DE102006049583A1

DE102006049583A1 - Elektronisches Tragbares Gerät

Info

Publication number: DE102006049583A1
Application number: DE200610049583
Authority: DE
Inventors: Heikki Puuri
Original assignee: Suunto Oy
Current assignee: Suunto Oy
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-05-10
Also published as: FI20051063A0; GB0620835D0; HK1101090A1; FI124133B; FI20051063A; GB2431522B; GB2431522A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein am Handgelenk tragbares elektronisches Gerät, umfassend eine Spaltantenne, und ein Verfahren zum Fertigen der Spaltantenne. Ein derartiges Gerät umfasst ein Außengehäuse, das einen Baugruppenbereich festlegt, und eine Funkeinheit, die in dem Baugruppenbereich enthalten ist. Gemäß der Erfindung ist das Außengehäuse wenigstens teilweise aus leitfähigem Material hergestellt und umfasst eine integrierte Spaltantenne, die in dem leitfähigen Materialanteil davon ausgebildet ist, wobei die Antenne mit der Funkeinheit elektrisch verbunden ist. Die Erfindung stellt eine zweckmäßige Antennenstruktur zum drahtlosen Kommunizieren von Wristop-Computern und Ähnlichem zur Verfügung.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft tragbare elektronische Geräte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein am Handgelenk getragenes Gerät, wie einem Wristop-Computer, der eine Antenne zum kabellosen Kommunizieren mit anderen elektronischen Geräten aufweist. Darüber hinaus beschäftigt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Fertigung einer Antenne für tragbare Geräte.

Beschreibung der diesbezüglichen Technik

Seit einiger Zeit werden Antennen in Wristop-Computer verbaut, um eine drahtlose Datenübertragung in das Gerät und aus dem Gerät heraus zu ermöglichen. Jedoch stellt das Einbauen einer Antenne in ein tragbares Gerät durch Größeneinschränkungen, eine große Anzahl von nahe zueinander liegenden elektronischen Komponenten und wegen der Nähe zum menschlichen Körper eine herausfordernde Aufgabe dar.

Die Patentanmeldung US 2002/0098807 offenbart ein am Handgelenk getragenes Gerät mit einer integrierten Schleifenantenne. Die Schleife ist in derselben Ebene wie andere elektronische Schaltungen des Geräts untergebracht, so dass einiges von der Elektronik innerhalb der Antennenschleife angeordnet ist, wobei die elektronische Schaltung als eine Grundplatte für die Antenne dient.

Schleifenantennen sind auch in den US-Patenten 5,768,217, 5,926,144 und 6,278,873 offenbart.

Spaltantennen können wegen ihrer Fähigkeit zum Erzeugen und Abtasten wechselnder elektromagnetischer Felder anstelle von herkömmlichen Schleifen oder Dipolantennen verwendet werden. Das von einer Spaltantenne erzeugte Feld weist eine sehr ähnliche Form auf wie das, was von einer Dipolantenne mit gleichen Abmessungen erzeugt wird, mit der Ausnahme, dass die Polarisationsrichtungen der elektrischen und magnetischen Felder vertauscht sind.

Ein Mobiltelefon mit einer Spaltantenne für Nahbereichskommunikation ist in Dokument US 6,282,433 offenbart. Die Antenne wird zum direkten Einwählen in einen entfernten Computer oder in ein lokales Netzwerk (LAN) verwendet.

Die US-Patentanmeldung 2005/0,088,354 und WO-Veröffentlichung 98/27,609 offenbaren L, T- und F-förmige Spaltantennen, die in gedruckten Leiterplatten aufgenommen sind. Die Antennen können in Hochfrequenzerkennungs-(RFID)-Anwendungen verwendet werden.

Das US-Patent 5,699,319 offenbart eine Handgelenksuhr, die eine eingebaute Dipolantenne oder eine Spaltantenne aufweist. Die Antenne ist zwischen zwei Umhüllungen aufgenommen, von denen eines die Außenoberfläche der Uhr und das andere elektronische und mechanische Teile von dem Gerät aufnimmt. Die Antenne ist durch Aufbringen leitfähigen Materials auf einen Isolator als getrenntes Element ausgebildet, um ein geeignetes Antennenmuster zu formen.

Ein Hauptnachteil von den tragbaren Geräten, auf die sich vorstehend bezogen wurde, besteht darin, dass deshalb, weil die Antenne tief innerhalb des Gehäuses von dem Gerät angeordnet ist, leitfähige Materialien wegen der resultierenden Dämpfung von dem Signal nicht in dem Gehäuse von dem Gerät verwendet werden können. Deshalb können die beschriebenen Strukturen nicht in metallumhüllten oder metallbedeckten Geräten verwendet werden. Zudem nimmt eine Antenne eine Menge Raum innerhalb des Geräts in Anspruch und koppelt sich leicht an die Schaltungen von dem Gerät, wobei die Anordnung von den Teilen unter Berücksichtigung der Nähe von der Antenne getroffen werden muss.

Die US-Patente 5,589,840 und 5,450,091 offenbaren am Handgelenk getragene Geräte, welche eine Spaltantenne einschließen, die in ein Handgelenksband verbaut ist, das in den Geräten enthalten ist. Dies erhöht jedoch eine unerwünschte Kopplung von der Antenne zu dem Körper des Trägers, weil das Gelenkband an der Haut anliegt, wenn das Gerät in Benutzung ist. Zudem ist das Herstellen zuverlässiger Verbindungen zwi schen dem Körper von dem Gerät und dem Gelenkband komplex und erhöht die Fertigungskosten von dem Gerät.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einige von den Problemen des Standes der Technik auszuschließen und ein tragbares Gerät mit einer neuen Antennenkonstruktion zur Verfügung zu stellen.

Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung ein Gerät bereitzustellen, das eine Antennenkonstruktion umfasst, die für Geräte mit elektrisch leitfähigen Umhüllungen wie metallenen oder Metall enthaltenden Abdeckungen geeignet ist.

Die Erfindung basiert deshalb auf der Idee, eine Spaltantenne in die Abdeckung (äußeres Gehäuse) von dem Gerät zu integrieren, wobei die Spaltantenne als ein elektrisch leitfähiger Anteil ausgebildet ist, der in der Abdeckung aufgenommen ist. Ein derartiges Gerät umfasst grundsätzlich eine Funkeinheit innerhalb eines Baugruppenbereichs, der durch die Abdeckung definiert ist, wobei die Funkeinheit mit der Spaltantenne elektrisch verbunden ist.

Der Spalt kann als leitfähige Beschichtung ausgebildet sein, die auf die Geräteabdeckung aufgebracht ist, oder in der Gestalt einer Öffnung in einer Abdeckung, die aus leitfähigem Material hergestellt ist. Eine besonders vorteilhafte Lösung wird erzielt, wenn die Spaltantenne wenigstens teilweise auf der Außenoberfläche von der Abdeckung angeordnet ist.

Die Erfindung ist noch genauer dadurch bezeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist hauptsächlich in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 12 und 14 bezeichnet.

Die Verwendung von Spaltantennen in tragbaren Geräten ist in Anspruch 16 bezeichnet.

Durch die Erfindung werden erhebliche Vorteile erzielt. Insbesondere erlaubt die Erfindung die Nutzung einer teilweise oder gänzlich leitfähigen Abdeckung zur Verwendung in einem kabellos kommunizierenden tragbaren Gerät ohne signifikante Dämpfung eines Signals durch die Abdeckung. Zudem ist eine Spaltantenne, die auf der Außenabdeckung angeordnet ist, leicht zu fertigen und durch ihre periphere Anordnung relativ schwach an andere elektronische und leitfähige Teile von dem Gerät zu koppeln. Die Abdeckung dient als ein leitfähiger Käfig, der bewirkt, dass die Antenne vornehmlich zu der Außenseite von dem Gerät abstrahlt.

Der Spalt kann in der Fertigungsphase von der Abdeckung als eine Metallabdeckung ausgebildet werden. Typischerweise werden solche Abdeckungen aus einem einzigen Metallblock hergestellt, wobei das Ausformen von dem Spalt nur ein kleiner Unterschritt in dieser Phase wäre. Darüber hinaus würden in der Zusammenbauphase von dem Gerät keine zusätzlichen Schritte durch die Antenne benötigt. Deshalb erfordert solch eine Lösung keine komplexen mechanischen oder elektronischen Anordnungen innerhalb des Geräts, wobei die Anzahl von Komponenten und ferner die Größe von dem Gerät klein gehalten werden kann. Die effiziente Nutzung von dem Gehäuse des Geräts als das abstrahlende Element gibt auch relativen Freiraum zum Anordnen von anderen Komponenten innerhalb des Gehäuses.

Das Anordnen der Antenne auf dem Außengehäuse von dem Gerät ermöglicht es, die effektive Abmessung von der Antenne größer zu machen, und deshalb größere Wellenlängen zu nutzen, als wenn die Antenne in den inneren Teilen von dem Gerät angeordnet ist. Zudem kann die Ausrichtung der Abstrahlung durch die dreidimensionale Struktur von den leitfähigen Anteilen von der Abdeckung angepasst werden.

Der Begriff in 'Spalt', bezeichnet im Zusammenhang von diesem Dokument eine verlängerte Ausnehmung, insbesondere eine verlängerte Öffnung in dem leitfähigen Material (oder Materialien), das in der Abdeckung enthalten ist, wobei die Aussparung in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung in einer gewünschten Frequenz und Bandbreite zu übertragen und/oder zu empfangen. Der Spalt kann offen oder mit nichtleitendem Material wie Polymer gefüllt sein.

In dem vorstehenden und folgenden Text werden die Begriffe 'Abdeckung' und 'Außengehäuse' synonym benutzt und bezeichnen Teile oder Funktionseinheiten, die zum Schützen oder Anbringen der Innenteile von dem Gerät (in dem Baugruppenbereich) vorgesehen sind, wie elektronische Schaltungen, zum Anbringen von Benutzerschnittstellenelementen an das Gerät, wie Knöpfe und Display, zum Gestalten des Erscheinungsbilds von dem Gerät, oder um die Anbringung von zum Beispiel einem Uhrenband zu ermöglichen. Typischerweise sind diese Teile oder Funktionseinheiten wenigstens teilweise von der Außenseite von dem Gerät sichtbar. Deshalb kann die Abdeckung oder das Gehäuse aus einem einzelnen Teil oder einer Mehrzahl von Teilen gebildet sein. Der Baugruppenbereich weist vorzugsweise die Form eines Hohlraums oder einer Ausnehmung auf, innerhalb derer wenigstens ein Teil der elektronischen Schaltungen von dem Gerät ausführbar ist.

Als nächstes soll die Erfindung mit der Hilfe einer detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht eine schematische perspektivische Ansicht von einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts, bei dem der Spalt auf dem Rand eines vollständig leitfähigen Abdeckungsstücks gebildet ist.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts, bei dem der Spalt zwischen einem Hauptkörperteil und einem leitfähigen Ring ausgebildet ist, der auf dem Hauptkörperteil befestigt ist.
3 stellt eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts dar, bei dem der Spalt auf einer leitfähigen Folie oder Beschichtung ausgebildet ist, die in der Abdeckung aufgenommen ist.
4 zeigt eine schematische quergeschnittene Draufsicht auf das Gehäuse und den Baugruppenbereich von dem erfindungsgemäßen Gerät.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Geräte und Antennen entsprechend den Ausführungsformen, die nachstehend in diesem Dokument offenbart sind, können zum Kommunizieren zum Beispiel mit einem peripheren Gerät benutzt werden, wie einem Herzfrequenzüberwachungsgurt (oder anderen getrennten vitalfunktionssensitiven Sendern), einem geschwindigkeits- und/oder entfernungsmessenden Fuß- oder Fahrrad-Pod (getrennte bewegungssensitive Sender), einem GPS-Empfänger, der an einer Stelle in der Umgebung von dem Gerät platziert ist und Ortsdaten an das Gelenkgerät übermittelt (getrennter ortssensitiver Sender), oder einem Umgebungssensor. Zudem kann das Gerät mit einem anderen kompatiblen Wristop-Gerät kommunizieren, mit einer entfernten Rechnereinheit, wie einem Computer mit einem geeigneten Adapter, in einem drahtlosen Netzwerk, wie einem lokalen oder Weitbereichsnetzwerk (LAN/WAN), in Bluetooth-Anwendungen, oder zum Beispiel mit einem Sportsteuerungs- oder Leistungsüberwachungssystem einer bestimmten Art. Die Antenne kann auch zum Empfangen von Signalen eines globalen Positionierungssystems (GPS) oder in einem Mobiltelefonnetzwerk verwendet werden. Typischerweise ist das Gerät zur Kommunikation in UHF oder Kurzwellenbereichen in der Lage. Insbesondere erlaubt die beschriebene Antennenkonstruktion eine qualitativ gute Kommunikation in Frequenzen bei etwa 2,4 GHz, welche zum Beispiel in der Bluetooth-kompatiblen Kommunikation benutzt werden.
Die Spaltantenne kann als eine Sendeantenne, Empfangsantenne oder Sendeempfangsantenne dienen, abhängig von der beabsichtigten Verwendung von dem Gerät. Deshalb kann die Funkeinheit elektrische Sende-(Erregungs-)Mittel, Empfangsmittel, oder beides umfassen. Es können Bluetooth-kompatible Signal- und/oder Datenverarbeitungseinheiten vorgesehen sein, die mit der Funkeinheit verbunden oder in der Funkeinheit enthalten sind.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 umfasst das Gerät vorzugsweise eine Haupteinheit 10, 20, 30 und ein Uhrenband. Die Haupteinheit enthält die Abdeckung, wobei die eingebettete Spaltantenne und die elektronischen Komponenten in der Abdeckung aufgenommen sind. Die Abdeckung umfasst typischerweise einen ringähnlichen Randbereich, in dem die Spaltantenne ausgebildet ist. Dadurch weist die Antenne typischerweise eine gekrümmte, insbesondere eine bogenähnliche Form auf. Ein Display oder ein Ziffernblatt 13, 23, 33 ist typischerweise in der Haupteinheit angeordnet, üblicherweise innerhalb einer Ausnehmung oder Öffnung an der oberen Seite von der Haupteinheit.
Unter Bezugnahme auf 4 umfasst die Abdeckung 401 typischerweise auch eine Bodenplatte 424, welche die Struktur von der gegenüberliegenden Seite des Ziffernblatts abdichtet. Der Antrieb, das heißt elektrische Komponenten 422, Innenverdrahtung 428 und möglicherweise auch mechanische Teile (nicht gezeigt) von dem Gerät sind typischerweise innerhalb des Hohlraums 426 angeordnet, der durch die Innenoberfläche 415 von der Abdeckung 401 bestimmt ist, obwohl einige oder alle der elektronischen Teile auch in dem Abdeckungsmaterial (zwischen der Innenoberfläche 415 und der Außenoberfläche 416 davon) aufgenommen sein können.
Der Spalt 402 ist vorzugsweise derart auf der Krempe oder dem Rand von der Abdeckung 401 angebracht, dass dieser in seiner längslaufenden Richtung der Form von dem Umfang 416 der Abdeckung folgt, im Wesentlichen in seitlicher Ebene (i.e. in einer Ebene, die sich im Wesentlichen parallel zu der Ebene von dem Ziffernblatt des Geräts erstreckt). Jedoch kann der Spalt 412 auch so geformt sein, dass dieser auch eine wesentliche Abmessung senkrecht zu dieser Ebene aufweist. Der Spalt 412 kann auch auf der Ziffernblattseite von dem Gerät ausgebildet sein, wobei der Ziffernblattabschnitt als ein Teil von dem Außengehäuse zu verstehen ist.
Im Allgemeinen ist der Spalt in seiner schmaleren Abmessung durch eine erste leitfähige Begrenzung 15, 25, 35 und eine zweite leitfähige Begrenzung 16, 26, 36 festgelegt. Die erste Begrenzung 15, 25, 35 liegt der zweiten Begrenzung 16, 26, 36 gegenüber, so dass ein Spalt 12, 22, 32 (Spalt oder Ausnehmung) zwischen den Begrenzungen gebildet wird. Der Spalt weist vorzugsweise eine konstante Breite auf. Die Begrenzungen sind durch leitfähige Endanteile 17, 18; 27, 28; 37, 38 verbunden, welche die Endpunkte von dem Spalt festlegen. Die Länge von dem Spalt ist durch den gegenseitigen Abstand der Endpunkte entlang des Spalts definiert. In dem Fall eines ausnehmungsartigen Schlitzes sind die Begrenzungen auch durch einen Boden von dem Spalt verbunden. Der Boden ist bevorzugt aus einem nichtleitenden Material hergestellt.
Die Länge von dem Spalt ist vorzugsweise wenigstens, typischerweise tatsächlich genau λ/2, wobei λ die Wellenlänge von der elektromagnetischen Strahlung ist. Die Breite von dem Spalt muss erheblich kleiner sein als die Wellenlänge. Deshalb ist die Wristop-Spaltantenne besonders geeignet für UHF und Kurzwellenbereiche.
Durch die typischerweise gekrümmte Form des Spalts ist die Länge von dem Spalt und der lineare Abstand zwischen den Endanteilen des Spalts nicht gleich. Das bedeutet, dass sich die Phasendifferenz von dem elektrischen Signal, das sich entlang des Spalts bewegt, und die Phasendifferenz von dem elektromagnetischen Feld zwischen den Anteilen voneinander unterscheiden, wodurch das elektromagnetische Feld die Antenne nicht optimal versorgt (oder die Antenne beim Senden nicht optimal abstrahlt). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spalt so bemessen, dass die Phasendifferenz von dem elektromagnetischen Feld zwischen den Endanteilen geringer als 50 % ist, insbesondere geringer als 40 %, besonders bevorzugt geringer als 25 % kleiner als die Phasendifferenz von dem elektrischen Signal an dem Spalt.
Gemäß einer in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Abdeckung 11 im Wesentlichen ganz aus einem leitfähigen Material hergestellt, wobei ein Spalt 12 direkt auf der Abdeckung angebracht ist. Der Spalt 12 kann eine Öffnung mit einer Länge relativ zu der gewünschten Wellenlänge auf der Krempe von der Abdeckung 11 sein. Längsseits orientierte Begrenzungen von dem Spalt 12 sind mit Bezugsziffern 15 und 16 und querlaufende Begrenzungen mit den Bezugsziffern 17 und 18 bezeichnet. Der Spalt 12 kann durch einfaches Gestalten eines Schnitts in das Abdeckungsmaterial gebildet sein, zum Beispiel durch Sägen, Bohren oder Fräsen.
Gemäß einer in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform umfasst die Abdeckung 21 wenigstens zwei getrennte Teile 24, 29 (spaltformende Elemente), die aneinandergefügt sind, um einen Spalt 22 zwischen den Teilen zu bilden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird durch Bereitstellen eines ersten Abdeckungsteils 29 erzielt, das die erste Begrenzung 25 von dem Spalt 22 bildet, und optional auch den Endpunkten 27, 28 des Spalts. Der Spalt 22 wird durch Vorsehen der zweiten Begrenzung 26 in der Form eines zweiten Abdeckungsteils 24 vervollständigt, wie einer getrennten leitfähigen Platte, einem Ring, einem Stab oder äquivalent auf dem ersten Abdeckungsteil 29. Der zweite Abdeckungsteil kann ein Spezialzweckelement oder ein Teil von dem Zif fernblattanteil des Geräts sein, zum Beispiel eine Blende oder ein anderes Element, das zum Befestigen eines Glases, eines Fensters oder eines Displays an das Gerät dient. Der elektrische Kontakt von der Platte oder dem Ring mit dem ersten Abdeckungsteil muss durch ausreichende Klemmung von den Teilen und/oder durch Benutzen einer geeigneten Verbindungssubstanz sichergestellt werden. Die spaltbildenden Elemente 29, 24 können auch mit Schrauben 27, 28 aneinander befestigt werden, wobei der Abstand von den Schrauben die Länge von dem Spalt festlegt, i.e. die Endpunkte von dem Spalt bildet. Allgemeiner gesprochen können auch getrennte Kontaktelemente 27, 28 zwischen den ersten und den zweiten Abdeckungsteilen 29, 24 vorgesehen sein, wobei die Kontaktelemente die Länge von dem Spalt bestimmen. Diese Ausführungsform stellt eine stabile Konstruktion zur Verfügung, bei der die herkömmlichen Teile von dem Gerät verwendet werden können, um den Spalt 22 in einer neuen Art auszubilden.
Gemäß einer in 3 gezeigten dritten Ausführungsform ist die Abdeckung 31 teilweise aus einem ersten Material 34 und teilweise aus einem zweiten Material 39 hergestellt (oder einer Mehrzahl von ersten und zweiten Materialien). Der Spalt ist in dem zweiten Materialanteil 39 von der Abdeckung ausgebildet, wobei der zweite Materialanteil elektrisch leitfähig ist. Das zweite Material kann in Form einer Platte, eines Films oder einer Folie vorliegen, die bevorzugt an der Außenoberfläche von der Abdeckung angebracht ist. In 3 ist der Spalt 32 auf einer schmalen Folie 39 ausgebildet, die an der Außenoberfläche von dem ersten Materialanteil 34 angebracht ist. Der erste Materialanteil kann auch im Wesentlichen vollständig mit einem zweiten Material beschichtet sein, in dem der Spalt 32 ausgebildet ist. Diese Ausführungsform erlaubt es, dass eine Schaltantenne auch auf Geräten gebildet ist, die ein hauptsächlich nichtleitendes Gehäuse (nichtleitenden ersten Materialanteil 34) aufweisen, der zum Beispiel aus Plastik hergestellt ist. Der zweite Materialanteil von der Abdeckung kann auf das erste Material aufgebracht werden, zum Beispiel durch herkömmliche Metallisierungstechniken, Laminieren, Kleben, Aufdampfen, Aufbürsten, Vergießen, Tauchanwendung etc. In dem Fall, in dem der Spalt nicht bereits in der zweiten Materialanwendungsphase gebildet wird, kann dieser durch Abtragen von leitfähigem Material ausgeformt werden, zum Beispiel durch mechanische Fertigung oder Ätzen. Gemäß einer Ausführungsform werden das leitfähige Material, die Ätzmischung oder beides durch Drucken auf die Abdeckung aufgebracht.
Die Hauptausführungsformen, die vorstehend beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind, können auch frei kombiniert werden, um viele andere Gehäuse und Spaltstrukturen zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Spalt, i.e. die verlängerte Ausnehmung, insbesondere eine Öffnung, mit nichtleitendem Material befüllt, um die Abdeckung wasser- und staubdicht zu machen. Dies ist von spezieller Bedeutung, wenn der Spalt in der Form einer vollständigen Öffnung in dem Gehäuse vorgesehen ist.
Die Abdeckung und Ausrichtung von dem elektromagnetischen Feld kann durch die geometrischen Eigenschaften von dem Spalt und der Abdeckung beeinflusst sein. Die grundsätzliche Ausrichtung eines Strahlungsfelds ist bestimmt durch die Ausrichtung von dem Spalt, wobei die leistungsfähigste Richtung (bester Abdeckungsbereich) typischerweise senkrecht zu der Ebene (Oberfläche) liegt, die durch die Außenbegrenzungen von dem Spalt festgelegt ist. Leitfähige Gegenstände in der Nähe von dem Spalt erweitern das Feld außerhalb der Abdeckung, und vermindern gleichzeitig die Kopplung des Innenausbaus von dem Gerät an das Feld.
Es wurde herausgefunden, dass die Form von der Abdeckung wirksam zum Erzielen einer Feldabdeckung der gewünschten Art genutzt werden kann. In einigen Anwendungen ist es vorteilhaft, den Spalt derart zu neigen, dass der beste Abdeckungsbereich kegelförmig aufwärts von der seitlichen Ebene gebildet ist, wodurch auch die Vorderseite von dem Gerät besser abgedeckt und das Koppeln von der Antenne an den Benutzer von dem Gerät abgeschwächt wird. Bei solchen Lösungen kann die Abdeckung von dem Gerät derart gestaltet werden, dass es zu dem Ziffernblatt hin abfällt. Dadurch liegt der Spalt automatisch in dem richtigen geneigten Winkel an der Abdeckung an. Diese Ausführungsform kann in geeigneter Weise mit all den Abdeckungs- und Spaltkonstruktionen kombiniert werden, die vorstehend beschrieben wurden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Nähe von den ersten und zweiten Begrenzungen entsprechende erste und zweite Anschlüsse angeordnet. Die ersten und zweiten Anschlüsse werden zur elektrischen Erregung von der Antenne oder zum Auslesen von dem Antennensignal benutzt. Die Anschlüsse sind mit dem leitenden Be reich von der Abdeckung elektrisch verbunden, um den gewünschten Oszillationsmodus von der Antenne zu erhalten. In 4 ist die elektrische Verbindung zwischen der Funkeinheit 420 und der Antenne 402 durch Verdrahtungen 411 und 412 dargestellt. Typischerweise sind die Anschlüsse symmetrisch auf beiden Seiten von dem Spalt 402 in der Nähe seiner Begrenzungen im Wesentlichen in der Mitte seiner Länge angeordnet, wie dies in 4 gezeigt ist.
Die ersten und zweiten Anschlüsse von der Antenne 402 sind typischerweise mit einer Funkeinheit 420 verbunden, die innerhalb des Geräts durch ein geeignetes Verbindungselement oder Elemente 411, 412 angeordnet ist. Es kann zum Beispiel eine Koaxial- oder Twisted Pair Übertragungsleitung zwischen der Funkeinheit 420 und den Anschlüssen vorgesehen sein. Die Übertragungsleitung kann Ausgleichseigenschaften aufweisen, oder ein getrennter Ausgleichstransformator (Symmetrieschaltung) kann benutzt werden, wenn dies erforderlich ist. Bei einigen Ausführungsformen kann die Funkeinheit 420 in einer solchen Position relativ zu den Anschlüssen von der Antenne 402 angeordnet sein, dass diese direkt mit den Anschlüssen verbunden ist, das heißt ohne eine getrennte Übertragungsleitung. Es kann auch zusätzliche Elektrik vorhanden sein, wie ein (Vor)Verstärker, der mit der Antenne 402 und/oder der Funkeinheit 420 verbunden ist. Es kann eine elektrische Grundebene in der Form einer leitfähigen Platte in der Nähe von dem Spalt innerhalb der Abdeckung angeordnet sein.
Typischerweise umfasst das tragbare Gerät auch eine Zeitgebereinheit, einen Mikroprozessor und eine Speichereinheit, die innerhalb des Gehäuses enthalten sind. Es kann auch innerhalb oder außerhalb des Gehäuses ein Sensor oder eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen sein, wie Umweltsensoren, Beschleunigungssensoren, Ausrichtungssensoren, Abstandssensoren und Körpersensoren, die funktional mit dem Gerät verbunden sind. Der Sensor oder die Sensoren und die Berechnungsmittel, die vorstehend aufgezählt wurden, können funktional untereinander und schließlich mit der Spaltantenne zum Übermitteln von Daten verbunden sein, die von dem Sensor bereitgestellt werden. Das Gehäuse von dem Gerät kann die Funktionen des Schützens der Elektrik innerhalb des Gehäuses vor unerwünschten elektrischen und magnetischen Feldern wahrnehmen, und gleichzeitig als eine wirksame Antenne zur Datenübertragung in einem gewählten Frequenzband funktionieren.
Das Wristop-Gerät gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hat etliche Anwendungsbereiche. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, können durch Einrichtungen einer Datenverbindung mit zum Beispiel einem Computer oder einem anderen solchen Gerät Daten jeder Art zwischen den Werkzeugen übermittelt werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können in sportbezogenen Anwendungen genutzt werden, bei denen haltbare, vorzugsweise metallabgedeckte Wristop-Computer üblicher werden. Das Gerät kann sowohl während Übungen wie vor oder nach diesen zur Datenübermittlung und Analyse benutzt werden. Lokale Netzwerke, Bluetooth-typische und Sonderzweckanwendungen sind leicht in einer Anzahl von Sportarten zu finden. Zum Beispiel kann beim Laufen, Radfahren, Gehen und Rennen eine Datenverbindung zu und/oder von einem Wristop-Gerät für Zeitsteuerungszwecke und zum Mitteilen des Status eines Wettkampfs für alle Wettkämpfer etc. eingerichtet werden. Bei einem Orientierungslauf kann das Gerät einen Teil des Wettkampfsverfolgungssystems bilden. Bei Punktsammelsportarten, wie Golf, Tennis, kann das Gerät entweder benutzt werden, ein Übertragen der durch den Benutzer eingegebenen Punkte an andere Spieler zuzulassen, oder ein Übertragen der neueste Wettkampfdaten an einen Spieler zu ermöglichen. Bei allen Sportarten kann das Gerät als eine leichtgewichtige Kommunikationseinheit zur Kommunikation zwischen einem Sportler und seiner Trainer während einer Übung und zum Übertragen leistungsbezogener Daten an ein externes Datenverarbeitungsmittel genutzt werden.
Wie dem Fachmann ersichtlich ist können etliche Spaltantennen in einem einzelnen Gerät untergebracht werden, möglicherweise mit unterschiedlichen Abmessungen oder Orientierungen und für verschiedene Zwecke.

Claims

Ein am Handgelenk tragbares elektronisches Gerät umfassend – ein Außengehäuse, das einen Baugruppenbereich festlegt, und – eine Funkeinheit, die in dem Baugruppenbereich enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Außengehäuse wenigstens teilweise aus einem leitfähigen Material hergestellt, und – das Außengehäuse eine integrierte Spaltantenne umfasst, die in dem leitfähigen Materialanteil davon ausgebildet ist, wobei die Antenne mit besagter Funkeinheit elektrisch verbunden ist.
Das tragbare Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltantenne auf der Außenoberfläche von dem Gehäuse ausgebildetist.
Das tragbare Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltantenne die Form einer verlängerten Ausnehmung in dem Gehäuse aufweist, wobei die Breite der Ausnehmung beschränkt ist durch eine erste leitfähige Begrenzung und eine zweite leitfähige Begrenzung, die der ersten Begrenzung gegenüberliegt, und die Länge von der Ausnehmung durch leitfähige Endanteile beschränkt ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Wesentlichen ganz aus leitfähigem Material hergestellt ist, wobei die Spaltantenne in der Form einer länglichen Öffnung in dem Gehäuse vorgesehen ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen nichtleitenden ersten Materialanteil und ein auf eine Oberfläche davon aufgebrachtes leitfähiges zweites Material umfasst, wobei die Spaltantenne auf dem zweiten Materialanteil ausgebildet ist.
Das tragbare Gerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige zweite Material auf der Außenoberfläche von dem ersten Materialanteil angeordnet ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wenigstens zwei Teile umfasst, wobei wenigstens einige Anteil der besagten Teile die längsgerichteten Begrenzungen von der Spaltantenne bilden.
Das tragbare Gerät gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der besagten Teile eine längsgerichtete Begrenzung von der Spaltantenne bildet, und ein anderer der besagten Teile eine gegenüberliegende längsgerichtete Begrenzung von der Spaltantenne einrahmen, und die besagten Teile mit leitfähigen Befestigungsmitteln zusammengefügt sind, die Endanteile von der Spaltantenne bilden.
Das tragbare Gerät gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eines der besagten Teile eine Halterung ist, die zum Halten eines Schutzglases oder Plastiks von der Oberfläche des Geräts ausgelegt ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt mit einem nichtleitenden Material wie einem Polymer zum Versiegeln des Spalts gefüllt ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Zeitgebereinheit, einen Mikroprozessor eine Speichereinheit und wenigstens einen Sensor umfasst, die funktional untereinander und in der Spaltantenne zum Übertragen von Daten verbunden sind, die durch den Sensor bereitgestellt werden.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Uhrenband oder Mittel zum Befestigen eines Uhrenbands umfasst.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine ringähnliche Randzone umfasst, in der die Spaltantenne ausgebildet ist.
Das tragbare Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Ziffernblatt und eine gegenüberliegende Bodenplatte umfasst, und die Spaltantenne derart auf dem Gehäuse ausgebildet ist, dass diese in ihrer längsseitigen Ausrichtung der Umfangsform des Gehäuses hauptsächlich in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Ebene von dem Ziffernblatt des Geräts folgt.
Ein Verfahren zum Ausbilden einer Spaltantenne für ein am Handgelenk tragbares Gerät, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines Gerätegehäuses umfasst, das in der Lage ist, eine Funkeinheit aufzunehmen, und das Gehäuse wenigstens teilweise aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, gekennzeichnet durch den Schritt des Entfernens leitfähigen Materials von dem besagten Gehäuse, um eine längliche Ausnehmung zu bilden, die eine erste leitfähige Begrenzung und eine zweite leitfähige Begrenzung gegenüberliegend der ersten Begrenzung aufweist, und zwei leitfähige Endanteile, welche die ersten und zweiten Begrenzungen an jedem Ende von der Ausnehmung verbinden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Entfernen von Material durch mechanische Fertigung, wie Sägen oder Fräsen, oder durch chemische Mittel, wie Ätzen ausgeführt wird.
Ein Verfahren zum Ausbilden einer Spaltantenne für ein am Handgelenk tragbares Gerät, wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist – Bereitstellen eines ersten wenigstens teilweise leitfähigen Gehäuseanteils und eines zweiten wenigstens teilweise leitfähigen Gehäuseanteils, – Befestigen der besagten ersten und zweiten Gehäuseanteile in einer solchen Position, dass eine verlängerte Ausnehmung zwischen den besagten Gehäuseanteilen gebildet wird, wobei die Gehäuseanteile von den Enden der besagten Ausnehmung elektrisch miteinander verbunden sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass leitfähiges Befestigungsmittel, wie Schrauben, in den Enden der besagten Ausnehmung zum Anbringen und elektrischen Verbinden der besagten ersten und zweiten Gehäuseanteile miteinander vorgesehen sind.
Verwendung einer Spaltantenne in einem am Handgelenk tragbaren Gerät, das ein Außengehäuse umfasst, welches wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt ist, wobei die Spaltantenne in dem leitfähigen Material dese Außengehäuses ausgebildet ist.