DE202016004003U1

DE202016004003U1 - Computerstift mit Antenne

Info

Publication number: DE202016004003U1
Application number: DE202016004003.1U
Authority: DE
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2016-10-07
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: AU2016100898B4; US9766727B2; JP3206773U; CN206411627U; AU2016100898A4; US20170010697A1

Abstract

Computerstift umfassend: ein länglicher Körper, welche eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt und welcher einen Umfang aufweist, gekoppelt sind; und eine Antenne, welche sich zumindest um einen Teil des Umfanges wickelt.

Description

Diese Anmeldung beansprucht Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 14/792,516 eingereicht am 6. Juli 2015, welche hiermit durch Referenzierung in ihrer Gesamtheit hierin enthalten ist.
Hintergrund
Das Vorliegende bezieht sich allgemein auf Drahtloskommunikationsschaltungen und besonders auf Drahtloskommunikationsschaltungen für längliche Drahtlosvorrichtungen, wie z. B. Computerstifte.
Es kann eine Herausforderung darstellen, Drahtlosschaltungen für elektronische Ausrüstung zu bilden. Es kann z. B. schwierig sein, Drahtloskomponenten, wie z. B. Antennen in kompakten, tragbaren Vorrichtungen, wie z. B. Tablet-Computerstifte, unterzubringen. Wenn keine Acht gegeben wird, kann die Anwesenheit von leitenden Strukturen einer Antennenleistung entgegenwirken. Eine dürftige Antennenleistung kann zu einer erhöhten Verwendung von Sendeempfängerleistung und zu einer geringeren Lebensdauer einer Batterie führen. Eine dürftige Antennenleistung kann auch Drahtlosfunktionalität vermindern.
Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, verbesserte Drahtlosschaltungen für Drahtlosvorrichtungen, wie z. B. Computerstifte bereitzustellen.
Zusammenfassung
Ein Computerstift kann bereitgestellt werden, welcher eine Eingabe an eine elektronische Vorrichtung, wie z. B. ein Tablet-Computer, liefert. Der Stift kann einen länglichen Körper mit einer Spitze und einem gegenüberliegenden Ende aufweisen. Das gegenüberliegende Ende des Stiftes kann Komponenten, wie z. B. einen Verbinder und eine Antenne beinhalten. Der Verbinder kann durch einen Deckel abgedeckt sein.
Die Antenne kann eine invertierte F-Antenne, eine Ringantenne oder eine andere Antenne, welche sich um den Körper des Stiftes wickelt, oder eine Antenne eines anderen Typs sein. Antennenstrukturen können auf flexiblen gedruckten Schaltungen gebildet sein oder sie können aus metallischen Leiterbahnen auf Kunststoffstützstrukturen gebildet sein. Wenn gewünscht, können metallische Strukturen für eine Antenne unter der Verwendung einer geformten Kunststoffstütze, welche eine dreidimensionale Antenne bildet, gestützt werden.
Zur Bildung des Körpers des Stiftes können Metall- und Kunststoffrohre verwendet werden. Ein Metallrohr kann eine Öffnung aufweisen, in welcher eine Antenne befestigt ist. Ein Kunststoffrohr kann als ein äußeres Gehäuse für den Stift dienen und kann das Metallrohr und die Öffnung, in welcher die Antenne befestigt ist, überdecken. Ein inneres Kunststoffrohr kann als eine Stützstruktur für Antennenleiterbahnen dienen.
Eine Übertragungsleitung, wie z. B. ein Kabel, kann an eine Antennenspeisung gekoppelt sein. Das Kabel kann durch eine Öffnung in dem Metallrohr führen und kann durch einen Streifen von leitendem Schaum abgedeckt sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines veranschaulichenden Computers und eines assoziierten Computerstifts gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm eines veranschaulichenden Stiftes mit Drahtloskommunikationsschaltungen gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm von veranschaulichenden Drahtlosschaltungen zur Verwendung in einem Stift gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden invertierten F-Antenne für einen Stift gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden planaren invertierten F-Antenne gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Monopolantenne gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Schleifenantenne gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Ringantenne gemäß einer Ausführungsform.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche unter der Verwendung von Laserdirektstrukturierungstechniken gebildet wurde, gemäß einer Ausführungsform.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden flexiblen gedruckten Schaltungsantenne gemäß einer Ausführungsform.
11 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Antenne mit einem metallischen Resonanzelement, welches auf einer Stützstruktur befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform.
12 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche aus gedruckter leitender Tinte gebildet wurde, gemäß einer Ausführungsform.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche unter der Verwendung eines Koaxialkabels gespeist wird, gemäß einer Ausführungsform.
14 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche unter der Verwendung eines federgelagerten Pins gespeist wird, gemäß einer Ausführungsform.
15 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche unter der Verwendung einer Feder gespeist wird, gemäß einer Ausführungsform.
16 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Antenne, welche unter der Verwendung eines Via, welches durch ein Substrat führt, gespeist wird, gemäß einer Ausführungsform.
17 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Teilbereichs eines länglichen Körpers für einen Stift, gemäß einer Ausführungsform.
18 ist eine Seitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes, welcher eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, bei welchem eine Antenne gebildet wurde, gemäß einer Ausführungsform.
19 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden, dreidimensionalen Antenne des Typs, welcher an dem Ende des Stiftes von 18 befestigt werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
20 ist eine Hinteransicht der Antenne von 19, welche zeigt, wo eine leitende Struktur, wie z. B. ein Magnet über Antennenleiterbahnen befestigt werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
21 ist eine Seitenansicht eines Teilbereichs der Antenne von 19, nach einer Befestigung eines Magneten an Antennenleiterbahnen auf der Antenne, gemäß einer Ausführungsform.
22 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes, welcher eine dielektrische Abdeckung aufweist, welche eine Antenne, welche an einem Ende des Stiftes angeordnet ist, abdeckt, gemäß einer Ausführungsform.
23 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes, welcher eine Antenne aufweist, welche an einer Position gebildet ist, welche von dem Ende des Stiftes versetzt ist, gemäß einer Ausführungsform.
24 ist eine Explosionsansicht einer Perspektive auf einen veranschaulichenden Stift mit einem entfernbaren Deckel und einer Antenne, welche an einer Position gebildet ist, welche von dem Ende des Stiftes versetzt ist, gemäß einer Ausführungsform.
25 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes mit einem entfernbaren Deckel und einer Antenne, welche von dem Ende des Stiftes versetzt ist, gemäß einer Ausführungsform.
26 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Antenne für einen Stift, welcher mit einem Kabel gespeist wird, welches mit einem leitenden Schaum bedeckt wurde, gemäß einer Ausführungsform.
27 ist eine Querschnittsendansicht einer veranschaulichenden Stiftantenne mit einer metallischen Leiterbahn, welche sich um einen Größenteil eines Stiftkörpers wickelt, gemäß einer Ausführungsform.
28 ist eine Querschnittsendansicht einer veranschaulichenden Stiftantenne mit einer metallischen Leiterbahn, welche sich um den gesamten Stiftkörper wickelt, gemäß einer Ausführungsform.
29 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Ringantenne des Typs, welcher zur Bildung einer Stiftantenne verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
30 ist eine Seitenansicht einer veranschaulichenden Antennenleiterbahn des Typs, welcher auf die Seite eines Stiftes an einer Position, welche von dem Ende des Stiftes versetzt ist, befestigt werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
31 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes, welcher eine metallische Körperstruktur mit einer Öffnung für eine Antenne aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
32 ist eine perspektivische Ansicht der metallischen Körperstruktur nach 31, gemäß einer Ausführungsform.
33 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Teilbereichs eines Stiftkörpers, welcher Antennenstrukturen aufweist, welche mit einem Metallrohr in dem Stiftkörper kurzgeschlossen sind, gemäß einer Ausführungsform.
34 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Teilbereichs eines Stiftes, in welchem eine Antenne unter der Verwendung eines Kabels gespeist wird, welches aus dem inneren eines Metallrohres herauskommt, vor einer Kopplung an eine Speisung der Antenne, gemäß einer Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Ein System, welches elektronische Ausrüstung beinhaltet, welche drahtlos kommuniziert, ist in 1 gezeigt. Die Ausrüstung von 1 beinhaltet eine elektronische Vorrichtung 120 und eine elektronische Vorrichtung 10. Eine elektronische Ausrüstung, wie z. B. Vorrichtungen 120 und 10, können im allgemeinen Computervorrichtungen, wie z. B. Laptop-Computer, Computerbildschirme, welche eingebettete Computer beinhalten, Tablet-Computer, zellulare Telefone, Medienspieler oder andere in der Hand gehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtungen, kleinere Vorrichtungen, wie z. B. Handgelenkuhrenvorrichtungen, Anhängervorrichtungen, Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtungen, Vorrichtungen, welche in Brillen eingebettet sind oder andere Ausrüstungen, welche auf einem Kopf eines Benutzers getragen wird, oder andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtungen, Fernseher, Computeranzeigen, welche nicht eingebettete Computer beinhalten, Spielvorrichtungen, Navigationsvorrichtungen, eingebettete Systeme, wie z. B. Systeme, in welchen eine elektronische Ausrüstung in Kiosken oder Automobilen befestigt ist, Computerzubehör, wie z. B. Touchpads, Computermäuse, Computerstifte, oder anderes elektronisches Zubehör, Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert oder andere elektronische Ausrüstung sein. In der veranschaulichenden Anordnung von 1, welche hierin manchmal als Beispiel beschrieben ist, ist die Vorrichtung 120 ein Tablet-Computer oder eine andere Vorrichtung mit einer Berührungsanzeige und die Vorrichtung 10 ist ein Computerstift. Wenn ein Zeichenprogramm auf dem Tablet-Computer 120 läuft, kann ein Benutzer den Stift 10 verwenden, um auf dem Tablet-Computer 120 zu zeichnen und um dem Tablet-Computer 120 eine andere Eingabe bereitzustellen.
Der Tablet-Computer 120 kann ein Gehäuse, wie z. B. Gehäuse 124, in welchem eine Anzeige 122 befestigt ist, beinhalten. Eingabe/Ausgabevorrichtungen, wie z. B. Knopf 126, können verwendet werden, um dem Tablet-Computer 120 eine Eingabe zu liefern. Die Anzeige 122 kann eine kapazitive Berührungsbildschirmanzeige sein, oder eine Anzeige, welche andere Typen von Berührungssensortechnologie beinhaltet. Der Berührungssensor der Anzeige 122 kann eingerichtet sein, um eine Eingabe von dem Stift 10 zu empfangen.
Der Stift 10 kann eine zylindrische Form aufweisen oder einen anderen länglichen Körper, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse 26 erstreckt. Der Körper des Stiftes 10 kann aus Metall und/oder Kunststoffrohren und anderen länglichen Strukturen gebildet sein. Der Stift 10 und der Tablet-Computer 120 können Drahtlosschaltungen zur Unterstützung von Drahtloskommunikationen mit Drahtloskommunikationsverbindung 28 beinhalten. Als ein Beispiel kann der Stift 10 dem Tablet-Computer 120 über die Verbindung 28 eine Drahtloseingabe liefern (z. B. Information über Einstellungen in einem Zeichnungsprogramm oder anderer Software, welche auf dem Tablet-Computer 120 läuft, eine Eingabe, um eine gewünschte Bildschirmoption auszuwählen, eine Eingabe, um dem Tablet-Computer 120 mit einer Berührungsgeste, wie z. B. ein Stiftschnippen zu liefern, eine Eingabe, um eine Linie oder ein anderes Objekt auf der Anzeige 122 zu zeichnen, eine Eingabe, um auf der Anzeige 122 angezeigte Bilder zu bewegen oder anderweitig zu manipulieren, usw.).
Der Stift 10 kann eine Spitze, wie z. B. Spitze 14 aufweisen. Die Spitze 14 kann ein leitendes Elastomerbauteil beinhalten, welches durch den kapazitiven Berührungssensor der Anzeige 122 erkannt werden kann. Wenn gewünscht kann die Spitze 14 auch aktive Elektronik beinhalten (z. B. Schaltungen, welche Signale übertragen, welche kapazitiv in den Berührungssensor der Anzeige 122 gekoppelt werden und welche als Berührungseingabe auf dem Berührungssensor erkannt werden).
Ein Schaftteil 16 des Stiftes 10 kann die Spitze 14 des Stiftes 10 an ein gegenüberliegendes Ende 22 des Stiftes 10 koppeln. Das Ende 22 kann ein leitendes Elastomerbauteil, aktive Elektronik (z. B. Schaltungen, welche Signale übertragen, die kapazitiv in den Berührungssensor der Anzeige 122 gekoppelt sind und welche als Berührungseingabe auf dem Berührungssensor erkannt werden), Knöpfe, einen metallischen Verbinder, welcher mit einem externen Stecker zusammenpasst oder andere Eingabe/Ausgabekomponenten beinhalten.
Ein Kraftsensor kann in die Spitze 14 und/oder in das gegenüberliegende Ende 22 des Stiftes 10 eingearbeitet sein. Ein Kraftsensor kann dazu verwendet werden, um zu messen, wie kräftig ein Benutzer den Stift 10 gegen die äußere Oberfläche der Anzeige 122 drückt. Die Kraftdaten können drahtlos vom Stift 10 ans Tablet 120 übertragen werden, so dass die Dicke einer Linie, welche auf der Anzeige 122 gezeichnet wird demgemäß angepasst werden kann, oder so, dass das Tablet 120 eine andere passende Aktion vornehmen kann.
Wenn gewünscht kann der Stift 10 mit einer Klammer bereitgestellt werden, um zu helfen, dass der Stift 10 an einem T-Shirt eines Benutzers, einer Tasche oder einem anderen Objekt befestigt werden kann, er kann mit einem Magnet bereitgestellt werden, um zu helfen, dass der Stift 10 an einem magnetischen Befestigungspunkt in Vorrichtung 120 oder einer anderen Struktur befestigt werden kann oder er kann mit anderen Strukturen bereitgestellt werden, welche einem Benutzer helfen, den Stift 10 außerhalb von Objekten zu befestigen. Das Ende 22 kann einen entfernbaren Deckel aufweisen, eine Datensteckverbindung, um ein Kabel aufzunehmen (z. B. ein Kabel, welches Leistungssignale zum Laden einer Batterie im Stift 10 liefert und/oder welches digitale Daten liefert), Eingabe/Ausgabevorrichtungen (z. B. ein Knopf und/oder eine lichtemittierende Diode oder eine andere lichtbasierende Ausgabevorrichtung) oder andere Komponenten (z. B. metallische Strukturen).
Die Komponenten, wie z. B. Komponenten 18, können auf einem Stift 10 gebildet sein (z. B. auf dem Schaft 16 oder anderswo). Die Komponenten 18 können Knöpfe, Berührungssensoren und andere Komponenten zur Sammlung einer Eingabe, lichtemittierende Dioden oder andere Komponenten zur Erzeugung einer Ausgabe usw. beinhalten.
Der Stift 10 kann ein metallisches Rohr oder andere leitende Komponenten im Schaftteil 16 beinhalten. Das metallische Rohr oder andere Strukturen im Stift 10 können als eine Antennenerdung für eine Antenne dienen. Ein Antennenresonanzelement für die Antenne kann aus Metallleiterbahnen auf einer gedruckten Schaltung oder anderen dielektrischen Stützstrukturen und/oder aus anderen leitenden Strukturen gebildet sein. Ein Antennenresonanzelement kann im Bereich 20B der Endregion 22 angeordnet sein oder kann an einer Position, wie z. B. Bereich 20A gebildet sein, welcher von dem Ende des Stiftes 10 versetzt ist. In Anordnungen, in welchen eine Antenne in einer versetzten Region 20A angeordnet ist, kann ein Verbinder, oder andere Komponenten im Bereich 20B, befestigt sein. Wenn gewünscht können Antennen für Stift 10 anderswo entlang des Körpers 16 angeordnet sein, in der Spitzenregion 14 oder in anderen geeigneten Teilen der Vorrichtung 10. Ein schematisches Diagramm, welches veranschaulichende Komponenten zeigt, welche im Stift 10 verwendet werden können, ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann der Stift 10 Steuerschaltungen, wie z. B. Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 30, beinhalten. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 30 können Speicher, wie z. B. nichtflüchtigen Speicher (z. B. Flashspeicher oder andere elektrisch programmierbare Nur-Lesespeicher, welche eingerichtet sind, um ein Festkörperlaufwerk zu bilden), flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff), usw. beinhalten. Die Verarbeitungsschaltungen in den Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 30 können verwendet werden, um den Vertrieb des Stiftes 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltungen können auf einen oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrokontroller, digitalen Signalprozessoren, Basisbandprozessor integrierten Schaltungen, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen usw. basieren.
Die Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 30 können verwendet werden, um Software auf dem Stift 10 laufen zu lassen. Die Software kann eine Eingabe von Knöpfen, Sensoren und anderen Eingabekomponenten verarbeiten. Die Software kann auch verwendet werden, um einem Benutzer eine Ausgabe bereitzustellen (z. B. unter der Verwendung von lichtemittierenden Dioden oder anderen Ausgabekomponenten, wie z. B. Komponenten 18 von 1). Um ein Zusammenspiel mit externer Ausrüstung, wie z. B. ein Tablet-Computer, 120 zu unterstützen, können die Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 30 und andere Schaltungen im Stift 10 in einer Implementierung von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Kommunikationsprotokolle, welche im Stift 10 implementiert sein können, beinhalten Protokolle für Kurzdistanzdrahtloskommunikationsverbindungen, wie z. B. das Bluetooth^®-Protokoll. Wenn gewünscht, können andere Typen von Drahtloskommunikationsverbindungen unterstützt werden. Die Verwendung von Bluetooth-Kommunikationen ist lediglich veranschaulichend.
Der Stift 10 kann Eingabe/Ausgabeschaltungen 44 beinhalten. Die Eingabe/Ausgabeschaltungen 44 können Eingabe/Ausgabevorrichtungen 32 beinhalten. Die Eingabe/Ausgabevorrichtungen 32 können verwendet werden, um es zu erlauben, dass Daten an den Stift 10 geliefert werden, und um es zu erlauben, dass Daten vom Stift an externe Vorrichtungen, wie z. B. Tablet-Computer 120, bereitgestellt werden. Die Eingabe/Ausgabevorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenanschlussvorrichtungen und andere Eingabe/Ausgabekomponenten beinhalten. Zum Beispiel können die Eingabe/Ausgabevorrichtungen 32 Berührungsbildschirme, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Knöpfe, Joysticks, Scrollräder, Berührungspads, Mikrofone, Kameras, Lautsprecher, Statusindikatoren, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioanschlusskomponenten, digitale Datenanschlussvorrichtungen, Lichtsensoren, Beschleunigungsmesser oder andere Komponenten, welche eine Bewegung und eine Stiftorientierung relativ zur Erde erkennen können, Kapazitätssensoren, Näherungssensoren (z. B. ein kapazitiver Näherungssensor und/oder ein Infrarotnäherungssensor), magnetische Sensoren und andere Sensoren und Eingabe/Ausgabekomponenten beinhalten.
Die Eingabe/Ausgabeschaltungen 44 können Drahtloskommunikationsschaltungen 34 beinhalten zum drahtlosen Kommunizieren mit externer Ausrüstung. Die Drahtloskommunikationsschaltungen 34 können Hochfrequenz (HF, radio frequency, RF), Sendeempfängerschaltungen beinhalten, welche aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen, Leistungsverstärkerschaltungen, rauscharme Eingabeverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen 40, Übertragungsleitungen und/oder andere Schaltungen zur Handhabung von HF-Drahtlossignalen beinhalten.
Die Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann Hochfrequenz-Sendeempfängerschaltungen 90 beinhalten zur Handhabung von Drahtloskommunikationen in dem 2,4 GHz Bluetooth^® Kommunikationsband oder anderen geeigneten Kommunikationsbändern. Bluetooth-Signale oder andere Drahtlossignale, können durch die Sendeempfängerschaltungen 90 unter der Verwendung von einer oder von mehreren Antennen, wie z. B. Antenne 40, übertragen und/oder empfangen werden. Die Antennen in den drahtlos Kommunikationsschaltungen 34 können unter der Verwendung von geeigneten Antennentypen gebildet sein. Die Antennen für den Stift 10 können z. B. Antennen mit Resonanzelementen, welche aus Schlaufenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, invertierte F-Antennenstrukturen, Schlitz-Antennenstrukturen, planare invertierte F-Antennenstrukturen, helikale Antennenstrukturen, Ringantennen, Monopolantennen, Hybriden von diesen Designs, usw. gebildet sein. Wenn gewünscht können eine oder mehrere der Antennen im Stift 10 Antennen mit rückseitigem Hohlraum sein.
Übertragungsleitungspfade können verwendet werden, um eine Antenne 40 an Sendeempfängerschaltungen 90 zu koppeln. Übertragungsleitungen im Stift 10 können Koaxialkabelpfade, Mikrostreifenübertragungsleitungen, Streifenlinienübertragungsleitungen, kantengekoppelte Mikrostreifenübertragungsleitungen, kantengekoppelte Streifenlinienübertragungsleitungen, Übertragungsleitungen gebildet aus Kombinationen von Übertragungsleitungen aus diesen Typen, usw. beinhalten. Filterschaltungen, Umschaltschaltungen, Impedanzabgleichschaltungen und andere Schaltungen können zwischen die Übertragungsleitungen gestellt werden, wenn gewünscht.
Wie in 3 gezeigt, können Sendeempfangerschaltungen 90 in Drahtlosschaltungen 34 an eine Antenne 40 gekoppelt werden unter der Verwendung von Pfaden wie z. B. Pfad 92. Die Drahtlosschaltungen 34 können an Steuerschaltungen 30 gekoppelt sein. Die Steuerschaltung 30 kann an Eingabe/Ausgabevorrichtungen 32 gekoppelt sein. Eingabe/Ausgabevorrichtung 32 kann eine Ausgabe vom Stift 10 liefern und kann eine Eingabe von Quellen empfangen, welche extern zum Stift 10 sind.
Um der Antenne 40 die Fähigkeit bereitzustellen, die Kommunikationsfrequenzen, welche von Interesse sind, zu überdecken, können der Antenne 40 Schaltungen, wie z. B. Filterschaltungen (z. B. ein oder mehrere passive Filter, und/oder ein oder mehrere abstimmbare Filterschaltungen) bereitgestellt werden. Diskrete Komponenten, wie z. B. Kondensatoren, Induktoren und Widerstände, können in den Filterschaltungen integriert sein. Kapazitative Strukturen, induktive Strukturen und resistive Strukturen können auch aus gemusterten metallischen Strukturen (z. B. Teil einer Antenne) gebildet werden. Wenn gewünscht kann die Antenne 40 mit verstellbaren Schaltungen, wie z. B. den abstimmbaren Komponenten 102 bereitgestellt werden, um die Antenne 40 über Kommunikationsbänder, welche von Interesse sind, abzustimmen. Die abstimmbaren Komponenten 102 können abstimmbare Induktoren, abstimmbare Kondensatoren oder andere abstimmbare Komponenten beinhalten. Abstimmbare Komponenten, wie diese, können auf Schaltern und Netzwerken von festen Komponenten, verteilten metallischen Strukturen, welche assoziierte verteilte Kapazitäten und Induktivitäten erzeugen, variablen Festkörpervorrichtungen zum Erzeugen variabler Kapazitäts- und Induktivitätswerte, abstimmbare Filter oder andere geeignete abstimmbare Strukturen basieren. Während eines Betriebs des Stiftes 10, können die Steuerschaltungen 30 Steuersignale auf einem oder mehreren Pfaden ausgeben, wie z. B. Pfad 88, welcher Induktionswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter assoziiert mit abstimmbaren Komponenten 102, einstellen, wodurch die Antenne 40 abgestimmt wird, um gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken. Es können auch Anordnungen verwendet werden, in welchen die Antenne 40 frei von abstimmbaren Komponenten ist.
Der Pfad 92 kann eine oder mehrere Übertragungsleitungen beinhalten. Als ein Beispiel kann der Signalpfad 92 von 3 eine Übertragungsleitung sein, welcher einen positiven Signalleiter, wie z. B. Leitung 94, und ein Erdungssignalleiter, wie z. B. Leitung 96, aufweist. Die Leitungen 94 und 96 können Teile eines Koaxialkabels oder einer Mikrostreifenübertragungsleitung (als Beispiele) bilden. Ein abgestimmtes Netzwerk, gebildet aus Komponenten, wie z. B. Induktoren, Widerständen und Kondensatoren, können beim Abstimmen der Impedanz der Antenne 40 auf die Impedanz der Übertragungsleitung 92 verwendet werden. Abgestimmte Netzwerkkomponenten können als diskrete Komponenten (z. B. Oberflächenbefestigungstechnologiekomponenten) bereitgestellt werden oder können aus Gehäusestrukturen, gedruckten Schaltkartenstrukturen, Leiterbahnen auf Kunststoffstützen usw. gebildet werden. Komponenten wie diese können auch verwendet werden zum Bilden von Filterschaltungen in einer Antenne 40.
Die Übertragungsleitung 92 kann an Antennenspeisungsstrukturen assoziiert mit der Antenne 40 gekoppelt werden. Als ein Beispiel kann die Antenne 40 eine invertierte F-Antenne, eine Schlitzantenne, eine hybride invertierte F-Schlitzantenne oder eine andere Antenne bilden, welche eine Antennenspeisung mit einer positiven Antennenspeisungsanschlussklemme, wie z. B. Anschlussklemme 98 und einer Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme, wie z. B. Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme 100 bilden. Der positive Übertragungsleitungsleiter 94 kann an eine positive Antennenspeisungsanschlussklemme 98 gekoppelt sein und der Erdungsleitungsleiter 96 kann an die Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme 92 gekoppelt sein. Andere Typen von Antennenspeisungsanordnungen können verwendet werden, wenn gewünscht. Die veranschaulichende Speisungsanordnung von 3 ist lediglich veranschaulichend.
4 ist ein Diagramm von veranschaulichenden invertierten F-Antennenstrukturen, welche bei einer Implementierung der Antenne 40 für den Stift 10 verwendet werden können. Die invertierte F-Antenne 40 von 4 weist ein Antennenresonanzelement 106 und eine Antennenerdung 104 auf. Das Antennenresonanzelement 106 kann ein Hauptresonanzelementarm, wie z. B. Arm 108, aufweisen. Die Länge des Armes 108 kann gewählt werden, so dass die Antenne 40 bei gewünschten Betriebsfrequenzen mitschwingt. Die Länge des Armes 108 kann z. B. ein Viertel einer Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 (z. B. 2,4 GHz) betragen. Die Antenne 40 kann auch Resonanzen bei harmonischen Frequenzen aufweisen.
Der Hauptresonanzelementarm 108 kann an die Erdung 104 durch einen Rückkehrpfad 110 gekoppelt sein. Die Antennenspeisung 112 kann eine positive Antennenspeisungsanschlussklemme 98 und eine Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme 100 beinhalten und sie kann parallel zum Rückkehrpfad 110 zwischen dem Arm 108 und der Erdung 104 verlaufen. Wenn gewünscht, können die invertierten F-Antennen, wie z. B. die veranschaulichende Antenne 40 von 4, mehr als einen Resonanzarmzweig (z. B. zum Erzeugen von mehreren Frequenzresonanzen, um einen Betrieb in mehreren Kommunikationsbändern zu unterstützen) oder andere Antennenstrukturen (z. B. parasitäre Antennenresonanzelemente, abstimmbare Komponenten, wie z. B. Komponenten 102 von 3, um Antennenabstimmung zu unterstützen, usw.) aufweisen. In der Einbauantenne 40 im Stift 10 können die Strukturen der Antenne 40 gekrümmt sein. Das Erdungs- 104 und/oder Resonanzelement 106 können z. B. aus einem Metall gebildet sein, welches sich um die longitudinale Achse 26 des Stiftes 10 wickelt.
Wie in 5 gezeigt, kann die Antenne 40 eine planare invertierte F-Antenne sein (z. B. kann der Arm 108 aus planaren metallischen Strukturen gebildet sein, welche oberhalb von Teilbereichen der Erdung 104 liegen). Die Speisung 112 kann aus einem Arm gebildet sein, welcher sich von dem planaren Element 108 abwärts in Richtung der Erdung 104 erstreckt. Der Rückkehrpfad 110 kann aus einer planaren metallischen Wand gebildet sein, welche sich zwischen dem planaren Arm 108 und der Erdung 104 parallel zur Speisung 112 erstreckt.
In dem Beispiel von 6 ist die Antenne 40 ein Monopol, welcher ein Monopolresonanzelement 106 aufweist. Das Monopolresonanzelement 106 ist aus einem Streifen von Metall gebildet, wie z. B. dem metallischen Monopolarm 108. Der metallische Monopolarm 108 erstreckt sich von der positiven Speisungsanschlussklemme 98 weg von der Erdung 104 und von der Erdungsspeisungsanschlussklemme 100. Die Länge des Monopolarms 108 kann angepasst werden, um einen Frequenzbereich, welcher von Interesse ist, abzudecken (z. B. kann die Länge des Monopolelements ein Viertel einer Wellenlänge der Betriebsfrequenz, welche von Interesse ist, betragen).
Wenn gewünscht kann die Antenne 40 aus einer Schleifenantenne, wie z. B. Schleifenantenne 40, von 7 gebildet sein. Die Schleifenantenne 40 kann ein Resonanzelement 106 aufweisen, welches aus einer Schleife von leitendem Material, welches sich zwischen der positiven Antennenspeisungsanschlussklemme 98 und der Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme 100 erstreckt.
8 zeigt wie die Antenne 40 eine Ringantenne sein kann. Die Ringantenne 40 von 8 weist eine positive Antennenspeisungsanschlussklemme wie z. B. Speisungsanschlussklemme 98 und eine Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme, wie z. B. Speisungsanschlussklemme 100 auf. Die positive Antennenspeisungsanschlussklemme 98 ist an das Ringantennenresonanzelement 106 (z. B. eine metallische Struktur, welche sich in einem Ring um den Körper des Stiftes 10 erstreckt usw.) gekoppelt.
Die Erdungsantennenspeisungsanschlussklemme 100 ist an die Erdung 104 gekoppelt.
Andere Antennentypen können verwendet werden zum Bilden der Antenne 40 für den Stift 10, wenn gewünscht (z. B. Schlitzantennen, helikale Antennen, Patch-Antennen, usw.). Die Anordnungen von 4, 5, 6, 7 und 8 sind lediglich veranschaulichend.
Die Antenne 40 kann aus leitenden Strukturen, wie z. B. metallische Strukturen, gebildet sein. Die metallischen Strukturen der Antenne 40 können metallische Beschichtungsschichten, Teile eines Vorrichtungsgehäuses oder andere strukturelle metallische Elemente, Teile eines metallischen Rohres, eine metallische Folie, Drähte oder andere metallische Strukturen sein.
In der veranschaulichenden Anordnung von 9 beinhaltet die Antenne 40 einen dreidimensionalen metallischen Arm 108 auf der dreidimensionalen (nicht planaren) dielektrischen Stütze 130. Die dielektrische Stütze 130 kann zum Beispiel eine Stütze sein, welche aus einem Dielektrikum, wie z. B. Kunststoff (z. B. geformter Kunststoff) gebildet ist. Das Kunststoffmaterial, welches die Stütze 130 bildet, kann mit metallischen Partikeln oder anderen Füllmaterialien bereitgestellt sein, welche die Stütze 130 für die Einwirkung von Laserlicht sensibilisieren. Im Nachgang zur Aussetzung von Laserlicht begünstigen Teile der Stütze 130, welche dem Laserlicht ausgesetzt waren, eine Beschichtung mit galvanisiertem Metall, wobei Teile der Stütze 130, welche nicht Laserlicht ausgesetzt waren, galvanisches Metallwachstum nicht begünstigen. Mit diesem Ansatz, welcher manchmal als Laserdirektstrukturierung (Laser Direct Structuring, LDS) bezeichnet wird, können metallische Strukturen, wie z. B. der metallische Antennenarm 108 von 9 unter der Verwendung von galvanischer Beschichtung abgeschieden werden. Die metallischen Antennenstrukturen, welche auf diesem Wege aufgebaut werden, können dreidimensional sein (z. B. eine gekrümmte Oberfläche, wie z. B. die gekrümmte Oberfläche der veranschaulichenden Stützstruktur 130 von 9, kann mit Metall beschichtet sein). Die Verwendung von dreidimensionalen Antennenstrukturen kann helfen, ein gewünschtes Antennenstrahlungsmuster für die Antenne 40 zu erzeugen, während die Antenne 40 innerhalb eines Gehäuses von einer gewünschten Form beherbergt wird.
In dem Beispiel von 10 wurden metallische Leiterbahnen für den Antennenarm 106 auf einem flexiblen Substrat, wie z. B. das flexible Substrat 132, abgeschieden und gemustert. Das Metall zum Bilden von Antennenstrukturen, wie z. B. Arm 108, kann als eine flächendeckende Metallbeschichtung abgeschieden werden und nachfolgend unter der Verwendung von Fotolithographie und Metallätzung (als ein Beispiel) gemustert werden. Das flexible Substrat 132 kann eine flexible gedruckte Schaltung sein, welche aus einem Polyimidsubstrat oder einer flexiblen Schicht eines anderen Polymermaterials gebildet ist. Wenn im Stift 10 installiert, kann das flexible Substrat 132 um den länglichen Körper des Stiftes 10 gewickelt werden.
11 ist eine Explosionsansicht einer Perspektive eines veranschaulichenden Antennenarms 108 für die Antenne 40, welcher aus einem Metallelement (z. B. gestanzte Metallfolie, usw.) gebildet ist, welcher an einem dielektrischen Stützelement 134 unter der Verwendung von Klebstoff 136 angebracht ist. Das Stützelement 134 kann aus Kunststoff oder anderen dielektrischen Materialien gebildet sein und kann einen Teil des länglichen Körpers des Stiftes 10 bilden.
12 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der metallische Antennenarm 108 und andere Antennenstrukturen gebildet werden können durch Drucken von leitender Tinte 144 auf die Oberfläche der dielektrischen Stütze 138. Die dielektrische Stütze 138 kann ein planares Substrat, wie z. B. ein gedrucktes Schaltungssubstrat sein oder kann eine geformte Kunststoffstütze oder eine andere Struktur sein, welche eine dreidimensionale Form aufweist. Der Tintenstrahlverteiler 140 kann unter der Verwendung eines computergesteuerten Positionierers 142 gesteuert werden. Wenn in Richtung 146 bewegt, kann der Verteiler 140 metallische Tinte oder andere leitende Tinten 144 auf der Stützstruktur 138 abscheiden, wodurch eine gewünschte Form für das Antennenelement 108 der Antenne 40 gebildet wird. Die leitende Tinte (z. B. Bindematerial, welches metallische Partikel oder andere leitende Partikel beinhaltet) kann auf eine Stützstruktur angebracht werden unter der Verwendung von Tintenstrahldruck, Siebdruck, Tampondruck, Sprühen, Tauchen, Tropfen, Malen oder anderen geeigneten Abscheidungstechniken. Die in Verbindung mit 9, 10, 11 und 12 beschriebenen Antennenmetallstrukturfabrikationstechniken sind lediglich veranschaulichend. Die Antennenstrukturen können aus Teilen von metallischen Gehäusen (z. B. Metallrohre, welche Strukturen für den länglichen Körper des Stiftes 10 bilden), internen metallischen Elementen, metallischen Leiterbahnen auf flexiblen gedruckten Schaltungen, dreidimensionalen metallischen Leiterbahnen (z. B. lasergemusterte Leiterbahnen), auf geformten Kunststoffsubstraten und anderen dreidimensionalen dielektrischen Substraten, Metalldrähten, Metallfolien (z. B. Metallfolie, welche in die Form einer Antennenstruktur gemustert wurden und welche auf eine Stützstruktur unter Verwendung von Klebstoff, Schrauben oder anderen Befestigungsmechanismen angebracht wurde) gebildet werden.
Die Antenne 40 kann unter der Verwendung eines Kabels, einer Übertragungsleitung auf einer flexiblen gedruckten Schaltung oder einer anderen geeigneten Speisungsanordnung gespeist werden.
In dem Beispiel von 13 ist die Übertragungsleitung 92 unter der Verwendung eines Koaxialkabels implementiert. Ein äußerer Leiter in dem Kabel wurde an der Erdungsspeisungsanschlussklemme 100 zur Erdung 104 kurzgeschlossen. Ein innerer Leiter in dem Kabel wurde zur positiven Speisungsanschlussklemme 98 kurzgeschlossen. Lötzinn, Schweißstellen, leitende Klebstoffe oder andere leitende Kopplungsmechanismen können verwendet werden, um die Übertragungsleitung 92 an die Antenne 40 zu koppeln.
14 ist eine Querschnittsseitenansicht einer Antenne 40, welche eine andere veranschaulichende Speisungsanordnung zeigt. In dem Beispiel von 14 beinhaltet die Antenne 40 metallische Leiterbahnen 154 auf einem dielektrischen Substrat 156. Die Übertragungsleitung 92 beinhaltet einen Signalleiter 150. Der federgelagerte Pin 152 dient als ein Speisungspin. Der Pin 152 kann gelötet werden, oder anderweitig elektrisch und mechanisch an die Signalleitung 150 gekoppelt werden. Eine Feder im Pin 152 kann einen hervorstehenden Teil des Pins 152 verursachen, um gegen die metallischen Antennenleiterbahnen 154 zu drücken, wodurch eine Antennenspeisungsverbindung für eine positive Speisungsanschlussklemme oder eine Erdungsspeisungsanschlussklemme vervollständigt wird.
Wie in 15 gezeigt, kann eine Feder, wie z. B. die Feder 160, bei der Bildung einer Antennenspeisungsverbindung verwendet werden. Die Antenne 40 kann ein dielektrisches Substrat 164 und Antennenleiterbahnen 162 beinhalten. Die Übertragungsleitung 92 kann eine leitende Signalleitung 158 beinhalten. Federn, wie z. B. die Feder 160, können an eine Signalleitung 158 gekoppelt sein (z. B. unter der Verwendung eines Lötmittels, einer Schweißstelle, leitenden Klebstoffen, Befestigungsmitteln, usw.). Die Feder 160 kann eine Vorspannkraft auf die Antennenleiterbahn 162 anwenden, um eine positive oder eine Erdungsantennenspeisungsverbindung zu bilden.
In der veranschaulichenden Anordnung von 16 sind die Antenne 40 und die Übertragungsleitung 92 aus einem gemeinsamen Substrat gebildet. Das Substrat 166 ist aus einer gedruckten Schaltung oder einem anderen Dielektrikum gebildet und weist einen ersten Teil auf, in welchem der Übertragungsleitungsleiter 168 verwendet ist, um die Übertragungsleitung 92 zu bilden und einen zweiten Teil, in welchem die Antennenleiterbahn 170 verwendet ist, um eine Resonanzelementstruktur und/oder eine Erdungsstruktur für die Antenne 40 zu bilden. Eine oder mehrere Vias, wie z. B. Via 172, können sich durch das Substrat 166 hindurch erstrecken und können verwendet werden beim Bilden von positiven und Erdungsantennenspeisungsverbindungen.
Das Gehäuse des Stiftes 10 kann aus Metall, Kunststoff, Kohlenstofffaserkompositen und anderen Faserkompositen, Glas, Keramik, anderen Materialen und Kombinationen von diesen Materialien gebildet sein. Eine Querschnittsseitenansicht eines Schaftteils 16 des länglichen Körpers des Stiftes ist in 17 gezeigt. Wie in 17 gezeigt können elektrische Komponenten 190 innerhalb eines inneren Hohlraumes 188 des Körpers des Stiftes 10 befestigt werden. Die Komponenten 190 können integrierte Schaltungen, Sensoren, Batteriestrukturen, Verbinder, Umschalter und andere Schaltungen (z. B. Steuerschaltungen 30 und/oder Eingabe/Ausgabeschaltungen 44 von 1) beinhalten. Die Komponenten 190 können auf einem oder mehreren Substraten, wie z. B. Substrat 186, befestigt werden. Das Substrat 186 kann eine dielektrische Stützstruktur, wie z. B. eine gedruckte Schaltung sein (z. B. eine starre gedruckte Schaltung, welche aus einem starren gedruckten Schaltungskartenmaterial, wie z. B. Fiberglas gefülltes Epoxid oder einer flexiblen gedruckten Schaltung, welche aus einer flexiblen Folie von Polyimid oder einer anderen flexiblen Polymerschicht gebildet ist).
Der innere Hohlraum 188 kann von einer oder mehreren Schichten von Material, wie z. B. Schichten 180, 182 und 184, umgeben sein. Diese Schichten von Material können aus konzentrischen zylindrischen Rohren gebildet sein und können aus Metall, Kunststoff, Glas, Keramik, anderen Materialien und/oder zwei oder mehreren dieser Materialien gebildet sein. Als ein Beispiel kann eine äußere Schicht 180 ein Kunststoffrohr bilden, welches für den Stift 10 als ein kosmetisches Äußeres dient, eine Zwischenschicht 182 kann ein Metallrohr bilden, welches dem Stift 10 eine strukturelle Stütze bereitstellt und eine innere Schicht 184 kann ein Kunststoffrohr bilden, welches als eine Stützstruktur dient. Im Allgemeinen kann ein Rohr 180 aus einem Metall, Kunststoff oder anderen Materialien gebildet werden, ein Rohr 182 kann aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien gebildet werden und ein Rohr 184 kann aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien gebildet werden. In einer anderen veranschaulichenden Anordnung kann das innere Rohr 184 weggelassen werden, das Rohr 180 kann aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien gebildet werden und das Rohr 182 kann aus Metall, Kunststoff anderen Materialien gebildet werden. Anordnungen, in welchen der Schaft 16 ein einziges Rohr beinhaltet oder feste Teile beinhaltet ohne erhebliche innere Hohlraumteile, können auch verwendet werden.
Wie in der Querschnittsseitenansicht von Stift 10 in 18 gezeigt, kann die Antenne 40 am Ende 22 des Stiftes 10 gebildet sein. Mit diesem Typ von Anordnung kann das Risiko, die Antenne 40 unbeabsichtigt mit der Hand eines Benutzers zu blockieren, minimiert werden.
Eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Antenne zur Befestigung am Ende 22 des Stiftes 10 von 18 ist in 19 gezeigt. Wie in 19 gezeigt, kann die Antenne 40 metallische Leiterbahnen aufweisen, welche auf einer dreidimensionalen Stützstruktur, wie z. B. einer geformten Kunststoffstütze 200, gebildet sein. Die Antenne 40 kann eine invertierte F-Antenne sein und die metallischen Leiterbahnen können einen Teil beinhalten, welcher einen Antennenresonanzarm 108 (z. B. Arm 108 von 4), Rückkehrpfad 110 (z. B. Rückkehrpfad 110 von 4) und Antennenerdung 104 (z. B. Erdung 104 von 4) bildet. Eine Schraube 206 und/oder andere leitende Kopplungsstrukturen können verwendet werden, um einen Erdungsleiterbahnteil 104 an ein metallisches Rohr im Stift 10 oder andere Antennenerdungsstrukturen zu koppeln. Die Übertragungsleitung 92 kann implementiert werden unter der Verwendung eines Koaxialkabels, welches einen Erdungsleiter, der an eine Erdungsanschlussklemme 100 auf der Erdung 104 gekoppelt ist, und einen positiven Leiter, der an eine positive Antennenspeisungsanschlussklemme 98 gekoppelt ist, aufweisen.
Wenn gewünscht kann der hintere Teil der Antenne 40 aus einer metallischen Leiterbahn gebildet sein, die hinreichend groß ist, um eine Komponente, wie z. B. ein Magnet 202 aufzunehmen (z. B. wenn der Magnet 202 auf dem hinteren Teil der Antenne 40 in Richtung 204 unter der Verwendung von Klebstoff oder anderen Befestigungsmechanismen installiert ist). Eine Rückansicht der Antenne 40 von 19 ist in 20 gezeigt. Die gestrichelten Linien 202' von 20 zeigen, wo der Magnet 202 befestigt werden kann. Während eines Betriebs können Antennenströme durch den Magneten 202 (d. h. der Magnet 202 kann einen Teil der Antenne bilden) fließen. Die obere Oberfläche der Antennenstützstruktur 200 kann eine kuppelförmige Anordnung aufweisen, um eine Befestigung innerhalb eines kuppelförmigen Endteils des Stiftes aufzunehmen oder sie kann andere geeignete Formen aufweisen.
21 ist eine Querschnittsseitenansicht des Magneten 202, welcher am Arm 108 auf der Stützstruktur 200 befestigt ist. Wie in 21 gezeigt, können leitende Klebstoffe 208 verwendet werden zum Befestigen des Magneten 202 an der Antenne 40. Wenn gewünscht kann der Magnet 202 weggelassen werden (z. B. wenn eine Klammer oder eine andere Struktur im Stift 10 anwesend ist, um zu helfen, den Stift 10 zu sichern, wenn er nicht verwendet wird).
Wie in der Querschnittsansicht des Endes 22 des Stiftes 10 von 22 gezeigt, kann eine Antenne, wie z. B. Antenne 40 von 19, mit einer oder mehreren dielektrischen Schichten überdeckt werden, wie z. B. dem Stiftgehäuse 210. Das Gehäuse 210 kann aus Kunststoff oder einem anderen hochfrequenzdurchlässigen Material gebildet werden. In dem Beispiel von 22 wurde die Antenne 40 am Ende des Stiftes 10 gebildet. Wenn gewünscht kann die Antenne 40 an einer anderen Stelle angeordnet sein, die von dem Ende des Stiftes 10 versetzt ist. Wie in 23 gezeigt, kann die Antenne 40 z. B. innerhalb des Stiftes 10 an einer Position wie z. B. Position 20A befestigt werden, welche nicht direkt neben dem Ende des Stiftes 14 liegt (d. h. die Position 20A ist von dem Ende 212 versetzt und ein Teil 20B ist zwischen die Antenne 40 und das Ende 212 gestellt).
Wie in 24 gezeigt kann der Stift 10 einen entfernbaren Deckel wie z. B. Deckel 218 aufweisen. Der Deckel 218 kann am Ende 22 des Stiftes 10 befestigt und entfernt werden. Der Stift 10 kann einen Verbinder, wie z. B. Verbinder 214, aufweisen. Der Verbinder 214 kann Kontakte (Pins) 216 aufweisen, die mit einem entsprechenden Verbinder (z. B. ein Verbinder auf einer begleitenden elektronischen Vorrichtung) zusammenpassen. Der Verbinder 214 kann zum Wiederaufladen einer Batterie im Stift 10, zum Übermitteln von Einstellungen und anderen Informationen zum Stift 10 von äußerer Ausrüstung und/oder zum Übermitteln von Daten oder Energie vom Stift 10 an äußere Ausrüstung verwendet werden. Die Antenne 40 kann an einer Stelle, wie z. B. Stelle 20A, welche von dem Verbinder 214 zurückversetzt ist, angeordnet sein.
Eine Querschnittseitenansicht eines veranschaulichenden Stiftes mit einem Deckel ist in 25 gezeigt. Wie in 25 gezeigt, kann der Stift 10 ein äußeres Gehäuse 232 aufweisen, auf welchem der Deckel 218 befestigt werden kann (z. B. durch Reibung) oder abgetrennt werden kann (z. B. durch Wegziehen des Deckels 218, um den Verbinder 214 freizulegen). Der Verbinder 214 kann aus einer gedruckten Schaltung oder einer anderen Struktur, an welcher die Stützschaltungen 222 (z. B. integrierte Schaltungen usw.) befestigt werden können, gebildet sein. Eine flexible gedruckte Schaltung oder ein anderer Signalpfad, wie z. B. der Signalpfad 224, kann verwendet werden, um den Verbinder 214 und assoziierte Verbinderschaltungen 222 an die gedruckte Schaltung 226 und Komponenten 228 auf der gedruckten Schaltung 226 zu koppeln. Die Komponenten 228 können Schaltungen zum Bilden von Steuerschaltungen 30 und Eingabe/Ausgabeschaltungen 44 von 2 beinhalten.
Die Antenne 40 kann in einem Bereich wie z. B. Bereich 20a, welcher von dem Ende des Stiftes 10 versetzt ist, angeordnet sein (z. B. Nicht-Antennenbereich 20b kann zwischen das Ende des Stiftes 10 und den Antennenbereich 20a gestellt werden).
Das metallische Rohr 220 kann innerhalb des Gehäuses 232 befestigt werden. Im Bereich 20a kann das metallische Rohr 220 (oder der größte Teil des metallischen Rohrs) fehlen und die Antenne 40 kann unter dem Gehäuse 232 befestigt sein. Das Gehäuse 232 kann ein Kunststoffrohr sein, welche hochfrequenzdurchlässig ist. Durch eine Entfernung des metallischen Rohres 220 von dem Bereich 20a (z. B. durch Bilden einer Öffnung im Rohr 220) kann ein Teil 222 des Gehäuses 232 ein Antennenfenster für die Antenne 40 bilden. Das metallische Rohr 220 kann in dem Bereich 20b fehlen oder Teile 220' des metallischen Rohrs 220 können im Bereich 20b angeordnet sein.
Wie in 26 gezeigt kann die Antenne 40 der 25 aus metallischen Leiterbahnen auf einer dielektrischen Stützstruktur, wie z. B. Stützstruktur 234 gebildet sein. Die Stützstruktur 234 kann ein Kunststoffrohr oder eine andere dielektrische Stützstruktur (z. B. ein inneres Rohr in einer Multirohranordnung) sein. Die Antennenleiterbahnen, welche auf der Stütze 234 gebildet sind, können ein Antennenresonanzelementarm 108, metallische Strukturen für die Speisung 112, eine metallische Leiterbahn, welche einen Rückkehrpfad 110 bildet und metallische Leiterbahnen, welche die Antenne 40 an die Erdung 104 koppeln, beinhalten. Die Übertragungsleitung 92 kann ein Koaxialkabel sein, welches einen äußeren Verbinder aufweist, welcher an die Erdungsspeisungsanschlussklemme 100 koppelt und einen inneren Leiter, welcher an die positive Speisungsanschlussklemme 98 (als ein Beispiel) koppelt. Das metallische Rohr 220 kann verwendet werden beim Bilden einer Antennenerdung 104 und kann kurzgeschlossen werden auf eine Erdungsleiterbahn in den Antennenleiterbahnen auf Stütze 234. Wenn gewünscht kann das Kabel 92 mit einem Streifen von leitendem Schaum, wie z. B. Schaum 236 oder anderem leitenden Material (z. B. leitender Stoff, metallische Folien, usw.) überdeckt sein. Dies kann helfen, das Kabel 92 zu erden und abzuschirmen.
Die metallischen Leiterbahnen für die Antenne 40 können einen Teil oder den gesamten Umfang des Stiftes 10 umgeben. 27 und 28 sind Querschnittsaufsichten des Stiftes 10 in zwei unterschiedlichen veranschaulichenden Anordnungen. In dem Beispiel von 27 erstreckt sich die metallische Leiterbahn vorn Antennenresonanzelementarm 108 um einen Teil, aber nicht den gesamten Umfang der Stütze 234. In dem Beispiel von 28 erstreckt sich die metallische Leiterbahn für den Antennenresonanzelementarm (Ring) 108 vollständig um die Stütze 234. 29 zeigt wie die metallische Leiterbahn für das Antennenresonanzelement 108 eingerichtet sein kann, um eine Ringantenne (z. B. ein Resonanzelement, welches sich vollständig um die Stütze 234 erstreckt, wie in der Aufsicht von 28 gezeigt) zu bilden. Die Antennen, wie z. B. die Ringantenne 40 von 29 oder die invertierte F-Antenne von 26, können in Bereichen des Stiftes 10 gebildet werden, wie z. B. dem Bereich 20a oder anderen geeigneten Bereichen. Die Antennenstrukturen können aus gemusterten Leiterbahnen auf einem Kunststoffträger, aus metallischen Leiterbahnen auf einer gedruckten Schaltung, welche um einen Kunststoffträger gewickelt ist, aus metallischen Folienstrukturen, welche an einem Kunststoffträger befestigt sind, metallischen Gehäusestrukturen oder anderen geeigneten metallischen Strukturen gebildet sein.
30 ist eine Seitenansicht einer veranschaulichenden metallischen Antennenleiterbahn für eine invertierte F-Antenne, welche auf einer Stützstruktur 234 gebildet wurden. Die Antennenleiterbahnen können Leiterbahnen zur Bildung des Arms 108, des Rückkehrpfades 110, der Speisung 112 und eines Streifens von Metall, wie z. B. der Streifen 104', welche auf das metallische Rohr 220 kurzgeschlossen werden kann (siehe z. B. 26) beinhalten, um eine Antennenerdung unter der Verwendung von leitendem Klebstoff 237 zu bilden.
Wie in 31 gezeigt kann das metallische Rohr 220 eine zylindrische Form aufweisen mit einem Ausschnittteil, welcher eine Öffnung zum Aufnehmen der Antenne 40 bildet. Eine perspektivische Ansicht des metallischen Rohres 220 von 31 ist in 32 gezeigt. Wie in 32 gezeigt, kann ein vertikaler Teil 220'' verwendet werden, um den ringförmigen oberen Teil 220' an einem Hauptteil 220 zu befestigen.
Eine Querschnittsseitenansicht eines Wandteils des Stiftes in der Nähe der Antenne 40 ist in 33 gezeigt. In dem Beispiel von 33 weist die dielektrische Stütze 234 die Form eines inneren Rohrs auf. Die Antennenleiterbahnen für die Antenne 40, wie z. B. Erdungsleiterbahn 104' und der Resonanzelementarm 108, können auf der Stützstruktur 234 gebildet sein. Im Erdungsbereich 104 ist das metallische Rohr 220 mit der Leiterbahn 104' unter der Verwendung von leitendem Klebstoff 237 kurzgeschlossen. Die Schraube 250 kann verwendet werden, um das metallische Rohr 220 auf der Stütze 234 zu befestigen und kann helfen, eine elektrische Verbindung zwischen dem Rohr 220 (welches als Antennenerdung dient) und der Erdungsleiterbahn 104' zu bilden. Das Kunststoffgehäuserohr 232 kann die Antenne 40 überdecken und kann als die äußerste Schicht des Stiftes 10 dienen.
Wie in 34 gezeigt, kann die gedruckte Schaltung 226 der 25 einen Verbinder, wie z. B. Verbinder 260, aufweisen. Das Koaxialkabel 92 kann an Hochfrequenzsendeempfängerschaltungen auf der Karte 226 unter Verwendung des Verbinders 260 gekoppelt sein. Das Kabel 92 kann durch eine Öffnung 262 in dem metallischen Rohr 220 führen und kann an die Antennenspeisung 112 durch die Öffnung in dem Rohr 220 führen, welches die Antenne 40 beherbergt. Der leitende Klebstoff 264 kann helfen, den Erdungsleiter des Kabels 92 an das metallische Rohr 220 kurzzuschließen. Das Kabel 92 kann mit einem Streifen leitenden Materials, wie z. B. leitendem Schaum 236 von 26 oder leitendem Stoff, Metall oder einem anderen Material überdeckt sein.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist ein Computerstift bereitgestellt, welcher einen länglichen Körper beinhaltet, welcher eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang der longitudinalen Achse erstreckt, aneinandergekoppelt sind und welcher einen Umfang aufweist, und eine Antenne, welche sich um zumindest einen Teil des Umfangs wickelt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift einen Verbinder an dem gegenüberliegenden Ende, welches eine Vielzahl von Kontaktpads aufweist und die Antenne ist an dem Schaft zwischen dem Verbinder und der Spitze angeordnet.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine flexible gedruckte Schaltung, welche um ein Kunststoffrohr gewickelt ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist das metallische Antennenresonanzelement eine metallische Antennenresonanzelementleiterbahn auf einer Kunststoffstützstruktur.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift ein metallisches Rohr, welches zumindest einen Teil des Schaftes bildet.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform weist die Antenne eine metallische Leiterbahn auf, welche mit dem metallischen Rohr durch einen leitenden Klebstoff kurzgeschlossen ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift ein Koaxialkabel, wobei das metallische Rohr eine Öffnung aufweist, durch welche das Koaxialkabel führt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform weist die Antenne eine Speisung auf und das Koaxialkabel ist an die Speisung gekoppelt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift einen Streifen von leitendem Schaum, welcher zumindest einen Teil des Koaxialkabels überdeckt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine Ringantenne, welche ein metallisches Antennenresonanzelement aufweist, welches sich vollständig um den Umfang herumwickelt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist ein Computerstift bereitgestellt, welcher einen länglichen Körper beinhaltet, der eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt, miteinander gekoppelt sind, und eine Antenne an dem gegenüberliegenden Ende, die aus metallischen Leiterbahnen auf einer kuppelförmigen Kunststoffstütze gebildet ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne einen Magneten.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine invertierte F-Antenne.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine Antennenerdungsleiterbahn und eine Antennenresonanzelementleiterbahn, welche durch eine Rückkehrpfadleiterbahn an einander gekoppelt sind.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist die Antennenresonanzelementleiterbahn elektrisch an den Magneten gekoppelt, so dass die Antennenströme durch den Magneten fließen.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift eine Antennenspeisung, welche an die Antennenresonanzelementleiterbahn und die Antennenerdungsleiterbahn gekoppelt ist und ein metallisches Rohr, welches zumindest einen Teil des Schaftes bildet und mit der Antennenerdungsleiterbahn kurzgeschlossen ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift eine Schraube, welche mit der Antennenerdungsleiterbahn kurzgeschlossen ist und ein Koaxialkabel, welches an die Antennenspeisung gekoppelt ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist ein Computerstift bereitgestellt, welcher einen länglichen Körper beinhaltet, der eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt, an einander gekoppelt sind und welcher einen Umfang, einen Verbinder am gegenüberliegenden Ende, welches eine Vielzahl von Verbinderkontakt-Pads aufweist, elektronische Komponenten in dem Schaft, welche mit dem Verbinder durch einen Signalpfad gekoppelt sind und eine Antenne in dem Schaft zwischen den elektrischen Komponenten und dem Verbinder, wobei der Schaft ein metallisches Rohr mit einer Öffnung, in welcher die Antenne befestigt ist, beinhaltet und ein äußeres Kunststoffrohr beinhaltet, welches das metallische Rohr überdeckt und welches die Antenne in der Öffnung überdeckt, aufweist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine invertierte F-Antenne, welche einen Resonanzelementarm, eine Erdung, welche mit dem metallischen Rohr durch einen leitenden Klebstoff gekoppelt ist und ein Rückkehrpfad, welcher sich zwischen dem Resonanzelementarm und der Erdung erstreckt, aufweist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne eine Speisung und der Computerstift beinhaltet ein Koaxialkabel, welches an die Speisung gekoppelt ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform weist das metallische Rohr eine zusätzliche Öffnung auf und das Koaxialkabel führt durch die zusätzliche Öffnung hindurch.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift einen Streifen von leitendem Schaum, welcher zumindest einen Teil des Koaxialkabels überdeckt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift einen entfernbaren Deckel, welcher den Verbinder überdeckt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Computerstift ein inneres Kunststoffrohr, welches die Antenne in der Öffnung stützt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Antenne metallische Leiterbahnen auf dem inneren Kunststoffrohr.
Das Vorhergehende ist lediglich veranschaulichend und verschiedene Modifikationen können durch Fachleute gemacht werden, ohne von dem Umfang und dem Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die vorhergehenden Ausführungsformen können individuell oder in jeder Kombination implementiert werden.

Claims

Computerstift umfassend: ein länglicher Körper, welche eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt und welcher einen Umfang aufweist, gekoppelt sind; und eine Antenne, welche sich zumindest um einen Teil des Umfanges wickelt.
Computerstift nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Verbinder am gegenüberliegenden Ende, welcher eine Vielzahl von Kontaktpads aufweist, wobei die Antenne auf dem Schaft zwischen dem Verbinder und der Spitze angeordnet ist.
Computerstift nach Anspruch 2, wobei die Antenne eine flexible gedruckte Schaltung umfasst, welche um ein Kunststoffrohr gewickelt ist, und wobei das metallische Antennenresonanzelement eine metallische Antennenresonanzelementleiterbahn auf einer Kunststoffstützstruktur ist.
Computerstift nach Anspruch 2, wobei das metallische Antennenresonanzelement eine metallische Antennenresonanzelementleiterbahn auf einer Kunststoffstützstruktur ist, wobei der Computerstift weiterhin umfasst: ein metallisches Rohr, welches zumindest einen Teil des Schaftes bildet, wobei die Antenne eine metallische Leiterbahn aufweist, welche mit dem metallischen Rohr durch einen leitenden Klebstoff kurzgeschlossen ist.
Computerstift nach Anspruch 4, weiterhin umfassend ein Koaxialkabel, wobei das metallische Rohr eine Öffnung aufweist, durch welche das Koaxialkabel hindurchfährt.
Computerstift nach Anspruch 5, wobei die Antenne eine Speisung aufweist und wobei das Koaxialkabel an die Speisung gekoppelt ist, wobei der Computerstift weiterhin umfasst: einen Streifen von leitendem Schaum, welcher zumindest einen Teil des Koaxialkabels überdeckt.
Computerstift nach Anspruch 1, wobei die Antenne eine Ringantenne umfasst, welche ein metallisches Antennenresonanzelement aufweist, welches sich vollständig um den Umfang wickelt.
Computerstift, umfassend: einen länglichen Körper, welcher eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt, gekoppelt sind; und eine Antenne an dem gegenüberliegenden Ende, welche aus metallischen Leiterbahnen auf einer kuppelförmigen Kunststoffstütze gebildet ist.
Computerstift nach Anspruch 8, wobei die Antenne einen Magneten beinhaltet.
Computerstift nach Anspruch 9, wobei die Antenne eine invertierte F-Antenne umfasst, wobei die Antenne eine Antennenerdungsleiterbahn und eine Antennenresonanzelementleiterbahn umfasst, welche durch eine Umkehrpfadleiterbahn gekoppelt sind und wobei die Antennenresonanzelementleiterbahn elektrisch an den Magneten gekoppelt ist, so dass Antennenströme durch den Magneten fließen.
Computerstift nach Anspruch 10, weiterhin umfassend: eine Antennenspeisung, welche an die Antennenresonanzelementleiterbahn und die Antennenerdungsleiterbahn gekoppelt ist; ein metallisches Rohr, welches zumindest einen Teil des Schaftes bildet, wobei das metallische Rohr mit der Antennenerdungsleiterbahn kurzgeschlossen ist; und eine Schraube, welche mit der Antennenerdungsleiterbahn kurzgeschlossen ist, und ein Koaxialkabel, welches an die Antennenspeisung gekoppelt ist.
Computerstift umfassend: einen länglichen Körper, welcher eine Spitze und ein gegenüberliegendes Ende aufweist, welche durch einen Schaft, welcher sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckt, und welcher einen Umfang aufweist, gekoppelt sind; ein Verbinder am gegenüberliegenden Ende, welcher eine Vielzahl von Verbinderkontaktpads aufweist; elektronische Komponenten in dem Schaft, welche mit dem Verbinder durch einen Signalpfad gekoppelt sind; und eine Antenne in dem Schaft zwischen den elektronischen Komponenten und dem Verbinder, wobei der Schaft ein metallisches Rohr mit einer Öffnung, in welcher die Antenne befestigt ist beinhaltet, und ein äußeres Kunststoffrohr, welches das Metallrohr überdeckt und welches die Antenne in der Öffnung überdeckt, beinhaltet.
Computerstift nach Anspruch 12, wobei die Antenne eine invertierte F-Antenne umfasst, welche einen Resonanzelementarm, eine Erdung, welche durch einen leitenden Klebstoff an das metallische Rohr gekoppelt ist und einen Umkehrpfad, welcher sich zwischen dem Resonanzelementarm und der Erdung erstreckt, umfasst.
Computerstift nach Anspruch 13, wobei die Antenne eine Speisung umfasst, wobei der Computerstift weiterhin ein an die Speisung gekoppeltes Koaxialkabel umfasst, wobei das metallische Rohr eine zusätzliche Öffnung aufweist und wobei das Koaxialkabel durch die zusätzliche Öffnung hindurchfährt.
Computerstift nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: einen Streifen von leitendem Schaum, welcher zumindest einen Teil des Koaxialkabels überdeckt; einen entfernbaren Deckel, welcher den Verbinder überdeckt; und ein inneres Kunststoffrohr, welches die Antenne in der Öffnung stützt, wobei die Antenne metallische Leiterbahnen auf dem inneren Kunststoffrohr umfasst.