DE102016011510A1

DE102016011510A1 - Gehäusebasierter antennenverstärker für nahfeldkommunikation

Info

Publication number: DE102016011510A1
Application number: DE102016011510.6A
Authority: DE
Inventors: Lee Hyungpyo; Henrik Jensen
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-03-30
Also published as: CN106099311B; DE102016004982A1; CN106099311A; US9729210B2; US20160315667A1

Abstract

Eine für Nahfeldkommunikationen (NFC, Near Field Communication) verwendete Kommunikationsvorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Schaltungsanordnung auf, die ein Differenzialsignal zur Kommunikation mit einer analogen Vorstufe der Vorrichtung erzeugt. Die analoge Vorstufe weist ein Impedanz-Anpassungsnetz und eine Antenne auf. Die Antenne ist in einem vorbestimmten Abstand von der Begrenzung eines Batteriefachs angeordnet. Die Antenne bildet eine einzelne Windung um das Batteriefach herum aus und ist entweder auf eine differenzielle Weise oder auf eine asymmetrische Weise mit dem Anpassungsnetz verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung weist ein hinteres Schutzgehäuse auf, das von seiner Beschaffenheit her entweder aus Metall oder aus Kunststoff sein kann. Mit der Antennenkonfiguration mit einer einzelnen Windung ermöglichen beide Arten von Rückabdeckungen eine wirkungsvolle Nahfeldkommunikation.

Description

Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen Techniken zum Verbessern der Antennenleistung bei der Nahfeldkommunikation. Genauer gesagt betreffen die beispielhaften Ausführungsbeispiele Techniken, um eine Nahfeldkommunikationsantenne innerhalb einer Kommunikationsvorrichtung so zu konfigurieren, dass die Leistung der Antenne durch ein in der Kommunikationsvorrichtung beinhaltetes Metallgehäuse verbessert wird.
Die in dem vorliegenden Dokument bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Zusammenhang der Offenbarung allgemein darzustellen. Die Arbeiten der in dem vorliegenden Dokument benannten Erfinder, soweit die Arbeiten in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben sind, sowie Aspekte der Beschreibung, die zu dem Zeitpunkt der Einreichung ansonsten möglicherweise keinen Anspruch auf eine Einstufung als Stand der Technik haben, werden gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik aufgenommen.
Nahfeldkommunikation (NFC, Near Field Communication) ist eine berührungslose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite, die berührungslose Sensoren mit Technologie für drahtlose Konnektivität kombiniert. Im Vergleich zu anderer drahtloser Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite ist die NFC-Technologie sicherer, und die Reaktionszeiten sind kürzer, und daher ist sie für Anwendungen wie beispielsweise elektronische Geldbörsen sehr gut geeignet. Bankkarten, Kreditkarten, Kundenkarten, Fahrausweise und weitere Karten können nahtlos in ein Mobiltelefon integriert werden und lassen sich somit mühelos mitführen und handhaben. Zum Bewirken einer wirksamen Nahfeldkommunikation muss die Antennengröße in der Regel beträchtlich sein, wodurch der konstruktive Raum in der mobilen Vorrichtung begrenzt ist.
Um das Problem des konstruktiven Raums zu bewältigen, bauen mehrere Erstausrüster (OEM, Original Equipment Manufacturer) die NFC-Antenne entweder innerhalb einer Batterie der mobilen Vorrichtung ein oder ordnen eine Antenne mit mehreren Windungen auf der Oberfläche einer Batterie der mobilen Vorrichtung an. Da jedoch Batterien aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind, wirken auf der Oberfläche der Batterie ausgebildete Wirbelströme dem Magnetfeld der NFC-Antenne entgegen, was zu einer Antennenabschwächung führt.
Des Weiteren führt eine erhöhte Anzahl von NFC-Antennenwindungen zu einer größeren Dicke der mobilen Vorrichtung, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden. Demgemäß sieht die vorliegende Offenbarung Techniken vor, um eine NFC-Antenne innerhalb der mobilen Vorrichtung so zu konfigurieren, dass die Antennenleistung verbessert wird, während die Fertigungskosten gesenkt werden.
Erfindungsgemäß wird zum Verbessern der Antennenleistung eine NFC-Kommunikationsvorrichtung und eine damit verbundene Technik zum Konfigurieren einer NFC-Antenne innerhalb der Kommunikationsvorrichtung vorgesehen.
Gemäß einer Erscheinungsform wird eine Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, die Folgendes umfasst:
eine Schaltungsanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzialsignal zur Kommunikation mit einer analogen Vorstufe erzeugt, wobei die analoge Vorstufe ein Anpassungsnetz und eine Antenne beinhaltet, wobei die Antenne um eine Begrenzung eines Batteriefachs der Kommunikationsvorrichtung herum angeordnet ist und das Anpassungsnetz die Antenne mit der Schaltungsanordnung koppelt.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um einen Draht, der eine einzelne Windung um das Batteriefach herum ausbildet.
Zweckmäßigerweise ist der Draht in einem Abstand von einem Millimeter von der Begrenzung des Batteriefachs angeordnet.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um eine Leiterbahn, die in eine Leiterplatte der Kommunikationsvorrichtung eingebettet ist.
Zweckmäßigerweise ist die Antenne auf eine von einer differenziellen Weise und einer unsymmetrischen Weise mit dem Anpassungsnetz gekoppelt, und das Anpassungsnetz ist auf eine differenzielle Weise mit der Schaltungsanordnung gekoppelt.
Zweckmäßigerweise sind, wenn die Antenne mit dem Anpassungsnetz auf die differenzielle Weise gekoppelt ist, beide Enden der Antenne symmetrisch mit zwei Enden des Anpassungsnetzes verbunden, und wenn die Antenne auf die unsymmetrische Weise mit dem Anpassungsnetz gekoppelt ist, ist ein Ende der Antenne mit dem Anpassungsnetz verbunden, und das andere Ende ist mit einem Erdanschlusspunkt verbunden.
Zweckmäßigerweise erzeugt die Schaltungsanordnung das Differenzialsignal und kommuniziert mit der analogen Vorstufe über zwei Sende-Ports, wobei jeder Sende-Port direkt mit einem Widerstand gekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise nimmt das Batteriefach eine Batterie der Kommunikationsvorrichtung auf, und die Batterie der Kommunikationsvorrichtung weist keine auf der Oberfläche der Batterie angeordnete oder in die Batterie eingebettete Antenne auf.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst eine Kommunikationsvorrichtung Folgendes:
ein Batteriefach, das so konfiguriert ist, dass es eine Batterie der Kommunikationsvorrichtung aufnimmt;
eine um eine Begrenzung des Batteriefachs herum angeordnete Antenne, die an einem Antennenende mit einem Anpassungsnetz gekoppelt ist und an dem anderen Antennenende mit einem Erdanschlusspunkt gekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um einen Draht, der eine einzelne Windung um das Batteriefach herum ausbildet.
Zweckmäßigerweise ist der Draht in einem Abstand von einem Millimeter von der Begrenzung des Batteriefachs angeordnet.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um eine Leiterbahn, die in eine Leiterplatte der Kommunikationsvorrichtung eingebettet ist.
Zweckmäßigerweise ist das Anpassungsnetz auf eine differenzielle Weise mit einer Schaltungsanordnung gekoppelt, wobei die Schaltungsanordnung so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzsignal für die Kommunikation mit dem Anpassungsnetz erzeugt.
Zweckmäßigerweise weist das Anpassungsnetz in Reihe geschaltete und in paralleler Konfiguration miteinander verbundene Kondensatoren und Drosselspulen und einen Kondensator auf, der mit der Antenne parallel geschaltet ist.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst eine Kommunikationsvorrichtung Folgendes:
ein hinteres Schutzgehäuse;
eine um eine Begrenzung eines Batteriefachs der Kommunikationsvorrichtung herum angeordnete Antenne;
ein Anpassungsnetz; und
eine Schaltungsanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzsignal zur Kommunikation mit dem Anpassungsnetz erzeugt, wobei das Anpassungsnetz an einem Ende mit der Schaltungsanordnung und an dem anderen Ende mit der Antenne gekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um einen Draht, der eine einzelne Windung um das Batteriefach herum ausbildet und in einem Abstand von einem Millimeter von der Begrenzung des Batteriefachs angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Antenne um eine Leiterbahn, die in eine Leiterplatte der Kommunikationsvorrichtung eingebettet ist.
Zweckmäßigerweise ist das Anpassungsnetz auf eine differenzielle Weise mit der Schaltungsanordnung gekoppelt und mit der Antenne auf eine von einer differenziellen Weise und einer unsymmetrischen Weise gekoppelt.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem hinteren Schutzgehäuse um eines von einem hinteren Kunststoffgehäuse und einem hinteren Metallgehäuse.
Zweckmäßigerweise erzeugt die Schaltungsanordnung das Differenzialsignal und kommuniziert über zwei Sende-Ports mit dem Anpassungsnetz, wobei jeder Sende-Port direkt mit einem Widerstand gekoppelt ist und das Anpassungsnetz einen Kondensator aufweist, der mit der Antenne parallel geschaltet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine umfassendere Würdigung der Offenbarung und vieler der dazugehörigen Vorteile ist ohne Weiteres möglich, da diese unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet, besser verstanden wird, wobei:
1 eine beispielhafte NFC-Antennenkonfiguration innerhalb einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel abbildet;
2A und 2B eine differenzielle NFC-Antennenkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulichen;
3 eine unsymmetrische Antennenkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel abbildet;
4 eine Kurve gemäß einem Ausführungsbeispiel abbildet, welche die Leistung einer analogen NFC-Vorstufe abbildet; und
5 eine beispielhafte Kommunikationsvorrichtung abbildet.
Die Zeichnungen veranschaulichen lediglich beispielhafte Ausführungsbeispiele und sind daher nicht so auszulegen, dass sie den in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Schutzumfang beschränken, da weitere, gleich wirksame Ausführungsbeispiele in dem Schutzumfang und dem Gedanken der vorliegenden Offenbarung liegen. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Merkmale sind nicht zwangsläufig maßstabsgerecht gezeichnet, die Betonung liegt stattdessen auf einer deutlichen Veranschaulichung der Prinzipien der Ausführungsbeispiele. Außerdem können bestimmte Maße oder Positionierungen übertrieben dargestellt sein, um zu helfen, bestimmte Prinzipien visuell zu vermitteln.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In den folgenden Abschnitten sind die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft ausführlicher beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in ihrer Anwendung nicht auf die in dem vorliegenden Dokument dargelegten Beispiele beschränkt.
Eine beispielhafte Erscheinungsform der vorliegenden Offenbarung sieht eine Kommunikationsvorrichtung vor. Die Kommunikationsvorrichtung weist eine Schaltungsanordnung auf, die so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzialsignal zur Kommunikation mit einer analogen Vorstufe erzeugt, wobei die analoge Vorstufe ein Anpassungsnetz und eine Antenne beinhaltet, wobei die Antenne um eine Begrenzung eines Batteriefachs der Kommunikationsvorrichtung herum angeordnet ist und das Anpassungsnetz die Antenne mit der Schaltungsanordnung koppelt.
Eine weitere beispielhafte Erscheinungsform der Offenbarung sieht eine Kommunikationsvorrichtung vor. Die Kommunikationsvorrichtung weist ein zum Aufnehmen einer Batterie der Kommunikationsvorrichtung konfiguriertes Batteriefach auf. Die Kommunikationsvorrichtung weist außerdem eine Antenne auf, die um die Begrenzung des Batteriefachs herum angeordnet ist und an einem Antennenende mit einem Anpassungsnetz gekoppelt ist und an dem anderen Antennenende mit einem Erdanschlusspunkt gekoppelt ist.
Bei einer weiteren beispielhaften Erscheinungsform sieht die vorliegende Offenbarung eine Kommunikationsvorrichtung vor, die ein hinteres Schutzgehäuse, eine um eine Begrenzung eines Batteriefachs der Kommunikationsvorrichtung herum angeordnete Antenne und eine Schaltungsanordnung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzsignal zur Kommunikation mit dem Anpassungsnetz erzeugt, wobei das Anpassungsnetz an einem Ende mit der Schaltungsanordnung und an dem anderen Ende mit der Antenne gekoppelt ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen in den mehreren Ansichten durchgängig identische oder sich entsprechende Bauteile bezeichnen, bildet 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine beispielhafte NFC-Antennenkonfiguration innerhalb einer Kommunikationsvorrichtung 100 ab.
Die Kommunikationsvorrichtung 100 weist ein Batteriefach (auch als Batterieabteil bezeichnet) 103 auf, das im Wesentlichen in einem unteren Bereich der Kommunikationsvorrichtung 100 angeordnet ist und als Aufnahme (Gehäuse) dient, die (bzw. das) eine Batterie der Kommunikationsvorrichtung 100 aufnimmt. Das Batteriefach 103 ist innerhalb eines Außengehäuses 101 der Kommunikationsvorrichtung angeordnet und (wie die Batterie) aus einem hoch beanspruchbaren metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Zink, Cadmium, Nickel, Kupfer oder dergleichen gefertigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Batterie (ebenso wie das Batteriefach) keine NFC-Antenne auf, die innerhalb der Batterie oder auf seiner Oberfläche ein- oder angebaut ist. Vielmehr ist, wie in 1 gezeigt, eine NFC-Antenne 110 in direkter Nähe um die Begrenzung des Batteriefachs 103 herum angeordnet. Dabei ist die Wirkfläche der NFC-Antenne 110 vergrößert, und außerdem stören Wirbelströme, die auf der metallischen Oberfläche der Batterie induziert werden können, nicht das Magnetfeld der NFC-Antenne. Daher bietet die vorliegende Offenbarung durch Entfernen der NFC-Antenne aus der Batterie und Anordnen der Antenne um das Batteriefach herum die vorteilhafte Möglichkeit, die Batteriekosten aufgrund der Vereinfachung bei der Batterieherstellung zu senken.
Bei einem Ausführungsbeispiel umgibt die Antenne 110 das Batteriefach 103 und ist in einem Abstand von einem Millimeter von der Kante des Batteriefachs 103 angeordnet. Bei einer solchen Konfiguration erfährt das Magnetfeld der NFC-Antenne 110 durch den metallischen Werkstoff des Batteriefachs eine Verstärkung. Die Antenne 110 ist mit einem Impedanz-Anpassungsnetz verbunden (nachfolgend als Anpassungsnetz bezeichnet), das eine Kopplung zu einem NFC-Controller herstellt. Der NFC-Controller kann als System auf einem Chip (SoC), als integrierte Schaltung (IC) oder als eine Vielzahl von SoCs und/oder ICs implementiert werden. Der Einfachheit halber sind das Anpassungsnetz und der NFC-Controller in 1 als 130 abgebildet. Diese Komponenten werden unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3 ausführlich beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei der NFC-Antenne 110 um einen Draht handeln, der in einer Windung um das Batterieabteil herum geführt ist. Insbesondere handelt es sich bei der NFC-Antenne 110 um einen Draht, der eine einzige Windung um das Batteriefach 103 herum ausbildet (das heißt, ein einziges Mal darum herumgeführt ist). Alternativ kann es sich bei der NFC-Antenne 110 um eine Leiterbahn handeln, die in eine Leiterplatte der Kommunikationsvorrichtung 100 eingebettet ist.
Die folgenden Ausführungen enthalten eine ausführliche Beschreibung hinsichtlich des Anpassungsnetzes, und es werden Techniken zum Koppeln der Antenne mit dem NFC-Controller der Kommunikationsvorrichtung beschrieben.
2A und 2B veranschaulichen eine differenzielle NFC-Antennenkonfiguration in einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere veranschaulicht 2A eine differenzielle Konfiguration einschließlich eines NFC-Controllers 210, eines Anpassungsnetzes 220 und einer Antenne 230. Das Anpassungsnetz 220 sieht eine Impedanzanpassung zwischen dem NFC-Controller 210 und der Antenne 230 vor, um eine maximale Leistungsübertragung von dem NFC-Controller 210 zu der Antenne 230 sicherzustellen. In 2A sind die beiden Enden der Antenne 230 symmetrisch mit dem Anpassungsnetz 220 verbunden.
Der NFC-Controller 210 weist zwei mit 215a und 215b beschriftete Sendeausgangs-Ports/-Kontakte auf. Es sei angemerkt, dass es sich bei den beiden Ausgangskontakten 215a und 215b um keine unabhängigen Ausgangskontakte handelt, sondern vielmehr um zwei Ausgangskontakte eines einzigen differenziellen Ausgangs. Es versteht sich, dass ein differenzieller Ausgang von dem NFC-Controller 210 vorgezogen wird, da der NFC-Controller 210 möglicherweise über eine geringe Versorgungsspannung (zum Beispiel eine Versorgung mit 3 V) verfügt. Ferner ist die Antenne 230 auf parallele Weise mit einem Kondensator 229 gekoppelt. Somit kann der Controller 210 eine geringe Versorgungsspannung zum Ansteuern der Antenne 230 mit in etwa dem Zweifachen der Spannung im Vergleich zu einem Szenario verwenden, bei dem ein asymmetrischer Ausgang des NFC-Controllers 210 verwendet wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der NFC-Controller eine Rechteckschwingung mit der Frequenz 13,56 MHz erzeugen. Somit kann das Anpassungsnetz 220 zum Erzeugen einer reinen Sinuswelle ein Tiefpassfilter aufweisen. Insbesondere bilden die Kondensatoren 222 und 224, wie in 2A gezeigt, ein Tiefpassfilter aus und sind an einem Ende mit einem Erdanschlusspunkt 260 verbunden und sind jeweils an einem von beiden Enden mit den beiden Sendeausgangs-Ports 215a bzw. 215b des NFC-Controllers 210 verbunden. Das Anpassungsnetz 220 weist ferner einen Kondensator 229 auf, der auf parallele Weise mit der Antenne 230 verbunden ist. Zusätzlich weist das Anpassungsnetz 220 die Kondensatoren 226 und 228 auf, die mit den beiden Enden des Kondensators 229 verbunden sind und an ihren jeweiligen anderen Enden direkt mit den beiden Ausgangskontakten 215a und 215b des NFC-Controllers 210 verbunden sind.
Wie später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird, kann die Kommunikationsvorrichtung in einem Modus als NFC-Leser arbeiten. Bei einer solchen Konfiguration wird die meiste Leistung übertragen, wenn die Impedanz der Antenne 230 an die Impedanz des NFC-Controllers 210 angepasst ist. Demgemäß können bei einem Ausführungsbeispiel die Kondensatoren 226, 228 und 229 zum Beispiel die Impedanz der Antenne in eine Impedanz von 50 Ohm mit der Resonanzfrequenz (zum Beispiel 13,56 MHz) umformen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sollte zum Empfangen eines modulierten Signals von einem NFC-Tag der Gütefaktor (Q-Faktor) der Antenne nicht sehr hoch sein. Bei dem Q-Faktor handelt es sich um einen Parameter, der angibt, hoch die Leistung der Antenne bei Resonanzfrequenz ist. Normalerweise gilt, dass bei höherem Q-Faktor mehr Leistung von der Antenne abgestrahlt wird. Wenn jedoch die Kommunikationsvorrichtung als NFC-Leser arbeitet, kann die Antenne als Filter fungieren, und wenn der Q-Faktor oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt (zum Beispiel ein Q-Faktor von 30 ± 10%), kann die Antenne die gewünschten, von dem Tag übertragenen Frequenzen abschneiden.
Somit können zum Aufrechterhalten des Q-Faktors der Antenne innerhalb eines bestimmten Bereichs in dem Anpassungsnetz, wie in 2B gezeigt, Dämpfungswiderstände eingesetzt werden. Insbesondere veranschaulicht 2B gemäß einem Ausführungsbeispiel eine differenzielle Antennenkonfiguration der Kommunikationsvorrichtung.
Wie in 2B gezeigt, kommuniziert ein NFC-Controller 260 mit einem Anpassungsnetz 270, mit dem eine Antenne 280 auf differenzielle Weise gekoppelt ist. Der Betrieb des NFC-Controllers 260, der beiden Ausgangs-Sende-Ports 261a und 261b und der Kondensatoren 272, 274, 276, 278 und 279 ist ähnlich dem der entsprechenden Teile, wie unter Bezugnahme auf 2A erläutert. Um den Q-Faktor der Antenne 280 zu verringern, sind jedoch die Dämpfungswiderstände 263 und 264 jeweils direkt an einem Ende mit den beiden Sende-Ports 261a bzw. 261b und an den anderen Enden mit den Kondensatoren 272 bzw. 274 verbunden, wie in 2B gezeigt ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Nutzer der Kommunikationsvorrichtung 100 in direkten Kontakt mit der Antenne kommen, die um ein Batteriefach der Kommunikationsvorrichtung herum geführt ist. Dadurch kann sich die Leistung der Antenne verschlechtern. Demgemäß kann die Antenne zur Vermeidung einer deutlichen Verringerung der Antennenleistung auf asymmetrische Weise mit dem Anpassungsnetz gekoppelt sein.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Antennenkonfiguration, wobei die Antenne 330 auf eine unsymmetrische Weise mit einem Anpassungsnetz 320 gekoppelt ist. Insbesondere ist ein Ende der Antenne 330 an einem mit N1 beschrifteten Knoten mit dem Anpassungsnetz 320 verbunden und an dem anderen Ende mit einem Erdanschlusspunkt 324 verbunden. Das Anpassungsnetz 320 ist an den beiden Sendeausgangs-Ports 311a und 311b auf eine differenzielle Weise mit einem NFC-Controller 310 verbunden. Somit ist das Anpassungsnetz 320 auf eine differenzielle Weise mit dem NFC-Controller 310 und auf eine unsymmetrische Weise mit der Antenne 330 gekoppelt. Somit wandelt das Anpassungsnetz 320 über die Kondensatoren 327 und 326 und die Drosselspule 328 eine differenzielle Impedanz in eine unsymmetrische Impedanz um. Insbesondere weist das Anpassungsnetz von 3 sowohl kapazitive als auch induktive Elemente auf.
Das Anpassungsnetz 320 weist ein Paar an einem Ende mit einem Erdanschlusspunkt 312 verbundene und an ihren jeweiligen anderen Enden mit den Knoten N3 bzw. N4 verbundene Kondensatoren 322 und 324 auf. Die Kondensatoren 322 und 324 arbeiten als Tiefpassfilter. Ferner weist das Anpassungsnetz 320 die zwischen den Knoten N2 und N3 angeschlossene Drosselspule 328 und einen zwischen den mit N2 bzw. N4 beschrifteten Knoten angeschlossenen Kondensator 326 auf. Zusätzlich weist das Anpassungsnetz einen Kondensator 327 auf, der mit einer parallelen Konfiguration aus der Antenne 330 und dem Kondensator 329 in Reihe geschaltet ist. Somit führt das Anpassungsnetz eine Umwandlung/Konvertierung einer differenziell angepassten Impedanz in eine unsymmetrische Impedanzanpassung durch. Außerdem versteht es sich, dass bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen spezifische Werte für die Kondensatoren, Drosselspulen und Widerstände auf der Grundlage des gewünschten Q-Faktors der Antenne berechnet werden können.
4 bildet gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Kurve ab, welche die Leistung der analogen NFC-Vorstufe der Kommunikationsvorrichtung 100 in einer NFC-Umgebung abbildet. Insbesondere wird die Leistung (das heißt die Frequenzantwort) der mit einer Kunststoff-Rückabdeckung (einem hinteren Schutzgehäuse) ausgestatteten Kommunikationsvorrichtung durch die Kurve 410 abgebildet, während die Leistung der mit einer metallischen Rückabdeckung ausgestatteten Kommunikationsvorrichtung durch die Kurve 420 abgebildet wird.
Eine NFC-Umgebung sieht eine drahtlose Kommunikation von Informationen, wie beispielsweise Befehlen und/oder Daten, zwischen einer ersten NFC-Vorrichtung und einer zweiten NFC-Vorrichtung, die sich in ausreichender Nähe zueinander befinden, vor. Die erste NFC-Vorrichtung und/oder die zweite NFC-Vorrichtung können als autonome oder eigenständige Vorrichtung implementiert sein oder in eine andere elektrische Vorrichtung oder Host-Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, eine tragbare Computervorrichtung, eine weitere Computervorrichtung, wie beispielsweise einen PC, einen Laptop-Computer oder einen Desktop-Computer, eine Computer-Peripherievorrichtung, wie beispielsweise einen Drucker, ein tragbares Audio- und/oder Video-Abspielgerät, ein Bezahlsystem, ein Ticket-Ausgabesystem, wie beispielsweise ein Parkticketsystem, ein Busfahrscheinsystem, ein Zugfahrscheinsystem oder ein Eintrittskartensystem, um einige Beispiele zu nennen, oder ein Ticket-Lesesystem, ein Spielzeug, ein Spiel, ein Poster, eine Verpackung, Werbematerial, ein Produkt-Lagerbestandsprüfungssystem und/oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die den Fachleuten auf dem bzw. den betreffenden Gebiet(en) offensichtlich ist, eingebaut oder damit gekoppelt sein, ohne dass damit von dem Geist und dem Schutzumfang der Offenbarung abgewichen wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die NFC-Kommunikation zwischen NFC-Vorrichtungen einen von drei Modi aufweisen: einen Leser-/Schreiber-Modus (R/W-Modus), einen Peer-to-Peer-Kommunikationsmodus (P2P-Kommunikationsmodus) und einen Kartenemulationsmodus (CE-Modus). In dem R/W-Modus kann ein Leser/Schreiber Informationen auf einen Smart-Tag schreiben oder davon lesen. Bei dem Tag handelt es sich im Wesentlichen um eine mit einer Antenne verbundene integrierte Schaltung, die Daten enthält. In dem CE-Betriebsmodus stellt sich eine NFC-Vorrichtung einem Leser als berührungslose Bezahlkarte oder als berührungsloser Fahrausweis dar.
In dem P2P-Kommunikationsmodus können die erste NFC-Vorrichtung und die zweite NFC-Vorrichtung so konfiguriert sein, dass sie gemäß einem aktiven Kommunikationsmodus und/oder einem passiven Kommunikationsmodus arbeiten. Die erste NFC-Vorrichtung moduliert ihre entsprechenden Informationen auf eine erste Trägerwelle, was als modulierte Informationskommunikation bezeichnet wird, und erzeugt ein erstes Magnetfeld, indem die modulierte Informationskommunikation an eine erste Antenne angelegt wird, um eine erste Informationskommunikation vorzusehen. Die erste NFC-Vorrichtung beendet das Erzeugen des ersten Magnetfeldes, nachdem sie ihre entsprechenden Informationen in dem aktiven Kommunikationsmodus an die zweite NFC-Vorrichtung übertragen hat. Alternativ setzt die erste NFC-Vorrichtung in dem passiven Kommunikationsmodus das Anlegen der ersten Trägerwelle ohne ihre entsprechenden Informationen fort, was als nicht modulierte Informationskommunikation bezeichnet wird. Die erste NFC-Vorrichtung befindet sich so in ausreichender Nähe zu der zweiten NFC-Vorrichtung, dass die erste Informationskommunikation induktiv mit einer zweiten Antenne der zweiten NFC-Vorrichtung gekoppelt wird. Die zweite NFC-Vorrichtung demoduliert die erste Informationskommunikation, um die Informationen wiederherzustellen. Die zweite NFC-Vorrichtung kann auf die Informationen antworten, indem sie ihre entsprechenden Informationen auf eine zweite Trägerwelle aufmoduliert und ein zweites Magnetfeld erzeugt, indem sie diese modulierte Informationskommunikation an die zweite Antenne anlegt, um in dem aktiven Kommunikationsmodus eine zweite Informationskommunikation vorzusehen. Alternativ kann die zweite NFC-Vorrichtung auf die Informationen antworten, indem sie ihre entsprechenden Informationen auf die zweite Antenne aufmoduliert, um die erste Trägerwelle so zu modulieren, dass sie in dem passiven Kommunikationsmodus die zweite Informationskommunikation bereitstellt.
In dem R/W-Kommunikationsmodus ist die erste NFC-Vorrichtung so konfiguriert, dass sie in einem Initiator- bzw. Leser-Betriebsmodus arbeitet, und die zweite NFC-Vorrichtung ist so konfiguriert, dass sie in einem Ziel- oder Tag-Betriebsmodus arbeitet. Jedoch ist dieses Beispiel nicht einschränkend, die Fachleute auf dem bzw. den relevanten Gebiet(en) werden erkennen, dass die erste NFC-Vorrichtung so konfiguriert sein kann, dass sie in dem Tag-Modus arbeitet und die zweite NFC-Vorrichtung so konfiguriert sein kann, dass sie in dem Lesermodus arbeitet, was in Übereinstimmung mit den in dem vorliegenden Dokument dargelegten Lehren erfolgt, ohne dass von dem Geist und dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
4 bildet die Frequenzantwort einer Kommunikationsvorrichtung mit einer NFC-Antennenkonfiguration, wie in 1 abgebildet, ab. In 4 entspricht die Kurve 410 der Leistung der Kommunikationsvorrichtung, die eine Kunststoff-Rückabdeckung aufweist, und die Kurve 420 entspricht der Leistung der mit einer metallischen Rückabdeckung ausgestatteten Kommunikationsvorrichtung. Außerdem wird die Leistung sowohl für die Kunststoff-Rückabdeckung als auch für die metallische Rückabdeckung für dasselbe Anpassungsnetz ausgewertet.
4 kann entnommen werden, dass die Kommunikationsvorrichtung mit Kunststoff-Rückabdeckung eine bessere Spitzenleistung aufweist (Kurve 410) als die Kommunikationsvorrichtung mit metallischer Rückabdeckung (Kurve 420). In dem Fall der mit der metallischen Rückabdeckung ausgestatteten Kommunikationsvorrichtung ist jedoch die Stärke des Magnetfeldes groß genug, um eine wirksame Nahfeldkommunikation durchzuführen. Ferner ist ein Abstimmspreizungsparameter, der in dem vorliegenden Dokument als Frequenzbereich zwischen den Spitzen der Kurven 410 und 420 und in 4 als Δz angegeben ist, klein (in etwa 100 kHz). Somit können die beiden Arten von Rückabdeckungen von einem Nutzer der Kommunikationsvorrichtung frei getauscht werden, ohne dass dies eine wesentliche Auswirkung auf die NFC-Leistung hätte.
Zusätzlich ist der Gütefaktor (Q-Faktor) der Antenne niedrig. Es sei angemerkt, dass der Q-Faktor-Parameter angibt, wie gut die Leistung der NFC-Antenne bei ihrer Resonanzfrequenz ist. Normalerweise sollte der Q-Faktor so hoch wie möglich sein, da in diesem Fall die meiste Leistung abgestrahlt wird. Jedoch ist der Q-Faktor der NFC-Antenne gemäß einem Ausführungsbeispiel niedrig (in etwa 30), da die NFC-Antenne als Filter fungieren kann, und die Tatsache, dass sie einen hohen Q-Faktor aufweist, kann bedeuten, dass die Antenne von einer anderen NFC-Kommunikationsvorrichtung übertragene, modulierte Frequenzen filtert, wodurch die Leistung des NFC-Systems abgeschwächt wird.
Daher sind bei den Fällen der Kommunikationsvorrichtung mit einer Kunststoff-Rückabdeckung oder einer metallischen Rückabdeckung die Abstimmspreizung sowie der Q-Faktor niedrig. Ferner ist das die Kommunikationsvorrichtung umgebende Magnetfeld ausreichend stark, so dass Transaktionen (NFC-Kommunikationen) sowohl vor der Kommunikationsvorrichtung als auch von der Rückseite der Kommunikationsvorrichtung aus ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung, welche die oben beschriebene NFC-Antennenkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist, NFC-Transaktionen in Abständen von etwa 130 Millimetern durchführen.
5 bildet ein detailliertes Blockdiagramm ab, das eine beispielhafte Kommunikationsvorrichtung 500 gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann es sich bei der Kommunikationsvorrichtung 500 um eine mobile Vorrichtung, einen Tablet-Computer oder ein Smartphone handeln. Jedoch versteht es sich für Fachleute, dass die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Merkmale so angepasst werden können, dass sie in weiteren Vorrichtungen (zum Beispiel einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem Server, einem e-Lesegerät, einer Kamera, einer Navigationsvorrichtung, usw.) implementiert werden können. Die beispielhafte mobile Vorrichtung 500 von 5 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit), das heißt einen Prozessor 510, auf. Jede der Funktionen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann durch eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen implementiert werden. Eine Verarbeitungsschaltung weist einen programmierten Prozessor auf, genauso wie ein Prozessor eine Schaltungsanordnung aufweist. Eine Verarbeitungsschaltung kann auch Vorrichtungen, wie beispielsweise eine ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und Schaltungskomponenten aufweisen, die in einer spezifischen Konfiguration angeordnet sind, sodass sie die genannten Funktionen durchführen. Außerdem kann die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 510 als spezifisch zugeordnete Komponente in der Kommunikationsvorrichtung 500 enthalten sein und/oder in einem NFC-Controller 508 der Kommunikationsvorrichtung 500 enthalten sein. Ferner weist die Kommunikationsvorrichtung einen mit einer Antenne 501 verbundenen Prozessor für drahtlose Kommunikation 502 auf. Ein Lautsprecher 504 und ein Mikrofon 505 sind mit einem Sprachprozessor 503 verbunden.
Die CPU 510 kann eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs) aufweisen, und sie kann jedes Element in der Nutzervorrichtung 500 so steuern, dass es Funktionen hinsichtlich der Kommunikationssteuerung, der Audiosignalverarbeitung, der Steuerung für die Audiosignalverarbeitung, der Verarbeitung und der Steuerung von Stand- und Bewegtbildern und weitere Arten von Signalverarbeitung durchführt. Die CPU 510 kann diese Funktionen durchführen, indem sie in einem Speicher 550 gespeicherte Anweisungen ausführt. Alternativ oder zusätzlich zu der lokalen Speicherung des Speichers 550 können die Funktionen unter Verwendung von Anweisungen ausgeführt werden, die in einer externen Vorrichtung, auf die in einem Netzwerk zugegriffen wird, oder die in einem dauerhaften, computerlesbaren Medium gespeichert sind, ausgeführt werden. Die CPU 510 kann Anweisungen ausführen, die es der CPU erlauben, Nahfeldkommunikation, wie in 1 beschrieben, durchzuführen.
Der Speicher 550 ist ein Beispiel für die Speichereinheit und weist einen Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memory, ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM) oder eine Speicheranordnung auf, die eine Kombination aus flüchtigen und nichtflüchtigen Speichereinheiten enthält, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Speicher 550 kann von der CPU 510 als Arbeitsspeicher genutzt werden, während er die Prozesse und Algorithmen der vorliegenden Offenbarung ausführt. Zusätzlich kann der Speicher 550 für eine langfristige Speicherung, zum Beispiel von Bilddaten und damit in Verbindung stehenden Informationen, verwendet werden.
Die mobile Vorrichtung 500 weist eine Steuerleitung CL und eine Datenleitung DL als interne Busleitungen für die Kommunikation auf. Steuerdaten von/zu der CPU 510 können über die Steuerleitung CL übertragen werden. Die Datenleitung DL kann zur Übertragung von Sprachdaten, Anzeigedaten, usw. verwendet werden.
Die Antenne 501 überträgt/empfängt elektromagnetische Wellensignale zwischen Basisstationen zum Durchführen einer funkgestützten Kommunikation, wie beispielsweise den verschiedenen Formen der Mobilfunkkommunikation. Der Prozessor für drahtlose Kommunikation 502 steuert die zwischen der mobilen Vorrichtung 500 und anderen externen Vorrichtungen über die Antenne 501 durchgeführte Kommunikation. Zum Beispiel kann der Prozessor für drahtlose Kommunikation 502 die Kommunikation zwischen Basisstationen für die Mobilfunkkommunikation steuern.
Der Lautsprecher 504 gibt ein den von dem Sprachprozessor 503 gelieferten Audiodaten entsprechendes Audiosignal ab. Das Mikrofon 505 erkennt umgebende Geräusche bzw. Töne und wandelt die erkannten Geräusche bzw. Töne in ein Audiosignal um. Das Audiosignal kann dann zur weiteren Verarbeitung an den Sprachprozessor 503 ausgegeben werden. Der Sprachprozessor 503 demoduliert und/oder decodiert die aus dem Speicher 550 gelesenen Audiodaten oder die durch den Prozessor für drahtlose Kommunikation 502 und/oder einen NFC-Controller 507 empfangenen Audiodaten. Zusätzlich kann der Sprachprozessor 503 durch das Mikrofon 105 erhaltene Audiosignale decodieren.
Die beispielhafte mobile Vorrichtung 500 kann außerdem eine Anzeigeeinheit 520, ein Touchpanel 530, eine Betätigungstaste 540 und einen mit einer NFC-Antenne 506 verbundenen NFC-Controller 507 aufweisen. Bei der Anzeigeeinheit 520 kann es sich um eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), ein organisches Elektroluminiszenz-Anzeigefeld oder eine andere Technologie für Anzeigebildschirme handeln. Zusätzlich zu der Anzeige von Stand- und Bewegtbilddaten kann die Anzeigeeinheit 520 Eingaben für den Betrieb, wie beispielsweise Zahlen oder Symbole, die zur Steuerung der mobilen Vorrichtung 500 verwendet werden können, anzeigen. Die Anzeigeeinheit 520 kann zusätzlich eine grafische Benutzeroberfläche für einen Nutzer anzeigen, sodass dieser Aspekte der mobilen Vorrichtung 500 und/oder anderer Vorrichtungen steuern kann. Ferner kann die Anzeigeeinheit 520 durch die mobile Vorrichtung 500 empfangene und/oder in dem Speicher 550 gespeicherte oder von einer externen Vorrichtung in einem Netzwerk aufgerufene Zeichen und Bilder anzeigen. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 500 auf ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, zugreifen und Text und/oder Bilder anzeigen, der bzw. die von einem Web-Server übertragen wurden.
Das Touchpanel 530 kann einen physischen Touchpanel-Anzeigebildschirm und einen Touchpanel-Treiber aufweisen. Das Touchpanel 530 kann einen oder mehrere Tastsensoren zum Erkennen eines Eingabevorgangs auf einer Bedienoberfläche des Touchpanel-Anzeigebildschirms aufweisen. Das Touchpanel 530 erkennt außerdem eine Tastform und einen Tastbereich. Die Verwendung des Begriffs „Tastvorgang” in dem vorliegenden Dokument betrifft einen Eingabevorgang, der durch Berühren einer Bedienoberfläche der Touchpanel-Anzeigeeinheit mit einem Anweisungsobjekt, wie beispielsweise einem Finger, einem Daumen oder einem stiftartigem Instrument, durchgeführt wird. In dem Fall, in dem ein Stift oder dergleichen bei einem Tastvorgang verwendet wird, kann der Stift wenigstens an der Spitze des Stiftes ein leitendes Material aufweisen, sodass die in dem Touchpanel 530 enthaltenen Sensoren erkennen können, wenn der Stift sich der Bedienoberfläche der Touchpanel-Anzeigeeinheit nähert bzw. diese berührt (ähnlich dem Fall, in dem ein Finger für den Tastvorgang verwendet wird).
Bei bestimmten Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das Touchpanel 530 angrenzend an die Anzeigeeinheit 520 angeordnet (zum Beispiel auflaminiert) oder einstückig mit der Anzeigeeinheit 520 ausgebildet sein. Der Einfachheit halber wird bei der vorliegenden Offenbarung davon ausgegangen, dass das Touchpanel 530 einstückig mit der Anzeigeeinheit 520 ausgebildet ist, und daher können in dem vorliegenden Dokument erörterte Beispiele Tastvorgänge beschreiben, die vielmehr auf der Oberfläche der Anzeigeeinheit 520 als auf dem Touchpanel 530 durchgeführt werden. Für Fachleute auf diesem Gebiet versteht es sich jedoch, dass dies nicht einschränkend ist.
Der Einfachheit halber wird bei der vorliegenden Offenbarung davon ausgegangen, dass es sich bei dem Touchpanel 530 um eine Touchpanel-Technologie auf Kapazitätsbasis handelt. Es versteht sich jedoch, dass Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung mühelos auf andere Touchpanel-Typen (zum Beispiel Touchpanels mit Widerstandstechnologie) mit anderen Strukturen angewendet werden können. Bei bestimmten Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das Touchpanel 530 Tastsensoren mit in X-Y-Richtung auf der Oberfläche des transparenten Sensorglases angeordneten, transparenten Elektroden aufweisen.
Der Touchpanel-Treiber kann für die Steuerungsverarbeitung hinsichtlich des Touchpanels 530, wie beispielsweise die Abtaststeuerung, von dem Touchpanel 530 umfasst sein. Zum Beispiel kann der Touchpanel-Treiber jeden Sensor in einem Muster aus transparenten Elektroden mit elektrostatischer Kapazität in der X-Richtung und in der Y-Richtung abtasten und den elektrostatischen Kapazitätswert jedes Sensors erkennen, um zu bestimmen, wann ein Tastvorgang durchgeführt wird. Der Touchpanel-Treiber kann eine Koordinate und einen entsprechenden elektrostatischen Kapazitätswert für jeden Sensor ausgeben. Der Touchpanel-Treiber kann außerdem eine Sensorkennung ausgeben, die einer Koordinate auf dem Touch-Panel-Anzeigebildschirm zugeordnet werden kann. Zusätzlich können der Touchpanel-Treiber und die Touchpanel-Sensoren erkennen, wenn ein Anweisungsobjekt, wie beispielsweise ein Finger, sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands von einer Bedienoberfläche des Touchpanel-Anzeigebildschirms befindet. Das heißt, dass das Anweisungsobjekt die Bedienoberfläche des Touchpanel-Anzeigebildschirms nicht notwendigerweise direkt berühren muss, damit die Tastsensoren das Anweisungsobjekt erkennen und die in dem vorliegenden Dokument beschriebene Verarbeitung durchführen. Zum Beispiel kann das Touchpanel 530 bei bestimmten Ausführungsbeispielen eine Position eines Fingers eines Nutzers um eine Kante der Anzeigeeinheit 520 herum erkennen (zum Beispiel das Greifen eines Schutzgehäuses, das die Anzeigeeinheit/das Touchpanel umgibt). Die Signale können, zum Beispiel als Antwort auf eine Erkennung eines Tastvorgangs, als Antwort auf eine Abfrage von einem anderen Element auf der Grundlage eines zeitgesteuerten Datenaustauschs, usw., durch den Touchpanel-Treiber übertragen werden.
Das Touchpanel 530 und die Anzeigeeinheit 520 können von einem Schutzgehäuse umgeben sein, das auch die weiteren von der mobilen Vorrichtung 500 umfassten Elemente umschließt. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann eine Position der Finger des Nutzers auf dem Schutzgehäuse (aber nicht direkt auf der Oberfläche der Anzeigeeinheit 520) durch die Sensoren des Touchpanels 530 erkannt werden. Demgemäß kann die CPU 510 die in dem vorliegenden Dokument beschriebene Anzeigesteuerungsverarbeitung auf der Grundlage der erkannten Position der das Gehäuse greifenden Finger des Nutzers durchführen. Zum Beispiel kann ein Element in einer Schnittstelle auf der Grundlage der erkannten Fingerposition an eine neue Position innerhalb der Schnittstelle verschoben werden (zum Beispiel näher an einen oder mehrere der Finger heran).
Ferner kann die CPU 510 bei bestimmen Ausführungsbeispielen so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der erkannten Fingerposition erkennt, welche Hand die mobile Vorrichtung 500 hält. Zum Beispiel können die Sensoren des Touchpanels 530 eine Vielzahl von Fingern auf der linken Seite der Vorrichtung 500 (zum Beispiel an einer Kante der Anzeigeeinheit 520 oder auf dem Schutzgehäuse) und einen einzelnen Finger auf der rechten Seite der Vorrichtung 500 erkennen. In diesem beispielhaften Szenario kann die CPU 510 bestimmen, dass der Nutzer die Vorrichtung 500 mit seiner rechten Hand hält, weil das erkannte Greifmuster einem erwarteten Muster entspricht, wenn die Vorrichtung 500 nur mit der rechten Hand gehalten wird.
Die Betätigungstaste 540 kann einen oder mehrere Knöpfe oder ähnliche externe Steuerelemente aufweisen, die aufgrund einer erkannten Eingabe durch den Nutzer ein Bedienungssignal erzeugen können. Zusätzlich zu Ausgaben von dem Touchpanel 530 können diese Betätigungssignale zum Durchführen einer zugehörigen Verarbeitung und Steuerung an die CPU 510 geliefert werden. Bei bestimmten Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Verarbeitung und/oder die mit externen Knöpfen und dergleichen verbundenen Funktionen als Antwort auf einen Eingabevorgang auf dem Anzeigebildschirm des Touchpanels 530 anstatt des externen Knopfes, der externen Taste, usw. durch die CPU durchgeführt werden. Auf diese Weise kann auf externe Knöpfe auf der mobilen Vorrichtung 500 zugunsten der Durchführung von Eingaben über Tastvorgänge verzichtet werden, wodurch die Wasserdichtigkeit verbessert wird.
Die NFC-Antenne 506 kann elektromagnetische Wellensignale an weitere externe Einrichtungen übertragen bzw. von diesen empfangen, und der NFC-Controller 507 kann eine zwischen den weiteren externen Einrichtungen durchgeführte Nahfeldkommunikation steuern. Zusätzlich können Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise Bluetooth, IEEE 802.11, für die Kommunikation zwischen den Vorrichtungen verwendet werden.
Die mobile Vorrichtung 500 kann einen Bewegungssensor 508 aufweisen. Der Bewegungssensor 508 kann Merkmale einer Bewegung (zum Beispiel eine oder mehrere Einzelbewegungen) der mobilen Vorrichtung 500 erkennen. Zum Beispiel kann der Bewegungssensor 508 einen Beschleunigungsmesser zum Erkennen von Beschleunigungen, ein Gyroskop zum Erkennen von Winkelgeschwindigkeiten, einen geomagnetischen Sensor zum Erkennen von Richtungen, einen Ortsbestimmungssensor zum Erkennen einer Position, usw. oder eine Kombination aus diesen aufweisen, um eine Bewegung der Vorrichtung 500 zu erkennen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Bewegungssensor 508 ein Erkennungssignal erzeugen, das Daten enthält, welche die erkannte Bewegung darstellen. Zum Beispiel kann der Bewegungssensor 508 eine Anzahl unterschiedlicher Einzelbewegungen in einer Bewegung (zum Beispiel von dem Beginn der Reihe von Einzelbewegungen bis zu dem Ende innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls, usw.), eine Anzahl physischer Stöße auf die mobile Vorrichtung 500 (zum Beispiel ein Schütteln oder Schlagen der elektronischen Vorrichtung, usw.), eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Bewegung (unmittelbar oder über eine gewisse Zeit) oder weitere Bewegungsmerkmale bestimmen. Die erkannten Bewegungsmerkmale können in das erzeugte Erkennungssignal aufgenommen werden. Das Erkennungssignal kann zum Beispiel an die CPU 510 übertragen werden, wodurch eine weitere Verarbeitung auf der Grundlage der in dem Erkennungssignal enthaltenen Daten durchgeführt werden kann. Der Bewegungssensor 508 kann in Verbindung mit einem Teilbereich für das GPS 560 (Global Positioning System, globales Positionierungssystem) arbeiten. Der GPS-Teilbereich 560 erkennt die derzeitige Position der mobilen Vorrichtung 500. Die durch den GPS-Teilbereich 560 erkannten Informationen zu der derzeitigen Position werden an die CPU 510 übertragen. Eine Antenne 561 ist zum Empfangen und Übertragen von Signalen an und von einem GPS-Satelliten mit dem GPS-Teilbereich 560 verbunden.
Die mobile Vorrichtung 500 kann einen Kamera-Teilbereich 509 aufweisen, der ein Objektiv und eine Blende zum Aufnehmen von Fotos der Umgebung um die Vorrichtung 500 herum aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel nimmt der Kamera-Teilbereich 509 die Umgebung auf der dem Nutzer abgewandten Seite der Vorrichtung 500 auf. Die Bilder der aufgenommenen Fotos können auf der Anzeigeeinheit 520 angezeigt werden. In einem Speicherbereich werden die aufgenommenen Fotos gespeichert. Der Speicherbereich kann sich innerhalb des Kamera-Teilbereichs 509 befinden oder ein Bestandteil des Speichers 550 sein. Bei dem Kamera-Teilbereich 509 kann es sich um ein gesondertes, mit der mobilen Vorrichtung 500 verbundenes Merkmal oder um ein eingebautes Kameramerkmal handeln.
Die obigen Beschreibungen wurden zur Erleichterung des Verständnisses der beschriebenen erfinderischen Konzepte als gesonderte Ausführungsbeispiele gestaltet. Jedoch werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Merkmale eines Ausführungsbeispiels mit denjenigen eines anderen kombinierbar sind, ohne dass von dem Schutzumfang der Offenbarung abgewichen wird. Somit ist die besondere, in jedem der Ausführungsbeispiele beschriebene, bestimmte Kombination von Merkmalen lediglich beispielhaft und kann uneingeschränkt kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsbeispiele auszubilden, ohne dass von dem Schutzumfang der Offenbarung abgewichen wird. Zusätzlich versteht es sich, dass zum Beispiel die um das Batteriefach herum angeordnete Antenne der Kommunikationsvorrichtung mehrere Windungen aufweisen kann, um das Magnetfeld der Antenne weiter zu verstärken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0076]

Claims

Kommunikationsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Schaltungsanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Differenzialsignal zur Kommunikation mit einer analogen Vorstufe erzeugt, wobei die analoge Vorstufe eine Antenne beinhaltet, wobei die Antenne um eine Begrenzung eines Batteriefachs der Kommunikationsvorrichtung herum angeordnet ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Anpassungsnetz vorgesehen ist, das die Antenne mit der Schaltungsanordnung koppelt.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Antenne um einen Draht handelt, der eine einzige Windung um das Batteriefach herum ausbildet.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Draht in einem Abstand von einem Millimeter von der Begrenzung des Batteriefachs angeordnet ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Antenne um eine Leiterbahn handelt, die in eine Leiterplatte der Kommunikationsvorrichtung eingebettet ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antenne auf eine von einer differenziellen Weise und einer unsymmetrischen Weise mit dem Anpassungsnetz gekoppelt ist und das Anpassungsnetz auf eine differenzielle Weise mit der Schaltungsanordnung gekoppelt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei, wenn die Antenne mit dem Anpassungsnetz auf die differenzielle Weise gekoppelt ist, beide Enden der Antenne symmetrisch mit zwei Enden des Anpassungsnetzes verbunden sind, und wenn die Antenne auf die unsymmetrische Weise mit dem Anpassungsnetz gekoppelt ist, ein Ende der Antenne mit dem Anpassungsnetz verbunden ist und das andere Ende mit einem Erdanschlusspunkt verbunden ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsanordnung das Differenzialsignal erzeugt und mit der analogen Vorstufe über zwei Sende-Ports kommuniziert, wobei jeder Sende-Port direkt mit einem Widerstand gekoppelt ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Batteriefach eine Batterie der Kommunikationsvorrichtung aufnimmt.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Batterie der Kommunikationsvorrichtung keine auf der Oberfläche der Batterie angeordnete oder in die Batterie eingebettete Antenne aufweist.