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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft Hardware, die für drahtlose Kommunikationen verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung Antennen, die in elektronischen Vorrichtungen für drahtlose Kurzstreckenkommunikationen verwendet werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Drahtlose Kurzstreckenkommunikationen zwischen elektronischen Vorrichtungen werden oft gegenüber drahtgebundenen Verbindungen bevorzugt, da sie die Notwendigkeit des Herstellens und Aufrechterhaltens eines tatsächlichen Kontakts zwischen den Vorrichtungen für die Dauer einer Kommunikationssitzung beseitigen. Drahtlose Kommunikationen dieser Art wurden zum Beispiel zum Konfigurieren programmierbarer elektronischer Vorrichtungen vorgeschlagen, um sie in einer bestimmten Weise arbeiten zu lassen. Als ein Beispiel kann die elektronische Vorrichtung eine Treibervorrichtung von Halbleiterlichtquellen sein, und Konfigurieren über drahtlose Kurzstreckenkommunikationen kann verwendet werden, um Parameterwerte wie gewünschte Ausgangsstromstärken, Szenenvoreinstellungen, Netzwerkadressen und viele andere in die Treibervorrichtung zu laden.
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Das Ausstatten einer elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne für drahtlose Kurzstreckenkommunikationen kann zu widersprüchlichen Anforderungen führen. Auf der einen Seite sollte die Antenne für wirksame Kommunikationen groß genug und ausgesetzt genug sein. Auf der anderen Seite ist es nicht wünschenswert, dass ein zu großer Anteil des Gesamtvolumens und des Oberflächenraums der Vorrichtung einer Antenne zugeordnet sein muss. Auch sollte der Gestalter einerseits die Materialien und Formen der Antennenstruktur so wählen, dass sie auf den gewünschten drahtlosen Frequenzen eine optimale Leistung erbringen, während es andererseits vom Gesichtspunkt der Herstellung aus vorteilhaft wäre, wenn größtenteils die gleichen Materialien und Formen verwendet werden könnten, die die elektronische Vorrichtung ohnehin enthält. Andere in Betracht zu ziehende Dinge schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf die Tatsache, dass oft nicht alle hergestellten Einheiten mit einer Antenne ausgestattet werden müssen, wenn zum Beispiel von einer bestimmten Charge bekannt ist, dass sie an ein Projekt geht, bei dem eine spätere Konfiguration nicht benötigt werden wird. Selbst visuelle Aspekte können ins Spiel kommen: Der Hersteller einer elektronischen Vorrichtung möchte vielleicht, dass die Antenne nicht sichtbar ist oder zumindest nicht aus der allgemeinen visuellen Erscheinung des Produkts herausragt. Normen und Vorschriften haben möglicherweise etwas darüber zu sagen, ob die Antenne (oder ein anderes elektrisch leitendes Teil) für den Benutzer zugänglich sein darf oder nicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Weise bereitzustellen, in der eine Antenne für drahtlose Kurzstreckenkommunikationen in einer elektronischen Vorrichtung so eingeschlossen sein kann, dass sie nur wenig Platz einnimmt. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine solche Antenne bereitzustellen, die nur geringe zusätzliche Kosten und Arbeit beim Herstellen und Zusammenbauen verursacht. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Antenne bereitzustellen, die die Vorteile von Materialien und Strukturen ausnutzen kann, die ohnehin in der elektronischen Vorrichtung eingeschlossen wären. Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist es, es dem Hersteller zu ermöglichen, leicht auszuwählen, ob eine Antenne in der elektronischen Vorrichtung eingeschlossen und verwendet werden soll oder nicht.
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Diese und weitere vorteilhafte Ziele werden erreicht, indem die Antenne zu einem integralen oder leicht hinzugefügten Teil eines Verbinders gemacht wird, der verwendet wird, um Verbindungen zwischen einer Leiterplatte und einem oder mehreren Teilen der externen Verdrahtung herzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verbinder zum Herstellen von Verbindungen zwischen einer Leiterplatte und einem oder mehreren Teilen einer externen Verdrahtung bereitgestellt. Der Verbinder umfasst einen Verbinderkörper, der aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, und einen oder mehrere Drahtbefestigungspunkte zum individuellen Aufnehmen, Halten und Freigeben von Drahtenden der externen Verdrahtung. Der Verbinder umfasst einen oder mehrere Leiterplattenbefestigungspunkte zum Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen mit jeweiligen Abschnitten der Leiterplatte, und eine oder mehrere elektrisch leitende erste Verbindungen zwischen gegenseitig entsprechenden der Drahtbefestigungspunkte und den Leiterplattenbefestigungspunkten. Der Verbinderkörper stellt eine mechanische Stützung für die Drahtbefestigungspunkte, die Leiterplattenbefestigungspunkte und die elektrisch leitenden Verbindungen dar. Der Verbinder umfasst ein Antennenelement, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und mechanisch vom Verbinderkörper getragen wird, und eine oder mehrere elektrisch leitende zweite Verbindungen zwischen gegenseitig entsprechenden von Teilen des Antennenelements und den Leiterplattenbefestigungspunkten.
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In einer beispielhaften Ausführung wird das Antennenelement direkt mechanisch von dem Verbinderkörper gestützt.
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In einer beispielhaften Ausführung befindet sich zumindest ein Großteil des Antennenelements auf einer äußeren Oberfläche des Verbinderkörpers.
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In einer beispielhaften Ausführung befindet sich zumindest ein Großteil des Antennenelements im Inneren des Verbinderkörpers.
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In einer beispielhaften Ausführung stellen diejenigen Leiterplattenbefestigungspunkte, die mit Drahtbefestigungspunkten verbunden sind, und diejenigen Leiterplattenbefestigungspunkte, die mit Teilen des Antennenelements verbunden sind, eine Matrix dar, deren Dimensionen genormte Abstände zwischen Verbindungspunkten auf einer Leiterplatte einhalten.
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In einer beispielhaften Ausführung wird das Antennenelement indirekt mechanisch durch den Verbinderkörper gestützt, so dass sich das Antennenelement in einem mechanisch separaten Teil befindet, das an dem Verbinderkörper befestigt ist.
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In einer beispielhaften Ausführung erstreckt sich das mechanisch separate Teil weiter als der Verbinderkörper auf einer Leiterplattenseite des Verbinderkörpers.
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In einer beispielhaften Ausführung ist das Antennenelement planar, und auf oder unter der Oberfläche einer planaren Seite des Verbinderkörpers angeordnet.
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In einer beispielhaften Ausführung ist das Antennenelement dreidimensional.
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In einer beispielhaften Ausführung beträgt eine primäre Resonanzfrequenz des Antennenelements 13,56 MHz.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verbindersystem bereitgestellt. Das Verbindersystem umfasst einen Verbinderkörper, der aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist und ein mechanisch separates Teil. Das Verbindersystem umfasst einen oder mehrere Drahtbefestigungspunkte zum individuellen Aufnehmen, Halten und Freigeben von Drahtenden einer externen Verdrahtung, einen oder mehrere Leiterplattenbefestigungspunkte zum Herstellen elektrisch leitender Verbindungen mit jeweiligen Abschnitten einer Leiterplatte, und eine oder mehrere elektrisch leitende erste Verbindungen zwischen gegenseitig entsprechenden der Drahtbefestigungspunkte und der Leiterplattenbefestigungspunkte. Der Verbinderkörper stellt eine mechanische Stützung für die Drahtbefestigungspunkte, die Leiterplattenbefestigungspunkte und die elektrisch leitenden Verbindungen dar. Der Verbinderkörper und das mechanisch separate Teil umfassen gegenseitig kompatible Befestigungsmittel, um sie zusammen zu befestigen. Das mechanisch separate Teil umfasst ein Antennenelement, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist. Das Verbindersystem umfasst eine oder mehrere elektrisch leitende zweite Verbindungen zwischen gegenseitig entsprechenden von Teilen des Antennenelements und den Leiterplattenbefestigungspunkten.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Leiterplatte und einen Verbinder zum Herstellen von Verbindungen zwischen einer Leiterplatte und einem oder mehreren Teilen einer externen Verdrahtung umfasst, wobei der Verbinder ein Verbinder der vorstehend beschriebenen Art ist.
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In einer beispielhaften Ausführung umfasst die elektronische Vorrichtung eine Außenabdeckung, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist, und das von dem Verbinderkörper gestützte Antennenelement ist zumindest teilweise außerhalb der Außenabdeckung zugänglich.
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In einer beispielhaften Ausführung umfasst die elektronische Vorrichtung einen programmierbaren Steuerkreis und elektrische Verbindungen zwischen dem Antennenelement und dem programmierbaren Steuerkreis, um drahtlose Kommunikationen mit dem programmierbaren Steuerkreis zu ermöglichen.
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In einer beispielhaften Ausführung umfasst der programmierbare Steuerkreis einen Konfigurationsspeicher oder hat Zugang zu diesem und ist programmiert, Werte von Konfigurationsparametern, die im Konfigurationsspeicher gespeichert sind, auf der Grundlage von Information, die über das Antennenelement empfangen wird, steuerbar zu ändern.
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In einer beispielhaften Ausführung ist die elektronische Vorrichtung eine Treibervorrichtung von Halbleiterlichtquellen.
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Figurenliste
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Die begleitenden Zeichnungen, die eingeschlossen sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und die einen Teil dieser Schrift darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und helfen zusammen mit der Beschreibung, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen:
- ist 1 eine schematische Veranschaulichung eines Verbinders,
- veranschaulicht 2 einen Verbinder gemäß einer Ausführungsform,
- veranschaulicht 3 einen Verbinder gemäß einer Ausführungsform,
- veranschaulicht 4 einen Verbinder gemäß einer Ausführungsform,
- veranschaulicht 5 einen Verbinder gemäß einer Ausführungsform,
- veranschaulicht 6 einen Verbinder gemäß einer Ausführungsform, und
- veranschaulicht 7 eine elektronische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 ist eine prinzipielle und schematische Darstellung eines Verbinders 100 zum Herstellen von Verbindungen zwischen einer Leiterplatte 101 und einem oder mehreren Teilen einer externen Verdrahtung 102. Dass die externe Verdrahtung 102 „extern“ ist, bedeutet, dass sie elektrische Leiter umfasst, die nicht direkt von der Leiterplatte 101 getragen werden oder direkt damit verbunden (wie damit verlötet) sind. Verbinder, die es erlauben, Verbindungen zwischen einer Leiterplatte und einem oder mehreren Teilen der externen Verdrahtung herzustellen, werden zum Beispiel häufig in elektronischen Vorrichtungen verwendet, die an einem Ort hergestellt und an einen anderen Ort geliefert werden, um dort als Teile einer größeren Einheit zusammengebaut und verdrahtet zu werden.
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Der Verbinder 100 umfasst einen Verbinderkörper 103, der aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, und einen oder mehrere Drahtbefestigungspunkte 104 zum Aufnehmen und Halten der vorstehend erwähnten Teile der externen Verdrahtung 102. Typischerweise ist jeder Drahtbefestigungspunkt 104 zum Aufnehmen und Halten eines Endes eines Drahtes, aber es gibt auch Verbinder, an denen ein Draht an irgendeiner Stelle entlang seiner Länge befestigt ist.
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Der Verbinder 100 umfasst auch einen oder mehrere Leiterplattenbefestigungspunkte 105 zum Herstellen elektrisch leitender Verbindungen mit entsprechenden Teilen der Leiterplatte 101. Es gibt eine oder mehrere elektrisch leitende Verbindungen 106 zwischen gegenseitig entsprechenden der Drahtbefestigungspunkte 104 und der Leiterplattenbefestigungspunkte 105. Der Verbinderkörper 103 stellt eine mechanische Stützung für die Drahtbefestigungspunkte 104, die Leiterplattenbefestigungspunkte 105 und die elektrisch leitenden Verbindungen 106 dar.
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Die Erfindung schränkt die Wahl der Materialien oder die Herstellungsverfahren des Verbinders 100 nicht ein, solange die elektrisch leitenden und isolierenden Eigenschaften wie vorstehend beschrieben sind. Beispielsweise können ein Drahtbefestigungspunkt 104, ein entsprechender Leiterplattenbefestigungspunkt 105 und die elektrisch leitende Verbindung 106 zwischen ihnen alle Teile eines einzigen Metallstücks sein, das als Einsatz in eine Form gelegt wird, bevor die Form mit Kunststoff oder Harz gefüllt wird, so dass der Kunststoff oder das Harz, sobald er/es gehärtet ist, den Verbinderkörper 103 darstellen.
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Die Drahtbefestigungspunkte 104 sind typischerweise für eine schnelle und einfache Befestigung von Drähten entworfen, zum Beispiel durch Schieben eines Drahtendes in eine Klemme oder Anziehen einer Schraube, die das Drahtende festhält. Die Leiterplattenbefestigungspunkte 105 können zum Beispiel Stifte sein, die durch Löcher in der Leiterplatte 101 gehen, und/oder leitende Pads, die an entsprechende Kontaktpads auf der Leiterplatte 101 gelötet werden können. Es ist üblich, aber nicht zwingend erforderlich, dass alle Leiterplattenbefestigungspunkte 105 des Verbinders von der gleichen Art sind. Es ist auch üblich, aber nicht zwingend erforderlich, die Leiterplattenbefestigungspunkte 105 so zu platzieren, dass die Abstände zwischen ihnen eine Norm einhalten, wie das gewöhnlich verwendete Raster von 100 x 100 mils.
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Ein Verbinder der vorstehend beschriebenen Art kann einheitlich oder modular sein. Ein einheitlicher Verbinder ist einer, der ein einziges mechanisches Teil darstellt. Ein modularer Verbinder ist einer, der zwei oder mehr Teile umfasst, die auseinandergenommen und wieder zusammen verbunden werden können. Ein modularer Verbinder kann zum Beispiel aus einer Anzahl von Einzeldraht-Klemmeneinheiten oder anderen ähnlichen Modulen bestehen, deren Kunststoffkörper an ihren Seiten mit Schnappverbindungen gestaltet sind, so dass so viele Module zusammengebaut werden können, wie für die spezielle Anwendung benötigt werden. In einem solchen Fall kann die mechanische Einheit, die aus den Körpern der Module dargestellt ist, als der Verbinderkörper des zusammengebauten Verbinders bezeichnet werden.
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Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Teilen umfasst der Verbinder ein Antennenelement 107, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist. Auch wird das Antennenelement 107 durch den Verbinderkörper 103 mechanisch gestützt. Diese mechanische Stützung kann direkt oder indirekt sein. Direkte mechanische Stützung bedeutet, dass das Antennenelement, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist, direkt an dem mechanischen Teil befestigt ist, das auch den Verbinderkörper darstellt. Indirekte Stützung bedeutet, dass sich das elektrisch leitende Antennenelement in einem mechanisch separaten Teil befindet, das wiederum an dem mechanischen Teil befestigt ist, das den Verbinderkörper darstellt. Die Möglichkeit der direkten oder indirekten mechanischen Stützung ist in 1 durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben.
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Mindestens ein Leiterplattenbefestigungspunkt 108 ist dem Antennenelement 107 zugeordnet. Mit anderen Worten umfasst der Verbinder 100 eine oder mehrere elektrisch leitende Verbindungen 109 zwischen (einem) Teil(en) des Antennenelements 107 und einem oder mehreren der Leiterplattenbefestigungspunkte.
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2 veranschaulicht ein Beispiel für eine Weise, in der das vorstehend erläuterte Prinzip in der Praxis umgesetzt werden kann. Die Zeichnung besteht aus vier orthogonalen Ansichten desselben Verbinders: eine Vorderansicht auf der linken Seite der Zeichnung und Ansichten von unten, von der Seite und von oben auf der rechten Seite. Für die grafische Verdeutlichung sind die Leiterplatte und die externe Verdrahtung in 2 nicht gezeigt. Richtungsbezeichnungen wie oben, unten, seitlich, vorne und hinten werden in diesem Text nur als Bezugnahmen auf die in den Zeichnungen gezeigte Ausrichtung verwendet, und sie schränken die Anwendbarkeit der Erfindung in einer bestimmten Richtung in einem wirklichen Verbinder nicht ein.
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Der Verbinderkörper 103 ist aus elektrisch isolierendem Material hergestellt, zum Beispiel aus spritzgegossenem Kunststoff. Die Drahtbefestigungspunkte, von denen der am weitesten rechte Drahtbefestigungspunkt 104 als ein Beispiel gezeigt ist, umfassen Öffnungen im Verbinderkörper 103. Ein Ende eines Drahtes kann durch die Öffnung in eine metallische Klemme (nicht speziell gezeigt) geschoben werden, die ein Teil eines metallischen Einsatzes innerhalb des Verbinderkörpers 103 ist. Ein Freigabeknopf 201 wird über jedem Drahtbefestigungspunkt 104 bereitgestellt, so dass die Klemme geöffnet und das Drahtende durch Drücken des Freigabeknopfes 201 freigegeben werden kann.
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In der Ausführungsform von 2 sind die Leiterplattenbefestigungspunkte 105 Stifte, die aus der unteren Oberfläche des Verbinderkörpers 103 herausragen. Diese Stifte können Teil der vorstehend erwähnten metallischen Einsätze sein. Die leitenden Verbindungen zwischen den gegenseitig entsprechenden der Drahtbefestigungspunkte 104 und den Leiterplattenbefestigungspunkten 105 sind gleichermaßen Teile der metallischen Einsätze und im Inneren des Verbinderkörpers 103 so angeordnet, dass sie in 2 nicht sichtbar sind.
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Da das Kunststoffmaterial des Verbinderkörpers 103 die vorstehend erwähnten metallischen Einsätze umgibt, ist leicht zu erkennen, wie es eine mechanische Stützung für die Drahtbefestigungspunkte, die Leiterplattenbefestigungspunkte und die elektrisch leitenden Verbindungen darstellt.
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In der Ausführungsform von 2 ist das Antennenelement 107 eine elektrisch leitende Bahn, die auf einer Seitenoberfläche des Verbinderkörpers 103 gebildet ist. In dieser Ausführungsform gibt es zwei Leiterplattenbefestigungspunkte 108, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind. Elektrisch leitende Verbindungen 109 zwischen Teilen des Antennenelements 107 und den entsprechenden Leiterplattenbefestigungspunkten 108 gehen durch das Material des Verbinderkörpers 103. Sie können zum Beispiel so hergestellt werden, dass die Stifte, die die Leiterplattenbefestigungspunkte 108 darstellen, tief genug in das Material des Verbinderkörpers 103 hineinragen und ihre oberen Enden gebogen sind, um mit den entsprechenden Teilen des Antennenelements 107 in Kontakt zu kommen. Andere Beispiele schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, das Herstellen von metallisierten Durchkontaktierungen durch das Material des Verbinderkörpers 103 oder das Verwenden von separaten metallischen Einsätzen, die die Enden der Stifte mit den entsprechenden Teilen des Antennenelements 107 verbinden.
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Die Ausführungsform von 2 ist ein Beispiel für einen Verbinder, bei dem sich zumindest ein Großteil des Antennenelements 107 auf einer äußeren Oberfläche des Verbinderkörpers 103 befindet. Insbesondere ist in 2 das Antennenelement 107 planar und auf der Oberfläche einer planaren Seite des Verbinderkörpers 103 angeordnet. Keines dieser ist ein Erfordernis der Erfindung, und verschiedene Arten von Ausführungsformen werden im Folgenden als zusätzliche Beispiele beschrieben.
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In 3 sind viele Teile denen in 2 ähnlich und müssen nicht in weiterem Detail beschrieben werden. Diese schließen den Verbinderkörper 103, die Drahtbefestigungspunkte 104, die Leiterplattenbefestigungspunkte 105, die elektrisch leitenden Verbindungen dazwischen, die Freigabeknöpfe 201, die dem Antennenelement zugeordneten Leiterplattenbefestigungspunkte 108 und die Verbindungen 109 von diesen zum Antennenelement ein.
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Als ein Unterschied zu 2 ist das Antennenelement 107 in 3 nicht planar, sondern dreidimensional. Als ein besonderes Beispiel windet es sich auf einer seitlichen Oberfläche und auf der oberen Oberfläche des Verbinderkörpers 103 in 3, aber auch viele andere dreidimensionale Formen sind möglich. Die Verwendung verschiedener Oberflächen des Verbinderkörpers 103 kann zum Beispiel unter dem Gesichtspunkt der Verfügbarkeit der Oberflächen betrachtet werden. Wenn die herzustellende elektronische Vorrichtung eine sehr kleine vertikale Abmessung haben sollte und der Verbinder infolgedessen sehr flach sein sollte, kann wenig oder gar kein Platz auf einer seitlichen, vorderen oder rückseitigen Oberfläche davon vorhanden sein. In einem solchen Fall ist die obere Oberfläche eine gute Alternative. Gleichermaßen kann, wenn die Gesamtkonfiguration der elektronischen Vorrichtung die Verwendung eines relativ hohen Verbinders erlaubt, eine seitliche, vordere oder rückseitige Oberfläche des Verbinders einen geeigneten Ort für das Antennenelement bieten.
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Was die Ausführungsformen sowohl von 2 als auch von 3 betrifft, können elektrische Sicherheitsvorschriften verlangen, dass selbst wenn sich das Antennenelement 107 auf der Oberfläche des eigentlichen Verbinderkörpers 103 befindet, es zusätzlich mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material abgedeckt sein muss, so dass kein elektrisch leitender Teil der elektronischen Vorrichtung für den Benutzer zugänglich wird. Die erforderliche Isolierschicht kann zum Beispiel durch Tauchen der fertigen Vorrichtung in ein isolierendes Harz und sein Aushärtenlassen hinzugefügt werden, oder durch Abdecken der geeigneten Teile des Verbinders und des Antennenelements mit Harz vor dem Befestigen auf der Leiterplatte, oder durch Anbringen von einem oder mehreren Teilen von elektrisch isolierendem Material um den Verbinderbereich herum, oder durch andere geeignete Mittel.
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4 veranschaulicht ein Beispiel für einen Verbinder, bei dem sich zumindest ein Großteil des Antennenelements 107 innen im Verbinderkörper 103 befindet. In diesem Beispiel ist das Antennenelement 107 in der Form planar, aber es könnte genausogut dreidimensional sein. Ein eingebettetes Antennenelement dieser Art kann zum Beispiel als ein metallischer Einsatz hergestellt werden, der in eine Form platziert wird, bevor der Verbinderkörper 103 gegossen wird. Das eingebettete Antennenelement kann ein einheitliches Teil sein, zusammen mit den Stiften, die die beiden dem Antennenelement 107 zugeordneten Leiterplattenbefestigungspunkte 108 darstellen werden, in welchem Fall die Verbindungen 109 dazwischen nur Abschnitte desselben einheitlichen Teils sein werden. Es können auch andere Techniken verwendet werden, um das eingebettete Antennenelement intern mit seinen zugeordneten Leiterplattenbefestigungspunkten 108 zu verbinden.
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5 und 6 veranschaulichen zwei beispielhafte Ausführungsformen, bei denen das Antennenelement 107 indirekt mechanisch durch den Verbinderkörper 103 gestützt ist. In beiden Fällen befindet sich das Antennenelement 107 in einem mechanisch separaten Teil 501, das in Richtung der gestrichelten Linien an dem Verbinderkörper 103 befestigt werden wird. Diese Art von Ausführungsform kann als ein Verbindersystem bezeichnet werden.
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Es ist vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich, den Verbinderkörper 103 und/oder das mechanisch separate Teil 501 eines Verbindersystems so zu gestalten, dass diese auf eine schnelle und einfache Weise ohne Werkzeuge oder separate Befestigungsmittel zusammen verbunden werden können. Zu diesem Zweck umfassen der Verbinderkörper 103 und das mechanisch separate Teil 501 gegenseitig kompatible Befestigungsmittel, um sie zusammen zu befestigen. Als ein Beispiel kann der Verbinderkörper 103 einen Hohlraum 502 definieren, in den zumindest ein Teil des mechanisch separaten Teils 501 eng hineinpasst, so dass Reibung und/oder eine durch eine (vorzugsweise elastische) Materialverformung induzierte Kraft ausreicht, um die beiden Teile aneinander befestigt zu halten. Zahlreiche Beispiele für Verbindungen vom Typ der Schnappverbindung zwischen zwei mechanischen Teilen sind bekannt, so dass sie hier nicht in weiterem Detail erörtert werden müssen. Als eine Alternative kann ein chemisches oder physikalisches Befestigungsverfahren wie Kleben, Ultraschallschweißen, Klettverschlussbefestigung oder dergleichen verwendet werden, um die beiden Teile aneinander zu befestigen.
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Das separate Teil 501 kann zum Beispiel ein Teil von Leiterplattenmaterial sein, so dass das Antennenelement 107 eine Leiterbahn auf einer oder mehreren Oberflächen des Leiterplattenmaterials sein kann. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen, bei denen sich das Antennenelement 107 auf einer solchen Oberfläche des separaten Teils 501 befindet, das sichtbar und zugänglich bleibt, nachdem das separate Teil 501 am Verbinderkörper 103 befestigt wurde, aber es ist möglich, zumindest einige Teile des Antennenelements 107 auf einer solchen Oberfläche des separaten Teils 501 zu befestigen, die nicht sichtbar oder zugänglich ist, nachdem das separate Teil 501 am Verbinderkörper 103 befestigt wurde.
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In den Ausführungsformen der 5 und 6 kommen die Leiterplattenbefestigungspunkte 108, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind, zusammen mit dem Antennenelement 107 zur Struktur. Mit anderen Worten werden auch die Leiterplattenbefestigungspunkte, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind, mechanisch vom separaten Teil 501 gestützt. Dies ist nicht notwendigerweise in allen Ausführungsformen so. In einigen Ausführungsformen mit einem separaten Teil 501 kann mindestens einer der Leiterplattenbefestigungspunkte, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind, mechanisch durch den Verbinderkörper 103 gestützt werden, so dass elektrisch leitende Verbindungen zwischen ihnen und dem Antennenelement 107 zu dem Zeitpunkt hergestellt werden, an dem das separate Teil 501 an dem Verbinderkörper 103 befestigt wird. Als ein Beispiel kann das Antennenelement 107 mit einem oder mehreren leitenden Flächen auf einer oder mehreren geeigneten Oberflächen des separaten Teils in Verbindung stehen, und der Verbinderkörper 103 kann entsprechende leitenden Flächen in Verbindung mit denjenigen Leiterplattenbefestigungspunkten umfassen, die dem Antennenelement zugeordnet sein werden. Die gegenseitig entsprechenden Paare von leitenden Flächen können die notwendige elektrisch leitende Verbindung einfach durch gegenseitiges Berühren herstellen, oder es kann ein anderes Verfahren wie Löten oder Kleben mit elektrisch leitendem Klebstoff verwendet werden.
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In der Ausführungsform von 5 sind die Leiterplattenbefestigungspunkte 108, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind, Stifte, genau wie die Stifte 105 im Verbinderkörper 103. Auf ähnliche Weise könnten, wenn der Verbinderkörper 103 leitende Pads für die SMD-Befestigung umfasste, das separate Teil 501 ähnliche Leitfähigkeit-Pads umfassen. Ein Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass die Leiterplatte, an der der zusammengebaute Verbinder befestigt werden wird, nur eine Art von Befestigungspunkten zu umfassen braucht, wie Löcher für Stifte oder Kontaktpads für die SMD-Befestigung.
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6 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform, die eine etwas andere Struktur der Leiterplatte erfordert, aber vom Gesichtspunkt der Herstellung des separaten Teils 501 Vorteile beinhaltet. In 6 erstreckt sich das mechanisch separate Teil 501 weiter als der Verbinderkörper 103 auf der Unterseite, d. h. der Leiterplattenseite, des Verbinderkörpers 103. Insbesondere befinden sich in der Ausführungsform von 6 zwei Vorsprünge 601, die nach unten in das mechanisch separate Teil 501 zeigen, gebildet aus dem gleichen Material wie der Rest des mechanisch separaten Teils 501. Die Leiterbahn, die das Antennenelement 107 in 6 darstellt, setzt sich auf den Vorsprüngen 601 fort, so dass die Leiterplattenbefestigungspunkte 108, die dem Antennenelement 107 zugeordnet sind, die Enden der Leiterbahn sind. Ein Beispiel dafür, wie ein Verbinder gemäß der Ausführungsform von 6 an einer Leiterplatte befestigt werden kann, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 in weiterem Detail beschrieben.
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7 veranschaulicht einen Teil einer elektronischen Vorrichtung. Sie umfasst eine Leiterplatte 101 und einen Verbinder zum Herstellen von Verbindungen zwischen der Leiterplatte 101 und einem oder mehreren Teilen der externen Verdrahtung 102. Der Verbinder ist ein Verbinder der vorstehend beschriebenen Art. Insbesondere ist in der Ausführungsform von 7 der Verbinder ein Verbinder gemäß der vorstehend unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Ausführungsform.
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Die Leiterplatte 101 umfasst einen Schlitz 701. Die Vorsprünge, die in 6 mit dem Bezugszeichen 601 gezeigt sind, gehen durch den Schlitz 701, so dass die Enden der Leiterbahn, die in 6 mit den Bezugszeichen 108 gezeigt sind, neben Kontaktpads (nicht gezeigt) auf der Unterseite der Leiterplatte 101 zu liegen kommen und damit verlötet werden können.
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Die elektronische Vorrichtung, von der ein Teil in 7 gezeigt ist, ist ein Beispiel für eine elektronisches Vorrichtung, die eine Außenabdeckung umfasst, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist. In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die Außenabdeckung der elektronischen Vorrichtung einen Körperteil 702 und einen Abdeckungsteil 703, die beide aus Metallblech hergestellt sind. Wäre eine Antenne im Inneren einer solchen Außenabdeckung, würde das elektrisch leitende Außenabdeckungsmaterial ihre Verwendbarkeit für drahtlose Kommunikationen stark schwächen.
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Der Verbinder wird jedoch an einem Ende der elektronischen Vorrichtung bereitgestellt und zumindest teilweise sichtbar und zugänglich gemacht, um das Einkoppeln der externen Verkabelung 102 leichter zu machen. Da es ein Teil des Verbinders ist, ist auch das vom Verbinderkörper 103 gestützte Antennenelement 107 zumindest teilweise außerhalb der Außenabdeckung zugänglich. Somit hat es einen zumindest teilweise hindernisfreien Weg für drahtlose Kommunikationen mit einer externen Vorrichtung zur Verfügung.
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Die elektronische Vorrichtung kann einen programmierbaren Steuerkreis und elektrische Verbindungen zwischen dem Antennenelement und dem programmierbaren Steuerkreis umfassen, um es einer externen Vorrichtung zu ermöglichen, drahtlose Kommunikationen mit dem programmierbaren Steuerkreis durchzuführen. In der Ausführungsform von 7 ist der programmierbare Steuerkreis schematisch als ein Mikrocontroller 704 gezeigt. Die elektrischen Verbindungen zwischen ihm und dem Antennenelement 107 sind nicht sichtbar, da sie als Leiterbahnen auf der Unterseite der Leiterplatte 101 verlaufen.
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Ein Beispiel dafür, wie die drahtlosen Kommunikationen zwischen der programmierbaren Steuervorrichtung und einer externen Vorrichtung verwendet werden sollen, ist Konfigurieren. Der programmierbare Steuerkreis kann einen Konfigurationsspeicher umfassen (oder Zugang dazu haben), in dem Werte von Konfigurationsparametern zur späteren Verwendung gespeichert werden können. Die programmierbare Steuervorrichtung kann programmiert sein, Werte von Konfigurationsparametern, die im Konfigurationsspeicher gespeichert sind, auf der Grundlage von Informationen, die über das Antennenelement empfangen werden, steuerbar zu ändern.
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Es ist auch möglich, dass der Konfigurationsspeicher vom programmierbaren Steuerkreis in dem Sinne separat ist, dass eine externe Vorrichtung drahtlose Kommunikationen verwenden kann, um Werte in den Konfigurationsspeicher zu speichern, ohne den programmierbaren Steuerkreis betriebsfähig zu haben. Die Möglichkeit kann dadurch eingeschlossen werden, dass gesagt wird, dass die elektronische Vorrichtung konfiguriert ist, Werte von Konfigurationsparametern, die im Konfigurationsspeicher gespeichert sind, auf der Basis von Information, die über das Antennenelement empfangen wird, steuerbar zu ändern.
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Die letztgenannte Ausführungsform ist insbesondere in Fällen verwendbar, in denen die elektronische Vorrichtung konfiguriert werden soll, ohne sie einzuschalten. Eine besondere Art von drahtlosen Verbindungen kann verwendet werden, die zusätzlich zu Information auch die Betriebsleistung übermitteln, die die empfangende Vorrichtung benötigt, um die übermittelte Information zu speichern. Da die Menge an übermittelter Betriebsleistung relativ gering ist, ist es vorteilhaft, wenn nur eine minimale Anzahl von Kreisen in der Empfangsvorrichtung eingeschaltet werden muss.
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Ein Beispiel für eine Norm, die das Übermitteln, auch Betriebsleistung, über die drahtlose Verbindung definiert, ist der NFC- oder Near-Field-Communications-Standard, der sich als Begriff auf die Normen ISO/IEC 18092 und ISO/IEC 21481 bezieht und mit der Normenreihe ISO/IEC 14443-x kompatibel ist. Eine Primärfrequenz von NFC ist 13,56 MHz, daher ist es von Vorteil, wenn die primäre Resonanzfrequenz des Antennenelements 13,56 MHz beträgt, um einen wirksamen Betrieb gemäß dem NFC-Standard zu ermöglichen.
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Es ist auch möglich, dass die Antenne für Kommunikationen gemäß einigen anderen Normen und/oder für Kommunikationen nach einem proprietären Protokoll verwendet wird. Beispiele schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, verschiedene Ausführungen von Wifi- und Bluetooth-Netzwerken.
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Ein Beispiel für eine elektronische Vorrichtung, wo eine Struktur der von 7 ähnelt, ist eine Knotenvorrichtung eines Beleuchtungssteuerungssystems, wie eine Treibervorrichtung von Halbleiterlichtquellen, ein Sensor, eine Steuerung oder dergleichen. Die Formfaktoren, die für Treibervorrichtungen verwendet werden, tragen ein gewisses Erbe aus den Tagen der Leuchtstoffröhren, als es vorteilhaft war, das elektronische Vorschaltgerät in länglicher Form herzustellen. Die Verwendung von Metallblech für Außenabdeckungen bezieht eine Reihe von Vorteilen ein, wie vorteilhafte thermische Eigenschaften, Abschirmung gegen abgestrahlte elektromagnetische Interferenz, hohe strukturelle Steifigkeit im Vergleich zum Gewicht, wirksame elektrische Erdung und die Verfügbarkeit von technologisch ausgereiften Fertigungslinien. Viele Treibervorrichtungen von Halbleiterlichtquellen verwenden immer noch die längliche Form und die Merkmale einer Metallblechabdeckung, mit Verbindern für die externe Verdrahtung typischerweise an beiden Enden der länglichen Vorrichtung. Die Verbinder an einem beliebigen oder beiden Enden der Vorrichtung können verwendet werden, eine Antenne mechanisch zu stützen, wie vorstehend beschrieben wurde.
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Es wird für einen Fachmann offensichtlich sein, dass mit dem Fortschritt der Technologie die Grundidee der Erfindung auf verschiedene Weisen umgesetzt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind daher nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können stattdessen im Bereich der Ansprüche variieren.
