要求12或13所述的無線通信終端，其中所述連接器引腳數量為三個。
15.如權利要求12或13所述的無線通信終端，其中所述連接器引腳數量為五個。
16.如權利要求12至15中任何一項所述的無線通信終端，其中至少一個所述連接器引腳工作在識別狀態，用于感測包括在所述識別裝置中的電阻值，并且然后處于一個工作狀態，以便操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
17.如權利要求11至16中任何一項所述的無線通信終端，其中所述工作狀態是一個頻率模式，用于引導一個振鈴信號的電表示到該電路，以便提供一種與該振鈴信號同步的照明效果。
18.如權利要求11至17中任何一項所述的無線通信終端，其中所述用戶可更換的蓋部分包括一個或多個芯片或微控制器，其中所述識別裝置和所述電路優選地被合并到所述一個或多個芯片或微控制器中。
19.如權利要求18所述的用戶可更換的蓋，其中所述一個或多個芯片或微控制器包括存儲器芯片。
20.如權利要求11至19中任何一項所述的無線通信終端，其中所述用戶可更換的蓋部分包括一個智能卡固定器，優選地為一個SIM卡固定器。
21.一種用于可分離地附接到無線通信終端的用戶可更換的蓋，所述用戶可更換的蓋具有一個電連接器部分，用于在接合位置電連接所述無線通信終端，其中●所述用戶可更換的蓋包括識別裝置；●所述用戶可更換的蓋包括用于支持所述無線終端的用戶接口的電路；以及●所述用戶可更換的蓋適合于根據所述用戶可更換的蓋部分的識別來允許所述無線終端操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
22.如權利要求21所述的用戶可更換的蓋，進一步包括一個或多個芯片或微控制器，由此所述識別裝置和所述電路優選地被合并到所述一個或多個芯片或微控制器中。
23.如權利要求22所述的用戶可更換的蓋，其中所述一個或多個芯片或微控制器包括存儲器芯片。
24.如權利要求21至23中任何一項所述的用戶可更換的蓋，進一步包括一個智能卡固定器，優選地為一個SIM卡固定器。
全文摘要
一種無線通信終端具有一個用戶可更換的蓋部分。該無線通信終端和用戶可更換的蓋部分由電連接器用電互連。用戶可更換的蓋部分包括識別裝置。所述用戶可更換的蓋部分具有一個用來支持該無線終端的用戶接口的電路。該無線終端根據所述用戶可更換的蓋部分的識別來操作所述用戶可更換的蓋部分的電路。
文檔編號H04M1/725GK1640105SQ03804893
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月28日 優先權日2002年3月1日
發明者P·科斯蒂埃寧, K·貝倫德佩德爾森, H·佩德爾森 申請人:諾基亞有限公司