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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der
US-Patentanmeldung Nr. 15/655 702 , eingereicht am 20. Juli 2017, und der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/514 657, eingereicht am 2. Juni 2017, die hiermit in ihren Gesamtheiten durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
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HINTERGRUND
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Dies betrifft elektronische Vorrichtungen und genauer elektronische Vorrichtungen mit Schaltlogik für drahtlose Kommunikation.
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Elektronische Vorrichtungen werden oft mit drahtlosen Kommunikationsfähigkeiten bereitgestellt. Um eine Nachfrage von Verbrauchern nach drahtlosen Vorrichtungen mit kleinem Formfaktor zu erfüllen, kann es wünschenswert sein, Antennen in kompakten Einfassungen elektronischer Vorrichtungen. Dies kann es schwierig machen, gewünschte Ziele der Antennenleistung zu erreichen. Zum Beispiel kann es herausfordernd sein, eine zufriedenstellende Isolierung zwischen Antennen zu erreichen, wenn Antennen in großer Nähe zueinander montiert sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine elektronische Vorrichtung kann einen in einem Gehäuse montierten Lautsprecher aufweisen. Das Gehäuse kann eine zylindrische Form oder andere Form aufweisen, die durch eine Längsachse und eine obere Fläche gekennzeichnet ist, durch welche die Längsachse hindurchläuft. Eine gedruckte Schaltung kann parallel zur oberen Fläche liegen. Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik, wie beispielsweise ein Berührungssensor, und andere Komponenten können auf der oberen Fläche montiert sein und sich mit der gedruckten Schaltung überlappen.
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Eine erste und eine zweite Antenne können auf der gedruckten Schaltung auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung ausgebildet sein. Abschirmstrukturen, wie beispielsweise Metallabschirmhülsen, können auf der gedruckten Schaltung montiert sein und können sich mit der ersten und der zweiten Antenne überlappen. Die Abschirmstrukturen können Antennenhohlräume für die erste und die zweite Antenne ausbilden und können dazu beitragen, die erste und die zweite Antenne von der Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik zu isolieren.
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Ein Lautsprecher mit einem kreisförmigen Umriss kann in dem Gehäuse montiert sein und entlang der Längsachse weisen. Eine Metallschicht auf einem beweglichen Element im Lautsprecher kann strukturiert sein, um ein Schlitzantennen-Isolierungselement oder ein anderes Antennenisolierungselement auszubilden. Das Antennenisolierungselement kann konfiguriert sein, eine Resonanz bei einer Betriebsfrequenz zu zeigen, die der ersten und der zweiten Antenne zugeordnet ist, und kann daher eine Isolierung zwischen der ersten und der zweiten Antenne verbessern.
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Eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik kann mit den Antennen gekoppelt sein und kann verwendet werden, um Streaming-Medien und andere Informationen drahtlos zu empfangen. Eine Steuerschaltlogik in dem Gehäuse kann verwendet werden, um einen Betrieb der Vorrichtung zu steuern. Während des Betriebs kann die Steuerschaltlogik Medien durch die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik und die Antennen empfangen und kann den Lautsprecher verwenden, um die Medien wiederzugeben.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 3 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 4 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden kreisförmigen gedruckten Schaltung mit Metallbahnen, die konfiguriert sind, ein Paar von Dualband-Antennen für ein drahtloses lokales Netzwerk (wireless local area network) gemäß einer Ausführungsform auszubilden.
- 5 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden Metallschicht auf einer beweglichen Lautsprecherstruktur, die eine Öffnung aufweist, die konfiguriert ist, ein Schlitzantennen-Isolierungselement gemäß einer Ausführungsform auszubilden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise eine elektronische Vorrichtung 10 von 1, kann mit einer Drahtlos-Schaltlogik bereitgestellt werden. Die Drahtlos-Schaltlogik kann Antennen einschließen, wie beispielsweise Antennen für ein drahtloses lokales Netzwerk oder andere Antennen. Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine Rechenvorrichtung, wie beispielsweise ein Laptop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere in der Hand gehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System wie beispielsweise ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung mit einer Anzeige in einem Kiosksystem oder Automobil montiert ist, ein drahtloser internetverbundener sprachgesteuerter Lautsprecher, eine Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung sein.
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Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Datenspeicher- und Verarbeitungsschaltlogik, wie beispielsweise eine Steuerschaltlogik 28, einschließen. Die Schaltlogik 28 kann einen Datenspeicher, z. B. einen Festplattenlaufwerk-Datenspeicher, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der konfiguriert ist, ein Halbleiterlaufwerk (solid state drive) zu bilden), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltlogik in der Schaltlogik 28 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.
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Die Schaltlogik 28 kann verwendet werden, um auf der Vorrichtung 10 Software, wie beispielsweise Internet-Browsing-Anwendungen, VOIP-Telefonanrufanwendungen (VOIP = Voice over Internet Protocol), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Erinnerungslistenanwendungen, Kalenderanwendungen, Einkaufsanwendungen, Heimautomatisierungsanwendungen, Anwendungen zum Einstellen von Alarmen und Zeitgebern, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Um Interaktionen mit externer Ausrüstung zu unterstützen, kann die Schaltlogik 28 beim Implementieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Zu Kommunikationsprotokollen, die unter Verwendung der Schaltlogik 28 implementiert werden können, zählen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE-802.11-Protokolle -- die manchmal als WiFi® bezeichnet werden-- und Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite, wie beispielsweise das Bluetooth®-Protokoll), Mobiltelefonprotokolle, Antennendiversitätsprotokolle usw.
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Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 44 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um es zu erlauben, dass der Vorrichtung 10 Daten geliefert werden, und zu erlauben, dass Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 Berührungssensoren einschließen. Die Berührungssensoren können optische Berührungssensoren, kapazitive Berührungssensoren und/oder andere Berührungssensoren sein. Als ein Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 zweidimensionale kapazitive Berührungssensoren einschließen. Die zweidimensionalen Berührungssensoren können sich mit lichtemittierenden Komponenten überlappen, wie beispielsweise lichtemittierende Dioden, die Statusanzeigerlichter bilden, Anzeigen mit Anordnungen von Pixeln (z. B. Flüssigkristallanzeigepixel, Pixel organischer lichtemittierender Dioden, kristalline Halbleiterbauteile, die Pixel lichtemittierender Dioden ausbilden, und/oder andere Pixel), hintergrundbeleuchtete strukturierte Öffnungen in opaken Schichten (z. B. um ein Logo, Text, Grafik usw. auszubilden) und/oder andere lichtemittierende Komponenten. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können zudem lichtemittierende Komponenten einschließen, wie beispielsweise Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen oder Tasten (mechanisch, kapazitiv, optisch usw.), Bildlaufräder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen oder Tasten, Lautsprecher, Statusanzeiger, Lichtquellen, wie beispielsweise lichtemittierende Dioden zur Beleuchtung von Saummerkmalen (die als Komponenten dienen können, um einem Benutzer dynamisch anpassbare Ausgaben bereitzustellen, dies aber nicht müssen), Audiobuchsen und andere Audioanschlusskomponenten, digitale Datenanschlussvorrichtungen, Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren, magnetische Sensoren, Kraftsensoren (z. B. Kraftsensoren, die mit einer Anzeige gekoppelt sind, um auf die Anzeige ausgeübten Druck zu erfassen) usw.
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Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 44 kann eine Drahtlos-Schaltlogik 34 einschließen, um drahtlose Kommunikation zu unterstützen. Die Drahtlos-Schaltlogik 34 kann eine Hochfrequenz(HF)-Transceiver-Schaltlogik 90, die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet ist, eine Leistungsverstärkerschaltung, rauscharme Eingangsverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen, wie beispielsweise eine Antenne 40, Übertragungsleitungen, wie beispielsweise eine Übertragungsleitung 92, und andere Schaltlogik zum Abwickeln von drahtlosen HF-Signalen einschließen. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (z. B. unter Verwendung von Infrarotkommunikation) gesendet werden.
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Die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 90 kann eine Transceiver-Schaltlogik für drahtlose lokale Netzwerke einschließen, um 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder für WiFi®-(IEEE 802.11)-Kommunikation abzuwickeln, und kann eine Bluetooth®-Schaltlogik einschließen, um das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband abzuwickeln. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik 90 andere Bänder abwickeln, wie beispielsweise Mobiltelefonbänder, Nahfeldkommunikationsbänder (z. B. 13,56 MHz), Millimeterwellenbänder (z. B. Kommunikation bei 60 GHz) und/oder andere Kommunikationsbänder. Konfigurationen, in denen die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 90 Bänder drahtloser lokaler Netzwerke abwickelt (z. B. 2,4 GHz und 5 GHz), können manchmal hierin als ein Beispiel beschrieben sein. Im Allgemeinen kann die Schaltlogik 90 jedoch konfiguriert sein, alle geeigneten Kommunikationsbänder von Interesse abzuwickeln.
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Die Drahtlos-Schaltlogik 34 kann eine oder mehrere Antennen, wie beispielsweise die Antenne 40, einschließen. Antennen, wie beispielsweise die Antenne 40, können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet werden. Zum Beispiel können die Antennen in der Vorrichtung 10 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, umgekehrten F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, umgekehrten F-Planarantennenstrukturen, Helixantennenstrukturen, Monopolantennen, Dipolen, Mischformen dieser Ausführungen usw. gebildet sind. Parasitäre Elemente können in den Antennen 40 eingeschlossen sein, um die Antennenleistung anzupassen. In manchen Konfigurationen kann die Vorrichtung 10 Isolierungselemente zwischen jeweiligen Antennen 40 einschließen, um dazu beizutragen, ein Übersprechen von Antenne zu Antenne zu vermeiden. Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Antennentypen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein bestimmter Antennentyp beim Ausbilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, und ein anderer Antennentyp kann beim Ausbilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet werden. In manchen Konfigurationen können unterschiedliche Antennen beim Abwickeln unterschiedlicher Bänder für die Transceiver-Schaltlogik 90 verwendet werden. Jede Antenne 40 kann ein oder mehrere Bänder abdecken. Zum Beispiel können die Antennen 40 Dualband-Antennen für ein drahtloses lokales Netzwerk sein.
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Wie in 1 gezeigt, kann die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 90 unter Verwendung der Übertragungsleitung 92 mit einer Antennenzuleitung 102 der Antenne 40 gekoppelt sein. Die Antennenzuleitung 102 kann einen positiven Antennenzuleitungsanschluss, wie beispielsweise einen positiven Antennenzuleitungsanschluss 98, einschließen und kann einen Masse-Antennenzuleitungsanschluss, wie beispielsweise einen Masse-Antennenzuleitungsanschluss 100, aufweisen. Die Übertragungsleitung 92 kann aus Metallbahnen auf einer gedruckten Schaltung oder anderen leitfähigen Strukturen ausgebildet sein und kann einen positiven Übertragungsleitungs-Signalpfad, wie beispielsweise einen Pfad 94, der mit dem Anschluss 98 gekoppelt ist, und einen Masse-Übertragungsleitungssignalpfad, wie beispielsweise einen Pfad 96, einschließen, der mit dem Anschluss 100 gekoppelt ist. Übertragungsleitungspfade, wie beispielsweise der Pfad 92, können verwendet werden, um Antennensignale innerhalb der Vorrichtung 10 zu leiten. Die Übertragungsleitungen in der Vorrichtung 10 können koaxiale Kabelpfade, Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, Streifenleitungs-Übertragungsleitungen, randgekoppelte Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, randgekoppelte Streifenleitungs-Übertragungsleitungen, Übertragungsleitungen, die aus Kombinationen von Übertragungsleitungen dieser Typen gebildet sind, usw. einschließen. Eine Filterschaltlogik, eine Umschaltschaltlogik, eine Impedanzanpassungsschaltlogik und sonstige Schaltlogik können innerhalb der Übertragungsleitungen, wie beispielsweise der Überragungsleitung 92, dazwischengeschaltet sein, und/oder Schaltungen wie diese können in die Antenne 40 einbezogen sein (z. B. um ein Antennenabstimmen zu unterstützen, um einen Betrieb in gewünschten Frequenzbändern zu unterstützen usw.). Während des Betriebs kann die Steuerschaltlogik 28 die Transceiver-Schaltlogik 90 und die eine oder mehreren Antennen 40 verwenden, um Daten drahtlos zu senden und zu empfangen. Die Steuerschaltlogik 28 kann zum Beispiel Streaming-Medien drahtlos unter Verwendung der Transceiver-Schaltlogik 90 und der einen oder mehreren Antennen 40 empfangen und kann die Medien durch einen Lautsprecher in der Vorrichtung 10 wiedergeben.
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Eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichten elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise der Vorrichtung 10 von 1, ist in 2 dargestellt. Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 ein Gehäuse, wie beispielsweise ein Gehäuse 12, aufweisen. Das Gehäuse 12, das manchmal als eine „Ummantelung“ oder „Kapselung“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), Stoff, anderen geeigneten Materialien oder aus einer Kombination aus zwei oder mehreren dieser Materialien ausgebildet sein. Das Gehäuse 12 kann unter Verwendung einer einstückigen Konfiguration ausgebildet sein, in der das Gehäuse 12 ganz oder teilweise als eine einzige Struktur maschinell hergestellt oder geformt ist, oder unter Verwendung mehrerer Strukturen (z. B. einer internen Rahmenstruktur, die in manchen Abschnitten mit Stoff bedeckt ist und in anderen Abschnitten mit anderen Gehäusestrukturen und/oder Eingabe-Ausgabe-Komponenten) gebildet sein kann.
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Wie in dem Beispiel von 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 ein Gehäuse mit einer zylindrischen Form aufweisen und kann eine obere kreisförmige Fläche 14 aufweisen. Das zylindrische Gehäuse kann eine Längsachse (Z-Achse) aufweisen, die vertikal durch die obere kreisförmige Fläche 14 verläuft. Ein Lautsprecher und/oder andere Komponenten können im Inneren der Vorrichtung 10 montiert sein (z. B. so, dass der Lautsprecher nach oben ins Innere des Gehäuses 12 weist, oder anderweitig ausgerichtet ist, sodass der Lautsprecher entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses weist). Klänge können durch Öffnungen im Gehäuse 12 durch Stoff laufen, der manches oder alle Seitenwände des Gehäuses 12 bedeckt, und/oder durch andere geeignete Klangauslässe. Ein zweidimensionaler Berührungssensor und/oder andere Eingabeschaltlogik kann auf der Fläche 14 montiert sein, und eine oder mehrere lichtgestützte Ausgabekomponenten können durch den zweidimensionalen Berührungssensor überlappt sein (z. B. eine Anzeige mit einem Pixelfeld, lichtemittierende Dioden und/oder andere lichtgestützte Ausgabekomponenten). Ein Mikrofon auf der Fläche 14 und/oder anderswo in der Vorrichtung 10 kann verwendet werden, um eine Spracheingabe zu erlangen (z. B. Benutzersprachbefehle zum Steuern der Vorrichtung 10, Sprache für einen Sprachanruf usw.). Falls gewünscht, können die Vorrichtung 10 und das Gehäuse 12 andere geeignete Formen aufweisen (z. B. rechteckige Schachtelformen, kuppelförmige Formen, pyramidenförmige Formen, kugelförmige Formen, andere Formen und/oder Kombinationen dieser Formen). Die Konfiguration von 2 ist veranschaulichend.
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3 ist eine Querschnitts Seitenansicht der Vorrichtung 10 von 2 entlang einer Linie 50 und in Richtung 52 gesehen. Wie in 3 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine oder mehrere Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen auf der Fläche 14 der Vorrichtung 10 aufweisen, wie beispielsweise eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 54. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 54 kann Komponenten 56 auf einem oder mehreren Substraten einschließen, wie beispielsweise einem Substrat 60. Bei dem Substrat 60 kann es sich zum Beispiel um eine starre oder flexible gedruckten Schaltung handeln. Die Komponenten 56 können zum Erfassen einer Berührungseingabe und/oder anderen Eingabe von einem Benutzer verwendet werden (z. B. berührt ein Finger eines Benutzers die obere Oberfläche der Vorrichtung 10 auf der Fläche 14) und/oder können zum Bereitstellen von Ausgabe für einen Benutzer verwendet werden (z. B. lichtgestützte Ausgabe). Zum Beispiel können die Komponenten 56 eine oder mehrere lichtemittierende Dioden, beleuchtete Schaltflächen- oder Tastenkennzeichnungen, Pixelfelder, die Anzeigen bilden, beleuchtete Saumstrukturen und/oder andere lichtemittierende Ausgabevorrichtungen zum Bereitstellen von visueller Ausgabe für einen Benutzer (Statusanzeigerlichter, Blinklichter, Bilder einschließlich Inhalt, wie beispielsweise Text, Grafik, Video) und/oder andere visuelle Ausgaben einschließen.
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Die Vorrichtung 10 kann zudem Sensoren, Schaltflächen oder Tasten, Mikrofone und andere Komponenten (siehe z. B. die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32) zum Erfassen von Benutzereingaben aufweisen und kann haptische Vorrichtungen, Audiokomponenten und andere Vorrichtungen zum Bereitstellen einer Ausgabe für einen Benutzer aufweisen.
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Wie in 3 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 einen oder mehrere Audiolautsprecher, wie beispielsweise einen Lautsprecher 76, aufweisen. Es kann jede geeignete Anzahl von Lautsprechern geben, wie beispielsweise den Lautsprecher 76 in der Vorrichtung 10 (z. B. mindestens einen, mindestens zwei, mindestens drei, mindestens vier, mindestens zehn, weniger als 50, weniger als 20 usw.). Lautsprecher in der Vorrichtung 10 können Hochtöner, Mitteltöner, Tieftöner, Breitbandlautsprecher usw. einschließen.
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Der Lautsprecher 76 kann eine bewegliche Lautsprecherstruktur einschließen, wie beispielsweise eine Membran 74 (z. B. ein bewegliches Lautsprecherelement, wie beispielsweise einen Kegel, eine Staubabdeckung und/oder eine andere bewegliche Lautsprecherstruktur, die Luft bewegt, wenn sie angetrieben wird, und dadurch einen Klang erzeugt). Die Membran 74 kann durch ein flexibles Element, wie beispielsweise eine Einfassung 84, mit einer Lautsprecherstützstruktur 82 gekoppelt sein, sodass sich die Membran 74 während des Betriebs frei bewegen kann. Ein Magnet, wie beispielsweise ein Magnet 80, und ein Elektromagnet, wie beispielsweise ein Elektromagnet 78, können zusammenwirken, um die Membran 74 zu bewegen. Zum Beispiel kann der Elektromagnet 78 während der Verwendung des Lautsprechers 76 mit einem Audiosignal angetrieben werden, um den Elektromagneten 78 zu veranlassen, sich in Richtungen 86 in Hinsicht auf den Magneten 80 zu bewegen, und dadurch die Membran 74 bewegen, sodass der Lautsprecher 76 Audioausgaben erzeugt.
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Energieversorgungskomponenten und/oder andere Komponenten 84 können den Magneten 80 umgeben und/oder können anderswo im Inneren des Gehäuses 12 montiert sein. Falls gewünscht, können Lautsprecher, wie beispielsweise der Lautsprecher 76 von 3, andere Konfigurationen aufweisen (z. B. Kegel mit anderen Formen, andere Antriebsanordnungen, Magneten von anderer Form usw.). Die Konfiguration aus 3 ist lediglich veranschaulichend.
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Die Vorrichtung 10 kann eine oder mehrere Antennen einschließen (siehe z. B. die Antenne 40 von 1), wie beispielsweise ein Paar von Dualband-Antennen zum Unterstützen von Kommunikation über ein drahtloses lokales Netzwerk (WiFi®) und/oder anderer drahtloser Kommunikation. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 eine erste Antenne, wie beispielsweise eine Antenne 40A, und eine zweite Antenne, wie beispielsweise eine Antenne 40B, einschließen.
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Bei den Antennen 40A und 40B kann es sich um Dualband-Antennen handeln, die fähig sind, Signale bei 2,4 GHz und 5 GHz zu senden und zu empfangen, oder sie können konfiguriert sein, bei anderen Frequenzen zu arbeiten. Die Antennen 40A und 40B können aus Metallbahnen 72 auf einem Substrat, wie beispielsweise einer gedruckten Schaltung 70, ausgebildet sein. Die Bahnen 72 können auf der oberen und/oder unteren Oberfläche der gedruckten Schaltung 70 ausgebildet sein und/oder können innerhalb der gedruckten Schaltung 70 eingebettet sein. Elektrische Komponenten 68 (z. B. integrierte Schaltungen usw.) können auf der oberen und/oder unteren Oberfläche der gedruckten Schaltung 70 montiert sein (z. B. unter Verwendung von Lot).
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Abschirmstrukturen können verwendet werden, um eine Interferenz zwischen den Antennen 40A und 40B und der Schaltlogik der Vorrichtung 54 zu verhindern. Zum Beispiel können Metallabschirmhülsen 66 auf Massebahnen in der gedruckten Schaltung 70 gelötet sein und können sich mit den Antennen 40A und 40B überlappen. Wie in 3 gezeigt, kann sich eine der Hülsen 66 mit der Antenne 40A überlappen und kann einen Antennenhohlraum für die Antenne 40A erzeugen, und die andere der Hülsen 66 kann sich mit der Antenne 40B überlappen und kann einen Antennenhohlraum für die Antenne 40B erzeugen. Masseverbindungsstrukturen, wie beispielsweise leitfähige Dichtungen 62 (z. B. ein mit leitfähigem Stoff bedeckter leitfähiger Schaum), können verwendet werden, um die Abschirmhülsen 66 mit Metallbahnen in der gedruckten Schaltung 60 mit der Masse zu verbinden und dadurch eine Interferenz zwischen den Antennen 40A und 40B und der Schaltlogik auf der gedruckten Schaltung 60 zu blockieren.
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Das Vorhandensein der Masseverbindungsstrukturen 62 kann zudem vertikale Abschirmwände erzeugen, die eine seitliche Ausbreitung von Antennensignalen (Signalausbreitung in der XY-Ebene von 3) in einer Region 88 zwischen der gedruckten Schaltung 60 und der gedruckten Schaltung 70 verhindern.
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Eine Luftlücke 89 ist zwischen der gedruckten Schaltung 70 und der Membran 74 vorhanden. Dadurch entsteht ein möglicher Interferenzpfad für Antennensignale. Insbesondere besteht eine Möglichkeit, dass aus der Antenne 40A gesendete Antennensignale durch die Lücke 89 hindurchtreten und durch die Antenne 40B empfangen werden und umgekehrt. Eine Interferenz wie diese wird die Drahtlos-Leistung verringern.
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Die Luftlücke 89 ist vorhanden, um einen Klangdurchgang zu bilden und es der Membran 74 zu ermöglichen, sich in Richtungen 86 zu bewegen und Klang zu erzeugen, der das Gehäuse 12 verlassen kann (z. B. durch Öffnungen und/oder einen Stoff, der die Seitenwände des Gehäuses 12 bedeckt und/oder andere Klangdurchgänge). Die Einbeziehung von Dichtungen, wie beispielsweise der Dichtungen 62 auf der unteren Oberfläche der gedruckten Schaltung 70, würde dazu neigen, Klang aus der Membran zu blockieren, weshalb dieser Typ von Dichtungsanordnung für ein Verbessern der Antennenisolierung nicht verwendet werden darf.
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Um die Antennen 40A und 40B zufriedenstellend voneinander zu isolieren, kann ein Antennenisolierungselement in der Nachbarschaft der Luftlücke 89 in die Vorrichtung 10 aufgenommen werden. Insbesondere kann ein parasitäres Antennenresonanzelement in der Luftlücke 89 zwischen den Antennen 40A und 40B platziert werden (z. B. in einer Position, die seitlich zwischen der Antenne 40A auf der linken Seite des Gehäuses 12 und der Antenne 40B auf der gegenüberliegenden rechten Seite des Gehäuses 12 eingefügt ist).
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Das parasitäre Element kann eine Resonanz bei einer Antennenfrequenz zeigen, die den Antennen 40A und 40B zugeordnet ist. Zum Beispiel kann das parasitäre Element so abgestimmt sein, dass es eine Resonanz bei 2,4 GHz in Konfigurationen zeigt, in denen Kopplungsprobleme zwischen 2,4-GHz-Antennen wichtiger sind als Kopplungsprobleme zwischen 5-GHz-Antennen. Das parasitäre Element dient als ein Antennenisolierungselement, das elektrische Felder in der Lücke 89 stört und dazu beiträgt, Signale zu blockieren, die zwischen den Antennen 40A und 40B durch die Lücke 89 laufen. Insbesondere trägt das parasitäre Element dazu bei, Signale von der Antenne 40A in der Lücke 89 zu blockieren und dadurch diese Signale daran zu hindern, die Antenne 40B zu erreichen, und trägt dazu bei, Signale von der Antenne 40B in der Lücke 89 zu blockieren und dadurch diese Signale daran zu hindern, die Antenne 40A zu erreichen.
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4 ist eine Ansicht entlang der Z-Richtung der gedruckten Schaltung 70, die zeigt, wie die Antenne 40A ein Antennenresonanzelement, wie beispielsweise ein Antennenresonanzelement 40AE, aufweisen kann, und zeigt, wie die Antenne 40B ein Antennenresonanzelement, wie beispielsweise ein Antennenresonanzelement 40BE, aufweisen kann. Eine Antennenzuleitung 102A der Antenne 40A kann einen positiven Antennenzuleitungsanschluss 98A einschließen, der mit einem Zuleitungszweig des Elements 40AE gekoppelt ist, und kann einen Masse-Antennenzuleitungsanschluss 100A einschließen, der mit einer Antennenmasse 104 gekoppelt ist. Bei der Antenne 40A kann es sich um eine umgekehrte F-Dualband-Antenne mit einem kürzeren Arm zum Verbessern der Resonanz bei 5 GHz und einem längeren Arm zum Verbessern der Resonanz bei 2,4 GHz handeln. Ein Rückleitungspfad 40ASC kann zwischen dem Resonanzelement 40AE und der Masse 104 gekoppelt sein. Die Antennenzuleitung 102B der Antenne 40B kann einen positiven Antennenzuleitungsanschluss 98B einschließen, der mit einem Zuleitungszweig des Elements 40BE gekoppelt ist, und kann einen Masse-Antennenzuleitungsanschluss 100B einschließen, der mit der Antennenmasse 104 gekoppelt ist. Bei der Antenne 40B kann es sich um eine umgekehrte F-Dualband-Antenne mit einem kürzeren Arm zum Verbessern der Resonanz bei 5 GHz und einem längeren Arm zum Verbessern der Resonanz bei 2,4 GHz handeln. Ein Rückleitungspfad 40BSC kann zwischen dem Resonanzelement 40BE und der Masse 104 gekoppelt sein.
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Die Antennen 40A und 40B weisen voneinander weg und weisen durch die Wände des Gehäuses 12 nach außen, wodurch eine Isolierung zwischen diesen Antennen verbessert wird, sodass diese Antennen in einer Anordnung mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen verwendet werden können. Übertragungsleitungen können zwischen den Zuleitungen 102A und 102B und der Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 90 gekoppelt sein, wie in Verbindung mit der Übertragungsleitung 92 von 1 beschrieben. Die Metallbahnen, welche die Antennen 40A und 40B und die Übertragungsleitungen ausbilden, können auf einer oder mehreren Oberflächen der gedruckten Schaltung 70 ausgebildet sein und/oder können in die gedruckte Schaltung 70 eingebettet sein.
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5 ist eine Ansicht entlang einer Z-Richtung der Membran 74, die zeigt, wie ein Antennenisolierungselement 108, falls gewünscht, aus einem parasitären Schlitzresonanzelement (ein Schlitzantennen-Isolierungselement) ausgebildet werden kann. Wie in 5 gezeigt, kann eine Metallschicht 106 (z. B. Metallbahnen, die aus einer oder mehrere Schichten eines Polymerträgers, einer gestanzten Metallfolie usw. ausgebildet sind) die Membran 74 bedecken (z. B. kann sich die Metallschicht 106 zu mindestens 50 %, mindestens 80 %, weniger als 99,99 % oder jede andere geeignete Menge mit der Membran 74 überlappen). Das Isolierungselement 108 kann aus einer Öffnung in der Schicht 106 ausgebildet sein.
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Die Metallschicht 106 kann durch Stanzen einer Metallfolie mit einem gewünschten Muster, um eine schlitzförmige Öffnung für das Element 108 auszubilden, und durch Laminieren der strukturierten Folie auf einen Papierkegel oder eine andere Stützstruktur, die der Membran 74 zugeordnet ist (z. B. unter Verwendung eines Klebstoffs), ausgebildet sein. Gegebenenfalls können andere Herstellungstechniken verwendet werden, falls gewünscht. Zum Beispiel kann das Element 108 durch Strukturieren von Metallbahnen unter Verwendung von selektivem Drucken leitfähiger Bahnen (Tampondrucken, Tintenstrahldrucken, Siebdrucken usw.), durch Laserbearbeitung eines Deckenmetallfilms, durch photolithographische Bearbeitung usw. ausgebildet werden.
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Bei dem Element 108 kann es sich um einen Schlitz mit einer Länge gleich einer halben Wellenlänge bei 2,4 GHz (oder einer anderen Frequenz von Interesse) handeln, sodass das Element 108 eine Resonanzantwort bei 2,4 GHz zeigt. Dies erlaubt es dem Element 108, elektrische Felder in der Lücke 89 bei 2,4 GHz zu stören, und trägt dadurch dazu bei, die Hochfrequenzisolierung (Hochfrequenz-Antennenisolierung) zwischen den Antennen 40A und 40B insbesondere bei 2,4 GHz zu verbessern. In Konfigurationen, in denen der Durchmesser der Membran 74 nicht ausreichend ist, um einen geschlossenen Schlitz mit halber Wellenlänge auszubilden, der gerade ist, kann das Element 108 eine L-Form aufweisen oder (wie in 5 gezeigt) eine C-Form aufweisen. Falls gewünscht kann ein Antennenisolierungselement, wie beispielsweise das Element 108, aus einem L-förmigen Metallelement, einem geraden Streifen von Metall oder anderen geeigneten Formen von Antennenresonanzelementen ausgebildet sein. Das Isolierungselement kann konfiguriert sein, bei jeder geeigneten Frequenz oder jedem geeigneten Frequenzbereich eine Resonanz zu zeigen (z. B. 2,4 GHz, 5 GHz, usw.). Falls gewünscht, können mehrere Schlitze oder mehrere Isolierungselemente anderer Typen auf einer beweglichen Lautsprecherstruktur im Lautsprecher 76 ausgebildet sein. Konfigurationen, in denen das eine oder die mehreren Isolierungselemente auf nicht beweglichen Lautsprecherstrukturen oder anderen Stützstrukturen im Inneren des Gehäuses 12 ausgebildet sind, können ebenfalls verwendet werden. Die schlitzgestützte Antennenresonanzelement-Konfiguration von 5 ist lediglich veranschaulichend.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse, eine erste und eine zweite Antenne in einem Inneren des Gehäuses, einen Lautsprecher im Gehäuse, der ein bewegliches Element aufweist, und ein Antennenisolierungselement auf dem beweglichen Element einschließt, das konfiguriert ist, eine Hochfrequenzisolierung zwischen der ersten und der zweiten Antenne zu verbessern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Antennenisolierungselement aus einem parasitären Antennenresonanzelement ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt das parasitäre Antennenresonanzelement einen Schlitz in einer Metallschicht ein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Metallschicht auf dem beweglichen Element ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die Metallschicht eine auf dem beweglichen Element laminierte Metallfolie ein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die erste und die zweite Antenne jeweils eine erste und eine zweite Dualband-Antenne für ein drahtloses lokales Netzwerk ein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die erste und die zweite Antenne Dualband-Antennen ein, die bei 2,4 GHz und 5 GHz arbeiten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die erste und die zweite Antenne aus Metallbahnen auf einer gedruckten Schaltung ausgebildet, und die gedruckte Schaltung ist von dem beweglichen Element durch eine Luftlücke getrennt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine erste und eine zweite Abschirmhülse auf der gedruckten Schaltung ein, die jeweils einen ersten und einen zweiten Antennenhohlraum für die erste und die zweite Antenne ausbilden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung leitfähige Dichtungen auf der ersten und der zweiten Abschirmhülse ein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik mit einem Substrat ein, die Dichtungen erstrecken sich zwischen der ersten und der zweiten Abschirmhülse und dem Substrat.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Transceiver-Schaltlogik, die mit der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt ist, und eine Steuerschaltlogik ein, die konfiguriert ist, Medien mit der Transceiver-Schaltlogik und der ersten und der zweiten Antenne zu empfangen, und konfiguriert ist, die Medien durch den Lautsprecher wiederzugeben.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein zylindrisches Gehäuse mit einer oberen Fläche, eine gedruckte Schaltung, mit der sich die obere Fläche überlappt, eine erste und eine zweite Antenne auf der gedruckten Schaltung und eine Metallschicht mit einer Öffnung einschließt, die ein Schlitzantennen-Isolierungselement ausbildet, das konfiguriert ist, eine Hochfrequenzisolierung zwischen der ersten und der zweiten Antenne bereitzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung einen Lautsprecher ein, der entlang einer Längsachse des zylindrischen Gehäuses weist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Schlitzantennen-Isolierungselement durch den Lautsprecher gestützt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Lautsprecher ein bewegliches Lautsprecherelement auf, das mit der Metallschicht gekoppelt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die erste und die zweite Antenne Antennen für ein drahtloses lokales Netzwerk ein.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die einen Lautsprecher mit einer beweglichen Lautsprecherstruktur, eine Metallschicht auf der beweglichen Lautsprecherstruktur und eine aus der Metallschicht ausgebildete Antennenstruktur einschließt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine erste und eine zweite Antenne für ein drahtloses lokales Netzwerk ein, bei der Antennenstruktur handelt es sich um ein Antennenisolierungselement, das eine Isolierung zwischen der ersten und der zweiten Antenne für ein drahtloses lokales Netzwerk bereitstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine gedruckte Schaltung, auf der das erste und das zweite drahtlose lokale Netzwerk ausgebildet sind, ein Gehäuse mit einer Fläche, die parallel zur gedruckten Schaltung ist, und eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik ein, die mindestens einen Berührungssensor auf der Fläche des Gehäuses einschließt.
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Das Vorstehende dient lediglich der Veranschaulichung, und verschiedene Modifikationen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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