本专利申请要求以下美国临时专利申请的优先权:于2012年8月10日交的No.61/681,792;于2012年12月17日提交的No.61/738,297;于2013年3月15日提交的No.61/799,510;以及于2013年3月15日提交的No.61/799,593。本专利申请是以下美国专利申请的部分继续:于2013年8月9日提交的No.13/963,199;于2013年2月6日提交的No.13/760,089;于2013年2月26日提交的No.13/776,727;以及于2013年3月22日提交的No.13/848,735。以上提到的每个公开物的全部内容都通过引用被结合于此。
具体实施方式
在以下详细描述中,为了解释的目的,阐述了众多具体细节,以提供对各种实施例的透彻理解。本领域普通技术人员将认识到,这各个实施例仅仅是说明性的,而不是要以任何方式进行限制。其它实施例将很容易让得益于本公开内容的技术人员想到。
此外,为了清晰,不是本文所描述的实施例的所有例行特征都被示出或描述。本领域普通技术人员将很容易认识到,在任何这种实际实施例的开发当中,可能需要众多特定于实施例的决定来实现具体的设计目标。这些设计目标将从一种实施例到另一种实施例或者从一个开发人员到另一个开发人员变化。而且,将认识到,这种开发努力可能是复杂而耗时的,但不管怎样都是得益于本公开内容的本领域普通技术人员要经历的例行任务。
首字母缩写“EHF”代表极高频(Extremely HighFrequency),并且指30GHz到300GHz(千兆赫兹)范围内电磁(EM)频谱的一部分。术语“收发器”可以指诸如包括发送器(Tx)和接收器(Rx)使得集成电路可被用来既发送又接收信息(数据)的IC(集成电路)的设备。一般而言,收发器可以在半双工模式(在发送和接收之间交替)、全双工模式(同时发送和接收)操作,或者被配置为或者发送器或者接收器。收发器可以包括用于发送和接收功能的单独集成电路。如在本文所使用的,术语“非接触”、“耦合对”和“紧密接近耦合”指在实体(诸如设备)之间实现电磁(EM)而不是电(有线的、基于接触的)连接和信号运输。如在本文所使用的,术语“非接触”可以指载波辅助的、介电耦合的系统,该系统可以具有在零至五厘米范围内的最佳范围。连接可以通过一个设备与另一设备的接近来生效。多个非接触的发送器和接收器可以占用小的空间。与通常向若干个点广播的无线链路形成对比,利用电磁(EM)建立的非接触链路可以是点到点的。
应当认识到,虽然在本文中在用在启用EHF的显示设备、膝上型计算机或平板电脑的语境下进一步描述了一个或多个EHF频率实施例,但是,所给出的教导范围没有这样的限制。更一般地说,EHF频率实施例可适用于使用各种设计的一个或多个铰链的广泛设备,包括例如枢转的、可旋转的、可分离的,或者其组合的铰链。另外,应当理解,虽然诸如用户等术语可以在本文所述的一个或多个场景的语境下被用来指与铰链交互的一个或多个人,但是这些引用不是要以任何方式被认为是针对执行这种动作的一个或多个人限定所给出的教导的范围。
由本文所述的EHF收发器输出的RF能量可以低于用于证明或用于发送标识(ID)码的FCC需求,在别的情况下,这将打断数据传送期间的数据流。参考通过引用被结合于此的47 CFR§15.255(在57-64GHz内工作)。RF能量输出可以被控制,使得不需要信标。能量输出可以利用例如金属和/或塑料屏蔽来控制。
图1A示出了根据实施例的电子设备100的说明性示意图。设备100可以包括外壳110、外壳120和铰链130。外壳110和120可以经铰链130可移动地或可分离地耦合到一起并且可以相对于彼此移动和/或从彼此分离。外壳110和120可以每个都包括各种电路。例如,如所示出的,外壳110可以包括EHF收发器111a-e、处理器112、存储器113以及其它电路(未示出)。外壳120可以包括EHF收发器121a-e、处理元件122、存储器123、显示电路124、扬声器125、相机126以及其它电路(未示出)。在其中设备100是膝上型设备的实施例中,外壳110可以包括膝上型设备的键盘部分,而外壳120可以包括膝上型设备的显示器部分。
在设备100操作期间,数据可以经收发器111a-e和121a-e在外壳110和120之间发送。(外壳110的)收发器111a-e当中的每一个可以紧密接近耦合到(外壳120的)EHF收发器121a-e当中相应的一个。例如,EHF收发器111a和121a可以非接触地耦合到一起,EHF收发器111b和121b可以非接触地耦合到一起,等等。每个EHF收发器对耦合可以提供非接触的数据通路、管道或通道。在一些实施例中,数据管道可以是单向的(例如,数据经特定的管道从外壳110流到外壳120)或者双向的(例如,数据经特定的管道在外壳110和120之间双向流动)。在一些实施例中,设备100可以具有预定数量的用于从外壳110向外壳120运送数据的专用单向管道和预定数量的用于从外壳120向外壳110运送数据的专用单向管道。例如,一个专用单向管道可以运送在外壳110中生成的图形数据,供在外壳120上显示,而另一专用单向管道可以运送由外壳120中的相机126生成的图像数据,供外壳110中所包含的电路使用。在其它实施例中,设备100可以包括一个或多个双向管道。在还有另一实施例中,设备100可以包括单向和双向管道的组合。如图1A中所说明的,每个EHF非接触耦合可以是其中只存在用于每个耦合的单个数据路径的单管道耦合。这仅仅是说明性的,并且应当理解,EHF非接触耦合可以包括多个管道。
图1B示出了具有多管道EHF非接触耦合的说明性电子设备101。特别地,(外壳110的)EHF收发器119可以与(外壳120的)EHF收发器129构成多管道非接触耦合。多管道非接触耦合可以发送比单管道非接触耦合更大量的数据。设备101还可以包括可构成单管道非接触耦合的EHF收发器118和128。
使用EHF非接触耦合器启用外壳之间的数据传送的优点是这种非接触耦合代替常规用来传送数据的物理介质。这种物理介质可以包括,例如,电线、柔性印制电路板和连接器。由于物理介质在利用这种介质构造的常规设备的使用期间(例如,膝上型电脑的重复打开和闭合)会弯曲或者遭受各种力,因此物理介质会发生故障。在膝上型电脑的例子中,当运送显示数据的通路被切断时,发生故障的物理介质会使显示器不可用。在本文所讨论的实施例中所使用的EHF非接触耦合不遭受相同的机械故障问题,因为数据是经紧密接近耦合发送的。但是,物理传输介质的缺少会引入不同类型的连接性问题–确保数据非接触地发送和接收的问题,而不考虑一个外壳相对于另一个的位置。
因此,依赖于铰链130的类型,外壳110和120可以相对于彼此在各种方向中移动。例如,图2A-2C示出了根据各种实施例的使用不同铰链的几种不同的电子设备。特别地,图2A示出了具有可以使外壳212相对于外壳213枢转的一个或多个枢转铰链211。如所示出的,EHF收发器214可以结合到外壳213中并且EHF收发器215可以结合到外壳212中。作为替代,EHF收发器214和215当中一个或两个可以结合到铰链211当中。设备200可以是例如膝上型计算机。
图2B示出了具有旋转铰链221的说明性设备220,其中铰链221可以使外壳222能够相对于外壳223旋转或转动。在一些实施例中,旋转铰链221还可以枢转,由此使外壳222能够相对于外壳223枢转和旋转。例如,外壳222可以在外壳223顶部向下枢转,使得显示器侧朝下,或者它可以在外壳223顶部旋转并向下枢转,使得显示器侧朝上。在一些实施例中,如果期望,则外壳222可以从外壳223去除。在一些实施例中,EHF收发器224可以结合到外壳223中并且另一EHF收发器(未示出)可以结合到铰链221中。
图2C示出了具有可分离的铰链的说明性设备230,其中铰链使外壳233能够可分离地从外壳234去除。外壳233可以包括与外壳234的铰链部分232接口的铰链部分231。在一些实施例中,当外壳233与外壳234经铰链部分231和232配对时,组合的铰链可以使外壳能够相对于彼此移动,例如,以类似于设备210或设备220的铰链可以如何移动的方式。如所示出的,EHF收发器235a和235b可以结合到外壳234中,并且EHF收发器236a和236b可以结合到铰链部分231中。应当理解,EHF收发器的放置是说明性的,并且EHF收发器可以放在外壳233和234当中或者铰链部分231和232当中的其它位置。
根据各种实施例,图2D示出了平板电脑的说明性视图并且图2E-2G示出了与插接站接口的平板电脑的说明性视图。平板电脑240可以包括交互式显示器241,用于同时显示信息和处理输入(例如,经触控笔或者一根或多根手指)的输入。平板电脑240还可以包括EHF收发器242,用于从另一设备非接触地发送和/或接收数据。图2E-2G示出这另一设备可以是插接站245。插接站245可以是任何用于把数据传送到平板电脑240和/或从其接收数据的合适设备。在一种实施例中,插接站245可以是诸如键盘的输入设备。插接站245可以包括用于接纳平板电脑240并把其保留在适当位置的槽246,如图2E中所示。如果期望,则槽246可以使平板电脑240能枢转。此外,插接站245可以包括EHF收发器247(每种都只示出一个),当平板电脑240放成与插接站245紧密接近时,它可以构成与EHF收发器242的紧密接近通信链路。图2F示出平板电脑240可以在面朝下的位置固定到插接站245(例如,使得平板电脑和插接站可被收起(stowed away))。图2G示出平板电脑240可以在面朝上的位置固定到插接站245(例如,使得即使插接站不可访问输入功能,用户也能与平板电脑交互)。以这种配置,EHF收发器242可以与一个或多个EHF收发器248通信,其中EHF收发器248沿插接站245的不同部分分布。
不考虑一个外壳相对于另一个的位置,在两个EHF收发器之间构成的紧密接近耦合优选地被保持。在一些实施例中,紧密接近耦合可以通过对齐铰链不同部分上的相应EHF收发器对来保持。在这些实施例中,紧密接近耦合可以通过确保每个耦合对之间的物理分离在铰链的整个运动范围内都不超过阈值来维持。这种对于物理分离的限制对于具有翻盖枢转行为的设备(例如,图2的设备210)会特别合适。此外,相邻EHF收发器之间的间距也会需要固定在最小距离,以确保EHF收发器的耦合对不干扰EHF收发器的另一耦合对。
图2H示出了根据各种实施例的具有若干个EHF收发器耦合对的铰链250的一部分的说明性顶视图。启用枢转和/或旋转运动的实际铰链部分未示出,以帮助清晰地说明EHF收发器耦合对当中和之间的间距需求。铰链250可以包括具有安装在其上的EHF收发器252a-252d的铰链构件251和具有安装在其上的EHF收发器256a-256d的铰链构件255。收发器252a和256a可以构成耦合对,收发器252b和256b可以构成耦合对,等等。每个收发器示为位于铰链构件251或铰链构件255的边缘上。构件251和255之间的间隙或距离可以由dpivot_angle定义,其中dpivot_angle可以依赖于一个铰链构件相对于另一铰链构件移动的角度。例如,在蝴蝶型枢转类型的铰链中,dpivot_angle会在铰链分开180度时最大并且当铰链分开90度时dpivot_angle会最短。
距离dpivot_angle优选地不超过预定的阈值,使得从一个收发器(例如,收发器252a)发出的紧密接近耦合信号可以穿过收发器耦合对(例如,收发器252a和256a)之间的间隙并且被其耦合对收发器(例如,收发器256a)接收,而不干扰任何其它收发器耦合对(例如,收发器252a和256a)。紧密接近耦合信号示为从收发器252a、252c和252d发出,但是应当理解,任何收发器都可以发射紧密接近耦合信号并接收紧密接近耦合信号。关于收发器如何发射和接收非接触信号的附加细节可以在例如共同拥有的共同未决美国公开No.2012/0263244中找到,其公开内容的全部通过引用被结合于此。
为了防止相邻耦合对之间的串扰,相邻对之间的距离优选地超过最小距离。当每个耦合对在相同的载波频率上操作时,串扰会是潜在的问题。由于监管要求,让每个耦合对在不同的载波频率上操作是不实际的。对每个耦合对使用不同载波频率可能不实际的另一个原因可以是因为相当大量的耦合对在使用当中(例如,诸如10、20或100对)。考虑例如由收发器252a和256a以及收发器252b和256b构成的耦合对,耦合对之间的距离被定义为dair。这个距离,dair,可以是当分离耦合对的主要介质为空气时在距离dpivot_angle的整个潜在范围内为避免串扰而需要的最小距离。即,不存在位于相邻耦合对或波导(诸如波导254或258)之间的屏蔽(诸如屏蔽构件253和257)来聚集从一个收发器向另一个发出的非接触信号的方向。因此,在“仅空气”实施例中,dair必须大于dpivot_angle。在一些实施例中,dair可以是距离dpivot_angle的两倍。
至少相对于“仅空气”实施例的距离,屏蔽构件253和257的添加可以使相同板上相邻EHF收发器之间的距离减小。例如,在“屏蔽实施例”中,距离可以由dshield定义。该距离,dshield,可以小于dair。依赖于各种因素,距离,dshield,可以大于、等于或小于dpivot_angle,其中一个因素是屏蔽的有效性。屏蔽越有效,dshield小于dpivot_angle的概率增加。
至少相对于“仅空气”和“屏蔽”实施例,波导254和258结合屏蔽构件253和257的进一步添加可以使相邻耦合对之间的距离进一步减小。例如,在“波导和屏蔽”实施例中,距离可以定义为dwg_shield。该距离,dwg_shield,可以小于dair和dshield。依赖于各种因素,距离,dwg_shield,可以大于、等于或小于dpivot_angle。因素可以包括屏蔽和波导的有效性。
EFH收发器耦合对之间的距离在本文中被称为工作距离。这是在点到点非接触通信中信号必须从一个EHF收发器行进到另一EHF收发器的距离。工作距离可以与距离dpivot_angle相似。相同板上的相邻EHF收发器之间的距离在本文中被称为分离距离。分离距离可以与dair、dshield和dwg_shield相似。工作距离和分离距离之间的关系可以基于许多不同的参数而变,该参数包括例如EHF收发器的载波频率、提供给EHF收发器的电力、空气是否是收发器耦合对之间的电介质、电介质耦合构件是否物理地耦合收发器耦合对、空气是否是相邻EHF收发器之间的唯一介质、屏蔽构件是否在相邻EHF收发器之间使用,或者波导是否被使用。例如,物理地耦合收发器耦合对的介电耦合构件(以下讨论)的使用可以使工作距离远远超过分离距离。
相同板上多个相邻EHF收发器的使用可以是可能的,因为EHF收发器操作在30千兆赫兹或60千兆赫兹或更大的频率范围。这使得紧邻的EHF收发器之间的分离距离小于10厘米、小于8厘米、小于5厘米、小于4厘米,或者小于3厘米、小于2厘米、小于1厘米、小于9毫米、小于8毫米、小于7毫米、小于6毫米,或者大约5毫米。仅依赖于空气作为分离介质的、没有介电耦合介质的实施例可以比使用屏蔽和/或波导的实施例具有更大的分离距离。
虽然未在图2H中具体地示出,但是波导实施例可以存在,其中不存在屏蔽构件。在这种实施例中,即使不存在屏蔽构件,波导的使用也可以帮助减小在收发器耦合对之间为防止串扰而需要的距离。
图2I示出了根据各种实施例的具有若干个EHF收发器耦合对的铰链270的一部分的说明性顶视图。除在铰链270中许多不同的介电耦合构件在EHF收发器耦合对之间存在之外,铰链270在许多方面类似于图2H的铰链250。启用枢转和/或旋转运动的实际铰链部分没有示出。介电耦合构件可以帮助维持EHF收发器耦合对之间的非接触通信,并且还可以确保在铰链270的整个运动范围内维持非接触通信。介电构件可以采取任何形状和构造。例如,在一些实施例中,介电构件可以是柔性的,使得它们与移动铰链构件一起移动。在其它实施例中,介电构件可以是刚性的。刚性的介电构件可以邻接每个铰链构件的波导构件,以确保非接触耦合在铰链的整个运动范围内都维持。介电耦合构件的材料组成可以包括一种或多种塑料,或者(一种或多种)塑料与(一种或多种)金属的组合。仅(一种或多种)塑料的构造可以依赖于空气来隔离一个介电耦合构件与另一个。(一种或多种)塑料和(一种或多种)金属构造可以使用金属来隔离一个介电耦合构件与另一个。
介电耦合构件262可以是把EHF收发器252a和256a彼此连接的柔性结构。类似地,介电耦合构件263可以是把EHF收发器252b和256b彼此连接的另一柔性结构。介电耦合构件262和263可以是不彼此连接的分立部件,并且其中空气可以充当隔离介质。介电耦合构件262和263的维度可以采取任何合适的形状。例如,耦合构件262可以具有大致为与EHF收发器252a和256a的相同宽度的宽度。应当理解,耦合构件262的宽度这样被限制,并且它可以比所示出的更宽或更窄。例如,介电耦合构件263示出其宽度可以比EHF收发器252a和256a的宽度更窄。
介电耦合构件265可以是通过金属屏蔽耦合构件264和266在侧面相接的柔性结构,并且介电耦合构件267也可以是通过金属屏蔽耦合构件266和268在侧面相接的柔性结构。如所示出的,介电耦合构件265的维度可以与EHF收发器252c和256c对齐,并且介电耦合构件267的维度可以与波导254和258对齐。金属屏蔽耦合构件264和266可以隔离耦合构件265与耦合构件263和267。如所示出的,屏蔽构件264、266和268与相应的屏蔽构件253和257共同对齐,但是应当理解,这种对齐不是强制的。在一些实施例中,金属屏蔽构件264、266和268可以是放成与介电耦合构件相邻的分立部件。在其它实施例中,金属屏蔽构件可以与介电耦合构件一体化形成。这对于提供被金属屏蔽构件分成分立非接触通路(每个耦合对一条通路)的连续结构会是有利的。例如,耦合构件265可以与金属屏蔽耦合构件264和266一体化形成,并且耦合构件267可以与金属屏蔽耦合构件266和268一体化形成。
在一些实施例(未示出)中,不同塑料和金属结构的组合可以直接部署在EHF收发器自身之上,以通过空气扩展和/或成形无线发射。这种结构的例子可以在共同受让的共同未决美国申请No.13/963,199中找到。这些结构可以被用来代替介电耦合构件。
现在参考图3A,示出了具有共同对齐的EHF收发器对的说明性铰链300。如所示出的,铰链300可以包括具有凸形铰链构件311和312的构件310,以及具有凹形铰链构件321和322的构件320。在一些实施例中,构件310和320可以是外壳的一般表示(例如,外壳110和120)。在其它实施例中,构件310和320可以是结合到设备中的、使设备的外壳能够枢转的结构(例如,构件310固定到外壳212并且构件320固定到外壳213)。凸形铰链构件311和312可以分别与凹形铰链构件321和322接口,使得构件310可以相对于构件320枢转,或者反之亦然。
构件310可以具有部署在其上的电路板313,并且EHF收发器314a-d可以安装到板313。导体315可以物理耦合到板313并且轨道(未示出)可以被路由到不同的EHF收发器314a-d。构件320可以具有类似的布置,其中电路板323部署在其上,并且EHF收发器324a-d可以安装到板323上。导体325可以物理耦合到板323并且轨道(未示出)可以被路由到不同的EHF收发器324a-d。EHF收发器314a与EHF收发器324a对齐,并且EHF收发器314b与EHF收发器324b对齐,EHF收发器314c与EHF收发器324c对齐,并且EHF收发器314d与EHF收发器324d对齐。对齐使得,不考虑构件310相对于构件320的位置,每对EHF收发器之间的距离不超过预定的阈值。因此,即使构件320从构件310枢转离开0、90或180度(如图3B-3D中所说明的),分离距离也被控制成确保每个EHF收发器对之间的紧密接近耦合得以维持。
图3B-3D示出了根据各种实施例的图3A的铰链300在不同枢转位置的说明性横截面图。一些图示出了从其中一个收发器发出的说明性非接触信号;这些信号由一系列虚线示出。特别地,图3B示出构件320从构件310枢转离开180度。收发器314与324之间的距离是d180,其中d代表预定的距离。图3C示出构件320从构件310枢转离开90度,并且收发器314与324之间的距离是d90。图3D示出构件320从构件310枢转离开0度,并且收发器314与324之间的距离是d0。距离d0、d90和d180当中每一个都小于预定的阈值。预定的阈值可以是EHF收发器耦合对之间的、其中与那个耦合对关联的最小性能度量可被维持的最大分离距离。例如,如果性能度量需要具有最大数据包重新发送率的最小数据吞吐量,则适当的距离阈值可以被选择,以实现那些度量。
注意缺少在每对EHF收发器之间的空间中存在的任何物理介质。如所示出的,并且在这种特定的实施例中,空气可以充当传输介质。即,不存在把收发器314a-d当中任何一个耦合到收发器324a-d当中相应的一个的物理接口。铰链300的物理耦合可以只在凸形和凹形铰链构件中存在。
图4A根据实施例示出了结合波导构件的说明性铰链400。除现在铰链400可以包括波导构件440a-d和450a-d之外,铰链400在许多方面可以类似于图3A的铰链300。特别地,每个波导构件440a-440d可以部署在相应的EHF收发器314a-314d之上,并且每个波导构件450a-450d可以部署在相应的EHF收发器324a-324d之上。在一些实施例中,波导构件440和450可以完全封装EHF收发器,而在其它实施例中,构件440和450可以放成与EHF收发器相邻。波导构件440和450可以操作来引导或聚集数据在EHF收发器之间的传输,并且在一些实施例中,还可以确保紧密接近耦合在整个期望的运动范围内维持。在一些实施例中,构件440和450可以充当用于它们各自收发器的瞄准器。波导构件440和450可以由任何合适的材料构造,包括例如塑料。而且,波导构件440和450可以构造成采取任何合适的形状。在一些实施例中,波导构件440和450的形状可以成形为最大化用于铰链运动范围的紧密接近耦合。在其它实施例中,波导构件440和450可以构造成使得干涉适配在它们之间存在(如以下在图4C和4D中所说明的)。这种构造可以确保物理介电耦合在每个耦合对之间存在。
铰链400可以可选地包括如所示的部署在EHF收发器314a-314d之间的屏蔽构件460a-460c,以及如所示的部署在EHF收发器324a-324d之间的屏蔽构件470a-470c。屏蔽构件460a-460c和470a-470c可以由例如金属构造并且可以采取任何合适的形状。屏蔽构件460a-460c和470a-470c的所示形状包括半圆形形状。铰链400可以可选地包括一个或多个可操作来把EHF收发器耦合对物理地耦合到一起的介电耦合构件(未示出)。这种铰链的例子在以下图4B和4I中示出。
图4B-4D示出了根据各种实施例的图4A的铰链400在不同枢转位置并且具有不同波导形状的说明性横截面图。如所示出的,波导构件440和450可以分别完全封装收发器314和324。而且,构件440和450示为分别具有可以帮助在收发器314和324之间聚集非接触信号的传输的特定形状,441和451。图4B示出波导440和450都分别具有与介电耦合构件462接口的凹形状441和451。构件310和320每个都可以相对于介电耦合构件462独立地旋转。图4C示出波导440具有凹形状441并且波导450具有球根形状。波导450的球根形状可以与凹形状441接口适配。当构件320相对于构件310枢转时,波导450的球根形状可以维持它在凹形状441中的接口适配。图4D示出波导440具有球根形状442并且波导450具有凹形状451。波导450可以维持与波导440的接口适配。特别地,波导450可以相对于球根形状442旋转,同时维持与波导440的接触。还要注意,在图4B中,与波导440和450分离的介电耦合462可以为耦合收发器314和324提供刚性物理接口。但是,在图4C和4D中,波导可以充当传输介质。
图4E-4H示出了根据一些实施例的处于不同配置的电子设备的不同视图。特别地,图4E示出了处于闭合配置的电子设备,图4F和4G示出了不同的部分打开配置,而图4H示出了完全打开配置。图4E-4H当中每一个可以都包括外壳460、外壳470和铰链480。外壳460和470可以经铰链480连接到一起。外壳460可以包括波导462和EHF收发器464。波导462可以具有遵循或模仿铰链480的轮廓的钩子形状。在一些实施例中,波导462可以至少部分地与铰链480集成。外壳470可以包括波导472和EHF收发器474。独立于外壳460相对于外壳470的位置,波导472可以与波导462物理接触。即,波导472可以遵循波导462的钩子轮廓,以确保在EHF收发器464和474之间维持紧密接近耦合。
图4I示出了根据各种实施例的包括介电耦合构件491的图4A铰链400的说明性横截面图。如所示出的,波导440和450被略去,但是如果期望,它们也可以被包括。介电耦合构件491可以提供用于把EHF收发器314物理地耦合到EHF收发器324的物理介质。在一种实施例中,介电耦合构件491可以是柔性耦合构件。
在其它实施例中,相应EHF收发器对之间的紧密接近耦合可以利用根据各种实施例的EHF波导铰链来维持或增强。根据本文实施例的EHF波导铰链可以执行两个任务:(1)为使两个外壳能相对于彼此移动而提供铰链支持,以及(2)为收发器耦合对之间的非接触传输充当波导。铰链和波导可以是同一个。铰链支持可以以各种方式提供。例如,如之前在图2中所示的,电子设备可以使用根据各种实施例的不同铰链。铰链的波导任务可以以若干种方式实现,其中许多方式联系图5-10详细地讨论。一般而言,铰链的波导构造可以帮助非接触信号在EHF收发器耦合对之间的传播。
图5根据实施例示出了说明性EHF波导铰链500。铰链500可以包括插座构件510(例如,凹形构件)和接合构件520(例如,凸形构件)。接合构件520可以通过插座构件510可移动地固定并且可以相对于其旋转。插座构件510和接合构件520可以由诸如塑料的介电材料构造。插座构件510部分地封住接合构件520。这可以通过部分围住接合构件520的构件510的“c形状”看到,接合构件520可以呈现圆柱形状。在一些实施例中,插座构件510的c形状可以定义接合构件520的旋转限制。特别地,旋转停止件511和512可以定义接合构件520的旋转限制。可以配对或一体化耦合到接合构件520的构件521可以从构件520的外围突出并且依赖于构件520的旋转角度而邻接旋转停止件511或512。在一些实施例中,插座构件510可以构造成允许任何期望的运动范围。例如,运动范围可以在从0到270度、0到180度或者0到120度的范围内。
插座构件510可以耦合到构件513,构件513可以具有驻留在其上的EHF收发器514a-c。在一些实施例中,插座构件510可以完全封装EHF收发器514a-c,如所示出的。枢转构件520可以至少部分地封装或完全封装驻留在构件521上的EHF收发器524a-c。在一些实施例中,构件513和521可以是印制电路板。EHF收发器514a和524a可以构成耦合对,并且EHF收发器514b和524b可以构成耦合对,等等。收发器514a-c被插座构件510的封装以及收发器524a-c被枢转构件520的封装可以使得构件510和520的组合能够充当用于EHF收发器耦合对之间非接触传输的波导。
收发器514a-c和524a-c可以经通过构件510和520的耦合形成的波导有效地物理耦合到一起。因此,在操作中,即使EHF收发器耦合对经紧密接近耦合彼此传送数据,但是紧密接近耦合还可以通过构件510和520的耦合来增强。在一些实施例中,这种耦合会导致充分健壮的紧密接近耦合,这确保在铰链500的整个运动范围内都保持非接触连接性。
图6根据实施例示出了EHF波导铰链600的说明性视图。如所示出的,铰链600可以包括可以可插入地耦合到凹形构件620的凸形构件610。如果期望,则凸形构件610可以在凹形构件620中旋转360度。在其它实施例中,凸形构件610可以被局限于旋转到预定义的限制。可以与凸形构件610一体化形成的扩展构件617可以例如固定到电子设备的外壳。一旦扩展构件617被固定,或者凸形构件610就可以在凹形构件620中旋转,或者凹形构件620就可以围绕凸形构件610旋转。除了现在凹形构件620完全封住凸形构件610之外,铰链600可以在许多方面类似于(图5的)铰链500。凸形构件610可以包围EHF收发器614a-c,并且凹形构件620可以包围EHF收发器624a-c。当凸形构件610插入凹形构件620时,成对耦合会在EHF收发器614a和624a、614b和624b以及614c和624c之间存在。凸形和凹形构件610和620的耦合可以构成大大增强每个耦合对之间的紧密接近耦合的波导。
图7根据实施例示出了图6的凸形构件610的详细视图。如所示出的,凸形构件610可以包括包围电路板613的圆柱形构件,其中电路板613具有安装在其上的EHF收发器614a-d和屏蔽构件615a-e,以及从扩展构件617延伸到电路板613上各个位置的导体616。屏蔽构件615a-e可以帮助减少相邻EHF收发器之间的串扰。导体616可以经过扩展构件617,使得信号可以提供给EHF收发器614a-d并从其被传输。扩展构件617可以是能够经受在使用期间施加到凸形构件610的各种应力的结构增强构件。
图8A-8C根据实施例示出了利用EHF波导铰链的设备的不同视图。特别地,图8A示出了上部810的说明性顶视图,图8B示出了下部820的说明性顶视图,而图8C示出了设备800的说明性顶视图,其中上部810耦合到下部820。现在具体地参考图8A,上部810可以包括凹形铰链构件811和812。例如,铰链构件811和812可以类似于图6的凹形构件620。凹形铰链构件811和812可以分别封装EHF收发器814a和814b。现在具体地参考图8B,下部820可以包括凸形铰链构件821和822,凸形铰链构件821和822分别封装EHF收发器824a和824b。凸形铰链构件821和822可以类似于图6的凸形构件610。现在参考图8C,当设备800被构造时,凸形铰链构件821可以耦合到凹形铰链构件811,以形成EHF波导铰链801,并且凸形铰链构件822可以耦合到凹形铰链构件812,以形成EHF波导铰链802。
波导铰链801和802可以充当用于EHF收发器耦合对的非接触传输通路,并且充当用于设备800的机械枢轴机制。在上部810枢转期间,凹形铰链构件811和812可以相对于其相应的凸形铰链构件821和822旋转。因此,在设备800操作期间,由键盘部分820中所包含的电路生成的数据可以经铰链801和802中所包含的EHF收发器耦合对发送到监视器部分810中所包含的电路。此外,由监视器部分810中所包含的电路生成的任何数据可以经铰链801和802中所包含的EHF收发器耦合对发送到下部820中所包含的电路。
在一些实施例中,电力可以经一个或两个铰链801和802无线地从下部820发送到监视器部分810。在这种实施例中,无线电力发送/接收线圈(未示出)可以结合到铰链801和802中。在另一种实施例中,非接触数据传输和有线电力传输的组合可以在铰链801和802中使用。例如,非接触数据传输可以根据本文所述的实施例来实现并且有线电力传输可以通过使用结合到一个或两个铰链801和802中的导电通路来实现。如图8B中所示,有线触点825可以结合到凸形铰链部分821和822中,用于把电力发送到凹形铰链构件811和812中所包含的触点(未示出)。
图9根据实施例示出了EHF波导铰链900的部分分解透视图。波导铰链901可以使结构901能够相对于结构902自由地转动。例如,波导铰链900可以被用作图2的设备220中的铰链,它使得结构901能够相对于结构902旋转360度。凸形铰链构件910可以固定到结构901并且可以可拆卸地耦合到凹形铰链构件920。凸形铰链构件910可以具有圆柱形状,使得它可以在凹形铰链构件920中旋转。如果期望,则凸形铰链构件910可以从凹形铰链构件920去除,使得结构901可以从结构902去除。当构件910固定在凹形构件920中时,凸形铰链构件910可以包括可以分别耦合到收发器924a-d的EHF收发器914a-d。凹形铰链构件920可以固定到结构902并且可以包含收发器924a-d。如所示出的,所有收发器924a-d可以布置成与凹形铰链构件920的中心轴相邻。这仅仅是说明性的。
图10A和10B示出了根据各种实施例的不同凸形和凹形铰链的说明性顶视图,其中EHF收发器相对于中心轴安装在多个位置。现在参考图10A,示出了凸形铰链构件1010和凹形铰链构件1020的说明性顶视图。凸形铰链构件1010可以包括与轴1002对齐的收发器914a和与轴1003对齐的收发器914b。轴1002和1003相对于中心轴1001偏移,但是与轴1006对齐。凹形铰链构件1020可以包括与轴1004对齐的收发器1024a和与轴1005对齐的收发器1024b。轴1004和1005相对于中心轴1001偏移。例如,收发器在多个轴上的放置可以提供增加的数据吞吐量能力。
图10B示出了凸形铰链构件1010和凹形铰链构件1020的说明性顶视图。凸形铰链构件可以包括部署在指南针的四个点上的收发器1014a-d。特别地,收发器1014a和1014c与轴1006对齐,并且收发器1014b和1014d与轴1001对齐。收发器1014a还与轴1003对齐,收发器1014b还与轴1009对齐,收发器1014c还由轴1002对齐,并且收发器1014d还与轴1011对齐。轴1009和1011相对于轴1006偏移,并且轴1002和1003偏移到轴1001。凹形铰链构件1020可以包括部署在指南针的四个点上的收发器1024a-d。特别地,收发器1024a和1024c与轴1006对齐,并且收发器1024b和1024d与轴1001对齐。收发器1024a还与轴1005对齐,收发器1024b还与轴1008对齐,收发器1024c还与轴1004对齐,并且收发器1024d还与轴1007对齐。轴1007和1008相对于轴1006偏移,并且轴1004和1005偏移到轴1001。
图11示出了根据各种实施例的使用自悬浮铰链的膝上型装置的说明性横截面图,其中装置使用EHF收发器用于在外壳1110和外壳1120之间非接触地发送数据。外壳1120可以利用一个或多个磁场保持在适当位置。外壳1110可以包括一个或多个收发器1114并且外壳1120可以包括收发器1124。收发器1114和收发器1124可以构成用于发送数据的耦合对。波导1130可以可选地被包括,以进一步增强数据利用每个EHF收发器耦合对的非接触传输。
以上描述参考用于启用铰链接合部件之间的非接触通信的各种实施例。以下描述参考涉及自包含、高度便携式、启用EHF的显示装置的各种实施例,这种启用EHF的显示装置可操作来经启用EHF的显示装置和活动表面之间存在的紧密接近耦合从“活动表面”接收数据,并且处理数据以在启用EHF的显示器上呈现。在一些实施例中,启用EHF的显示装置可以是近似常规信用卡的尺寸并且适合放在口袋、钱包或钱夹中的卡形状的设备。启用EHF的显示装置可以是包括显示器、显示器控制器和EHF收发器的相对简单的设备并且可以可选地包括诸如触摸传感器的输入电路。活动表面可以是可以经EHF收发器向启用EHF的显示装置提供数据的装置,其中数据包括显示数据。此外,活动表面可以具有有限的输入能力,并且可以缺少显示器。在一些实施例中,启用EHF的显示装置可以对不具有用户接口的设备–活动表面–充当用户接口。实际上,它对活动表面包含并生成的内容充当网关或窗口,而无需自己单独生成和呈现这种内容所必需的电路或资源。
启用EHF的显示装置可以只在当其放成紧密接近活动表面装置时才可操作。当启用EHF的显示装置放在活动表面上时,紧密接近耦合可以建立,使得活动表面能够向该装置提供数据。然后,EHF显示装置可以显示信息并处理输入(例如,触摸屏输入、指纹识别等等)并且把那些输入提供给活动表面。当启用EHF的显示装置不在活动表面附近(例如,装在人的裤子口袋中)时,启用EHF的显示装置可能不能工作。因此,当启用EHF的设备从活动表面被去除时,它可以是惰性的、不工作的设备。
启用EHF的显示装置可以充当用于从活动表面系统访问内容的网关、密钥或用户接口,其中活动表面系统可以包括或者可以不包括其自己的用户接口。在一种实施例中,基于包含在启用EHF的显示装置和/或用户输入中的安全信息,可以基于用户的安全性/访问凭证向EHF显示装置的用户呈现选择性的内容。例如,第一用户可以基于其凭证被准许第一级访问,并且第二用户可以基于其凭证被准许第二级访问,其中第二级访问大于第一级访问。活动表面可以提供与用户的访问级别相称的内容和/或对内容的访问。在一些实施例中,启用EHF的显示装置可以被用来认证诸如支付卡交易的用户交易或者它可以被用作访问卡。如果期望,则在启用EHF的显示装置被允许访问内容之前,活动表面可以需要双因子认证。双因子认证可以要求用户使用适当的启用EHF的显示装置并提供适当的用户输入(例如,指纹、PIN码、面部识别、视网膜识别等等)。在其它实施例中,启用EHF的显示装置可以被用作ID卡。例如,当ID卡放在活动表面上时,可以显示用户的缺省图像。
相同的启用EHF的显示装置可以与多个不同的活动表面一起使用,并且每个活动表面可以向显示装置提供其本地数据。由每个活动表面经启用EHF的显示装置向用户呈现的内容可以不同,但是启用其的底层技术可以是相同的。例如,如果一个活动表面包括安全访问面板并且另一个活动表面包括通用计算机,则当放在安全访问面板上时,启用EHF的显示装置可以显示键板,而当放在通用计算机上时,启用EHF的显示装置可以显示触摸屏用户界面。
图12根据实施例示出了包括显示装置1210和活动表面装置1250的说明性系统1200。显示装置1210可以包括显示器1211、显示器控制器1212、EHF收发器1214以及可选的输入处理器1215。在一些实施例中,显示装置1210可以包括诸如电池的电源、用于经有线连接接收电力的电力触点、用于利用(harness)由活动表面装置1250发送的电力的无线能量捕捉电路,或者其组合(这些都没有示出)。活动表面装置1250可以包括处理器1251、存储器1252、存储装置1253、EHF收发器1254以及认证电路1255。活动表面装置1255可以包括用于经有线连接(未示出)传送电力的电力触点或用于把电力发送到显示装置1210的无线电力传送电路(未示出)。在一些实施例中,活动表面装置1250可以缺少显示器。在另一种实施例中,活动表面装置1250可以缺少用户接口。在其它实施例中,活动表面装置1250只能经显示装置1210访问。
显示器1211可以是任何用于显示诸如文字、图形、电影等媒体的合适的显示器。显示器1211可以被可以从EHF收发器1214接收显示数据的显示器控制器1212驱动。在一些实施例中,输入处理器1215可以被包括,用于处理在装置1210上进行的用户输入。例如,输入处理器1215可以处理指纹,作为双因子认证过程的一部分。作为另一个例子,输入处理器1215可以处理在显示器1211上进行的触摸输入。作为另一个例子,输入处理器1215可以处理面部或视网膜识别特征。
处理器1251可以是任何合适的处理器。存储器1252可以是任何合适的易失性存储器,诸如DRAM,并且存储装置可以是用于存储数据的任何合适的非易失性存储器,诸如硬盘驱动器或Nand闪存。认证电路1255可以能够认证与装置1250接口的装置1210的凭证。
当装置1210放在活动表面装置1250上时,紧密接近耦合1260可以在EHF收发器1214和1254之间建立。当耦合1260被建立时,数据可以在装置1210和活动表面装置1250之间发送。在一些实施例中,装置1210可以在任何数据提供给装置1210之前被认证。一旦认证完成,用户就可以能够通过与装置1210的显示器1211接口来访问包含在活动表面装置1250中的数据。现在参考图13A和13B,示出在显示装置上呈现的内容的不同说明性图。
图13A示出了显示装置1310放在其上的活动表面装置1300。显示装置1310可以与第一用户关联,并且因此,装置1300可以提供只由第一用户可用的内容。图13B示出了图13A的相同活动表面装置1300,但是不同的显示装置1320放在其上。显示装置1320可以与第二用户关联,并且因此,装置1300可以提供只由第二用户可用的内容。
图14A和14B示出了根据一些实施例的放在活动表面装置1420上的显示装置1410的说明性横截面图。除其它特征之外,显示装置1410还可以包括顶层1411、底层1412和EHF收发器1414。收发器1414可以夹在层1411和1412之间。除其它特征之外,活动表面装置1420还可以包括顶层1421、底层1422和EHF收发器1424。收发器1412可以夹在层1421和1422之间。现在具体地参考图14A,活动表面装置1420示为具有相对平坦的表面。因此,因为显示装置1410可以是柔性的,所以它也示为相对平坦。当显示装置1410放在活动表面装置1420上时,收发器1414和1424对齐。相反,在图14B中,活动表面装置1420具有弯曲的表面。当显示装置1410放在其上时,它可以模仿装置1420的曲线。即使对于曲线,收发器1414和1424也可以基本上对齐,以确保维持非接触连接。
虽然在阅读以上描述之后对本发明的许多更改和修改毫无疑问将对本领域普通技术人员变得显然,但是应当理解,所示出并通过说明描述的特定实施例不是要以任何方式被认为是限制。因此,对优选实施例的细节的引用不是要限制其范围。